锂电池卷绕设备的张力控制装置的制作方法

本发明涉及锂电池卷绕设备，尤其涉及用于调节极片或隔膜走带张力的张力控制装置。

背景技术：

现有的锂电池卷绕设备中通常设有张力控制装置，用于调节极片或隔膜之类待卷绕物的走带张力。现有的张力控制装置10a，参见图1，包括：与定辊相配合的浮辊2a，用于装设浮辊2a的安装座3a，与安装座3a相配合的导轨4a，用于驱动安装座3a在导轨4a上位移的音圈电机(voicecoilmotor)5a以及连接在音圈电机5a与安装座3a之间的浮动接头6a。待卷绕物50绕过定辊和浮辊2a，走带方向为t。在卷绕过程中，音圈电机5a的输出杆头借助浮动接头6a给浮辊2a施加一个拉力并保持，这个拉力与走带张力f1作用在浮辊2a上的合力f3相抵，可以控制卷绕物50的走带张力f1，走带张力f1＝合力f3/2。

现有的这种张力控制结构存在一些缺陷：音圈电机5a提供的拉力波动较大，拉力的需求值越大，拉力的波动越大，导致张力控制精度不高；并且，距离行程中间处越大，拉力的波动越大，拉力受行程的影响，导致控制不方便。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种锂电池卷绕设备的张力控制装置，控制精度高，并且控制方便。

本发明针对上述技术问题提出一种锂电池卷绕设备的张力控制装置，包括：定辊、与该定辊配合的浮辊、用于装设该浮辊的安装座、用于供该安装座在其上直线位移的导轨、用于牵引该安装座的驱动单元、与该驱动单元的输出端相连的柔性连接件以及连接在该柔性连接件与安装座之间的拉力传感器；其中，该驱动单元包括可旋转的动力件、与该可旋转的动力件相配合的扭力器以及与该扭力器的输出端相连的轮子，该轮子为该驱动单元的输出端，该驱动单元受控于该拉力传感器反馈的测量值而提供设定的滑差力。

在一些实施例中，该柔性连接件为柔性线、柔性带或者柔性网。

在一些实施例中，该设定的滑差力通过该扭力器的输入电流或输入电压予以调节。

在一些实施例中，该扭力器为磁滞式制动器、磁滞式离合器或磁粉离合器。

在一些实施例中，该可旋转的动力件为电机或旋转气缸。

在一些实施例中，该张力控制装置包括间隔设置的一组定辊和一组浮辊，这组浮辊装设在该安装座上。

在一些实施例中，这组定辊由上下排列的三个定辊构成，这组浮辊由上下排列的两个浮辊构成。

在一些实施例中，这组定辊由上下排列的两个定辊构成，这组浮辊由一个浮辊构成。

在一些实施例中，该浮辊包括芯轴、辊筒和轴承，该辊筒借助该轴承套设在该芯轴上，并能够相对该芯轴旋转。

在一些实施例中，该定辊包括芯轴、辊筒和轴承，该辊筒借助该轴承套设在该芯轴上，并能够相对该芯轴旋转。

与现有技术相比，本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置，通过定辊、浮辊、安装座、导轨、驱动单元、柔性连接件以及拉力传感器的巧妙配合，用可旋转的动力件、扭力器和轮子构成驱动单元，借助与轮子相连的柔性连接件来施加平稳的拉力给安装座及其上的浮辊；并且，借助装设在柔性连接件与安装座之间的拉力传感器，来实时捕获拉力的测量值，并用这个测量值来调节驱动单元提供的设定的滑差力，以实现对走带张力的控制，控制精度高，并且控制方便。

附图说明

图1是现有的锂电池卷绕设备的张力控制装置的结构示意。

图2和图3是本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置一实施例的两种不同视角的结构示意。

图4是本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置另一实施例的结构示意。

图5是图4所示实施例中浮辊、安装座、导轨和拉力传感器的结构示意。

其中，附图标记说明如下：10a、10、10c张力控制装置1定辊11芯轴12辊筒13轴承2、2a浮辊21芯轴22辊筒23轴承3、3a、3c安装座4、4a导轨5a音圈电机6a浮动接头5驱动单元51可旋转的动力件52联轴器53扭力器54轮子6柔性连接件7拉力传感器50卷绕物。

具体实施方式

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

参见图2和图3，图2和图3是本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置一实施例的两种不同视角的结构示意。本发明提出一种锂电池卷绕设备的张力控制装置10，用于调节极片或隔膜之类待卷绕物50的走带张力。该张力控制装置10包括：三个定辊1，两个浮辊2，安装座3，导轨4，驱动单元5，柔性连接件6和拉力传感器7。

定辊1包括芯轴11、辊筒12和轴承13。辊筒12借助轴承13套设在芯轴11上，并能够相对芯轴11旋转。

浮辊2包括芯轴21、辊筒22和轴承23。辊筒22借助轴承23套设在芯轴21上，并能够相对芯轴21旋转。

三个定辊1上下排列成一组，两个浮辊2上下排列成一组。两个浮辊2与三个定辊1横向间隔。卷绕物50从最上方的定辊1送入，先绕过位于上方的浮辊2，再绕过中间的定辊1，然后绕过位于下方的浮辊2，最后从最下方的定辊1送出。卷绕物50的走带方向为t。

安装座3是能够直线位移地装设在导轨4上。在卷绕过程中，驱动单元5借助柔性连接件6给浮辊2施加一个拉力并保持，这个拉力与走带张力f1作用在浮辊2上的合力f3相抵，可以控制卷绕物50的走带张力f1，走带张力f1＝合力f3/4。

拉力传感器7装设在柔性连接件6与安装座3的连接处，能够实时提供拉力的测量值。驱动单元5根据拉力传感器7反馈的这个拉力的测量值与设定的滑差力(即拉力)之间的关系，来调节设定的滑差力，能够得到比较精确的走带张力f1。

驱动单元5包括可旋转的动力件51，联轴器52，扭力器53以及轮子54。其中，可旋转的动力件51通过联轴器52给扭力器53提供旋转动力。扭力器53用于根据可旋转的动力件51的旋转(旋转方向为z，与合力f3的方向相反)而提供设定的滑差力。轮子54为驱动单元5的输出端。在可旋转的动力件51的设定转速和转矩输出的情形下，调节扭力器53的输入电流或输入电压，可以调节这个滑差力的大小；换言之，滑差力的大小通过扭力器53的输入电流或输入电压予以调节。举例而言，可旋转的动力件51为电机或旋转气缸。扭力器53为磁滞式制动器、磁滞式离合器、磁粉离合器或者其他性能接近的阻尼器。

具体地，联轴器52连接在可旋转的动力件51与扭力器53的输入端之间。轮子54与扭力器53的输出端相连。柔性连接件6的一端与轮子54相连、另一端经由拉力传感器7与安装座3相连。在本实施例中，柔性连接件6选用柔性线。在其他实施例中，柔性连接件6可以选用柔性带或者柔性网。

如此一来，可旋转的动力件51的旋转经由联轴器52的传动，与扭力器53相配合，能够在轮子54上施加设定的滑差力。换言之，借助于可旋转的动力件与扭力器53的配合，驱动单元5能够给连接在轮子54上的柔性连接件6提供平稳的拉力，与合力f3相抵。

可以理解的是，在某些实施例中，前述的联轴器52可以省去，可旋转的动力件51直接与扭力器53的输入端连接配合。

与现有技术相比，本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置10，通过定辊1、浮辊2、安装座3、导轨4、驱动单元5、柔性连接件6以及拉力传感器7的巧妙配合，用可旋转的动力件51、扭力器53和轮子54构成驱动单元5，借助与轮子54相连的柔性连接件6来施加平稳的拉力给安装座3及其上的浮辊2；并且，借助装设在柔性连接件6与安装座3之间的拉力传感器7，来实时捕获拉力的测量值，并用这个测量值来调节驱动单元5提供的设定的滑差力，以实现对走带张力f1的控制，控制精度高，并且控制方便。

参见图4和图5，图4是本发明的锂电池卷绕设备的张力控制装置另一实施例的结构示意。图5是图4所示实施例中浮辊、安装座、导轨和拉力传感器的结构示意。本发明提出一种锂电池卷绕设备的张力控制装置10c，其与前述的张力控制装置10的区别主要体现在：安装座3c只装设有一个浮辊2，与浮辊2相对应的是上下排列的两个定辊1，向左的走带张力f1＝合力f3/2。

在其他实施例中，浮辊2的数目和定辊1的数目，都可以更具实际应用的需要而变化。浮辊2的数目发生变化，走带张力f1与合力f3之间的关系也会相应发生变化，例如：浮辊2的数目为三时，走带张力f1＝合力f3/6，浮辊2的数目为四时，走带张力f1＝合力f3/8。可以理解的是，在驱动单元5的驱动能力范围内，增加浮辊2数目有利于提高走带张力f1的控制精度。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。