一种电芯堆叠系统的制作方法

1.本发明涉及电池加工技术领域，具体而言，涉及一种电芯堆叠系统。


背景技术：

2.目前，在动力电池的生产中，存在将电芯堆叠的工艺。电芯在堆叠后，要对多个电芯组成的单元进行压紧的动作，根据不同厂家的工艺，堆叠电芯的多少呈现不同的长度，一般情况下，这个堆叠动作会在输送线或工作台上完成。同时该动作对压紧到位的位置和压紧力有一定的比例关系，由于堆叠电芯的个数和长度是变化的，因此对堆叠装置的要求较高。
3.但是，目前现有电芯堆叠装置仅是单纯满足对电芯的压紧力，容易在电芯堆叠过程中损坏电芯。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的问题是：如何避免电芯堆叠过程中损坏电芯。
5.本发明提供一种电芯堆叠系统，包括动力机构、托盘机构、压力检测机构、距离检测机构和支架，所述动力机构、托盘机构和压力检测机构间隔设置于所述支架上，且所述托盘机构位于所述动力机构与所述压力检测机构之间，所述托盘机构包括底板、移动立板和固定立板，所述移动立板活动连接于所述底板，所述固定立板连接于所述底板靠近所述压力检测机构的一侧，所述底板上用于放置电芯组件，所述动力机构与所述移动立板驱动连接，所述动力机构用于驱动所述移动立板朝向或远离所述电芯组件移动，所述移动立板用于将所述电芯组件压紧于所述固定立板与所述移动立板之间，所述固定立板开设有通孔，所述压力检测机构包括压力传感器，所述压力传感器用于穿过所述通孔，且抵接于所述电芯组件，所述压力传感器用于检测所述电芯组件承受所述移动立板的压紧力，所述距离检测机构包括测距传感器，所述测距传感器设置于所述动力机构上，且所述测距传感器用于检测所述移动立板的移动距离。
6.本发明所述的电芯堆叠系统，电芯组件用于放置在托盘机构上的底板上，其中电芯组件由多个电芯单元组成，并且电芯组件位于移动立板和固定立板之间，通过动力机构驱动移动立板朝向电芯组件移动，移动立板可以对电芯组件施加压紧力，以此可以将多个电芯单元堆叠在一起，压力检测机构的压力传感器穿过固定立板上的通孔并抵靠在电芯组件上，移动立板在对电芯组件施加压紧力的过程中，压力传感器会有短距离位移，以此可以获取电芯组件所承受的来自移动立板的压紧力的数值，距离检测机构的测距传感器可以获取移动立板在底板上的移动距离数值，即可通过压力检测机构的压力传感器所获取的数值，来比较电芯组件所承受的来自移动立板的压紧力，与预设破坏产品的力（即电芯所能承受的最大力）的数值大小，当动力机构驱动移动立板朝向电芯组件移动一定距离，并且未达到电芯堆叠的预设距离，以及电芯组件所承受的压紧力的数值没有超过破坏产品的力时，可以通过动力机构驱动移动立板继续朝向电芯组件移动，当距离检测机构显示移动立板移
动到指定距离，此时动力机构停止工作，同时压力检测机构获取的压力数值没有超过破坏产品的力，视为电芯堆叠合格。本发明相比于现有技术，可以使移动立板施加的压紧力不超过能够破坏电芯的压力，避免电芯堆叠过程中因压紧力过大而损坏电芯。
7.可选地，所述托盘机构还包括丝杠副、导轨副、第一调整板和第二调整板，所述丝杠副、所述第一调整板和所述第二调整板间隔设置于所述底板上，且所述丝杠副位于所述第一调整板和所述第二调整板之间，所述第一调整板和所述第二调整板用于放置所述电芯组件，所述导轨副设置于所述底板上，且所述导轨副位于所述第一调整板与所述丝杠副之间以及所述第二调整板与所述丝杠副之间，所述移动立板螺纹连接于所述丝杠副，且所述移动立板滑动连接于所述导轨副，所述动力机构与所述丝杠副驱动连接，所述动力机构用于驱动所述丝杠副转动，以使所述移动立板沿所述导轨副移动。
8.可选地，所述托盘机构还包括第一调节结构和第二调节结构，所述第一调节结构用于调节所述第一调整板在所述底板上的相对位置，所述第二调节结构用于调节所述第二调整板在所述底板上的相对位置。
9.可选地，所述第一调节结构包括设置在所述底板上的第一定位孔和设置在所述第一调整板上的第二定位孔，所述第一定位孔和/或所述第二定位孔设置有多个，所述第一调整板和所述底板在所述第一定位孔和所述第二定位孔处通过紧固件可拆卸连接。
10.可选地，所述第二调节结构包括设置在所述底板上的第三定位孔和设置在所述第二调整板上的第四定位孔，所述第三定位孔和/或所述第四定位孔设置有多个，所述第二调整板和所述底板在所述第三定位孔和所述第四定位孔处通过紧固件可拆卸连接。
11.可选地，所述动力机构包括第一气缸、第一移动架、电机和旋转公头，所述旋转公头连接于所述电机的输出端，所述电机连接于所述第一移动架，所述第一移动架连接于所述第一气缸的伸缩端，所述第一气缸用于驱动所述第一移动架朝向或远离所述托盘机构移动，所述托盘机构还包括旋转母头，所述旋转母头连接于所述丝杠副靠近所述旋转公头的一端，所述旋转母头用于与所述旋转公头配合连接。
12.可选地，所述动力机构还包括弹性件，所述弹性件设置于所述第一气缸与所述第一移动架之间，所述弹性件用于使所述旋转公头顶紧于所述旋转母头。
13.可选地，所述测距传感器设置于所述第一移动架上，所述测距传感器用于检测所述移动立板的移动距离。
14.可选地，所述压力检测机构包括第二气缸和第二移动架，所述压力传感器连接于所述第二移动架，所述第二移动架连接于所述第二气缸的伸缩端，所述第二气缸用于驱动所述第二移动架朝向或远离所述托盘机构移动。
15.可选地，所述距离检测机构还包括防护气缸机构和防护板，所述防护气缸机构连接于所述第一移动架，所述防护板与所述防护气缸机构驱动连接，所述防护板用于保护所述测距传感器。
附图说明
16.图1为本发明实施例的电芯堆叠系统的结构示意图；图2为本发明实施例的托盘机构的结构示意图；图3为本发明实施例的动力机构及距离检测机构的结构示意图；
图4为本发明实施例的压力检测机构的结构示意图。
17.附图标记说明：1、动力机构；11、第一气缸；12、第一移动架；13、电机；14、旋转公头；15、弹性件；16、第一机架；17、第一锁紧机构；2、托盘机构；21、移动立板；22、底板；23、丝杠副；24、第一调整板；25、第二调整板；26、固定立板；261、通孔；27、旋转母头；28、导轨副；3、压力检测机构；31、第二气缸；32、第二移动架；33、压力传感器；34、第二锁紧机构；35、第二机架；4、距离检测机构；41、测距传感器；42、防护气缸机构；43、防护板；5、输送线。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
19.在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
20.而且，附图中z轴表示竖向，也就是上下位置，并且z轴的正向（也就是z轴的箭头指向）表示上，z轴的负向（也就是与z轴的正向相反的方向）表示下；附图中x轴表示横向，也就是左右位置，并且x轴的正向（也就是x轴的箭头指向）表示左，x轴的负向（也就是与x轴的正向相反的方向）表示右；附图中y轴表示纵向，也就是前后位置，并且y轴的正向（也就是y轴的箭头指向）表示后，y轴的负向（也就是与y轴的正向相反的方向）表示前。
21.同时需要说明的是，前述z轴、x轴和y轴表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.如图1至4所示，本发明实施例的一种电芯堆叠系统，包括动力机构1、托盘机构2、压力检测机构3、距离检测机构4和支架，动力机构1、托盘机构2和压力检测机构3间隔设置于支架上，且托盘机构2位于动力机构1与压力检测机构3之间，托盘机构2包括底板22、移动立板21和固定立板26，移动立板21活动连接于底板22，固定立板26连接于底板22靠近压力检测机构3的一侧，底板22上用于放置电芯组件，动力机构1与移动立板21驱动连接，动力机构1用于驱动移动立板21朝向或远离电芯组件移动，移动立板21用于将电芯组件压紧于固定立板26与移动立板21之间，固定立板26开设有通孔261，压力检测机构3包括压力传感器33，压力传感器33用于穿过通孔261，且抵接于电芯组件，压力传感器33用于检测电芯组件承受移动立板21的压紧力，距离检测机构4包括测距传感器41，测距传感器41设置于动力机构1上，且测距传感器41用于检测移动立板21的移动距离。
23.在本实施例中，结合附图1所示，支架可以是工作台或基座等结构，电芯组件用于放置在托盘机构2的底板22上，其中电芯组件由多个电芯单元组成，并且电芯组件位于移动立板21和固定立板26之间，通过动力机构1驱动移动立板21朝向电芯组件移动（附图1中x轴方向），移动立板21可以对电芯组件施加压紧力，以此可以将多个电芯单元堆叠在一起，压力检测机构3的压力传感器33穿过固定立板26上的通孔261并抵靠在电芯组件上，移动立板21在对电芯组件施加压紧力的过程中，压力传感器33会有短距离位移，以此可以显示电芯
组件所承受的来自移动立板21的压紧力的数值，距离检测机构4的测距传感器41可以显示移动立板21的移动距离数值，即可通过人工观察压力检测机构3所显示的数值，来人工比较电芯组件所承受的来自移动立板21的压紧力，与预设破坏产品的力（即电芯所能承受的最大力）的数值大小，当动力机构1驱动移动立板21朝向电芯组件移动一定距离（附图1中x轴方向），并且未达到电芯堆叠的预设距离，以及压力检测机构3所显示的电芯组件所承受的压紧力的数值没有超过破坏产品的力时，可以通过动力机构1驱动移动立板21继续朝向电芯组件移动，当距离检测机构4显示移动立板21移动到指定距离，此时动力机构1停止工作，同时压力检测机构3显示的压力数值没有超过破坏产品的力，视为电芯堆叠合格。本发明相比于现有技术，可以使移动立板21施加的压紧力不超过能够破坏电芯的压力，避免电芯堆叠过程中因压紧力过大而损坏电芯。
24.在其他实施方式中，本电芯堆叠系统还可以包括控制器，控制器可以是plc（可编程序控制器）或单片机，控制器与动力机构1、压力检测机构3和距离检测机构4之间电连接，即压力检测机构3检测到的压力数值和距离检测机构4检测到的距离数值会反馈至控制器，控制器可以判断电芯组件所承受的来自移动立板21的压紧力是否超过预设破坏产品的力，以及判断移动立板21的移动距离是否超过电芯堆叠的预设距离，并且控制器可以在移动立板21移动到指定距离（电芯堆叠的预设距离）时自动控制动力机构1停止工作，以此可以无需工作人员直接参与，自动化程度较高。
25.在上述的工作过程中，结合附图1所示，本电芯堆叠系统还可以包括输送线5，输送线5可以设置在支架上，即托盘机构2整体可以布局至输送线5上，动力机构1与压力检测机构3布局在输送线5的两侧（附图1中x轴方向），输送线5可以驱动托盘机构2沿z轴方向移动，即托盘机构2可以通过输送线5进行输送，到达指定位置完成产品（多个电芯单元组成的电芯组件）的压紧和反馈动作。
26.可选地，托盘机构2还包括底板22、丝杠副23、第一调整板24和第二调整板25，丝杠副23、第一调整板24和第二调整板25间隔设置于底板22上，且丝杠副23位于第一调整板24和第二调整板25之间，动力机构1用于驱动丝杠副23转动，移动立板21螺纹连接于丝杠副23，第一调整板24和第二调整板25用于放置电芯组件。
27.在本实施例中，结合附图1和附图2所示，底板22为具有绝缘以及一定强度的托盘结构，第一调整板24和第二调整板25布置在底板22的两侧（附图1中y轴方向），其中第一调整板24和第二调整板25可通过螺栓连接在底板22上，在底板22的x轴方向的两端设置有轴承座，丝杠副23的两端通过轴承连接在两个轴承座上，并且丝杠副23位于第一调整板24和第二调整板25，电芯组件可以放置在第一调整板24和第二调整板25之间，移动立板21的底部（附图1中z轴方向）开设有螺纹结构，移动立板21通过此螺纹结构螺纹连接在丝杠副23上，当动力机构1驱动丝杠副23转动时，移动立板21可以沿丝杠副23移动，进而压紧在电芯组件上。
28.在其他实施方式中，在底板22上还可设置导轨副28，导轨副28可通过螺栓固定在底板22上，移动立板21可通过滑块滑动连接在导轨副28上，以此可以提高移动立板21的移动稳定性。丝杠副23可以是梯形或三角形丝杠，用于达到指定的力后实现自锁。
29.可选地，托盘机构2还包括第一调节结构和第二调节结构，第一调节结构用于调节第一调整板24在底板22上的相对位置，第二调节结构用于调节第二调整板25在底板22上的
相对位置。
30.在本实施例中，第一调节结构和第二调节结构可以调节第一调整板24及第二调整板25之间的相对距离，可根据不同电芯宽度对应调整第一调整板24及第二调整板25之间的相对距离，以此兼容不同的产品宽度，可以使之获得更大的应用范围。
31.可选地，第一调节结构包括设置在底板22上的第一定位孔和设置在第一调整板24上的第二定位孔，第一定位孔和/或第二定位孔设置有多个，第一调整板24和底板22在第一定位孔和第二定位孔处通过紧固件可拆卸连接。
32.在本实施例中，结合附图1所示，第一定位孔、第二定位孔可以是长槽孔或者间隔设置的多个螺纹孔，紧固件可以是螺栓等螺纹连接件，即通过螺栓等螺纹连接件可以将第一调整板24固定在底板22上。通过将第一调整板24上的第二定位孔与底板22上（附图1的y轴方向）不同位置的第一定位孔连接，或者，通过第一调整板24上（附图1的y轴方向）不同位置的第二定位孔与底板22上的第一定位孔连接，可以将第一调整板24固定在底板22上的不同位置，以此可以调节第一调整板24及第二调整板25之间的相对距离。
33.可选地，第二调节结构包括设置在底板22上的第三定位孔和设置在第二调整板25上的第四定位孔，第三定位孔和/或第四定位孔设置有多个，第二调整板25和底板22在第三定位孔和第四定位孔处通过紧固件可拆卸连接。
34.在本实施例中，结合附图1所示，第三定位孔、第四定位孔可以是长槽孔或者间隔设置的多个螺纹孔，紧固件可以是螺栓等螺纹连接件，即通过螺栓等螺纹连接件可以将第二调整板25固定在底板22上。通过将第二调整板25上的第四定位孔与底板22上（附图1的y轴方向）不同位置的第三定位孔连接，或者，通过第二调整板25上（附图1的y轴方向）不同位置的第四定位孔与底板22上的第三定位孔连接，可以将第二调整板25固定在底板22上的不同位置，以此可以调节第一调整板24及第二调整板25之间的相对距离。
35.可选地，动力机构1包括第一气缸11、第一移动架12、电机13和旋转公头14，旋转公头14连接于电机13的输出端，电机13连接于第一移动架12，第一移动架12连接于第一气缸11的伸缩端，第一气缸11用于驱动第一移动架12朝向或远离托盘机构2移动，托盘机构2还包括旋转母头27，旋转母头27连接于丝杠副23靠近旋转公头14的一端，旋转母头27用于与旋转公头14配合连接。
36.在本实施例中，结合附图1、附图2和附图3所示，动力机构1还可以包括第一机架16，第一机架16为具有一定高度（附图1中z轴方向）的架体结构，第一气缸11可通过螺栓可拆卸连接在第一机架16上，在第一机架16上设置有滑道，第一气缸11用于驱动第一移动架12在滑道上滑动（附图1的x轴方向），电机13可通过螺栓可拆卸连接在第一移动架12上，旋转公头14可通过螺栓可拆卸连接在电机13的输出端，旋转母头27可通过螺栓可拆卸连接在丝杠副23靠近旋转公头14的一端，通过第一气缸11可驱动旋转公头14向旋转母头27方向移动，直至旋转母头27与旋转公头14配合连接在一起，以此电机13可以驱动丝杠副23转动。
37.在上述的工作过程中，旋转公头14可以是针式接头结构，旋转母头27可以是插槽式结构结构，旋转公头14与旋转母头27配合连接后，二者之间不产生相对转动。
38.在其他实施方式中，动力机构1还可以包括第一锁紧机构17，第一锁紧机构17可以将第一移动架12固定，避免由于气体可压缩性使第一气缸11的伸缩端回弹，其中第一锁紧机构17可以是限位销，第一移动架12可以开设有凹槽，限位销插入凹槽以限制第一移动架
12移动。
39.在其他实施方式中，在第一机架16的下部（附图1中z轴方向）可以设置转盘及驱动电机，驱动电机用于驱动转盘旋转180
°
，以此可以适用于双侧输送线5对托盘机构2的拧紧，以此可以获得更大的应用范围。同时，转盘还可以更换为地轨，或地轨与转盘的结合，可以完成在输送线5的直线范围内的任何位置对托盘机构2进行拧紧动作。
40.可选地，动力机构1还包括弹性件15，弹性件15设置于第一气缸11与第一移动架12之间，弹性件15用于使旋转公头14顶紧于旋转母头27。
41.在本实施例中，结合附图1和附图3所示，弹性件15可以是弹簧，旋转公头14与旋转母头27在进行对接时，大概率不会准确啮合，依靠弹性件15产生顶紧力，旋转公头14与旋转母头27始终处于顶紧状态，当电机13带动旋转公头14旋转时，由于顶紧状态的存在，最终旋转公头14与旋转母头27会进入正确的啮合状态。
42.可选地，距离检测机构4包括测距传感器41，测距传感器41设置于第一移动架12上，测距传感器41用于检测移动立板21的移动距离。
43.在本实施例中，结合附图1和附图3所示，测距传感器41具体可以是激光测距传感器，测距传感器41可通过螺栓可拆卸连接在第一移动架12上，测距传感器41可以检测移动立板21的移动距离。
44.在其他实施方式中，结合附图3所示，距离检测机构4还可以包括防护气缸机构42和防护板43，当测距传感器41处于休眠状态时，通过防护气缸机构42可以带动防护板43将激光光源防护，避免产生误动或有灰尘对系统造成误判。
45.可选地，压力检测机构3包括第二气缸31、第二移动架32和压力传感器33，压力传感器33连接于第二移动架32，第二移动架32连接于第二气缸31的伸缩端，第二气缸31用于驱动第二移动架32朝向或远离托盘机构2移动。
46.在本实施例中，结合附图1和附图4所示，压力检测机构3还可以包括第二机架35，第二机架35为具有一定高度（附图1中z轴方向）的架体结构，第二气缸31可通过螺栓可拆卸连接在第二机架35上，在第二机架35上设置有滑道，第二气缸31用于驱动第二机架35在滑道上滑动（附图1的x轴方向），压力传感器33可通过螺栓可拆卸连接在第二移动架32上，第二气缸31可以驱动压力传感器33朝向托盘机构2方向移动，直至与电芯组件接触。
47.可选地，托盘机构2还包括固定立板26，固定立板26设置于托盘机构2靠近压力检测机构3的一侧，固定立板26朝向移动立板21的一侧用于与电芯组件接触，固定立板26开设有通孔261，压力传感器33用于穿过通孔261，且抵接于电芯组件。
48.在本实施例中，结合附图1、附图2和附图4所示，固定立板26可通过螺栓可拆卸连接在托盘机构2的底板22的右端（附图1中x轴反方向），在固定立板26上开设有用于压力传感器33穿过的通孔261，电芯组件位于移动立板21与固定立板26之间，当移动立板21压紧电芯组件时，固定立板26用于承受顶紧力，压力传感器33由第二气缸31向靠近托盘机构2方向推出，穿过通孔261与电芯组件进行短距离接触，以此测量电芯组件所承受的压紧力。
49.术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
50.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不
脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。