一种电芯的自动叠片机构的制作方法

1.本实用新型涉及电芯生产的技术领域，尤其涉及一种电芯的自动叠片机构。


背景技术：

2.目前锂离子电芯的结构大都为正极片、隔膜和负极片三者依次循环堆叠而成，其中，每层的隔膜都是相连的一体件，即，在电芯的结构内，隔膜是沿堆叠方向往复弯折的波浪状结构。为提高电芯的生产效率，急需研发一种能够自动实现正极片、隔膜和负极片依次叠片的机构。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种电芯的自动叠片机构，以自动化实现正极片、隔膜和负极片依次堆叠的叠片作业，进而大幅提高电芯的生产效率。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种电芯的自动叠片机构，包括：
6.升降模块，包括驱动器及叠片平台，所述驱动器连接所述叠片平台，并用于驱动所述叠片平台上升或下降；
7.下压机构，包括依次相连的第一驱动机构、第二驱动机构及两个压板，两所述压板位于所述叠片平台的不同侧且位于所述叠片平台的上方，所述第一驱动机构用于驱动所述第二驱动机构及两所述压板共同上升或下降，所述第二驱动机构用于驱动两所述压板沿水平方向相互靠近或相互远离；
8.横移机构，连接所述升降模块及所述下压机构，并用于驱动所述升降模块及所述下压机构共同沿水平方向作往复的横移运动。
9.在其中一个实施例中，所述下压机构还包括两个第三驱动机构；
10.其一所述第三驱动机构连接所述第二驱动机构及其一所述压板，并用于驱动其一所述压板上升或下降；
11.另一所述第三驱动机构连接所述第二驱动机构及另一所述压板，并用于驱动另一所述压板上升或下降。
12.在其中一个实施例中，所述第三驱动机构包括缸体及活塞块，所述缸体用于供外部气体进入，所述活塞块连接所述缸体并能够在所述缸体内具有气体时相对于所述缸体上升或下降；
13.所述缸体及所述活塞块中的其一连接所述第二驱动机构，另一连接所述压板。
14.在其中一个实施例中，所述第二驱动机构驱动所述压板运动的方向与所述横移机构驱动所述升降模块运动的方向相垂直。
15.在其中一个实施例中，所述第二驱动机构包括安装座、电动机、主动轮、从动轮及传动带；
16.所述从动轮转动连接于所述安装座，所述传动带套设于所述主动轮及所述从动轮
上，所述电动机连接所述安装座及所述主动轮，并用于驱动所述主动轮转动；所述安装座连接所述第一驱动机构，两所述压板均连接所述传动带。
17.在其中一个实施例中，所述下压机构有两个，两所述下压机构上的安装座及两所述下压机构上的第一驱动机构共同围设于所述驱动器的外周。
18.在其中一个实施例中，所述横移机构包括底座、第一电机、第一丝杆、第一螺母及横移座；
19.所述第一电机连接所述底座，所述第一丝杆转动连接于所述底座，所述第一丝杆的轴向沿水平方向，所述第一电机连接所述第一丝杆，所述第一螺母螺接于所述第一丝杆，所述横移座连接所述第一螺母，所述升降模块及所述下压机构均连接于所述横移座上。
20.在其中一个实施例中，所述驱动器包括基座、第二电机、第二丝杆、第二螺母及转接板；
21.所述第二电机连接所述基座，所述第二丝杆转动连接于所述基座，所述第二丝杆的轴向沿竖直方向，所述第二电机连接所述第二丝杆，所述第二螺母螺接于所述第二丝杆，所述转接板连接所述第二螺母，所述基座连接所述横移机构，所述转接板连接所述叠片平台。
22.在其中一个实施例中，所述第一驱动机构包括固定座、第三电机、第三丝杆及第三螺母；
23.所述第三电机连接所述固定座，所述第三丝杆转动连接于所述固定座，所述第三丝杆的轴向沿竖直方向，所述第三电机连接所述第三丝杆，所述第三螺母螺接于所述第三丝杆，所述安装座连接所述第三螺母，所述固定座连接所述横移机构。
24.与现有技术相比，本实用新型提供的电芯的自动叠片机构至少具有以下的有益效果：
25.工作前，先将外部的隔膜自动放卷机构上的隔膜预先铺设并固定在叠片平台上，即，此时叠片平台上预先铺设有一层隔膜，工作时，先通过人工或机械手将正极片叠在隔膜之上，然后下压机构上的两个压板对隔膜和正极片施加向下的压力，使隔膜和正极片都能够可靠地稳固在叠片平台上，接着横移机构驱动升降模块和下压机构同时作横移移动，此时由于叠片平台的横移导致正极片的上面自动铺设上第二层隔膜，紧接着驱动器驱动叠片平台下降一段距离，使叠片平台上所需铺设的负极片的高度和之前所需铺设的正极片的高度相同，接着下压机构上的两个压板都离开正极片，紧接着通过人工或机械人将负极片叠在第二层隔膜之上，然后下压机构上的两个压板对第一层隔膜、正极片、第二层隔膜和负极片施加向下的压力，使两层隔膜、正极片和负极片都能够可靠地稳固在叠片平台上，接着横移机构驱动升降模块和两个下压机构同时作水平移动且复位至原来的位置，此时由于叠片平台的横移导致负极片的上面自动铺设上第三层隔膜，依次循环，完成电芯极片和隔膜的堆叠作业，使用本技术方案，能够大幅提升电芯的叠片效率，从而提高电芯的生产效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前
提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种电芯的自动叠片机构的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的横移机构的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的升降模块的结构示意图；
30.图4为本技术实施例提供的两个下压机构的结构示意图；
31.图5为本技术实施例提供的两个第一驱动机构的结构示意图；
32.图6为图4中所示的两个下压机构在隐藏掉各自的第一驱动机构后的结构示意图。
33.其中，图中各附图标记：
34.10、横移机构；101、底座；102、第一电机；103、第一丝杆；104、第一螺母；105、横移座；106、第一导轨；
35.20、升降模块；201、驱动器；2011、基座；2012、第二电机；2013、第二丝杆；2014、第二螺母；2015、转接板；2016、第二导轨；202、叠片平台；
36.30、下压机构；
37.301、第一驱动机构；3011、固定座；3012、第三电机；3014、第三螺母；3015、第三导轨；
38.302、第二驱动机构；3021、安装座；3022、电动机；3023、主动轮；3024、从动轮；3025、传动带；
39.303、第三驱动机构；3031、缸体；3032、活塞块；
40.304、压板。
具体实施方式
41.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
43.需要理解的是，术语、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
44.此外，术语“第一”、“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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
46.请一并参阅图1至图6，本实施例提供了一种电芯的自动叠片机构，包括横移机构10、升降模块20和两个下压机构30。
47.其中，上述的升降模块20和两个下压机构30都安装在横移机构10上，横移机构10用于驱动升降模块20和两个下压机构30一起在水平方向上作往复直线运动。
48.于本实施例中，横移机构10优选为丝杆模组。具体而言，横移机构10包括底座101、第一电机102、第一丝杆103、第一螺母104、横移座105和第一导轨106。其中，第一电机102固定在底座101上，第一丝杆103通过轴承安装在底座101上，使得第一丝杆103能够相对于底座101转动，第一丝杆103的长度方向和水平方向(x轴)相同，第一电机102的输出轴通过联轴器和第一丝杆103的一端连接，第一电机102用于驱动第一丝杆103转动，第一螺母104螺接在第一丝杆103上，横移座105和第一螺母104固定，第一导轨106固定在底座101上，横移座105通过滑块和第一导轨106滑动连接，第一导轨106的长度方向也和水平方向相同。上述的升降模块20和两个下压机构30分别安装在横移座105上。当第一电机102的输出轴转动时，第一丝杆103将会转动起来，第一螺母104和横移座105将会沿着第一丝杆103的轴向作直线移动，由于升降模块20和两个下压机构30分别安装在横移座105上，所以升降模块20和两个下压机构30都跟随着横移座105一起在x轴的正方向或反方向上作直线移动，第一导轨106起到对横移座105导向的作用。
49.于其他实施例，横移机构10还可以是直线电机或同步带模组。
50.其中，升降模块20包括相连的驱动器201和叠片平台202，驱动器201连接上述横移机构10上的横移座105，驱动器201用于驱动叠片平台202上升或下降，叠片平台202用于支撑电芯。
51.于本实施例，驱动器201优选包括基座2011、第二电机2012、第二丝杆2013、第二螺母2014、转接板2015和第二导轨2016。其中，基座2011固定在上述横移机构10的横移座105上，第二电机2012固定在基座2011上，第二丝杆2013通过轴承安装在基座2011上，使得第二丝杆2013能够相对于基座2011转动，第二丝杆2013的长度方向和竖直方向(z轴)相同，第二电机2012的输出轴通过联轴器和第二丝杆2013的底端连接，第二电机2012用于驱动第二丝杆2013转动，第二螺母2014螺接在第二丝杆2013上，转接板2015和第二螺母2014固定，第二导轨2016固定在基座2011上，转接板2015通过滑块和第二导轨2016滑动连接，第二导轨2016的长度方向也和z轴方向相同。上述的叠片平台202安装在转接板2015上。当第二电机2012的输出轴转动时，第二丝杆2013将会转动起来，第二螺母2014和转接板2015将会沿着第二丝杆2013的轴向作直线移动，由于叠片平台202安装在转接板2015上，所以叠片平台202跟随着转接板2015一起在z轴的正方向或反方向上作直线上升或直线下降，第二导轨2016起到对转接板2015导向的作用。
52.于其他实施例，驱动器201还可以是直线电机或同步带模组。
53.下压机构30包括第一驱动机构301、第二驱动机构302、两个第三驱动机构303和两个压板304。其中，第一驱动机构301安装在上述横移机构10的横移座105上，第一驱动机构301连接第二驱动机构302，其中一个第三驱动机构303连接第二驱动机构302和其中一个压板304，另外一个第三驱动机构303连接第二驱动机构302和另外一个压板304，而且两个压板304位于叠片平台202在y轴直线上的不同侧。具体而言，第一驱动机构301用于驱动第二驱动机构302、两个第三驱动机构303和两个压板304一起在z轴方向上作上升移动或下降移动。第二驱动机构302用于驱动两个第三驱动机构303在y轴(与x轴相互垂直)上相互靠近或相互远离，进而带动两个压板304在y轴上相互靠近或相互远离，第三驱动机构303用于驱动
压板304上升或下降。
54.具体的，第一驱动机构301包括固定座3011、第三电机3012、第三丝杆(图中未示出)、第三螺母3014和第三导轨3015。其中，固定座3011固定在上述横移机构10的横移座105上，第三电机3012固定在固定座3011上，第三丝杆通过轴承安装在固定座3011上，使得第三丝杆能够相对于固定座3011转动，第三丝杆的长度方向和竖直方向(z轴)相同，第三电机3012的输出轴通过联轴器和第三丝杆的底端连接，第三电机3012用于驱动第三丝杆转动，第三螺母3014螺接在第三丝杆上，上述第二驱动机构302安装在第三螺母3014上，第三导轨3015固定在固定座3011上，第二驱动机构302通过滑块和第三导轨3015滑动连接，第三导轨3015的长度方向也和z轴方向相同。当第三电机3012的输出轴转动时，第三丝杆将会转动起来，第三螺母3014和第二驱动机构302将会沿着第三丝杆的轴向作直线移动，由于第三驱动机构303安装在第二驱动机构302上，所以第三驱动机构303和压板304将会跟随着第二驱动机构302一起在z轴的正方向或反方向上作直线上升或直线下降，第三导轨3015起到对第二驱动机构302导向的作用。
55.于其他实施例，第一驱动机构301还可以是直线电机或同步带模组。
56.更具体的，第二驱动机构302包括安装座3021、电动机3022、主动轮3023、从动轮3024和传动带3025。其中，安装座3021和上述第一驱动机构301上的第三螺母3014连接，安装座3021还和上述第一驱动机构301上的第三导轨3015滑动连接，从动轮3024通过轴承安装在安装座3021上，使得从动轮3024能够相对于安装座3021转动，电动机3022固定在安装座3021上，电动机3022的输出轴和主动轮3023同轴心固定，传动带3025绕设在主动轮3023和从动轮3024上。上述其中一个压板304固定在传动带3025的一侧，上述另外一个压板304固定在传动带3025的另一侧。当电动机3022的输出轴转动时，主动轮3023和从动轮3024将会转动，传动带3025也会跟着运输，从而带动两个第三驱动机构303在y轴的直线上相互靠近或相互远离，由于压板304连接在第三驱动机构303上，所以两个压板304也在y轴的直线上相互靠近或相互远离。采用带式传动的第二驱动机构302，具有传动距离较长和传动平稳的优点。另外，两个下压机构30上的安装座3021和两个下压机构30上的第一驱动机构301共同围设在上述驱动器201的外周，使得结构布局更加合理。
57.进一步的，第三驱动机构303优选为气缸。具体而言，第三驱动机构303包括相连的缸体3031和活塞块3032。其中，缸体3031和活塞块3032中的其中一个连接上述的第二驱动机构302，另外一个连接上述的压板304，当向缸体3031通入气体后，活塞块3032能够在z轴的方向上相对于缸体3031伸出或缩回。
58.以下总结本实施例的自动叠片机构的工作原理：
59.工作前，先将外部的隔膜自动放卷机构上的隔膜预先铺设并固定在叠片平台202上，即，此时叠片平台202上预先铺设有一层隔膜，工作时，先通过人工或机械手将正极片叠在隔膜之上，然后两个下压机构30上的第二驱动机构302驱动各自的两个压板304在y轴的直线上相互靠近，接着两个下压机构30上的第一驱动机构301驱动各自的两个压板304下降，使四个压板304对隔膜和正极片施加向下的压力，进而使隔膜和正极片都能够可靠地稳固在叠片平台202上，此时第三驱动机构303起到缓冲的作用，避免压板304对极片施加的压力过大，接着横移机构10驱动升降模块20和两个下压机构30同时在x轴的直线上作横移移动，此时由于叠片平台202的横移导致正极片的上面自动铺设上第二层隔膜，紧接着驱动器
201驱动叠片平台202下降一段距离，使叠片平台202上所需铺设的负极片的高度和之前所需铺设的正极片的高度相同，接着两个下压机构30上的第一驱动机构301驱动各自的两个压板304上升，紧接着两个下压机构30上的第二驱动机构302驱动各自的两个压板304在y轴的直线上相互远离，此时四个压板304都离开物料，接着通过人工或机械人将负极片叠在第二层隔膜之上，接着四个压板304再次将多个极片及多个隔膜压紧在叠片平台202上，横移机构10再次驱动叠片平台202在x轴的直线上作复位的横移运动，此时由于叠片平台202的横移导致负极片的上面自动铺设上第三层隔膜，驱动器201再次驱动叠片平台202下降，使叠片平台202上所需铺设的正极片的高度和之前所需铺设的负极片的高度相同，然后四个压板304再次远离物料，接着在第三层隔膜之上铺设一层正极片，以上动作依次循环，完成正极片、隔膜和负极片的不断堆叠。
60.综上所述，本技术方案通过横移机构10的驱动，能够使叠片平台202上铺设n层隔膜，每次铺设完一层隔膜后，都需要在隔膜之上铺设一层负极片或正极片，而且，每次横移机构10横移之前，都需要用压板304将各个极片和隔膜压紧，避免横移机构10横移的过程中，出现由于惯性而导致极片和隔膜从叠片平台202上掉落的现象发生。本技术方案具有动作平稳、响应迅速、可靠性高及叠片效率高等诸多优点，缩短传统叠片机构的生产辅助时间，进而大幅提高电芯的生产效率。
61.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，仅具体描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。