电芯卷绕机构、电芯卷绕装置和卷绕机的制作方法

1.本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种电芯卷绕机构、电芯卷绕装置和卷绕机。


背景技术：

2.锂离子电池具有能量高、体积小、存储寿命长、无污染等优点，广泛应用于动力电池和手机电池。在锂电池的生产过程中，需要依次在卷绕机的卷绕工位、贴胶工位和下料工位完成电芯的制作。
3.在相关现有技术中，对应卷绕工位，单独设置卷绕电机进行驱动以实现电芯的卷绕，而对应下料工位，采用单独设置的下料电机实现卷针的下料推针。其中，如图1所示，推拔针采用丝杠机构100"，丝杠机构100"在进行推拔针时，丝杠机构100"会受到部分径向载荷，影响丝杠机构100"的使用寿命。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中丝杠机构的丝杠机构在直线运动时容易受到径向载荷而影响使用寿命的缺陷，从而提供一种丝杆不会受到径向载荷的电芯卷绕机构、电芯卷绕装置和卷绕机。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种电芯卷绕机构，包括：卷针组件；滑座，与所述卷针组件转动连接；第一动力机构，包括转动部，所述转动部与与所述卷针组件连接，且所述转动部与所述滑座转动连接，使得所述第一动力机构能够驱动所述卷针组件转动；第二动力机构，包括直线运动部，所述直线运动部与所述滑座连接，以驱动所述卷针组件直线运动；导向机构，在所述直线运动部的相对两侧与所述滑座滑动连接，以对所述滑座的滑动方向进行导向。
6.可选地，可选地，所述导向机构包括：第一导向杆；第二导向杆，与所述第一导向杆相对设置；其中，所述第一导向杆和所述第二导向杆分别位于所述直线运动部的相对两侧，且所述第一导向杆与所述第二导向杆均连接于第一支撑座和第二支撑座上。
7.可选地，所述第一导向杆的中心线、所述直线运动部的中心线与所述第二导向杆的中心线位于第一平面内。
8.可选地，所述转动部的中心线与所述直线运动部的中心线位于第二平面内，所述第二平面与所述第一平面相互垂直。
9.可选地，所述第一动力机构还包括：第一驱动机构，具有第一转动输出部；传动机构，与所述第一转动输出部连接；滑套，与所述传动机构连接；其中，所述转动部的一端与所述传动机构传动连接，所述转动部的另一端与所述卷针组件连接，且所述滑套与所述转动部轴向滑动配合。
10.可选地，所述传动机构包括：主动齿轮，连接于所述第一转动输出部；从动齿轮，与所述主动齿轮相啮合，所述从动齿轮可转动；其中，所述滑套贯穿所述从动齿轮并与所述从
动齿轮连接。
11.可选地，所述第二动力机构包括：第二驱动机构，具有第二转动输出部；其中，所述直线运动部丝杆和螺母，所述丝杆的一端与所述第二转动输出部连接，所述螺母与所述丝杆螺纹连接，且所述螺母与所述滑座连接。
12.可选地，所述卷针组件包括：卷针机构，包括多个卷针体；连接件，与所述卷针机构和所述转动部连接，且所述连接件与所述滑座转动连接。
13.本发明还提供了一种电芯卷绕装置，包括：基座；转动支撑座，与所述基座转动连接；如上所述的电芯卷绕机构，与所述转动支撑座连接，所述电芯卷绕机构设置为多个。
14.本发明还提供了一种卷绕机，包括：如上所述的卷绕装置；放卷装置，配置为将电芯卷料上料至所述卷绕装置进行卷绕以制成电芯；下料装置，配置为将成型的所述电芯从所述卷绕装移出下料。
15.本发明具有以下优点：
16.1、利用本发明的技术方案，采用滑座的相对两侧分别与导向机构滑动连接，导向机构能够在直线运动部的相对两侧对卷针组件的直线运动进行导向，使得导向机构可以承担滑座在卷针组件进行直线运动过程中的重力，减少了直线运动部在运动中的载荷，可提高第二动力机构的使用寿命。
17.2、第一导向杆和第二导向杆作为直线导杆来实现相对导向，结构简单，成本低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为现有技术中的丝杠机构承载重力的示意图；
20.图2为本发明中一实施例的电芯卷绕机构的侧视结构示意图；
21.图3为图2中的a-a向剖视结构示意图；
22.图4为图3中的c处放大结构示意图；
23.图5为图3中的d处放大结构示意图；
24.图6为发明中一实施例的电芯卷绕机构的转动部与滑套配合的侧视结构示意图；
25.图7为图2中的b-b向剖视结构示意图；
26.图8为图7中的e处放大结构示意图；
27.图9为图7中的f处放大结构示意图；
28.图10为发明中一实施例的电芯卷绕机构的丝杆受力示意图。
29.附图标记说明：
30.100"、丝杠机构；
31.100、电芯卷绕机构；110、卷针组件；111、卷针机构；113、连接件； 120、滑座；130、第一动力机构；131、第一驱动机构；133、传动机构、 1331、主动齿轮；1333、从动齿轮；135、滑套；1351、导向凸起；137、转动部；1371、滑槽；140、第二动力机构；141、第二驱动机构；143、直线运动部；1431、丝杆；1433、螺母；150、导向机构；151、第一导向杆； 153、第二导向
杆；160：第一支撑座；170、第二支撑座；180、第三支撑座；181、安装孔。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.申请概述
34.相关现有技术中，卷绕机的卷针的下料推针采用独立电机驱动，推拔针采用丝杆机构，丝杠上设置滑块与导轨配合滑动，且滑块与丝杠螺纹连接，使得在推拔针时，丝杆受到部分径向载荷，影响丝杆寿命。
35.示例性电芯卷绕机构
36.如图2和图3所示，该电芯卷绕机构100包括：卷针组件110、滑座 120、第一动力机构130、第二动力机构140和导向机构150。滑座120与卷针组件110转动连接，第一动力机构130包括转动部137，转动部137与卷针组件110连接，且转动部137与滑座120转动连接，使得第一动力机构130能够驱动卷针组件110转动。第二动力机构140包括直线运动部143，直线运动部143与滑座120连接，以驱动卷针组件110直线运动。导向机构150在直线运动部143的相对两侧与滑座120滑动连接，以对滑座120 的滑动方向进行导向。
37.上述的第一动力机构130可通过转动部137驱动卷针组件110转动，当卷针组件110转动，可以完成电芯的卷绕，而当卷针组件110直线运动，可以实现对卷针组件110的推针或拔针操作。卷针组件110转动连接于滑座120上，当第二动力机构140通过直线运动部143驱动滑座120带动卷针组件110直线运动，滑座120的相对两侧分别与导向机构150滑动连接，导向机构150能够在直线运动部143的相对两侧对卷针组件110的直线运动进行导向，在导向机构150的同步转动过程中，直线运动部143的相对两侧可交替位于直线运动部143的下方，因此，可分担直线运动部143的径向力，从而可以减少直线运动部143承受的重力，使得导向机构150可以承担滑座120在卷针组件110进行直线运动过程中的重力，减少了第二动力机构140的直线运动部143在运动中的载荷，可提高第二动力机构140 的使用寿命。
38.进一步地，如图3所以，第一动力机构130还包括：第一驱动机构131、传动机构133和滑套135，第一驱动机构131具有第一转动输出部，传动机构133与第一转动输出部连接，滑套135与传动机构133连接。其中，转动部137的一端与传动机构133传动连接，转动部137的另一端与卷针组件110连接，且滑套135与转动部137轴向滑动配合。
39.上述的第一驱动机构131可以为伺服电机，伺服电机的输出轴可以为第一转动输出部，用于输出转动力矩。转动部137可以为滚珠花键轴，传动机构133用于在第一转动输出部与转动部137之间传动动力，使得转动部137可以转动。当转动部137转动，则连接到转动部137上的卷针组件 110同步转动，从而可以对卷针组件110进行卷绕电芯的操作。如图5所示，滑套135套接在转动部137上，滑套135与转动部137进行轴向滑动，且滑套135与转动部137之间设置径向限位结构，当对滑套135进行定位，使得转动部137只能进行轴向窜动，从而使得连接到转动部137上的卷针组件110发生轴向位移。通过导向机构150对滑动块的直线滑动进行导向，可以保证卷针组件110直线运动。
40.进一步地，如图3所示，传动机构133包括：主动齿轮1331和从动齿轮1333，主动齿
轮1331连接于第一转动输出部，从动齿轮1333与主动齿轮相啮合，从动齿轮1333可转动。其中，滑套135贯穿从动齿轮1333并与从动齿轮1333连接。
41.上述的主动齿轮1331与第一转动输出部可同步转动，通过主动齿轮 1331与从动齿轮1333的啮合而带动从动齿轮1333同步转动，滑套135至少部分地与从动齿轮1333连接，其中，滑套135贯穿从动齿轮1333，且滑套135与从动齿轮1333可同轴心设置。当从动齿轮1333可转动转动，滑套135与从动齿轮1333同步转动，由于滑套135与转动部137之间存在径向限位机构，使得滑套135能够带动转动部137同步转动，从而可以带动卷针组件110同步转动。
42.更进一步地，如图6所示，转动部137的外表面沿轴向设有滑槽1371，两个滑槽1371相对设置，滑套135的内表面沿轴向设有导向凸起1351，导向凸起1351与滑槽1371配合滑动。
43.上述的导向凸起1351与滑槽1371配合形成径向限位结构，使得滑套 135在与从动齿轮1333同步转动的过程中能够驱动转动部137同步转动。当滑座120带动卷针组件110进行直线运动，滑座120就会驱动转动部137 在滑套135内进行轴向窜动。
44.第二动力机构140包括：第二驱动机构141和直线运动部143，第二驱动机构141具有第二转动输出部，直线运动部143与第二转动输出部连接。其中，直线运动部143与滑座120连接。
45.如图8和图9所示，直线运动部143包括丝杆1431和螺母1433，丝杆 1431的一端与第二转动输出部连接，螺母1433与丝杆1431螺纹连接，且螺母1433与滑座120连接。
46.上述的第二驱动机构141可以包括伺服电机，伺服电机与直线运动部 143连接，以驱动直线运动部143进行直线运动，从而可带动与直线运动部 143连接的滑座120进行直线运动，继而滑座120可带动卷针组件110做直线运动。
47.上述丝杆1431可以包括滚珠丝杆机构。丝杆1431的一端与第二驱动机构141的第二转动输部连接，丝杆1431的另一端可转动。螺母1433套接在丝杆1431上并与丝杆1431螺纹连接，且螺母1433与滑座120连接。当第二驱动机构141通过第二转动输出部驱动丝杆1431转动，则螺母1433 沿丝杆1431进行直线运动，从而带动滑座120进行直线运动。
48.更进一步地，如图3所示，导向机构150包括：第一导向杆151和第二导向杆153，第二导向杆153与第一导向杆151相对设置。其中，第二导向杆153与第一导向杆151分别位于所述直线运动部143的相对两侧。电芯卷绕装置包括第一支撑座160和第二支撑座170，第二支撑座170与第一支撑座160相互间隔并相对设置，第一导向杆151和第二导向杆153均连接于第一支撑座160和第二支撑座170上。
49.如图7所示，上述的第一导向杆151和第二导向杆153相对设置，可以限制滑座120的转动，且第一导向杆151和第二导向杆153分别位于直线运动部143的相对两侧，在导向机构150的同步转动过程中，第一导向杆151或第二导向杆153位于直线运动部143的下方，因此，可分担直线运动部143的径向力，从而可以减少直线运动部143承受的重力。
50.进一步地，第一导向杆151的中心线、直线运动部143的中心线与第二导向杆153的中心线位于第一平面内。可以理解为，第一导向杆151的中心线、直线运动部143的中心线与第二导向杆153的中心线分别在同一平面上的投影位于同一条直线上。在一种情况下，如图10所示，第一平面可以为铅锤面，此时，第一导向杆151和第二导向杆153分别位于直线运动
部143的下方和上方，因此，在重力作用下，位于下方的第一导向杆151 可最大化地承受直线运动部143的重量，进一步提高了直线运动部143的寿命。
51.上述的滑座120内设置两个通孔，两个通孔的中心线位于同一平面内，即，两个通孔的中心线在同一平面上的轴向投影可位于一条直线上。第一导向杆151和第二导向杆153分别与对应的通孔间隙配合。第一导向杆151 的一端与第一支撑座160连接，第一导向杆151的另一端与第二支撑座170 连接。第二导向杆153的一端与第一支撑座160连接，第二导向杆153的另一端与第二支撑座170连接。可以理解为，滑座120和螺母1433均位于第一支撑座160和第二支撑座170之间。
52.更进一步地，转动部143的中心线与直线运动部143的中心线位于第二平面内，第二平面与第一平面相互垂直。可以理解为，如图10所示，此转动部143的中心线与直线运动部143的中心线分别在同一平面内的投影位于可同一条直线上，第一导向杆151的中心线、直线运动部143的中心线与第二导向杆153的中心线分别在同一平面上的投影位于同一条直线，两条直线相互垂直，使得第一导向杆151和第二导向杆153也可以分担转动部143的径向力。
53.第二驱动机构141驱动丝杆1431旋转，与丝杆1431螺纹连接的螺母 1433带着滑座120带动卷针组件110往右边伸出，使得卷针组件110做直线运动，丝杆1431两侧布置的第一导向杆151和第二导向杆153分别为直线导杆，第一导向杆151和第二导向杆153可以承担来自滑座120在直线运动过程中的重力，减少了丝杆1431在运动中的载荷，提高了丝杆1431 的使用寿命。
54.电芯卷绕机构还包括第三支撑座180，第三支撑座180与第二支撑座170相互间隔并相对设置。第三支撑座180上设有安装孔181，安装孔181 用于安装第二驱动机构141。滑套135与第三支撑座180和第二支撑座170 转动连接，主动齿轮1331和从动齿轮1333分别设于第二支撑座170与第三支撑座180之间所形成的空间内。
55.更进一步地，如图3和图4所示，卷针组件110包括：卷针机构111 和连接件113，卷针机构111包括多个卷针体，连接件113与卷针机构111 和转动部137连接，且连接件113与滑座120转动连接。
56.上述的卷针体可设置为两个。连接件113包括横板和筒状结构，使得连接件113的纵向断面可呈t形，连接件113的横板可与卷针机构111可拆卸连接，连接件113的筒状结构用于连接转动部137，其中，转动部137 的端部伸入筒状结构内与转动部137连接，使得转动部137与连接件113 可同步转动。连接件113的筒状结构的外圆周上设有轴承，使得连接件113 通过两个相互间隔设置的轴承与滑块转动连接。可以理解为，滑块具有通孔，用于安装轴承，滑块可套设在连接件113的外部，两个轴承设置在滑块的通孔的内壁上。
57.如图10所示，在卷针组件110在做直线运动或卷绕头在做旋转运动时，通过将直线导杆对称布置在丝杆的相对两侧，第一导向杆151和/或第二导向杆153可承载部分自重载荷，从而减少了丝杆1431在做直线运动过程中的载荷。
58.示例性电芯卷绕装置
59.该电芯卷绕装置包括：基座、转动支撑座和电芯卷绕机构，转动支撑座与基座转动连接，电芯卷绕机构与转动支撑座连接，电芯卷绕机构设置为多个。
60.上述的第一支撑座160和第二支撑座170均设有基座和转动支撑座，使得电芯卷绕
机构可以架设在第一支撑座160和第二支撑座170上。
61.示例性卷绕机
62.该卷绕机包括如上所述的卷绕装置、放卷装置和下料装置，放卷装置配置为将电芯卷料上料至卷绕装置进行卷绕以制成电芯，下料装置配置为将成型的电芯从卷绕装置移出下料。
63.根据上述描述，本技术具有以下优点：
64.1、通过将直线导杆对称布置在丝杆的相对两侧，减少了丝杆在做直线运动过程中的载荷。
65.2、结构简单，成本低。
66.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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、以特定的方位配置和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
69.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。