CN112692132B - 电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池顶升组件，包括：底板，包括底板和沿电池顶升方向设置的侧板；底托组件，用于承载所述电池，所述底托组件滑动设置在所述侧板上，且滑动方向为所述顶升方向；导向块，所述导向块滑动设置在所述底板上，且所述导向块与所述底托组件相对的侧面用于承托所述底托组件；其中，所述导向块与所述底托组件相对的侧面为曲面，使得所述底托组件用于承托所述电池的端面距所述底板的距离可变。本发明采用曲面的导向块，将驱动件的动力通过导向块进行两个方向的转化，不仅能够有效提高精度，而且能够有效增加顶升力。

Description

电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构

技术领域

本发明涉及电池成型设备技术领域，具体涉及一种电池顶升组件及包含该顶升组件的电池钢壳槽口成型机构。

背景技术

现有的电池钢壳槽口成型工艺中电池被推至或顶升至滚槽工位，并通过夹具等固定住电池，再经滚槽机进行滚压。由于在槽口成型过程中电池高度会有小幅的缩小，而为了使得槽口成型位置始终保持在预设位置，因此顶升组件需要有给电池一持续向上的力，而现有的顶升组件的精度较低，无法满足实际的精度需求。

有鉴于上述现有的电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构精度较低的缺陷，通过曲面的进给方式，两个方向的动作转换，提升了机构的精度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

电池顶升组件，包括：

支架，包括底板和沿电池顶升方向设置的侧板；

底托组件，用于承载所述电池，所述底托组件滑动设置在所述侧板上，且滑动方向为所述顶升方向；

导向块，所述导向块滑动设置在所述底板上，且所述导向块与所述底托组件相对的侧面用于承托所述底托组件；

第一驱动件，与所述导向块连接，用于给所述导向块提供滑动动力；

其中，所述导向块与所述底托组件相对的侧面为曲面，且所述曲面的至少部分斜率小于1，使得所述底托组件用于承托所述电池的端面距所述底板的距离可变。

作为一种优选的技术方案，所述导向块的所述曲面至少包括用于将所述电池顶升至滚槽工位的顶升段和用于弥补滚槽过程中所述电池高度损耗的工作段，其中，所述工作段的斜率小于1，且所述工作段与所述顶升段平滑过渡。

作为一种优选的技术方案，还包括第一导向组件，用于给所述导向块的运动导向，所述第一导向组件包括：

第一滑块，固定设置在所述底板上；

第一滑轨，与所述第一滑块滑动连接，固定设置在所述导向块上；

其中，所述第一滑块的滑槽延伸方向为所述导向块运动方向；

或，所述第一导向组件包括：

第一滑轨，固定设置在所述底板上；

第一滑块，与所述第一滑轨滑动连接，固定设置在所述导向块上；

其中，所述第一滑轨的延伸方向为所述导向块运动方向。

作为一种优选的技术方案，还包括第二导向组件，用于给所述底托组件导向，所述第二导向组件包括：

第二滑块，固定设置在所述侧板上；

第二滑轨，与所述第二滑块滑动连接，与所述底托组件固定连接；

其中，所述第一滑块的滑槽延伸方向为所述顶升方向；

或，

第二滑轨，固定设置在所述侧板上；

第二滑块，与所述第二滑轨滑动连接，与所述底托组件固定连接；

其中，所述第二滑轨延伸方向为所述顶升方向。

作为一种优选的技术方案，所述底托组件与所述导向块接触的端部设置有从动滚轮。

作为一种优选的技术方案，所述底托组件包括：

升降固定座，内部设置有空腔的柱体，所述升降固定座滑动设置在所述侧板上；

底托，设置在所述升降固定座的第一端部，用于承托所述电池；

伸缩轴，设置在所述升降固定座中与所述第一端部相对的第二端部，与所述导向块相接触。

作为一种优选的技术方案，所述底托组件还包括压力传感器，所述压力传感器固定设置在所述升降固定座的所述空腔内；

所述伸缩轴滑动设置在所述升降固定座的所述空腔内，其中，所述伸缩轴的一端设于所述空腔内，且与所述压力传感器的检测端相对设置，另一端设于所述升降固定座的外部且端部与所述导向块相接触。

作为一种优选的技术方案，所述伸缩轴与所述压力传感器之间设置有第二弹性件，用于缓冲所述伸缩轴给所述压力传感器的力。

作为一种优选的技术方案，所述底托组件还包括第一弹性件，所述第一弹性件的一端固定在所述升降固定座上，另一端固定在所述底板上，用于给所述升降固定座提供向所述底板的力。

作为一种优选的技术方案，还包括位移传感器，用于检测所述升降固定座或所述底托移动距离。

电池钢壳槽口成型机构，包括：

滚槽组件，用于对处于滚槽工位的所述电池进行滚槽处理；

导向组件，用于给所述电池的运动导向；

限位组件，包括壳口套筒和第二驱动件，所述第二驱动件与所述壳口套筒连接，用于驱动所述壳口套筒的转动，所述壳口套筒设置在所述电池的所述顶升方向上，用于在所述顶升方向对所述电池进行限位；

包括如上所述的顶升组件，用于将电池顶升至所述滚槽工位。

作为一种优选的技术方案，所述导向组件包括：

钢壳固定块，与所述电池相对的侧面为圆弧面，用于承托所述电池的侧面；

第三驱动件，与所述钢壳固定块连接，用于驱动所述钢壳固定块朝向或远离所述电池方向运动。

作为一种优选的技术方案，所述钢壳固定块与所述电池相对的侧面还设置有磁铁。

作为一种优选的技术方案，所述底托与所述电池接触的端部设置有磁铁。

采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：

传统的顶升组件直接采用直线电机或其他驱动方式直接在电池的顶升方向施加动力，此时顶升的精度为直线电机或其他驱动件的精度，而电池滚槽过程中为克服电池高度损耗所施加在电池底部的顶升力的精度要求较高，因此传统的顶升组件的精度无法满足实际需求，而本发明采用曲面的导向块，将驱动件的动力通过导向块进行两个方向的转化，不仅能够有效提高精度(顶升方向的误差为驱动件的误差乘以导向块的斜率，因此顶升方向的误差变小，精度变高)，而且能够有效增加顶升力，如图6所示，F3为随动器对凸轮的法向力、F4为电机对凸轮的水平作用力，A处的斜率＝tanα＝F4/F2，另外F1为F2的反向作用力，因此数值上，F1＝F2，因此F1＝F4/tanα，当作用力F4一定时，tanα越小，则随动器提供的力越大。

附图说明

图1为电池顶升组件的结构示意图；

图2为导向块的主视图；

图3为电池顶升组件局部剖视图；

图4为电池钢壳槽口成型机构的主视图；

图5为钢壳固定块的结构示意图；

图6为顶升凸轮与滚轮之间的受力分析图；

其中，1-底板，2-侧板，3-底托，4-导向块，41-曲面，411-工作段，412-顶升段，5-第一滑轨，6-第一滑块，7-第二滑轨，8-第二滑块，9-升降固定座，10-伸缩轴，11-第二弹性件，12-压簧垫板，13-压力传感器，14-电池，15-钢壳固定块，16-第三驱动件，17-壳口套筒，18-第二驱动件，19-滚槽组件，20-第一弹性件，21-从动滚轮，22-位移传感器，23-凸块。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的电池顶升组件及电池钢壳槽口成型机构其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

本发明公开了一种电池顶升组件，包括：支架，包括底板1和沿电池顶升方向设置的侧板2；底托组件，用于承载电池14，底托组件滑动设置在侧板2上，且滑动方向为顶升方向；导向块4，导向块4滑动设置在底板1上，且导向块4与底托组件相对的侧面用于承托底托组件，第一驱动件，与导向块4连接，用于给导向块4提供滑动动力；其中，导向块4与底托组件相对的侧面为曲面41，且曲面41的至少部分斜率小于1，使得底托组件用于承托电池14的端面距底板1的距离可变。具体的，以图1所示实施例进行说明，底板1呈水平方向设置，侧板2垂直于底板1、呈竖直方向设置，导向块4滑动设置在底板1上，即能够沿水平方向设置，底托组件滑动设置在侧板2上，仅能够沿竖直方向上下运动，且提供给底托组件上下方向运动的动力为导向块4，导向块4的上端面与底托组件的下端部滚动接触，随着导向块4在底板1上的运动，则与底托组件的下端部接触的端面高度发生改变，从而带动底托组件的上下运动。优选的，第一驱动件为伺服电机，伺服电机提供给导向块4的动力存在误差E1，则底托组件受到的向上的顶升力的误差为E2＝k*E1，其中k为曲面41的斜率，且k＜1，则底托组件受到的向上的顶升力的误差小于第一驱动件本身的误差，因此采用导向块4能够有效增加顶升的精度。

作为一种优选的技术方案，如图2所示，导向块4的曲面41至少包括用于将电池14顶升至滚槽工位的顶升段412和用于弥补滚槽过程中电池14高度损耗的工作段411，其中，工作段411的斜率小于1，且工作段411与顶升段412平滑过渡。具体的，顶升段412的斜率大于工作段411的斜率，能够快速的将电池14顶升至滚槽工位，即电池14壳体高度到达滚槽机的滚刀滚槽位，此时滚刀与电池14外壳体相接触部分为预设的滚槽位置，顶升段412的设置能够有效提高工作效率；工作段411的斜率较小，且与滚槽机配合，使得滚槽过程中电池14的高度损耗速度与处于工作段411的底托组件上升的速度相同，能够有效增加滚槽精度，另外如上所述，导向块4斜率小于1的工作段411有利于将第一驱动件的误差降低，从而增加顶升的精度。

作为一种优选的技术方案，还包括第一导向组件，用于给导向块4的运动导向，第一导向组件包括：第一滑块6，固定设置在底板1上；第一滑轨5，与第一滑块6滑动连接，固定设置在导向块4上；其中，第一滑块6的滑槽延伸方向为导向块4运动方向；或，第一导向组件包括：第一滑轨5，固定设置在底板1上；第一滑块6，与第一滑轨5滑动连接，固定设置在导向块4上；其中，第一滑轨5的延伸方向为导向块4运动方向。本实施例仅给出了滑块-滑轨组件的导向方式，其他能够给导向块4导向的组件，如丝杠组件等，均适用。优选的，第一滑轨5的两端部还设置有限位块，防止第一滑块6滑出第一滑轨5。

作为一种优选的技术方案，还包括第二导向组件，用于给底托组件导向，第二导向组件包括：第二滑块8，固定设置在侧板2上；第二滑轨7，与第二滑块8滑动连接，与底托组件固定连接；其中，第一滑块6的滑槽延伸方向为顶升方向；或，第二滑轨7，固定设置在侧板2上；第二滑块8，与第二滑轨7滑动连接，与底托组件固定连接；其中，第二滑轨7延伸方向为顶升方向。本实施例仅给出了滑块-滑轨组件的导向方式，其他能够给底托组件导向的组件，如丝杠组件等，均适用。优选的，第二滑轨7的两端部还设置有限位块，防止第二滑块8滑出第二滑轨7。

作为一种优选的技术方案，底托组件与导向块4接触的端部设置有从动滚轮21。具体的，为了防止导向块4在运动过程中与底托组件发生较大摩擦导致的底托组件的折断，因此在底托组件与导向块4接触的端部设置有从动滚轮21，有效减少横向的摩擦，增加底托组件的使用寿命。

作为一种优选的技术方案，如图1所示，底托组件包括：升降固定座9，内部设置有空腔的柱体，升降固定座9滑动设置在侧板2上；底托3，设置在升降固定座9的第一端部，用于承托电池14；伸缩轴10，设置在升降固定座9中与第一端部相对的第二端部，与导向块4相接触。具体的，升降固定座9与侧板2相接触的端面为平板状，如如图1所示，升降固定座9优选为内部设置有空腔形的方形柱体，且空腔被分隔板分割成上下两个腔体，底托3下端设置在上腔体内，上端突出升降固定座9的上端面，用于承载电池14，且为了增加电池14与底托3上端的连接力，防止电池14在底托3上发生晃动，在底托3上部还设置有磁铁；伸缩轴10的上端设置在下腔体内，下端突出升降固定座9的下端面，且为了防止伸缩轴10脱离升降固定座9，伸缩轴10的上端部设置有限位块，限位块的尺寸大于下腔体下出口的尺寸；伸缩轴10的下端部受到导向块4的顶升力后，向上运动至抵压到分隔板后，带动升降固定座9整体沿第二滑轨7方向向上运动，至将电池14顶升至预设位置。

作为一种优选的技术方案，底托组件还包括压力传感器13，压力传感器13固定设置在升降固定座9的空腔内；伸缩轴10滑动设置在升降固定座9的空腔内，其中，伸缩轴10的一端设于空腔内，且与压力传感器13的检测端相对设置，另一端设于升降固定座9的外部且端部与导向块4相接触。具体的，压力传感器13设置在下腔体内，且固定在下腔体的上端面，压力传感器13的检测端相对伸缩轴10设置，当伸缩轴10在导向块4的向上的作用力下向上运动至与伸缩轴10的上端部接触时，压力传感器13检测到此时受力情况，当受力过高时，进行报警，防止电池14向上顶升速度过高造成电池14与上部限位组件的较大冲击。

作为一种优选的技术方案，伸缩轴10与压力传感器13之间设置有第二弹性件11，用于缓冲伸缩轴10给压力传感器13的力。具体的，第二弹性件11为压簧，且为了防止压簧发生横向的弯折，还设置有压簧垫板12，压簧垫板12由上部限位板和垫板主体组成，其中，限位板与下腔体轴向滑动密封，压簧的下端部固定设置在伸缩轴10的上端部，压簧套设在垫板主体上且上端部被限位板限制住向上运动趋势；伸缩轴10向上运动，通过压簧垫板12将顶升力传输给压力传感器13及升降固定座9。

作为一种优选的技术方案，底托组件还包括第一弹性件20，第一弹性件20的一端固定在升降固定座9上，另一端固定在底板1上，用于给升降固定座9提供向底板1的力。具体的，第一弹性件20为弹簧，升降固定座9和侧板2上分别设置有用于连接弹簧的连接件，第一弹性件20的设置使得底托3下端部始终与导向块4的曲面41接触。

作为一种优选的技术方案，还包括位移传感器22，用于检测升降固定座9或底托3移动距离。具体的，位移传感器22固定设置在侧板2上，升降固定座9外部设置有与位移传感器22的检测端相对设置的凸块23，当升降固定座9上下运动时，位移传感器22通过检测凸块23的位置变化，从而得到升降固定座9或底托3的移动距离。

本发明还公开了一种电池钢壳槽口成型机构，包括：滚槽组件19，用于对处于滚槽工位的电池14进行滚槽处理；导向组件，用于给电池14导向；限位组件，包括壳口套筒17和第二驱动件18，第二驱动件18与壳口套筒17连接，用于驱动壳口套筒17的转动，壳口套筒17设置在电池14的顶升方向上，用于在顶升方向对电池14进行限位；包括如上所述的顶升组件，用于将电池14顶升至滚槽工位。具体的，为了避免电池14在顶升过程中发生晃动而无法精确的进入上部壳口套筒17中，因此设置有导向组件，当电池14运行至其上端部与导向组件处于同一水平面时，导向组件贴合到电池14的外端部，使得电池在顶升过程中沿预设位置进入壳口套筒17中；限位组件的壳口套筒17的位置固定设置，当电池14顶升至滚槽工位，电池14的上端部正好卡设在壳口套筒17内，从而实现电池14的上下方向的固定，另外壳口套筒17卡住电池14上端部后，在第二驱动件18的带动下实现转动的同时能够带动电池14的转动，便于滚槽机的滚槽，优选的，底托3的下端部与上腔体之间为转动连接且两者之间设置有轴承，减少转动磨损。

作为一种优选的技术方案，导向组件包括：钢壳固定块15，与电池14相对的侧面为圆弧面，用于承托电池14的侧面；第三驱动件16，与钢壳固定块15连接，用于驱动钢壳固定块15朝向或远离电池14方向运动。具体的，如图5所示，钢壳固定块15的工作面为圆弧面，且圆弧面的圆弧直径不小于电池14的直径，能够将电池14部分包覆住，被包覆住的电池14仅能够沿该圆弧面上下运动，且该圆弧面的位置预先调试，使得与其贴合的电池14能够精准的进入上部壳口套筒17中；第三驱动件16优选为气缸；优选的，为了便于电池14与钢壳固定块15之间的连接力，钢壳固定块15与电池14相对的侧面还设置有磁铁。

工作流程：导向块4在伺服电机的驱动下运动，并带动与其接触的伸缩轴10向上运动，伸缩轴10进而带动升降固定座9、与升降固定座9连接的底托3及放置在底托3上的电池14的向上运动，且在钢壳固定块15的导向下，当电池14运动至滚槽工位时，壳口套筒17能够精准的卡住电池14上端部，此时滚槽机开始工作，壳口套筒17带动电池14的转动，并与导向块4配合，滚刀靠近持续进给，电池14逐步向上运动，弥补电池14滚槽过程中的高度损耗，最终完成电池14的槽口成型过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.电池顶升组件，其特征在于，包括：

支架，包括底板（1）和沿电池（14）顶升方向设置的侧板（2）；

底托组件，用于承载所述电池（14），所述底托组件滑动设置在所述侧板（2）上，且滑动方向为所述顶升方向；

导向块（4），所述导向块（4）滑动设置在所述底板（1）上，且所述导向块（4）与所述底托组件相对的侧面用于承托所述底托组件；

第一驱动件，与所述导向块（4）连接，用于给所述导向块（4）提供滑动动力；

其中，所述导向块（4）与所述底托组件相对的侧面为曲面（41），且所述曲面（41）的至少部分斜率小于1，使得所述底托组件用于承托所述电池（14）的端面距所述底板（1）的距离可变；

所述导向块（4）的所述曲面（41）至少包括用于将所述电池（14）顶升至滚槽工位的顶升段（412）和用于弥补滚槽过程中所述电池（14）高度损耗的工作段（411），其中，所述工作段（411）的斜率小于1，且所述工作段（411）与所述顶升段（412）平滑过渡；

所述底托组件包括：

升降固定座（9），为内部设置有空腔的柱体，所述升降固定座（9）滑动设置在所述侧板（2）上；

底托（3），设置在所述升降固定座（9）的第一端部，用于承托所述电池（14）；

伸缩轴（10），设置在所述升降固定座（9）中与所述第一端部相对的第二端部，与所述导向块（4）相接触；

所述底托组件还包括压力传感器（13），所述压力传感器（13）固定设置在所述升降固定座（9）的所述空腔内；

所述伸缩轴（10）滑动设置在所述升降固定座（9）的所述空腔内，其中，所述伸缩轴（10）的一端设于所述空腔内，且与所述压力传感器（13）的检测端相对设置，另一端设于所述升降固定座（9）的外部且端部与所述导向块（4）相接触。

2.根据权利要求1所述的电池顶升组件，其特征在于，还包括第一导向组件，用于给所述导向块（4）的运动导向，所述第一导向组件包括：

第一滑块（6），固定设置在所述底板（1）上；

第一滑轨（5），与所述第一滑块（6）滑动连接，固定设置在所述导向块（4）上；

其中，所述第一滑块（6）的滑槽延伸方向为所述导向块（4）运动方向；

或，所述第一导向组件包括：

第一滑轨（5），固定设置在所述底板（1）上；

第一滑块（6），与所述第一滑轨（5）滑动连接，固定设置在所述导向块（4）上；

其中，所述第一滑轨（5）的延伸方向为所述导向块（4）运动方向。

3.根据权利要求1所述的电池顶升组件，其特征在于，还包括第二导向组件，用于给所述底托组件导向，所述第二导向组件包括：

第二滑块（8），固定设置在所述侧板（2）上；

第二滑轨（7），与所述第二滑块（8）滑动连接，与所述底托组件固定连接；

其中，所述第二滑块（8）的滑槽延伸方向为所述顶升方向；

或，

第二滑轨（7），固定设置在所述侧板（2）上；

第二滑块（8），与所述第二滑轨（7）滑动连接，与所述底托组件固定连接；

其中，所述第二滑轨（7）延伸方向为所述顶升方向。

4.根据权利要求1所述的电池顶升组件，其特征在于，所述底托组件与所述导向块（4）接触的端部设置有从动滚轮（21）。

5.根据权利要求1所述的电池顶升组件，其特征在于，所述底托组件还包括第一弹性件（20），所述第一弹性件（20）的一端固定在所述升降固定座（9）上，另一端固定在所述底板（1）上，用于给所述升降固定座（9）提供向所述底板（1）的力。

6.电池钢壳槽口成型机构，其特征在，包括：

滚槽组件（19），用于对处于滚槽工位的电池（14）进行滚槽处理；

导向组件，用于给所述电池（14）的运动导向；

限位组件，包括壳口套筒（17）和第二驱动件（18），所述第二驱动件（18）与所述壳口套筒（17）连接，用于驱动所述壳口套筒（17）的转动，所述壳口套筒（17）设置在所述电池（14）的所述顶升方向上，用于在所述顶升方向对所述电池（14）进行限位；

包括如权利要求1-5任一项所述的顶升组件，用于将电池（14）顶升至所述滚槽工位。

7.根据权利要求6所述的电池钢壳槽口成型机构，其特征在，所述导向组件包括：

钢壳固定块（15），与所述电池（14）相对的侧面为圆弧面，用于承托所述电池（14）的侧面；

第三驱动件（16），与所述钢壳固定块（15）连接，用于驱动所述钢壳固定块（15）朝向或远离所述电池（14）方向运动。