CN110220370B - 货架式锂电池烘烤设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种货架式锂电池烘烤设备，包括真空烘烤夹具、货架、夹具打开装置、托盘、锂电池转移装置及驱动装置，所述真空烘烤夹具用于在真空内加热并干燥锂电池；所述货架用于承放所述真空烘烤夹具；所述夹具打开装置设置于所述货架上且用于打开所述真空烘烤夹具；所述托盘用于装载所述锂电池；所述锂电池转移装置用于将所述锂电池在所述托盘与所述夹具之间转移；所述驱动装置用于驱动所述锂电池转移装置移动到靠近所述托盘。本发明货架式锂电池烘烤设备可省去大型的干燥炉及加热模块，加热速度快，有效减少能耗，降低生产成本，并且避免真空放电的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池烘烤设备，尤其涉及一种货架式锂电池烘烤设备。
背景技术
水分对锂电池性能有着非常重要的影响，在锂电池的制作过程中，必须严格控制环境的湿度以及电池的水含量。在现行工艺条件下，一般在电池注液之前采用烘烤设备来控制电池的水含量。例如，通过干燥炉的烘烤模式对电池进行干燥处理。基本烘烤步骤为：利用上夹具机将电池放入治具中，通过夹具移栽机将装满电池的治具放到干燥炉中，关闭干燥炉门，干燥炉形成封闭腔体，通过对干燥炉抽真空、加热，实现电池的干燥。干燥完成之后，泄真空、打开干燥炉门，利用夹具移载机将装满电池的夹具搬出，冷却电池，干燥工艺完成。
从上述可知，现有的锂电池治具功能简单，只具备装载电池功能。为了实现电池的干燥，使用这种治具的烘烤设备都需设置大型的干燥炉及加热模块等配套设备，从而使得烘烤设备结构复杂、每次烘烤不管数量多少，都需要使用整个干燥炉及加热模块进行加热，能耗大，生产成本高。另外，在加热烘烤的过程中，现有的夹具与干燥炉是通过探针等电连接组件进行电连接，电连接组件设计在干燥炉内，这种对接方式在干燥炉的真空环境下会产生放电的问题，不利于生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种货架式锂电池烘烤设备，其可省去大型的干燥炉及加热模块，加热速度快，有效减少能耗，降低生产成本；并且避免真空放电的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的货架式锂电池烘烤设备包括真空烘烤夹具、货架、夹具打开装置、托盘、锂电池转移装置及驱动装置，所述真空烘烤夹具用于在真空内加热并干燥锂电池；所述货架用于承放所述真空烘烤夹具；所述夹具打开装置设置于所述货架上且用于打开所述真空烘烤夹具；所述托盘用于装载所述锂电池；所述锂电池转移装置用于将所述锂电池在所述托盘与所述真空烘烤夹具之间转移；所述驱动装置用于驱动所述锂电池转移装置移动到靠近所述托盘。
与现有技术相比，本发明通过利用锂电池转移装置将锂电池从托盘转移到真空烘烤夹具内，再将真空烘烤夹具放置于货架上，由于真空烘烤夹具可以通过抽真空***抽真空形成真空环境，且内部直接设置加热部件，从而使锂电池能直接在夹具内进行烘烤干燥，夹具的内部空间较小，加热速度快，避免传统的无论锂电池数量多少，都需要在整个干燥炉内对夹具进行加热而消耗较大的能量，从而提高加热速度，有效降低能耗，降低生产成本，并且避免传统的夹具与干燥炉电连接的电连接组件暴露于真空环境中而生产真空放电的问题。
较佳地，所述货架式锂电池烘烤设备还包括托盘循环输送装置，所述托盘循环输送装置用于将装有锂电池的所述托盘从开始位置送到空载的所述夹具附近，并且将空载的所述托盘输送回开始位置。设置所述托盘循环输送装置可以使托盘自动回流，循环使用，提高生产自动化，降低工人的劳动强度。
较佳地，所述真空烘烤夹具包括主腔体、上盖、加热装置及设置于所述主腔体内的夹紧机构，所述加热装置设置于所述主腔体的底部且通过导线与电源连接，所述夹紧机构夹持锂电池，所述上盖可拆卸且密封地设置于所述主腔体上，所述上盖设有与抽真空设备连通的真空接口。通过在所述主腔体内设置加热装置，并且使上盖密封地盖合于所述主腔本，从而使夹具实现真空及加热的功能，进而使锂电池在夹具内即可快速加热干燥，提高加热速度，降低能耗。
具体地，所述夹具打开装置包括上盖打开机构，所述上盖打开机构设置于所述货架上，输出端与所述上盖连接以驱使所述上盖离开所述主腔体或盖合于所述主腔体。
具体地，所述夹具打开装置还包括腔体平移机构，所述腔体平移机构设置于所述货架上，输出端与所述主腔体连接以驱使所述主腔体移出所述货架或缩入所述货架内。
较佳地，所述锂电池转移装置包括支架、第一平台、第二平台、第一平移驱动机构、升降驱动机构、托盘夹持机构及若干夹持锂电池的夹爪，所述夹爪设置于所述第一平台的下侧，所述第二平台设置于所述支架上，所述第一平台滑动地设置于所述第二平台上，所述第一平移驱动机构驱动所述第一平台移动，所述升降驱动机构设置于所述第二平台的两侧且驱动所述托盘夹持机构升降，所述托盘夹持机构用于夹持所述托盘。通过设置托盘夹持机构及升降驱动机构，可以实现对托盘进行抓取及在竖直方向升降，又通过将夹爪设置于第一平台，又将所述第一平台滑动地设置于第二平台上，可以方便地对所述锂电池进行抓取并且移出所述托盘，从而达到对锂电池从托盘中转移的目的，结构简单，控制方便。
具体地，所述托盘夹持机构包括夹持件、座体及夹持气缸，所述座体与所述升降驱动机构的输出端连接，所述夹持气缸设置于所述座体上且输出端呈水平伸缩且与所述夹持件连接，所述夹持件延伸出承载托盘的承托部。通过利用夹持气缸驱动夹持件，进而使两夹持件共同作用于托盘的两侧，再利用所述夹持件上的承托部对托盘进行托起，从而实现对托盘进行夹取而又不会夹坏托盘。
具体地，所述第二平台滑动地设置于所述支架上；所述锂电池转移装置还包括第二平移驱动机构，所述第二平移驱动机构驱动所述第二平台移动。通过设置第二平移驱动机构，可以使第一平台、第一平移驱动机构、升降驱动机构、托盘夹持机构及夹爪能同时移动，从而使所述托盘夹持机构能准确地与托盘对位。
具体地，所述第二平移驱动机构包括电机、齿轮及齿条，所述电机固定于所述第二平台，所述齿轮连接地所述电机的输出端，所述齿条沿所述第一平台的滑动方向固定于所述座体，所述齿轮与所述齿条啮合。
较佳地，所述货架式锂电池烘烤设备还包括设置于所述托盘循环输送装置的一端并将所述锂电池装载于所述托盘上的上料装置和/或设置于所述托盘循环输送装置的另一端并将所述锂电池从所述托盘内卸载的下料装置。
附图说明
图1是本发明货架式锂电池烘烤设备的立体图。
图2是本发明货架式锂电池烘烤设备的俯视图。
图3是本发明货架式锂电池烘烤设备中的货架与真空烘烤夹具的结构图。
图4是本发明货架式锂电池烘烤设备中的货架与真空烘烤夹具的另一角度的结构图。
图5是本发明货架式锂电池烘烤设备中的真空烘烤夹具与锂电池转移装置对接时的状态图。
图6是本发明货架式锂电池烘烤设备中的真空烘烤夹具与锂电池转移装置对接时的侧视图。
图7是本发明货架式锂电池烘烤设备中的锂电池转移装置的结构图。
图8是本发明货架式锂电池烘烤设备中的锂电池转移装置的侧视图。
图9是图8的左视图。
图10是本发明货架式锂电池烘烤设备中的锂电池转移装置转移锂电池时的结构图。
图11是本发明货架式锂电池烘烤设备中的锂电池转移装置转移锂电池时的侧视图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1、图2所示，本实用新型货架式锂电池烘烤设备100包括真空烘烤夹具1、货架2、夹具打开装置3、托盘4、锂电池转移装置5、驱动装置6、托盘循环输送装置7、上料装置8及下料装置9。所述真空烘烤夹具1用于在真空内加热并干燥锂电池；所述货架2用于承放所述真空烘烤夹具1；所述货架2从上到下设有多排隔层，每一隔层上沿X方向设有多个隔离室，一个隔离室内容置一个真空烘烤夹具1。在每个隔离室上设置所述夹具打开装置3设置于每个隔离室上且用于打开位于该隔离室内的所述真空烘烤夹具1。所述托盘4用于装载所述锂电池；所述锂电池转移装置5用于将所述锂电池在所述托盘4与所述真空烘烤夹具1之间转移；所述驱动装置6用于驱动所述锂电池转移装置5沿X方向移动，以使所述锂电池转移装置5能靠近所述托盘4。所述托盘循环输送装置7设置于所述货架2与所述驱动装置6之间，并沿X方向运输。所述托盘循环输送装置7用于将装有锂电池的所述托盘4从开始位置送到空载的所述夹具附近，并且将空载的所述托盘4输送回开始位置。设置所述托盘循环输送装置7可以使托盘4自动回流，循环使用，提高生产自动化，降低工人的劳动强度。所述上料装置8设置于所述托盘循环输送装置7的一端并将所述锂电池装载于所述托盘4上；所述下料装置9设置于所述托盘循环输送装置7的另一端并将所述锂电池从所述托盘4内卸载。所述上料装置8及所述下料装置9可以为机械手，通过机械手将锂电池抓取到所述托盘4上或从所述托盘4上取下，实现上下料。
如图3、图4及图5所示，所述真空烘烤夹具1包括主腔体11、上盖12、加热装置及设置于所述主腔体11内的夹紧机构13，所述加热装置设置于所述主腔体11的底部且通过导线与电源连接，所述夹紧机构13夹持锂电池，所述上盖12可拆卸且密封地设置于所述主腔体11上，所述上盖12设有与抽真空设备连通的真空接口121。通过在所述主腔体11内设置加热装置，并且使上盖12密封地盖合于所述主腔体11，从而使夹具实现真空及加热的功能，进而使锂电池在夹具内即可快速加热干燥，提高加热速度，降低能耗。
再如图5所示，所述夹具打开装置3包括上盖打开机构31及腔体平移机构32，所述上盖打开机构31设置于所述货架2上，输出端与所述上盖12连接以驱使所述上盖12离开所述主腔体11或盖合于所述主腔体11。所述上盖打开机构31包括第一气缸311及第一导向组件312，所述第一气缸311设置于所述货架2上，所述第一气缸311的输出端与所述上盖12连接，所述上盖12通过所述第一导向组件312上下滑动地设置于所述货架2。所述腔体平移机构32设置于所述货架2上，所述腔体平移机构32包括第二气缸321及第二导向组件322，所述第二气缸321设置于所述货架2上，所述主腔体11通过所述第二导向组件322水平滑动地设置于所述货架2上，所述第二气缸321的输出端与所述主腔体11连接以驱使所述主腔体11移动，使所述主腔体11可移出所述货架2或缩入所述货架2内。所述主腔体11的导线通过坦克链与外部电器设备例如电源、控制***等连接。
请参阅图5至图11，所述锂电池转移装置5包括支架51、第一平台52、第二平台53、第一平移驱动机构(图中未示)、第二平移驱动机构54、升降驱动机构55、托盘夹持机构56及若干夹持锂电池的夹爪57。所述夹爪57设置于所述第一平台52的下侧。所述第二平台53沿Y方向滑动地设置于所述支架51上，具体地，所述支架51的底面设有第一滑块511，所述第二平台53的表面设有第一导轨531，所述第一滑块511与所术第一导轨531滑动配合。所述第二平移驱动机构54驱动所述第二平台53移动，具体地，所述第二平移驱动机构54包括电机541、齿轮542及齿条543，所述电机541固定于所述第二平台53，所述齿轮542连接地所述电机541的输出端，所述齿条543沿Y方向固定于所述支架51，所述齿轮542与所述齿条543啮合。所述第二平移驱动机构54驱动所述第二平台53移动可以使第一平台52、第一平移驱动机构、升降驱动机构55、托盘夹持机构56及夹爪57能同时移动，从而使所述托盘夹持机构56能准确地与托盘4对位。
再如图7、图8及图9所示，所述第一平台52沿Y方向滑动地设置于所述第二平台53上，具体地，所述第二平台53的底面设有第二滑块532，所述第一平台52的表面设有第二导轨521，所述第二滑块532与所述第二导轨521滑动配合，所述第一平移驱动机构驱动所述第一平台52移动。所述第一平移驱动机构可以与第二平移驱动机构54的结构相同，也可以为气缸等平移驱动设备。所述升降驱动机构55设置于所述第二平台53的两侧且驱动所述托盘夹持机构56升降，所述升降驱动机构55为升降气缸，其输出端向下。所述托盘夹持机构56用于夹持所述托盘4。所述托盘夹持机构56包括夹持件561、座体562及夹持气缸563，所述座体562与所述第二平台53之间设有竖直导向件562a并可沿竖直方向移动。所述座体562与所述升降驱动机构55的输出端连接，所述夹持气缸563设置于所述座体562上且输出端呈水平伸缩且与所述夹持件561连接，所述夹持件561延伸出承载托盘4的承托部，所述夹持件561与所述座体562之间设有水平导向件564。通过利用夹持气缸563驱动夹持件561，进而使两夹持件561共同作用于托盘4的两侧，再利用所述夹持件561上的承托部对托盘4进行托起，从而实现对托盘4进行夹取而又不会夹坏托盘4。又通过设置升降驱动机构55，可以实现对托盘4在竖直方向升降，再通过将夹爪57设置于第一平台52，将所述第一平台52滑动地设置于第二平台53上，可以方便地对所述锂电池进行抓取并且移出所述托盘4，从而达到对锂电池从托盘4中转移的目的，结构简单，控制方便。
请再参阅图1，所述驱动装置6包括横向驱动机构61及竖向驱动机构62，所述横向驱动机构61驱动所述锂电池转移装置5横向移动，所述竖向驱动机构62驱动所述锂电池转移装置5升降。
所述托盘循环输送装置7包括上输送带、下输送带、提升机构及下降机构，所述上输送带与下输送带呈上下层设置，所述提升机构设置于两输送带的相同的一端，所述下降机构设置于两输送带的相同的另一端。托盘4在提升机构上停留，上料装置8对托盘4上料，上输送带将装满锂电池的托盘4输送到指定位置，当未烘烤的锂电池转移后，空托盘4将上已烘烤的锂电池并在上输送带的带动下到达下降机构，下料装置9即对已烘烤的锂电池下料，下降机构再将空托盘4下降到下输送带上，下输送带即可将空托盘4输送回提升机构的下方，提升机构最后将托盘4提升到初始的上料位置上。
综合上述并结合附图，下面对本发明货架式锂电池烘烤设备100的工作过程进行详细描述，如下：
所述上料装置8抓取锂电池将其放置于空托盘4上，所述托盘循环输送装置7将载有未烘烤的锂电池的托盘4送到正对需要下料的夹具的位置上；同时，所述上盖打开机构31打开所述上盖12，然后所述腔体平移机构32将所述主腔体11推出所述隔离室。所述锂电池转移装置5在驱动装置6的驱动下移动到接近所述主腔体11的附近。此时，所述第二平移驱动机构54驱动所述第二平台53向前伸出，所述第一平移驱动机构驱动所述第一平台52向前伸出，使得所述夹爪57位于所述主腔体11的正方向。这时，所述夹爪57将已烘烤的锂电池取出，然后在所述第一平移驱动机构驱动第一平台后至达所述托盘夹持机构56的空托盘4上方并放置于托盘4上，之后所述第二平移驱动机构54驱动所述托盘夹持机构56上的托盘4移到位于所述托盘循环输送装置7的正上方，然后所述升降驱动机构55驱动所述托盘夹持机构56上的托盘4下降到托盘循环输送装置7上，所述托盘夹持机构56再放开所述托盘4。
之后，所述锂电池转移装置5移动到装有未烘烤的锂电池的托盘4上，然后所述托盘夹持机构56夹持托盘4，所述升降驱动机构55将所述托盘4提升到靠近所述夹爪57的下方，所述夹爪57一次性抓取托盘4上的全部锂电池，然后所述第一平移驱动机构驱动第一平台52移动，使得所述夹爪57带动锂电池位于所述主腔体11的正上方，最后所述夹爪57将全部锂电池放置于所述主腔体11内。所述主腔体11在所述腔体平移机构32的驱动下缩入所述隔离室内，所述上盖打开机构31驱动上盖12下移，使上盖12密封地盖于主腔体11内。这时，即可对所述真空烘烤夹具1抽真空，同时加热装置对夹具内部进行加热干燥。而位于所述托盘循环输送装置7上的载有已烘烤的锂电池的托盘4则被输送到下料装置9处，下料装置9再对其下料。下料完后下降机构将空托盘4从上输送带转移到下输送带上，下输送带再将空托盘4输送回提升机构的下方，提升机构再将其提升到上输送带的初始位置进行下一次循环运输。
与现有技术相比，本发明通过利用锂电池转移装置5将锂电池从托盘4转移到真空烘烤夹具1内，再将真空烘烤夹具1放置于货架2上，由于真空烘烤夹具1可以通过抽真空***抽真空形成真空环境，且内部直接设置加热部件，从而使锂电池能直接在夹具内进行烘烤干燥，夹具的内部空间较小，加热速度快，避免传统的无论锂电池数量多少，都需要在整个干燥炉内对夹具进行加热而消耗较大的能量，从而提高加热速度，有效降低能耗，降低生产成本，并且避免传统的夹具与干燥炉电连接的电连接组件暴露于真空环境中而生产真空放电的问题。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种货架式锂电池烘烤设备，其特征在于，包括：
真空烘烤夹具，用于在真空内加热并干燥锂电池；所述真空烘烤夹具包括主腔体及上盖；
货架，用于承放所述真空烘烤夹具；
夹具打开装置，设置于所述货架上且用于打开所述真空烘烤夹具；所述夹具打开装置包括上盖打开机构及腔体平移机构，所述上盖打开机构设置于所述货架上，输出端与所述上盖连接以驱使所述上盖离开所述主腔体或盖合于所述主腔体；所述腔体平移机构设置于所述货架上，输出端与所述主腔体连接以驱使所述主腔体移出所述货架或缩入所述货架内；
托盘，用于装载所述锂电池；
锂电池转移装置，用于将所述锂电池在所述托盘与所述真空烘烤夹具之间转移；所述锂电池转移装置包括支架、第一平台、第二平台、第一平移驱动机构、升降驱动机构、托盘夹持机构及若干夹持锂电池的夹爪，所述夹爪设置于所述第一平台的下侧，所述第二平台设置于所述支架上，所述第一平台滑动地设置于所述第二平台上，所述第一平移驱动机构驱动所述第一平台移动，所述升降驱动机构设置于所述第二平台的两侧且驱动所述托盘夹持机构升降，所述托盘夹持机构用于夹持所述托盘；
驱动装置，用于驱动所述锂电池转移装置移动到靠近所述托盘。
2.如权利要求1所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述货架式锂电池烘烤设备还包括托盘循环输送装置，所述托盘循环输送装置用于将装有锂电池的所述托盘从开始位置送到空载的所述夹具附近，并且将空载的所述托盘输送回开始位置。
3.如权利要求1所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述真空烘烤夹具还包括加热装置及设置于所述主腔体内的夹紧机构，所述加热装置设置于所述主腔体的底部且通过导线与电源连接，所述夹紧机构夹持锂电池，所述上盖可拆卸且密封地设置于所述主腔体上，所述上盖设有与抽真空设备连通的真空接口。
4.如权利要求1所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述托盘夹持机构包括夹持件、座体及夹持气缸，所述座体与所述升降驱动机构的输出端连接，所述夹持气缸设置于所述座体上且输出端呈水平伸缩且与所述夹持件连接，所述夹持件延伸出承载托盘的承托部。
5.如权利要求1所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述第二平台滑动地设置于所述支架上；所述锂电池转移装置还包括第二平移驱动机构，所述第二平移驱动机构驱动所述第二平台移动。
6.如权利要求5所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述第二平移驱动机构包括电机、齿轮及齿条，所述电机固定于所述第二平台，所述齿轮连接地所述电机的输出端，所述齿条沿所述第一平台的滑动方向固定于所述座体，所述齿轮与所述齿条啮合。
7.如权利要求1所述的货架式锂电池烘烤设备，其特征在于：所述货架式锂电池烘烤设备还包括设置于所述托盘循环输送装置的一端并将所述锂电池装载于所述托盘上的上料装置和/或设置于所述托盘循环输送装置的另一端并将所述锂电池从所述托盘内卸载的下料装置。
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