CN212458264U - 电芯检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电芯检测设备包括：基座，承载待检测电芯；厚度测量机构，包括：透明压板，设置于所述基座上方，动力装置，支撑并带动所述透明压板朝向或者远离所述待检测电芯表面，传感器，工作时检测所述待检测电芯厚度；视觉检测机构，工作时位于所述透明压板上方，检测所述待检测电芯的长宽。将电芯的压紧整形设备，长、宽、厚检测设备集成到一套机构中，实现高度自动化，缩减机构至最简化，减小了设备的占地空间并且测试更快捷。并且测试过程中模拟所述电芯安装在电池壳内的状态进行长、宽、厚度以及承受压力的测试，测量结果准确性更高，减少了不良电芯流转到后续工序的几率。

Description

电芯检测设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，特别涉及一种电池电芯检测设备。

背景技术

在电池(例如锂离子电池)制造过程中，将电芯装入电池壳后焊接封口，才构成一个完整的电池。在电芯装入电池壳前，需对电芯进行长、宽、厚的尺寸检测。目前行业内检测方式分为两次步骤，采用两个甚至多组机构完成此项工作。通过视觉成像***对平铺电芯(蓬松电芯)进行长、宽的检测，检测完成后配置中间缓存机构，转移至测厚机构，使用位移传感器(或其他测厚机构)，通过位移变化得出电芯的厚度。

此传统模式占用设备空间，机构繁杂，动作流程冗长，设备成本及后期维护难度较高，因此有必要开发一种电池电芯检测设备，缩减设备空间及成本，同时高质量高精度的得到尺寸结果。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是电芯检测设备占用空间大，设备机构繁杂，测量精度低等问题。为解决上述技术问题，本申请公开了一种电芯检测设备，包括：基座，承载待检测电芯；厚度测量机构，包括：透明压板，设置于所述基座上方，动力装置，支撑并带动所述透明压板朝向或者远离所述待检测电芯表面，传感器，设置在所述基座表面，并位于所述透明压板下方，工作时检测所述待检测电芯厚度；视觉检测机构，工作时位于所述透明压板上方，检测所述待检测电芯的长宽。

可选的，所述视觉检测机构包括：视觉成像仪，工作时位于所述透明压板上方，透过所述透明压板获取所述待检测电芯的图像，并获取所述待检测电芯的长宽。

可选的，所述视觉检测机构还包括：视觉检测平台，位于所述基座上方，固定所述视觉成像仪。

可选的，所述透明压板为透明玻璃板或者透明塑料板。

可选的，所述传感器包括位移传感器和非接触式位移传感器。

可选的，所述位移传感器包括：固定部，固定设置在所述基座表面，运动部，可滑动的连接至所述固定部，所述运动部的底端与所述待检测电芯的底面位于同一高度。

可选的，所述非接触式位移传感器装置于所述视觉检测平台。

可选的，所述动力装置为伺服电机，固定设置在所述基座的侧壁表面。

可选的，所述电芯检测设备还包括移载机构，设置于所述基座表面与所述透明压板之间，承载并带动所述待检测电芯进入或者远离检测位置。

可选的，所述移载机构包括：同步带，一部分铺设在所述基座表面；电芯治具，承载待检测电芯，固定设置于所述同步带上，并在所述同步带的带动下运动。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种电芯检测设备通过将电池电芯的长、宽、厚度检测设备集成在一个平台上，缩减机构至最简，提升整体设备可利用空间，实现高度自动化检测，同时保证长、宽、厚度数据在同一前提下进行检测，保证了电芯尺寸检测结果的可信性与精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一些实施例中电芯检测设备结构示意图；

图2为本申请一些实施例中位移传感器测量电芯厚度示意图；

图3为本申请一些实施例中利用伺服电机测量电芯厚度示意图；

图4为本申请一些实施例中非接触式位移传感器测量电芯厚度示意图；

图5为本申请一些实施例中电芯治具俯视图；

图6为本申请一些实施例中移载设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1所示为本申请一些实施例中电芯检测设备的结构示意图。所述电芯检测设备100包括基座153，承载待检测电芯101；厚度测量机构103，包括：透明压板157，设置于所属基座153上方，动力装置155，支撑并带动所述透明压板157朝向或者远离所述待检测电芯101表面，传感器160，设置在所述基座153表面，并位于并位于所述透明压板157下方，工作时检测所述待检测电芯101厚度；视觉检测机构105，工作时位于所述透明压板157上方，检测所述待检测电芯101的长宽。

所述电芯检测设备100应用于压紧整形并测量电芯的长、宽、厚度。电芯在装入到电池壳之前是蓬松状态，需要挤压整形后再装入到电池壳中，并且电池壳内是多个电芯堆叠在一起的，电芯之间相互挤压。因此，在将电芯装入电池壳之前不仅需要压紧电芯，还要测量电芯承压能力，检测电芯在一定压力下是否产生变形或其他不正常现象，降低不良电芯流转至后序工序的几率。

所述基座153表面平整，承载进入所述电芯检测设备100的电芯。

所述透明压板157为透明玻璃板或者透明塑料板等透明材料，尺寸略小于所述基座153上表面，大于所述待检测电芯101，装置于所述基座153的上方，并通过连接件连接至所述动力装置155，工作时在所述动力装置155驱动下，所述透明压板157可以向下移动以压紧待检测电芯，从而获取压紧状态下所述待检测电芯的厚度，所述动力装置155还可以驱动所述透明压板157向上运动，以远离待检测电芯表面。

所述动力装置155可以通过伺服电机或气缸驱动，在一些实施例中，所述动力装置155固定设置在所述基座153的侧壁表面。所述动力装置155预设的对所述透明压板157下压过程中的最大牵引力与待检测电芯在电池壳内受到的压力相当，以此来模拟待测试电芯的承压能力，提前剔除出不良品。

在一些实施例中，所述电芯检测设备100的动力装置155包括气缸，气缸装置结构简单、轻便、安装维护简单。所述气缸通过连接件连接在所述透明压板157的两端，并支撑所述透明压板157。在工作过程中，所述气缸牵引所述透明压板157向下运动压紧所述待检测电芯，并不断增加牵引力，直至增加到设定的牵引力，然后，所述气缸牵引所述透明压板157向上运动恢复到初始位置。

所述传感器160包括位移传感器161以及非接触式位移传感器190。所述位移传感器161包括：固定部165，周定设置在所述基座153表面，运动部163，设置在所述固定部165中，在外力作用下，例如所述透明压板157向下运动压向所述运动部163时，所述运动部163并可相对所述固定部165上下运动，所述运动部163的底端与所述待检测电芯101的底面位于同一高度。

如图2所示为本申请一些实施例中位移传感器测量电芯厚度示意图。在检测过程中，所述透明压板157在向待检测电芯方向移动的过程中会压到所述位移传感器161的运动部163，当所述动力装置155牵引力达到预设值，透明压板157也压着所述运动部163也移动了一段距离D，而所述位移传感器161初始状态时所述运动部163的可位移量S是固定且已知的，所述位移传感器161 的固定部165基准面与待检测电芯底面处于同一水平面，那么所述电芯厚度H 可由公式(1)得出：

H＝S-D (1)

在本申请的一些实施例中，所述电芯检测设备100的动力装置155为伺服电机。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转换成转轴的角位移或角速度以驱动控制对象。在测试过程中，伺服电机牵引所述透明压板157向下运动压紧所述待检测电芯，并不断增加转矩，增加到设定的转矩后牵引所述透明压板157移动到初始位置。

伺服电机在工作时把收到的电信号转换成电动机轴上的角速度输出或角位移输出，并且能够将输出的角速度或角位移反馈回控制***。利用伺服电机这一特性可以得到伺服电机带动所述透明压板157运动达到预设转矩时的位移数据。可以利用所述位移数据计算待检测电芯厚度，无需借助传感器。

如图3所示为本申请一些实施例中利用伺服电机测量电芯厚度示意图。当所述透明压板157处于初始位置时，所述透明压板157距离所述伺服电机的距离L是固定且已知的，待检测电芯下表面距离所述伺服电机的距离h是固定且已知的。当所述伺服电机牵引所述透明压板157运动并达到设定转矩时，所述伺服电机位移量s可由反馈数据得知。那么所述电芯厚度H即可由公式(2)得出：

H＝L-h-s (2)

如图4所示为一些实施例中非接触式位移传感器测量电芯厚度示意图，图中所示传感器为非接触式位移传感器190，例如红外测距传感器，超声波测距传感器。所述非接触式位移传感器190装置于所述视觉检测平台130，正对待检测电芯，并且所述透明压板157正对所述非接触式位移传感器190的部分是一个通孔191，面积略大于所述非接触式位移传感器190，保证所述非接触式位移传感器190能够测量与待检测电芯的距离。

由图4可知，所述非接触式位移传感器190与待检测电芯底面距离N是固定已知的，当所述动力装置155牵引所述透明压板157压紧整形待检测电芯并且牵引力达到预设值时，所述非接触式位移传感器190测量其与所述待检测电芯距离M，则所述待检测电芯厚度H即可由公式(3)得到：

H＝N-M (3)

应当理解的是，所述位移传感器161与所述非接触式位移传感器190可以单独作为待检测电芯的检测设备，也可以协同工作，将各自的测量结果求平均值以提高数据精度。

如图1所示，所述视觉检测机构105包括视觉成像仪110，工作时位于所述透明压板157上方，透过所述透明压板157获取所述待检测电芯101的图像，并获取所述待检测电芯101的长宽。所述视觉检测机构105还包括视觉检测平台130，位于所述基座153上方，固定所述视觉成像仪110。

当所述压板157下压到位后，所述视觉成像仪110获取所述压紧整形后的电芯图像，所述压板157为透明结构并不影响图像的拍摄，并将所述获取的图像转换成图像信号传送给自身的图像处理***，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；所述图像***对这些信号进行各种运算，计算出待检测电芯压紧整形后的长宽数据。

所述视觉成像仪110获取的待检测电芯的长宽数据是所述电芯处于压紧状态下进行的，模拟还原了所述电芯装置于电池壳后的状态，所以所述长宽数据更接近实际情况，数据更真实。

如图1所示所述电芯检测设备100还包括移载机构180，设置于所述基座 153表面与所述透明压板157之间，承载并带动所述待检测电芯101进入或者远离检测设备100。所述移载机构180包括：同步带175，一部分铺设在所述基座153表面；电芯治具170，承载待检测电芯，固定设置于所述同步带175 上，并在所述同步带175的带动下运动。

如图5所示为一些实施例中电芯治具的俯视图。所述电芯治具170为上表面开槽的长方体托盘，开槽的形状，大小刚好能放置一个电芯。并且所述电芯治具170上表面四个角的分别开有定位孔173，与所述同步带175上设置的固定销177相互配合，起到将所述电芯治具170固定在所述同步带175的作用。

所述同步带175为流水线上的传输装置，所述电芯检测设备100为流水线上的其中一个工位，所述同步带175经过所述电芯检测设备100的部分铺设在所述基座153上，所述同步带175在工作时将待检测电芯运送到所属电芯检测设备100或将完成检测的电芯运送下一个工位。

如图6所示为本申请一些实施例中移载机构180的示意图，所述同步带175 表面设置有定位销177，所述定位销177通过所述定位孔173将所述电芯治具 170固定在所述同步带175上，例如，每4个所述定位销固定一个电芯治具170。所述同步带175上可装置一个以上的电芯治具170，可选的，装置在所述同步带175上的相邻电芯治具170之间的间距是相等的。所述同步带175一个行程的距离等于两个电芯治具之间的距离。所述同步带175在工作时每次移动一个行程就有一个电芯治具传送到所述电芯检测设备100，保证了生产的连续性。

综上，本申请提供一种电芯检测设备，通过同步带将负载着待检测电芯的电芯治具移动至本机构，通过伺服电机带动透明压板下压，压紧整形待检测电芯，并测试待检测电芯的承压能力是否达标。压板根据设定的压力值下压到位后，进行视觉拍摄成像分析，和位移传感器或伺服电机的数据分析，得到电芯的长、宽、厚数据，实现高度自动化检测，同时保证长、宽、厚度数据在同一前提下进行检测，保证了电芯尺寸检测结果的可信性与精确度，并且将电池电芯的长、宽、厚度检测设备集成在一个平台上，占用空间小，检测也更快捷。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本公开的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本公开的目的，本申请有时将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。或者，本申请又是将各种特征分散在多个本申请的实施例中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

在一些实施方案中，表达用于描述和要求保护本申请的某些实施方案的数量或性质的数字应理解为在某些情况下通过术语“约”，“近似”或“基本上”修饰。例如，除非另有说明，否则“约”，“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20％变化。因此，在一些实施方案中，书面描述和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据特定实施方案试图获得的所需性质而变化。在一些实施方案中，数值参数应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本申请的一些实施方案列出了广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中都列出了尽可能精确的数值。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的哪些实施例。

Claims (10)

1.一种电芯检测设备，其特征在于，包括：

基座，承载待检测电芯；

厚度测量机构，包括：

透明压板，设置于所述基座上方，

动力装置，支撑并带动所述透明压板朝向或者远离所述待检测电芯表面，

传感器，设置在所述基座表面，并位于所述透明压板下方，工作时检测所述待检测电芯厚度；

视觉检测机构，工作时位于所述透明压板上方，检测所述待检测电芯的长宽。

2.如权利要求1所述电芯检测设备，其特征在于，所述视觉检测机构包括：视觉成像仪，工作时位于所述透明压板上方，透过所述透明压板获取所述待检测电芯的图像，并获取所述待检测电芯的长宽。

3.如权利要求2所述电芯检测设备，其特征在于，所述视觉检测机构还包括：视觉检测平台，位于所述基座上方，固定所述视觉成像仪。

4.如权利要求1所述电芯检测设备，其特征在于，所述透明压板为透明玻璃板或者透明塑料板。

5.如权利要求1所述电芯检测设备，其特征在于，所述传感器包括位移传感器和非接触式位移传感器。

6.如权利要求5所述电芯检测设备，其特征在于，所述位移传感器包括：

固定部，固定设置在所述基座表面，

运动部，可滑动的连接至所述固定部，所述运动部的底端与所述待检测电芯的底面位于同一高度，连接在所述固定部的顶部，并在压力作用下相对所述固定部运动。

7.如权利要求5所述电芯检测设备，其特征在于，所述非接触式位移传感器装置于所述视觉检测平台。

8.如权利要求1所述电芯检测设备，其特征在于，所述动力装置为伺服电机或气缸，固定设置在所述基座的侧壁表面。

9.如权利要求1所述电芯检测设备，其特征在于，还包括：移载机构，设置于所述基座表面与所述透明压板之间，承载并带动所述待检测电芯进入或者远离检测位置。

10.如权利要求9所述电芯检测设备，其特征在于，所述移载机构包括：

同步带，一部分铺设在所述基座表面；

电芯治具，承载待检测电芯，固定设置于所述同步带上，并在所述同步带的带动下运动。

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