高效叠片卷绕装置

技术领域

本发明涉及电池制造领域，特别是一种结合叠片的卷绕电池制造技术。

背景技术

随着新能源产业迅速崛起，尤其是新能源汽车的逐步普及，对于安全、低成本的锂离子电池的需求非常庞大。目前汽车行业电池采用两种工艺路线：一、三元锂电池采用卷绕工艺，二、磷酸铁锂电池采用叠片工艺。卷绕工艺的优点：生产效率高、极片隔膜张力控制好，缺点：安全性差，单位体积容量差。叠片工艺的优点：安全性高、单位体积容量高，缺点：生产效率低，隔膜张力控制差。因此还没有一款电池能够达到安全性高和成本低的完美平衡，也造成新能源电动车没有大规模替代传统汽车。但是对于未来能源，环境和人们的需求，新能源电动车的快速发展势在必行，因此也必需要找到解决方案。鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的提高极片隔膜的张力控制和对齐度、提升电芯容量、生产效率高的混合装置。

发明内容

本发明提供了一种高效叠片卷绕装置，将叠片和卷绕结合，产品安全性好，生产效率高。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高效叠片卷绕装置，包括两个位于同轴线上的圆环圈出的工位，工位内有夹持隔膜进行卷绕的卷针装置，带动卷针装置转动的传动装置，传动装置包括带动整个传动装置转动的电机；工位是一端为“8字形”的前端工位支撑臂和另一端为“8字形”的后端工位支撑臂圈出的两个工位，支撑前后两个工位支撑臂的是工位支撑底座；设有将整个工位以前端工位支撑臂和后端工位支撑臂“8字形”的中间处为轴翻转的翻转机构。

本发明在前端工位支撑臂的“8字形”两个圆环的内壁处设有环形的可转动的前端卷绕齿轮，在后端工位支撑臂的内壁处设有环形的可转动的后端卷绕齿轮，前端卷绕齿轮和后端卷绕齿轮内安装卷针装置和压片装置，压片装置包括固定在前端工位支撑臂和后端工位支撑臂上远离工位一侧的、可被传动装置控制进行前后位移的环形轨道以及固定在前端卷绕齿轮和后端卷绕齿轮上的压片；轨道靠近传动装置的外侧壁上设有斜齿齿条。

本发明传动装置包括通过齿轮传动连接的第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置；第一传动装置包括电机底座，电机底座顶端设有第一转轮组，以及贯通连接第一转轮组的第一传动轴，第一转轮组包括被电机底座顶端并排夹持位于同一轴心上的四个转轮，A转轮、B转轮、C转轮、D转轮，在电机底座上设置四个电机，A电机、B电机、C电机、D电机，一个电机带动一个转轮转动；第一传动轴包括中间一根长轴为D转轮轴、套在D转轮轴外套筒状的C转轮轴、套在C转轮轴外套筒状的B转轮轴、套在B转轮轴外套筒状的A转轮轴；D转轮轴的一端端部与D转轮的内圈固定，C转轮轴的一端与C转轮的内圈固定，B转轮轴的一端与B转轮的内圈固定，A转轮轴的一端与A转轮的内圈固定连接；在第一传动轴的另外一端连接第一齿轮组，分别是A齿轮、B齿轮、C齿轮、D齿轮；D齿轮与D转轮轴的端部连接，C齿轮与C转轮轴的端部连接，B齿轮与B转轮轴的端部连接，A齿轮与A转轮轴的端部连接。

本发明第二传动装置包括第二传动轴和前齿轮组，第一齿轮组转动后通过第二传动轴带动前齿轮组转动；前齿轮组包括A前齿轮、B前齿轮、C前齿轮和D前齿轮；第二传动轴整体罩在第一齿轮组和前齿轮组外，第二传动轴包括位于第一转轮组和第一齿轮组之间的前端盖；第一齿轮组和前齿轮组之间设有一个分隔两组齿轮的竖直板状中间固定件；D转轮轴的端部位于中间固定件的中部；在前端盖和前端工位支撑臂之间设有可转动的A连接柱、B连接柱、C连接柱和D连接柱；D连接柱上固定连接和D齿轮齿接的D小齿轮、和D前齿轮齿接d小齿轮、以及与前端卷绕齿轮齿接的D前端卷针传动齿轮；C连接柱上固定连接和C齿轮齿接的C小齿轮、和C前齿轮齿接c小齿轮、以及与前端卷绕齿轮齿接的C前端卷针传动齿轮；B连接柱上固定连接和B齿轮齿接的B小齿轮、和B前齿轮齿接b小齿轮、以及与斜齿齿条齿接的B前端压片传动齿轮；A连接柱上连接与A齿轮齿接的A小齿轮、与A前齿轮齿接的a小齿轮、以及与斜齿齿条齿接的A前端压片传动齿轮。

本发明第三传动装置包括第三传动轴和后齿轮组，后齿轮组与前齿轮组位于同一轴线，通过第三传动轴传动达到同步转动；后齿轮组包括A后齿轮、B后齿轮、C后齿轮和D后齿轮；第三传动轴包括最长的、连接A前齿轮和A后齿轮的A传动轴，套在A传动轴外的、连接B前齿轮和B后齿轮的B传动轴，套在B传动轴外的、连接C前齿轮和C后齿轮的C传动轴，套在C传动轴外的、连接D前齿轮和D后齿轮的D传动轴。

本发明D传动轴外套设轴套，轴套与D传动轴之间设有轴承；工位支撑底座正好支撑在轴套外；前端工位支撑臂和后端工位支撑臂中部固定在轴套外两端；翻转机构包括翻转齿轮和控制翻转齿轮旋转的翻转电机，翻转齿轮固定套在轴套外以轴套轴心为轴，翻转电机可以带动翻转齿轮转动，将整个工位180度翻转。

本发明第四传动装置罩在后齿轮组外，第四传动装置包括远离前齿轮组的后端盖以及连接在后端盖和后端工位支撑臂之间的、可转动的A转动柱、B转动柱、C转动柱和D转动柱；A转动柱上设有与A后齿轮齿接的A转动小齿轮，以及与位于后端工位支撑臂内的斜齿齿条齿接的A后端压片传动齿轮；B转动柱上设有与后端工位支撑臂内的斜齿齿条齿接的B后端压片传动齿轮；C转动柱上设有与C后齿轮齿接的C转动小齿轮，以及与后端卷绕齿轮齿接的C后端卷针传动齿轮；D转动柱上设有与D后齿轮齿接的D转动小齿轮，以及与后端卷绕齿轮齿接的D后端卷针传动齿轮。

本发明轨道内圈设有压片滚轮凹槽，压片在靠近工位一端为压片头，在远离工位的一端为滚轮端部；滚轮端部的一端位于压片滚轮凹槽内，压片滚轮凹槽形状为有一处向远离工位的方向有弧度的突起，当滚轮端正好滚到压片滚轮凹槽上弧度突起的位置时，带动压片向远离工位的方向移动。

本发明压片包括将压片整体固定在卷绕齿轮上的压片固定件以及连接在压片固定件上的传动连杆，传动连杆包括穿过压片固定件的压片前后伸缩杆和与压片前后伸缩杆靠近压片头的端部铰接可以上下摆动的压片连杆；压片前后伸缩杆靠近工位的端部侧壁外表面连接一块向压片头方向延伸的压片滑槽板，压片滑槽板的端部设有一个上下方向延伸的压片上下滑槽；设有压片上下滑轮位于压片上下滑槽内上下滑动，压片上下滑轮固定在一个滑轮连接件的侧边，滑轮连接件与压片连杆靠近压片头的端部铰接，滑轮连接件靠近工位的端部连接L形的压片头。

本发明压片前后伸缩杆设计为弹性连接的两部分，压片前后伸缩杆靠近压片头的端部为前端套筒，远离压片头的端部为后端伸缩杆，后端伸缩杆的一端插在前端套筒内，前端套筒内设有弹簧，前端套筒靠近压片头的端部铰接压片连杆。

与现有技术相比，本发明所述高效叠片卷绕装置设有翻转机构，将两个工位处理流程合理利用，节省时间，提高了生产效率；且设有压片装置配合卷绕的过程将电极片叠片进去，提高了产品的安全性。

附图说明

图1为第一传动装置结构示意图。

图2为第一转轮组和第一齿轮组结构示意图。

图3为第二传动装置BD连接柱一侧结构示意图。

图4为第二传动装置AC连接柱一侧结构示意图。

图5为传动装置沿轴线竖剖结构示意图。

图6为第四传动装置AC转动柱一侧结构示意图。

图7为第四传动装置BD转动柱一侧结构示意图。

图8为高效叠片卷绕装置整体结构示意图。

图9为卷针前端开闭装置在工位内的后视图。

图10为卷针前端开闭装置立体图。

图11为卷针前端开闭装置内齿轮传动的结构示意图。

图12为前端固定板结构示意图。

图13为退针装置结构示意图。

图14为卷针后端开闭装置结构示意图。

图15为后端卷针上部和后端卷针下部结构示意图。

图16为后端固定板结构示意图。

图17为轨道结构示意图。

图18为压片装置结构示意图。

图19为压片装置立体图。

图20为压片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图20所示，本发明所述的高效叠片卷绕装置包括进行卷绕操作的前后八字形工位支撑臂圈出的两个工位4，以及在工位4内卷绕隔膜的卷针装置2，带动卷针装置2转动的传动装置1，以及配合卷绕进行叠片的压片装置3。为了高效利用将卷绕好的产品退针取出的时间，设有将工位4上的两个工位翻转交换的翻转机构5。

如图1至图7所示，传动装置1包括第一传动装置11、第二传动装置12、第三传动装置13和第四传动装置14。卷针装置2包括卷针前端开闭装置21、卷针后端开闭装置22和退针装置23。压片装置3包括压片31和轨道32。

如图1所示，所述第一传动装置11包括电机底座111，在电机底座111上、上下错位放置四个A电机1111、B电机1112、C电机1113和D电机1114，电机底座111顶端设有第一转轮组112，第一转轮组112包括被电机底座111顶端并排夹持的四个转轮，为A转轮1121、B转轮1122、C转轮1123和D转轮1124，四个转轮位于同一轴心上，并排排列；A电机1111、B电机1112、C电机1113和D电机1114错位放置使每个电机对应的位于一个转轮的下方，由皮带连接电机和转轮，A电机1111带动A转轮1121、B电机1112带动B转轮1122转动、C电机1113带动C转轮1123、D电机1114带动D转轮1124。

第一传动装置11还包括贯通连接四个转轮的第一传动轴113，第一传动轴113包括中间一根长轴为D转轮轴1134、套在D转轮轴1134外套筒状的C转轮轴1133、套在C转轮轴1133外套筒状的B转轮轴1132、套在B转轮轴1132外套筒状的A转轮轴1131。D转轮轴1134的一端端部与D转轮1124的内圈固定连接且延伸出一部分被电机底座111顶端一侧的侧壁支撑，且与电机底座111之间设有轴承，方便D转轮轴1134转动；C转轮轴1133的一端与C转轮1123的内圈固定连接，同时C转轮轴1133套在D转轮轴1134外，C转轮1123正好位于D转轮1124旁边，同理B转轮1122正好位于C转轮1123旁边，A转轮1121正好位于B转轮1122旁边。

在第一传动轴113的另外一端连接第一齿轮组114，分别是A齿轮1141、B齿轮1142、C齿轮1143和D齿轮1144。D齿轮1144与D转轮轴1134的端部连接，C齿轮1143与C转轮轴1133的端部连接，B齿轮1142与B转轮轴1132的端部连接，A齿轮1141与A转轮轴1131的端部连接。D转轮轴1134最长，两端连接D转轮1124和D齿轮1144，C转轮轴1133套在D转轮轴1134外，C转轮1123和C齿轮1143位于D转轮1124和D齿轮1144之间，同理，B转轮1122和B齿轮1142位于C转轮1123和C齿轮1143之间，A转轮1121和A齿轮1141位于B转轮1122和B齿轮1142之间。

综上所述，由ABCD四个电机带动ABCD四个转轮，四个转轮连接ABCD四个转轮轴的一端，在四个转轮轴的另一端连接ABCD四个齿轮，进而带动四个齿轮转动，完成第一传动装置11的传动。

如图2所示，第二传动装置12包括第二传动轴121和前齿轮组122。A齿轮1141、B齿轮1142、C齿轮1143和D齿轮1144转动后通过第二传动轴121带动前齿轮组122转动；前齿轮组122包括A前齿轮1221、B前齿轮1222、C前齿轮1123和D前齿轮1124，前齿轮组122与第一齿轮组114位于同一轴线上。

工位4是两个位于同轴线上的圆环圈出的空间，本专利申请高效叠片卷绕装置包括两个工位4，由靠近电机一端的“8字形”前端工位支撑臂41和另一个“8字形”的后端工位支撑臂42圈出左右两个工位4，工位支撑底座43支撑着前端工位支撑臂41和后端工位支撑臂42。

第二传动轴121罩在第一齿轮组114和前齿轮组122外，第二传动轴121包括位于第一齿轮组114外端的前端盖1211、在上部贯通连接前端盖1211和前端工位支撑臂141中间部分的上连接柱1212和在下部贯通连接前端盖1211和前端工位支撑臂141中间部分的下连接柱1213；前端盖1211位于第一转轮组112和第一齿轮组114之间，且中部被第一传动轴113穿透。

第一齿轮组114和前齿轮组122之间设有一个分隔两组齿轮的竖直板状中间固定件1214，同样被上连接柱1212和下连接柱1213贯通固定在第一齿轮组114和前齿轮组122中间。D转轮轴1134的端部位于中间固定件1214的中部，D转轮轴1134与中间固定件1214之间设有轴承。

如图3和图4所示，在前端盖1211和前端工位支撑臂41之间设有可转动的四个A连接柱1215、B连接柱1216、C连接柱1217和D连接柱1218,A连接柱1215和C连接柱1217靠近一侧工位4，B连接柱1216和D连接柱1218靠近另一侧工位4，每个连接柱上连接两个小齿轮，两个小齿轮分别对应的与第一齿轮组114和前齿轮组122中的齿轮齿接；C连接柱1217上靠近前端工位支撑臂141处还设有一个与卷针前端开闭装置21齿接的C前端卷针传动齿轮12173；A连接柱1215上还设有一个与压片装置3上的部件齿接的A前端压片传动齿轮12153，D连接柱1218上靠近前端工位支撑臂141处还设有一个与卷针前端开闭装置21齿接的D前端卷针传动齿轮12183；B连接柱1216上还设有一个与压片装置3上的部件齿接的B前端压片传动齿轮12163，前端压片传动齿轮124为斜齿齿轮。具体的，A连接柱1215上固定连接A小齿轮12151和a小齿轮12152，B连接柱1216上固定连接B小齿轮12161和b小齿轮12162，A小齿轮12151和A齿轮1141齿接，a小齿轮12152和A前齿轮1221齿接；A齿轮1141转动带动A小齿轮12151转动，A小齿轮12151转动带动A连接柱1215转动，A连接柱1215转动带动a小齿轮12152转动，a小齿轮12152转动带动A前齿轮1221转动，进而实现了A齿轮1141带动A前齿轮1221转动。同理，B小齿轮12161和B齿轮1142齿接，b小齿轮12162和B前齿轮1222齿接；B齿轮1142转动带动B小齿轮12161转动，B小齿轮12161转动带动B连接柱1216转动，B连接柱1216转动带动b小齿轮12162转动，b小齿轮12162转动带动B前齿轮1222转动，进而实现了B齿轮1142带动B前齿轮1222转动；C小齿轮12171和C齿轮1143齿接，c小齿轮12172和C前齿轮1223齿接；C齿轮1143转动带动C小齿轮12171转动，C小齿轮12171转动带动C连接柱1217转动，C连接柱1217转动带动c小齿轮12172转动，c小齿轮12172转动带动C前齿轮1223转动，进而实现了C齿轮1143带动C前齿轮1223转动；D齿轮1144转动带动D小齿轮12181转动，D小齿轮12181转动带动D连接柱1218转动，D连接柱1218转动带动d小齿轮12182转动，d小齿轮12182转动带动D前齿轮1224转动，进而实现了D齿轮1144带动D前齿轮1224转动。

如图5所示，前齿轮组122转动后通过第三传动装置13传动，进而带动后齿轮组132转动，使前齿轮组122和后齿轮组132同步转动。

第三传动装置13包括第三传动轴131和后齿轮组132，后齿轮组132与前齿轮组122位于同一轴线，且同步转动，通过第三传动轴131达到同步。工位支撑底座43承托整个第三传动轴131。

后齿轮组132包括A后齿轮1321、B后齿轮1322、C后齿轮1323和D后齿轮1324。第三传动轴131结构与第一传动轴113结构一致，包括最长的、连接A前齿轮1221和A后齿轮1321的A传动轴1311，套在A传动轴1311外的、连接B前齿轮1222和B后齿轮1322的B传动轴1312，以此类推，套在B传动轴1312外的、连接C前齿轮1123和C后齿轮1323的C传动轴1313；套在C传动轴1313外的、连接D前齿轮1124和D后齿轮1324的D传动轴1314，，如此实现了前齿轮组122和后齿轮组132同步转动；设有套在D传动轴1314外的轴套1315，工位支撑底座43正好支撑在轴套1315外；轴套1315不随第三传动轴131转动，且与D传动轴1314之间设有轴承；前端工位支撑臂41和后端工位支撑臂42固定在轴套1315外两端，前端工位支撑臂41靠近电机，后端工位支撑臂42远离电机。

如图6和图7所示，第四传动装置14整体罩在后齿轮组132外，包括远离前齿轮组122的后端盖141、在上端固定连接后端盖141和后端工位支撑臂42的上固定柱142、在下端固定连接后端盖141和后端工位支撑臂42的下固定柱143以及在靠近一侧工位4且连接在后端盖1411和后端工位支撑臂42之间的、可转动的A转动柱144和C转动柱146，靠近另一侧工位4且连接在后端盖1411和后端工位支撑臂42之间的、可转动的B转动柱145和D转动柱；四个转动柱两端的连接处都设有轴承；A转动柱144上设有与A后齿轮1321齿接的A转动小齿轮1441，A后齿轮1321转动带动A转动小齿轮1441转动，进而带动A转动柱144转动，在A转动柱144上还设有与压片装置3上部件齿接的A后端压片传动齿轮1442，A后端压片传动齿轮1442为斜齿齿轮；在A转动柱144转动时带动A后端压片传动齿轮1442转动。C转动柱146上设有与C后齿轮1323齿接的C转动小齿轮1461，C后齿轮1323转动带动C转动小齿轮1461转动，进而带动C转动柱146转动，在C转动柱146上靠近后端工位支撑臂42处设有与卷针装置2上部件齿接的C后端卷针传动齿轮1462；在C转动柱146转动时带动C后端卷针传动齿轮1462转动。B转动柱145上设有与B后齿轮1322齿接的B转动小齿轮1451，B后齿轮1322转动带动B转动小齿轮1451转动，进而带动B转动柱145转动，在B转动柱145上还设有与压片装置3上部件齿接的B后端压片传动齿轮1452，B后端压片传动齿轮1452为斜齿齿轮；在B转动柱145转动时带动B后端压片传动齿轮1452转动。D转动柱147上设有与D后齿轮1324齿接的D转动小齿轮1471，D后齿轮1324转动带动D转动小齿轮1471转动，进而带动D转动柱147转动，在D转动柱147上靠近后端工位支撑臂42处设有与卷针装置2上部件齿接的D后端卷针传动齿轮1472；在D转动柱147转动时带动D后端卷针传动齿轮1472转动。

如此实现了前后齿轮组同时转动并且同时带动前端和后端的卷针以及压片装置运动；更好的完成卷绕以及叠片工作。

如图8至图16所示，卷针装置2包括卷针前端开闭装置21和卷针后端开闭装置22以及设置在卷针前端开闭装置21和卷针后端开闭装置22内的退针装置23。

如图8和图10所示，在前端工位支撑臂41的“8字形”两个圆环的内壁处设有环形的可转动的前端卷绕齿轮411，与C前端卷针传动齿轮12173和D前端卷针传动齿轮12183齿接，由C前端卷针传动齿轮12173和D前端卷针传动齿轮12183转动带动前端卷绕齿轮411转动，前端卷绕齿轮411位于前端工位支撑臂41内的部分与前端工位支撑臂41的内壁之间设有轴承。在前端卷绕齿轮411远离工位4的表面中部横向设有长条状的前端横梁412，前端横梁412的中部、也是前端卷绕齿轮411的轴心处开有前后的通孔。

如图10至图12所示，卷针前端开闭装置21为控制前端卷针开闭的装置，被安装在前端工位支撑臂41内、位于前端横梁412靠近工位4的表面上。如图11所示，卷针前端开闭装置21包括可以开合夹持进行卷绕工作的前端卷针上部217和前端卷针下部218，在前端卷针上部217和前端卷针下部218远离工位4的端面设有控制前端卷针上部217和前端卷针下部218开合的齿轮装置组，包括可前后伸缩的前端伸缩杆211，上下夹持前端伸缩杆211靠近工位4端部的前端上齿轮212和前端下齿轮213，与前端上齿轮212齿接的前端上竖齿轮214，与前端下齿轮213齿接的前端下竖齿轮215。设有前端固定板216将前端上齿轮212和前端下齿轮213固定在内；前端上竖齿轮214固定在前端卷针上部217远离工位4的表面上，前端下竖齿轮215固定在前端卷针下部218远离工位4的表面上。前端固定板216固定连接在前端横梁412靠近工位4的表面中部。

如图11所示，前端伸缩杆211的整体为圆柱杆状，可以由气缸推拉远离工位4的端部来控制伸缩，前端伸缩杆211靠近工位4一端的部分为圆柱形齿条状的前端齿条2111；前端上齿轮212为一个左右方向的横轴并套着两个小齿轮，分别为前端上左小齿轮2121和前端上右小齿轮2122；前端下齿轮213与前端上齿轮212结构一致，也有两个小齿轮分别是前端下左小齿轮2131和前端下右小齿轮2132，但是小齿轮错开排布；前端上齿轮212和前端下齿轮213上下夹持着前端齿条2111，且前端上右小齿轮2122与前端齿条2111齿接，前端下左小齿轮2131与前端齿条2111齿接。随着前端齿条211前后伸缩，带动前端上齿轮212和前端下齿轮213滚动。

如图12所示，设有前端固定板216用于固定前端上齿轮212和前端下齿轮213，前端固定板216为厚板，中部开有供前端上齿轮212和前端下齿轮213的四个小齿轮转动的空间，前端上齿轮212和前端下齿轮213的两个横轴的两端插在前端固定板216内，前端固定板216中部开有前后的通孔并向远离工位4的方向延伸有套筒，该套筒正好穿过前端横梁412中间的通孔，形成通道供前端齿条2111通过并从前端横梁412中间的通孔伸出。

前端上竖齿轮214和前端下竖齿轮215为竖直长条状，位于前端卷针上部217和前端卷针下部218上远离工位4的一侧；前端上竖齿轮214与前端上左小齿轮2121齿接，前端下竖齿轮215与前端下右小齿轮2132齿接；随着前端上齿轮212和前端下齿轮213的滚动，前端上竖齿轮214和前端下竖齿轮215被带动上下移动，进而带动与前端上竖齿轮214和前端下竖齿轮215连接的前端卷针上部217和前端卷针下部218上下移动，从而实现开合。

为了在前端上竖齿轮214和前端下竖齿轮215上下运动的时候，可以限位前端卷针上部217和前端卷针下部218只能上下开合运动，不出现左右前后的位移。在前端固定板216靠近工位4的表面上下分别设有两个竖直条状的前端上固定杆2161和前端下固定杆2162；前端卷针上部217的远离工位4的表面与前端上固定杆2161对应处开有与前端上固定杆2161形状对应的、上下方向的通槽，前端卷针上部217竖直方向套在前端上固定杆2161上，前端上固定杆2161的横截面在靠近工位4的边更宽，使前端卷针上部131套在前端上固定杆116上后只能上下移动。前端卷针下部218同样在对应前端下固定杆2162处开有与前端下固定杆2162形状对应的、上下方向的通槽，前端卷针下部218套在前端下固定杆2162上。

如图13至图17所示，卷针后端开闭装置22和退针装置23都位于后端工位支撑臂42内，在卷绕结束后，退针装置23可以将卷针自卷好的电池内退出。

如图8和图17所示，在后端工位支撑臂42的内壁处设有环形的可转动的后端卷绕齿轮421，与C后端卷针传动齿轮1462和D后端卷针传动齿轮1472齿接，由C后端卷针传动齿轮1462和D后端卷针传动齿轮1472转动带动后端卷绕齿轮421转动，后端卷绕齿轮421位于后端工位支撑臂42内的部分与后端工位支撑臂42的内壁之间设有轴承。在后端卷绕齿轮421远离工位4的表面设有可以向远离工位4的方向拉伸的退针装置23，卷针后端开闭装置22固定在退针装置23上。

两个工位4内的前端卷绕齿轮411的转动分别由C前端卷针传动齿轮12173和D前端卷针传动齿轮12183带动转动，两个工位4内的后端卷绕齿轮421的转动分别由C后端卷针传动齿轮1462和D后端卷针传动齿轮1472带动转动，C前端卷针传动齿轮12173和C后端卷针传动齿轮1462由C电机1112带动；D前端卷针传动齿轮12183和D后端卷针传动齿轮1472由D电机1114带动。

如图13至图17所示，卷针后端开闭装置22为控制卷针开闭的装置，被安装在后端工位支撑臂42内。后端卷针开闭装置22包括可以开合的后端卷针上部225和后端卷针下部226，以及控制后端卷针上部225和后端卷针下部226开合的齿轮装置组件，包括可以前后伸缩的后端伸缩杆221，夹持后端伸缩杆221靠近工位4一端的后端上齿轮222和后端下齿轮223，固定后端上齿轮222和后端下齿轮223的后端固定板224。

如图14所示，由气缸推拉后端伸缩杆221远离工位4的一端来控制后端伸缩杆221的伸缩，后端伸缩杆221靠近工位4的端部的一部分为圆柱形齿条状的后端齿条2211，后端上齿轮222为一个左右方向的横轴并套着两个小齿轮，分别为后端上左侧小齿轮2221和后端上右侧小齿轮2222；后端下齿轮223为左右方向的横轴，其上套着一个环槽圆柱体2231，环槽圆柱体2231上设有环槽正好对应在后端齿条2211的位置，可以限位后端齿条2211不向下位移。后端上右侧小齿轮2222与后端齿条2211齿接。随着后端齿条2211前后伸缩，带动后端上齿轮222滚动，同时带动后端上左侧小齿轮2221转动。

如图16所示，设有后端固定板224，用于固定后端上齿轮222和后端下齿轮223，以及与后端卷针上下部连接，后端固定板224为厚板，中部开有供后端上齿轮222和后端下齿轮223上的齿轮和环槽圆柱体2231转动的空间，后端上齿轮222和后端下齿轮223的两个横轴插在后端固定板224内，后端固定板224中部开有前后的通孔并向后延伸有长套筒2241，形成通道供后端齿条2211通过。

后端固定板224的靠近工位4的端面上部设有一个竖直的后端上竖固定槽2242，用于与后端卷针上部225连接、并且限定后端卷针上部225延着后端上竖固定槽2242上下滑动；后端固定板224的靠近工位4的端面下部设有一个横向的后端下横固定杆2243，用于与后端卷针下部226连接、并且限定后端卷针下部226延着后端下横固定杆2243水平滑动。在后端固定板224的侧边位置向工位4方向伸出一根拉紧杆2244，用于连接位于后端卷针下部226上的弹簧2261的一端，帮助拉扯后端卷针下部226向拉紧杆2244方向移动。

如图15所示，后端卷针上部225远离工位4的端面为竖直板状的后端上连接板2251，后端上连接板2251上对应后端上左侧小齿轮2221处固定连接一个竖直齿条状的后端上竖齿条2252，对应后端上竖固定槽2242处固定连接一个竖直条状的后端卷针上滑杆2253，后端上竖齿条2252与后端上左侧小齿轮2221齿接，后端卷针上滑杆2253插接到后端上竖固定槽2242内，限位在后端上竖固定槽2242的方向上下滑动，在后端上连接板2251的侧边设有向下向内倾斜的侧边滑坡2254。

后端卷针下部226远离工位4的端面为竖直板状的后端下连接板2262，后端下连接板2262的下部设有一个左右通槽状的后端下横滑槽2263，与后端下横固定杆2243配合插接后，后端下横固定杆2243可以在后端下横滑槽2263内左右滑动，后端下连接板2262的一侧向外向上伸出一部分连接一个滑坡滚轮2264，滑坡滚轮2264前后方向为轴，正好紧贴在侧边滑坡2254上；后端下连接板2262上远离滑坡滚轮2264的一侧连接一根向外伸出的弹簧2261，弹簧2261的端部套在拉紧杆2244上。

卷针后端开闭装置22的开合方式：当后端卷针上部225、后端卷针下部226和后端固定板224连接好后，弹簧2261一端连接后端下连接板2262一端连接拉紧杆2244，滑坡滚轮2264与侧边滑坡2254紧贴在一起；当后端齿条2211向前移动，带动后端上右侧小齿轮2222转动，与其同轴的后端上左侧小齿轮2221滚动，与后端上左侧小齿轮2221齿接的后端上竖齿条2252向上移动，带动整个后端卷针上部225向上移动，侧边滑坡2254向上移动，由于弹簧2261一直给后端卷针下部226一个向拉紧杆2244的拉扯力，当侧边滑坡2254向上移动，进而使滑坡滚轮2264延着侧边滑坡2254的斜坡向内移动，使后端卷针下部226在后端卷针上部225进行向上移动的同时进行水平位移，如此可以更好的使卷针与产品内部脱离，进而退针。

如图13所示，由卷针后端开闭装置22将后端卷针自电池中间错位分开后，需要退针装置23将卷针自电池中退出，以方便将制好的产品取走，所述退针装置23包括固定连接到后端卷绕齿轮421上的退针滑轨231和被退针滑轨231支撑在后端的退针支架232，退针滑轨231为两个对称的固定连接到后端卷绕齿轮421后表面、并向后延伸的柱状，退针滑轨231的尾端连接竖直板状的退针支架232，退针支架232中部开有通孔为退针支架通孔2321，设有一个长条板状的退针滑块233，退针滑块233的两端可滑动的套在两个退针滑轨231上，后端固定板224固定在退针滑块233靠近工位4的端面上，且退针滑块233中部有孔，后端固定板224上的长套筒2241自退针滑块233中部的孔伸出穿过退针支架通孔2321，可使用气缸推拉长套筒2241的端部，进而带动退针滑块233沿着退针滑轨231前后移动，使整个卷针后端开闭装置22前后移动，长套筒2241可在退针支架通孔2321内前后滑动。

如图17至图20所示，在卷绕过程中，电极片需要一片一片放置后被隔膜卷绕在内，由机械手放置电极片后被压片装置3压紧在产品表面,然后继续被隔膜卷绕在内，形成叠片卷绕电池。

如图8所示，在前端工位支撑臂41和后端工位支撑臂42内各设有一个压片装置3，分别压住极片的两边，并且在卷绕的电池上下同时放置两个极片，并被压片装置3都压住，压片装置3包括压住电极的上面两个和下面两个共四个压片31以及套在压片31外的轨道32。

如图17所示，轨道32连接在前端工位支撑臂41和后端工位支撑臂42远离工位4的一面。轨道32为环状，被两个立柱321支撑在前端工位支撑臂41和后端工位支撑臂42远离工位4的方向，轨道32的圆心与工位支撑臂的圆心在同一轴线上；轨道32可沿着立柱321滑动，进而靠近或远离工位4，轨道32远离工位4时将全部压片31向远离工位4方向拉动，使全部压片头312抬起，方便放置电极片；滑动的动力来自传动装置1，具体的，轨道32外侧靠近传动装置1处设有长条装的斜齿齿条323，位于前端工位支撑臂41内的斜齿齿条323与A前端压片传动齿轮12153和B前端压片传动齿轮12163齿接，位于后端工位支撑臂42内的斜齿齿条323与A后端压片传动齿轮1442和B后端压片传动齿轮1452齿接。

通过传动装置1传动，A电机1111控制A前端压片传动齿轮12153和A后端压片传动齿轮1442同时转动，目的是将A、C连接柱所在这边的轨道32同时向远离工位4的方向移动，进而使压片31全部抬起，方便机械手放置电极片。B电机1112控制B前端压片传动齿轮12163和B后端压片传动齿轮1452同时转动，将B、D连接柱所在这边的轨道32同时向远离工位4的方向移动。

如图18至图20所示，压片31包括将压片31整体固定在前端和后端卷绕齿轮远离工位4表面上的压片固定件311以及连接在压片固定件311上的传动连杆，压片31在靠近工位4一端为压片头312，在远离工位4的一端为滚轮端部313；压片固定件311为块状，可以为T形，本实施例中为T形且T形的一角被固定在前端或后端卷绕齿轮远离工位4的表面上，T形的另外两角向卷绕齿轮的圆心处延伸出来，并且在延伸出的两角上分别设有一个前后方向的通孔，设有压片前后伸缩杆314和导向前后位移杆315穿过这两个通孔。

如图20所示，由于电池在卷绕过程中会增加厚度，因此压片31不能硬性的压在卷绕过程中的隔膜上，将压片前后伸缩杆314设计为弹性连接的两部分，压片前后伸缩杆314靠近压片头312的端部为前端套筒3141，远离压片头312的端部为后端伸缩杆3142，后端伸缩杆3142的一端插在前端套筒3141内，前端套筒3141内设有弹簧。前端套筒3141靠近压片头312的端部铰接可以上下摆动的压片连杆316；

前端套筒3141的侧壁外表面连接一块向压片头312方向延伸的压片滑槽板317，压片滑槽板317的前端设有一个上下方向延伸的压片上下滑槽3171；设有压片上下滑轮3181位于压片上下滑槽3171内上下滑动，压片上下滑轮3181固定在一个滑轮连接件318的侧边，滑轮连接件318与压片连杆316靠近压片头312的端部铰接，滑轮连接件318靠近工位4的端部连接L形的压片头312；前后伸缩杆314带动压片连杆316移动，由于压片上下滑轮3181被限位在压片上下滑槽3171内，使与压片连杆316铰接的滑轮连接件318只能延着压片上下滑槽3171的方向移动，当压片前后伸缩杆314向压片头312方向移动时，压片连杆316带动滑轮连接件318向下位移，进而带动压片头312向下压。在卷绕的过程中，电池会增加厚度，压片前后伸缩杆314的弹性伸缩可以保证压片头312向下压时可根据被压的产品厚度弹性的调节下压度。

后端伸缩杆3142远离压片头312的端部设有滚轮端部313，滚轮端部313为L形，滚轮端部313整体与后端伸缩杆3142以及导向前后位移杆315远离压片头312的端部固定连接，L形的滚轮端部313一边端头上设有在轨道32内滚动的压片滚轮3131。导向前后位移杆315起到固定滚轮端部313的作用。

轨道32为环形，轨道32内圈设有压片滚轮凹槽322，前端卷绕齿轮411和后端卷绕齿轮421转动时，压片滚轮3131在压片滚轮凹槽322内滚动。

压片滚轮凹槽322的凹槽形状为有一处向远离工位4的方向有弧度的突起。当压片滚轮3131正好滚到压片滚轮凹槽322上弧度突起的位置时，带动滚轮端部313向远离工位4的方向拉扯，进而带动压片前后伸缩杆314向后移动，整体后移，并通过压片连杆316连接带动，使滑轮连接件318向上移动，压片头312抬起，随着前端卷绕齿轮411和后端卷绕齿轮421的旋转，四个压片头312轮流抬起落下，配合叠片卷绕的流程，压紧卷绕过程中叠片的电极片，保证每片电极片在一边抬起时另外一边是被压住的，不位移。通过调整隔膜卷绕的起始位置，使整个流程正好配合压片头312压紧叠放进去的电极片，达到卷绕到电极片一边时，这边压住电极片的压片头312正好抬起，继续卷绕到电极片的另一边时，抬起的压片头312压回去而另一边的压片头312抬起，如此完美的在卷绕过程中达到规整叠片的目的。

在设备工作流程中，还有配合本专利申请高效叠片卷绕装置的其他设备，例如拿取电极片的机械手，放置隔膜的装置，拿取卷绕好的产品的产品自动排出收集装置等；由于设备安放的位置限制，合理的安排成一边工位更高效的配合机械手工作，另外一边工位配合产品自动排出收集装置；因此设计了翻转机构5，目的是使设备更高效的进行工作，如图3和图4所示，设有将整个工位4以轴套1315为轴翻转180度的翻转机构5，翻转机构5包括套在轴套1315外的、以轴套1315轴心为轴的翻转齿轮51，设有翻转电机连接翻转齿轮51，当一边工位4内完成卷绕工作后，启动翻转电机带动翻转齿轮51，将整个工位4进行翻转。例如：当B、D电机工作的工位4内完成电池的卷绕后，启动翻转机构5将工位4进行翻转，然后A、C电机开始工作进行电池的卷绕，B、D电机工作的工位4内的电池进行退针，拿取成品的流程。如此能连续高效的进行电池卷绕工作。