本發(fā)明涉及電芯堆疊定位技術(shù)，尤其涉及一種電芯堆疊定位裝置及定位方法。

背景技術(shù)：

由于移動(dòng)電子設(shè)備中很多電子元器件的排布經(jīng)常呈現(xiàn)出階梯形狀或其它不規(guī)則的形狀，因此留給電池的放置空間并不總是規(guī)則的長(zhǎng)方體。因此，業(yè)界提出了階梯狀的電池，以提升電池部分在移動(dòng)電子設(shè)備中的空間利用率，進(jìn)而縮小移動(dòng)電子設(shè)備整體的體積。

階梯狀的電池通常包括至少兩個(gè)堆疊在一起的臺(tái)階電芯，各臺(tái)階電芯之間按照定位邊界懸垂對(duì)齊，但各臺(tái)階電芯之間對(duì)齊的精度一直是業(yè)界難以攻克的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電芯堆疊定位裝置及定位方法，用以提高每一個(gè)臺(tái)階電芯的堆疊精度，進(jìn)而提高各臺(tái)階電芯之間的堆疊精度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電芯堆疊定位裝置，包括：

用于承載電芯的定位平臺(tái)；

設(shè)置于所述定位平臺(tái)上方的第一光源，所述第一光源發(fā)出的光線從電芯的上方入射并穿透電芯中的隔離膜；

設(shè)置于所述定位平臺(tái)下方的第二光源，所述第二光源發(fā)出的光線從電芯的下方入射并穿透電芯中的隔離膜；

設(shè)置于所述定位平臺(tái)上方的第一相機(jī)，用于獲取電芯頂面的定位邊界的的圖像；

設(shè)置于所述定位平臺(tái)下方的第二相機(jī)，用于獲取電芯底面的定位邊界的圖像；以及，

設(shè)置于所述定位平臺(tái)上，用于驅(qū)動(dòng)所述定位平臺(tái)移動(dòng)的糾偏機(jī)構(gòu),所述糾偏機(jī)構(gòu)與第一相機(jī)和第二相機(jī)相連。

進(jìn)一步的，所述第一光源為紅光源；所述第二光源為紅光源。

進(jìn)一步的，所述第一光源的入射角度為20°-90°；所述第二光源的入射角度為20°-90°。

進(jìn)一步的，所述第一光源包括分別位于電芯中兩條相交的定位邊界上方的第一條形燈和第二條形燈；第二光源包括分別位于電芯中兩條相交的定位邊界下方的第三條形燈和第四條形燈。

進(jìn)一步的，所述第一條形燈和第二條形燈相互垂直；所述第三條形燈和第四條形燈相互垂直。

進(jìn)一步的，所述糾偏機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述定位平臺(tái)在水平方向上橫向移動(dòng)、縱向移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述糾偏機(jī)構(gòu)包括：

用于驅(qū)動(dòng)所述定位平臺(tái)在水平方向上橫向移動(dòng)的第一電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述定位平臺(tái)在水平方向上縱向移動(dòng)的第二電機(jī)、以及用于驅(qū)動(dòng)所述定位平臺(tái)在水平方向上旋轉(zhuǎn)的第三電機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種應(yīng)用上述電芯堆疊定位裝置的定位方法，包括：

將第一電芯置于定位平臺(tái)上，啟動(dòng)第二光源向上照射并穿透第一電芯的隔離膜，通過第一相機(jī)獲取第一電芯頂面的定位邊界的圖像；

將第二電芯置于定位平臺(tái)上，啟動(dòng)第一光源向下照射并穿透第二電芯的隔離膜，通過第二相機(jī)獲取第二電芯底面的定位邊界的圖像；

根據(jù)所述第一電芯頂面的定位邊界的圖像和第二電芯底面的定位邊界的圖像得到糾偏路徑，并通過糾偏機(jī)構(gòu)按照所述糾偏路徑調(diào)整所述第二電芯的位置以與所述第一電芯懸垂對(duì)齊。

進(jìn)一步的，在通過第一相機(jī)獲取第一電芯頂面的定位邊界的圖像之后，還包括：將所述第一電芯轉(zhuǎn)移至熱壓平臺(tái)；

在通過糾偏機(jī)構(gòu)按照所述糾偏路徑調(diào)整所述第二電芯的位置之后，還包括：按照與第一電芯相同的轉(zhuǎn)移路徑，將所述第二電芯轉(zhuǎn)移至熱壓平臺(tái)，且堆疊于所述第一電芯上方。

進(jìn)一步的，在將第一電芯置于定位平臺(tái)上之后，且在啟動(dòng)第二光源向上照射并穿透第一電芯的隔離膜，通過第一相機(jī)獲取第一電芯頂面的定位邊界的圖像之前，還包括：

啟動(dòng)第一光源向下照射并穿透第一電芯的隔離膜，通過第二相機(jī)獲取第一電芯底面的圖像，并通過糾偏機(jī)構(gòu)對(duì)第一電芯進(jìn)行糾偏。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過在定位平臺(tái)的上方設(shè)置用于向下照射電芯并能夠穿透隔離膜的第一光源，以及設(shè)置在定位平臺(tái)的下方用于獲取電芯底面定位邊界圖像的第二相機(jī)，則可以通過電芯底面的圖像對(duì)電芯的位置進(jìn)行糾偏；通過在定位平臺(tái)的下方設(shè)置用于向上照射電芯并能夠穿透隔離膜的第二光源，以及設(shè)置在定位平臺(tái)的下方用于獲取電芯頂面定位邊界圖像的第一相機(jī)，則可以通過電芯頂面的圖像對(duì)電芯的位置進(jìn)行糾偏。并且，上述技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)以一個(gè)電芯頂面的定位邊界為基準(zhǔn)，對(duì)另一個(gè)電芯進(jìn)行糾偏，提高了兩個(gè)電芯之間定位邊界懸垂對(duì)齊的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的又一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

1-定位平臺(tái)；2-第一光源；3-第二光源；4-第一相機(jī)；5-第二相機(jī)；61-第一電機(jī)；62-第二電機(jī)；63-第三電機(jī)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電芯堆疊定位裝置，能夠應(yīng)用于至少兩個(gè)臺(tái)階狀的電芯的堆疊精度，也可以應(yīng)用于對(duì)至少兩個(gè)極片進(jìn)行堆疊安裝的精度。本實(shí)施例僅以臺(tái)階狀的電芯為例，對(duì)實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位裝置的又一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖3所示，本實(shí)施例提供一種電芯堆疊定位裝置，包括：定位平臺(tái)1、第一光源2、第二光源3、第一相機(jī)4、第二相機(jī)5和糾偏機(jī)構(gòu)。

其中，定位平臺(tái)1用于承載電芯，第一光源2設(shè)置于定位平臺(tái)1的上方，第一光源2發(fā)出的光線從電芯的上方入射并穿透電芯中的隔離膜。第二光源3設(shè)置于定位平臺(tái)1的下方，第二光源3發(fā)出的光線從電芯的下方入射并穿透電芯中的隔離膜。

第一相機(jī)4設(shè)置于定位平臺(tái)1的上方，由于第二光源3發(fā)出的光線能夠穿透隔離膜，則第一相機(jī)4可從電芯的上方獲取到電芯整個(gè)頂面的圖像，尤其是獲取到定位邊界的圖像。第二相機(jī)5設(shè)置于定位平臺(tái)1的下方，由于第一光源2發(fā)出的光線能夠穿透隔離膜，第二相機(jī)5可從電芯的下方獲取到電芯整個(gè)底面的圖像，尤其是獲取到定位邊界的圖像。糾偏機(jī)構(gòu)分別與第一相機(jī)4和第二相機(jī)5相連，根據(jù)相機(jī)獲取到的圖像來(lái)確定移動(dòng)平臺(tái)1需要移動(dòng)的路徑，用于驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái)1進(jìn)行移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過在定位平臺(tái)的上方設(shè)置用于向下照射電芯并能夠穿透隔離膜的第一光源，以及設(shè)置在定位平臺(tái)的下方用于獲取電芯底面定位邊界圖像的第二相機(jī)，則可以通過電芯底面的圖像對(duì)電芯的位置進(jìn)行糾偏；通過在定位平臺(tái)的下方設(shè)置用于向上照射電芯并能夠穿透隔離膜的第二光源，以及設(shè)置在定位平臺(tái)的下方用于獲取電芯頂面定位邊界圖像的第一相機(jī)，則可以通過電芯頂面的圖像對(duì)電芯的位置進(jìn)行糾偏。并且，上述技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)以一個(gè)電芯頂面的定位邊界為基準(zhǔn)，對(duì)另一個(gè)電芯進(jìn)行糾偏，提高了兩個(gè)電芯之間定位邊界懸垂對(duì)齊的精度。

由于電芯中包含多層隔離膜，上述第一光源2和第二光源3均需要穿透多層隔離膜，因此可以根據(jù)隔離膜的制作材料選用能夠穿透隔離膜的光源，例如紅光源、紅外光源。第一光源2和第二光源3朝向電芯照射，光線的入射角度可以為20°-90°。該入射角度指的是與垂直于電芯表面的法線之間的夾角。

對(duì)電芯進(jìn)行定位，可以根據(jù)電芯的形狀設(shè)定定位邊界，例如電芯中兩條相交的邊緣，該邊緣可以為直線，也可以為曲線，在兩條邊緣的相交處形成夾角。例如對(duì)于矩形的電芯，其中一個(gè)直角的兩邊就可以作為定位邊界。第一光源2可以位于該定位邊界的上方，第二光源3可以位于該定位邊界的下方。

為了增大能夠被相機(jī)拍攝到的兩條相交的邊緣的長(zhǎng)度，進(jìn)而提高糾偏精度，優(yōu)選的，第一光源2可以采用第一條形燈和第二條形燈，分別位于電芯中兩條相交的定位邊界的上方。對(duì)于矩形的電芯，第一條形燈和第二條形燈相互垂直設(shè)置。類似的，第二光源3可以采用第三條形燈和第四條形燈，分別位于電芯中兩條相交的定位邊界的下方。對(duì)于矩形的電芯，第三條形燈和第四條形燈相互垂直設(shè)置。

定位平臺(tái)1可在糾偏機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下在水平方向上橫向移動(dòng)、縱向移動(dòng)，還可以在水平方向上旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的中心并不限定于某個(gè)固定的點(diǎn)，可以自由選定。對(duì)應(yīng)的，可采用第一電機(jī)61，設(shè)置在定位平臺(tái)1的下方，用于驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái)1在水平方向上橫向移動(dòng)；第二電機(jī)62，設(shè)置在定位平臺(tái)1的下方，用于驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái)1在水平方向上縱向移動(dòng)；第三電機(jī)63，設(shè)置在定位平臺(tái)1的下方，用于驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái)1在水平方向上旋轉(zhuǎn)。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯堆疊定位方法的流程圖。如圖4所示，對(duì)于上述電芯堆疊定位裝置，本實(shí)施例提供一種定位方法，包括：

步驟101、將第一電芯置于定位平臺(tái)上，啟動(dòng)第二光源向上照射并穿透第一電芯的隔離膜，通過第一相機(jī)獲取第一電芯頂面的定位邊界的圖像。

步驟102、將第二電芯置于定位平臺(tái)上，啟動(dòng)第一光源向下照射并穿透第二電芯的隔離膜，通過第二相機(jī)獲取第二電芯底面的定位邊界的圖像。

步驟103、根據(jù)第一電芯頂面的定位邊界的圖像和第二電芯底面的定位邊界的圖像得到糾偏路徑，并通過糾偏機(jī)構(gòu)按照糾偏路徑調(diào)整第二電芯的位置以與第一電芯懸垂對(duì)齊。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過在定位平臺(tái)的上方設(shè)置的第一光源向下照射電芯并穿透隔離膜，設(shè)置在定位平臺(tái)下方的第二相機(jī)獲取第一電芯底面定位邊界的圖像，然后通過在定位平臺(tái)的下方設(shè)置的第二光源向上照射電芯并穿透隔離膜，設(shè)置在定位平臺(tái)的下方的第一相機(jī)獲取電芯頂面定位邊界的圖像，再以第一電芯頂面的定位邊界為基準(zhǔn)，對(duì)第二電芯進(jìn)行糾偏，提高了兩個(gè)電芯之間定位邊界懸垂對(duì)齊的精度。

上述方法可適用于不同形狀的疊片電芯，可兼容三個(gè)或三個(gè)以上多臺(tái)階復(fù)合電芯或疊片裸電芯的上下面增加一片單面陰極的結(jié)構(gòu)。下面以三個(gè)臺(tái)階狀的電芯進(jìn)行堆疊為例進(jìn)行具體說明。

步驟一，將位于最底層的第一電芯通過機(jī)械手或人工上料的方式置于定位平臺(tái)1上，然后開啟定位平臺(tái)1下方的第二光源3以入射角為20°-90°穿透第一電芯的隔離膜。位于定位平臺(tái)1上方的第一相機(jī)4拍攝第一電芯頂面的邊緣，也即最上層極片的定位邊界。

為了進(jìn)一步提高堆疊精度，可在將第一電芯置于定位平臺(tái)上之后，啟動(dòng)第一光源2向下照射并穿透第一電芯的隔離膜，通過第二相機(jī)5獲取第一電芯底面的圖像，并通過糾偏機(jī)構(gòu)對(duì)第一電芯進(jìn)行初步糾偏。具體可依據(jù)一定的算法對(duì)第一電芯最上層極片或最下層極片的定位邊界與預(yù)設(shè)的定位位置之間進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果通過糾偏機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)定位平臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)而將第一電芯糾偏至預(yù)設(shè)的定位位置。最后，可通過機(jī)械手將第一電芯轉(zhuǎn)移至熱壓平臺(tái)。

步驟二，將位于中間層的第二電芯通過機(jī)械手或人工上料的方式置于定位平臺(tái)1上，然后開啟定位平臺(tái)1上方的第一光源2以入射角為20°-90°穿透第二電芯的隔離膜。位于定位平臺(tái)1下方的第二相機(jī)5拍攝第二電芯底面的邊緣，也即最下層極片的定位邊界。根據(jù)第一電芯頂面定位邊界的位置或?qū)Φ谝浑娦具M(jìn)行糾偏后的預(yù)設(shè)的定位位置，通過糾偏機(jī)構(gòu)將第二電芯糾偏至與第一電芯頂面懸垂對(duì)齊的位置。

步驟三，開啟定位平臺(tái)1下方的第二光源3以入射角為20°-90°穿透第二電芯的隔離膜。位于定位平臺(tái)1上方的第一相機(jī)4拍攝第二電芯頂面的邊緣，也即最上層極片的定位邊界。之后，可通過機(jī)械手將第二電芯轉(zhuǎn)移至熱壓平臺(tái)，且位于第一電芯的上面，轉(zhuǎn)移的路徑與第一電芯一致，以保證第二電芯與第一電芯懸垂對(duì)齊。

步驟四，將位于頂層的第三電芯通過機(jī)械手或人工上料的方式置于定位平臺(tái)1上，然后開啟定位平臺(tái)1上方的第一光源2以入射角為20°-90°穿透第三電芯的隔離膜。位于定位平臺(tái)1下方的第二相機(jī)5拍攝第三電芯底面的邊緣，也即最下層極片的定位邊界。根據(jù)第二電芯頂面定位邊界的位置或?qū)Φ谌娦具M(jìn)行糾偏后的預(yù)設(shè)的定位位置，通過糾偏機(jī)構(gòu)將第三電芯糾偏至與第二電芯頂面懸垂對(duì)齊的位置。之后，可通過機(jī)械手將第三電芯轉(zhuǎn)移至熱壓平臺(tái)，且位于第二電芯的上面，轉(zhuǎn)移的路徑與第二電芯一致，以保證第三電芯與第二電芯懸垂對(duì)齊。

步驟五，在熱壓平臺(tái)上，通過熱壓板下壓，將第三電芯、第二電芯和第一電芯壓緊，設(shè)定時(shí)間后，三個(gè)電芯復(fù)合形成完整的多臺(tái)階電芯結(jié)構(gòu)。

上述技術(shù)方案實(shí)質(zhì)上是以第一電芯上表面的定位邊界為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)第二電芯進(jìn)行糾偏，再以第二電芯上表面的定位邊界為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)第三電芯進(jìn)行糾偏，提高了各電芯之間定位邊界懸垂對(duì)齊的精度。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。