施壓裝置的製作方法
2023-05-24 10:10:06
專利名稱：施壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及控制技術，更具體地涉及施壓裝置(鋰電池PSE認證之強制內部 短路試驗的測試臺)。
背景技術：
單電池強制內部短路試驗臺是對可攜式電子設備用鋰離子電池的單電池產品進 行安全試驗的專用設備，它是按日本工業標準JISC8714 :2007(BAJ/JSA)中的5. 5條款要求 設計製作。其試驗的技術指標是試驗的環境溫度10°C 45°C，誤差為士2°C ；施壓速度0.lmm/S,誤差士 5 % ；壓力範圍0 1000N，誤差士 FS士2個字，解析度1N ；試驗過程中，當樣品出現50mV以上的下降或施壓的壓力達到800N(方形單電池， 施壓達到400N時)，設備壓力保持30S後解除施加的壓力。現有的施壓機構大都採用液壓與氣動機構，它們對上述指標要求體現得不夠，尤 其是在外部試驗環境有要求時(溫度10°C 45°C )，對其控制精度方面要求更為嚴格；且 其結構複雜、外形龐大及生產成本高。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種可編程控制施壓精密裝置，在規定的試驗環境 下，可以明顯簡化設備機械結構，實現一種可編程高精度的數位化控制機構，從而縮短生產 周期及有效降低製作成本，讓設備達到最大的效用。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種施壓裝置，包括固定支架；電機，設 置在所述固定支架上；傳動裝置，連接至所述電機，用於將來自所述電機的動力傳遞給施壓 件，轉換成壓力；所述施壓件，用於將所述壓力傳遞給工作檯上的待檢測物；所述工作檯， 用於承載所述待檢測物。優選地，在上述施壓裝置中，進一步包括壓力傳感器，連接至所述工作檯，用於採 集所述工作檯上的所述待檢測物所承受的壓力；可編程控制器，連接至所述壓力傳感器，用 於接收來自所述壓力傳感器的壓力值，並根據所述壓力值來控制所述電機所輸出的動力。優選地，在上述施壓裝置中，進一步包括電壓取樣器，連接至所述工作檯，用於採 集所述工作檯上的所述待檢測物的電壓；可編程控制器，連接至所述電壓取樣器，用於接收 來自所述電壓取樣器的電壓值，並根據所述電壓值來控制所述電機所輸出的動力。優選地，在上述施壓裝置中，所述可編程控制器和所述電機之間設置有驅動器，所 述驅動器用於接收來自所述可編程控制器的控制信號，並將所述控制信號轉換成脈衝信號 輸入所述電機，從而控制所述電機所輸出的動力。優選地，在上述施壓裝置中，進一步包括數字模擬轉換器，連接在所述可編程控制 器和所述壓力傳感器及所述電壓取樣器之間，用於將來自所述壓力控制器及所述電壓取樣器的模擬信號轉換為數位訊號。優選地，在上述施壓裝置中，進一步包括減速箱，連接在所述電機和所述傳動裝置 之間，用於降低所述電機的轉速，並將所述電機輸出的動力傳遞給所述傳動裝置。優選地，在上述施壓裝置中，所述傳動裝置包括聯軸器、軸承支座、絲杆、移動螺 母、傳動平臺和兩條直線導軌，所述聯軸器連接至所述電機，所述電機的輸出主軸通過所述 聯軸器連接至所述絲杆，所述絲杆靠近所述聯軸器經由所述軸承支座緊固於所述固定支架 上，所述絲杆的另一端經由與其配合的所述移動螺母連接至所述傳動平臺，所述傳動平臺 由所述兩條直線導軌限定為僅能進行直線運動，所述施壓件固定在所述傳動平臺底邊水平 凸座上，所述施壓件的中心軸線與所述絲杆的中心軸線重合。優選地，在上述施壓裝置中，所述電機為步進電機。進一步包括觸控螢幕，連接至所 述可編程控制器，用於在所屬可編程控制器上設置試驗參數並接收及顯示所述可編程控制 器反饋的試驗數據。優選地，在上述施壓裝置中，進一步包括夾具，設置在所述工作檯上，用於夾持所 述待檢測物，所述待檢測物為電池。採用上述技術方案，本實用新型達到了高精度化控制要求，且製作簡單，成本低， 縮短了生產周期和減少了設備出現故障的機率；另該結構可以獨立使用，讓提供試驗環境 的高低溫箱可以做獨立的試驗使用，使設備達到最大效用。
圖1示出了根據本實用新型的施壓裝置的結構圖；以及圖2示出了根據實用新型的施壓裝置的工作原理圖。附圖標記說明1 固定支架；2 機殼；3 步進電機；4 減速箱；5 電機支架；6 聯軸器；7 軸承支 座；8 絲杆；9 移動螺母；10 傳動平臺；11 直線導軌；12 施壓件；13 單電池試驗樣品； 14:樣品夾具；15、工作檯；16壓力傳感器件。
具體實施方式
下面將結合附圖，具體描述根據本實用新型的施壓裝置。圖1示出了根據本實用新型的施壓裝置的結構圖。該可編程控制施壓精密裝置包括PLC控制系統(圖2中示出)、固定支架1和安裝 於固定支架上的機殼2、步進電機3、減速箱4、直線導軌11、軸承支座7、聯軸器6、滾珠絲杆 8、傳動平臺10、施壓件12、工作檯15和壓力傳感器件16。其中，直線導軌11、軸承支座7、 聯軸器6、滾珠絲杆8、傳動平臺10構成傳動裝置。本領域技術人員應當理解，機殼2可以省 略，另外，可以將壓力傳感器安裝於施壓件端對壓力採樣。雖然本實施例採用了步進電機， 但僅僅出於解釋目的，並不用於限定本實用新型，同樣可以採用其它形式的電機，例如直流 電機和交流電機，並不超出本實用新型的保護範圍。本實施例中，由PLC控制系統控制帶減速箱的步進電機，步進電機連接到電機支 架上後直接固定到固定支架上，電機輸出主軸通過聯軸器連接到滾珠絲杆(滾珠絲杆近聯 軸器端經軸承支座緊固於固定支架上)；滾珠絲杆另一端經與其配合的移動螺母連接到傳
4動平臺；傳動平臺的旋轉自由度由兩條直線導軌限死而只能作直線運動，施壓件則固定在 傳動平臺底邊水平凸座上，使其中心軸線與絲杆中心軸線重合。步進電機的旋轉運動經聯 軸器傳動到絲杆上，再由絲杆轉動轉化成與絲杆配合的移動螺母作直線運動，該移動螺母 與一固定於兩條直線導軌的傳動平臺剛性連接，傳動平臺的另外一端接有試驗專用的施壓 件，使得施壓件與工作檯之間相互作用形成壓力，達到了對樣品施加壓力的功能。樣品的壓 力值通過壓力傳感器件傳輸到PLC控制系統、樣品的壓降值直接採樣到PLC控制系統，然後 PLC控制系統據程序要求作出響應。施壓件的行程由傳動平臺一凸臺觸發固定於固定支架 上的輕觸開關來控制。圖2示出了根據實用新型的施壓裝置的工作原理圖。根據本實用新型的施壓裝置所採用的PLC控制系統包括可編程控制器(PLC)、A/ D轉換器、觸控螢幕、驅動器、、行程限位開關、壓力傳感器件及變壓器。其工作原理是機械傳動機構的傳動方式步進電機(帶減速箱)的旋轉運動經聯軸器傳動到滾 珠絲杆上，再由絲杆轉動轉化成與絲杆配合的移動螺母作直線運動，該移動螺母與一固定 於兩條直線導軌的傳動平臺剛性連接，傳動平臺的另外一端接有試驗專用的施壓工裝(施 壓工裝軸心線與絲杆的軸心線重合)，從而將步進電機的旋轉運動轉換成移動螺母與傳動 平臺的直線運動，使得施壓工裝與工作檯之間相互作用形成施壓運動。壓力傳感器件安裝 在工作檯下面，其壓力採樣幾何中心點與施壓工裝軸線重合。PLC控制系統工作原理請參考 圖一(施壓裝置工作原理圖)說明。以上所述的傳動機構都安裝於設備殼體內，只有施壓 工裝壓頭部分經殼體預留配合孔外露機殼外面(詳細安裝位置請參考圖二)。PLC控制系 統主要置於高低溫試驗室之外，通過高低溫試驗室的預留線孔用數據線與置於高低溫試驗 室內的機械傳動機構進行數位化控制。本實用新型所述一種施加壓力的機械精密裝置的優點在於由於所選擇的PLC控 制系統、自帶減速箱步進電機、滾珠絲杆與直線導軌實現設備的直線施壓，因此本實用新型 簡化設備機械結構，實現一種可編程高精度的數位化控制機構，從而縮短生產周期及有效 降低製作成本，讓設備達到最大的效用。以上主要器件PLC控制系統、帶減速箱步進電機、滾珠絲杆、直線導軌等均可從 市面直接購買，從而使得其製作簡單，成本低，縮短了生產周期和減少了設備出現故障的機率。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種施壓裝置，其特徵在於，包括固定支架；電機，設置在所述固定支架上；傳動裝置，連接至所述電機，用於將來自所述電機的動力傳遞給施壓件，轉換成壓力；所述施壓件，用於將所述壓力傳遞給工作檯上的待檢測物；所述工作檯，用於承載所述待檢測物。
2.根據權利要求1所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括壓力傳感器，連接至所述工作檯，用於採集所述工作檯上的所述待檢測物所承受的壓力；可編程控制器，連接至所述壓力傳感器，用於接收來自所述壓力傳感器的壓力值，並根 據所述壓力值來控制所述電機所輸出的動力。
3.根據權利要求1所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括電壓取樣器，連接至所述工作檯，用於採集所述工作檯上的所述待檢測物的電壓；可編程控制器，連接至所述電壓取樣器，用於接收來自所述電壓取樣器的電壓值，並根 據所述電壓值來控制所述電機所輸出的動力。
4.根據權利要求2或3所述的施壓裝置，其特徵在於，所述可編程控制器和所述電機之 間設置有驅動器，所述驅動器用於接收來自所述可編程控制器的控制信號，並將所述控制 信號轉換成脈衝信號輸入所述電機，從而控制所述電機所輸出的動力。
5.根據權利要求2或3所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括數字模擬轉換器，連 接在所述可編程控制器和所述壓力傳感器及所述電壓取樣器之間，用於將來自所述壓力控 制器及所述電壓取樣器的模擬信號轉換為數位訊號。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括減速箱，連 接在所述電機和所述傳動裝置之間，用於降低所述電機的轉速，並將所述電機輸出的動力 傳遞給所述傳動裝置。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的施壓裝置，其特徵在於，所述傳動裝置包括聯軸 器、軸承支座、絲杆、移動螺母、傳動平臺和兩條直線導軌，所述聯軸器連接至所述電機，所 述電機的輸出主軸通過所述聯軸器連接至所述絲杆，所述絲杆靠近所述聯軸器經由所述軸 承支座緊固於所述固定支架上，所述絲杆的另一端經由與其配合的所述移動螺母連接至所 述傳動平臺，所述傳動平臺由所述兩條直線導軌限定為僅能進行直線運動，所述施壓件固 定在所述傳動平臺底邊水平凸座上，所述施壓件的中心軸線與所述絲杆的中心軸線重合。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的施壓裝置，其特徵在於，所述電機為步進電機。
9.根據權利要求2所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括觸控螢幕，連接至所述可編 程控制器，用於在所屬可編程控制器上設置試驗參數並接收及顯示所述可編程控制器反饋 的試驗數據。
10.根據權利要求1至3中任一項所述的施壓裝置，其特徵在於，進一步包括夾具，設置 在所述工作檯上，用於夾持所述待檢測物，所述待檢測物為電池。
專利摘要本實用新型提供了一種施壓裝置，包括固定支架；電機，設置在所述固定支架上；傳動裝置，連接至所述電機，用於將來自所述電機的動力傳遞給施壓件，轉換成壓力；所述施壓件，用於將所述壓力傳遞給工作檯上的待檢測物；所述工作檯，用於承載所述待檢測物。在規定的試驗環境下，可以明顯簡化設備機械結構，實現一種可編程高精度的數位化控制機構，從而縮短生產周期及有效降低製作成本，讓設備達到最大的效用。
文檔編號G01R31/36GK201583555SQ200920246739
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者劉鑫, 彭琦, 李樹輝, 楊林, 沈濤, 胡洪江, 黃鯤 申請人:中國質量認證中心;工業和信息化部電子第五研究所