本實用新型屬于薄膜收卷設備的技術領域，具體涉及一種具備兩種卷取模式的薄膜收卷機構。

背景技術：

從卷取動力的角度進行區(qū)分，薄膜卷取動力主要有三種模式:第一種是中心收卷，顧名思義，其膜卷轉(zhuǎn)動的動力直接來自于膜卷中心的部件，例如直接來自于夾持膜卷的膜卷夾持軸，而膜卷夾持軸則由電機帶動；第二種是表面收卷，顧名思義，它是利用與膜卷表面接觸的表面摩擦輥對膜卷實施表面摩擦搓動, 實現(xiàn)對膜卷的驅(qū)動而使其轉(zhuǎn)動；第三種是表面兼中心收卷，顧名思義，膜卷的轉(zhuǎn)動兼具兩種動力，既有來自膜卷夾持軸的動力，還具有來自膜卷表面的動力。由于動力來源的不同，上述三種卷取模式的設備結構各不相同，膜卷支撐方式也各不相同，收卷軸支座的結構也也各不相同。其中，“表面兼中心收卷” 的速度比“中心收卷”的速度快得多。

收卷過程中，膜卷的重量全部承壓到膜卷夾持軸上。另一方面，收卷過程中要求膜卷夾持軸保持穩(wěn)定而不顫抖，否則會使收卷張力產(chǎn)生波動，影響收卷質(zhì)量。現(xiàn)有技術中，中心收卷方式的膜卷夾持軸一般是固定安裝在機架上，位置不需變動，因此膜卷夾持軸不會顫抖；現(xiàn)有技術中，由于表面收卷方式或表面兼中心收卷方式的卷膜表面還壓在表面摩擦輥上，膜卷夾持軸一般安裝在擺臂上，隨著膜卷直徑增大，擺臂需要繞擺軸持續(xù)、單向、緩慢擺動變化，以適用膜卷直徑的緩慢增大，顯然，在整個收卷過程中，擺臂越接近水平狀態(tài)（即越偏離垂直狀態(tài)），膜卷自重對擺臂產(chǎn)生的力矩越大，支撐擺臂的氣缸（或油缸）越顯得吃力，加上氣缸氣壓（或油缸油壓）本身具有波動性，使得擺臂容易出現(xiàn)顫抖，收卷質(zhì)量不易保證。

現(xiàn)有的薄膜收卷機構,只能在上述三種卷取模式選擇其中一種，換句話講，現(xiàn)有的每臺薄膜分切機的收卷機構,只能實現(xiàn)其中一種卷取模式。當所分切的薄膜屬于普通薄膜時，上述特點并不會產(chǎn)生太大問題；但是，當所分切的薄膜屬于超薄薄膜（例如厚度小于0.012mm的薄膜，特別是例如鋰電池隔膜及其他類別的低張力薄膜）時，會產(chǎn)生以下問題：由于超薄薄膜能承受的張力很低，對張力非常敏感，而且不同批次的超薄薄膜由于表面平整度及厚度公差大小不同，就可能因此導致最適合的卷取方式不同。具體地說，當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較小時，則比較適合采用速度較快的表面兼中心收卷；反之，當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較大時，則不太適合采用表面兼中心收卷，而比較適合采用中心收卷。

總之，現(xiàn)有的每臺薄膜分切機的收卷機構,只能實現(xiàn)一種卷取模式，而不能根據(jù)不同批次的超薄薄膜的不同性能特點選用最合適的卷取模式。而且在現(xiàn)有技術中，當采用表面兼中心收卷方式卷取超薄薄膜時，由于表面兼中心收卷方式的擺臂容易顫抖 ，而超薄薄膜對張力變化敏感，因此超薄薄膜的收卷質(zhì)量不易得到保證。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的上述不足而提供一種具備兩種卷取模式的薄膜收卷機構 ，它能夠根據(jù)具體批次的超薄薄膜的質(zhì)量性能選用中心收卷模式或表面兼中心收卷模式，而且收卷質(zhì)量好。

其目的可以按以下方案來實現(xiàn)：一種具備兩種卷取模式的薄膜收卷機構，包括前后兩個主支座，每個主支座上安裝有能左右擺動的擺臂，前后兩根擺臂同步左右擺動，前后兩根擺臂的水平擺軸中心軸線位于同一縱向直線上；每根擺臂的水平擺軸連接擺臂的下端，擺臂的上端為擺動端，每根擺臂的上端安裝有用以夾持膜卷的膜卷夾持軸；還安裝有驅(qū)動膜卷夾持軸轉(zhuǎn)動的第一伺服電機；每根擺臂還對應配套設有驅(qū)動其左右擺動的第一氣缸，第一氣缸的活塞桿末端與對應的擺臂鉸接，第一氣缸的缸體安裝在對應的主支座上，其特征在于：當?shù)谝粴飧椎幕钊麠U處于完全收縮的位置時，所述膜卷夾持軸的中心軸線位于擺臂的水平擺軸中心軸線的正上方；還設有表面摩擦輥、前后兩個移動支座、前后兩組橫向延伸的橫向?qū)к?，表面摩擦輥的中心軸線平行于膜卷夾持軸的中心軸線，表面摩擦輥和第一氣缸兩者分別布置在所述擺臂的左右兩側(cè)；每個移動支座安裝在對應的一組橫向?qū)к壣希砻婺Σ凛伒膬啥朔謩e安裝在前后兩個移動支座上，每個移動支座還對應配套有第二伺服電機和絲桿機構，第二伺服電機通過絲桿機構驅(qū)動對應的移動支座沿橫向?qū)к壱苿?，前后兩個移動支座同步橫向移動； 其中一個移動支座上還設有驅(qū)動表面摩擦輥自轉(zhuǎn)的第三伺服電機；還設有中央控制器、檢測第一氣缸的活塞環(huán)運動位置或擺臂擺動位置的位移檢測器，位移檢測器連接中央控制器，中央控制器連接第二伺服電機。

較好的是，還設有監(jiān)測膜卷直徑變化的膜卷直徑監(jiān)測器，膜卷直徑監(jiān)測器連接中央控制器。

更好的是, 所述膜卷直徑監(jiān)測器包括激光發(fā)射頭和激光接收頭，激光發(fā)射頭的激光發(fā)射方向平行于表面摩擦輥中心軸線，激光接收頭位于激光發(fā)射頭沿著激光發(fā)射方向上的前方；激光接收頭連接中央控制器；激光發(fā)射頭固定安裝在表面摩擦輥的其中一個移動支座上而隨同該移動支座橫向移動，激光接收頭固定安裝在表面摩擦輥的另一個移動支座上而隨同該移動支座橫向移動；激光接收頭與表面摩擦輥中心軸線之間的距離大于表面摩擦輥的半徑。

在膜卷夾持軸的上方還設有一根輔助壓輥，輔助壓輥的中心軸線平行于表面摩擦輥的中心軸線，輔助壓輥的前后兩側(cè)設有擺桿，輔助壓輥的兩端安裝在擺桿上，還設有驅(qū)動擺桿擺動的第二氣缸。

在前后兩根擺臂之間還固定連接有縱向延伸的連接桿，連接桿的兩端分別與前后兩根擺臂固定連接。這樣，連接桿可進一步確保前后兩根擺臂的擺動同步。

所謂“表面摩擦輥和氣缸兩者分別布置在所述擺臂的左右兩側(cè)”，是指當氣缸布置在擺臂的左側(cè)，則表面摩擦輥布置在擺臂的右側(cè)；反之當氣缸布置在擺臂的右側(cè)，則表面摩擦輥布置在擺臂的左側(cè)。

本實用新型具有以下優(yōu)點和效果：

一、本實用新型的薄膜收卷機構具備兩種卷取模式可供選擇，能夠根據(jù)具體批次的超薄薄膜的性能選用中心收卷模式或表面兼中心收卷模式；具體地說，當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較小時，則本實用新型能夠選用收卷速度較快的表面兼中心收卷模式；反之，當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較大時，則本實用新型能夠選用中心收卷模式，以減少對超薄薄膜的傷害。

二、當進行中心收卷時，表面摩擦輥脫離膜卷，第一伺服電機通過膜卷夾持軸使膜卷自轉(zhuǎn)，膜卷的中心軸線（即膜卷夾持軸的中心軸線）可以位于擺臂的水平擺軸中心軸線的正上方，擺臂與地面完全垂直，且氣缸的活塞桿處于完全收縮的位置，因此，雖然膜卷的重量支撐在擺臂上，但擺臂受到的膜卷重力力矩為零，且氣缸的活塞環(huán)端面直接接觸并壓在氣缸的缸體端部，意味著氣缸的活塞環(huán)不需依靠氣壓支持，氣缸的活塞桿能夠非常穩(wěn)定而不受氣缸氣壓影響，氣缸的活塞桿不會因為氣壓波動而使活塞桿顫抖，氣缸可以輕松地將擺臂完全固定，擺臂也完全不會抖動，完全避免擺臂左右顫動，保證超薄薄膜的收卷質(zhì)量。另一方面，在中心收卷過程中，隨著膜卷直徑增大，中央控制器可以根據(jù)膜卷直徑監(jiān)測器的探測結果，命令第二伺服電機通過絲桿機構驅(qū)動對應的移動支座沿橫向?qū)к壓笸?使膜卷表面與使表面摩擦輥之間始終保持固定的間隙，使卷材卷入膜卷的切角始終保持不變，確保成品卷（即膜卷）的各層間的空氣含量一致，確保收卷質(zhì)量。

三、進行表面兼中心收卷時，第一氣缸活塞桿稍微挺出，擺臂與地面接近于垂直，而且第一氣缸一直保持對擺臂施加推力，使膜卷倚靠并壓在表面摩擦輥上，使表面摩擦輥對膜卷產(chǎn)生觸壓力，而表面摩擦輥在第三伺服電機驅(qū)動下自轉(zhuǎn)，從而能對膜卷產(chǎn)生表面摩擦力，同時第一伺服電機也通過膜卷夾持軸帶動膜卷自轉(zhuǎn)，由此實現(xiàn)表面兼中心收卷。另一方面，在表面兼中心收卷過程中，每當膜卷直徑微小增大，將迫使氣缸活塞桿稍微收縮（氣缸活塞桿偏離原始位置），擺臂向遠離膜卷夾持軸的方向出現(xiàn)輕微擺動（擺臂偏離原始位置），位移檢測器將監(jiān)測到氣缸活塞環(huán)（或擺臂）的位置變化，中央控制處理器可根據(jù)位移檢測器的信號立即命令第二伺服電機通過絲桿機構驅(qū)動對應的移動支座沿橫向?qū)к壩⑿『笸?使表面摩擦輥避讓膜卷的直徑擴大，直至氣缸活塞桿（擺臂）重新向靠近膜卷夾持軸的方向移動而回到原始位置，如此不斷循環(huán)，因此，整個表面兼中心收卷過程中，氣缸活塞桿（或擺臂）的位置基本保持不變，擺臂能夠一直保持接近于垂直，只是輕微傾斜，避免了傳統(tǒng)方式中擺臂傾斜角持續(xù)單向變化、大幅度擺動變化的問題，因而，在本實用新型中，膜卷重量對擺臂產(chǎn)生的力矩一直保持很小，進而避免擺臂左右顫動而影響收卷質(zhì)量的問題。

附圖說明

圖1是本實用新型一種實施方式處于開始進行中心收卷模式時的狀態(tài)示意圖。

圖2是圖1所示結構處于中心收卷模式即將完成時的狀態(tài)示意圖。

圖3是本實用新型一種實施方式處于開始進行表面兼中心收卷模式時的狀態(tài)示意圖。

圖4是圖3所示結構處于表面兼中心收卷模式即將完成時的狀態(tài)示意圖。

圖5是前后兩根擺臂利用膜卷夾持軸夾持膜卷的水平剖視示意圖。

圖6是第二伺服電機通過絲桿機構驅(qū)動移動支座和表面摩擦輥橫向移動的水平結構示意圖。

圖7是表達激光發(fā)射頭和激光接收頭檢測膜卷直徑工作原理的水平結構示意圖（在膜卷尚未擋住激光的狀態(tài)下）

圖8是圖7中膜卷直徑增大后擋住激光的變化狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

圖1、圖3、圖5、圖6、圖7所示的具備兩種卷取模式的薄膜收卷機構包括前后兩個主支座4，每個主支座4上安裝有能左右擺動的擺臂1，共有前后兩根擺臂，且前后兩根擺臂1同步左右擺動，在前后兩根擺臂1之間還固定連接有縱向延伸的連接桿7，連接桿7的兩端分別與前后兩根擺臂1固定連接，連接桿可進一步確保前后兩根擺臂1的擺動同步。前后兩根擺臂的水平擺軸10中心軸線位于同一縱向直線上；每根擺臂的水平擺軸10連接擺臂1的下端，擺臂1的上端為擺動端，每根擺臂1的上端安裝有能夠夾持膜卷8的膜卷夾持軸11，還安裝有驅(qū)動膜卷夾持軸轉(zhuǎn)動的第一伺服電機；

每根擺臂1還對應配套設有驅(qū)動其左右擺動的第一氣缸13，第一氣缸的活塞桿132末端與對應的擺臂1鉸接，第一氣缸的缸體131安裝在對應的主支座4上，

圖1所示，當?shù)谝粴飧椎幕钊麠U132處于完全收縮的位置時，所述膜卷夾持軸11的中心軸線位于擺臂1的水平擺軸10中心軸線的正上方；還設有表面摩擦輥2、前后兩個移動支座21、前后兩組橫向延伸的橫向?qū)к?2，表面摩擦輥2的中心軸線平行于膜卷夾持軸11的中心軸線；表面摩擦輥2和第一氣缸13兩者分別布置在所述擺臂1的左右兩側(cè)，這意味著，當?shù)谝粴飧椎幕钊麠U132挺出時，第一氣缸的活塞桿132將驅(qū)動擺臂上的膜卷夾持軸11向靠近表面摩擦輥2的方向擺動，具體在本實施例中，表面摩擦輥2布置在所述擺臂1的右側(cè)，第一氣缸13布置在所述擺臂1的左側(cè)，當活塞桿131挺出時，第一氣缸的活塞桿132驅(qū)動擺臂上的膜卷夾持軸11向圖3的圖面右方移動。

表面摩擦輥2的兩端分別安裝在前后兩個移動支座21上，每個移動支座21安裝在對應的一組橫向?qū)к?2上，每個移動支座21還對應配套設有第二伺服電機23和絲桿機構24，第二伺服電機23通過絲桿機構24驅(qū)動對應的移動支座21沿橫向?qū)к?2移動, 前后兩個移動支座21同步橫向移動；其中一個移動支座21上還設有驅(qū)動表面摩擦輥2自轉(zhuǎn)的第三伺服電機；還設有中央控制器、檢測第一氣缸的活塞環(huán)（）運動位置的位移檢測器5，如圖3所示，位移檢測器5連接中央控制器，中央控制器連接第二伺服電機23。

圖6、圖7所示，還設有監(jiān)測膜卷直徑變化的膜卷直徑監(jiān)測器，所述膜卷直徑監(jiān)測器包括激光發(fā)射頭61和激光接收頭62；激光接收頭62連接中央控制器；激光接收頭62位于激光發(fā)射頭61沿著激光發(fā)射方向（如圖7中虛線箭頭所示）上的前方；激光發(fā)射頭61固定安裝在表面摩擦輥的其中一個移動支座21（圖6中位于圖面下方的移動支座21）上而隨同該移動支座21橫向移動，激光接收頭62固定安裝在表面摩擦輥的另一個移動支座21（圖6中位于圖面上方的移動支座21）上而隨同該移動支座橫向移動，激光發(fā)射頭的激光發(fā)射方向（如圖7中虛線箭頭所示）平行于表面摩擦輥2中心軸線；激光接收頭62與表面摩擦輥2中心軸線之間的距離大于表面摩擦輥2的半徑。

圖1、圖3所示， 在前后兩膜卷夾持軸11的上方還設有一根輔助壓輥3，輔助壓輥3的中心軸線平行于表面摩擦輥2的中心軸線，輔助壓輥3的前后兩側(cè)設有擺桿31，擺桿可繞其擺軸30擺動，輔助壓輥3的兩端安裝在擺桿31上，還設有驅(qū)動擺桿31擺動的第二氣缸32。

上述實施例的工作原理如下：

當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較大時，則本實用新型可以選用中心收卷模式，具體操作過程如下：膜卷夾持軸11將膜卷8的紙芯筒80兩端緊緊夾持，第一氣缸的活塞桿131處于完全收縮的位置，膜卷8的中心軸線位于擺臂的水平擺軸10中心軸線的正上方，表面摩擦輥2脫離膜卷8，如圖1、圖7所示，第一伺服電機驅(qū)動膜卷夾持軸11和膜卷8（包括紙芯筒80）自轉(zhuǎn)。在中心收卷過程中，激光發(fā)射頭61不斷發(fā)射出激光，如果膜卷8直徑不會導致激光被膜卷端面遮擋，則激光接收頭62能夠接收到激光，如圖7所示；隨著膜卷8直徑增大，膜卷8的端面將逐漸擋住激光，如圖8所示，則激光接收頭62將不能接收到激光；據(jù)此，激光發(fā)射頭61、激光接收頭62能監(jiān)測到膜卷直徑的變化，可以作為膜卷直徑監(jiān)測器。在中心收卷過程中，每當膜卷8直徑增大而導致激光接收頭62不能接收到激光時，則中央控制器根據(jù)激光接收頭62的探測結果，命令第二伺服電機23通過絲桿機構24驅(qū)動對應的移動支座21沿橫向?qū)к?2后退, 即向圖2、圖8中的圖面右方后退，直至激光接收頭62重新接收到激光，由此使膜卷8表面與使表面摩擦輥2之間始終保持比較固定的間隙，如圖2所示，意味著雖然膜卷直徑不斷加大，卷材81（即塑料膜）進入膜卷8的切角始終保持不變，確保膜卷8的各層間的空氣含量一致，確保中心收卷的收卷質(zhì)量，如圖1、圖2所示。另外，在中心收卷過程中，第二氣缸32的活塞桿收縮，使擺桿31的左端下擺，輔助壓輥3壓在膜卷8表面，如圖1、圖2所示。

當某一批次的超薄薄膜的線性張力或表面平整度的偏差較小時，則本實用新型能夠選用表面兼中心收卷模式，具體如下：在開始進行表面兼中心收卷時，膜卷夾持軸11將膜卷的紙芯筒80兩端緊緊夾持，第一氣缸活塞桿132稍微挺出，擺臂1稍微偏離垂直直立位置（圖3中擺臂伸出幅度做了夸張表示，擺臂1的傾斜程度做了夸張表示），而且第一氣缸13一直保持對擺臂1施加推力，膜卷8倚靠并壓在表面摩擦輥2上，使表面摩擦輥2對膜卷8產(chǎn)生觸壓力，在收卷過程中，表面摩擦輥2在第三伺服電機驅(qū)動下自轉(zhuǎn)，從而能對膜卷8產(chǎn)生表面摩擦力，同時第一伺服電機也通過膜卷夾持軸11使膜卷8自轉(zhuǎn)，由此實現(xiàn)表面兼中心收卷。另一方面，在表面兼中心收卷過程中，每當膜卷8直徑微小增大，將表面摩擦輥2迫使氣缸活塞桿132稍微收縮（氣缸活塞桿偏離稍微伸出的原始位置），擺臂1向遠離膜卷夾持軸的方向出現(xiàn)輕微擺動（在圖3、圖4中表現(xiàn)為擺臂1的上端輕微向左擺動），則位移檢測器5將監(jiān)測到氣缸活塞環(huán)的位置變化（相當于氣缸活塞桿132的位置變化），中央控制處理器根據(jù)位移檢測器的信號立即命令第二伺服電機23通過絲桿機構24驅(qū)動對應的移動支座21沿橫向?qū)к?2微小后退, 即向圖3、圖4中的圖面右方后退，使表面摩擦輥2可以避讓膜卷8的直徑擴大，于是氣缸活塞桿132又再輕微伸出（在圖3、圖4中表現(xiàn)為擺臂1的上端輕微向右擺動），直至氣缸活塞桿132重新回到原始位置，擺臂也回到原始位置，如此不斷循環(huán)，直至收卷完成，如圖4所示，因此，整個表面兼中心收卷過程中，不管膜卷8直徑如何變化，氣缸活塞桿132及擺臂1的位置基本保持不變，擺臂1能夠一直保持接近于垂直，只是輕微傾斜（而不是傾斜角逐漸單向地變大），如圖3、圖4所示，因而，膜卷8重量對擺臂1產(chǎn)生的力矩一直保持很小，因而也能避免擺臂1左右顫動而影響收卷質(zhì)量。另外，在表面兼中心收卷過程中，第二氣缸32的活塞桿伸出，使擺桿31的左端上端擺，輔助壓輥3離開膜卷8表面，如圖3、圖4所示。

上述實施例中，由于擺臂1和第一氣缸13的氣缸活塞桿132是連在一起的，所以擺臂位移量反應了氣缸活塞桿位移量（相當于活塞環(huán)位移量），意味著位移檢測器5也可以改為檢測擺臂位置的位移檢測器，例如檢測擺臂擺動角度的旋轉(zhuǎn)編碼器。

上述實施例中，膜卷直徑監(jiān)測器也可以改用其它現(xiàn)有的膜卷直徑監(jiān)測器，例如根據(jù)收卷長度計算膜卷直徑的計算器。

在分切機中，收卷機構經(jīng)常成對配合使用，每一對的收卷機構包括兩個收卷機構，兩個收卷機構結構上可以左右對稱，但縱向位置應該前后錯開。每條分切機生產(chǎn)線可以是多對收卷機構，也可以是一對收卷機構。