CN101829656A - 一种锂离子电池自动分选设备 - Google Patents

Abstract

一种可消除人工操作产生的分选错误、生产效率大幅度提高的锂离子电池自动分选设备，包括机柜，机柜上固定安装有底板和顶板，顶板位于底板上方，顶板与底板之间固定连接有光杠，底板上固定安装有气缸，气缸的伸缩杆上固定安装有中间滑动板，中间滑动板与光杠为上下滑动连接，中间滑动板上固定安装有电磁铁固定板，电磁铁固定板上阵列安装有电磁铁，顶板上开有分选口，分选口位于电磁铁固定板正上方，分选口后方的顶板上固定安装有托盘定位块。分选口后方的顶板上固定连接有盖板连接板，盖板连接板上通过折页铰接有盖板，所述托盘定位块位于盖板下方，分选口前方的顶板上固定连接有盖板支撑，盖板支撑位于盖板下方。

Description

一种锂离子电池自动分选设备

技术领域

本发明涉及一种电池生产装置，尤其涉及一种锂离子电池自动分选设备。

背景技术

圆柱形锂离子电池在生产组装完成后性能并不能保证完全一致，这就需要将不同性能的电池按照一定性能等级分选出来，以保证使用的最佳效果。目前，国内很多锂离子电池生产厂家对圆柱形锂离子电池的分选多采用人工手动分选的模式，不仅效率不高，而且容易分选错误，给生产销售带来损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种可消除人工操作产生的分选错误、生产效率大幅度提高的锂离子电池自动分选设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种锂离子电池自动分选设备，包括机柜，机柜上固定安装有可变电源、气压表和电磁阀，机柜上还固定安装有底板和顶板，顶板位于底板上方，其特征是：顶板与底板之间固定连接有光杠，底板上固定安装有气缸，气缸的伸缩杆上固定安装有中间滑动板，中间滑动板与光杠为上下滑动连接，中间滑动板上固定安装有电磁铁固定板，电磁铁固定板上阵列安装有电磁铁，顶板上开有分选口，分选口位于电磁铁固定板正上方，分选口后方的顶板上固定安装有托盘定位块。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口后方的顶板上固定连接有盖板连接板，盖板连接板上通过折页铰接有盖板，所述托盘定位块位于盖板下方，分选口前方的顶板上固定连接有盖板支撑，盖板支撑位于盖板下方。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述底板上固定连接有光杠固定环，顶板与底板之间通过光杠固定环固定连接有四根光杠，四根光杠分别位于顶板与底板的四角处。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述中间滑动板的四角处固定安装有直线轴承，直线轴承与所述光杠上下滑动连接。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述光杠上固定安装有挡圈，挡圈位于所述中间滑动板上方。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口左、右两侧均固定安装有托盘限位卡，托盘限位卡的横截面为“Z”或“T”字形状。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述折页上开有折叶槽形孔，折叶槽形孔内固定连接有定位螺栓，定位螺栓将折页与盖板连接板连接在一起。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口处安装有挡板。

根据所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述盖板的四角处均开有托盘支撑孔，所述盖板(15)上阵列有电池孔，电池孔的旁边固定有发光二极管。

本发明结合计算机控制，设备可实现对电池的自动分选，有效节省操作时间，同时能够消除人工分选产生的分选错误，非常符合工厂大规模生产的要求。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的右视结构示意图；

图3是本发明的后视结构示意图；

图4是本发明的左视结构示意图；

图5是本发明的俯视结构示意图；

图6是本发明的立体结构示意图；

图7是本发明的电路原理框图；

图8是结合本发明使用的电池托盘放入电池后的立体结构示意图。

附图中：

1、托盘定位块；2、光杠；3、挡圈；4、气缸；5、可变电源；6、气压表；7、电磁阀；8、底板；9、电磁铁；10、中间滑动板；11、电磁铁固定板；12、挡板；13、顶板；14、盖板连接板；15、盖板；16、折页；17、托盘限位卡；18、盖板支撑；19、直线轴承；20、折叶槽形孔；21、托盘支撑孔；22、电池；23、中央处理单元；24、按键选择电路；25、异常报警电路；26、数码管显示电路；27、指示灯显示电路；28、继电器选通电路；29、可变电源；30、上位机通信装置；31、上位机通信装置通信端口；32、电池托盘；33、光杠固定环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：

一种锂离子电池自动分选设备，如图1至图6所示，包括机柜，机柜上固定安装有可变电源5、气压表6和电磁阀7，机柜上还固定安装有底板8和顶板13，顶板13位于底板8上方，顶板13与底板8之间固定连接有光杠2，底板8上固定安装有气缸4，气缸4的伸缩杆上固定安装有中间滑动板10，中间滑动板10与光杠2为上下滑动连接，中间滑动板10上固定安装有电磁铁固定板11，电磁铁固定板11上阵列安装有电磁铁9，顶板13上开有分选口，分选口位于电磁铁固定板11正上方，分选口后方的顶板13上固定安装有托盘定位块1；分选口后方的顶板13上固定连接有盖板连接板14，盖板连接板14上通过折页16铰接有盖板15，所述托盘定位块1位于盖板15下方，分选口前方的顶板13上固定连接有盖板支撑18，盖板支撑18位于盖板15下方。在本实施例中，底板8上固定连接有光杠固定环33，顶板13与底板8之间通过光杠固定环33固定连接有四根光杠2，四根光杠2分别位于顶板13与底板8的四角处；中间滑动板10的四角处固定安装有直线轴承19，直线轴承19与所述光杠2上下滑动连接；光杠2上固定安装有挡圈3，挡圈3位于所述中间滑动板10上方；分选口左、右两侧均固定安装有托盘限位卡17，托盘限位卡17的横截面为“Z”或“T”字形状；折页16上开有折叶槽形孔20，折叶槽形孔20内固定连接有定位螺栓，定位螺栓将折页16与盖板连接板14连接在一起；分选口处安装有挡板12，盖板15的四角处均开有托盘支撑孔21。托盘定位块1旁边固定安装有微动开关固定块，微动开关固定块上固定有两个微动开关，其中一个微动开关与电池托盘上的托盘防反槽(在电池托盘的四个边框一端开有托盘防反槽)相对应。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

本发明既可消除人工操作产生的分选错误，又可大幅度提高生产效率，克服了现有的人工分选方式产生的分选错误、生产效率较低下的不足，具有操作简单、分选速度快、可靠性高的优点。

本发明包括机械结构部分与电气部分。

机械结构部分由压床模块构成，压床模块包括三层压板，压板的形状为方形，最上层为顶板，第二层为中间滑动板，最下层为底板；本模块还包括光杠、直线轴承、电磁铁、电磁铁固定板、挡板、折页、挡圈、气缸、盖板、盖板支撑、盖板连接板、托盘限位卡等部分。顶板的四角处均开有光杠固定孔，通过四个光杠固定孔，顶板与四个光杠的一端固定连接，顶板上左右相对应固定连接有两个挡板，在顶板上固定挡板的位置处相对应挖空有两个方形孔，挡板上阵列有N个电磁铁顶杆孔，顶板的上面固定连接有托盘限位卡和微动开关固定块，微动开关固定块上固定有两个微动开关，其中一个微动开关与托盘防反槽相对应。盖板的一端通过折页与盖板连接板相铰接，在折页上开有槽形孔，盖板的另一端固定连接有盖板支撑，盖板的四角部分留有托盘支撑孔，锁紧螺丝穿过盖板连接板上的固定孔和折页上的槽形孔将盖板与顶板连接在一起，通过调节锁紧螺丝在折页槽形孔中的位置和盖板支撑的高度来调节盖板与顶板之间的距离，盖板连接板固定连接在顶板上，盖板上阵列有N个电池孔，电池孔的旁边固定有发光二极管；中间滑动板朝向顶板方向的一面固定连接有电磁铁固定板，电磁铁固定板上固定连接有电磁铁，中间滑动板的四角处均开有直线轴承固定孔，这四个直线轴承固定孔内固定连接有四个直线轴承，四个直线轴承分别套在上述四个光杠上并与光杠滑动连接，中间滑动板和气缸的伸缩杆固定连接，在顶板和中间滑动板之间的光杠上固定连接有挡圈；底板的四角部分分别留有光杠固定环固定孔，此四个光杠固定环固定孔固定连接有四个光杠固定环，四个光杠固定环上分别固定连接有四个光杠，底板上固定连接有气缸的缸体。上述电磁铁的固定位置与电磁铁固定板上的N个电磁铁顶杆孔、盖板上的N个电池孔的位置相对应。

在长方体形状的电池托盘上部留有矩形阵列的N个电池孔座，每个电池孔座的底部中心开有一个电池座孔，在电池托盘的四个边框一端开有托盘防反槽；当进行电池分选时，先将电池盖板掀起，将装有电池的电池托盘通过托盘限位卡送入压床模块，放下电池盖板，电池盖板上的电池孔套在电池外，当电池托盘放置到位后，触动托盘顶板上的微动开关产生高低电平信号。

本发明的电气部分包括有中央处理单元、上位机通信装置、按键选择电路、异常报警电路、数码管显示电路、指示灯显示电路及继电器选通电路。按键选择电路、异常报警电路、数码管显示电路、指示灯显示电路、继电器选通电路分别与中央处理单元相连，电磁铁与继电器选通电路相连，可变电源与继电器选通电路相连，中央处理单元通过上位机通信装置及通信端口与上位机相连。

上述上位机通信装置为485转232串行通信转换器，中央处理单元与上位机通信装置间为485通信方式，上位机通信装置与上位机间为232通信方式。

上述按键选择电路包括电源开关、分选按键与就绪指示灯。控制设备电源通断的电源开关与220V/50Hz交流电相连，控制设备进行电池分选操作的分选按键与中央处理单元相连，指示设备是否就绪的就绪指示灯与中央处理单元相连。

上述异常报警电路包括报警指示灯、一个根据气压是否正常产生高低电平的气压表、4个根据电池托盘是否到位产生高低电平的微动开关，报警指示灯、气压表、4个微动开关分别与中央处理单元相连。

上述数码管显示电路为显示分选等级信息的3位“8”字形数码管，3位“8”字形数码管与中央处理单元相连。

上述指示灯显示电路为指示分选电池位置的LED数码管，LED数码管与中央处理单元相连。

上述继电器选通电路由单刀双掷继电器和电磁铁构成，一个继电器控制一个电磁铁，电磁铁与继电器相连，继电器与中央处理单元相连。

上述可变电源使用4.5V/12V可变电源。

上述中央处理单元为单片机控制电路，为了使电路既简单又有效，所述单片机使用ATMEGA128L型8位单片机。

当使用本发明分选电池时，首先打开按键选择电路24中的电源开关接通设备，再打开上位机(即电脑)及分选软件，使锂离子电池自动分选设备与上位机保持通信正常；异常报警电路25包括气压状态检测电路与电池托盘到位检测电路，气压状态检测电路包括一个可产生高低电平的气压表6，气压表6与中央处理单元23相连，当气压正常时产生低电平信号，当气压异常时产生高电平信号，中央处理单元23对高、低电平信号进行判断，如果气压异常时中央处理单元23将产生报警信号，使按键选择电路24中的就绪指示灯处于闪烁状态。

掀起盖板，在确定气压正常后将装有待分选电池22的电池托盘32放入托盘限位卡内，此时托盘限位块1对电池托盘32运动终点定位，微动开关固定块上固定连接有异常报警电路25中的微动开关，异常报警电路25中的电池托盘到位检测电路包括4个微动开关，4个微动开关的常开触点接入高电平，中央处理单元23通过检测4个微动开关的电位判断电池托盘32是否到位以及是否装反，电池托盘到位检测电路与中央处理单元23相连。当电池托盘32到位时，4个微动开关的常开触点闭合，高电平信号接入中央处理单元23，中央处理单元23判断4个微动开关全为高电平时表示电池托盘32到位，否则表示电池托盘32不到位，此时中央处理单元23将产生报警信号，使按键选择电路24中的就绪指示灯处于闪烁状态。

电磁铁线圈两端与继电器常闭触点相连，继电器常闭触点与可变电源4.5V端相连，电磁铁在4.5V通电时不能顶起，全部处于落下状态，压床模块也处于降下状态。

放下盖板后，盖板上的托盘支撑孔正好套在托盘支撑上，在确定电池托盘32到位后就绪指示灯常亮，表明设备可以开始分选电池。设备就绪后，上位机通过分选软件将待分选电池22的等级信息发送给中央处理单元23，操作人员按动按键选择电路24中能产生高低电平的分选按键，中央处理单元23判断分选按键产生的电位，当为高电平时表示分选。中央处理单元23根据上位机发送的待分选电池22的等级信息，由内部程序选出所有第一等级的电池22位置，然后中央处理单元23控制与待分选电池22一一对应的继电器选通电路28中的继电器吸合，继电器常开触点闭合，常开触点连接可变电源29上的12V电压接通与常开触点相连的电磁铁9，电磁铁9顶起，同时中央处理单元23控制电磁阀7的线圈吸合，电磁阀7控制气缸4内部的气门，使固定有电磁铁固定板的中间滑动板通过直线轴承沿着光杠方向向上升，固定在四个光杠上的挡圈对中间滑动板限位，固定在电磁铁固定板上的电磁铁9随之上升，穿过电池托盘32上的电池座孔，将待分选的电池22顶起，中央处理单元23点亮与顶起电池22相对应的用来指示电池位置的指示灯显示电路27中的LED灯。

操作人员将所有被顶起的电池22取走后，此等级电池分选完毕，再按动一下按键选择电路24中的分选按键，中央处理单元23控制吸合的继电器断开，继电器常开触点恢复常开，常闭触点恢复常闭，顶起的电磁铁5重新与可变电源5上的4.5V电压相连，电磁铁9降下，然后中央处理单元23控制电磁阀7的线圈断开，电磁阀7控制气缸4的进排气，使中间滑动板降下，中央处理单元23控制与顶起电池22相对应的用来指示电池位置的指示灯显示电路27中的LED灯熄灭，第一次分选结束。

操作人员重新按动按键选择电路24中的分选按键，开始下一等级的分选，各部分动作过程如上所述，如此循环操作，待电池托盘32中所有待分选的电池22全部分选完毕后，结束分选，将已空的电池托盘32取走，放入新的装有待分选电池22的电池托盘32，开始新的分选。

本发明的有益效果是：操作简单、自动化程度高，分选电池准确、快速，上位机通信装置为485通信串口，传输距离远。

Claims (10)

1.一种锂离子电池自动分选设备，包括机柜，机柜上固定安装有可变电源(5)、气压表(6)和电磁阀(7)，机柜上还固定安装有底板(8)和顶板(13)，顶板(13)位于底板(8)上方，其特征是：顶板(13)与底板(8)之间固定连接有光杠(2)，底板(8)上固定安装有气缸(4)，气缸(4)的伸缩杆上固定安装有中间滑动板(10)，中间滑动板(10)与光杠(2)为上下滑动连接，中间滑动板(10)上固定安装有电磁铁固定板(11)，电磁铁固定板(11)上阵列安装有电磁铁(9)，顶板(13)上开有分选口，分选口位于电磁铁固定板(11)正上方，分选口后方的顶板(13)上固定安装有托盘定位块(1)。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口后方的顶板(13)上固定连接有盖板连接板(14)，盖板连接板(14)上通过折页(16)铰接有盖板(15)，所述托盘定位块(1)位于盖板(15)下方，分选口前方的顶板(13)上固定连接有盖板支撑(18)，盖板支撑(18)位于盖板(15)下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述底板(8)上固定连接有光杠固定环(33)，顶板(13)与底板(8)之间通过光杠固定环(33)固定连接有四根光杠(2)，四根光杠(2)分别位于顶板(13)与底板(8)的四角处。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述中间滑动板(10)的四角处固定安装有直线轴承(19)，直线轴承(19)与所述光杠(2)上下滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述光杠(2)上固定安装有挡圈(3)，挡圈(3)位于所述中间滑动板(10)上方。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口左、右两侧均固定安装有托盘限位卡(17)，托盘限位卡(17)的横截面为“Z”或“T”字形状。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述折页(16)上开有折叶槽形孔(20)，折叶槽形孔(20)内固定连接有定位螺栓，定位螺栓将折页(16)与盖板连接板(14)连接在一起。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述分选口处安装有挡板(12)。

9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述盖板(15)的四角处均开有托盘支撑孔(21)；所述盖板(15)上阵列有电池孔，电池孔的旁边固定有发光二极管。

10.根据权利要求9所述的一种锂离子电池自动分选设备，其特征是：所述托盘定位块(1)旁边固定安装有微动开关固定块，微动开关固定块上固定有两个微动开关，其中一个微动开关与电池托盘上的托盘防反槽相对应。

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