CN104113118B - 废旧电池电量收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明废旧电池电量收集装置，属于废旧电池回收利用技术领域。该装置包括回收桶、上盖板、收集仓底板、蓄电池、电池通道、废旧电池释放装置和电路板，上盖板位于回收桶顶部开口处，收集仓底板位于回收桶的中部并将回收桶分为电量收集仓和废旧电池收集仓，电池通道设置在电量收集仓内，电池通道上端位于回收桶的开口处并在上盖板下侧，下端穿过收集仓底板并延伸至废旧电池收集仓上端，电路板包括用于升高废旧电池电压的升压电路、用于检测废旧电池剩余电量的检测电路和用于控制废旧电池由电池通道中释放到废旧电池收集仓中的释放电路。本发明废旧电池电量收集装置结构简单、操作简便、制作成本低，并且可以实现自动回收废旧电池剩余电量。

Description

废旧电池电量收集装置

技术领域

本发明涉及废旧电池回收技术领域，尤其是一种电池剩余电量回收装置。

背景技术

我们使用过的电池都会有剩余电量，然而这部分的电量常常被人们所忽略。据南孚电池的广告称正常使用过的南孚电池的剩余电量还足够给遥控器使用一段时间。经过大量实验测试发现，高中物理实验室中一颗被废弃的新华牌1号电池，还有30~40mA*h的电量可以回收利用。

据不完全统计，我国每年生产约300亿的干电池，若每节电池可以回收到5mA*h的电量，则把全国废弃的电池都收集起来，可收集到1500亿mA*h的电量。把这些电量回收起来足以给约1亿部iphone充电，足以给约1297578部ipad充电，足以让一辆普通的电动轿车行驶约6937公里。由此可见，废旧电池电量的回收是不可忽视的。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单、操作简便、制作成本低，并且可以实现自动回收废旧电池剩余电量的废旧电池电量收集装置。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种废旧电池电量收集装置，包括回收桶、上盖板、收集仓底板、蓄电池、电池通道、废旧电池释放装置和电路板，所述上盖板位于回收桶顶部开口处，收集仓底板位于回收桶的中部并将回收桶分为电量收集仓和废旧电池收集仓，电量收集仓位于废旧电池收集仓上侧，电池通道设置在电量收集仓内，电池通道上端位于回收桶的开口处并在上盖板下侧，下端穿过收集仓底板并延伸至废旧电池收集仓上端，电路板包括用于升高废旧电池电压的升压电路、用于检测废旧电池剩余电量的检测电路和用于控制废旧电池由电池通道中释放到废旧电池收集仓中的释放电路，电池通道的正负极分别通过导线与升压电路输入端连接，蓄电池通过导线与升压电路输出端连接，电池通道的正负极还分别通过导线与检测电路的输入端连接，检测电路的输出端通过导线与释放电路的输入端连接，释放电路的输出端通过导线与废旧电池释放装置连接。

所述废旧电池释放装置包括释放电机、转轴Ⅰ、涡轮齿轮组件、转轴Ⅱ、微动开关Ⅰ、微动开关Ⅱ和位于收集仓底板下侧的电池释放转盘，释放电机通过导线与释放电路连接，转轴Ⅰ一端与释放电机连接，另一端与涡轮齿轮组件连接，转轴Ⅱ上端与涡轮齿轮组件连接，下端穿过收集仓底板的圆心并与电池释放转盘的圆心固定连接，电池释放转盘上设置有电池释放孔，电池释放转盘的圆周侧缘还连接有凸出电池释放转盘外的触点，微动开关Ⅰ和微动开关Ⅱ分别设置在电池释放转盘圆周外侧并固定在收集仓底板的底面上，微动开关Ⅰ和微动开关Ⅱ分别通过导线与释放电路连接，当触点与微动开关Ⅱ接触时，电池释放孔与电池通道错开，处于废旧电池电量回收状态；当触点与微动开关Ⅰ接触时，电池释放孔与电池通道重叠，处于废旧电池释放状态。

所述上盖板下表面与电池通道对应位置上设置有电池通道负极触点，上盖板上还设置有控制模块，电池通道负极触点和控制模块分别通过导线与电路板连接，控制模块包括外接充电接口、指示灯和控制开关。

所述控制模块还设置有手动释放开关，手动释放开关通过导线与释放电路连接。

本发明之废旧电池电量收集装置由于采用上述结构，具有以下优点：

1、本发明应用充电器的升压技术，将低压的废旧电池进行升压并稳压输出5V的电压，使其能够给蓄电池（如移动电源）充电或者给其他用电器提供电源，实现将废旧电池的剩余电量回收利用；

2、废旧电池电量的收集是一个相当长的过程，要让人在旁边守候着并不现实，本发明通过设计检测电路和释放电路，以实现对废旧电池剩余电量回收的自动控制，检测电路对废旧电池的电压进行检测，以判断电池是否还有电量可以收集，并通过释放电路对废旧电池释放装置进行自动控制，当电池电量不满足回收条件时，对废旧电池自动释放；

3、本发明的检测电路主要实现的功能是检测电池的电压是否还符合充电电路的要求，即检测电池是否还有电量可以收集，并不需要长期处于检测的工作状态，考虑到耗能的问题这部分的电路设计成每10分钟检测一次，这样就可以使单片机基本上处于静态工作状态，从而大大的节省电量；

4、本发明之废旧电池电量收集装置对蓄电池充电时，利用蓄电池自身的电量向废旧电池电量收集装置的电路板供电，可以简化废旧电池电量收集装置的结构。

下面结合附图和实施例对本发明废旧电池电量收集装置作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之废旧电池电量收集装置结构示意图；

图2：图1所示上盖板结构示意图；

图3：图1所示收集仓底板与电池释放转盘结构示意图（回收状态）；

图4：图1所示收集仓底板与电池释放转盘结构示意图（释放状态）；

图5：发明之废旧电池电量收集装置工作流程图；

图6：本发明之废旧电池电量收集装置电路接线方框图；

图7：本发明之废旧电池电量收集装置升压电路图；

图8：本发明之废旧电池电量收集装置检测电路图；

图9：本发明之废旧电池电量收集装置释放电路图；

附图标号说明：1-上盖板、11-电池通道负极触点、12-控制模块、121-外接充电接口、122-指示灯、123-控制开关、124-手动释放开关、2-电量收集仓、3-蓄电池、4-废旧电池释放装置、41-转轴Ⅱ、42-涡轮齿轮组件、43-释放电机、44-转轴Ⅰ、45-电池释放转盘、451-电池释放孔、452-触点、46-微动开关Ⅰ、47-微动开关Ⅱ、5-电路板、6-收集仓底板、7-废旧电池收集仓、8-电池通道、9-回收桶。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明废旧电池电量收集装置，包括回收桶9、上盖板1、收集仓底板6、蓄电池3、废旧电池释放装置4、电路板5和一个电池通道8，所述上盖板1位于回收桶9顶部开口处，上盖板1上设置有电池通道负极触点11和控制模块12，电池通道负极触点11和控制模块12分别通过导线与电路板5连接，控制模块12包括外接充电接口121、指示灯122、控制开关123和手动释放开关124，手动释放开关124通过导线与释放电路连接，设置有手动释放开关，并不需要等废旧电池电量收集完成后才可将废旧电池释放，使用者可以通过按下手动释放开关，实现将废旧电池手动释放。

外接充电接口121通过导线与蓄电池3连接，回收了废旧电池电量后的蓄电池3可以向其他用电设备充电，如手机、Ipad或MP3等。外接充电接口121可以是USB接口，也可以是其他类型的充电接口，只要能给外接设备充电即可。

收集仓底板6位于回收桶9的中部并将回收桶9分为电量收集仓2和废旧电池收集仓7，电量收集仓2位于废旧电池收集仓7上侧，电池通道8设置在电量收集仓2内，电池通道8可以放置两个1号废旧电池，电池通道8上端位于回收桶9的开口处并在上盖板1下侧，下端穿过收集仓底板6并延伸至废旧电池收集仓7上端，当上盖板1将回收桶9盖住时，电池通道负极触点11与电池通道8内的废旧电池负极接触。

废旧电池释放装置4包括释放电机43、转轴Ⅰ44、涡轮齿轮组件42、转轴Ⅱ41、微动开关Ⅰ46、微动开关Ⅱ47和位于收集仓底板6下侧的电池释放转盘45，释放电机43通过导线与释放电路连接，涡轮齿轮组件42是涡轮与齿轮的组合，可以改变释放电机43的传动方向，将释放电机输出的水平方向的力矩转变为垂直方向的力矩，转轴Ⅰ44一端与释放电机43连接，另一端与涡轮齿轮组件42连接，转轴Ⅱ41上端与涡轮齿轮组件42连接，下端穿过收集仓底板6的圆心并与电池释放转盘45的圆心固定连接，电池释放转盘45为金属材料的转盘，电池释放转盘45上设置有电池释放孔451，电池释放转盘45的圆周侧缘还连接有凸出电池释放转盘45外的触点452，微动开关Ⅰ46和微动开关Ⅱ47分别设置在电池释放转盘45圆周外侧并固定在收集仓底板6的底面上，微动开关Ⅰ46和微动开关Ⅱ47分别通过导线与释放电路连接。当触点452与微动开关Ⅱ47接触时，电池释放孔451与电池通道8错开，此时电池通道8内的废旧电池正极与电池释放转盘45接触，电池释放转盘45作为正极触点通过导线与升压电路连接，废旧电池电量收集装置处于废旧电池电量回收状态；当触点452与微动开关Ⅰ46接触时，电池释放孔451与电池通道8重叠，此时电池通道中无法进行电量回收的废旧电池在重力作用下落入废旧电池收集仓7中，废旧电池电量收集装置处于废旧电池释放状态。

电路板5包括用于升高废旧电池电压的升压电路、用于检测废旧电池剩余电量的检测电路和用于控制废旧电池由电池通道8中释放到废旧电池收集仓7中的释放电路，电池通道8的正负极分别通过导线与升压电路输入端连接，蓄电池通过导线与升压电路输出端连接，电池通道8的正负极还分别通过导线与检测电路的输入端连接，检测电路的输出端通过导线与释放电路的输入端连接，释放电路的输出端通过导线与废旧电池释放装置4连接。

待充电的蓄电池3自身有一定的电量，在本实施例中利用蓄电池自身的电量向废旧电池电量收集装置的电路板5供电。

整个装置的工作过程简述如下：

1.打开控制开关123后，释放电路控制释放电机43工作，释放电机43带动转轴Ⅰ44转动，并通过涡轮齿轮组件42将释放电机43输出的水平方向的力矩转变为垂直方向的力矩传送给转轴Ⅱ41，转轴Ⅱ41带动电池释放转盘45转动。在释放电路的控制下，电池释放转盘45开始顺时针方向运动，直到电池释放转盘45的触点452触碰到微动开关Ⅱ47，电机停止转动，此步骤称为位置初始化。即电池释放孔451与电池通道8错开，保证废旧电池放下后不会直接掉到废旧电池收集仓7中，此时电池通道8内的废旧电池正极与电池释放转盘45接触，电池释放转盘45作为正极触点通过导线与升压电路连接，可以接通到充电电路中给蓄电池充电。

2.位置初始化结束后，检测电路对废旧电池的电压进行检测，以判断电池是否还有电量可以收集，当电池电量不满足回收条件时，释放电路控制释放电机43工作，对废旧电池自动释放。由于检测电路只是检测电池是否还有电量可以收集，不需要长期处于检测的工作状态，考虑到耗能的问题这部分的电路设计成每10分钟检测一次，这样就可以使单片机基本上处于静态工作状态，从而大大的节省电量。

3.当检测电路检测到废旧电池的电压U满足U≤2V时（通过大量的实验数据得出，当废旧电池两端的电压小于2V时，电池开始出现胀鼓现象，且单根电池的两端电压也降到了1V以下，此时充电电路中虽然还有电流，但是这个时候电池已经不再适合继续用于充电了），释放电路控制释放电机43带动电池释放转盘45逆时针方向转动，直到电池释放转盘45的触点452触碰到微动开关Ⅰ46为止，此时释放电机43停止转动并延时5秒钟(5秒是用于给电池下落的时间)，这时侯，电池释放转盘45上的电池释放孔451正好与电池通道8对应，废旧电池在重力的作用下落入废旧电池收集仓7中，实现废旧电池的释放；5秒钟过后，释放电路控制释放电机43带动电池释放转盘45开始顺时针方向运动，直到电池释放转盘45的触点452触碰到微动开关Ⅱ47，释放电机43停止转动。

4.将新的废旧电池放入电池通道8后，废旧电池电量收集装置继续重复上述步骤，实现对废旧电池剩余电量的自动回收。

为了简化废旧电池电量收集装置的结构，在本实施例中将电路板5和蓄电池3设置在回收桶9内，作为本实施例的另一种变换，还可以将电路板5和蓄电池3设置在回收桶9的外侧或其他地方。

作为本实施例的另一种变换，所述电池通道8并不限于一个，还可以设计为两个或三个或更多个。

作为本实施例的又一种变换，所述电池通道8并不限只可以放置两个1号废旧电池，还可以设计为可放置多个其他型号废旧电池的电池通道。

作为本实施例的又一种变换，所述回收桶9并不限于为圆柱状，还可以设计为立方体状或其他形状。

作为本实施例的又一种变换，不限于用上述蓄电池3为电路板5供电，还可以单独设计一个蓄电池向电路板5供电。

作为本实施例的又一种变换，所述废旧电池释放装置的传动装置并不限于实施例所举的涡轮齿轮组件与转轴Ⅰ结合，如还可利用皮带传动或齿轮传动，还可直接将释放电机与转轴Ⅱ直接连接传动等。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种废旧电池电量收集装置，其特征在于，包括回收桶（9）、上盖板（1）、收集仓底板（6）、蓄电池（3）、电池通道（8）、废旧电池释放装置（4）和电路板（5），所述上盖板（1）位于回收桶（9）顶部开口处，收集仓底板（6）位于回收桶（9）的中部并将回收桶（9）分为电量收集仓（2）和废旧电池收集仓（7），电量收集仓（2）位于废旧电池收集仓（7）上侧，电池通道（8）设置在电量收集仓（2）内，电池通道（8）上端位于回收桶（9）的开口处并在上盖板（1）下侧，下端穿过收集仓底板（6）并延伸至废旧电池收集仓（7）上端，电路板（5）包括用于升高废旧电池电压的升压电路、用于检测废旧电池剩余电量的检测电路和用于控制废旧电池由电池通道（8）中释放到废旧电池收集仓（7）中的释放电路，电池通道（8）的正负极分别通过导线与升压电路输入端连接，蓄电池通过导线与升压电路输出端连接，电池通道（8）的正负极还分别通过导线与检测电路的输入端连接，检测电路的输出端通过导线与释放电路的输入端连接，释放电路的输出端通过导线与废旧电池释放装置（4）连接。

2.如权利要求1所述的废旧电池电量收集装置，其特征在于，废旧电池释放装置（4）包括释放电机（43）、转轴Ⅰ（44）、涡轮齿轮组件（42）、转轴Ⅱ（41）、微动开关Ⅰ（46）、微动开关Ⅱ（47）和位于收集仓底板（6）下侧的电池释放转盘（45），释放电机（43）通过导线与释放电路连接，转轴Ⅰ（44）一端与释放电机（43）连接，另一端与涡轮齿轮组件（42）连接，转轴Ⅱ（41）上端与涡轮齿轮组件（42）连接，下端穿过收集仓底板（6）的圆心并与电池释放转盘（45）的圆心固定连接，电池释放转盘（45）上设置有电池释放孔（451），电池释放转盘（45）的圆周侧缘还连接有凸出电池释放转盘（45）外的触点（452），微动开关Ⅰ（46）和微动开关Ⅱ（47）分别设置在电池释放转盘（45）圆周外侧并固定在收集仓底板（6）的底面上，微动开关Ⅰ（46）和微动开关Ⅱ（47）分别通过导线与释放电路连接，当触点（452）与微动开关Ⅱ（47）接触时，电池释放孔（451）与电池通道（8）错开，处于废旧电池电量回收状态；当触点（452）与微动开关Ⅰ（46）接触时，电池释放孔（451）与电池通道（8）重叠，处于废旧电池释放状态。

3.如权利要求2所述的废旧电池电量收集装置，其特征在于，所述上盖板（1）下表面与电池通道（8）对应位置上设置有电池通道负极触点（11），上盖板（1）上还设置有控制模块（12），电池通道负极触点（11）和控制模块（12）分别通过导线与电路板（5）连接，控制模块（12）包括外接充电接口（121）、指示灯（122）和控制开关（123）。

4.如权利要求3所述的废旧电池电量收集装置，其特征在于，所述控制模块（12）还设置有手动释放开关（124），手动释放开关（124）通过导线与释放电路连接。