CN112234273B - 一种锂电池再利用自动化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池再利用自动化处理系统，涉及锂电池加工技术领域，其包括工作台、支撑架以及拆卸机构。本发明通过拆卸机构实现在废弃排状锂电池拆解的过程中降低操作人员工作强度的效果，并提高了工作的自动化程度；也实现了对连接极片与圆柱形锂电池完全拆解分离的效果，降低了操作人员在废弃排状锂电池拆解的过程中的工作难度；同时进一步实现了提高在废弃排状锂电池拆解回收过程工作效率的效果；本发明通过抓取机构进一步实现降低工作强度、提高工作效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池加工技术领域，尤其是涉及一种锂电池再利用自动化处理系统。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用,圆柱形锂电池主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，在实际生产过程中，往往将若干圆柱形锂电池通过连接极片以串并联的方式组合成排状锂电池使用；为防止造成污染，排状锂电池在废弃使用后需要拆解回收。
目前现有针对排状锂电池拆解回收的方式主要采用人工的方式利用钳子等工具将连接极片与圆柱形锂电池拆解回收。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：连接极片与圆柱形锂电池一般通过点焊或锡焊的方式相连接，人工需要耗费大量的人力与时间，不仅工作强度大，而且工作效率低下、难以提高；过度的点焊与锡焊使连接点过于牢固，使得钳子等工具难以完全将连接极片与圆柱形锂电池拆离，不仅增加了工作难度，甚至使得造成拆解分离的不充分。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种锂电池再利用自动化处理系统，具有在废弃排状锂电池拆解的过程中降低操作人员工作强度、提高工作效率以及实现连接极片与圆柱形锂电池完全拆解分离的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种锂电池再利用自动化处理系统，包括工作台、支撑架、安装台、前匚形架、后匚形架，还包括拆卸机构，所述工作台设于地面上，若干所述安装台对称设于工作台上，若干所述支撑架对称设于工作台上，并靠近安装台的一端，所述前匚形架设于安装台远离工作台的一侧，且开口向下设置，所述后匚形架设于工作台上，且开口向下设置，并靠近支撑架设置；
所述拆卸机构包括拆卸气缸、安装板、加热块、匚形开合架、一号弹簧杆、勾块、限位槽以及压簧，若干所述支撑架相互远离的一侧嵌设安装有所述拆卸气缸，且拆卸气缸的输出端朝向相对侧的支撑架设置，所述拆卸气缸输出端设有安装板，所述安装板远离拆卸气缸的一侧设有匚形开合架，若干所述限位槽对称开设于匚形开合架内相互靠近的一侧，并远离安装板设置，限位槽内转动连接有所述勾块，勾块与限位槽之间通过所述压簧相连接，若干所述一号弹簧杆均匀设于匚形开合架内部，且远离安装板设置，一号弹簧杆远离安装板的一端连接有所述加热块。
所述匚形开合架包括伸缩气缸、一号连杆、转动板以及承接板，若干所述转动板的一端对称铰接于安装板远离拆卸气缸的一侧，转动板另一端远离安装板设置，所述安装板远离拆卸气缸的一侧均匀设有若干所述伸缩气缸，且输出端远离安装板设置，伸缩气缸的输出端连接有所述承接板，若干一号连杆分两组对称设于承接板的两侧，一号连杆一端与承接板相铰接，另一端与转动板靠近一号连杆的一侧相铰接，且铰接处相对于承接板更靠近安装板设置，若干所述一号弹簧杆设于承接板远离安装板的一侧。
作为本发明的优选技术方案，还包括有抓取机构，所述抓取机构包括悬架、抓取气缸、连接块、转动杆、二号连杆、弧形块、二号弹簧杆以及转位机构，所述转位机构设于前匚形架与后匚形架之间，并远离工作台设置，所述转位机构靠近工作台的一侧转动连接有悬架，所述悬架内嵌设安装有所述抓取气缸，抓取气缸输出端向下设置，所述抓取气缸靠近工作台的一端设有连接块，连接块靠近工作台的一侧对称设有若干所述转动杆，转动杆一端与连接块相铰接，且转动杆中部铰接有二号连杆，二号连杆远离转动杆的一端与二号连杆相铰接，若干所述二号弹簧杆对称设于转动杆相互靠近的一侧，并远离悬架设置，二号弹簧杆远离转动杆的一端连接有弧形块。
作为本发明的优选技术方案，所述转位机构包括环齿轮、齿条以及驱动机构，所述环齿轮套设安装于悬架上，所述前匚形架与后匚形架之间连接有所述齿条，且齿条与环齿轮相啮合，所述悬架远离工作台的一侧设有驱动机构。
作为本发明的优选技术方案，所述驱动机构包括丝杆、移动块、驱动齿轮和传动齿轮，所述前匚形架与后匚形架之间转动穿设有若干所述丝杆，并远离工作台设置，所述丝杆远离后匚形架的一端连接有所述传动齿轮，且若干传动齿轮之间相啮合，前匚形架远离后匚形架的一侧设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与一侧的传动齿轮相啮合，所述移动块套设并螺纹配合于若干丝杆，所述悬架远离工作台的一侧转动连接于移动块靠近工作台的一侧。
作为本发明的优选技术方案，还包括有限位块，所述限位块设于前匚形架与后匚形架相互靠近的一侧，并转动套设于若干丝杆上。
作为本发明的优选技术方案，还包括有输送机构，所述输送机构包括传送带、驱动轮以及减速轮，所述传送带设于若干安装台之间并远离工作台设置，一侧安装台的外侧设有所述减速轮，减速轮与传送带的输入端同轴连接，在减速轮同侧的安装台上设有驱动轮，所述驱动轮与减速轮以皮带的方式相啮合。
作为本发明的优选技术方案，还包括有收料盒，所述收料盒设于若干支撑架之间，且盒口向上设置。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.在实际操作的过程中，本发明通过拆卸机构实现在废弃排状锂电池拆解的过程中降低操作人员工作强度的效果，并提高了工作的自动化程度；
2.在实际操作的过程中，本发明通过拆卸机构实现对连接极片与圆柱形锂电池完全拆解分离的效果，从而降低了操作人员在废弃排状锂电池拆解的过程中的工作难度；
3.在实际操作的过程中，本发明通过拆卸机构实现提高在废弃排状锂电池拆解回收过程工作效率的效果；
4.在实际操作的过程中，本发明通过抓取机构进一步实现降低工作强度、提高工作效率的效果。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图2是拆卸机构的结构示意图。
图3是抓取机构的部分结构示意图。
图4是转位机构的结构示意图。
图5是输送机构与限位块的结构示意图。
图6是排状锂电池的结构示意图。
图中，1、工作台；2、支撑架；3、安装台；4、前匚形架；5、后匚形架；6、拆卸机构；61、拆卸气缸；62、安装板；63、加热块；64、匚形开合架；65、一号弹簧杆；66、勾块；67、限位槽；68、压簧；641、伸缩气缸；642、一号连杆；643、转动板；644、承接板；7、抓取机构；71、悬架；72、抓取气缸；73、连接块；74、转动杆；75、二号连杆；76、二号弹簧杆；77、弧形块；78、转位机构；781、环齿轮；782、齿条；783、驱动机构；7831、丝杆；7832、移动块；7833、驱动齿轮；7834、传动齿轮；8、限位块；9、输送机构；91、传送带；92、驱动轮；93、减速轮；10、收料盒。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。
为本发明的一种锂电池再利用自动化处理系统，包括工作台1、支撑架2、安装台3、前匚形架4、后匚形架5，还包括拆卸机构6；工作台1设于地面上，2个安装台3对称设于工作台1上，2个支撑架2对称设于工作台1上，并靠近安装台3的一端，以供拆卸机构6安装；前匚形架4垂直安装于安装台3远离工作台1的一侧，且开口向下设置，后匚形架5垂直固定安装于工作台1上，且开口向下设置，并靠近支撑架2与前匚形架4相平行设置。
拆卸机构6包括拆卸气缸61、安装板62、加热块63、匚形开合架64、一号弹簧杆65、勾块66、限位槽67以及压簧68，若干支撑架2相互远离的一侧嵌设安装有拆卸气缸61，且拆卸气缸61的输出端朝向相对侧的支撑架2设置；拆卸气缸61输出端固定连接有安装板62，安装板62远离拆卸气缸61的一侧设有匚形开合架64，若干限位槽67对称开设于匚形开合架64内相互靠近的一侧，并远离安装板62设置；限位槽67内转动连接有勾块66，勾块66与限位槽67之间通过压簧68相连接，勾块66在压簧68的挤压下有远离安装板62的趋势，并被限位槽67槽壁抵触限位，且勾块66通过转动完全置于限位槽67内；若干一号弹簧杆65均匀设于匚形开合架64内部，且远离安装板62设置，一号弹簧杆65远离安装板62的一端连接有加热块63，在本实施例中，当排状锂电池的连接极片朝向拆卸机构6时，启动若干拆卸气缸61，通过安装板62驱动若干匚形开合架64移动靠近连接极片，若干勾块66在移动的过程中最初被挤压至限位槽67内，然后在连接极片越过限位槽67内的勾块66时，位于若干圆柱形锂电池之间空隙的部分勾块66回到初始位置，拆卸气缸61停顿，且已经加热的加热块63在弹簧杆的作用下抵触挤压连接极片，在一段时间的加热后，连接极片与若干圆柱形锂电池焊接点开始变软薄弱，且处于易脱落状态，再反向启动拆卸气缸61，使若干匚形开合架64相互远离，移动远离的过程中，若干回到初始位置的勾块66在一号弹簧杆65的作用下勾住连接极片，并通过拉动使得连接极片与圆柱形锂电池拆除分离。
匚形开合架64包括伸缩气缸641、一号连杆642、转动板643以及承接板644，若干转动板643的一端对称铰接于安装板62远离拆卸气缸61的一侧，转动板643另一端远离安装板62设置，安装板62远离拆卸气缸61的一侧均匀设有若干伸缩气缸641，且输出端远离安装板62设置，伸缩气缸641的输出端连接有承接板644；若干一号连杆642分两组对称设于承接板644的两侧，一号连杆642一端与承接板644相铰接，另一端与转动板643靠近一号连杆642的一侧相铰接，且铰接处相对于承接板644更靠近安装板62设置，若干一号弹簧杆65设于承接板644远离安装板62的一侧；在本实施例中，在初始状态下，伸缩气缸641处于最大伸展状态，且相对侧的转动板643保持相平行的状态，当伸缩气缸641启动开始收缩时抵触驱使两个转动板643相互远离，同时通过承接板644使二号弹簧杆76与加热块63慢慢靠近安装板62，在拆卸机构6完成对圆柱形锂电池和连接极片拆除分离后，使连接极片脱离拆卸机构6并掉落下来，防止极片卡在拆卸机构6内。
还包括有抓取机构7，抓取机构7包括悬架71、抓取气缸72、连接块73、转动杆74、二号连杆75、弧形块77、二号弹簧杆76以及转位机构78，转位机构78设于前匚形架4与后匚形架5之间，并远离工作台1设置，转位机构78靠近工作台1的一侧转动连接有悬架71，悬架71类似回形框；悬架71内嵌设安装有抓取气缸72，抓取气缸72输出端滑动穿设于悬架71靠近工作台1的一侧并向下设置，抓取气缸72靠近工作台1的一端设有连接块73；连接块73靠近工作台1的一侧对称设有若干转动杆74，转动杆74一端与连接块73相铰接，且转动杆74中部铰接有二号连杆75，且铰接处相对于连接块73更加靠近工作台1；二号连杆75远离转动杆74的一端与二号连杆75相铰接，若干二号弹簧杆76对称设于转动杆74相互靠近的一侧，并远离悬架71设置，二号弹簧杆76远离转动杆74的一端连接有弧形块77，以起到在抓取排状锂电池的时的缓冲作用，防止抓取时过于松懈或过度挤压对拍状锂电池造成不必要形变；在本实施例中，初始状态下抓取气缸72处于伸展状态，启动抓取气缸72开始收缩时，通过连接块73、二号连杆75使转动杆74相互靠近，同时也带动弧形块77相互靠近，抵触挤压排状锂电池，进一步降低操作人员的工作强度，实现自动化的操作。
转位机构78包括环齿轮781、齿条782以及驱动机构783，环齿轮781套设安装于悬架71上，前匚形架4与后匚形架5之间连接有齿条782，且齿条782与环齿轮781相啮合，悬架71远离工作台1的一侧连接有驱动机构783，在本实施例中，当抓取机构7完成对排状锂电池的抓取后，启动驱动机构783使环齿轮781沿着齿条782啮合的方向转动，并带动抓取机构7移动且转动，使得抓取机构7转动90°或270°并位于拆卸机构6之间，以方便进行拆解分离的操作。
驱动机构783包括丝杆7831、移动块7832、驱动齿轮7833和传动齿轮7834，前匚形架4与后匚形架5之间转动穿设有若干丝杆7831，并远离工作台1设置，且丝杆7831与齿条782相平行设置；丝杆7831远离后匚形架5的一端连接有传动齿轮7834，且若干传动齿轮7834之间相啮合，前匚形架4远离后匚形架5的一侧设有驱动齿轮7833，驱动齿轮7833与一侧的传动齿轮7834相啮合，移动块7832套设并螺纹配合于若干丝杆7831，悬架71远离工作台1的一侧转动连接于移动块7832靠近工作台1的一侧，在本实施例中，丝杆7831数量优选为2-3，在驱动齿轮7833驱动通过啮合传动使若干传动齿轮7834转动，并带动若干丝杆7831同速转动，使移动块7832沿着丝杆7831在前匚形架4与后匚形架5之间移动，进而带动悬架71在转位机构78的作用下移动并转动。
还包括有限位块8，限位块8设于前匚形架4与后匚形架5相互靠近的一侧，并转动套设于若干丝杆7831上，在本实施例中，当移动块7832轻微抵触安装在前匚形架4的限位块8时，悬架71处于垂直于齿条782的初始位置状态，当移动块7832轻微抵触安装在后匚形架5的限位块8时，悬架71则正好位于拆卸机构6之间并与齿条782相平行。
还包括有输送机构9，输送机构9包括传送带91、驱动轮92以及减速轮93，传送带91水平设于若干安装台3之间并远离工作台1设置，一侧安装台3的外侧设有减速轮93，减速轮93与传送带91的输入端同轴连接，在减速轮93同侧的安装台3上设有驱动轮92，驱动轮92与减速轮93以皮带的方式相啮合，在本实施例中，若干排状锂电池依次等间距放置传送带91上，通过驱动轮92与减速轮93使传送带91以较为缓慢的速度行进，且两个排状锂电池运动距离的时间够拆卸机构6与抓取机构7的完成一次完整的动作。
还包括有收料盒10，收料盒10设于若干支撑架2之间，且盒口向上设置，当拆卸机构6完成对若干连接极片与若干圆柱形锂电池拆解分离时，收料盒10将其进行收集。
本实施例的实施原理为：
步骤一：先对加热块63进行加热，将若干排状锂电池以人工的方式依次等间距放置传送带91上，启动驱动轮92带动减速轮93转动，使传送带91以较为缓慢的速度行进；
步骤二：当排状锂电池移动至悬架71正下方时，启动抓取气缸72开始收缩时，通过连接块73、二号连杆75使转动杆74相互靠近，同时也带动弧形块77相互靠近，挤压并抓取排状锂电池；
步骤三：启动驱动齿轮7833，通过啮合传动使若干传动齿轮7834转动，并带动若干丝杆7831同速转动，使移动块7832沿着丝杆7831在前匚形架4与后匚形架5之间移动，进而带动悬架71在环齿轮781与齿条782的啮合作用下转动至与齿条782相平行的位置状态；
步骤四：启动若干拆卸气缸61，通过安装板62驱动若干匚形开合架64移动靠近连接极片，若干勾块66在移动的过程中被挤压至限位槽67内，然后在连接极片越过限位槽67内的勾块66时，位于若干圆柱形锂电池之间空隙的部分勾块66回到初始位置，拆卸气缸61停顿；
步骤五：已经加热的加热块63在弹簧杆的作用下抵触挤压连接极片，在一段时间的加热后，连接极片与若干圆柱形锂电池焊接点开始变软薄弱，且处于易脱落状态，再反向启动拆卸气缸61，使若干匚形开合架64相互远离，移动远离的过程中，若干回到初始位置的勾块66在一号弹簧杆65的作用下勾住连接极片，并通过拉动使得连接极片与圆柱形锂电池拆除分离；
步骤六：启动伸缩气缸641，使两个转动板643相互远离，同时通过承接板644使二号弹簧杆76与加热块63慢慢靠近安装板62，在拆卸机构6完成对圆柱形锂电池和连接极片拆除分离后，使连接极片脱离拆卸机构6并掉落下来；
步骤七：同时再依次反向启动伸缩气缸641、驱动齿轮7833与抓取气缸72，使抓取机构7与拆卸机构6回到初始状态；
以完成一次对排状锂电池拆解分离与回收的完整工作过程，并重复步骤二至步骤七。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种锂电池再利用自动化处理系统，包括工作台（1）、支撑架（2）、安装台（3）、前匚形架（4）、后匚形架（5），其特征在于：还包括拆卸机构（6），所述工作台（1）设于地面上，若干所述安装台（3）对称设于工作台（1）上，若干所述支撑架（2）对称设于工作台（1）上，并靠近安装台（3）的一端，所述前匚形架（4）设于安装台（3）远离工作台（1）的一侧，且开口向下设置，所述后匚形架（5）设于工作台（1）上，且开口向下设置，并靠近支撑架（2）设置；
所述拆卸机构（6）包括拆卸气缸（61）、安装板（62）、加热块（63）、匚形开合架（64）、一号弹簧杆（65）、勾块（66）、限位槽（67）以及压簧（68），若干所述支撑架（2）相互远离的一侧嵌设安装有所述拆卸气缸（61），且拆卸气缸（61）的输出端朝向相对侧的支撑架（2）设置，所述拆卸气缸（61）输出端设有安装板（62），所述安装板（62）远离拆卸气缸（61）的一侧设有匚形开合架（64），若干所述限位槽（67）对称开设于匚形开合架（64）内相互靠近的一侧，并远离安装板（62）设置，限位槽（67）内转动连接有所述勾块（66），勾块（66）与限位槽（67）之间通过所述压簧（68）相连接，若干所述一号弹簧杆（65）均匀设于匚形开合架（64）内部，且远离安装板（62）设置，一号弹簧杆（65）远离安装板（62）的一端连接有所述加热块（63）；
所述匚形开合架（64）包括伸缩气缸（641）、一号连杆（642）、转动板（643）以及承接板（644），若干所述转动板（643）的一端对称铰接于安装板（62）远离拆卸气缸（61）的一侧，转动板（643）另一端远离安装板（62）设置，所述安装板（62）远离拆卸气缸（61）的一侧均匀设有若干所述伸缩气缸（641），且输出端远离安装板（62）设置，伸缩气缸（641）的输出端连接有所述承接板（644），若干所述一号连杆（642）分两组对称设于承接板（644）的两侧，且一号连杆（642）一端与承接板（644）相铰接，另一端与转动板（643）靠近一号连杆（642）的一侧相铰接，且铰接处相对于承接板（644）更靠近安装板（62）设置，若干所述一号弹簧杆（65）设于承接板（644）远离安装板（62）的一侧；
锂电池再利用自动化处理系统还包括有抓取机构（7），所述抓取机构（7）包括悬架（71）、抓取气缸（72）、连接块（73）、转动杆（74）、二号连杆（75）、弧形块（77）、二号弹簧杆（76）以及转位机构（78），所述转位机构（78）设于前匚形架（4）与后匚形架（5）之间，并远离工作台（1）设置，所述转位机构（78）靠近工作台（1）的一侧转动连接有悬架（71），所述悬架（71）内嵌设安装有所述抓取气缸（72），抓取气缸（72）输出端向下设置，所述抓取气缸（72）靠近工作台（1）的一端设有连接块（73），连接块（73）靠近工作台（1）的一侧对称设有若干所述转动杆（74），转动杆（74）一端与连接块（73）相铰接，且转动杆（74）中部铰接有二号连杆（75），二号连杆（75）远离转动杆（74）的一端与二号连杆（75）相铰接，若干所述二号弹簧杆（76）对称设于转动杆（74）相互靠近的一侧，并远离悬架（71）设置，二号弹簧杆（76）远离转动杆（74）的一端连接有弧形块（77）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池再利用自动化处理系统，其特征在于：所述转位机构（78）包括环齿轮（781）、齿条（782）以及驱动机构（783），所述环齿轮（781）套设安装于悬架（71）上，所述前匚形架（4）与后匚形架（5）之间连接有所述齿条（782），且齿条（782）与环齿轮（781）相啮合，所述悬架（71）远离工作台（1）的一侧设有驱动机构（783）。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池再利用自动化处理系统，其特征在于：所述驱动机构（783）包括丝杆（7831）、移动块（7832）、驱动齿轮（7833）和传动齿轮（7834），所述前匚形架（4）与后匚形架（5）之间转动穿设有若干所述丝杆（7831），并远离工作台（1）设置，所述丝杆（7831）远离后匚形架（5）的一端连接有所述传动齿轮（7834），且若干传动齿轮（7834）之间相啮合，前匚形架（4）远离后匚形架（5）的一侧设有驱动齿轮（7833），所述驱动齿轮（7833）与一侧的传动齿轮（7834）相啮合，所述移动块（7832）套设并螺纹配合于若干丝杆（7831），所述悬架（71）远离工作台（1）的一侧转动连接于移动块（7832）靠近工作台（1）的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池再利用自动化处理系统，其特征在于：还包括有限位块（8），所述限位块（8）设于前匚形架（4）与后匚形架（5）相互靠近的一侧，并转动套设于若干丝杆（7831）上。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池再利用自动化处理系统，其特征在于：还包括有输送机构（9），所述输送机构（9）包括传送带（91）、驱动轮（92）以及减速轮（93），所述传送带（91）设于若干安装台（3）之间并远离工作台（1）设置，一侧安装台（3）的外侧设有所述减速轮（93），减速轮（93）与传送带（91）的输入端同轴连接，在减速轮（93）同侧的安装台（3）上设有驱动轮（92），所述驱动轮（92）与减速轮（93）以皮带的方式相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池再利用自动化处理系统，其特征在于：还包括有收料盒（10），所述收料盒（10）设于若干支撑架（2）之间，且盒口向上设置。
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