CN112242550A - 动力电池梯次利用自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池梯次利用自动化生产线，沿物料的传输方向依次设置有外观检测系统、筛分装置、转运系统、余能检测装置、极耳安装装置和组装系统，另外还设有配组装置和贴膜装置，配组装置位于所述余能检测装置、极耳安装装置和配组工位之间。本发明能够实现退役动力电池梯次利用从外观检测、电压检测、余能检测、配组、安装极耳、组装等全过程的自动化。

Description

动力电池梯次利用自动化生产线

技术领域

本发明涉及退役动力电池回收利用技术领域，特别涉及一种动力电池梯次利 用自动化生产线。

背景技术

退役动力电池根据电池容量的多少也分为两种不同的处理方式，电容在 20％～80％可以做梯次利用，电池余量低于20％需进行回收再生处理，梯次利用 使得退役锂电池的利用得到充分的挖掘，而梯次利用的产品可以用在通讯基站， 小型分布式储能、变电站直流充电系统、小型动力电车上，尤其是5G基站覆盖 面积小，数量将是4G基站的5倍，预计未来5年通信基站电池需求量将超过 50+GWh，因此对于梯次利用产品的需求会有大幅度的增加。

现有梯次利用产品生产过程中的极耳安装、余能检测大多是半自动，对于退 役电池的外观检查、贴保护膜、产品组装都是人工作业，人员投入量大，操作不 当极易产生短路起火等安全事故，存在较大的安全隐患，而且效率低，精确程度 不足，不适合大批量退役动力电池的梯次利用，局限性明显。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一 种动力电池梯次利用自动化生产线，能够实现退役动力电池梯次利用从外观检 测、电压检测、余能检测、配组、安装极耳、组装等全过程的自动化。

根据本发明的第一方面实施例的动力电池梯次利用自动化生产线，沿物料的 传输方向依次设置有：

外观检测系统，包括外观扫描器、第一翻转装置和电压检测器，先利用外观 扫描器检测电池单体三个面后通过第一翻转装置将电池单体翻转180°再检测 电池单体的其余三个面；

筛分装置，包括第一抓手，用于夹取外观不合格和电压低的电池单体；

转运系统，包括第二翻转装置和输送机构，所述第二翻转装置将电池单体翻 转90°使电极朝上，所述输送机构将翻转后的电池单体输送至下一工序；

余能检测装置，包括若干测容室，所述测容室的上方设有测容针，电池单体 进入测容室后所述测容针可与电池单体的电极接触；

极耳安装装置，包括钻孔机构和上螺钉工位；

组装系统，依次设有配组工位、极耳焊接工位和盖板安装工位，每个工位均 通过机械臂作业，所述配组工位将安装极耳后的电池单体按照正负极错开的排列 方式放置到储能柜中，极耳焊接工位将正负错开的电池单体串联起来，盖板安装 工位将上盖和储能柜连接起来；

配组装置，包括第二抓手，位于所述余能检测装置、极耳安装装置和配组工 位之间，所述第二抓手将余能检测后的电池单体分类夹取至所述极耳安装装置进 行极耳安装之后夹取至所述配组工位。

根据本发明实施例的动力电池梯次利用自动化生产线，至少具有如下有益效 果：

1、本发明实现了退役动力电池梯次利用从外观检测、电压检测、余能检测、 配组、安装极耳、组装等全过程的自动化。

2、本发明通过外观检测系统在电池单体传输过程中完成了其外观的立体数 据采集，实现了退役动力电池外观检测高效率和精确性，避免了传统检测的误判、 漏检等人为错误。

3、本发明所采用的余能检测装置，可以实现批量化检测，自动化上料和卸 料，自动化配组，解决了传统余能检测劳动量大、检测效率低、配组错误率高等 问题。

4、本发明所采用的极耳安装装置，实现了钻孔和上螺钉一体化，可以连续 作业，减少极耳安装的工艺流程，缩短了极耳安装的工序，极大地提高了生产效 率。

5、本发明采用多机械臂协同组装的方式，对梯次利用产品进行组装，实现 组装的自动化，自动化程度高，充分保证了产品品质的一致性，大幅度降低传统 人工组装产生的安全隐患。

根据本发明的一些实施例，还包括贴膜装置，所述筛分装置可将外观不合格 的电池单体夹取至所述贴膜装置进行贴膜；所述贴膜装置包括：

贴膜平台、膜带摊铺机构，所述膜带摊铺机构用于将膜卷摊开并平铺在所述 贴膜平台上形成膜带；

第一滚杆组件，包括两条水平设置的第一滚杆，所述第一滚杆位于所述膜带 的下方，工作状态下，电池单体放置于所述膜带上，两条所述第一滚杆向上运动 将所述膜带贴合于电池单体的前后两面上；

第二滚杆组件，设于所述贴膜平台的两侧，所述第二滚杆组件包括可张合的 第二滚杆支架，每个所述第二滚杆支架上均设有两条竖直的第二滚杆，所述第二 滚杆组件可运动至电池单体的两侧并通过所述第二滚杆支架的开合运动带动所 述第二滚杆在电池单体的左右侧面上滚动使所述膜带贴合于电池单体的左右两 面上；

压杆，所述压杆吸附膜纸后运动至电池单体的上方并将膜纸压贴到电池单体 的上面。

根据本发明的一些实施例，所述外观检测包括相互垂直的第一传送带和第二 传送带，所述第一传送带和所述第二传送带的两侧和上方分别设有外观检测仪， 所述第一翻转装置位于所述第一传送带的输出端和所述第二传送带的输入端之 间。

根据本发明的一些实施例，所述第一翻转装置包括旋转支架和第一推杆，所 述旋转支架上设有用于装载电池单体的载物腔，所述载物腔的前方和后方分别设 有电池进出口和推进口，所述电池进出口与所述第一传送带的输出端对齐，电池 单体从所述电池进出口进入所述载物腔，所述旋转支架旋转180°带动所述载物 腔翻转180°，然后所述第一推杆经所述推进口进入所述载物腔将电池单体推出 至所述第二传送带的输入端，所述电压检测器设置于所述第一推杆上。

根据本发明的一些实施例，所述输送机构为第三传送带，所述第二翻转装置 位于所述外观检测系统的输出端和所述第三传送带的输入端之间，所述第二翻转 装置包括可伸缩的第一挡板、翻转台、行驶轨道和提拉机构，所述第一挡板位于 所述第三传送带上，所述行驶轨道与所述第三传送带平行，所述第三传送带的末 端的一侧设有第二推杆；初始状态下所述翻转台呈水平设置，工作时，所述提拉 机构拉动所述翻转台沿所述行驶轨道运动直到所述翻转台进入所述第三传送带 后抵住所述第一挡板并翻转90°使得电池单体的电极朝上。

根据本发明的一些实施例，所述提拉机构包括滑轨和连杆，所述滑轨与所述 第三传送带平行且位于所述翻转台的侧上方，所述连杆的一端与所述滑轨活动连 接，另一端与所述翻转台连接。

根据本发明的一些实施例，所述余能检测装置包括：

测容架，为垂直式多层架体结构，每层设有若干个所述测容室；

上料机构，包括可升降的载物架、顶升运输小车和第一升降台，所述第一升 降台设于所述载物架的旁侧进行升降运动，所述顶升运输小车可运动至所述载物 架的下方并将所述载物架抬起，所述顶升运输小车可来回移动于所述测容架和所 述第一升降台之间；

上料时，所述载物架装载着电池单体并通过所述第一升降台上升至所述载物 架的任意层，再通过所述顶升运输小车将所述载物架运输至所述测容室，所述载 物架将电池单体抬升直至电池单体的电极与所述测容针接触；

第二升降台，位于所述载物架的旁侧进行升降运动，所述顶升运输小车可来 回移动于所述测容架和所述第二升降台之间，卸料时，所述顶升运输小车运送所 述载物架到达所述第二升降台并随所述第二升降台降落。

根据本发明的一些实施例，所述极耳安装装置还包括：

工作台，所述钻孔机构安装于所述工作台上，所述钻孔机构包括两个竖直向 下的钻头，所述上螺钉工位安装于所述工作台上，所述上螺钉工位包括两个落钉 口；

水平设置的旋转台，位于所述钻孔机构和所述上螺钉工位之间，所述旋转台 上设有用于夹紧动力电池的夹紧机构；

工作时，动力电池的电极朝上并由所述夹紧机构夹紧后随所述旋转台旋转至 所述钻孔机构使得动力电池的两个电极分别对准两个所述钻头，完成钻孔的动力 电池随所述旋转台旋转至所述上螺钉工位使得动力电池的两个电极分别对准两 个所述落钉口。

根据本发明的一些实施例，所述极耳焊接工位包括用于将极耳和电线焊接一 体的锡焊器，所述锡焊器由机械臂驱动。

根据本发明的一些实施例，所述盖板安装工位包括电磁吸盘和上螺钉机构， 所述电磁吸盘和所述上螺钉机构分别由机械臂驱动。

根据本发明的一些实施例，所述第一抓手由机械臂驱动，所述第一抓手包括 水平的抓手支架，所述抓手支架的两端对称设有竖直的夹板，所述夹板由液压缸 驱动使其完成开合夹取运动。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的整体结构的示意图；

图2为贴膜装置的整体结构示意图；

图3为贴膜装置的俯视图；

图4为贴膜装置的侧视图；

图5为图2另一视觉的结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为外观外观检测系统和转运系统的结构示意图；

图8为图7中A处的局部放大图；

图9为图7中B处的局部放大图

图10为第一翻转装置的结构示意图；

图11为转运系统的结构示意图；

图12为第二翻转装置的结构示意图；

图13为余能检测装置的结构示意图；

图14为载物架的结构示意图；

图15为载物架的正投影视图；

图16为极耳安装装置的整体结构的示意图；

图17为上螺钉机构的结构示意图。

外观检测系统100、外观扫描器110、第一翻转装置120、旋转支架121、第 一推杆122、载物腔123、第一传送带140、第二传送带150、第一抓手200、转 运系统300、翻转台310、第三传送带320、档杆321、第一挡板331、行驶轨道 332、滑轨333、滑块334、滑槽335、第一连杆336、余能检测装置400、测容 室410、测容架420、前运输板421、后运输板422、载物架430、底板431、水 平托板432、侧板433、顶升运输小车440、第一升降台450、第二升降台460、 测容针470、丝杠481、横杆482、伸缩架机构483、第三连杆484、第四连杆485、 限位块490、极耳安装装置500、钻孔机构510、钻头511、上螺钉机构520、落 钉口521、长滑槽522、限位锥组件523、第五推杆524、螺丝刀525、开合叶526、 弹簧527、套筒528、工作台530、旋转台540、第二挡板551、第四推杆552、 组装系统600、储能柜610、配组工位620、极耳焊接工位630、盖板安装工位 640、第二抓手700、贴膜装置800、贴膜平台810、通槽811、膜卷盒820、压 膜横杆821、切割刀822、第一滚杆830、第二滚杆支架840、第二滚杆841、第 三推杆842、第二连杆843、安装架844、压杆850、第一滚杆支架860、滚动轨 道861、定位块870、膜带880、电池单体900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对 本发明的限制。

参照图1，一种动力电池梯次利用自动化生产线，沿物料的传输方向依次设 置有：

外观检测系统100，主要是通过对电池单体900进行外观检测获得外观信息， 同时检测电池单体900的电压，为筛分装置的分选提供数据。外观检测系统100 包括外观扫描器110、第一翻转装置120和电压检测器，首先利用外观扫描器1 10检测电池单体900三个面后通过第一翻转装置120将电池单体900翻转180° 再检测电池单体900的其余三个面，此过程也对电池单体900进行电压检测；

筛分装置，基于外观检测系统100和电压检测器反馈的结果对电池单体900 进行初步的筛选，去除外观不合格以及电压≤1.5V的电池单体900，筛分装置包 括第一抓手200，用于夹取外观不合格的电池单体900；

转运系统300，将外观检测合格及贴膜后的电池单体900进行翻转后聚集形 成一组电池单体900集合，为接下来的余能检测提供方便。转运系统300包括第 二翻转装置和输送机构，第二翻转装置接住上一工序传送来的电池单体900，第 二翻转装置将电池单体900翻转90°使电极朝上，翻转后的电池单体900在输 送机构上聚集一定数量后整体输送至下一工序，即余能检测装置400；

余能检测装置400，余能检测装置400是梯次利用的重要检测环节，需要对 动力电池进行充放电来检测电池的容量，然后对相近电容的动力电池单体900 进行配组，余能检测其实是为后一步的配组分类提供数据支持。余能检测装置4 00包括若干测容室410，测容室410的上方设有测容针470，聚集后的电池单体 900进入测容室410后测容针470可与电池单体900的电极接触；

极耳安装装置500，极耳安装可以通过钻孔上螺钉实现，极耳安装装置500 包括钻孔机构510和上螺钉工位，电池单体900在极耳安装装置500上先对电极 钻孔，再切换到上螺钉工位进行极耳安装；

组装系统600，将配组并安装极耳后的电池单体900安装到储能柜610中， 通过组装形成储能等梯次利用产品，储能柜610由控制板安装室、储能室、电线 连通孔等主要部分组成。组装系统600依次设有配组工位620、极耳焊接工位6 30和盖板安装工位640，每个工位均通过机械臂作业，组装系统600还包括轨道 式传输底座650和移动平台660，移动平台660承载储能柜610在传输底座650 上运动使储能柜610依次经过配组工位620、极耳焊接工位630和盖板安装工位 640。配组工位620将安装极耳后的电池单体900按照正负极错开的排列方式放 置到储能柜610中，然后储能柜610移动至极耳焊接工位630，将正负错开的电池单体900串联起来，串联好储能室中动力电池的正负极后，储能柜610移动至 盖板安装工位640，将上盖和储能柜610连接起来，整个梯次利用产品的自动化 生产完成；

配组装置，在控制平台对余能检测装置400反馈的数据处理为基础，对一组 动力动池单体进行分类夹取，即梯次利用中的配组，将电容和电压在同一区间的 动力电池单体900放置在一起。配组装置由机械臂和第二抓手700组成，配组装 置位于余能检测装置400、极耳安装装置500和配组工位620之间，第二抓手7 00将余能检测后的电池单体900分类夹取至极耳安装装置500进行极耳安装之 后夹取至配组工位620进行分组摆放。

在其中的一些实施例中，参照图2-6，还包括贴膜装置800，筛分装置可将 外观不合格的电池单体900夹取至贴膜装置800进行贴膜；贴膜装置800包括：

贴膜平台810；

膜带摊铺机构，用于将膜卷摊开并平铺在贴膜平台810上形成膜带880；

第一滚杆组件，包括两条水平设置的第一滚杆830，且两条第一滚杆830的 距离略大于一个电池单体900宽度，第一滚杆830位于膜带880的下方，工作状 态下，电池单体900放置于膜带880上且位于两条第一滚杆830之间，两条第一 滚杆830向上运动将膜带880贴合于电池单体900的前后两面上，然后第一滚杆 830复位；

需要说明的是，膜带880的宽度略大于电池单体900的长+宽，当完成前后 两面的贴膜后，电池单体900的左右侧还突出部分膜纸用于包覆电池单体900 的左右面；

第二滚杆组件，设于贴膜平台810的两侧，第二滚杆组件包括可张合的第二 滚杆支架840，每个第二滚杆支架840上均设有两条竖直的第二滚杆841，工作 时，第二滚杆组件运动至电池单体900的两侧并通过第二滚杆支架840的水平开 合运动带动第二滚杆841在电池单体900的左右侧面上滚动，使得电池单体900 左右侧上突出的膜纸向中间包覆并贴合于电池单体900的上，于是完成电池单体 900左右两面的贴膜；

压杆850，可以由机械臂或气缸驱动，压杆850上设有吸气孔，工作时，压 杆850吸附膜纸后运动至电池单体900的上方并将膜纸压贴到电池单体900的上 面。压杆850的下方设有压头，压头略大于电池单体900上面的面积，压头上留 有与电极配合的孔洞，压贴时电极能够顺利穿过孔洞使得膜纸与膜纸与电池单体 900的上表面贴合而且不会覆盖电极。需要说明的是，压杆850所吸附的膜纸是 单独的小块膜纸，其上留有电极口。

贴膜装置800通过第一滚杆组件、第二滚杆组件和压杆850依次对电池单体 900的前后、左右和上面进行贴膜，实现了电池单体900的自动化贴膜，贴膜效 率高、质量好，不会因为人工贴膜产生气泡多、漏贴等现象。

在其中的一些实施例中，膜带摊铺机构包括可前后运动的膜卷盒820、压膜 横杆821和用于切割膜带880的切割刀822，压膜横杆821位于贴膜平台810的 后侧，工作时，膜卷盒820装有膜卷，膜卷盒820从贴膜平台810的前方向后运 动直到压膜横杆821的下方，压膜横杆821向下运动压住膜带880后膜卷盒820 向前回缩使膜带880摊开并平铺在贴膜平台810上，再利用切割刀822向上切割 将膜带880与膜卷分离。该膜带摊铺机构结构简单，相应迅速，工作效率高；

在其中的一些实施例中，膜卷盒820的底板431向外延伸形成突出部，突出 部的前端设有凹凸状的齿形，压膜横杆821上设有与突出部相配合的齿形，此结 构可以使压膜横杆821能够交错地压住膜带880而不压住卷膜盒，保证卷膜盒能 够顺利回退。

在其中的一些实施例中，贴膜平台810上设有两条平行的通槽811，位于贴 膜平台810的中央，两条通槽811相距大约一个电池单体900宽度的距离，两条 通槽811之间的平台用于放置电池单体900；第一滚杆组件还包括两个可上下移 动的第一滚杆支架860，第一滚杆支架860竖直设于贴膜平台810的左右两侧， 每个第一滚杆支架860上均设有两条对称的滚动轨道861，第一滚杆830可沿滚 动轨道861上下运动，第一滚杆830可通过通槽811。初始状态下第一滚杆支架 860的顶端不高于贴膜平台810，工作时，第一滚杆支架860从贴膜平台810的 下方向上运动直到滚动轨道861的顶端略高于电池单体900，第一滚杆830经通 槽811自下而上运动将膜带880贴合于电池单体900的前后两侧面上，然后第一 滚杆支架860下降恢复初始状态。第一滚杆支架860为第一滚杆830提供上下运 动的导轨，即滚动轨道861，提高第一滚杆830运动的稳定性。

在其中的一些实施例中，第一滚杆组件还包括水平设置的定位块870，两个 第一滚杆支架860的底部通过定位块870连接，定位块870与气缸连接。当定位 块870抵住贴膜平台810时，说明已到达目标位置，两个第一滚杆支架860为一 体结构由气缸驱动，保证两个第一滚杆支架860的运动完全同步，更易于控制和 调节。

在其中的一些实施例中，第二滚杆支架840由两个水平设置的第三推杆842、 两个水平设置的第二连杆843以及两个竖直设置的安装架844组成，第三推杆8 42由气缸驱动，两个第二连杆843的中部通过铰链连接呈剪刀状，第二连杆84 3的一端与第三推杆842铰接，另一端与安装架844固接，第二滚杆841转动连 接于安装架844上。工作时，气缸驱动第三推杆842，第三推杆842推动第二连 杆843，第二连杆843绕铰链旋转，使得第二连杆843端部的安装架844向外张 开，气缸回退时安装架844向内闭合，气缸的往复运动实现第二滚杆支架840 的开合，该结构简单轻巧。

在其中的一些实施例中，第一滚杆830通过电机驱动使第一滚杆830沿滚动 轨道861上下滚动，第一滚杆830和滚动轨道861可以是齿轮齿条配合，该结构 稳定性好，安装方便，成本低。

在其中的一些实施例中，参照图7-9，外观检测系统100包括相互垂直的第 一传送带140和第二传送带150，第一传送带140和第二传送带150的两侧和上 方分别设有外观检测仪，即一共设有6个外观检测仪，电池单体900经过第一传 送带140时，位于第一传送带140两侧和上方的检测仪可检测电池单体900的a、 b、c面，第一翻转装置120位于第一传送带140的输出端和第二传送带150的 输入端之间，当电池单体900经第一翻转装置120水平翻转180°后进入第二传 送带150，位于第二传送带150两侧和上方的检测仪可检测电池单体900的d、e、 f面，即可完成六面外观扫描，其外观是否合格就可以的到判断。该外观检测系 统100在电池传输过程中完成了其外观的立体数据采集，实现了退役动力电池外 观检测高效率和精确性，避免了传统检测的误判、漏检等人为错误。

在其中的一些实施例中，参照图10，第一翻转装置120主要实现电池单体9 00的翻面与电压检测，第一翻转装置120包括旋转支架121和第一推杆122，旋 转支架121上设有用于装载电池单体900的载物腔123，载物腔123至少两个以 上，优选为四个且沿旋转支架121周向均匀分布；载物腔123的前方和后方分别 设有电池进出口和推进口，电池进出口与第一传送带140的输出端对齐，工作时， 首先是载物腔123接收来自第一传送带140传送过来的电池单体900，电池单体 900从电池进出口进入，旋转支架121旋转180°带动载物腔123一起翻转180°， 使得装有电池单体900的载物腔123移动到下一工位即顶出工位，此时电池单体 900已随载物腔123一起翻转180°，第一推杆122位于顶出工位上，第一推杆 122经推进口进入载物腔123将电池单体900推出至第二传送带150的输入端， 为完成电池单体900另外三个面的外观检测提供条件。电压检测器设于第一推杆 122前端面上，第一推杆122上在推出电池单体900的同时电压检测器与电极接 触，进而测得电池单体900的电压。第一翻转装置120既可以翻转电池单体900 又能检测电压，载物腔123的尺寸根据电池单体900设计，翻转过程不会损坏电 池单体900。

在其中的一些实施例中，参照图11，输送机构为第三传送带320，第二翻转 装置位于第二传送带150的输出端和第三传送带320的输入端之间，第二翻转装 置包括可伸缩的第一挡板331、带轮子的翻转台310、行驶轨道332和提拉机构， 第一挡板331位于第三传送带320上且由气缸驱动，行驶轨道332与第三传送带 320平行，第三传送带320的末端的一侧设有第二推杆；初始状态下翻转台310 呈水平设置，可以接收第二传送带150传来的电池单体900，工作时，提拉机构 拉动翻转台310沿行驶轨道332运动直到翻转台310进入第三传送带320，翻转 台310的前轮接触到第一挡板331，提拉机构继续向前拉动翻转台310，由于第一挡板331的阻挡作用使得整个翻转台310会以前轮为轴向前旋转，将电池单体 900翻转90°，由于翻转台310和第三传送带320垂直方向上有一定的距离，电 池单体900在翻转后会落到第三传送带320上，下一个电池单体900以同样的方 式进行翻转，只是阻挡作用不是由第一挡板331引起的而是由上一个电池单体9 00的阻挡实现翻转的，当在第一挡板331处聚集到一定数量的电池单体900(如 15个)后，第一挡板331自动抽离，使得一组电池单体900可以在第三传送带3 20的带动下，前往第三传送带320的末端，第三传送带320的末端还设有档杆3 21，在电池单体900接触到档杆321后停留几秒钟使得一组电池单体900可以在 第三传送带320的带动下靠的更加紧密，最后第二推杆将电池单体900整组推出 第三传送带320，到达下一工序。转运系统300的设计巧妙，利用翻转台310翻 转电池单体900并利用第三传送带320将多个电池单体900聚集成组，为下一工 序批量余能检测做准备。

在其中的一些实施例中，参照图12，提拉机构包括滑轨333、滑块334、内 T字型的滑槽335和第一连杆336，滑轨333与第三传送带320平行且位于翻转 台310的侧上方，第一连杆336的一端通过滑轮与滑槽335连接，滑槽335与滑 块334固定连接使得滑槽335可沿滑轨333运动，第一连杆336的另一端与翻转 台310固接，滑块334沿着滑轨333运动带动滑槽335运动，滑槽335带动第一 连杆336运动，进而第一连杆336带动翻转台310沿行驶轨道332运动直到进入 第三传送带320，当翻转台310的前轮接触到第一挡板331，滑块334继续沿着滑轨333向前运动，翻转台310仍受到来自连杆的拉力，在第一挡板331的阻挡 作用下使得整个翻转台310会以前轮为轴向前旋转。该提拉机构仅用滑块334 滑轨333提供的驱动力，即可完成翻转台310的水平运动和垂直翻转动作，工作 一步到位，结构巧妙。

在其中的一些实施例中，参照图13，余能检测装置400包括：

测容架420，为垂直式多层架体结构，每层设有若干个测容室410，每个测 容室410的内部上方设有若干个测容针470，在本实施例中，测容架420有四层， 每层有四个测容室410，测容室410的前后敞开，每层均设有前运输板421和后 运输板422，前运输板421和后运输板422作为物料进入各个测容室410的运输 过道；

上料机构，包括可升降的载物架430、顶升运输小车440和第一升降台450， 第一升降台450设于载物架430的旁侧进行升降运动，具体位于前运输板421 的旁侧，第一升降台450的初始位置位于第三传送带320的旁侧，顶升运输小车 440可运动至载物架430的下方并将载物架430抬起，顶升运输小车440可来回 移动于测容架420和第一升降台450之间，顶升运输小车440的上端面设有可升 降的机构；

第二升降台460，位于载物架430的旁侧进行升降运动，具体位于后运输板 422的旁侧，顶升运输小车440可来回移动于测容架420和第二升降台460之间。

余能检测装置400的工作过程：载物架430首先放置于第一升降台450上， 顶升运输小车440位于载物架430的下方，第二推杆将第三传送带320末端的电 池单体900推至载物架430上，载物架430装载着电池单体900并通过第一升降 台450上升至测容架420的任意层，再通过顶升运输小车440将载物架430抬起 并从前运输板421运送至测容室410，然后顶升运输小车440将载物架430降下 使其着陆，着陆后的载物架430将动力电池抬升直至电池单体900的电极与测容 针470接触，测容针470对电池单体900进行充电和放电，最后将测量数据传递 至控制平台，使得下一工序的配组装置准确的进行配组分类，完成检测后载物架430下降，顶升运输小车440运送载物架430经后运输板422运输至第二升降台 460并随第二升降台460降落，进行下一工序即配组。该余能检测装置400可以 实现批量化检测，自动化上料和卸料，自动化配组，解决了传统余能检测劳动量 大、检测效率低、配组错误率高等问题。

在其中的一些实施例中，参照图14-15，载物架430包括底座支架和水平托 板432，底座支架是由水平的底板431和两个竖直的侧板433组成的H型架体， 水平托板432位于底板431的上方且不高于侧板433，水平托板432与底板431 之间设有顶升机构，顶升机构可将水平托板432顶起。H型架体的侧板433的下 半部作为支撑脚，上半部作为护板，防止动力电池在移动过程中倒下，结构简易 实用。

在其中的一些实施例中，顶升机构包括丝杠481、横杆482和两组对称设置 的伸缩架机构483，横杆482对称设置于丝杠481的两端且与丝杠481螺纹连接， 伸缩架机构483包括第三连杆484和第四连杆485，第三连杆484的一端与水平 托板432铰接且另一端与横杆482铰接，第四连杆485的一端与底板431铰接且 另一端与横杆482铰接，初始状态下伸缩架机构483呈折叠状，丝杠481旋转带 动横杆482沿丝杠481相向运动使得伸缩架机构483张开进而顶起托板，丝杠4 81通过电机驱动，电机反向旋转可使水平托板432下降。该顶升机构仅通过一 根丝杠481的传动即可完成伸缩架的张合折叠，设计巧妙，升降过程平稳可靠。

在其中的一些实施例中，每组伸缩架机构483包括两条第三连杆484和两条 第四连杆485且丝杠481的两侧各分布一条第三连杆484和第四连杆485，使水 平托板432的四个角均受力，提高稳定性。

在其中的一些实施例中，水平托板432与底板431之间设有限位块490，限 位块490用于限定水平托板432与底板431的最小距离，具体可以在水平托板4 32的下端面和底板431的上端面固设限位块490，水平托板432下降直到两限位 块490相触，限位块490既可以起到限位的作用，又可以防止水平托板432下降 太低使得铰链与连杆产生卡死问题。

在其中的一些实施例中，参照图16，极耳安装装置500还包括：

工作台530，钻孔机构510安装于工作台530上，钻孔机构510包括两个竖 直向下的钻头511，上螺钉工位安装于工作台530上，上螺钉工位包括两个落钉 口521；

水平设置的旋转台540，位于钻孔机构510和上螺钉工位之间，旋转台540 上设有用于夹紧动力电池的夹紧机构；

工作时，动力电池的电极朝上并由夹紧机构夹紧后随旋转台540旋转至钻孔 机构510使得动力电池的两个电极分别对准两个钻头511，完成钻孔的动力电池 随旋转台540旋转至上螺钉工位使得动力电池的两个电极分别对准两个落钉口5 21。

在其中一些实施例中，旋转台540为长方形，夹紧机构有两个且对称设置于 旋转台540的两端，将两个动力电池分别放置于两端的夹紧机构上，当其中一个 动力电池完成钻孔后随旋转台540旋转180°到达上螺钉工位，位于旋转台540 另一端的动力电池同时也到达钻孔机构510，即可实现两个工位同时操作，提高 效率。

在其中一些实施例中，夹紧机构包括竖直的第二挡板551和第四推杆552， 第二挡板551和第四推杆552之间形成可放置动力电池的槽位，将动力电池放置 于槽位内，第四推杆552往动力电池方向推动，在第二挡板551和第四推杆552 之间的共同作用下动力电池被夹紧固定，该结构简单，定位牢固不易松脱。

在其中一些实施例中，上螺钉工位包括两个对称设置的上螺钉机构520，上 螺钉机构520参照图17，上螺钉机构520包括用于装载螺钉的长滑槽522和限 位锥组件523，螺钉的螺帽朝上，落钉口521设于长滑槽522的一端，长滑槽5 22的另一端设有第五推杆524，第五推杆524推动螺钉使其沿长滑槽522移动至 落钉口521，落钉口521的上方设有可上下移动和转动的螺丝刀525；限位锥组 件523设于落钉口521的下方，限位锥组件523包括两片以上开合叶526，开合 叶526围成上宽下窄的锥套，锥套底端开口与螺钉的螺纹尺寸一致，上端的开口 与螺钉的螺帽一致，锥套可弹性开合。螺钉从螺钉口落下时，首先卡在锥套，此时螺丝刀525顶着螺钉向下运动会将开合叶526缓慢地撑开，在此过程中螺帽顶 部的梅花槽会和螺丝刀525梅花形凸起配合，然后螺丝刀525旋转完成上螺钉步 骤。该上螺钉机构520能够实现螺钉的自动落料和拧紧，不仅提高了生产效率， 也提高了装配的精度。

在其中一些实施例中，长滑槽522的两侧内壁为上宽下窄的台阶结构，螺钉 的螺帽朝上放置于长滑槽522内，台阶支撑起螺帽使得螺钉可悬挂于长滑槽522 上且前后滑动，台阶结构可使螺钉始终保持竖直而又能向前滑动至落钉口521， 保证螺钉从落钉口521掉落时呈完全竖直状态，更利于螺钉顺利插入电极孔中。

在其中一些实施例中，开合叶526的上端与落钉口521的边缘铰接，锥套外 套设有套筒528且套筒528与长滑槽522固接，开合叶526与套筒528之间设有 弹簧527，开合叶526会在压缩弹簧527弹力的作用下实现复位，利用弹簧527 和开合叶526组成弹性开合构件，结构简单耐用。

在其中的一些实施例中，极耳焊接工位630包括用于将极耳和电线焊接一体 的锡焊器，锡焊器由机械臂驱动，通过锡焊器将正负错开的电池单体900串联起 来。

在其中的一些实施例中，盖板安装工位640包括电磁吸盘和上螺钉机构520， 电磁吸盘和上螺钉机构520分别由机械臂驱动，电磁吸盘吸住储能柜610的上盖 放置于储能柜610的上方，之后通过上螺钉机构520将上盖和储能柜610进行连 接，上螺钉机构520与极耳安装装置500的上螺钉机构520相同。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施 例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明 宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，沿物料的传输方向依次设置有：

外观检测系统(100)，包括外观扫描器(110)、第一翻转装置(120)和电压检测器，先利用外观扫描器(110)检测电池单体(900)三个面后通过第一翻转装置(120)将电池单体(900)翻转180°再检测电池单体(900)的其余三个面；

筛分装置，包括第一抓手(200)，用于夹取外观不合格和电压低的电池单体(900)；

转运系统(300)，包括第二翻转装置和输送机构，所述第二翻转装置将电池单体(900)翻转90°使电极朝上，所述输送机构将翻转后的电池单体(900)输送至下一工序；

余能检测装置(400)，包括若干测容室(410)，所述测容室(410)的上方设有测容针(470)，电池单体(900)进入测容室(410)后所述测容针(470)可与电池单体(900)的电极接触；

极耳安装装置(500)，包括钻孔机构(510)和上螺钉工位；

组装系统(600)，依次设有配组工位(620)、极耳焊接工位(630)和盖板安装工位(640)，所述配组工位(620)将安装极耳后的电池单体(900)按照正负极错开的排列方式放置到储能柜(610)中，极耳焊接工位(630)将正负错开的电池单体(900)串联起来，盖板安装工位(640)将上盖和储能柜(610)连接起来；

配组装置，包括第二抓手(700)，位于所述余能检测装置(400)、极耳安装装置(500)和配组工位(620)之间，所述第二抓手(700)将余能检测后的电池单体(900)分类夹取至所述极耳安装装置(500)进行极耳安装之后夹取至所述配组工位(620)。

2.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，还包括贴膜装置(800)，所述筛分装置可将外观不合格的电池单体(900)夹取至所述贴膜装置(800)进行贴膜；所述贴膜装置(800)包括：

贴膜平台(810)；

膜带摊铺机构，用于将膜卷摊开并平铺在所述贴膜平台(810)上形成膜带(880)；

第一滚杆组件，包括两条水平设置的第一滚杆(830)，所述第一滚杆(830)位于所述膜带(880)的下方，工作状态下，电池单体(900)放置于所述膜带(880)上，两条所述第一滚杆(830)向上运动将所述膜带(880)贴合于电池单体(900)的前后两面上；

第二滚杆组件，设于所述贴膜平台(810)的两侧，所述第二滚杆组件包括可张合的第二滚杆支架(840)，每个所述第二滚杆支架(840)上均设有两条竖直的第二滚杆(841)，所述第二滚杆组件可运动至电池单体(900)的两侧并通过所述第二滚杆支架(840)的开合运动带动所述第二滚杆(841)在电池单体(900)的左右侧面上滚动使所述膜带(880)贴合于电池单体(900)的左右两面上；

压杆(850)，所述压杆(850)吸附膜纸后运动至电池单体(900)的上方并将膜纸压贴到电池单体(900)的上面。

3.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述外观检测包括相互垂直的第一传送带(140)和第二传送带(150)，所述第一传送带(140)和所述第二传送带(150)的两侧和上方分别设有外观检测仪，所述第一翻转装置(120)位于所述第一传送带(140)的输出端和所述第二传送带(150)的输入端之间。

4.根据权利要求3所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述第一翻转装置(120)包括旋转支架(121)和第一推杆(122)，所述旋转支架(121)上设有用于装载电池单体(900)的载物腔(123)，所述载物腔(123)的前方和后方分别设有电池进出口和推进口，所述电池进出口与所述第一传送带(140)的输出端对齐，电池单体(900)从所述电池进出口进入所述载物腔(123)，所述旋转支架(121)旋转180°带动所述载物腔(123)翻转180°，然后所述第一推杆(122)经所述推进口进入所述载物腔(123)将电池单体(900)推出至所述第二传送带(150)的输入端，所述电压检测器设置于所述第一推杆(122)上。

5.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述输送机构为第三传送带(320)，所述第二翻转装置位于所述外观检测系统(100)的输出端和所述第三传送带(320)的输入端之间，所述第二翻转装置包括可伸缩的第一挡板(331)、翻转台(310)、行驶轨道(332)和提拉机构，所述第一挡板(331)位于所述第三传送带(320)上，所述行驶轨道(332)与所述第三传送带(320)平行，所述第三传送带(320)的末端的一侧设有第二推杆；初始状态下所述翻转台(310)呈水平设置，工作时，所述提拉机构拉动所述翻转台(310)沿所述行驶轨道(332)运动直到所述翻转台(310)进入所述第三传送带(320)后抵住所述第一挡板(331)并翻转90°使得电池单体(900)的电极朝上。

6.根据权利要求5所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述提拉机构包括滑轨(333)和第一连杆(336)，所述滑轨(333)与所述第三传送带(320)平行且位于所述翻转台(310)的侧上方，所述第一连杆(336)的一端与所述滑轨(333)活动连接，另一端与所述翻转台(310)连接。

7.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述余能检测装置(400)包括：

测容架(420)，为垂直式多层架体结构，每层设有若干个所述测容室(410)；

上料机构，包括可升降的载物架(430)、顶升运输小车(440)和第一升降台(450)，所述第一升降台(450)设于所述载物架(430)的旁侧进行升降运动，所述顶升运输小车(440)可运动至所述载物架(430)的下方并将所述载物架(430)抬起，所述顶升运输小车(440)可来回移动于所述测容架(420)和所述第一升降台(450)之间；

上料时，所述载物架(430)装载着电池单体(900)并通过所述第一升降台(450)上升至所述载物架(430)的任意层，再通过所述顶升运输小车(440)将所述载物架(430)运输至所述测容室(410)，所述载物架(430)将电池单体(900)抬升直至电池单体(900)的电极与所述测容针(470)接触；

第二升降台(460)，位于所述载物架(430)的旁侧进行升降运动，所述顶升运输小车(440)可来回移动于所述测容架(420)和所述第二升降台(460)之间，卸料时，所述顶升运输小车(440)运送所述载物架(430)到达所述第二升降台(460)并随所述第二升降台(460)降落。

8.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述极耳安装装置(500)还包括：

工作台(530)，所述钻孔机构(510)安装于所述工作台(530)上，所述钻孔机构(510)包括两个竖直向下的钻头(511)，所述上螺钉工位安装于所述工作台(530)上，所述上螺钉工位包括两个落钉口(521)；

水平设置的旋转台(540)，位于所述钻孔机构(510)和所述上螺钉工位之间，所述旋转台(540)上设有用于夹紧动力电池的夹紧机构；

工作时，动力电池的电极朝上并由所述夹紧机构夹紧后随所述旋转台(540)旋转至所述钻孔机构(510)使得动力电池的两个电极分别对准两个所述钻头(511)，完成钻孔的动力电池随所述旋转台(540)旋转至所述上螺钉工位使得动力电池的两个电极分别对准两个所述落钉口(521)。

9.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述极耳焊接工位(630)包括用于将极耳和电线焊接一体的锡焊器，所述锡焊器由机械臂驱动。

10.根据权利要求1所述的动力电池梯次利用自动化生产线，其特征在于，所述盖板安装工位(640)包括电磁吸盘(641)和上螺钉机构(520)，所述电磁吸盘(641)和所述上螺钉机构(520)分别由机械臂驱动。

Images