CN116748825B - 一种自动化三元锂电池拆解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化三元锂电池拆解装置；属于三元锂电池回收技术领域；其技术要点包括用于输送三元锂电池的输送带及其机架，所述输送带上方设有升降组件，在升降组件上连接有水平安装板；在水平安装板上设有通孔，在位于通孔两侧的水平安装板上对称设有直线移动组件，在通孔沿输送带前进方向两端设有夹持组件；在直线移动组件上连接有用于拧下锂电池端盖螺丝的多轴螺丝刀组件，在各多轴螺丝刀组件上均设有用于吸取端盖的真空吸盘组；在升降组件沿输送带前进方向的一侧设有用于顶出电芯的取芯组件；本发明旨在提供一种结构紧凑、效率较高、能够同时拆卸两端端盖的自动化三元锂电池拆解装置；用于自动化拆解三元锂电池。

Description

一种自动化三元锂电池拆解装置

技术领域

本发明涉及一种电池拆解装置，更具体地说，尤其涉及一种自动化三元锂电池拆解装置。

背景技术

在三元锂电池回收流程中，不可梯级利用的电池模块首先通过拆卸螺丝使电池两端的端盖脱落，再将电池模块内的电芯取出，放置于电芯料箱再通过机械臂回收于对应料箱。

现有的电池拆解通常由人工或机械臂依次拆卸螺丝和两侧端盖，由于电芯与外壳之间连接较为稳固切间隙较小，机械臂难以进行拆卸，因此在拆下端盖后通常由工人手动使用较硬的工具插入外壳中将电芯顶出来，这种拆解方式效率较低，并且极大地消耗工人体力。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、效率较高、能够同时拆卸两端端盖的自动化三元锂电池拆解装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种自动化三元锂电池拆解装置，包括用于输送三元锂电池的输送带及其机架，所述输送带上方设有升降组件，在升降组件上连接有水平安装板。

在水平安装板上设有通孔，在位于通孔沿输送带前进方向两侧的水平安装板上对称设有直线移动组件，在通孔沿输送带前进方向两端设有夹持组件。

在直线移动组件上连接有用于拧下锂电池端盖螺丝的多轴螺丝刀组件，在各多轴螺丝刀组件上均设有用于吸取端盖的真空吸盘组；在升降组件沿输送带前进方向的一侧设有用于顶出电芯的取芯组件。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述夹持组件包括设置在通孔一侧的定位挡板，在于定位挡板相对的一侧设有第一水平气缸，所述第一水平气缸活塞杆自由端连接有导向连接板，在导向连接板上通过第一弹簧连接有与定位挡板相配合的夹持压板。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述多轴螺丝刀组件包括设置在直线移动组件上的支架，在支架上设有方形支架，在方形支架的四角上通过轴座设置有拆卸螺丝刀。

在支架上设有驱动电机，在驱动电机自由端连接有主动轮，在各拆卸螺丝刀后端设有从动轮，所述主动轮和从动轮之间通过传动皮带连接。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述方形支架由四个T形滑块横向段首尾相连组成，在支架上设有十字滑槽，各T形滑块的竖直段与十字滑槽相配合。

在各T形滑块的横向段上设有滑动长孔，所述轴座设置在两个T形滑块重叠处的滑动长孔内；在十字滑槽上端的支架上设有用于使传动皮带保持张紧的张紧组件。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述拆卸螺丝刀包括与轴座连接的转轴，在转轴端部设有安装槽，在安装槽内滑动设置有螺丝刀头，在螺丝刀头与安装槽之间设有第二弹簧。

在安装槽侧壁上沿中心对称设有两个呈“ㄣ”形的卡槽，在螺丝刀头底端设有与卡槽相对应的卡块。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述取芯组件包括垂直于输送带前进方向设置在机架上的第二水平气缸，在第二水平气缸活塞杆自由端设有推头；在与第二水平气缸相对一侧的机架上设有门型架，在门型架上设有竖直气缸，在竖直气缸活塞杆自由端可拆卸连接有与锂电池外壁相适应的拱形压板，在拱形压板内设有与锂电池外壳厚度相适应的阻挡台阶；在拱形压板上设有用于检测锂电池是否到位的光电传感器。

在第二水平气缸一侧的机架上设有第三水平气缸，在第三水平气缸活塞杆自由端连接有用于切开锂电池外壳的切割组件。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述切割组件包括用于插入锂电池电芯与外壳之间间隙的切割辅助板，在切割辅助板与第三水平气缸连接的一端设有呈梯形的刀座，在刀座前端固定连接有切刀。

上述的一种自动化三元锂电池拆解装置中，所述刀座后端设置有两侧呈圆弧形的让位部，所述让位部自由端宽度小于刀座宽度。

本发明采用上述结构后，当锂电池通过输送带输送至指定位置后，通过夹持组件固定锂电池后由两侧的多轴螺丝刀组件对两端端板上的螺丝同时进行拆卸，然后由真空吸盘组吸附住端板将其取出。多轴螺丝刀组件能够同时拆解两侧端盖上的所有螺丝，节省拆卸螺丝的时间，能够有效提高拆解效率。

取下端板后的锂电池继续通过输送带输送至与取芯组件配合取出电芯，整个过程无需人工干预，能够有效节省人力成本，提高拆解效率。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明夹持组件的结构示意图；

图4是本发明多轴螺丝刀组件的结构示意图；

图5是本发明支架的结构示意图；

图6是本发明拆卸螺丝刀的结构示意图；

图7是本发明拆卸螺丝刀的剖面结构示意图；

图8是本发明取芯组件的结构示意图；

图9是本发明取芯组件的主视结构示意图；

图10是本发明拱形压板的结构示意图；

图11是本发明切割组件的结构示意图。

图中：1、输送带；2、机架；3、升降组件；4、水平安装板；5、通孔；6、直线移动组件；7、夹持组件；7a、定位挡板；7b、第一水平气缸；7c、导向连接板；7d、第一弹簧；7e、夹持压板；8、多轴螺丝刀组件；8a、支架；8b、轴座；8c、驱动电机；8d、主动轮；8e、从动轮；8f、传动皮带；9、真空吸盘组；10、取芯组件；10a、第二水平气缸；10b、推头；10c、门型架；10d、竖直气缸；10e、拱形压板；10f、阻挡台阶；10g、光电传感器；10h、第三水平气缸；11、方形支架；11a、T形滑块；11b、十字滑槽；11c、滑动长孔；11d、张紧组件；12、拆卸螺丝刀；12a、转轴；12b、安装槽；12c、螺丝刀头；12d、第二弹簧；12e、卡槽；12f、卡块；13、切割组件；13a、切割辅助板；13b、刀座；13c、切刀；13d、让位部。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明的一种自动化三元锂电池拆解装置，包括用于输送三元锂电池的输送带1及其机架2，其特征在于，所述输送带1上方设有升降组件3，在升降组件3上连接有水平安装板4。

在水平安装板4上设有通孔5，在位于通孔5沿输送带1前进方向两侧的水平安装板4上对称设有直线移动组件6，在通孔5沿输送带1前进方向两端设有夹持组件7。

所述升降组件和直线移动组件可采用本领域技术人员容易想到的结构如导向杆和气缸等组成，也可以采用电机等其他驱动方式，此为本领域的公知常识，在此不再赘述。

在直线移动组件6上连接有用于拧下锂电池端盖螺丝的多轴螺丝刀组件8，在各多轴螺丝刀组件8上均设有用于吸取端盖的真空吸盘组9。所述多轴螺丝刀组由若干个与锂电池端盖上的紧固螺丝数目、位置相对应的螺丝刀组成，通过多轴螺丝刀组件将锂电池端盖上的螺丝同时拆下，能够有效提高拆卸螺丝的效率。现有的锂电池端盖上通常设有4个螺丝进行固定，多轴螺丝刀组件的各螺丝刀位置由待拆解的锂电池端盖上的螺丝位置决定。在进行拆解前需要将锂电池根据规格型号进行分组，每次拆解时螺丝刀的位置对应一种型号的锂电池。

在升降组件3沿输送带1前进方向的一侧设有用于顶出电芯的取芯组件10。

为方便位置控制，在各驱动组件上设置相应的传感器。在整个工作过程中，通过各式传感器，各部分流程之间的配合时机视具体情况而定。只要能保证各单元能顺畅执行相应指令即可。这是本领域的公知常识，在此不再赘述。

在本实施例中，所述夹持组件7包括设置在通孔5一侧的定位挡板7a，在于定位挡板7a相对的一侧设有第一水平气缸7b，所述第一水平气缸7b活塞杆自由端连接有导向连接板7c，在导向连接板7c上通过第一弹簧7d连接有与定位挡板7a相配合的夹持压板7e。在夹持时通过定位挡板确定锂电池的位置，便于多轴螺丝刀组件和真空吸嘴组准确与锂电池端盖对位配合。通过设置第一弹簧在加持时进行预紧缓冲，避免夹持到位后活塞杆继续前进时对气缸造成损坏。

在本实施例中，所述多轴螺丝刀组件8包括设置在直线移动组件6上的支架8a，在支架8a上设有方形支架11，在方形支架11的四角上通过轴座8b设置有拆卸螺丝刀12。

在支架8a上设有驱动电机8c，在驱动电机8c自由端连接有主动轮8d，在各拆卸螺丝刀12后端设有从动轮8e，所述主动轮8d和从动轮8e之间通过传动皮带8f连接。通过传动皮带使各拆卸螺丝刀同向旋转，传动皮带和主动轮、从动轮之间的连接方向、结构等为现有技术，是本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。同时，传动皮带和主动轮、从动轮的配合还可以选用链条与链轮配合，可以提高稳定性，减少使用中皮带脱离滑轮的现象产生。

在本实施例中，所述方形支架11由四个T形滑块11a横向段首尾相连组成，在支架8a上设有十字滑槽11b，各T形滑块11a的竖直段与十字滑槽11b相配合。在各T形滑块11a的横向段上设有滑动长孔11c，所述轴座8b设置在两个T形滑块11a重叠处的滑动长孔11c内。在十字滑槽和T形滑块上分别设有调节长孔和调节螺栓进行调节固定，这是本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。在进行拆卸前，通过调节T形滑块对四个拆卸螺丝刀的位置进行调节，用以适应待拆卸批次锂电池端盖上的螺丝之间的间距。

在十字滑槽11b上端的支架8a上设有用于使传动皮带8f保持张紧的张紧组件11d。张紧组件包括设置在十字滑槽上端支架上的竖直导向槽，在竖直导向槽内设有滑块，滑块通过转轴连接有与传动皮带配合的传动轮，在竖直导向槽上设有与滑块连接的调节丝杆，当移动T形滑块缩进或扩大拆卸螺丝刀之间的间距时，通过调节传动轮的位置使皮带始终保持张紧。当然，调节丝杆也可以采用弹簧的弹性自适应组件，进一步方便操作。

在本实施例中，所述拆卸螺丝刀12包括与轴座8b连接的转轴12a，在转轴12a端部设有安装槽12b，在安装槽12b内滑动设置有螺丝刀头12c，在螺丝刀头12c与安装槽12b之间设有第二弹簧12d。由于端盖上的螺丝在安装时其十字口的位置不固定且各不相同，螺丝刀在完成一次拆卸后停止旋转时十字刀头的角度也是随机停止，当螺丝刀头与螺丝接触时难以一次性完成配合，采用上述结构后，螺丝刀头先与螺丝表面紧密贴合，在旋转到对应角度时会在弹簧的作用下进入十字口中完成配合。

在安装槽12b侧壁上沿中心对称设有两个呈“ㄣ”形的卡槽12e，在螺丝刀头12c底端设有与卡槽12e相对应的卡块12f。采用此结构后方便螺丝刀头的拆卸更换，“ㄣ”形卡槽横向部的方向与旋转方向相适应，卡块始终紧贴下端竖直部的内壁，避免脱离安装槽。

在本实施例中，所述取芯组件10包括垂直于输送带1前进方向设置在机架2上的第二水平气缸10a，在第二水平气缸10a活塞杆自由端设有推头10b；在与第二水平气缸10a相对一侧的机架2上设有门型架10c，在门型架10c上设有竖直气缸10d，在竖直气缸10d活塞杆自由端可拆卸连接有与锂电池外壁相适应的拱形压板10e，在拱形压板10e内设有与锂电池外壳厚度相适应的阻挡台阶10f；在拱形压板10e上设有用于检测锂电池是否到位的光电传感器10g。推头和第二水平气缸活塞杆之间通过带导向杆的安装板进行连接，在第二水平气缸两侧的机架上设有对应的导向支架。当光电传感器检测到锂电池到位后，输送带停止运行，拱形压板下降按住锂电池，推头对电芯施加推力使锂电池外壳端部与阻挡台阶接触，推头继续推动电芯将其从外壳中推出。

同时，在输送带上可以设置相应的定位装置，控制前后两个锂电池的间距，当前一个锂电池到达拱形压板处进行配合时，下一个锂电池位于夹持组件处。

在第二水平气缸10a一侧的机架2上设有第三水平气缸10h，在第三水平气缸10h活塞杆自由端连接有用于切开锂电池外壳的切割组件13。在推动电芯前，先通过切割组件将锂电池外壳切开部分缝隙，能够减小电芯与外壳内壁之间的阻力，方便取出电芯。在机架一侧设有电芯收集工位，通过人工或其他设备对电芯进行收集，取出电芯后的锂电池外壳继续通过输送带输送至其他工位进行收集。

在本实施例中，所述切割组件13包括用于插入锂电池电芯与外壳之间间隙的切割辅助板13a，在切割辅助板13a与第三水平气缸10h连接的一端设有呈梯形的刀座13b，在刀座13b前端固定连接有切刀13c。切割辅助板和第三水平气缸活塞杆之间通过带导向杆的安装板进行连接，在第三水平气缸两侧的机架上设有对应的导向支架。当切刀将锂电池外壳切开后，刀座与外壳相接触且将外壳切口朝两侧顶开，进一步减小电芯与外壳内壁之间的阻力，方便取出电芯。

进一步优选地，所述刀座13b后端设置有两侧呈圆弧形的让位部13d，所述让位部13d自由端宽度小于刀座13b宽度。让位部自由端与带导向杆的安装板连接，当完成切割后，第三水平气缸带着刀座往后退，设置让位部后可以减少刀座与锂电池外壳的摩擦，方便收回切刀。

工作时，首先根据待拆解的锂电池尺寸调节T形滑块在十字滑槽上的位置使拆卸螺丝刀调节至对应位置，将锂电池依次间隔放置在输送带上，当锂电池到达通孔下方时输送带停止，升降组件驱动水平安装板向下运动，第一水平气缸推动夹持压板夹紧锂电池。

直线移动组件前进使拆卸螺丝刀与锂电池端盖上的螺丝配合，同时真空吸嘴组吸附锂电池端盖，驱动电机旋转将螺丝拧下后，直线移动组件后退将端盖取出，升降组件驱动水平安装板向上运动，输送带继续前进将锂电池输送至顶芯组件处取出电芯。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (5)

1.一种自动化三元锂电池拆解装置，包括用于输送三元锂电池的输送带（1）及其机架（2），其特征在于，所述输送带（1）上方设有升降组件（3），在升降组件（3）上连接有水平安装板（4）；

在水平安装板（4）上设有通孔（5），在位于通孔（5）沿输送带（1）垂直于前进方向两侧的水平安装板（4）上对称设有直线移动组件（6），在通孔（5）沿输送带（1）前进方向两端设有夹持组件（7）；

在直线移动组件（6）上连接有用于拧下锂电池端盖螺丝的多轴螺丝刀组件（8），在各多轴螺丝刀组件（8）上均设有用于吸取端盖的真空吸盘组（9）；在升降组件（3）沿输送带（1）前进方向的一侧设有用于顶出电芯的取芯组件（10）；

所述多轴螺丝刀组件（8）包括设置在直线移动组件（6）上的支架（8a），在支架（8a）上设有方形支架（11），在方形支架（11）的四角上通过轴座（8b）设置有拆卸螺丝刀（12）；

在支架（8a）上设有驱动电机（8c），在驱动电机（8c）自由端连接有主动轮（8d），在各拆卸螺丝刀（12）后端设有从动轮（8e），所述主动轮（8d）和从动轮（8e）之间通过传动皮带（8f）连接；

所述取芯组件（10）包括垂直于输送带（1）前进方向设置在机架（2）上的第二水平气缸（10a），在第二水平气缸（10a）活塞杆自由端设有推头（10b）；在与第二水平气缸（10a）相对一侧的机架（2）上设有门型架（10c），在门型架（10c）上设有竖直气缸（10d），在竖直气缸（10d）活塞杆自由端可拆卸连接有与锂电池外壁相适应的拱形压板（10e），在拱形压板（10e）内设有与锂电池外壳厚度相适应的阻挡台阶（10f）；在拱形压板（10e）上设有用于检测锂电池是否到位的光电传感器（10g）；

在第二水平气缸（10a）一侧的机架（2）上设有第三水平气缸（10h），在第三水平气缸（10h）活塞杆自由端连接有用于切开锂电池外壳的切割组件（13）；

所述方形支架（11）由四个T形滑块（11a）横向段首尾相连组成，在支架（8a）上设有十字滑槽（11b），各T形滑块（11a）的竖直段与十字滑槽（11b）相配合；

在各T形滑块（11a）的横向段上设有滑动长孔（11c），所述轴座（8b）设置在两个T形滑块（11a）重叠处的滑动长孔（11c）内；

在十字滑槽（11b）上端的支架（8a）上设有用于使传动皮带（8f）保持张紧的张紧组件（11d）。

2.根据权利要求1所述的一种自动化三元锂电池拆解装置，其特征在于，所述夹持组件（7）包括设置在通孔（5）一侧的定位挡板（7a），在与定位挡板（7a）相对的一侧设有第一水平气缸（7b），所述第一水平气缸（7b）活塞杆自由端连接有导向连接板（7c），在导向连接板（7c）上通过第一弹簧（7d）连接有与定位挡板（7a）相配合的夹持压板（7e）。

3.根据权利要求1所述的一种自动化三元锂电池拆解装置，其特征在于，所述拆卸螺丝刀（12）包括与轴座（8b）连接的转轴（12a），在转轴（12a）端部设有安装槽（12b），在安装槽（12b）内滑动设置有螺丝刀头（12c），在螺丝刀头（12c）与安装槽（12b）之间设有第二弹簧（12d）；

在安装槽（12b）侧壁上沿中心对称设有两个呈“ㄣ”形的卡槽（12e），在螺丝刀头（12c）底端设有与卡槽（12e）相对应的卡块（12f）。

4.根据权利要求1所述的一种自动化三元锂电池拆解装置，其特征在于，所述切割组件（13）包括用于插入锂电池电芯与外壳之间间隙的切割辅助板（13a），在切割辅助板（13a）与第三水平气缸（10h）连接的一端设有呈梯形的刀座（13b），在刀座（13b）前端固定连接有切刀（13c）。

5.根据权利要求4所述的一种自动化三元锂电池拆解装置，其特征在于，所述刀座（13b）后端设置有两侧呈圆弧形的让位部（13d），所述让位部（13d）自由端宽度小于刀座（13b）宽度。