CN204407444U - 一种车用动力电池全自动集成拆解装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用动力电池全自动集成拆解装备，包括机身以及设置于机身上的用于存放电池的上料框、电池切割进给机构、电池切割机、电池壳芯分离机构以及将上料框中的电池传送至电池切割进给机构的上料机械手，上料机械手、电池切割机以及电池壳芯分离机构分别沿电池切割进给机构输送方向由前往后依次设置。本实用新型集合了对电池的上料、定位、切割、分离的功能。将多个功能模块整合在一起，做成单机形式，使工作过程连续、集中同时还大大的提高了工作效率，本实用新型去除了复杂机构，精化功能，减少体积，能够大大降低设备成本，提高设备稳定性和工作效率。

Description

一种车用动力电池全自动集成拆解装备

技术领域

本实用新型涉及电池回收处理领域，特别涉及一种车用动力电池全自动集成拆解装备。

背景技术

纯电动汽车发展速度迅猛，对动力电池的需求日益增大，预计到2020年，我国累计生产500万辆和年产量超过200万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车。如此庞大的电动汽车市场必定会带来大量的报废动力电池，而专门对于废旧动力电池单体自动化拆解回收的技术仍有非常大的空档，因此，此技术会直接影响到动力电池未来的发展速度。

动力电池单体一般呈长方体形状，外壳一般为不锈钢、塑料或铝。内部一般由铜箔、铝箔、正极材料、负极材料组成。由于电池内部的正极材料和负极材料具有极大污染性，处理不当容易造成环境污染，而组成电池的各种金属材料又具有很高的回收价值，因此动力电池单体的回收拆解利用非常有必要。

拆解动力电池单体一般要先破坏其外壳的一体化结构，再把内部的电芯与外壳分离。现有拆解设备一般只能对动力电池单体进行切割，而后续分离需用人手进行，这样一来效率低下，二来拆解过程容易对人员造成伤害。因此，设计并制作出一体化自动拆解设备，整合所有拆解过程，利用机器进行封闭式自动拆解的意义重大。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种结构简单、处理效率高、处理成本低的车用动力电池全自动集 成拆解装备。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种车用动力电池全自动集成拆解装备，包括机身以及设置于机身上的用于存放电池的上料框、电池切割进给机构、电池切割机、电池壳芯分离机构以及将上料框中的电池传送至电池切割进给机构的上料机械手，上料机械手、电池切割机以及电池壳芯分离机构分别沿电池切割进给机构输送方向由前往后依次设置。

优选的，所述电池切割进给机构包括进给平台、在所述进给平台上往复行走的进给输送机构以及用于将电池夹紧的电池夹紧机构，电池夹紧机构设置于所述进给输送机构上。

优选的，所述电池夹紧机构包括夹持平台以及设置在所述夹持平台上的固定挡板、外侧纵向推板、横向推板和将电池压在夹持平台上的压板机构，所述夹持平台与压板机构竖向相对设置，所述固定挡板与横向推板横向相对设置，还包括切割前配合所述外侧纵向推板使电池纵向定位的内侧纵向推板，所述内侧纵向推板设置于上料框与电池切割机之间。

优选的，还包括用于收集切割过程中产生的粉尘的粉尘收集器，所述粉尘收集器包括吸头以及收纳容器，所述收纳容器设置于电池切割机的切割刀下方，所述吸头与收纳容器相连接，所述电池切割机的切割刀为绝缘切割刀。

优选的，还设置有切刀补偿升降机，所述切刀补偿升降机设置于机身上，所述电池切割机设置于所述切刀补偿升降机上，所述切刀补偿升降机包括带有导轨的升降架、滑块、补偿驱动机构以及安装座，所述滑块连接于升降架的导轨上，安装座固定于滑块上，所述补偿驱动机构与安装座相连接，所述电池切割机安装于所述安装座上。

优选的，还包括在电池切割时将电池头固定住的电池头防脱机构，所述电池头防脱机构设置于电池切割机的切割刀内侧，所述电池头防脱机构包括导杆、上夹头、下夹头以及夹紧弹簧，所述上夹 头和下夹头分别上下连接于导杆上，其中上夹头滑动连接于导杆上，下夹头固定于导杆上，所述夹紧弹簧套于所述导杆上部，夹紧弹簧一端连接在上夹头，另一端连接在导杆上，所述上夹头和下夹头分别在电池头导入端处开设有导入倾角，两导入倾角形成呈“<”形的电池导入口。

优选的，所述上料机械手包括竖向升降机构、纵向移动机构以及电池拾取夹头，所述纵向移动机构设置于竖向升降机构上，电池拾取夹头设置于纵向移动机构上，所述电池拾取夹头包括夹座、固定夹板、活动夹板以及夹头驱动杆，固定夹板固定于夹座下表面上，所述活动夹板连接于夹头驱动杆上，活动夹板与固定夹板相对设置。

优选的，所述电池壳芯分离机构包括电芯夹头、夹座以及夹座抽送机构，电芯夹头设置于夹座上，夹座设置于夹座抽送机构上。

优选的，所述机身上分别设置有电池头收纳空间、电池壳收纳空间以及电芯收纳空间，所述电池头收纳空间设置于电池切割机下方，所述电芯收纳空间以及电池壳收纳空间设置于电池壳芯分离机构下方。

优选的，所述上料框包括电池定位机构以及电池顶送机构，电池定位机构包括调整底杆以及多个电池固定杆，所述调整底杆上设置有用于固定所述电池固定杆的调整底槽，所述调整底杆设置于电池顶送机构外围，多个电池固定杆间围成电池容纳空间，电池顶送机构包括顶升机构以及由所述顶升机构推动上升的电池载板。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型集合了对电池的上料、定位、切割、分离的功能。将多个功能模块整合在一起，做成单机形式，使工作过程连续、集中同时还大大的提高了工作效率，本实用新型去除了复杂机构，精化功能，减少体积，能够大大降低设备成本，提高设备稳定性和工作效率。本实用新型使电池的拆解全过程在机身上完成，因此只要设置外罩和在外罩上设置抽风系统即可能够有效地防止废气和废液 的泄露。

2、本实用新型利用竖向升降机构、纵向移动机构以及电池拾取夹头来进行自动化上料，精准度高，稳定性好，能够非常可靠地抓取电池并放到目的位置，噪音小，机构简单，降低了作业人员的劳动强度。

3、本实用新型设置了切刀补偿升降机对电池切割机的高度进行控制，能够自动补偿磨损的砂轮切片，提高砂轮的利用率，减少换刀次数，降低成本。

4、本实用新型的工位转换通过电池切割进给机构完成，能够精确地调节作业速度和定位，配合过载报警装置能够保护其他部件，确保安全作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一。

图2是本实用新型的结构示意图之二。

图3是本实用新型的结构示意图之三。

图4是本实用新型的上料框的结构示意图。

图5是本实用新型的调整底杆的结构示意图。

图6是本实用新型的电池拾取夹头的结构示意图。

图7是本实用新型的粉尘收集器、电池切割机与切刀补偿升降机的结构示意图。

图8是本实用新型的电池头防脱机构的结构示意图。

图9是图8的立体图。

图10是本实用新型的电池壳芯分离机构的结构示意图。

图11是本实用新型装上外罩的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一：

一种车用动力电池全自动集成拆解装备，包括机身1以及设置于机身1上的用于存放电池的上料框2、电池切割进给机构3、电池切割机4、电池壳芯分离机构5以及将上料框2中的电池传送至电池切割进给机构3的上料机械手6，上料机械手6、电池切割机4以及电池壳芯分离机构5分别沿电池切割进给机构3输送方向由前往后依次设置。

所述上料机械手6包括竖向升降机构24、纵向移动机构25以及电池拾取夹头26，所述纵向移动机构25设置于竖向升降机构24上，电池拾取夹头26设置于纵向移动机构25上，所述电池拾取夹头26包括夹座27、固定夹板28、活动夹板29以及夹头驱动杆30，固定夹板28固定于夹座27下表面上，所述活动夹板29连接于夹头驱动杆30上，活动夹板29与固定夹板28相对设置。

优选的，所述竖向升降机构24和纵向移动机构25采用丝杠传动的方式实现传动。

优选的，所述电池切割进给机构3包括进给平台7、在所述进给平台7上往复行走的进给输送机构以及用于将电池夹紧的电池夹紧机构，电池夹紧机构设置于所述进给输送机构上。所述进给输送机构通过丝杠传动机构实现移动。

优选的，所述电池夹紧机构包括夹持平台8以及设置在所述夹持平台8上的固定挡板9、外侧纵向推板10、横向推板11和将电池压在夹持平台8上的压板机构12，所述夹持平台8与压板机构12竖向相对设置，所述固定挡板9与横向推板11横向相对设置，所述电池切割机4位于夹持平台8的一侧，还包括切割前配合所述外侧纵向推板11使电池纵向定位的内侧纵向推板13，所述内侧纵向推板13设置于上料框2与电池切割机4之间。

优选的，还包括用于收集切割过程中产生的粉尘的粉尘收集器，所述粉尘收集器包括吸头38以及收纳容器39，所述收纳容器39设置于电池切割机4的切割刀下方，所述吸头38与收纳容器39相连接。吸头38通过收纳容器39可将切割产生的粉尘吸走。

优选的，所述电池切割机4的切割刀为绝缘切割刀。优选的，所述绝缘切割刀为砂轮切片。

优选的，还设置有切刀补偿升降机14，所述切刀补偿升降机14设置于机身1上，所述电池切割机4设置于所述切刀补偿升降机14上。优选的，所述切刀补偿升降机14包括带有导轨31的升降架32、滑块33、补偿驱动机构34以及安装座35，所述滑块33连接于升降架32的导轨31上，安装座35固定于滑块33上，补偿驱动机构34与安装座35相连接，所述电池切割机4安装于所述安装座35上。当电池切割机4的切割刀在切割过程中耗损时，可通过驱动安装座下移使电池切割机4向下移动，从而保证切割过程顺利和切割到位。

优选的，还包括在电池切割时将电池头固定住的电池头防脱机构15，所述电池头防脱机构15设置于电池切割机4的切割刀内侧。

优选的，所述电池头防脱机构15包括导杆16、上夹头17、下夹头18以及夹紧弹簧19，所述上夹头17和下夹头18分别上下连接于导杆16上，其中上夹头17滑动连接于导杆16上，下夹头18固定于导杆16上，所述夹紧弹簧19套于所述导杆16上部，夹紧弹簧19一端连接在上夹头17，另一端连接在导杆16上，所述上夹头17和下夹头18分别在电池头导入端处开设有导入倾角36，两导入倾角36形成呈“<”形的电池导入口。因此可确保电池顺利的进入到上夹头17和下夹头18之间。

优选的，所述电池壳芯分离机构5包括电芯夹头20、夹座21以及夹座抽送机构37，电芯夹头20设置于夹座21上，夹座21设置于夹座抽送机构37上。电芯夹头20包括电芯活动夹头40、电芯固定夹头41以及电芯夹紧驱动装置42，电芯活动夹头40和电芯固定夹头41分别上下设置，所述电芯夹紧驱动装置42与电芯活动夹头40连接，使用时，通过电芯夹紧驱动装置42推动电芯活动夹头40向电芯固定夹头41移动将电芯夹紧，可见本实用新型的电芯夹头20采用一端固定一端活动的分离方式进行电芯分离，简化定位方式，减少运动部件，能够更加有效地提高稳定性，从而提高分离率。

优选的，所述机身1上分别设置有电池头收纳空间、电池壳收纳空间以及电芯收纳空间，所述电池头收纳空间设置于电池切割机4下方，所述电芯收纳空间以及电池壳收纳空间设置于电池壳芯分离机构5下方。优选的，可以在电池头收纳空间、电池壳收纳空间以及电芯收纳空间中分别放入桶用来装置电池头、电池壳以及电芯，这样可以便于更换使用。

优选的，所述上料框2包括电池定位机构以及电池顶送机构，电池定位机构包括调整底杆22以及多个电池固定杆23，所述调整底杆22上设置有用于固定所述电池固定杆23的调整底槽，所述调整底杆设置于电池顶送机构外围，多个电池固定杆23间围成电池容纳空间，电池顶送机构包括顶升机构以及由所述顶升机构推动上升的电池载板。本实用新型的上料框放置于机身上，因此，上料框能相对机身抽出，这种结构的好处在于可拉出上料框进行对电池的上料操作，在不完全打开设备外壳的情况下在机身外部进行上料操作，保证了作业人员的安全性，降低劳动强度，也能够不打断设备的其他运动动作，减少上料时废气的泄露。也可以在上料框下部设置车轮，以方便上料框的拉出。

本实用新型的工作过程及工作原理：通过调整电池固定杆在调整底杆上的位置，使电池固定杆间围成与电池外形相同形状的空间，将电池放入电池固定杆围成的空间中；上料机械手从电池固定杆围成的空间中取出电池并将电池传送到电池切割进给机构的电池夹紧机构上，具体的，使用时，通过竖向升降机构和纵向移动机构实现电池拾取夹头的竖向和纵向移动使电池拾取夹头能顺利移动到上料框和电池切割进给机构上，而在夹取电池时，由于电池是由多个电池固定杆围住的，所以电池拾取夹头能在电池固定杆间上下移动拾取电池，因此，电池拾取夹头能移动到上料框的底部进行对电池的拾取。拾取过程中，所述夹头驱动杆驱动活动夹板向固定夹板移动将电池夹紧，然后，竖向升降机构和纵向移动机构驱动电池拾取夹 头向电池切割进给机构移动，当电池拾取夹头移动到夹持平台上时，夹头驱动杆驱动活动夹板向远离固定夹板方向移动将电池松开，使电池放到夹持平台上；电池被放到夹持平台上后横向推板横向移动将电池推向固定挡板，直到电池被夹到横向推板与固定挡板之间；压板机构则向下移动将电池压到夹持平台上，而外侧纵向推板和内侧纵向推板则联合将电池夹紧实现纵向定位。

定位完成后电池的电池头伸出于夹持平台，内侧纵向推板则复位，电池切割进给机构将电池向电池切割机方向输送，电池切割机将伸出的电池头进行切割，与此同时，在内侧的电池头防脱机构同时将电池头夹住，具体的，借助于电池的移动，电池头顶开上夹头，由于下夹头的夹持面与电池的底面平齐，因此，在夹紧弹簧的作用下，电池头被夹紧，从而避免在电池头切出时被甩出的情况发生，而当下一电池头被切割时，就会把前一个被切断夹住的电池头推出，被推出的电池头掉落到位于下方的电池头收纳空间中。

切割过程是由电池切割进给机构进行移动进给，直至切割完成，对电池头的切割选用绝缘切割刀，如砂轮切片，可防止切割过程使电池产生短路导致不必要的麻烦。

电池切割进给机构将切割后的电池向电池壳芯分离机构输送，电池壳芯分离机构的夹座抽送机构驱动电芯夹头纵向移出，电芯夹头通过切口将电芯夹住，夹住电芯后，夹座抽送机构纵向回移将电芯从电池壳中拉出，电芯被拉出后，夹座抽送机构继续后移，直至到达电芯收纳空间上方时，电芯夹头松开，电芯在自身重力下掉落到电芯收纳空间中。

当电芯被拉出后，横向推板和压板机构分别复位，而外侧纵向推板向内侧推移将电池壳推出到此时位于夹持平台下方的电池壳收纳空间中，最后，电池切割进给机构复位，进行对另一电池的输送。

本实用新型的上料框上设置有车轮因此可从机身上方便的抽出进行电池的补充。而当电池被取走时，所述顶升机构则进行上升，将电池送至上料框上部以方便上料机械手进行拾取，也节省取电池 所需的时间，提高工作效率。

本实用新型可用于对废旧动力电池进行拆解。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：包括机身以及设置于机身上的用于存放电池的上料框、电池切割进给机构、电池切割机、电池壳芯分离机构以及将上料框中的电池传送至电池切割进给机构的上料机械手，上料机械手、电池切割机以及电池壳芯分离机构分别沿电池切割进给机构输送方向由前往后依次设置。

2.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述电池切割进给机构包括进给平台、在所述进给平台上往复行走的进给输送机构以及用于将电池夹紧的电池夹紧机构，电池夹紧机构设置于所述进给输送机构上。

3.根据权利要求2所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述电池夹紧机构包括夹持平台以及设置在所述夹持平台上的固定挡板、外侧纵向推板、横向推板和将电池压在夹持平台上的压板机构，所述夹持平台与压板机构竖向相对设置，所述固定挡板与横向推板横向相对设置，还包括切割前配合所述外侧纵向推板使电池纵向定位的内侧纵向推板，所述内侧纵向推板设置于上料框与电池切割机之间。

4.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：还包括用于收集切割过程中产生的粉尘的粉尘收集器，所述粉尘收集器包括吸头以及收纳容器，所述收纳容器设置于电池切割机的切割刀下方，所述吸头与收纳容器相连接，所述电池切割机的切割刀为绝缘切割刀。

5.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：还设置有切刀补偿升降机，所述切刀补偿升降机设置于机身上，所述电池切割机设置于所述切刀补偿升降机上，所述切刀补偿升降机包括带有导轨的升降架、滑块、补偿驱动机构以及安装座，所述滑块连接于升降架的导轨上，安装座固定于滑块上，所 述补偿驱动机构与安装座相连接，所述电池切割机安装于所述安装座上。

6.根据权利要求1-5任一所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：还包括在电池切割时将电池头固定住的电池头防脱机构，所述电池头防脱机构设置于电池切割机的切割刀内侧，所述电池头防脱机构包括导杆、上夹头、下夹头以及夹紧弹簧，所述上夹头和下夹头分别上下连接于导杆上，其中上夹头滑动连接于导杆上，下夹头固定于导杆上，所述夹紧弹簧套于所述导杆上部，夹紧弹簧一端连接在上夹头，另一端连接在导杆上，所述上夹头和下夹头分别在电池头导入端处开设有导入倾角，两导入倾角形成呈“<”形的电池导入口。

7.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述上料机械手包括竖向升降机构、纵向移动机构以及电池拾取夹头，所述纵向移动机构设置于竖向升降机构上，电池拾取夹头设置于纵向移动机构上，所述电池拾取夹头包括夹座、固定夹板、活动夹板以及夹头驱动杆，固定夹板固定于夹座下表面上，所述活动夹板连接于夹头驱动杆上，活动夹板与固定夹板相对设置。

8.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述电池壳芯分离机构包括电芯夹头、夹座以及夹座抽送机构，电芯夹头设置于夹座上，夹座设置于夹座抽送机构上。

9.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述机身上分别设置有电池头收纳空间、电池壳收纳空间以及电芯收纳空间，所述电池头收纳空间设置于电池切割机下方，所述电芯收纳空间以及电池壳收纳空间设置于电池壳芯分离机构下方。

10.根据权利要求1所述的车用动力电池全自动集成拆解装备，其特征在于：所述上料框包括电池定位机构以及电池顶送机构，电池定位机构包括调整底杆以及多个电池固定杆，所述调整底杆上设置有用于固定所述电池固定杆的调整底槽，所述调整底杆设置于电 池顶送机构外围，多个电池固定杆间围成电池容纳空间，电池顶送机构包括顶升机构以及由所述顶升机构推动上升的电池载板。