一种自动化铅蓄电池回收处理装置的制作方法

本实用新型涉及垃圾回收再利用设备技术领域，特别涉及一种自动化铅蓄电池回收处理装置。

背景技术：

常用的充电电池除了锂电池之外，铅蓄电池也是非常重要的一个电池系统。铅蓄电池由极板、隔板、壳体和电解液等组成，是将化学能直接转换成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电。铅蓄电池使用广泛，原料易得，在人们日常生活中用处很大，因而出现大量的废铅蓄电池。铅蓄电池使用过后如果随意丢弃，由于其内部材料大都不可降解，会给环境带来十分大的破坏，特别是内部的电解液，对环境的腐蚀性很强。因此对于铅蓄电池的回收利用问题，成了重点。现有技术对铅蓄电池的处理主要是熔化回收，不能对铅蓄电池中的电解液进行回收再利用，熔化前也不能对内部材料进行粉碎处理，增加了熔化回收的难度。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种自动化铅蓄电池回收处理装置，通过初级粉碎机构和次级粉碎机构对废料进行二次粉碎，使铅蓄电池的内部材料粉碎得更加彻底，方便了对内部材料的回收，电解液通过过滤孔存储在蓄液室进行集中收集，操控非常方便，自动化和智能化程度高。

(二)技术方案

一种自动化铅蓄电池回收处理装置，包括控制台，所述控制台的顶部的一侧设有活动支架，所述活动支架为L形，所述活动支架的内部设有滑槽，所述滑槽内设有滚轮，所述滚轮可在所述滑槽内沿着所述活动支架滑动，所述滚轮上铰接有关节式机械手，所述控制台的顶部的另一侧设有物料输送机构，所述物料输送机构包括第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和所述第二传动辊的上面张紧有输送带，所述输送带的表面上均布有凸起的波浪纹，所述输送带的两侧具有向外延伸的挡边，所述第一传动辊和所述第二传动辊的同一侧的端部均铰接在同一个连接板上，所述连接板的底部固定有支撑腿，所述支撑腿固定在所述控制台的顶部，其中一个所述连接板上固定有第一旋转电机，所述第一旋转电机的第一旋转轴的端部设有主动轮，所述第二传动辊的一端设有从动轮，所述从动轮位于所述主动轮的同一侧，所述主动轮和所述从动轮的上面张紧有传动带，所述活动支架和所述物料输送机构之间设有废料箱，所述控制台的内部设有PLC工控机、单片机和报警器，所述控制台的一侧设有回收处理机构，所述回收处理机构包括箱体，所述箱体为中空结构，所述箱体的顶板居中的设有斜向下的下料口，所述箱体的顶板上表面的一侧设有承重台，所述承重台为直角三角形结构，所述承重台的斜面上设有一下料板，所述下料板位于所述第一传动辊的下方，所述下料板伸入所述下料口，所述箱体的内部设有粉碎腔，所述下料口与所述粉碎腔相连通，所述粉碎腔内设有第一红外传感器对，所述第一红外传感器对包括第一红外发射传感器和第一红外接收传感器，所述第一红外发射传感器和所述第一红外接收传感器水平相对的位于所述箱体的侧板内壁上面，所述粉碎腔内设有初级粉碎机构，所述初级粉碎机构包括第二旋转电机和第三旋转电机，所述第二旋转电机和所述第三旋转电机水平对称的固定于所述箱体的后板内壁上面，所述第二旋转电机的第二旋转轴和所述第三旋转电机的第三旋转轴的上面均设有若干转动盘，所述转动盘的内部设有轴承，若干所述转动盘通过所述轴承与所述第二旋转轴和所述第三旋转轴可转动的连接，所述转动盘周向设有若干切削刃，所述粉碎腔内还设有次级粉碎机构，所述次级粉碎机构包括第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机和所述第二直线电机水平对称的固定于所述箱体的侧板外壁上面，所述第一直线电机的第一伸缩杆和所述第二直线电机的第二伸缩杆均穿过所述箱体的侧板伸入于所述粉碎腔，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆的端部均连接一连接杆，所述连接杆为U形结构，所述连接杆的两臂的内部也设有轴承，所述连接杆的两臂通过所述轴承与一粉碎辊的两端可转动的相连，所述粉碎辊的表面均布若干粉碎刀片，所述初级粉碎机构位于所述第一红外传感器对和所述次级粉碎机构之间，所述箱体的侧板内壁上面水平对称的设有延伸块，所述延伸块的顶部设有一横板，所述横板覆盖所述箱体的底部，所述横板上均布若干过滤孔，所述横板通过紧固螺钉固定于所述延伸块上，所述横板的上表面与位于最下方的所述粉碎刀片的刀尖相切，所述箱体的底板上设有蓄液室，所述蓄液室位于所述延伸块的下方，所述蓄液室为上端开口结构，所述蓄液室的开口宽于所述延伸块的间距，所述蓄液室内设有第二红外传感器对，所述第二红外传感器对包括第二红外发射传感器和第二红外接收传感器，所述第二红外发射传感器和所述第二红外接收传感器水平相对的位于所述蓄液室的内壁上面，所述蓄液室的一侧设有出液管，所述出液管伸出于所述箱体的侧板，所述出液管伸出于所述箱体的部分设有电磁阀，所述出液管的端口的下方设有废液池，所述箱体的前板上面设有拉门，所述滚轮和所述关节式机械手与所述PLC工控机电性连接，所述PLC工控机与所述单片机相互通信，所述第一红外传感器对和所述第二红外传感器对与所述单片机的输入端相连，所述单片机的输出端分别连接所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第三旋转电机、所述第一直线电机、所述第二直线电机、所述电磁阀和所述报警器，外部电源分别给所述PLC工控机和所述单片机提供工作电压。

进一步的，所述切削刃和所述粉碎刀片均由42CrMo钢制成。

进一步的，所述横板由奥氏体不锈钢制成。

进一步的，所述单片机选用16位单片机MC95S12DJ128。

进一步的，所述第一旋转电机、所述第二旋转电机和所述第三旋转电机均选用RS-380SH型步进电机。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种自动化铅蓄电池回收处理装置，结合PLC工控机和单片机，通过PLC工控机控制关节式机械手将废料放置在自动输送机构上进行送料，单片机控制初级粉碎机构和次级粉碎机构对废料进行二次粉碎，使铅蓄电池的内部材料粉碎得更加彻底，方便了对内部材料的回收，电解液通过过滤孔存储在蓄液室进行集中收集，当集满时电磁阀自动打开将废液排至废液池，实现了对废料的分类回收处理，操控非常方便，自动化和智能化程度高，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，其设计巧妙，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有很强的实用性和扩展性。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种自动化铅蓄电池回收处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的一种自动化铅蓄电池回收处理装置的物料输送机构的结构示意图。

图3为本实用新型所涉及的一种自动化铅蓄电池回收处理装置的初级粉碎机构的结构示意图。

图4为本实用新型所涉及的一种自动化铅蓄电池回收处理装置的次级粉碎机构的结构示意图。

图5为本实用新型所涉及的一种自动化铅蓄电池回收处理装置的系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。

结合图1～图5，一种自动化铅蓄电池回收处理装置，包括控制台1，控制台1的顶部的一侧设有活动支架2，活动支架2为L形，活动支架2的内部设有滑槽，滑槽内设有滚轮3，滚轮3可在滑槽内沿着活动支架2滑动，滚轮3上铰接有关节式机械手4，控制台1的顶部的另一侧设有物料输送机构，物料输送机构包括第一传动辊5和第二传动辊6，第一传动辊5和第二传动辊6的上面张紧有输送带7，输送带7的表面上均布有凸起的波浪纹10，输送带7的两侧具有向外延伸的挡边16，第一传动辊5和第二传动辊6的同一侧的端部均铰接在同一个连接板8上，连接板8的底部固定有支撑腿9，支撑腿9固定在控制台1的顶部，其中一个连接板8上固定有第一旋转电机11，第一旋转电机11的第一旋转轴12的端部设有主动轮13，第二传动辊6的一端设有从动轮14，从动轮16位于主动轮13的同一侧，主动轮13和从动轮16的上面张紧有传动带15，活动支架2和物料输送机构之间设有废料箱17，控制台1的内部设有PLC工控机、单片机和报警器，控制台1的一侧设有回收处理机构，回收处理机构包括箱体18，箱体18为中空结构，箱体18的顶板居中的设有斜向下的下料口，箱体18的顶板上表面的一侧设有承重台19，承重台19为直角三角形结构，承重台19的斜面上设有一下料板20，下料板20位于第一传动辊5的下方，下料板20伸入下料口，箱体18的内部设有粉碎腔21，下料口与粉碎腔21相连通，粉碎腔21内设有第一红外传感器对22，第一红外传感器对22包括第一红外发射传感器和第一红外接收传感器，第一红外发射传感器和第一红外接收传感器水平相对的位于箱体18的侧板内壁上面，粉碎腔21内设有初级粉碎机构，初级粉碎机构包括第二旋转电机23和第三旋转电机，第二旋转电机23和第三旋转电机水平对称的固定于箱体18的后板内壁上面，第二旋转电机23的第二旋转轴24和第三旋转电机的第三旋转轴的上面均设有若干转动盘25，转动盘25的内部设有轴承26，若干转动盘25通过轴承26与第二旋转轴24和第三旋转轴可转动的连接，转动盘25周向设有若干切削刃27，粉碎腔21内还设有次级粉碎机构，次级粉碎机构包括第一直线电机28和第二直线电机30，第一直线电机28和第二直线电机30水平对称的固定于箱体18的侧板外壁上面，第一直线电机28的第一伸缩杆29和第二直线电机30的第二伸缩杆31均穿过箱体18的侧板伸入于粉碎腔21，第一伸缩杆29和第二伸缩杆31的端部均连接一连接杆42，连接杆42为U形结构，连接杆42的两臂的内部也设有轴承26，连接杆42的两臂通过轴承26与一粉碎辊32的两端可转动的相连，粉碎辊32的表面均布若干粉碎刀片33，初级粉碎机构位于第一红外传感器对22和次级粉碎机构之间，箱体18的侧板内壁上面水平对称的设有延伸块34，延伸块34的顶部设有一横板35，横板35覆盖箱体18的底部，横板35上均布若干过滤孔37，横板35通过紧固螺钉36固定于延伸块34上，横板35的上表面与位于最下方的粉碎刀片33的刀尖相切，箱体18的底板上设有蓄液室38，蓄液室38位于延伸块34的下方，蓄液室38为上端开口结构，蓄液室38的开口宽于延伸块34的间距，蓄液室38内设有第二红外传感器对39，第二红外传感器对39包括第二红外发射传感器和第二红外接收传感器，第二红外发射传感器和第二红外接收传感器水平相对的位于蓄液室38的内壁上面，蓄液室38的一侧设有出液管40，出液管40伸出于箱体18的侧板，出液管40伸出于箱体18的部分设有电磁阀41，出液管40的端口的下方设有废液池，箱体18的前板上面设有拉门，滚轮3和关节式机械手4与PLC工控机电性连接，PLC工控机与单片机相互通信，第一红外传感器对22和第二红外传感器对39与单片机的输入端相连，单片机的输出端分别连接第一旋转电机11、第二旋转电机23、第三旋转电机、第一直线电机28、第二直线电机30、电磁阀41和报警器，外部电源分别给PLC工控机和单片机提供工作电压。

PLC工控机控制滚轮3移动和关节式机械手4动作，滚轮3可在滑槽内沿着活动支架2移动，从而使得关节式机械手4也能沿着活动支架2移动，并且关节式机械手4具有极高的自由度，类似于人手的功能，将废料箱17中的废料放置在输送带8上面，无需人工操作，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，自动化和智能化程度高。

单片机控制第一旋转电机11工作，第一旋转电机11的第一旋转轴12转动，带动主动轮13旋转，主动轮13通过传动带15带动从动轮14一起旋转，从动轮14带动第二传动辊6转动，第二传动辊6通过输送带7带动第一传动辊5旋转，由此，当废料放置在输送带7上时，废料即会随着输送带7自行向前输送。输送带7表面凸起的波浪纹10增加了输送带7的表面摩擦力，防止输送过程中废料在上面打滑。输送带7两侧向外延伸的挡边16是为了防止废料从输送带7掉落。

当废料随着输送带7行至第一传动辊5末端时，沿着承重台19上面的下料板20进入箱体18的下料口，承重台19对下料板20具有缓冲的保护作用，下料板20减缓了废料进入下料口的速度，使初级粉碎机构具有充足的工作时间。

第一红外传感器对22检测是否有废料进入粉碎腔21，若检测到有废料进入，单片机控制第二旋转电机23和第三旋转电机工作，第二旋转轴24和第三旋转轴上面并排设有若干转动盘25，每个转动盘25的周向均布若干切削刃27，废料从并排的转动盘25中间落下，高速旋转的切削刃27对废料进行高速切割，当废料被切屑成细条状时，从并排的转动盘25的中间空隙中落下，掉至横板35上方。同时单片机控制第一直线电机28和第二直线电机30工作，第一伸缩杆29和第二伸缩杆31分别推动各自的粉碎辊32沿着横板35的上表面做直线往复运动，粉碎辊32在横板35上面来回滚动碾压细条状废料，粉碎辊32表面的粉碎刀片33进一步将细条状废料切割成更小的碎片，使废料的碎片化更加彻底，方便了对内部材料的回收，同时也使得废料里面的电解液能充分跑出。切削刃27和粉碎刀片33均由42CrMo钢制成，42CrMo钢属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，提升了粉碎效率，同时也延长了切削刃27和粉碎刀片33的使用寿命，降低了成本。

废料碎片停留在横板35上面，电解液从横板35上的过滤孔37通过并落在蓄液室38内。由于电解液为硫酸和水的混合物，因此要求横板35具有较强的耐酸性，同时粉碎刀片33在横板35上面对废料进行二次粉碎，也需要横板35兼具高强度和韧性。横板35由奥氏体不锈钢制成，奥氏体不锈钢属于耐酸钢中耐蚀性最好，且具有一定的强度和很好的韧性，延长了横板35的使用寿命，也降低了生产成本。由于蓄液室38的开口宽于延伸块34的间距，电解液经过滤孔37完全落至蓄液室38内，不会掉落在箱体18的底板上面。蓄液室38对电解液进行集中存储，蓄液室38上部的第二红外传感器对39对电解液的液面高度进行监测，当电解液的液面高度达到监测高度时，第二红外传感器对39通知单片机控制出液管40上的电磁阀41自动打开，使蓄液室38内的电解液经出液管40排放至废液池，以便对电解液做进一步处理。

当第一红外传感器对22监测粉碎腔21内有一段时间没有进入废料时，第一红外传感器对22通知单片机触发报警器，通知工人对废料箱17进行补料或者中断电源停止工作。箱体18的前板设有拉门，打开拉门，松开紧固螺钉36，可将横板35从延伸块34上取下，从而对横板35上面的粉碎了的内部材料进行回收，非常方便，实现了对废料的分类回收处理。

PLC工控机控制滚轮3和关节式机械手4，单片机负责第一旋转电机11、第二旋转电机23、第三旋转电机、第一直线电机28、第二直线电机30、电磁阀41和报警器工作，结合PLC工控机和单片机分时工作，互相协调配合，提升了装置的控制精度，使响应速度更快，同时可扩展性更强。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，单片机选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。

第一旋转电机11、第二旋转电机23和第三旋转电机均选用RS-380SH型步进电机，可非常方便的设定其步进角度，从而调节旋转电机的旋转速率。

本实用新型提供了一种自动化铅蓄电池回收处理装置，结合PLC工控机和单片机，通过PLC工控机控制关节式机械手将废料放置在自动输送机构上进行送料，单片机控制初级粉碎机构和次级粉碎机构对废料进行二次粉碎，使铅蓄电池的内部材料粉碎得更加彻底，方便了对内部材料的回收，电解液通过过滤孔存储在蓄液室进行集中收集，当集满时电磁阀自动打开将废液排至废液池，实现了对废料的分类回收处理，操控非常方便，自动化和智能化程度高，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，其设计巧妙，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有很强的实用性和扩展性。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。