一种铅酸蓄电池姿态摆放与放电装置的制作方法

本实用新型涉及废旧物质回收处理技术领域,具体说是一种铅酸蓄电池姿态摆放与放电装置。

背景技术：

随着新能源的推广应用，废旧电池的循环利用问题日益突出。首先是废旧电池含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液，如果处理不当会对自然环境形成严重污染；其次，废旧电池中的多种物质可以循环利用，高效、节能的蓄电池回收拆解技术不仅可以避免对环境的污染，还可以减少废旧电池循环利用过程中的能量、资源的消耗。从国内外现状来看，通常蓄电池回收拆解系统主要有两类，一类是利用机械装置先将整个废铅酸蓄电池进行破碎，再利用各种技术措施，将混合在一起的各种物质进行分离。这样一来，部分细碎的含铅物质和塑料物质相互粘连，既给不同物质的分离造成困难，又容易在回收环节形成二次污染。为了避免上述先粉碎整个电池带来的不同物质相互粘连的问题，另一种方法是切除电池的上盖，再将电池内部的电极板等物质倒出，此类现有技术的问题存在两个技术难题，一是将电池统一摆放成特定姿态；二是切割时由于电池内部电极板短路，强列的放电形成发热甚至起火的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型利用直径周期性变化的辊道以及图像识别和自动装置，调整电池姿态，将废旧铅酸蓄电池摆放至特定姿态，形成一个电池阵列，再统一对其放电处理，而电池放出的余电也能另外使用。本实用新型在解决现有电池回收处理设备不能自动摆放电池姿态的技术难题的同时，也避免了切割电池时，由于极板短路形成的大电流放电的安全生产隐患。

一种铅酸蓄电池姿态摆放与放电装置，包括:辊道单元、调姿单元、放电单元、图像识别单元和电池侧倾单元，所述辊道单元的一端与蓄电池输送带相连，其另一端与调姿单元相连，所述调姿单元上设置有图像识别单元，进而通过所述图像识别单元与调姿单元配合，对从辊道单元上传送过来的蓄电池进行姿态调整，之后再将其传送到所述放电单元进行放电处理，最后再由所述电池侧倾单元将放电后的电池进行倾斜并翻转，以方便切割。

较佳地，所述辊道单元包括一组以上的托辊装置，整个辊道单元的辊道面倾斜向下，以确保电池可以沿托辊装置自由向下滑动；所述托辊装置包括芯轴和滚轮结构，所述滚轮结构包括大滚轮和小滚轮两种规格，大、小滚轮在芯轴上间隔排列，且每相邻的两只托辊上大、小滚轮的排列方式形成交错，使大滚轮的上顶点形成一定间隔。这样当电池以直立或侧立姿态向下滑动时，由于不能得到大滑轮的有效支撑而倾覆，因此，电池的最终姿态是平卧，即电池最大侧面支撑在大滚轮上。其中，小滚轮的作用是对倾斜姿态电池的棱、角形成支撑，使得电池在倾覆过程中不被卡滞。在辊道的末端，有一根以上的托辊安装有同一种规格的大滚轮或小滚轮，使得电池可以平稳地滑落至调姿单元。

较佳地，所述调姿单元包括平卧转台、翻转台面、对位滑台、直立转台、翻转推杆和推杆装置，所述平卧转台通过转动轴承设置在翻转台面内，这样平卧转台可以在翻转台面转动；所述翻转台面通过翻转推杆与转动装置支撑在所述对位滑台的滑动台面上，所述翻转推杆的一端铰接在翻转台面一侧，其另一端铰接在推杆装置上，所述推杆装置设置在对位滑台的台面上，这样可以通过所述推杆装置带动翻转台面连同平卧转台往直立转台方向翻转一定角度，所述平卧转台与直立转台通过减速电机直接驱动实现转动，减速电机的转动角度信号由图像识别单元提供；所述直立转台上设有电池推板，所述电池推板上设有导向滑杆和推进丝杆，所述推进丝杆的一端设有推进电机，所述推进电机安装在工作台上。

较佳地，所述转动装置包括转轴和两根支撑柱，所述支撑柱固定设置在对位滑台上，所述翻转台面的一端通过转轴与支撑柱活动相连。

较佳地，所述推杆装置包括滑块、第一丝杆、丝杆座和第一减速电机，所述第一丝杆通过丝杆座连接在对位滑台上，并由第一减速电机带动第一丝杆转动，所述第一丝杆上螺纹式连接有一滑块，所述滑块与翻转推杆铰接相连。使用时，在第一减速电机的作用下，第一丝杆会带动滑块前后移动，并通过翻转推杆的作用，可以使翻转台面绕其转轴转动，进一步带动平卧转台倾斜，将电池转移至直立转台，并保持电池上盖朝上的姿态。

较佳地，所述放电单元包括电池支架、推进机械手、转移支架、转移机械手和放电开关装置，其中所述电池支架为一排以上，相互平行摆放；在所述电池支架两端，各有一排转移支架，所述转移支架与电池支架垂直摆放。在每排电池支架的分别设置一个推进机械手，所述推进机械手可以将电池从电池支架的一端推进，同时，电池支架另一端的电池被顶出，进入同一侧的转移支架；被顶进转移支架的电池，在所述的转移机械手的推动下，可以沿转移支架移动到相邻电池支架的端口，借助此电池支架的推进机械手，到达此支架端口的电池被推进支架，实现了电池在相邻支架之间的转移。所述的推进机械手和移动机械手，具有同样的构造，由电机驱动丝杠再通过丝杠推动机械手移动。使用时，在所述电池支架内可以容纳一个以上的蓄电池，多个蓄电池以上盖朝上电极柱位置一致的姿态紧密排列，电池的正负极柱分别形成与电池支架平行的两列；所述放电开关装置与所述推进机械手相互配合动作，放电开关装置抬起时，电池放电电路断开，电池可以推进，电池推进到位后，放电装置落下接通电池放电电路。具体使用时：所述的第一排电池支架的一端的端口对准上述直立转台，调整好姿态的电池依次由一只推进机械手推入第一排电池支架，每次可以推进一只或数只电池；由于每次将电池推进电池阵列，电池阵列中的开关装置都要通、断一次，因此每次推进电池数量，决定了开关装置的通、断频率，或电池的有效放电时间。电池从一端进入支架同时，另一端的电池被顶出，被顶出的电池由转移机械手送至下一排电池支架的端口，再由相对应的推进机械手将电池送入所对应的电池支架，从最后一排电池支架顶出的电池被送进电池侧倾单元。

较佳地，所述推进机械手包括推板、第二丝杆、固定座和第二减速电机，所述第二丝杆通过固定座设置在所述工作台上，第二丝杆可以在第二减速电机带动下伸缩，所述推板设置在第二丝杆的端部。

较佳地，所述开关装置包括触点滑板、滑板支架和升降机械手，所述触点滑板与滑板支架套合相连，其下表面均匀分布有多个触点，所述触点与蓄电池的电极柱配合设置，触点滑板的上表面与升降机械手相连，这样所述升降机械手可以带动触点滑板上下运动，当触点滑板抬起时，触点与电池电极柱分离，电池停止供放电，当触点滑板落下时，触点与电池电极柱接触，电池开始供放电；每个触电上安装有电流单向流动模块，防止电池并联时，电压高的电池向电压低的电池充电，电池的电流经过单向流动模块以后，由回流条汇集每排电池的电流。

较佳地，所述升降机械手包括第三丝杆、定位板和第三减速电机，所述定位板固定设置在滑板支架上，所述第三丝杆与定位板螺纹式连接，第三丝杆的下端与所述触点滑板的中间位置相连，所述第三减速电机可以带动第三丝杆在定位板内上下移动。

较佳地，所述图像识别单元包括摄像机和图像微处理器，所述摄像机设置在平卧转台和直立转台的斜上方，通过摄像机实现对电池姿态的判断，并经过图像微处理器处理后，将信号通过有线或无线的方式，传递给平卧转台和直立转台的驱动电机，进而控制两个转台的转动角度，实现对电池姿态的调整。

较佳地，所述电池侧倾单元包括侧倾台面、撑杆、第四减速电机、第四丝杆和回转轴；所述侧倾台面的一侧通过回转轴连接在工作台面上，其另一侧设置有一根撑杆；所述第四丝杆通过安装座竖直设置在工作台的侧面，并由第四减速电机带动其上下伸缩，在第四丝杆的上端水平设有一撑板，所述撑板与所述撑杆相抵触。当第四丝杆向上运动时，侧倾台面的后沿被抬起，并绕回转轴转动一定角度，进而实现侧倾台面的侧倾，将电池倾斜翻转以方便切割。

本实用新型的有益效果:

本实用新型的一种铅酸蓄电池姿态摆放与放电装置,通过利用蓄电池利用辊道先将电池摆放至平卧状态，再借助于图像处理经两次转动，将电池姿态调整到上盖朝上且电极柱方位一致的状态，其有益效果是：1、解决了电池姿态自动识别与摆放问题；2、消除了切割电池时由于短路造成的安全隐患；3、能够对电池余能进行收集利用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中托辊装置的结构示意图；

图3为本实用新型中姿态调整单元的结构示意图；

图4为本实用新型中放电单元的结构示意图；

图5为本实用新型中放电开关装置的结构示意图；

图6为本实用新型中侧倾装置的结构示意图；

图7为本实用新型中图像识别单元的电路连接示意图；

图中：100、辊道单元；101、电池输送带；110、调姿单元；200、放电单元；300、图像识别单元；400、电池侧倾单元；120、辊道装置；121、凸凹托辊；122、大滚轮；123、小滚轮；124、第一支架；125、等径托辊；126、第二支架；127、立柱；128、芯轴；130、平卧转台；131、翻转台面；132、转动装置；133、转轴；134、支柱；140、直立转台；142、电池推板；143、导向滑杆；144、推进丝杆；145、推进电机；146、工作台面；150、推杆装置；151、翻转推杆；152、滑块；153、第一减速电机；154、第一丝杆；155、丝杠座；160、对位滑台；161、丝母；162、对位电机；163、对位丝杠；164、对位滑道；210、电池支架；220、推进机械手；221、推板；222、第二丝杆；223、固定座；224、第二减速电机；230、转移支架；240、放电开关装置；241、触点滑板；242、滑板支架；243、升降机械手；244、第三丝杆；245、定位板；246、第三减速电机；246、触点；247、单向流动模块；248、回流条；301、摄像机；302、图像微处理器；401、侧倾台面；402、撑杆；403、第四减速电机；404、第四丝杆；405、回转轴；406、撑板。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，一种铅酸蓄电池姿态摆放与放电装置，包括:辊道单元100、调姿单元110、放电单元200、图像识别单元300和电池侧倾单元400。如图2所示,电池输送带101设置在辊道单元100的一侧，用于蓄电池的传入。所述辊道单元100包括一组以上的托辊装置120，所述辊道装置120由一组以上的凸凹托辊121和等径托辊125组成，两组托辊分别支撑在托辊第一支架124和第二支架126上。其中，托辊第一支架124和水平面有一定的倾斜角，使托辊上的电池可以自由下滑，托辊第二支架126的倾斜角度略小一些或呈水平状，使托辊上的电池可以自由滑落至平卧转台130；凸凹托辊121的芯轴128上安装有大滚轮122和小滚轮123，大滚轮122和小滚轮123间隔安装，使整个托辊形成凸凹，并且相邻两只托辊上大滚轮122和小滚轮123的排列方式形成交错，大滚轮122和小滚轮123相对芯轴可以自由滚动；所述等径托辊125的芯轴128上安装有同一种规格的大滚轮122或小滚轮123，以使得电池可以平稳地滑落至调姿单元。辊道的支架由一组立柱127支撑在地面上。

如图3所示，所述调姿单元110包括平卧转台130、翻转台面131、直立转台140、翻转推杆151、对位滑台160和推杆装置150；其中平卧转台130和直立转台140均为电动伺服转台，所述平卧转台130支撑在翻转台面131上，翻转台面131由翻转推杆151和转动装置132支撑在所述对位滑台160上方，翻转推杆151的另一端活动连接在推杆装置150的滑块152上，在第一减速电机153的带动下，翻转推杆151的下端可随滑块152沿第一丝杆154移动，其上端带动翻转台面131绕转轴133转动，使台面上的电池沿平卧转台130面滑下；所述第一减速电机153和丝杠座155安装在对位滑台160上，转轴133通过两根支柱134安装在对位滑台160上，对位滑台160的下端面安装有丝母161，在对位电机162和对位丝杠163的驱动下，对位滑台160可以沿对位滑道164移动，从而使电池更准确地对准直立转台140，或避免平卧转台130旋转时，台面上的电池碰到辊道。当平卧转台130转动，使得电池的底端面平行且靠近转轴133时，对位滑台160移动使电池的对称轴与直立转台140的回转轴共面，最后，翻转台面131翻转，将电池转移至直立转台140上，此时，电池的底端面会落在直立转台140上。直立转台140可转动的设置在工作台面146上，使用时，直立转台140会带动电池转动至电池正负极柱一致的方位，直立转台140的上水平设有导向滑杆143，所述导向滑杆上套设有一块电池推板142，所述电池推板142可在导向滑杆143上左右滑动，所述电池推板142通过推进丝杆144与推进电机145相连，所述推进电机145固定设置在工作台面146上，这样通过所述推进电机145带动，可以通过推进丝杆144推动电池推板142在导向滑杆143上滑动，进而将摆好位置的电池推入下一工序。

如图4所示，所述放电单元200包括电池支架210、推进机械手220、转移支架230；其中第一排电池支架210的电池入口端与调姿单元110相衔接，电池由电池推板142推进第一排电池支架210，每次推进两只电池；会从电池支架210另一端顶出的电池，然后由推进机械手220沿着转移支架230，将电池推送至第二排电池支架210的入口端，再由下一个推进机械手220将电池推进第二排电池支架210内的电池，依次类推。电池放电结束后，由最后一只推进机械手220将电池从端口逐只推出放电单元200，即每次只推出一块电池，被推出的电池再由推进机械手220送至电池侧倾单元处。所述推进机械手220包括推板221、第二丝杆222、固定座223和第二减速电机224，所述第二丝杆222通过固定座223设置在所述工作台面146上，所述推板221设置在第二丝杆222的前端，这样第二丝杆222可以在第二减速电机224的带动推板221下伸缩，进而推动电池。

如图5所示，所述放电单元200还包括放电开关装置240，所述放电开关装置240包括触点滑板241、滑板支架242和升降机械手243，所述滑板支架242设于在每排电池支架210的正上方，所述升降机械手243包括第三丝杆244、定位板245和第三减速电机246，所述定位板245固定设置在滑板支架242上，所述第三丝杆244与定位板245螺纹式连接，第三丝杆244的下端与所述触点滑板241的中间位置相连，所述第三减速电机246可以带动第三丝杆244在定位板245内上下移动。使用时升降机械手243可以带动触点滑板241上下运动，当触点滑板241抬起时，其上的触点246与电池的电极柱，从而电池停止放电，当触点滑板241落下时，触点246与电池电极柱接触，电池又开始放电；另外，在每个触点246上安装有电流单向流动模块247，防止电池并联时，电压高的电池向电压低的电池充电，电池的电流经过单向流动模块247以后，由回流条248汇集每排电池的电流，从而方便对电池内残留的电流进行收集。

在本实施例中，如图7所示，所述图像识别单元300包括摄像机301和图像微处理器302，所述摄像机301设置在平卧转台130和直立转台140的斜上方，通过摄像机301实现对电池姿态的判断，并经过图像微处理器302处理后，将信号通过有线或无线的方式，传递给平卧转台130和直立转台140的驱动电机，进而控制两个转台的转动角度，实现对电池姿态的调整。在使用过程中，首先使平卧转台130靠近辊道单元100，确保从辊道上滑下的电池落到平卧转台130上，然后对位滑台160拖动平卧转台130移动远离辊道，避免平卧转台130旋转时，台面上的电池碰到辊道。当电池落到平卧转台130的台面上时，所述调姿摄像机301测得平卧电池姿态，经由图像微处理器302给平卧转台130发出转动角度的信号，平卧转台130将电池转动至上盖朝向特定方位；然后对位滑台160再次带动平卧转台130，使转台上的电池的直立对称轴对准直立转台140的回转中心。调姿摄像机301测得直立姿态电池上盖的电极柱方位后，经由图像微处理器302给直立转台140发出转动角度的信号，所述直立转台140将电池转动至电极柱朝向特定方位，再由机械手将电池推入放电单元200中。

如图6所示，从电池放电单元中200出来的电池会进入电池侧倾单元400，所述电池侧倾单元400包括侧倾台面401、撑杆402、第四减速电机403、第四丝杆404和回转轴405；所述侧倾台面401的一侧通过回转轴405活动连接在工作台面上，其另一侧设置有一根撑杆402；所述第四丝杆404通过安装座竖直设置在工作台的侧面，并由第四减速电机403的带动其上下伸缩，在第四丝杆404的上端水平设有一撑板406，所述撑板406与所述撑杆402相抵触。当第四丝杆404向上运动时，侧倾台面401的后沿被抬起，并绕回转轴405转动一定角度，进而实现台面的侧倾，将电池再次进行姿态调整，使之由直立状态变成侧立状态，以方便切割。翻转后，由推进机械手220将电池送进下一切割工序。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。