电池自动分选系统的制作方法

本实用新型涉及一种电池自动分选系统。

背景技术：

伴随着传统能源的紧缺以及带来的环境问题，越来越多的新能源逐步被开发利用，就汽车行业而言，新能源汽车逐步走向了舞台，在这之中主要以电动汽车为主，由于汽车要求行驶的续航能力，因此电动汽车的动力电池往往也要求比较多，在电动汽车的动力电池装配行业中需要将动力电池组成电池模组，再将这些电池模组组合后装配至电动汽车中，就目前情况来看，电动汽车生产商购买来的动力电池一般都是固定的纸盒包装的，纸盒包装的电池首先通过电池自动上下料机，先进料到大托盘，托盘到充放电机上放电，放完电后，再用电池自动上下料机下料到流动盒静置，静置一段时间后，需要将每一个电池按照不同的电压、内阻档位进行分选，挑选出所需要的同一电压、内阻段下的电池，这就对出产量造成很大的压力。

现有技术中，采用人工手动测量的方式对电池进行分选，存在以下缺点：

1、速度慢，一台手动测量八小时只能完成4000多只，一台半自动机八小时也只能完成20000多只，若达到一天8小时分选10万只，就要5台机。

2、用工多，一天分选10万只用标准人工60个。

3、现有设备采用常规两线式测量方法，测量精度较差0.1％。

技术实现要素：

本实用新型目的是：为了克服上述问题，提出一种电池自动分选系统，其能够按照不同的电压、内阻档位将电池自动进行分选分类。

本实用新型的技术方案是：

一种电池自动分选系统，包括机架，其特征在于，所述机架上设置有：

存放待分选电池的电池供料盘，

存放分选出的A类电池的A类电池下料盘，

存放分选出的B类电池的B类电池下料盘，

将所述电池供料盘内存放的电池输送至下述电池分选机构的电池上料机构，

对所述电池上料机构输送过来的电池进行分选分类的电池分选机构，

将所述电池分选机构分选出来的A类电池输送至所述A类电池下料盘中的 A类电池下料机构，以及

将所述电池分选机构分选出来的B类电池输送至所述B类电池下料盘中的 B类电池下料机构。

本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池上料机构包括：

自前而后传送电池的上料传送线；

设置于所述上料传送线末端的上料转盘，其具有水平布置的中轴线，并且能够绕其中轴线作枢转运动，该上料转盘的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的若干个电池定位槽Ⅱ，该上料转盘与分选转盘平行紧挨布置；以及

将所述电池供料盘内的电池抓取至所述上料传送线上的上料机械手。

所述的上料机械手包括：

Y向进退组件，其包括支撑在电池供料盘的下方的料盘支撑座、以及带动所述料盘支撑座在机架上沿Y轴方向前后移动的Y向驱动组件；

X轴导轨，其水平固定在所述机架上、且位于所述Y向进退组件的上方；

Z轴导轨，其竖直连接在所述X轴导轨上、并能够沿着所述X轴导轨在X 轴方向左右移动；

能够抓取和释放电池的抓料手爪，其连接在所述Z轴导轨上、并能够沿着所述Z轴导轨在Z轴方向上下移动；

X向驱动组件，其连接在所述X轴导轨和Z轴导轨之间、以带动所述Z轴导轨沿着所述X轴导轨在X轴方向左右移动；

Z向驱动组件，其连接在所述抓料手爪和Z轴导轨之间、以带动所述抓料手爪沿着所述Z轴导轨在Z轴方向上下移动；

电池转向组件，其包括用于接收所述抓料手爪抓取的电池的翻转架和带动所述翻转架翻转的翻转驱动设备，所述翻转架上设置有若干个电池放置槽；以及

电池脱料组件，其包括能沿Y轴方向前后移动的带有磁铁的吸持架、带动所述吸持架移动的吸持架驱动设备、以及设于上料传送线上的挡板。

所述的上料传送线包括：

沿着电池传送方向依次布置的第一传送段和第二传送段；

连接在所述第一传送段和所述第二传送段之间的第一电池缓冲通道；以及

连接在所述第二传送段和所述上料转盘之间的第二电池缓冲通道；

所述第一传送段和第二传送段上均设置有沿其长度方向均匀间隔分布的若干电池定位槽Ⅲ，所述第一电池缓冲通道和所述第二电池缓冲通道均包括倾斜布置的光面滑道以及罩在该光面滑道外的遮挡壳。

所述第一电池缓冲通道和所述第二电池缓冲通道均设置有检测电池有无的红外检测仪。

所述A类电池下料机构和B类电池下料机构均包括水平布置的且带有电池定位槽Ⅳ的出料传送线；

所述A类电池下料机构还包括：布置在所述出料传送线左侧的A类电池吹料喷嘴，布置在出料传送线右侧且与所述A类电池吹料喷嘴相对的A类电池滑道，设于A类电池滑道尾端的第三电池缓冲通道，与第三电池缓冲通道相连的且带有电池定位槽Ⅴ的A类电池传送线，以及用于将A类电池传送线上的A类电池取至A类电池下料盘中的A类电池下料机械手；

所述B类电池下料机构还包括：布置在所述出料传送线左侧的B类电池吹料喷嘴，布置在出料传送线右侧且与所述B类电池吹料喷嘴相对的B类电池滑道，设于B类电池滑道尾端的第四电池缓冲通道，与第四电池缓冲通道相连的且带有电池定位槽Ⅵ的B类电池传送线，以及用于将B类电池传送线上的B类电池取至B类电池下料盘中的B类电池下料机械手。

还包括待复检电池下料机构，所述待复检电池下料机构包括：布置在所述出料传送线左侧的待复检电池吹料喷嘴，布置在所述出料传送线右侧且与所述待复检电池吹料喷嘴相对的待复检电池滑道。

本实用新型的优点是：

1、本分选机除了人工上下料盒以外全部自动工作，仅需二人操作，8小时可完成约50000只，相当于半自动机的9倍，节省人力。提高了加工速度。

2、采用四线式测量方式，精度可以达到99.99％。

3、除了人工上下料盒以外，全部测量过程无需人工操作，杜绝了人手接触产品产生的产品不稳定可能性。

4、电池上料机构、电池分选机构和电池下料机构既可独立运行，又可柔性连接形成整套分选系统，通过PLC之间的闭环通信，完成加工工作。

5、关键传动部分均全伺服控制，位置精确可达正负0.02mm，保证了设备运行的稳定性和精度。

6、电气控制部分采用故障自我检测技术，方便现场操作人员快速、准确的排除设备故障。

7、该分选机包含测试数据采集保存功能，此功能是用matlAB语言独立开发的一款专门针对电池数据采集、记录、保存的软件。可以时时调取电池数据、建立数据模型，对于产品功能、性能的理论数值依据的建立以及单位电池数据的追溯有重要作用。

8、电池分选机构的结构形式十分巧妙，而且其与电池上料机构中上料转盘巧妙配合，可对电池类型快速分选。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中电池自动分选系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中电池上料机构的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中电池上料机构的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例中电池分选机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中A类电池下料机构和B类电池下料机构的结构示意图；

其中：1-电池上料机构，101-上料传送线，101a-第一传送段，101b-第二传送段，101c-第一电池缓冲通道，101d-第二电池缓冲通道，102-上料机械手，103- 上料转盘，102a-Y向进退组件，102b-X轴导轨，102c-Z轴导轨，102d-抓料手爪，103a-电池定位槽Ⅱ，2-电池分选机构，201-分选转盘，201a-电池定位槽Ⅰ， 201b-测针，201c-滑销，202-驱动设备，203-测针拨动挡板，3-A类电池下料机构，301-A类电池吹料喷嘴，302-A类电池滑道，303-第三电池缓冲通道，304-A 类电池传送线，305-下料机械手，4-B类电池下料机构，401-B类电池吹料喷嘴， 402-B类电池下料机械手，5-电池供料盘，6-A类电池下料盘，7-B类电池下料盘，8-出料传送线，9-待复检电池下料机构，901-待复检电池吹料喷嘴，902-待复检电池滑道，10-机架。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图1～图5示出了本实用新型这种电池自动分选系统的一个具体实施例，其用于对原本混杂在一起的电池按照不同的电压、内阻档位进行分选，而归类为A 类电池和B类电池。

该电池自动分选系统包括机架10，该机架10上设置有：电池供料盘5、A 类电池下料盘6、B类电池下料盘7、电池上料机构1、电池分选机构2、A类电池下料机构3和B类电池下料机构4。其中：

电池供料盘5具有用于存放待分选电池的电池存放空间，实际应用时在该电池供料盘5内装入待分选电池。为了方便电池上料机构1对该电池供料盘5 内电池进行抓取，本实施例中，该电池供料盘5内设置有许多个纵横均匀排布的竖向插槽，使用时，电池被整齐地竖直插设在这些竖向插槽中。

A类电池下料盘6和B类电池下料盘7均具有用于存放电池的内部空间，二者布置在机架的两个不同区域，分别用于存放分选出来的A类电池和B类电池。

电池上料机构1用于将所述电池供料盘5内存放的电池输送至电池分选机构2。本实施例中，该电池上料机构1包括上料传送线101、上料转盘103和上料机械手102。其中：上料传送线101用于自前而后传送电池。上料转盘103设置在上料传送线101末端，其具有水平布置的中轴线，并且能够绕其中轴线作枢转运动。上料转盘103的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的多个电池定位槽Ⅱ103a，该上料转盘103与下述分选转盘201平行紧挨布置，并且上料转盘103和下述的分选转盘201均通过下述的驱动设备202驱动。上料机械手102用于将电池供料盘5内的电池抓取至上料传送线101上。

上述的上料机械手102包括：Y向进退组件102a，X轴导轨102b，Z轴导轨102c，抓料手爪102d，X向驱动组件，Z向驱动组件，电池转向组件和电池脱料组件。其中：

Y向进退组件102a包括支撑在电池供料盘5的下方的料盘支撑座、以及带动料盘支撑座在机架10上沿Y轴方向前后移动的Y向驱动组件。其中Y向驱动组件采用伺服电机结构，料盘支撑座的底部滑动连接在机架上。为了防止电池供料盘5在料盘支撑座上晃动，而导致抓料手爪102d不能准确夹取电池供料盘5内的电池，本实施例在所述料盘支撑座的顶部设置有用于固定电池供料盘5 位置的料盘定位结构。

X轴导轨102b通过倒立布置的U型支撑架水平固定在机架10上，并且X 轴导轨102b位于Y向进退组件102a的上方。

Z轴导轨102c竖直连接在上述X轴导轨102b上，并且Z轴导轨102c能够沿着X轴导轨102b在X轴方向左右移动，即Z轴导轨102c与X轴导轨102b 滑动连接。

抓料手爪102d既能够抓取又能够释放电池，其连接在上述Z轴导轨102c 上，并且能够沿着Z轴导轨102c在Z轴方向上下移动，即抓料手爪102d与Z 轴导轨102c滑动连接。抓料手爪102d包括：其内贯通设置有竖直导向孔的机械手本体、可上下移动设置在所述竖直导向孔中的磁铁、以及带动所述磁铁上下移动的驱动气缸。其中，驱动气缸的缸体固定在机械手本体的上部，驱动气缸的气缸轴竖直向下伸出而与所述磁铁相连，通过气缸轴的伸缩动作带动磁铁上下移动。竖直导向孔的孔径小于电池的直径。具体在本实施例中，该抓料手爪102d内一共设置有10个磁铁，一次可以吸附住10颗电池。对应地，上述电池供料盘5内用于放置电池的竖向插槽，每一排有10个。

使用时，驱动气缸的气缸轴下移而使磁铁向下伸出吸附住电池，驱动气缸的气缸轴向上缩回，而使电池被小口径的竖直导向孔挡在竖直导向孔外，电池与磁铁脱离，从抓料手爪102d上落下。

X向驱动组件连接在X轴导轨102b和Z轴导轨102c之间，以用于带动Z 轴导轨102c沿着所述X轴导轨102b在X轴方向左右移动。该X向驱动组件一般采用伺服电机结构。

Z向驱动组件连接在抓料手爪102d和Z轴导轨102c之间，以用于带动抓料手爪102d沿着Z轴导轨102c在Z轴方向上下移动。该Z向驱动组件一般采用伺服电机结构。

电池转向组件102e包括用于接收抓料手爪102d抓取的电池的翻转架和带动翻转架翻转的翻转驱动设备，其中翻转架上设置有多个电池放置槽。这些电池放置槽的结构与上述抓料手爪内磁铁的位置相对应，翻转驱动设备采用气缸结构。

电池脱料组件102f包括能沿Y轴方向前后移动的带有磁铁的吸持架、带动所述吸持架移动的吸持架驱动设备、以及设于上料传送线101上的挡板。挡板布置在上料传送线101的侧部，吸持架驱动设备采用气缸结构。

上述的上料传送线101包括：沿着电池传送方向依次布置的第一传送段101a 和第二传送段101b，连接在第一传送段101a和所述第二传送段101b之间的第一电池缓冲通道101c，以及连接在第二传送段101b和上料转盘103之间的第二电池缓冲通道101d。其中：所述第一传送段101a和第二传送段101b均为回转传送带结构，为了保证电池在第一传送段101a和第二传送段101b上传送的稳定性，本实施例在第一传送段101a和第二传送段101b上均设置了沿其长度方向均匀间隔分布的众多个电池定位槽Ⅲ(图中未标注)。电池定位槽Ⅲ用于将电池水平垂直(即电池水平布置且与第一传送段101a或第二传送段101b长度相垂直)定位在第一传送段101a或第二传送段101b上。而第一电池缓冲通道 101c和第二电池缓冲通道101d均包括倾斜布置的光面滑道以及罩在该光面滑道外的遮挡壳。遮挡壳可防止电池溢出第一电池缓冲通道101c或第二电池缓冲通道101d外而掉落出去，同时能够防止电池杂乱堆积，使电池沿倾斜方向平铺摊开。

由上料机械手102抓取至第一传送段101a上的电池，在第一传送段101a 的带动下落入第一电池缓冲通道101c中，从而使电池在第一电池缓冲通道101c 中摊开排布，因第一电池缓冲通道101c倾斜布置，故而在第一电池缓冲通道101c 中摊开排布的电池具有向第二传送段101b方向滑动的趋势。实际应用时，一般需保证第一电池缓冲通道101c要有足够的电池数量，进而保障电池能够连续不断的进入第二传送段101b，防止第二传送段101b上电池缺料。第二电池缓冲通道101d的作用与第一电池缓冲通道101c相同，在此不再赘述。

而且，本实施例在第一电池缓冲通道101c和第二电池缓冲通道101d上均设置有检测电池有无的红外检测仪101e，以监控电池是否连续供应。

电池分选机构2用于对电池上料机构1输送过来的各颗电池进行分选分类，即识别出哪颗为A类电池，哪颗为B类电池。本实施例中，该电池分选机构2 包括设置于机架10上的分选转盘201、驱动设备202和测针拨动挡板203。其中：

分选转盘201具有水平布置的中轴线，并且分选转盘201能够绕其中轴线作枢转运动。分选转盘201的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的24个电池定位槽Ⅰ201a，每个电池定位槽Ⅰ201a中均设置有用于吸附电池的磁铁。同时每个电池定位槽Ⅰ201a在该分选转盘201轴向方向的左右两侧均分别设置有测针201b，而且其中一侧的测针连接有能够沿该分选转盘轴线方向左右移动的滑销201c，滑销连接有对其施加远离电池定位槽Ⅰ方向弹力的复位弹簧(图中未示出)。

驱动设备202为一伺服电机，其固定在机架10上。该驱动设备202与分选转盘201相连，以带动所述分选转盘201作枢转运动。同时，该驱动设备202 也与上述的上料转盘103相连，以带动上料转盘103作枢转运动。上述电池定位槽Ⅰ201a的间距和上述电池定位槽Ⅱ103a的间距相同，实际应用时，分选转盘201和上料转盘103外周面转动的线速度相同，从而保证上料转盘103每转动一颗电池角度，分选转盘201也转动一颗电池角度，使上料转盘电池定位槽Ⅱ103a中的电池逐颗地送入分选转盘电池定位槽Ⅰ201a中。具体地，落入第二电池缓冲通道101d中的电池，在自身重力作用下滑至上料转盘103的电池定位槽Ⅱ103a中，上料转盘103在驱动设备202的带动在图4中作顺时针转动，而分选转盘201作逆时针转动。当上料转盘103中的电池转至分选转盘201位置时，在分选转盘201上磁铁的吸引力作用下，电池定位槽Ⅱ103a中的电池转移至分选转盘201的电池定位槽Ⅰ201a中。

测针拨动挡板203固定在机架10上，并且与上述滑销201c相配合。当分选转盘201在图4中作逆时针转动时，当某个滑销201c转至测针拨动挡板203 位置时，测针拨动挡板203便会抵触滑销201c而使滑销201c向电池定位槽Ⅰ 201a方向轴向移动，进而带动与之相连的测针201b向电池定位槽Ⅰ201a方向移动，从而使两侧的测针201b与电池定位槽Ⅰ201a中的电池正负极相接触，以对电池进行分选检测。本实施例中，每个电池定位槽201a在分选转盘201轴向方向的左、右两侧均分别设置有两根测针201b，即每颗电池由四根测针进行检测，俗称四线式检测(四线式检测为已有技术)，精度可以达到99.99％。

A类电池下料机构3用于将电池分选机构2分选出来的A类电池输送至A 类电池下料盘6中。B类电池下料机构4用于将电池分选机构2分选出来的B 类电池输送至B类电池下料盘7中。

A类电池下料机构3和B类电池下料机构4的结构形式与上述上料机构1 的结构相似，二者均包括水平布置在分选转盘201下方的且带有电池定位槽Ⅳ的出料传送线8。在出料传送线8的入料端位置设置有固定在机架10上的电池拨料块，以用于将分选转盘201上吸附的电池拨至出料传送线8的电池定位槽Ⅳ中。其中：

A类电池下料机构3还包括：布置在出料传送线8左侧的A类电池吹料喷嘴301，布置在出料传送线8右侧且与所述A类电池吹料喷嘴相对的A类电池滑道302，设于A类电池滑道302尾端的第三电池缓冲通道303，与第三电池缓冲通道303相连的且带有电池定位槽Ⅴ的A类电池传送线304，以及用于将A 类电池传送线304上的A类电池取至A类电池下料盘6中的A类电池下料机械手305。

B类电池下料机构4与上述A类电池下料机构3基本一致，其还包括：布置在出料传送线8左侧的B类电池吹料喷嘴401，布置在出料传送线8右侧且与所述B类电池吹料喷嘴相对的B类电池滑道，设于B类电池滑道尾端的第四电池缓冲通道，与第四电池缓冲通道相连的且带有电池定位槽Ⅵ的B类电池传送线，以及用于将B类电池传送线上的B类电池取至B类电池下料盘7中的B类电池下料机械手402。

上述A类电池下料机械手305和B类电池下料机械手405的具体结构与上述上料机械手102的结构相似，在此不再赘述。

考虑到，从电池上料机构1送至电池分选机构2的某些电池，电池分选机构2并不能一次检测出其为A类或B类电池，故而需要对此类电池进行复检才能判断其类型。基于这一考虑，本实施例还设置了待复检电池下料机构9，该待复检电池下料机构9包括：布置在出料传送线8左侧的待复检电池吹料喷嘴901，布置在出料传送线8右侧且与所述待复检电池吹料喷嘴相对的待复检电池滑道 902。

实际应用时，经电池分选机构2的检测，判断电池为A类、B类或待复检，同时根据出料传送线8和分选转盘201上24个电池定位槽Ⅰ201a的位置关系，将出料传送线8上的电池按类型分别吹落入A类电池滑道4302、B类电池滑道 402及待复检电池滑道902。

为了提高分选效率，本实施例一共设置有两个电池供料盘5，这电池供料盘 5沿着X轴方向并列布置，实际应用时，可通过上述Z轴导轨在X轴导轨上的横向移动，来保证抓料手爪对这两个电池供料盘5内的电池均能进行抓取。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。