[发明专利]一种基于协同机器人的混合人-机动力电池拆解的新系统

说明书

本发明涉及一种基于协同机器人的混合人‑机动力电池拆解的新系统，包括机器人执行系统装置、决策控制系统装置、故障检测系统装置、视觉检测系统装置、拆解特征决策系统平台装置和拆解工具平台装置；它基于协同机器人的人机混合拆解新系统，能实现复杂动力电池的关键部位的自动化拆卸，避免出现过多的人力拆解繁杂与低效。

技术领域

本发明涉及一种基于协同机器人的混合人-机动力电池拆解的新系统。

背景技术

随着退役动力电池量的产生，国家对动力电池的回收与再利用有着更高的要求，国家相关政策与地方法规促进电池回收拆解的纵深发展趋势。到2019年底，新能源汽车保有量达381万辆，相关公共充电设施达到51.6万个。退役动力电池产品数量大、品种多、使用周期短，面临着大规模退役的局面。退役电池产品具有相当可观的回收经济价值，退役电池产品中含有大量的电子元器件、重金属、污染材料、有毒液体、复杂化学成分等。若拆解和回收处理不当，会造成严重的环境问题和人类健康问题。根据统计报告，2018年，全球大约产生5000万吨的电子垃圾；全球动力锂电池出货量达163.2GWh，未来五年复合年均增长率达15.8％；全球公共充电桩保有量达到92.7万个。对于退役动力电池产品，如果处理不当将对经济损失和环境污染造成严重的影响，所以退役电池拆解将解决资源有效循环再利用。

基于人机协同机器人的动力电池拆解系统设计是一种高精度、高稳定性的系统设计，在复杂退役动力电池拆解过程中，该系统通过控制器采集图像数据信息，并控制协同机器人执行具体工艺的拆解过程，实现人-机协调操作，解决大量重复性人力劳动，有集成人力的灵活性与多变性，以达到更高精度、更高效率的拆解工艺流程，实现灵活、高效的自动化拆解。

协同机器人采用现有PID控制模式，融入神经网络视觉系统，采集识别图像的识别数据，定位具体拆解零件位置，构成一套控制、算法、工艺流程于一体的拆解系统新模式。在整个系统下，采用高倍高分辨率相机作为视觉系统的信号采集端，面对拆解电池的图像信息，采集端可以更快、更准确的识别拆解连接件(螺纹连接)，其中模式识别系统可以根据一定的算法提取拆解特征，将特征信息进行定位，生成初步的机器人协同拆解路径与工具库选择，构建整套完整的动力电池拆解新模式。电池拆解系统兼具经济考量、社会考量、产业化考量和绿色工艺化考量，实现智能化、柔性化、规模化动力电池拆解的理论方法与应用研究。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于协同机器人的混合人-机动力电池拆解的新系统。

本发明所述的一种基于协同机器人的混合人-机动力电池拆解的新系统，包括机器人执行系统装置、决策控制系统装置、故障检测系统装置、视觉检测系统装置、拆解特征决策系统平台装置和拆解工具平台装置；

其中：机器人执行系统装置：用于执行拆解过程与拆解序列，使动力电池得以拆解；

决策控制系统装置：用于处理接受到视觉检测系统装置的信号，将数据进行分析计算，最优化执行决策与参数；

故障检测系统装置：用于决策控制系统装置和机器人执行系统装置之间的数据交互；

拆解工具平台装置：用于安装机器人执行装置；

控制终端经视觉监测系统装置与决策控制系统装置相连接；所述决策控制系统装置分别与机器人执行系统装置、故障检测系统装置、视觉检测系统装置相连，拆解特征决策系统平台装置和拆解工具平台装置，经返回至控制装置连接成控制回路；在视觉检测系统装置检测到拆解特征，将数据传输至决策控制系统装置，再传输到机器人执行系统装置；故障检测系统装置经过分析计算，输出控制数据，将输出数据传到机器人执行系统装置，以实现人-机交互自动化拆解。

进一步地，所述视觉检测系统装置为高倍摄像装置与图像处理模块；其中，图像提取通过相应的智能算法分析，再通过模式识别方法，以确定拆解特征；其中，拆解特征知识库系统构建，给定拆解知识库参数决策系统平台，将两者进行组合，完成更精准的决策所需拆解工具。