废旧干电池的条形码分类设备研究

苗玉杰

（中国环境管理干部学院信息工程系，河北秦皇岛066004）

废旧干电池的回收和处理一直是世界性的难题。在废旧干电池的回收处理过程中，若不将废旧电池进行分类而直接处理的话，由于各种电池化学成分不尽相同，其所需的处理工艺也就不尽相同。其中有些化学成分由于其在电池中的含量较少，不易提取或者提取时经济性较差，这样的物质不可避免地要随着废气和废液排放到外界环境中，形成二次污染。

面对我国每年丢弃的几十亿只废旧干电池，采用人工方式进行分类显然是不现实的。干电池的条形码管理方案，为大规模废旧干电池的分类回收机械研究奠定了基础。在此基础上提出了一种自动分类设备的研究方案[1]。

1 电池的回收类型

在现有阶段，废旧电池的类型很多。从资源回收利用的角度可以将电池分为以下两种类型。

1.1 易于回收利用的电池

这种类型的废旧电池主要指铅酸类的蓄电池。铅酸类的蓄电池由于其体积较大，回收利润丰厚，现阶段已做到了很好的回收利用。

1.2 不易回收利用的电池

不易回收利用的电池是指现阶段广泛使用的各种类型干电池以及各种型号的纽扣电池。这些干池由于其化学成分多样，体积较小，因而在现阶段国内外都没有较好的回收利用措施。

文中的自动分类设备就是针对不易回收利用的各种类型干电池，在干电池条形码管理方案的基础上研究设计的。

2 自动分类设备的设计

自动分类设备包括机械装置和控制电路两部分。

2.1 机械装置

从装载设备进来的废旧干电池形态各异、位置混乱。如果对此不加以区分和重整，设备无法读出废旧干电池本身的条形码信息，也无法对其进行分类。分类设备的机械装置实现了废旧干电池的形态分类和位置摆放，使其顺序码放至分离槽中，供条形码读写器读出废旧干电池的分类信息。

2.1.1 筛选桶

机械装置的主要部件是两个筛选桶，筛选桶视图如图1所示。

其工作原理是：废旧干电池在重力作用下向下滑动或滚动，与筛选桶接触。筛选桶在电机带动下旋转，在旋转过程中，直径大于筛选槽宽度的电池，会越过筛选桶到另一侧，且排列方向与筛选桶轴向平行。而直径小于筛选槽宽度的电池则通过筛选槽跌落到筛选桶的下方，进入第二次筛选。纽扣电池会穿过两个筛选桶的筛选槽，落到设备最下方的滑道中。

2.1.2分离头

经过两次筛选的废旧干电池将顺序排列，经过滑道进入分离头，为进一步分类做好准备。分离头的视图如图2所示。

2.1.3 拨动轮

条码枪扫描堆放在分离头内的废旧干电池，读出代表电池本身化学成分的条形码信息，经CPU判断识别后驱动步进电机旋转，将满足要求的废旧干电池拨到收集桶中，不满足要求的废旧干电池经过滑道进入下一个分离设备。拨动轮结构如图3所示。

废旧干电池的条形码分类设备整体设计如图4所示。

条形码分类设备工作过程如下：

进料漏斗13里的废旧干电池在重力作用下滑落，电池进来的数量可通过下方的滑盖调节。滑落的废旧干电池在滑道12的引导下接近筛选桶1。筛选桶筛选出直径大于24 mm的1号和2号电池，在筛选桶1作用下，无规则的电池顺序送给滑道3中。而直径小于24 mm的5号、7号和纽扣型电池则下落，在滑道10的引导下接近筛选桶2，直径大于10 mm的5，7号电池在筛选桶2旋转作用下，翻过滚筒顺序进入滑道4。滑道3和滑道4过来的电池依次进入分离头5，经条形码检测后，符合要求的废旧干电池被步进电机7拨动到一侧，不符合要求的电池被步进电机拨动到另一侧。不符合要求的电池在滑道8的作用下重新回到起点等待下一次的分选。而符合要求的电池就可以送到处理池进行进一步处理[2]。

3 控制电路与程序

废旧干电池的条形码分类设备控制电路包含了4组模块：即电源模块、条码枪识别模块、电机驱动模块以及预设显示模块。而控制程序主要实现电池选型的预设、待选类型的显示、条形码识别、步进电机驱动等功能。

经调试试验，该设备每分钟可实现22只废旧干电池的信息处理和分类。基本可以满足废旧干电池自动分类的要求。在大规模的废旧电池分类处理中，需要将若干台上述设备级联，从而满足快速分类的要求。

4 结论

废旧干电池的回收和管理一直是世界性的难题。废旧干电池的分类设备研究在干电池条形码管理方案的基础上，实现了废旧干电池的自动化分类要求，对大规模地回收利用废旧干电池、增加资源回收利用率、减少废旧干电池回收利用中的环境污染有着十分重要的意义。

[1]苗玉杰.浅谈干电池回收的条形码管理方案[J].再生资源循环经济，2012(10)：41-42.

[2]GB8897.2-2005.原电池第2部分外形尺寸和技术要求[S].