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数字孪生和扩展现实用于电动车辆电池拆卸的远程操作

TeroKaarlelaandSamiSaloandJoseOuteiro

Abstract—拆解和分类电动汽车电池（EVBs）支持向电尽管自主拆解和分类系统可以避免将工人暴露于

动汽车的可持续过渡，通过实现闭环供应链。目前，手动拆解上述风险中，但开发用于拆解和分类EV电池的自主系

过程使工人面临危险，包括电击和有毒化学品的风险。我们提

统颇具挑战。不同类型电池在物理特性上的多样性以

出一个远程操作系统用于EVB的安全拆解和分类。人机回路

可以创建并保存未知EVB类型的拆解序列，从而为未来自动及缺乏可拆卸设计需要与人类相当的认知能力和灵巧

化提供可能。RGB摄像头对齐EVB的物理孪生和数字孪生，性。这些要求对自主拆解的灵活性和重新配置能力提

而机器人的数字孪生则基于机器人操作系统（ROS）中间件。出了高需求[4]，因此，EVB拆解通常是手动工作[5]。

这种混合方法结合了远程操作和自动化，以提高EVB拆解和

研究人员提出了引入工业机器人手臂作为拆卸机

分类的安全性、适应性和效率。经济贡献通过减少劳动力依赖

本并增加电池回收的吞吐量得以实现。建立了一个在线试点研究制，以实现灵活性和可重构性[6]。工业机器人提供了

来评估所提出方法的可用性，并且结果表明其作为用户友好解一个高级控制器，用于对多种电子验证板（EVB）进

译决方案的潜力。行灵活的重新编程。自动工具更换装置使得在拆卸过

中I.介绍程中所需的分离和处理任务可以使用多样化的工具选

1择。分离和分类组件，如电气连接器和螺丝等，具有

v随着电动汽车的采用率增加，需要有效的工艺从

9挑战性，需要识别、定位和机械操作。此外，轨迹和

2报废的电动汽车电池中回收材料，以尽量减少电动汽

9车电池制造的碳足迹，并减轻采矿对环境和社会的影策略规划要求认知能力，在机械操作（如夹持或拧开）

4之前决定最佳的操作方向，并确定最优的拆卸顺序。

1响[1],[2]。由多种组件组成的复杂装配体需要有效的

.

7拆解和分类方法[3]。B.遥操作的必威体育精装版进展

0

5

2A.动机遥操作已被应用于通过物理屏障使用远程控制的

:

v手动拆解EVB会暴露工人于多种危险，包括化学操作器在危险环境中进行安全工作。Goertz[7]在20

i

x泄漏、热失控和高压电击，这些可能由于在回收、重世纪50年代将遥操作应用到了核电站中采集放射性

r

a新利用或再使用过程中意外短路而发生。为了降低这材料。尽管放射环境中的机器人遥操作仍然是一个活

些风险，专业拆解通常至少需要两名工人以确保安全跃的研究课题[8]，遥操作已经被广泛应用于例如建

并在事故发生时立即提供援助。然而，这种方法仍然筑[9]和教育[10]等领域。

劳动密集且本质上具有危险性，因此需要更安全和高Hathaway等提出了EVB拆卸的遥操作方法[11]。

效的替代方案。他们在拆卸任务中使用了一个专用的从设备来控制主