CN108365249A - 一种燃料电池电堆自动装配装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池电堆自动装配装置及其应用，该装置包括压机和螺栓拧紧组件；压机由底座(8)、设置在底座(8)上的支架(9)以及连接在支架(9)上并与底座(8)相对设置的压机本体(5)组成；螺栓拧紧组件由X向滑轨机构、Y向滑轨机构和电批机构(1)组成，X向滑轨机构架设在底座(8)上，Y向滑轨机构由两个平行的Y向滑轨(7)组成，两个Y向滑轨(7)均与X向滑轨机构滑动连接，电批机构(1)由两个电批组成，分别与两个Y向滑轨(7)滑动连接，压机本体(5)位于两个Y向滑轨(7)之间。与现有技术相比，本发明稳定性好，自动化程度高，能保证电池内部的平整性和气密性。

Description

一种燃料电池电堆自动装配装置及其应用
技术领域
本发明属于燃料电池电堆装配领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆自动装配装置及其应用。
背景技术
燃料电池电堆通常由多个单电池按照压滤机方式串联而成，在燃料电池电堆装配过程中，目前的装配方法是压着电堆，用手工将螺杆拧在位于电堆两端的外壳上，这种方式不仅速度慢且安装不稳定，特别是手工安装过程容易造成燃料电池堆内部缝隙不均匀，造成后期漏气等不良现象。因此需要一种稳定性高且自动化高的设备。
中国专利CN105304925A公开了一种燃料电池电堆装配装置，将燃料电池放入由限位部件、固定框以及底板固定板组成的装配装置中，保证了电堆装配过程中电堆的整齐性，但是该装置并没有解决电堆装配过程中容易出现的内部缝隙不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆自动装配装置及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种燃料电池电堆自动装配装置，包括，
压机，由底座、设置在底座上的支架以及连接在支架上并与底座相对设置的压机本体组成，
螺栓拧紧组件，由X向滑轨机构、Y向滑轨机构和电批机构组成，X向滑轨机构架设在底座上，Y向滑轨机构由两个平行的Y向滑轨组成，两个Y向滑轨均与X向滑轨机构滑动连接，电批机构由两个电批组成，分别与两个Y向滑轨滑动连接，
所述的压机本体位于两个Y向滑轨之间。
优选地，所述的压机本体由压杆和压块组成，所述的压杆顶端与支架连接，底端与压块连接。
优选地，所述的压块横截面呈矩形，压块底部四角位置处均设有压力传感器。
优选地，所述的X向滑轨机构由两个平行设置的X向滑轨组成，X向滑轨上设有X向螺杆，各Y向滑轨的两端通过滑块与X向滑轨滑动连接，并且Y向滑轨上设有与X向螺杆相匹配的锥形齿轮以及用于驱动锥形齿轮转动的伺服电机。
优选地，所述的电批由电批Y向移动件、电批升降件以及设置在电批升降件上的电批本体组成，所述的电批升降件与Y向滑轨滑动连接。
优选地，所述的电批本体上还设有图像识别器。
所述的燃料电池电堆自动装配装置的应用，用于燃料电池电堆装的配装，包括以下步骤：
S1：将多个单电池叠置，并在两端安装外壳，将螺栓穿设在外壳上，组装得到电堆预制件；
S2：将电堆预制件放置在压机本体下方的底座上，并将压机本体压在电堆预制件的顶部；
S3：通过X向滑轨机构和Y向滑轨机构将两个电批移动至电堆预制件的上方，下探并采用对角方式拧紧一对螺栓；
S4：逐对拧紧螺栓后，燃料电池电堆装配成型，电批和压机本体复位。
优选地，
装配过程还包括在步骤S2之前预设压机本体的下压力，并设定电批拧紧螺栓过程中压力传感器感应值相对于预设下压力的允差的步骤；
步骤S2中，压机本体下压达到预设下压力时下压到位，压机本体停止动作并保持位置；
步骤S3中电批拧紧螺栓过程中若压块底部的任意一个压力传感器的感应值相对于预设下压力超过允差时，电批本体反向转动直至压块底部的所有压力传感器的感应值相对于预设下压力在允差范围内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)稳定性高，通过压机将电堆预制件下压到位，然后采用电批采用对角的方式将螺栓安装到位，保证了电池内部的平整性和气密性。
(2)压力传感器的设置，不仅可以感应压机下压是否到位，还可以在电批拧紧螺栓过程中感应是否产生偏差或拧过现象，并与电批配合及时进行纠正，进一步保证了电池内部的平整性和气密性。
(3)压块横截面设置呈矩形，下压时压在电堆预制件上表面的中间，一般来说与电堆预制件的接触面积不小于电堆预制件上表面的1/2，这增大了压块与电堆预制件的接触面积，有利于受力的均匀性，将压力传感器设置在四角处，不仅提高了压力传感器的敏感性，还能够感知电堆预制件受力的均匀性。
(4)在电批本体上设置图像识别器，通过图像识别的方式，用于使电批本体与螺栓对正，提高了电批本体动作的精确性。
(5)自动化程度高，提高了生产效率与产能，降低了企业生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的压机本体的主视结构示意图；
图3为本发明的压块的仰视结构示意图。
图中，1为电批机构，2为锥形齿轮，3为伺服电机，4为X向螺杆，5为压机本体，51为压杆，52为压块，53为压力传感器，6为滑块，7为Y向滑轨，8为底座，9为支架，10为X向滑轨，11为电堆预制件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种燃料电池电堆自动装配装置，如图1所示，包括压机和螺栓拧紧组件；压机由底座8、设置在底座8上的支架9以及连接在支架9上并与底座8相对设置的压机本体5组成；螺栓拧紧组件由X向滑轨机构、Y向滑轨机构和电批机构1组成，X向滑轨机构架设在底座8上，Y向滑轨机构由两个平行的Y向滑轨7组成，两个Y向滑轨7均与X向滑轨机构滑动连接，电批机构1由两个电批组成，分别与两个Y向滑轨7滑动连接，压机本体5位于两个Y向滑轨7之间。
其中，X向滑轨机构由两个平行设置的X向滑轨10组成，X向滑轨10上设有X向螺杆4，各Y向滑轨7的两端通过滑块6与X向滑轨10滑动连接，并且Y向滑轨7上设有与X向螺杆4相匹配的锥形齿轮2以及用于驱动锥形齿轮2转动的伺服电机3。电批由电批Y向移动件、电批升降件以及设置在电批升降件上的电批本体组成，电批升降件与Y向滑轨7滑动连接，Y向移动件可以采用滑块的形式，Y向移动件可以通过丝杠机构来驱动，也可以通过齿轮齿条机构驱动，电批升降件可以采用气缸或其他可以将电批本体升降的机构。本实施中，电批本体上还设有图像识别器，通过图像识别的方式，用于使电批本体与螺栓对正，提高了电批本体动作的精确性。
压机本体5由压杆51和压块52组成，压杆51顶端与支架9连接，底端与压块52连接。压块52横截面呈矩形，压块52底部四角位置处均设有压力传感器53，如图2～3所示。
上述燃料电池电堆自动装配装置的应用，用于燃料电池电堆装的配装，包括以下步骤：
S1：将多个单电池叠置，并在两端安装外壳，将螺栓穿设在外壳上，组装得到电堆预制件11；
S2：将电堆预制件11放置在压机本体5下方的底座8上，并将压机本体5压在电堆预制件11的顶部；
S3：通过X向滑轨机构和Y向滑轨机构将两个电批移动至电堆预制件11的上方，下探并采用对角方式拧紧一对螺栓；
S4：逐对拧紧螺栓后，燃料电池电堆装配成型，电批和压机本体复位。
其中：
装配过程还包括在步骤S2之前预设压机本体5的下压力，并设定电批拧紧螺栓过程中压力传感器53感应值相对于预设下压力的允差的步骤；
步骤S2中，压机本体5下压达到预设下压力时下压到位，压机本体5停止动作并保持位置；
步骤S3中电批拧紧螺栓过程中若压块52底部的任意一个压力传感器53的感应值相对于预设下压力超过允差时，电批本体反向转动直至压块52底部的所有压力传感器53的感应值相对于预设下压力在允差范围内。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，包括，
压机，由底座(8)、设置在底座(8)上的支架(9)以及连接在支架(9)上并与底座(8)相对设置的压机本体(5)组成，
螺栓拧紧组件，由X向滑轨机构、Y向滑轨机构和电批机构(1)组成，X向滑轨机构架设在底座(8)上，Y向滑轨机构由两个平行的Y向滑轨(7)组成，两个Y向滑轨(7)均与X向滑轨机构滑动连接，电批机构(1)由两个电批组成，分别与两个Y向滑轨(7)滑动连接，
所述的压机本体(5)位于两个Y向滑轨(7)之间。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，所述的压机本体(5)由压杆(51)和压块(52)组成，所述的压杆(51)顶端与支架(9)连接，底端与压块(52)连接。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，所述的压块(52)横截面呈矩形，压块(52)底部四角位置处均设有压力传感器(53)。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，所述的X向滑轨机构由两个平行设置的X向滑轨(10)组成，X向滑轨(10)上设有X向螺杆(4)，各Y向滑轨(7)的两端通过滑块(6)与X向滑轨(10)滑动连接，并且Y向滑轨(7)上设有与X向螺杆(4)相匹配的锥形齿轮(2)以及用于驱动锥形齿轮(2)转动的伺服电机(3)。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，所述的电批由电批Y向移动件、电批升降件以及设置在电批升降件上的电批本体组成，所述的电批升降件与Y向滑轨(7)滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池电堆自动装配装置，其特征在于，所述的电批本体上还设有图像识别器。
7.如权利要求1～6任一所述的燃料电池电堆自动装配装置的应用，其特征在于，用于燃料电池电堆装的配装，包括以下步骤：
S1：将多个单电池叠置，并在两端安装外壳，将螺栓穿设在外壳上，组装得到电堆预制件(11)；
S2：将电堆预制件(11)放置在压机本体(5)下方的底座(8)上，并将压机本体(5)压在电堆预制件(11)的顶部；
S3：通过X向滑轨机构和Y向滑轨机构将两个电批移动至电堆预制件(11)的上方，下探并采用对角方式拧紧一对螺栓；
S4：逐对拧紧螺栓后，燃料电池电堆装配成型，电批和压机本体复位。
8.根据权利要求7所述的燃料电池电堆自动装配装置的应用，其特征在于，
装配过程还包括在步骤S2之前预设压机本体(5)的下压力，并设定电批拧紧螺栓过程中压力传感器(53)感应值相对于预设下压力的允差的步骤；
步骤S2中，压机本体(5)下压达到预设下压力时下压到位，压机本体(5)停止动作并保持位置；
步骤S3中电批拧紧螺栓过程中若压块(52)底部的任意一个压力传感器(53)的感应值相对于预设下压力超过允差时，电批本体反向转动直至压块(52)底部的所有压力传感器(53)的感应值相对于预设下压力在允差范围内。
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