CN108581294A - 掀起装置和太阳能电池焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种掀起装置和太阳能电池焊接设备，其中掀起装置包括机架，设置在机架上的升降驱动机构，以及吊设在升降驱动机构中升降部件上的吸盘；吸盘与活动件通过铰接轴铰接。因为吸盘与升降驱动机构的升降部件通过铰接轴铰接,在吸盘吸附光伏芯片靠近机架边缘位置，并随升降部件上移时，光伏芯片的重心与吸盘吸附位置并不重合、产生转动力矩,使吸盘绕铰接轴转动,继而使光伏芯片绕靠近基板内侧的侧边转动。如此，光伏芯片一侧可以边始终接触太阳能电池组件的基板，连接边缘光伏芯片和内侧相邻光伏芯片的引流带不会收到强牵拉力作用，也就避免了因为牵拉力作用造成的引流带脱焊、断裂问题。

Description

掀起装置和太阳能电池焊接设备

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种在组装太阳能电池时掀起其中光伏芯片的掀起装置；另外本申请还涉及采用前述掀起装置的太阳能电池焊接设备。

背景技术

太阳能电池是采用光伏发电原理制造的电池。图1是太阳能电池的结构示意图，如图1所示，太阳能电池中，多个光伏芯片01以串联连接的形式向外输出电能，以克服单个光伏芯片01电压较低的问题；在某些应用情况下，串联连接的光伏芯片01数量达到数十个。考虑最终太阳能电池的外形要求，前述串联连接的光伏芯片01以阵列排布地形式设置。

请继续参见图1，太阳能电池中按列排布的光伏芯片01和对应的引流带03组成电池串。太阳能电池组装生产中，各个电池串被放置在太阳能电池的基板02上后，同侧端的引流带03通过汇流带04与接线盒等接口组件连接。

因为太阳能电池的基板02涂覆有EVA等透光缓振材料，焊接引流带03和汇流带04时产生的局部高温会使EVA材料发生变性、影响太阳能电池的良品率和使用寿命。为此，在焊接引流带03和汇流带04时需要在基板02和相对的引流带03、汇流带04之间设置一隔离板；为了插入隔离板，位于电池串端部的光伏芯片01需要被掀起(目的是掀起光伏芯片01的同时使引流带03脱离基板02)。

现有技术中，在自动化生产的情况下，光伏芯片01采用吸盘吸附的形式抬起，并且吸盘在升降驱动机构的作用下，沿竖直方向往复运动而提起、放下位于边缘的光伏芯片；而吸盘沿竖直方向往复运动可能造成边缘光伏芯片与内侧光伏芯片之间的引流带脱焊或者受损断裂。

发明内容

本申请提供一种掀起装置和太阳能电池焊接设备，以解决背景技术中提及的至少部分技术问题。

本申请提供一种掀起装置，包括机架，设置在所述机架上的升降驱动机构，以及吊设在所述升降驱动机构的升降部件上的吸盘；所述吸盘与所述升降部件通过铰接轴铰接。

可选的，在所述吸盘和所述升降部件之间设置有支架；

所述支架包括吊装臂和与所述吊装臂连接的安装臂；所述吊装臂和所述安装臂的延伸方向形成一夹角；

所述升降部件与所述吊装臂通过所述铰接轴铰接连接；所述吸盘固定在所述安装臂上；

所述支架处在自然悬吊状态时，所述吸盘的工作面斜向下地朝向所述机架的外周侧。

可选的，所述吸盘的数量为多个；

多个所述吸盘并列地设置在所述安装臂上。

可选的，所述升降驱动机构包括第一驱动电机，与所述第一驱动电机输出轴连接的丝杠，以及位于所述丝杠侧部并沿所述丝杠的延伸方向设置的导轨；

所述升降部件为与所述丝杠螺纹配合并被所述导轨限制转动的滑块。

可选的，在所述机架上设置有平移机构；

所述升降驱动机构设置在所述平移机构的平移部件上；

所述平移部件的移动方向为垂直于所述升降部件竖直移动方向的第一水平方向。

可选的，所述平移机构包括设置在所述机架上的第二驱动电机，设置在第二驱动电机输出端的主动带轮，以及设置在所述机架上的从动带轮；

所述主动带轮的回转轴平行于所述从动带轮的回转轴；

所述平移部件为绕所述主动轮和所述从动轮回转的传动皮带。

可选的，所述平移机构包括平行于所述传动皮带的延伸方向的导向滑轨；

所述升降驱动机构与所述导向滑轨卡接连接，沿所述导向滑轨滑动。

可选的，在所述平移机构的平移部件上设置有位置调整机构；

所述位置调整机构的位置调整部件的移动方向为垂直于所述第一水平方向的第二水平方向；

所述升降部件通过设置在所述位置调整部件上，而设置在所述平移部件上。

可选的，在所述升降驱动机构的工作端设置有旋转驱动机构；

所述旋转驱动机构的一端与所述升降部件铰接连接，另一端与所述吸盘或者所述支架铰接连接。

本申请还提供一种太阳能电池焊接设备，包括组装台、焊接装置和如前所述的掀起装置；

所述机架与所述组装台固定；所述焊接装置、所述升降驱动机构和所述吸盘均设置在所述组装台上侧。

采用本申请提供的掀起装置，因为吸盘与升降驱动机构中的升降部件通过铰接轴铰接。在吸盘吸附光伏芯片靠近机架边缘位置，并随升降部件上移时，光伏芯片的重心与吸盘吸附位置并不重合、产生转动力矩,吸盘绕铰接轴转动,继而使光伏芯片绕靠近基板内侧的侧边转动。如此，光伏芯片一侧可以边始终接触太阳能电池组件的基板，而不是如现有加工过程中完全脱离基板，因此连接边缘光伏芯片和内侧相邻光伏芯片的引流带不会受到强牵拉力作用，也就避免了因为牵拉力作用造成的引流带脱焊、断裂问题。

附图说明

图1是太阳能电池的结构示意图；

图2是实施例中掀起装置中部分组件的轴侧示意图；

图3是实施例提供的掀起装置部分的工作状态图；

图4是实施例提供的太阳能电池焊接设备的正视图；

图5是实施例提供的太阳能电池焊接设备的左视图；

图6是实施例提供的太阳能电池焊接设备的俯视图；

其中：01-光伏芯片，02-基板，03-引流带，04-汇流带，11-机架，12-升降驱动机构，121-基座，122-第一驱动电机，123-丝杠，124-导轨，125-滑块，13-吸盘，14-铰接轴，15-支架，151-吊装臂，152-安装臂，16-平移机构，161-第二驱动电机，162-主动带轮，163-从动带轮，164-传动皮带，17-位置调整机构，171-第三驱动电机，172-主动轮，173-从动轮，174-调整皮带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

如图4-图6所示，本实施例提供的太阳能电池焊接设备集成掀起装置；以下主要说明掀起装置的结构和动作过程，并附带说明太阳能电池焊接设备的结构。

如图2、图3和图4所示，本实施例提供的掀起装置包括机架11、升降驱动机构12、吸盘13和铰接轴14。其中机架11为承载其他组件、实现其他部件协同工作的基础。升降驱动机构12安装在机架11上，其包括基座121、驱动部件和升降部件；基座121安装在机架11上，驱动部件安装在基座121上，升降部件与驱动部件的工作端连接，可以随驱动部件的动作而上下往复移动。吸盘13吊设地安装在升降部件的下侧，通过铰接轴14与升降部件连接。

因为吸盘13通过铰接轴14吊设在升降部件的下侧，所以在有除自身重力以外的力量作用时，吸盘13可以相对升降部件转动。利用这一机构，结合具体应用中的合理位置设置，可以使光伏芯片01以转动地掀起。以下结合图3具体分析掀起装置如何实现光伏芯片的转动式掀起。

在呈现图3所示的状态前，升降驱动机构12带动吸盘13向下移动，直至吸盘13的工作面贴合光伏芯片01的表面(应当注意，此时，吸盘13吸附的是光伏芯片01靠近掀起装置外周侧的表面，并且吸附位置位于光伏芯片01重心的外侧)；随后，吸盘13工作、依靠负压作用吸附光伏芯片01；与此同时，升降驱动机构12反向运动，使得吸盘13向上移动。

由于吸盘13的负压吸附作用，光伏芯片01和吸盘13为一体状态；因为光伏芯片01本身的重力作用，并且光伏芯片01的重心与吸盘13吸附位置并不重合，所以光伏芯片01芯片会并不能水平地上下移动，而是会有发生偏转的趋势；而正是因为吸盘13和升降部件通过铰接轴14连接，所以吸盘13可以保持与光伏芯片01的贴合，相对铰接轴14转动。同时光伏芯片01会绕O点发生转动，不会离开太阳能光伏组件的基板02；也就是光伏芯片被转动式地掀起。

当光伏芯片01被吸盘13提升至一定的高度，可以在光伏芯片01和基板02之间放入隔离板。放入隔离板后，升降驱动机构12带动吸盘再次向下移动，使光伏芯片贴合基板后；焊接装置焊接连接引流带和汇流带。

焊接装置完成焊接后，升降驱动机构12带动吸盘再次向上移动，随后抽离隔离板，升降驱动机构12带动吸盘下落，使光伏芯片再次贴合基板。

在前述动作过程中，因为光伏芯片01一侧边始终接触太阳能电池组件的基板02，而不是如现有加工过程中完全脱离基板02，所以连接前述光伏芯片01和相邻光伏芯片01的引流带不会受到强牵拉力作用，也就减少了因为牵拉力作用造成引流带脱焊、断裂的概率。

实际应用中的吸盘13多采用金属材料制成，其本身的重量较大，而光伏芯片01多为薄板状，重量较轻。在前述动作过程中，吸盘13吸附光伏芯片01后，因为自身重量比重较大，所以吸盘13和光伏芯片01整体的重心和吸盘13本身的重心偏移距离并不大，造成实际应用中吸盘13转动角度较小。而在前述动作高速进行时，光伏芯片01被整体抬起的概率仍然较大。

为减小光伏芯片01被整体抬起的概率，本实施例提供的掀起装置还包括支架15。请继续参见附图，具体参见附图2和附图6，支架15设置在吸盘13和升降部件之间；具体的，支架15包括吊装臂151和安装臂152，吊装臂151和安装臂152连接为一体，二者的延伸方向形成一夹角。吊装臂151通过铰接轴14与升降部件铰接连接，吸盘13固定安装在安装臂152上。

因为支架15的吊装臂151和安装臂152的延伸方向不同，二者之间具有夹角，所以在静置悬停状态下，为了使吸盘13的重心位于铰接轴14所在的竖直平面上，吸盘13必然带动支架15绕着铰接轴14旋转、并呈现倾斜状态；而当吸盘13位置下移、吸附平放的光伏芯片01时，吸盘13会处于摆正状态；当吸盘13上提时，吸盘13会在自身重力作用下摆动；如此，利用吸盘13自身的摆动,可以克服升降驱动机构12中升降部件的突然工作对光伏芯片01的冲击作用，继而避免光伏芯片01被整体抬起。

另外，设置前述的支架15，还可以避免在抬起光伏芯片01的瞬间，吸盘13脱离光伏芯片01，继而减小光伏芯片01跌落的概率。

应当注意，本实施例中设置支架15的主要目的是使吸盘13发生一定的偏转；但是吸盘13的偏转方向应当有特殊的限制；具体的，吸盘13处在自然悬吊状态时，其工作面可应当斜向下地朝向机架11的外周侧，即处在如图4所示的状态；如果吸盘13处在自然选点状态时，工作面斜向下朝向机架11的中心位置，不仅不能达到前述的效果，反而还会产生破坏性的效果。

当然，在其他实施例中，也可以不设置前述支架15；即在自然悬吊状下，吸盘13的工作面也可以垂直于竖直方向。

请继续参看图2和图4，本实施例提供的掀起装置中，升降驱动机构12包括基座121、第一驱动电机122、丝杠123、导轨124和滑块125。其中基座121直接与机架11连接；第一驱动电机122固定安装在基座121上；丝杠123通过连轴器与第一驱动电机122的输出端连接，可以在第一驱动电机122的驱动力作用下转动；导轨124位于丝杠的侧部，平行于丝杠123的延伸方向设置；滑块125与丝杠123螺纹配合，并被导轨124限制转动方向。结合丝杠机构的工作原理可知，滑块125即是前文提及的升降部件。

应当注意，本实施例中，为避免升降驱动机构12与太阳能电池焊接设备中的其它部件发生位置冲突、留出安装其它工作设备的空间，滑块125上安装有一连接板，支架15实际与连接板铰接；但是应当注意，因为连接板本身与滑块125固定连接，所以其可以被认为是滑块125的一部分。

在其他实施例中，升降驱动机构12并不限于前述的结构，也可以是机械领域中采用的其它机构；例如机械领域采用的曲柄滑块机构、伸缩气缸机构或者伸缩油缸机构。

在实际生产中，太阳能电池焊接设备可能会适应不同尺寸大小的太阳能电池组、不同大小的光伏芯片01的组装；因此还具有在图2所示的左右方向移动吸盘13的需求。

为满足前一段提及的应用需求，本实施例中的掀起装置还可以包括平移机构16；平移机构16安装在机架11上；而前述的升降驱动机构12设置在平移机构16的平移部件上。并且，平移部件的移动方向与前述铰接轴14之间的夹角大于0°。实际应用中，考虑三维控制的方便性，平移部件的移动方向垂直于铰接轴14。

请参见图4，本实施例提供的平移机构16包括第二驱动电机161、主动带轮162、从动带轮163和传动皮带164。第二驱动电机161固定在机架11上；主动带轮162设置在第二驱动电机161的输出端，通过中间传导机构与第二驱动电机161的输出端连接；从动带轮163设置在机架11上，并且其回转轴平行于主动带轮162的回转轴；传动皮带164架设在主动带轮162和从动带轮163之间，绕主动带轮162和从动带轮163回转。传动皮带164即上段中提及的平移部件。本实施例中，滑块125沿竖直方向上下移动，传动皮带164的移动方向为垂直于滑块125竖直移动方向的第一水平方向。当然，如果滑块125并不沿竖直方向移动，传动皮带164仍然可以按照在水平方向移动，使吸盘在非工作状态时移动至不干涉其他部件动作的位置。

较为优选的，平移机构16还可以包括平行于传动皮带的延伸方向164设置的导向滑轨；升降驱动机构12的基座121与滑轨卡接连接、沿导向滑轨滑动，以利用导向滑轨限制随传动皮带164运行时的振动。

当然，在其他实施例中，平移机构16也可以采用机械领域的其它传动机构，并不限于前文描述。

还请注意，本实施例中的平移机构16可能还会起到辅助掀起光伏芯片01的作用。具体的，在吸盘13吸附光伏芯片、带动光伏芯片上移的过程中，平移机构16可以带动升降驱动机构12向机架11中间位置移动，利用吸盘13的惯性、使吸盘13产生绕铰接轴14的转动运动，增大光伏芯片的转动角度。但是，前述过程需要根据实际情况设定，如果前述动作使得光伏芯片在基板的位置变化，则不建议采用前述操作方法。

为提高使用的经济性、提高生产效率。本实施例提供的掀起装置中，支架15的安装臂152上设置了多个吸盘13；多个吸盘13沿着安装臂152的延伸方向并列的设置，并且各个吸盘13的工作面位于同一平面。

为了适应不同型号的太阳能电池的组装，掀起装置中的支架15和滑块125可拆卸。因此可以配备多个不同尺寸、设置不同数量吸盘13的支架15。因为可能设置多个不同尺寸信号的支架15、适应不同型号太阳能电池的组装，吸嘴在图4所示的上下方向也可能需要移动。

为解决前段提及的问题，本实施例提供的掀起装置还可以包括位置调整机构17。如图4所示，位置调整机构17包括托板、第三驱动电机171、主动轮172、从动轮173和调整皮带174。其中托板安装在平移机构16的传动皮带164上，第三驱动电机171、主动轮172、从动轮173均安装在托板上；调整皮带174绕主动轮172和从动轮173回转。前述的升降驱动机构12的基座121安装在回转皮带上。

在第三驱动电机171的驱动下，调整皮带174可以带动升降驱动机构12移动；本实施例中，调整皮带174的移动方向为垂直于传动皮带164移动方向的第二水平方向。与前文描述类似，其他实施例中，位置调整机构17并不限于前述结构，也可以是机械领域的其他结构。

应当注意，为了考虑实际应用中的调整需求量，本实施采用前文表述的、图示的升降驱动机构12、平移机构16和位置调整机构17布置顺序和连接关系；考虑到三个机构的运动可能互不影响，在其他实施例中也可以更改三者的布置顺序和连接关系。

本实施例提供的掀起装置中，吸盘13可以自由地绕铰接轴14转动，即除了吸盘13重力、升降部件的驱动力以及光伏芯片的重力作用外，没有其他作用在吸盘13上的力量使吸盘13转动；在其他实施例中，还可以设置使吸盘13主动转动的旋转驱动机构。具体的，旋转驱动机构的一端与升降部件铰接连接，另一端与吸盘13或者支架15铰接连接；旋转驱动机构可以驱动吸盘13相对铰接轴14转动。结合具体使用时的受力分析可知，为避免光伏芯片的靠近基板内侧的侧边离开基板，采用旋转驱动机构时需要配合平移机构16的相应移动动作。

除了提供前述的掀起装置外，本实施例还提供一种采用前述掀起装置的太阳能电池焊接设备。图2-图4显示的即为太阳能电池焊接设备，其除了前述的掀起装置外，还包括承托基板和光伏芯片的组装台、焊接装置和汇流带供给装置。前文提及的掀起装置中，至少升降驱动结构、吸盘13和支架15设置在组装台的上侧。

本实施例中，组装台实际由多个承托滚轴组合形成，太阳能电池组件中的基板可以通过承托滚轴驱动上料；太阳能电池组装完成后，由承托滚轴驱动离开焊接设备。

焊接装置和汇流带供给装置可以采用现有技术中的设备，本申请不再描述，具体可参见现有技术文献。

应当注意，本实施例提供的掀起装置不仅可以应用在前述太阳能电池焊接设备中，也可以应用在具有类似掀起需求的场合。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种掀起装置，其特征在于：包括机架，设置在所述机架上的升降驱动机构，以及吊设在所述升降驱动机构的升降部件上的吸盘；所述吸盘与所述升降部件通过铰接轴铰接。

2.根据权利要求1所述的掀起装置，其特征在于：

在所述吸盘和所述升降部件之间设置有支架；

所述支架包括吊装臂和与所述吊装臂连接的安装臂；所述吊装臂和所述安装臂的延伸方向形成一夹角；

所述升降部件与所述吊装臂通过所述铰接轴铰接连接；所述吸盘固定在所述安装臂上；

所述支架处在自然悬吊状态时，所述吸盘的工作面斜向下地朝向所述机架的外周侧。

3.根据权利要求2所述的掀起装置，其特征在于：

所述吸盘的数量为多个；

多个所述吸盘并列地设置在所述安装臂上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的掀起装置，其特征在于：

所述升降驱动机构包括第一驱动电机，与所述第一驱动电机输出轴连接的丝杠，以及位于所述丝杠侧部并沿所述丝杠的延伸方向设置的导轨；

所述升降部件为与所述丝杠螺纹配合并被所述导轨限制转动的滑块。

5.根据权利要求1-3任一项所述的掀起装置，其特征在于：

在所述机架上设置有平移机构；

所述升降驱动机构设置在所述平移机构的平移部件上；

所述平移部件的移动方向为垂直于所述升降部件竖直移动方向的第一水平方向。

6.根据权利要求5所述的掀起装置，其特征在于：

所述平移机构包括设置在所述机架上的第二驱动电机，设置在第二驱动电机输出端的主动带轮，以及设置在所述机架上的从动带轮；

所述主动带轮的回转轴平行于所述从动带轮的回转轴；

所述平移部件为绕所述主动轮和所述从动轮回转的传动皮带。

7.根据权利要求6所述的掀起装置，其特征在于：

所述平移机构包括平行于所述传动皮带的延伸方向设置的导向滑轨；

所述升降驱动机构与所述导向滑轨卡接连接，沿所述导向滑轨滑动。

8.根据权利要求5所述的掀起装置,其特征在于:

在所述平移机构的平移部件上设置有位置调整机构；

所述位置调整机构的位置调整部件的移动方向为垂直于所述第一水平方向的第二水平方向；

所述升降部件通过设置在所述位置调整部件上，而设置在所述平移部件上。

9.根据权利要求1-3任一项所述的掀起装置，其特征在于：

在所述升降驱动机构的工作端设置有旋转驱动机构；

所述旋转驱动机构的一端与所述升降部件铰接连接，另一端与所述吸盘或者所述支架铰接连接。

10.一种太阳能电池焊接设备，其特征在于，包括组装台、焊接装置和如权利要求1-9任一项所述的掀起装置；

所述机架相对所述组装台固定；所述焊接装置、所述升降驱动机构和所述吸盘均设置在所述组装台上侧。