CN110061275A - 一种燃料电池电堆组装用液压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池电堆组装用液压机，该液压机以机架作为整体支撑，上、下工作台分别套装在机架的四个立柱上，在机架的上梁和底座上分别固定安装有上驱动装置和下驱动装置，其中，上驱动装置与上工作台驱动连接，下驱动装置与下工作台驱动连接，在上、下驱动装置的驱动下，上、下工作台可沿着机架中的立柱上下移动。通过上述的结构设计，使用该液压机进行燃料电池电堆组装时，可以通过上、下驱动装置对上、下工作台进行同时驱动，进而实现对燃料电池电堆的双缸夹紧，两侧同时加压，有效解决单向加压存在的电堆松动问题；该燃料电池电堆组装用液压机，具有结构简单、设计合理、使用方便、组装的燃料电池电堆质量好等优点。

Description

一种燃料电池电堆组装用液压机

技术领域

本发明公开涉及燃料电池电堆生产用设备的技术领域，尤其涉及一种燃料电池电堆组装用液压机。

背景技术

燃料电池电堆是由若干个单电池通过串联或并联的方式组装，在电池堆装配时必须保证前、后端板上的每个区域都受到基本一致及相同的紧固力，并且必须保证燃料电池电堆的碳板与三合一膜电极的每个区域也受到基本一致及相同的紧固力。

目前，燃料电池电堆主要通过液压机进行的组装，然而，现有的液压机由于结构设计，导致液压机在进行燃料电池电堆组装时，只能从电堆的一侧加压，由于燃料电池电堆是由N层燃料电池叠加组成，如果只从一侧单向加压的话，组装燃料电池电堆的压力无法传递到底部，导致燃料电池电堆组装后的质量不合格，影响燃料电池电堆的组装质量等问题。

因此，如何研发一种新型的燃料电池电堆组装用液压机，以解决上述问题，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种燃料电池电堆组装用液压机，以至少解决以往的液压机只能从电堆的一侧单向加压，导致电堆的组装质量差等问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种燃料电池电堆组装用液压机，该液压机包括：机架1、上驱动装置2、下驱动装置3、上工作台4、下工作台5、移动托板7、控制器10、两个顶杆6以及两个夹紧器8；

所述机架1包括：上梁101、底座102以及四个立柱103，所述上梁101和所述底座102分别通过无油润滑套套装于四个所述立柱103的上下两端，并由锁紧螺母104固定；

所述上驱动装置2和所述下驱动装置3分别相对设置，且所述上驱动装置2中的基体与所述机架1中的上梁101固定连接，所述下驱动装置3中的基体与所述机架1中的底座102固定连接；

所述上工作台4和所述下工作台5分别通过无油润滑套套装于四个所述立柱103上，位于所述上梁101和所述底座102之间，且所述上驱动装置2中的动力输出端与所述上工作台4驱动连接，所述下驱动装置3中的动力输出端与所述下工作台5驱动连接，所述下工作台5上平行设置有两个贯通上下两侧的轨道安装孔；

两个所述顶杆6与所述下工作台5中的两个轨道安装孔一一对应，且两个所述顶杆6均位于所述下工作台5以及所述底座102之间，每个所述顶杆6均具有固定端和伸出端，每个所述顶杆6的固定端均与所述底座102固定连接，每个所述顶杆6的伸出端均固定设置有导轨，所述导轨位于所述下工作台5中对应的轨道安装孔内，且所述导轨在所述顶杆6的伸出端驱动下，可相对所述下工作台5中的轨道安装孔上下移动；

所述移动托板7滑动安装于所述下工作台5上；

两个所述夹紧器8均安装于所述下工作台5上，位于所述移动托板7的两侧，用于将所述移动托板7与所述下工作台5进行位置固定；

所述控制器10的输出端分别与所述上驱动装置2的控制端和所述下驱动装置3的控制端连接。

优选，所述上驱动装置2和所述下驱动装置3均为液压缸和/或伺服缸，所述控制器10为液压控制器和/或伺服驱动器。

进一步优选，所述机架1中上梁101以及所述上工作台4上均对应设置有用于安装定位销的通孔。

进一步优选，所述夹紧器8包括：基板81、纵向支撑柱82、横向支撑杆83以及锁紧螺杆84；

所述基板81平行固定安装于所述下工作台5上；

所述纵向支撑柱82相对所述基板81垂直设置，且所述纵向支撑板82的下端与所述基板81的上表面固定连接；

所述横向支撑杆83相对所述纵向支撑柱82垂直设置，且所述横向支撑杆83一端与所述纵向支撑柱82固定连接，另一端设置有螺孔；

所述锁紧螺杆84安装于所述螺孔内。

进一步优选，所述夹紧器8还包括：两个螺母85，两个所述螺母85分别位于所述横向支撑杆83的上下两侧，且两个所述螺母85均螺纹套装于所述锁紧螺杆84的外部。

进一步优选，所述移动托板7的下表面设置有两排分别与两个所述顶杆6中导轨一一配合的滚轮。

进一步优选，所述上工作台4的表面和所述下工作台5的表面均采用镀铬和镀镍磷处理。

进一步优选，所述上工作台4和所述下工作台5均安装有位移传感器。

进一步优选，所述燃料电池电堆组装用液压机，还包括：可移动液压升降车9，所述可移动液压升降车9包括：底板91、剪刀式升降架92、移动平台93以及移动导轨94；

所述底板91的底部设置有滚轮911，在所述底板91的一侧设置有扶手；

所述剪刀式升降架92位于所述底板91的上方，且所述剪刀式升降架92的底端与所述底板91的上表面固定连接；

所述移动平台93位于所述剪刀式升降架92的上方，且所述移动平台93的下表面与所述剪刀式升降架92顶端固定连接；

所述移动导轨94位于所述移动平台93的上方，与所述移动平台93的上表面固定连接，且所述移动导轨94的位置与两个所述顶杆6中导轨位置相对。

进一步优选，所述燃料电池电堆组装用液压机，还包括：气密检测系统，所述气密检测系统包括气压表、水压表、多个气路、多个气流流量表、多个水路以及多个水流流量表；

所述气压表和所述水压表分别用于测量所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆内的气压和水压；

多个所述气路均一端与气源连接，另一端用于与所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个所述气路上均设置有调节阀；

多个所述气流流量表分别与多个所述气路一一对应，每个所述气流流量表分别安装于对应的气路上；

多个所述水路均一端与水源连接，另一端用于与所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个所述水路上均设置有调节阀；

多个所述水流流量表分别与多个所述水路一一对应，每个所述水流流量表分别安装于对应的水路上。

本发明提供的燃料电池电堆组装用液压机，该液压机以机架作为整体支撑，上、下工作台分别套装在机架的四个立柱上，在机架的上梁和底座上分别固定安装有上驱动装置和下驱动装置，其中，上驱动装置与上工作台驱动连接，下驱动装置与下工作台驱动连接，在上、下驱动装置的驱动下，上、下工作台可沿着机架中的立柱上下移动。通过上述的结构设计，使用该液压机进行燃料电池电堆组装时，可以通过上、下驱动装置对上、下工作台进行同时驱动，进而实现对燃料电池电堆的双缸夹紧，两侧同时加压，有效解决单向加压存在的电堆松动问题。

此外，为了方便待组装燃料电池电堆的移入和移出，在该液压机中还设置有移动托板，该移动托板位于下工作台的上方，且可相对下工作台进行滑动，在进行燃料电池电堆组装时，可将待组装的燃料电池电堆放置到移动托板上，通过滑动托板实现待组装燃料电池电堆相对液压机的移入和移出，为了避免移动托板在移入、移出过程中对下工作台产生滑动磨损，在该下工作台上设置有浮动导轨，该浮动导轨有顶杆驱动，其中，液压机进行工作时，通过夹紧器实现移动托板相对下工作台之间的固定。

本发明提供的燃料电池电堆组装用液压机，具有结构简单、设计合理、使用方便、组装的燃料电池电堆质量好等优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开实施例提供的一种燃料电池电堆组装用液压机的主视结构示意图, 其中，A为定位杆、B为待组装的燃料电池电堆；

图2为本发明公开实施例提供的一种燃料电池电堆组装用液压机的侧视结构示意图；

图3为本发明公开实施例提供的一种燃料电池电堆组装用液压机中夹紧器的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了解决以往的液压机只能从电堆的一侧单向加压，导致电堆的组装质量差等问题，本实施方案提供了一种燃料电池电堆组装用液压机，参见图1、图2，该液压机主要由机架1、上驱动装置2、下驱动装置3、上工作台4、下工作台5、移动托板7、控制器10、两个顶杆6以及两个夹紧器8构成，其中，机架1作为液压机的整体支撑，主要由上梁 101、底座102以及四个立柱103构成，上述上梁101和底座102分别通过无油润滑套套装于四个立柱103的上下两端，并由锁紧螺母104固定，上驱动装置2和下驱动装置3 分别相对设置，且上驱动装置2中的基体与机架1中的上梁101固定连接，下驱动装置 3中的基体与机架1中的底座102固定连接，上工作台4和下工作台5分别通过无油润滑套套装于四个立柱103上，位于上梁101和底座102之间，其中，上驱动装置2中的动力输出端与上工作台4驱动连接，下驱动装置3中的动力输出端与下工作台5驱动连接，上工作台4和下工作台5在上驱动装置2和下驱动装置3的驱动下，均可相对机架 1中的立柱103上下移动，上述下工作台5上平行设置有两个贯通上下两侧的轨道安装孔，上述两个顶杆6与下工作台5中的两个轨道安装孔一一对应，且两个顶杆6均位于下工作台5以及底座102之间，每个顶杆6均具有固定端和伸出端，每个顶杆6的固定端均与底座102固定连接，每个顶杆6的伸出端均固定设置有导轨，导轨位于下工作台 5中对应的轨道安装孔内，且导轨在顶杆6的伸出端驱动下，可相对下工作台5中的轨道安装孔上下移动，移动托板7滑动安装于下工作台5上，两个夹紧器8均安装于下工作台5上，位于移动托板7的两侧，用于将移动托板7与下工作台5进行位置固定，控制器10的输出端分别与上驱动装置2的控制端和下驱动装置3的控制端连接。

其中，为了实现该液压机既可以液压驱动，又可以伺服驱动的双驱动形式，在液压机的实际生产制作时，可将上驱动装置2和下驱动装置3采用液压缸和/或伺服缸，将控制器10采用液压控制器和/或伺服驱动器。

上述液压机的具体工作过程为：使用该液压机进行燃料电池电堆的组装时，首先，启动顶杆将顶杆上端的导轨相对下工作台中的轨道安装孔向上浮出，然后推动移动托板，使移动托板沿着导轨相对机架向外移出，然后，将待组装的燃料电池电堆放置到移动托板上，再推动移动托板沿着导轨移入到机架内，再次启动顶杆使顶杆上端的导轨下移至下工作台中的轨道安装孔内，此时移动托板的底面直接与下工作台接触，最后，调整夹紧器将移动托板与下工作台进行位置锁死，启动控制器，控制上驱动装置和下驱动装置分别驱动上工作台和下工作台同步相向运动，直至运动到定压或定程的位置后，保持保压状态一段时间后，再次启动控制器，控制上驱动装置和下驱动装置分别驱动上工作台和下工作台同步反向运动，完成燃料电池电堆的组装，在进行燃料电池电堆的移出时，需要卸载夹紧器，启动顶杆使导轨上浮，然后推动移动托板沿着导轨向机架外移出，取出组装后的电堆。

在进行燃料电池电堆组装时，需要使用定位杆分别穿过层叠设置的燃料电池，避免层叠设置的燃料电池，在加压过程中发生位置偏移，但由于受液压机中上梁和上工作台的限制，进行限位的定位杆只能使用小于等于电堆高度的定位销，给组装带来不便。作为技术方案的改进，在机架1中上梁101以及上工作台4上均对应设置有用于安装定位销的通孔，通过该结构设计后，用于定位的定位销即使高度超过电堆的高度，定位销的上端会穿过工作台以及上梁上的通孔，以解决定位销高度受限的问题。

其中，夹紧器8只要能够实现将移动托板与下工作台进行位置固定即可，可以使用任何结构，参见图3，本实施方案中夹紧器8的具体结构为，由基板81、纵向支撑柱82、横向支撑杆83以及锁紧螺杆84构成，其中，基板81平行固定安装于下工作台5上，纵向支撑柱82相对基板81垂直设置，且纵向支撑板82的下端与基板81的上表面固定连接，横向支撑杆83相对纵向支撑柱82垂直设置，且横向支撑杆83一端与纵向支撑柱 82固定连接，另一端设置有螺孔，锁紧螺杆84安装于螺孔内。

上述夹紧器的具体工作原理为：由于基板、纵向支撑柱和横向支撑杆均位置固定，而锁紧螺杆安装于横向支撑杆的螺孔内，通过旋转锁紧螺杆即可使螺杆相对横向支撑杆上下移动，进而实现锁紧螺杆下端端面相对下工作台表面的距离调整，因此，当需要使用该夹紧器进行移动托板相对下工作台进行位置固定时，可旋转锁紧螺杆，使锁紧螺杆的下端端面紧压在移动托板的上表面，实现移动托板相对下工作台的位置固定。

为了提高该夹紧器8的锁紧稳定程度，作为技术方案的改进，参见图3，在该夹紧器8中还设置有两个螺母85，两个螺母85分别位于横向支撑杆83的上下两侧，且两个所述螺母85均螺纹套装于锁紧螺杆84的外部。

为了便于移动托板相对导轨的移入、移出，确保工件的顺利进出，作为技术方案的改进，在移动托板7的下表面设置有两排分别与两个顶杆6中导轨一一配合的滚轮。

为了保障上、下工作台表面不会发生腐蚀，造成精度和表面氧化的质量问题，作为技术方案的改进，在上工作台4的表面和下工作台5的表面均采用镀铬和镀镍磷处理。

为了精确控制上、下工作台的同步运行，作为技术方案的改进，在上工作台4和下工作台5上均安装有位移传感器，以随时可以检测上、下工作台的位移距离，同时液压机能够根据位移的数据反馈对液压机中上、下工作台位移距离进行调整，调整成相等的距离，实现上、下驱动装置同步运行。

为了方便作业人员对于燃料电池电堆的移动，作为技术方案的改进，参见图2，该液压机还设置有可移动液压升降车9，该可移动液压升降车9主要由底板91、剪刀式升降架92、移动平台93以及移动导轨94组成，其中，底板91的底部设置有滚轮911，在底板91的一侧设置有扶手，剪刀式升降架92位于底板91的上方，且剪刀式升降架92 的底端与底板91的上表面固定连接，移动平台93位于剪刀式升降架92的上方，且移动平台93的下表面与剪刀式升降架92顶端固定连接，移动导轨94位于移动平台93的上方，与移动平台93的上表面固定连接，且移动导轨94的位置与两个顶杆6中导轨位置相对。通过上述可移动液压升降车的设置，当工件(组装后的燃料电池电堆)由托板移出下工作台后，进入可移动液压升降车的移动导轨上，通过可移动液压升降车，可以很方便的将工件移动到需要放置的位置上，避免了人工搬运的不便。

由于燃料电池堆的气密性对于燃料电池电堆的质量至关重要，因此，作为技术方案的改进，在所述燃料电池电堆组装用液压机中设置有气密检测系统，用于电堆的气密性检测，该气密检测系统主要由气压表、水压表、多个气路、多个气流流量表、多个水路以及多个水流流量表构成，其中，气压表和水压表分别用于测量燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆内的气压和水压，多个气路均一端与气源连接，另一端用于与燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个气路上均设置有调节阀，多个气流流量表分别与多个气路一一对应，每个气流流量表分别安装于对应的气路上，多个水路均一端与水源连接，另一端用于与燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个水路上均设置有调节阀，多个水流流量表分别与多个水路一一对应，每个水流流量表分别安装于对应的水路上。

当进行电堆的气密性检测时，通过气路和水路向电堆充气注水，其中，具体的气流流量和水流流量可通过气流流量表和水流流量表显示，并通过各气路和水路上的调节阀进行调节，待充气注水结束后，启动液压机中的控制器，通过上、下驱动装置驱动上、下工作台从电堆的两侧将电堆夹紧，并保持一定的压力值，持续观察气压表和水压表的显示值，保持一段时间后，依据气压表和水压表的显示值判断该电堆的气密性是否合格，以确保组装电堆的质量。

上述各实施方案中的燃料电池电堆组装用液压机中的机架均为立式，该机架也可以作为卧式，其结构与立式结构一致，只是上、下工作台分别对应为左、右工作台，而上、下驱动装置对应为左、右驱动装置，由于其他结构一致，因此，再此对于卧式液压机就不进行赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，包括：机架(1)、上驱动装置(2)、下驱动装置(3)、上工作台(4)、下工作台(5)、移动托板(7)、控制器(10)、两个顶杆(6)以及两个夹紧器(8)；

所述机架(1)包括：上梁(101)、底座(102)以及四个立柱(103)，所述上梁(101)和所述底座(102)分别通过无油润滑套套装于四个所述立柱(103)的上下两端，并由锁紧螺母(104)固定；

所述上驱动装置(2)和所述下驱动装置(3)分别相对设置，且所述上驱动装置(2)中的基体与所述机架(1)中的上梁(101)固定连接，所述下驱动装置(3)中的基体与所述机架(1)中的底座(102)固定连接；

所述上工作台(4)和所述下工作台(5)分别通过无油润滑套套装于四个所述立柱(103)上，位于所述上梁(101)和所述底座(102)之间，且所述上驱动装置(2)中的动力输出端与所述上工作台(4)驱动连接，所述下驱动装置(3)中的动力输出端与所述下工作台(5)驱动连接，所述下工作台(5)上平行设置有两个贯通上下两侧的轨道安装孔；

两个所述顶杆(6)与所述下工作台(5)中的两个轨道安装孔一一对应，且两个所述顶杆(6)均位于所述下工作台(5)以及所述底座(102)之间，每个所述顶杆(6)均具有固定端和伸出端，每个所述顶杆(6)的固定端均与所述底座(102)固定连接，每个所述顶杆(6)的伸出端均固定设置有导轨，所述导轨位于所述下工作台(5)中对应的轨道安装孔内，且所述导轨在所述顶杆(6)的伸出端驱动下，可相对所述下工作台(5)中的轨道安装孔上下移动；

所述移动托板(7)滑动安装于所述下工作台(5)上；

两个所述夹紧器(8)均安装于所述下工作台(5)上，位于所述移动托板(7)的两侧，用于将所述移动托板(7)与所述下工作台(5)进行位置固定；

所述控制器(10)的输出端分别与所述上驱动装置(2)的控制端和所述下驱动装置(3)的控制端连接。

2.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述上驱动装置(2)和所述下驱动装置(3)均为液压缸和/或伺服缸，所述控制器(10)为液压控制器和/或伺服驱动器。

3.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述机架(1)中上梁(101)以及所述上工作台(4)上均对应设置有用于安装定位销的通孔。

4.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述夹紧器(8)包括：基板(81)、纵向支撑柱(82)、横向支撑杆(83)以及锁紧螺杆(84)；

所述基板(81)平行固定安装于所述下工作台(5)上；

所述纵向支撑柱(82)相对所述基板(81)垂直设置，且所述纵向支撑板(82)的下端与所述基板(81)的上表面固定连接；

所述横向支撑杆(83)相对所述纵向支撑柱(82)垂直设置，且所述横向支撑杆(83)一端与所述纵向支撑柱(82)固定连接，另一端设置有螺孔；

所述锁紧螺杆(84)安装于所述螺孔内。

5.根据权利要求4所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述夹紧器(8)还包括：两个螺母(85)，两个所述螺母(85)分别位于所述横向支撑杆(83)的上下两侧，且两个所述螺母(85)均螺纹套装于所述锁紧螺杆(84)的外部。

6.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述移动托板(7)的下表面设置有两排分别与两个所述顶杆(6)中导轨一一配合的滚轮。

7.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述上工作台(4)的表面和所述下工作台(5)的表面均采用镀铬和镀镍磷处理。

8.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，所述上工作台(4)和所述下工作台(5)均安装有位移传感器。

9.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，还包括：可移动液压升降车(9)，所述可移动液压升降车(9)包括：底板(91)、剪刀式升降架(92)、移动平台(93)以及移动导轨(94)；

所述底板(91)的底部设置有滚轮(911)，在所述底板(91)的一侧设置有扶手；

所述剪刀式升降架(92)位于所述底板(91)的上方，且所述剪刀式升降架(92)的底端与所述底板(91)的上表面固定连接；

所述移动平台(93)位于所述剪刀式升降架(92)的上方，且所述移动平台(93)的下表面与所述剪刀式升降架(92)顶端固定连接；

所述移动导轨(94)位于所述移动平台(93)的上方，与所述移动平台(93)的上表面固定连接，且所述移动导轨(94)的位置与两个所述顶杆(6)中导轨位置相对。

10.根据权利要求1所述燃料电池电堆组装用液压机，其特征在于，还包括：气密检测系统，所述气密检测系统包括气压表、水压表、多个气路、多个气流流量表、多个水路以及多个水流流量表；

所述气压表和所述水压表分别用于测量所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆内的气压和水压；

多个所述气路均一端与气源连接，另一端用于与所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个所述气路上均设置有调节阀；

多个所述气流流量表分别与多个所述气路一一对应，每个所述气流流量表分别安装于对应的气路上；

多个所述水路均一端与水源连接，另一端用于与所述燃料电池电堆组装用液压机中组装电堆连通，每个所述水路上均设置有调节阀；

多个所述水流流量表分别与多个所述水路一一对应，每个所述水流流量表分别安装于对应的水路上。