CN112372281A - 一种燃料电池密封圈自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池密封圈自动装配设备，涉及燃料电池技术领域，包括密封圈输送装置、双极板输送装置和密封圈装配装置，密封圈输送装置与双极板输送装置并列设置，密封圈装配装置均设置在密封圈输送装置和双极板输送装置之间，所述密封圈装配装置包括移动组件和两个密封圈装配组件，两个密封圈装配组件对称设置在移动组件的两端，每个密封圈装配组件均包括取放部件、驱动部件和测试部件，驱动部件设置在取放部件内，测试部件设置在取放部件的下部且测试部件通过驱动部件与取放部件相配合。本发明能够实现流水线生产，提高了生产效率，通过检测组件能够及时对密封圈和双极板之间的定位进行检测，提高了产品质量。

Description

一种燃料电池密封圈自动装配设备

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池密封圈自动装配设备。

背景技术

燃料电池电堆由多层结构组成，主要是由多层双极板和多层MEA（膜电极组件）交错设置而成，相邻的双极板和MEA之间需要使用密封圈来进行密封。

中国专利号为CN108461772B公布了一种金属极板密封圈自动装配设备，该设备至少包括：机架、移载机构、测量装置、涂胶装置、金属极板吸附装置、存放定位机构、密封圈顶出机构及相应控制系统。所述存放定位机构和顶出机构保证了密封圈的定位和装配工作的连续性。所述涂胶装置和移载机构都有精确的定位控制装置。该设备解决了密封圈较软带来的难定位，以及密封圈粘接到极板上的错位和脱落等问题。通过该自动装配设备，可实现极板上密封圈的连续性、自动化的高精度装配。

但是，上述专利在实际使用过程中还存在以下不足之处；1、使用不便，上述专利中的设置在使用前需要将多个双极板放置在极板放置框A和极板放置框B内，将多个密封圈堆放在密封圈存放凹槽A和密封圈存放凹槽B内，在设备运作过程中需要经常停机去补充双极板和密封圈，无法实现流水线生产，影响了装配效率。2、密封圈涂胶存在缺陷，将多个密封圈堆放在密封圈存放凹槽A和密封圈存放凹槽B上，之后对最上方的密封圈进行涂胶安装，一方面在涂胶过程中会造成密封圈发生形变或位移，影响后续的组装，造成材料浪费，另一方面密封圈的上表面较小，胶水会沿着密封圈向下滑落，导致下方多个密封圈粘连在一起，使得该设备无法使用。3、仅仅通过机械臂移动双极板与密封圈组装，很难保证移动过程中定位的准确，进而使得失败率增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池密封圈自动装配设备，以解决现有技术中无法连续生产、结构存在缺陷和无法进行定位监测的技术问题。

本发明提供一种燃料电池密封圈自动装配设备，包括密封圈输送装置、双极板输送装置和密封圈装配装置，所述密封圈输送装置与双极板输送装置并列设置，所述密封圈装配装置均设置在密封圈输送装置和双极板输送装置之间，所述密封圈装配装置包括移动组件和两个密封圈装配组件，两个所述密封圈装配组件对称设置在移动组件的两端，每个所述密封圈装配组件均包括取放部件、驱动部件和测试部件，所述驱动部件设置在取放部件内，所述测试部件设置在取放部件的下部且测试部件通过驱动部件与取放部件相配合。

进一步，所述移动组件包括旋转座、旋转台、升降气缸和升降臂，所述旋转座设置在密封圈输送装置和双极板输送装置之间，所述旋转台转动连接在旋转座上，所述升降气缸设置在旋转台上，所述升降臂水平设置在升降气缸的输出端上，所述升降臂的下端设有若干个呈圆周分布的导向杆，所述旋转台上设有若干个导向孔，若干个导向孔与若干个导向杆一一对应且插接配合。

进一步，所述取放部件包括固定外壳、限位块和取放块，所述固定外壳与升降臂的端部固定连接，所述固定外壳的底部设有安装槽，所述限位块设置在安装槽内且限位块与固定外壳之间形成取放腔，所述取放块位于取放腔内且两者之间滑动配合，所述取放块内设有连接腔，所述取放块的下端设有若干个与连接腔连通的取放孔，所述取放块的上端设有与连接腔连通的控制管，所述固定外壳的上端设有供控制管延伸至固定外壳外部的通孔，所述固定外壳和限位块之间设有若干个连接部，所述取放块的中部设有若干个与连接部滑动配合的滑孔。

进一步，所述驱动部件包括驱动活塞、驱动腔和若干个复位弹簧，所述驱动腔设置在固定外壳的上部，所述驱动活塞的下端与取放块的上端固定连接，所述驱动活塞的上端插接在驱动腔内且两者之间滑动配合，所有所述复位弹簧均设置在限位块和取放块之间。

进一步，所述测试部件包括若干个测试针和若干个测试孔，若干个测试针沿着取放腔的下沿的两侧设置，所有测试孔均设置在固定外壳和限位块的下方且所有测试孔与所有测试针一一对应插接配合，每个所述测试孔的上端均设有与其连通的连接孔,所述连接孔的孔径小于测试孔的孔径，所述固定外壳、限位块和连接部内设有连通腔，所述连通腔与驱动腔的上端连通，所有所述连接孔均与连通腔连通，所述固定外壳的上端设有与连通腔连通的进气管。

进一步，所述密封圈输送装置包括密封圈输送带和若干个密封圈输送治具，所述密封圈输送带呈水平设置，所有所述密封圈输送治具等间距设置在密封圈输送带上。

进一步，所述双极板输送装置包括双极板输送带和若干个双极板输送治具，所述双极板输送带间隔设置在密封圈输送带的旁侧，所有所述双极板输送治具等间距设置在双极板输送带上。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

（1）本发明在组装密封圈，需要先通过升降气缸工作带动升降臂向下移动，在移动时，首先所有的测试针会与密封圈输送治具或者双极板抵触并收缩，只有位置正确所有的测试针才会都收缩到底，若出现对位不准确的情况，则会导致部分测试针抵触在双极板上的密封圈的安装槽内收缩不到位，导致对应的连接孔无法堵塞，进而使得通过进气管向连通腔内通气时，连接孔漏气，使得驱动活塞无法向下移动，进而使得取放块无法带动密封圈向下移动进行组装，从而避免了对位不准确时密封圈会继续与双极板组装并在胶水的作用下造成材料浪费，一方面能够起到对位不准确的情况下保护原材料的作用，另一方面能够在每次组装时都对密封圈和双极板的定位进行测试，以及时发现定位不准确的状况并对操作人员进行提醒，减少了残次品的生产。

（2）拾取密封圈时，若对位不准确，虽然所有的测试针均依然能够收缩，但是，由于取放块的下端与密封圈对位不准，造成部分取放孔泄气，使得取放块的内部也无法形成负压以对密封圈进行吸取，能够进一步及时的对定位不准确的情况进行发现并告知操作人员，避免残次品的生产。

（3）本发明与现有技术相比，能够实现自动化流水作业，提高了生产效率，且在双极板和密封圈之间涂胶时也能够预先在双极板上的密封圈的安装槽内涂胶，能够避免胶水外漏对装配过程造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中密封圈装配装置的正视图；

图3为本发明中密封圈装配装置的局部立体结构示意图；

图4为本发明中密封圈装配装置的局部俯视图；

图5为图4沿A-A线的剖视图；

图6为本发明中密封圈装配装置的局部剖视图。

附图标记：

密封圈输送装置1，密封圈输送带11，密封圈输送治具12，双极板输送装置2，双极板输送带21，双极板输送治具22，密封圈装配装置3，移动组件31，旋转座311，旋转台312，升降气缸313，升降臂314，导向杆315，取放部件32，固定外壳321，限位块322，取放块323，取放腔324，连接腔325，取放孔326，控制管327，通孔328，连接部329，滑孔3210，驱动部件33，驱动活塞331，驱动腔332，复位弹簧333，测试部件34，测试针341，测试孔342，连接孔343，连通腔344，进气管345。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图6对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明实施例提供了一种燃料电池密封圈自动装配设备，包括密封圈输送装置1、双极板输送装置2和密封圈装配装置3，所述密封圈输送装置1与双极板输送装置2并列设置，所述密封圈装配装置3均设置在密封圈输送装置1和双极板输送装置2之间，所述密封圈装配装置3包括移动组件31和两个密封圈装配组件，两个所述密封圈装配组件对称设置在移动组件31的两端，每个所述密封圈装配组件均包括取放部件32、驱动部件33和测试部件34，所述驱动部件33设置在取放部件32内，所述测试部件34设置在取放部件32的下部且测试部件34通过驱动部件33与取放部件32相配合；本发明主要的工作是将一个密封圈组装在一个双极板的一侧，其具体工作方法是，通过密封圈输送装置1对密封圈进行输送，同时，通过双极板输送装置2对双极板进行输送，密封圈装配装置3工作，通过移动组件31带动两侧的密封圈装配组件进行旋转和升降，一个密封圈装配组件拾取密封圈输送装置1上的密封圈，等待下次工作，另一个密封圈装配组件将之前拾取的密封圈安装到双极板输送装置2上的双极板上，本发明工作后，可以将多个完成双极板密封圈装配的半成品继续堆叠组装，此步骤采用现有技术实现即可，组装过程中保持多个双极板之间定位即可，在此不对其进行赘述。

具体地，如图2所示，所述移动组件31包括旋转座311、旋转台312、升降气缸313和升降臂314，所述旋转座311设置在密封圈输送装置1和双极板输送装置2之间，所述旋转台312转动连接在旋转座311上，所述升降气缸313设置在旋转台312上，所述升降臂314水平设置在升降气缸313的输出端上，所述升降臂314的下端设有若干个呈圆周分布的导向杆315，所述旋转台312上设有若干个导向孔，若干个导向孔与若干个导向杆315一一对应且插接配合；旋转座311内通过设置电机以及减速器等设备能够带动安装在旋转座311上方的旋转台312发生转动，此为现有技术，在此不做赘述，通过升降气缸313工作能够推动升降臂314在竖直方向上移动，实现升降臂314两端的密封圈组装组件对密封圈的拾取和组装动作。

具体地，如图3-5所示，所述取放部件32包括固定外壳321、限位块322和取放块323，所述固定外壳321与升降臂314的端部固定连接，所述固定外壳321的底部设有安装槽，所述限位块322设置在安装槽内且限位块322与固定外壳321之间形成取放腔324，所述取放块323位于取放腔324内且两者之间滑动配合，所述取放块323内设有连接腔325，所述取放块323的下端设有若干个与连接腔325连通的取放孔326，所述取放块323的上端设有与连接腔325连通的控制管327，所述固定外壳321的上端设有供控制管327延伸至固定外壳321外部的通孔328，所述固定外壳321和限位块322之间设有若干个连接部329，所述取放块323的中部设有若干个与连接部329滑动配合的滑孔3210；工作时，通过驱动部件33能够控制取放部件32在取放腔324内上下移动，当取放块323移动到最下方时，既能够通过控制管327将连接腔325内空气抽出形成负压，通过取放孔326对密封圈进行吸取，反之，通过控制管327向取放腔324内充气，平衡负压，则可以将密封圈放下。

具体地，如图5、图6所示，所述驱动部件33包括驱动活塞331、驱动腔332和若干个复位弹簧333，所述驱动腔332设置在固定外壳321的上部，所述驱动活塞331的下端与取放块323的上端固定连接，所述驱动活塞331的上端插接在驱动腔332内且两者之间滑动配合，所有所述复位弹簧333均设置在限位块322和取放块323之间；通过向驱动腔332内增压，能够使得驱动活塞331推动取放块323向下移动，进而使得取放块323能够对密封圈进行取放动作，当降低驱动腔332内的气压，通过复位弹簧333的弹力能够使得取放块323向上移动，恢复原位。

具体地，如图6所示，所述测试部件34包括若干个测试针341和若干个测试孔342，若干个测试针341沿着取放腔324的下沿的两侧设置，所有测试孔342均设置在固定外壳321和限位块322的下方且所有测试孔342与所有测试针341一一对应插接配合，每个所述测试孔342的上端均设有与其连通的连接孔343,所述连接孔343的孔径小于测试孔342的孔径，所述固定外壳321、限位块322和连接部329内设有连通腔344，所述连通腔344与驱动腔332的上端连通，所有所述连接孔343均与连通腔344连通，所述固定外壳321的上端设有与连通腔344连通的进气管345。

综上所述，工作时，无论是拾取密封圈还是组装密封圈，都需要先通过升降气缸313工作带动升降臂314向下移动，在移动时，首先所有的测试针341会与密封圈输送治具12或者双极板抵触并收缩，只有位置正确所有的测试针341才会都收缩到底，若出现对位不准确的情况，则会导致部分测试针341抵触在双极板上的密封圈的安装槽内收缩不到位，导致对应的连接孔343无法堵塞，进而使得通过进气管345向连通腔344内通气时，连接孔343漏气，使得驱动活塞331无法向下移动，进而无法将使得取放块323带动密封圈向下移动进行组装，从而避免了对位不准确时密封圈会继续与双极板组装并在胶水的作用下造成材料浪费，一方面能够起到对位不准确的情况下保护原材料的作用，另一方面能够及时的提醒操作人员出现对位不准需要重新校对的情况发生，减少了残次品的生产。此外，拾取密封圈时，若对位不准确，虽然所有的测试针341均依然能够收缩，但是，由于取放块323的下端与密封圈对位不准，造成部分取放孔326泄气，使得取放块323的内部也无法形成负压以对密封圈进行吸取，通过能够及时的提醒操作人员对位不准确。本发明工作时还能够在连通腔344和连接腔325内设有压力传感器，通过检测气压的变化与警报系统连接，及时提醒操作人员设备的运行状况，此为现有技术，在此不做赘述。

具体地，如图1所示，所述密封圈输送装置1包括密封圈输送带11和若干个密封圈输送治具12，所述密封圈输送带11呈水平设置，所有所述密封圈输送治具12等间距设置在密封圈输送带11上。通过密封圈输送带11工作带动密封圈输送治具12对密封圈进行定位输送。

具体地，如图1所示，所述双极板输送装置2包括双极板输送带21和若干个双极板输送治具22，所述双极板输送带21间隔设置在密封圈输送带11的旁侧，所有所述双极板输送治具22等间距设置在双极板输送带21上，通过双极板输送带21带动双极板输送治具22对双极板进行定位输送。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：包括密封圈输送装置（1）、双极板输送装置（2）和密封圈装配装置（3），所述密封圈输送装置（1）与双极板输送装置（2）并列设置，所述密封圈装配装置（3）均设置在密封圈输送装置（1）和双极板输送装置（2）之间，所述密封圈装配装置（3）包括移动组件（31）和两个密封圈装配组件，两个所述密封圈装配组件对称设置在移动组件（31）的两端，每个所述密封圈装配组件均包括取放部件（32）、驱动部件（33）和测试部件（34），所述驱动部件（33）设置在取放部件（32）内，所述测试部件（34）设置在取放部件（32）的下部且测试部件（34）通过驱动部件（33）与取放部件（32）相配合。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述移动组件（31）包括旋转座（311）、旋转台（312）、升降气缸（313）和升降臂（314），所述旋转座（311）设置在密封圈输送装置（1）和双极板输送装置（2）之间，所述旋转台（312）转动连接在旋转座（311）上，所述升降气缸（313）设置在旋转台（312）上，所述升降臂（314）水平设置在升降气缸（313）的输出端上，所述升降臂（314）的下端设有若干个呈圆周分布的导向杆（315），所述旋转台（312）上设有若干个导向孔，若干个导向孔与若干个导向杆（315）一一对应且插接配合。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述取放部件（32）包括固定外壳（321）、限位块（322）和取放块（323），所述固定外壳（321）与升降臂（314）的端部固定连接，所述固定外壳（321）的底部设有安装槽，所述限位块（322）设置在安装槽内且限位块（322）与固定外壳（321）之间形成取放腔（324），所述取放块（323）位于取放腔（324）内且两者之间滑动配合，所述取放块（323）内设有连接腔（325），所述取放块（323）的下端设有若干个与连接腔（325）连通的取放孔（326），所述取放块（323）的上端设有与连接腔（325）连通的控制管（327），所述固定外壳（321）的上端设有供控制管（327）延伸至固定外壳（321）外部的通孔（328），所述固定外壳（321）和限位块（322）之间设有若干个连接部（329），所述取放块（323）的中部设有若干个与连接部（329）滑动配合的滑孔（3210）。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述驱动部件（33）包括驱动活塞（331）、驱动腔（332）和若干个复位弹簧（333），所述驱动腔（332）设置在固定外壳（321）的上部，所述驱动活塞（331）的下端与取放块（323）的上端固定连接，所述驱动活塞（331）的上端插接在驱动腔（332）内且两者之间滑动配合，所有所述复位弹簧（333）均设置在限位块（322）和取放块（323）之间。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述测试部件（34）包括若干个测试针（341）和若干个测试孔（342），若干个测试针（341）沿着取放腔（324）的下沿的两侧设置，所有测试孔（342）均设置在固定外壳（321）和限位块（322）的下方且所有测试孔（342）与所有测试针（341）一一对应插接配合，每个所述测试孔（342）的上端均设有与其连通的连接孔（343）,所述连接孔（343）的孔径小于测试孔（342）的孔径，所述固定外壳（321）、限位块（322）和连接部（329）内设有连通腔（344），所述连通腔（344）与驱动腔（332）的上端连通，所有所述连接孔（343）均与连通腔（344）连通，所述固定外壳（321）的上端设有与连通腔（344）连通的进气管（345）。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述密封圈输送装置（1）包括密封圈输送带（11）和若干个密封圈输送治具（12），所述密封圈输送带（11）呈水平设置，所有所述密封圈输送治具（12）等间距设置在密封圈输送带（11）上。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池密封圈自动装配设备，其特征在于：所述双极板输送装置（2）包括双极板输送带（21）和若干个双极板输送治具（22），所述双极板输送带（21）间隔设置在密封圈输送带（11）的旁侧，所有所述双极板输送治具（22）等间距设置在双极板输送带（21）上。

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