CN112531193A - 一种燃料电池电堆的组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池电堆的组装设备，涉及燃料电池技术领域，包括输送装置、组装装置、上料装置和组装辅助装置，输送装置包括输送台、两个输送组件、传动组件和两个固定组件，输送台上设有两个输送槽，两个输送槽槽底的一端均设有辅助口，传动组件设置在两个输送组件之间其中一个所述输送组件的旁侧设有用于驱动其移动的输送丝杆滑台，两个所述固定组件均设置在输送台的上方且两个固定组件与两个输送组件一一对应，所述组装装置横跨在输送装置和上料装置之间，所述组装辅助装置设置在两个辅助口的下方。本发明能够实现对新型燃料电池电堆机构的自动组装，且能够有效的简化组装难度，提高组装效率。

Description

一种燃料电池电堆的组装设备

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电堆的组装设备。

背景技术

燃料电池电堆由两块端板、多个双极板和多个电解质膜压制而成。现有技术在生产燃料电池时，都是先将燃料电池电堆组装好，之后再将电堆整体装入外壳中，完成对燃料电池电堆的全部组装。

但是，上述燃料电池在使用时存在很多不足之处，一方面，电堆外壳的集成度不高，影响了电堆外壳的强度，对燃料电池电堆的保护效果不佳，且增加了电堆外壳的组装难度，影响生产效率，另一方面，燃料电池在组装过程中还需要时刻保持其整体性以及压强，使得组装难度增大，进一步影响了燃料电池电堆的组装效率。为了解决上述问题，本公司给出了一种新型燃料电池电堆的组装结构，将电堆外壳与其中一个端板滑动连接，另一个端板作为外壳盖板与其连接。

然而，还缺少一种自动组装设备以完成上述新型燃料电池电堆的组装，以降低人工劳动强度，提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种端板受力可调节的燃料电池电堆，以解决现有技术中还没有对新型燃料电池电堆的组装机构进行自动组装的技术问题。

本发明提供一种燃料电池电堆的组装设备，包括输送装置、组装装置、上料装置和组装辅助装置，所述输送装置和上料装置相邻设置，所述输送装置包括输送台、两个输送组件、传动组件和两个固定组件，所述输送台上设有两个输送槽，两个输送槽槽底的一端均设有辅助口，两个所述输送组件并排且分别设置在一个输送槽内，所述传动组件设置在两个输送组件之间且两个输送组件通过传动组件传动配合，其中一个所述输送组件的旁侧设有用于驱动其移动的输送丝杆滑台，两个所述固定组件均设置在输送台的上方且两个固定组件与两个输送组件一一对应，所述组装装置横跨在输送装置和上料装置之间，所述组装辅助装置设置在两个辅助口的下方。

进一步，每个所述输送组件均包括输送架和若干个输送导杆，所有所述输送导杆均设置在输送槽内，所述输送架位于输送槽的上部且输送架的下端设有多个与输送导杆滑动配合的输送滑块，所述输送架的上端设有用于固定电堆外壳的固定槽，所述固定槽的槽底设有与组装辅助装置配合的通孔。

进一步，每个所述固定组件均包括两个固定部件，两个所述固定部件呈对称设置在输送组件的两侧，每个所述固定部件均包括固定气缸、固定推块、若干个固定滑轨、固定滑块和若干个固定卡块，所述固定气缸水平设置在输送台的上端，所述固定推块安装在固定气缸的输出端上，若干个固定滑轨并排设置在输送台上，固定滑块与所有固定滑块滑动配合，若干个固定卡块均设置在固定滑块的上端。

进一步，所述固定滑块的两端均设有卡槽，每个所述卡槽内均设有复位弹簧，所述输送架上对应每个复位弹簧均设有与其抵触的限位块。

进一步，所述传动组件包括传动槽、两个传动轴、两个传动链轮、传动链带和两个连接块，两个所述连接块分别与两个输送架的一侧固定连接，所述传动槽设置在输送台上且输送槽位于两个输送组件之间，两个所述传动轴均转动安装在输送槽内，两个所述传动链轮分别套设在两个传动轴上，两个所述传动链轮之间通过传动链带传动连接，两个所述连接块均与传动链带固定连接。

进一步，所述组装辅助装置包括辅助架和两个辅助组件，所述辅助架设置在输送台的下方，两个辅助组件对称设置在辅助架的两侧且两个辅助组件与两个辅助口一一对应。

进一步，每个所述辅助组件均包括辅助气缸和辅助推杆，所述辅助气缸安装在辅助架的下端且辅助气缸的输出端贯穿辅助架，所述辅助推杆安装在辅助气缸的输出端上，所述辅助架上设有两个辅助滑槽，两个所述辅助滑槽分别与两个辅助组件中的辅助推杆一一对应且滑动配合。

进一步，所述组装装置包括横向丝杆滑台、移动台、转动电机、转动座、升降丝杆滑台、延伸臂和吸盘，所述横向丝杆滑台呈水平设置在输送装置和输送台之间的上方，所述移动台与横向丝杆滑台的滑块固定连接，所述转动电机倒置在移动台的上端且转动电机的输出端贯穿移动台，所述转动座安装在转动电机的输出端上，所述升降丝杆滑台竖直设置在转动座的下方，所述延伸臂的一端与升降丝杆滑台的滑块固定连接，所述延伸臂的另一端上设有调节电机，所述吸盘的上端与调节电机的输出端固定连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

（1）本发明中设置了两个输送组件，且两个输送组件通过传动组件传动连接，一方面能够使得两个输送组件同时运动，减少驱动设备的使用，降低设备的成本，另一方面，能够通过两个输送组件的交替工作，使得燃料电池电堆组装工作持续进行，提高了生产效率。

（2）本发明中组装辅助装置的设置，能够推动电堆外壳下端的端板在竖直方向上移动，使得该端板位于电堆外壳的上端，这样在进行双极板和电解质膜的组装时，无需将其输送到电堆外壳的最底端，当完成部分双极板和电解质膜的组装，能够通过组装辅助装置驱动端板向下移动一定距离，这样使得以组装的电堆上端面始终位于同一高度，一方面能够降低组装装置的延伸长度，提高组装的稳定性，另一方面能够简化组装装置的操作步骤，便于使用，此外，将原本组装装置需要依次进行的多个步骤分开，实现电堆组装和电堆高度调节的同步进行，能够有效的提高电堆组装的效率。

（3）通过固定气缸工作能够推动固定推块移动，固定推块抵触固定滑块后,推动固定滑块与固定卡块同步移动，使得固定卡块将电堆外壳固定在输送架上的固定槽内，提高电堆外壳的稳定性。

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为本发明的局部立体结构示意图一；

图3为图2中A处的放大图；

图4为图2中B处的放大图；

图5为本发明的局部立体结构示意图二。

附图标记：

输送装置1，输送台11，输送槽111，辅助口112，输送组件12，输送架121，输送导杆122，输送滑块124，固定槽125，通孔126，传动组件13，传动槽131，传动轴132，传动链轮133，传动链带134，连接块135，固定组件14，固定气缸141，固定推块142，固定滑轨143，固定滑块144，固定卡块145，输送丝杆滑台15，组装装置2，横向丝杆滑台21，移动台22，转动电机23，转动座24，升降丝杆滑台25，延伸臂26，吸盘27，调节电机28，上料装置3，组装辅助装置4，辅助架41，辅助气缸411，辅助推杆412，卡槽5，复位弹簧6，限位块7。

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5所示，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆的组装设备，包括输送装置1、组装装置2、上料装置3和组装辅助装置4，所述输送装置1和上料装置3相邻设置，所述输送装置1包括输送台11、两个输送组件12、传动组件13和两个固定组件14，所述输送台11上设有两个输送槽111，两个输送槽111槽底的一端均设有辅助口112，两个所述输送组件12并排且分别设置在一个输送槽111内，所述传动组件13设置在两个输送组件12之间且两个输送组件12通过传动组件13传动配合，其中一个所述输送组件12的旁侧设有用于驱动其移动的输送丝杆滑台15，两个所述固定组件14均设置在输送台11的上方且两个固定组件14与两个输送组件12一一对应，所述组装装置2横跨在输送装置1和上料装置3之间，所述组装辅助装置4设置在两个辅助口112的下方。

本发明在工作时，通过输送组件12对电堆外壳进行输送，当电堆外壳输送到安装工位时，通过固定组件14先对电堆外壳进行固定，同时，上料装置3工作对双极板、电解质膜以及外壳盖板进行输送，而后，组装装置2工作，首先将双极板和电解质膜依次堆叠在电堆外壳内，最后将外壳盖板安装在电堆外壳上，最后通过螺栓对外壳盖板和电堆外壳进行固定，螺栓自动安装设备为现有技术，可以设置在输送台11上并位于对应的输送组件12的旁侧，在此不对其进行赘述，当完成上述安装后，将组装好的电堆取下，加压定型即可。由于外壳端板与外壳固定，无法对内部的双极板和电解质膜进行施压，但是电堆外壳下端的另一个端板可以在电堆外壳内滑动并对双极板和电解质膜进行施压，上料装置3即多个输送带，分别用于输送双极板、电解质膜和外壳盖板。

本发明中设置了两个输送组件12，且两个输送组件12通过传动组件13传动连接，一方面能够使得两个输送组件12同时运动，减少驱动设备的使用，降低设备的成本，另一方面，能够通过两个输送组件12的交替工作，使得燃料电池电堆组装工作持续进行，提高了生产效率。

本发明中组装辅助装置4的设置，能够推动电堆外壳下端的端板在竖直方向上移动，使得该端板位于电堆外壳的上端，这样在进行双极板和电解质膜的组装时，无需将其输送到电堆外壳的最底端，当完成部分双极板和电解质膜的组装，能够通过组装辅助装置4驱动端板向下移动一定距离，这样使得以组装的电堆上端面始终位于同一高度，一方面能够降低组装装置2的延伸长度，提高组装的稳定性，另一方面能够简化组装装置2的操作步骤，便于使用，此外，将原本组装装置2需要依次进行的多个步骤分开，实现电堆组装和电堆高度调节的同步进行，能够有效的提高电堆组装的效率。

参照附图5，具体地，每个所述输送组件12均包括输送架121和若干个输送导杆122，所有所述输送导杆122均设置在输送槽111内，所述输送架121位于输送槽111的上部且输送架121的下端设有多个与输送导杆122滑动配合的输送滑块124，所述输送架121的上端设有用于固定电堆外壳的固定槽125，所述固定槽125的槽底设有与组装辅助装置4配合的通孔126。

参照附图3，具体地，每个所述固定组件14均包括两个固定部件，两个所述固定部件呈对称设置在输送组件12的两侧，每个所述固定部件均包括固定气缸141、固定推块142、若干个固定滑轨143、固定滑块144和若干个固定卡块145，所述固定气缸141水平设置在输送台11的上端，所述固定推块142安装在固定气缸141的输出端上，若干个固定滑轨143并排设置在输送架121上，固定滑块144与所有固定滑块144滑动配合，若干个固定卡块145均设置在固定滑块144的上端；通过固定气缸141工作能够推动固定推块142移动，固定推块142抵触固定滑块144后,推动固定滑块144与固定卡块145同步移动，使得固定卡块145将电堆外壳固定在输送架121上的固定槽125内，提高电堆外壳的稳定性。

具体地，所述固定滑块144的两端均设有卡槽5，每个所述卡槽5内均设有复位弹簧6，所述输送架121上对应每个复位弹簧6均设有与其抵触的限位块7，限位块7和复位弹簧6的设置用于对固定滑块144和固定卡块145进行复位工作。

参照附图5，具体地，所述传动组件13包括传动槽131、两个传动轴132、两个传动链轮133、传动链带134和两个连接块135，两个所述连接块135分别与两个输送架121的一侧固定连接，所述传动槽131设置在输送台11上且输送槽111位于两个输送组件12之间，两个所述传动轴132均转动安装在输送槽111内，两个所述传动链轮133分别套设在两个传动轴132上，两个所述传动链轮133之间通过传动链带134传动连接，两个所述连接块135均与传动链带134固定连接。

具体工作时，输送丝杆滑台15工作带动与其固定连接的输送组件12移动，该输送组件12移动的过程中会通过连接块135与传动链带134的连接带动传动链带134绕着两个传动链轮133移动，通过传动链带134与另一个连接块135的连接带动另一个输送组件12同步移动，并由于两个连接块135分别与传动链带134的两端固定，进而实现两个输送组件12的交替工作，能够提高燃料电池电堆的组装效率。

参照附图5，具体地，所述组装辅助装置4包括辅助架41和两个辅助组件，所述辅助架41设置在输送台11的下方，两个辅助组件对称设置在辅助架41的两侧且两个辅助组件与两个辅助口112一一对应。

参照附图5，具体地，每个所述辅助组件均包括辅助气缸411和辅助推杆412，所述辅助气缸411安装在辅助架41的下端且辅助气缸411的输出端贯穿辅助架41，所述辅助推杆412安装在辅助气缸411的输出端上，所述辅助架41上设有两个辅助滑槽，两个所述辅助滑槽分别与两个辅助组件中的辅助推杆412一一对应且滑动配合；通过辅助气缸411工作推动辅助推杆412在竖直方向上移动，能够推动电堆外壳底部的端部在电堆外壳内滑动，从而配合组装装置2进行工作，提高燃料电池电堆的组装效率。

参照附图2和4，具体地，所述组装装置2包括横向丝杆滑台21、移动台22、转动电机23、转动座24、升降丝杆滑台25、延伸臂26和吸盘27，所述横向丝杆滑台21呈水平设置在输送装置1和输送台11之间的上方，所述移动台22与横向丝杆滑台21的滑块固定连接，所述转动电机23倒置在移动台22的上端且转动电机23的输出端贯穿移动台22，所述转动座24安装在转动电机23的输出端上，所述升降丝杆滑台25竖直设置在转动座24的下方，所述延伸臂26的一端与升降丝杆滑台25的滑块固定连接，所述延伸臂26的另一端上设有调节电机28，所述吸盘27的上端与调节电机28的输出端固定连接；通过吸盘27吸附双极板、电解质膜或者外壳盖板，之后通过横向丝杆滑台21、升降丝杆滑台25、转动电机23和调节电机28的配合工作将其输送至电堆外壳的内进行组装。

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 (8)

1.一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：包括输送装置（1）、组装装置（2）、上料装置（3）和组装辅助装置（4），所述输送装置（1）和上料装置（3）相邻设置，所述输送装置（1）包括输送台（11）、两个输送组件（12）、传动组件（13）和两个固定组件（14），所述输送台（11）上设有两个输送槽（111），两个输送槽（111）槽底的一端均设有辅助口（112），两个所述输送组件（12）并排且分别设置在一个输送槽（111）内，所述传动组件（13）设置在两个输送组件（12）之间且两个输送组件（12）通过传动组件（13）传动配合，其中一个所述输送组件（12）的旁侧设有用于驱动其移动的输送丝杆滑台（15），两个所述固定组件（14）均设置在输送台（11）的上方且两个固定组件（14）与两个输送组件（12）一一对应，所述组装装置（2）横跨在输送装置（1）和上料装置（3）之间，所述组装辅助装置（4）设置在两个辅助口（112）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：每个所述输送组件（12）均包括输送架（121）和若干个输送导杆（122），所有所述输送导杆（122）均设置在输送槽（111）内，所述输送架（121）位于输送槽（111）的上部且输送架（121）的下端设有多个与输送导杆（122）滑动配合的输送滑块（124），所述输送架（121）的上端设有用于固定电堆外壳的固定槽（125），所述固定槽（125）的槽底设有与组装辅助装置（4）配合的通孔（126）。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：每个所述固定组件（14）均包括两个固定部件，两个所述固定部件呈对称设置在输送组件（12）的两侧，每个所述固定部件均包括固定气缸（141）、固定推块（142）、若干个固定滑轨（143）、固定滑块（144）和若干个固定卡块（145），所述固定气缸（141）水平设置在输送台（11）的上端，所述固定推块（142）安装在固定气缸（141）的输出端上，若干个固定滑轨（143）并排设置在输送台（11）上，固定滑块（144）与所有固定滑块（144）滑动配合，若干个固定卡块（145）均设置在固定滑块（144）的上端。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：所述固定滑块（144）的两端均设有卡槽（5），每个所述卡槽（5）内均设有复位弹簧（6），所述输送架（121）上对应每个复位弹簧（6）均设有与其抵触的限位块（7）。

5.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：所述传动组件（13）包括传动槽（131）、两个传动轴（132）、两个传动链轮（133）、传动链带（134）和两个连接块（135），两个所述连接块（135）分别与两个输送架（121）的一侧固定连接，所述传动槽（131）设置在输送台（11）上且输送槽（111）位于两个输送组件（12）之间，两个所述传动轴（132）均转动安装在输送槽（111）内，两个所述传动链轮（133）分别套设在两个传动轴（132）上，两个所述传动链轮（133）之间通过传动链带（134）传动连接，两个所述连接块（135）均与传动链带（134）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：所述组装辅助装置（4）包括辅助架（41）和两个辅助组件，所述辅助架（41）设置在输送台（11）的下方，两个辅助组件对称设置在辅助架（41）的两侧且两个辅助组件与两个辅助口（112）一一对应。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：每个所述辅助组件均包括辅助气缸（411）和辅助推杆（412），所述辅助气缸（411）安装在辅助架（41）的下端且辅助气缸（411）的输出端贯穿辅助架（41），所述辅助推杆（412）安装在辅助气缸（411）的输出端上，所述辅助架（41）上设有两个辅助滑槽，两个所述辅助滑槽分别与两个辅助组件中的辅助推杆（412）一一对应且滑动配合。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的组装设备，其特征在于：所述组装装置（2）包括横向丝杆滑台（21）、移动台（22）、转动电机（23）、转动座（24）、升降丝杆滑台（25）、延伸臂（26）和吸盘（27），所述横向丝杆滑台（21）呈水平设置在输送装置（1）和输送台（11）之间的上方，所述移动台（22）与横向丝杆滑台（21）的滑块固定连接，所述转动电机（23）倒置在移动台（22）的上端且转动电机（23）的输出端贯穿移动台（22），所述转动座（24）安装在转动电机（23）的输出端上，所述升降丝杆滑台（25）竖直设置在转动座（24）的下方，所述延伸臂（26）的一端与升降丝杆滑台（25）的滑块固定连接，所述延伸臂（26）的另一端上设有调节电机（28），所述吸盘（27）的上端与调节电机（28）的输出端固定连接。

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