CN114005996A - 一种燃料电池膜电极生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种燃料电池膜电极生产装置，包括有环形底座、转动连接于环形底座上端的端面齿轮、固定连接于端面齿轮内侧的环形齿轮、固定连接于环形底座内侧的十字滑座以及设于十字滑座正上方的喷涂装置，在第一步进电机工作时，第一步进电机上的电机轴带动第一齿轮进行旋转，第一齿轮旋转时，能够通过环形齿轮带动环形底座上端的端面齿轮进行转动，当端面齿轮转动时，能够带动第二齿轮和螺纹杆进行转动，通过对四个螺纹杆的螺纹方向进行设置，可使对向的一组传动板同时向内侧移动，使另一组对向的两个传动板同时向外侧移动，从而可以对传动板上方的质子交换膜进行位置改变，可一次性对四个质子交换膜进行喷涂操作，提升工作效率。

Description

一种燃料电池膜电极生产装置
技术领域
本发明属于燃料电池膜电极生产相关技术领域，具体涉及一种燃料电池膜电极生产装置。
背景技术
膜电极一般是由质子交换膜、催化剂和碳纸的组合。质子交换膜通常是夹在两碳纸之间，催化剂可涂覆在质子交换膜的外部或嵌入在碳纸和质子交换膜之间。现有技术中公开了申请号为201910054129.3，名称为一种燃料电池膜电极生产用催化剂喷涂设备的专利文献，该文献中记载到通过开启箱体中的气缸、电动喷嘴和电动推杆，且电动推杆带动固定板上的电动喷嘴向外及向内运动，而气缸带动滑块滑动，进而带动固定板上的电动喷嘴向左及向右运动，以使电动喷嘴沿着质子交换膜氢面的任一拐角处，并顺着其外侧边缘螺旋向内喷涂至中心点，对质子交换膜表面进行喷涂，但是在现有技术中，电动喷嘴每次只能对单个的质子交换膜进行喷涂，工作效率较低，鉴于此，本发明提出一种燃料电池膜电极生产装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池膜电极生产装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池膜电极生产装置，包括有环形底座，环形底座上设置有传动板以及用于驱动传动板往复运动的驱动机构，所述传动板上端通过固定杆固定连接用于放置质子交换膜的放置台；
所述传动板、固定杆以及放置台均设有四个，且四个固定杆的高度依次递减，使四个放置台在竖直方向上呈错开分布，通过所述驱动机构带动一对向的两个传动板相互靠近的同时，另一对向的两个传动板相互远离；
四个传动板的运动轨迹连线为十字型；
所述放置台上方设有沿着矩形轨迹同时对四个质子交换膜进行喷涂的喷涂装置。
优选的，所述驱动机构包括端面齿轮，所述端面齿轮转动连接在环形底座的上端面，在环形底座的内侧壁处固定有第一步进电机，第一步进电机的输出轴上固定连接有第一齿轮，在端面齿轮的内侧壁上设有环形齿轮，第一齿轮与环形齿轮啮合；
环形底座的内侧同轴线固定有十字滑座，在十字滑座的中部上端固定有固定座，在环形底座的外侧壁上呈环形均匀分布固定有四个第一固定板，每个第一固定板上均转动连接有一根螺纹杆，四根螺纹杆的内端均转动连接在固定座上，每根螺纹杆上均固定有与端面齿轮啮合的第二齿轮；
四个传动板的下端分别滑动连接在十字滑座的四条边上，且四个传动板的上端分别与四根螺纹杆螺纹连接；
相邻螺纹杆的螺纹方向相反。
优选的，所述放置台的顶端设有钢框，放置台顶端四角处均固定有对钢框进行固定限位的限位块，钢框内侧放置有质子交换膜。
优选的，所述喷涂装置包括第二固定板，第二固定板的两侧均固定连接有L型的支撑板，且支撑板下端与环形底座固定连接。
优选的，所述喷涂装置还包括固定于第二固定板下端的第二步进电机，第二步进电机的输出轴固定连接有连接杆，连接杆的一端固定连接有滑座，滑座内侧滑动连接有滑动板，滑动板顶端固定连接有滑块，第二固定板的底端开设有与滑块相配合的矩形滑槽，滑块与矩形滑槽滑动连接，滑动板的底端固定连接有对质子交换膜表面进行喷涂的电动喷嘴。
优选的，所述矩形滑槽的四角处均呈倒圆角设置。
与现有燃料电池膜电极生产装置技术相比，本发明提供了一种燃料电池膜电极生产装置，具备以下有益效果：
一、本发明上的第一齿轮设于环形齿轮的内侧，并与环形齿轮相啮合，在第一步进电机工作时，第一步进电机上的电机轴带动第一齿轮进行旋转，由于第一齿轮与环形齿轮相啮合，因此，第一齿轮旋转时，能够通过环形齿轮带动环形底座上端的端面齿轮进行转动，又第二齿轮与端面齿轮相啮合，因此，当端面齿轮转动时，能够带动第二齿轮进行旋转，第二齿轮又能带动螺纹杆进行转动，通过对四个螺纹杆的螺纹方向进行设置，可使对向的一组传动板同时向内侧移动，使另一组对向的两个传动板同时向外侧移动，从而可以对传动板上方的质子交换膜进行位置改变，可一次性对四个质子交换膜进行喷涂操作，提升工作效率；
二、本发明上的四个固定杆的高度不同，四个固定杆以高度依次递减的趋势分布，在四个不同高度的固定杆的共同作用下，可使四个固定杆上的质子交换膜由上到下依次分布，在进行位置移动时互不干涉；
三、本发明通过在中部的两个质子交换膜移动到两侧，两侧的两个质子交换膜移动到中部时，此时完成一次表面喷涂。之后，只需改变第一步进电机的旋转方向，使移动到两侧的两个质子交换膜再次向中间移动，使移动到中间的两个质子交换膜再次向两侧移动，其他操作与上述相同，进行二次喷涂。如此改变第一步进电机的正反旋转，即可实现质子交换膜的重复喷涂的目的。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种燃料电池膜电极生产装置立体结构示意图；
图2为本发明提出的喷涂装置仰视结构示意图；
图3为本发明提出的一种燃料电池膜电极生产装置主视平面结构示意图；
图4为本发明提出的一种燃料电池膜电极生产装置剖面结构示意图；
图5为本发明提出的放置台和钢框局部组成结构示意图；
图6为本发明提出的质子交换膜俯视结构示意图；
图中：1、环形底座；2、端面齿轮；3、环形齿轮；4、第一步进电机；5、第一齿轮；6、十字滑座；7、固定座；8、第二齿轮；9、第一固定板；10、螺纹杆；11、传动板；12、固定杆；13、放置台；14、限位块；15、钢框；16、质子交换膜；17、喷涂装置；171、第二固定板；172、支撑板；173、矩形滑槽；174、第二步进电机；175、连接杆；176、滑座；177、滑动板；178、滑块；179、电动喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种燃料电池膜电极生产装置，包括有环形底座1，环形底座1上设置有传动板11以及用于驱动传动板11往复运动的驱动机构，传动板11上端通过固定杆12固定连接用于放置质子交换膜16的放置台13；
传动板11、固定杆12以及放置台13均设有四个，且四个固定杆12的高度依次递减，使四个放置台13在竖直方向上呈错开分布，通过驱动机构带动一对向的两个传动板11相互靠近的同时，另一对向的两个传动板11相互远离；
四个传动板11的运动轨迹连线为十字型；
放置台13上方设有沿着矩形轨迹同时对四个质子交换膜16进行喷涂的喷涂装置17。
驱动机构包括端面齿轮2，端面齿轮2转动连接在环形底座1的上端面，在环形底座1的内侧壁处固定有第一步进电机4，第一步进电机4的输出轴上固定连接有第一齿轮5，在端面齿轮2的内侧壁上设有环形齿轮3，第一齿轮5与环形齿轮3啮合，在第一步进电机4工作时，第一步进电机4输出轴带动第一齿轮5进行旋转，由于第一齿轮5与环形齿轮3相啮合，因此，第一齿轮5旋转时，能够通过环形齿轮3带动环形底座1上端的端面齿轮2进行转动；
环形底座1的内侧同轴线固定有十字滑座6，在十字滑座6的中部上端固定有固定座7，在环形底座1的外侧壁上呈环形均匀分布固定有四个第一固定板9，每个第一固定板9上均转动连接有一根螺纹杆10，四根螺纹杆10的内端均转动连接在固定座7上，每根螺纹杆10上均固定有与端面齿轮2啮合的第二齿轮8，由于第二齿轮8与端面齿轮2相啮合，因此，当端面齿轮2转动时，能够带动第二齿轮8进行旋转，第二齿轮8又能带动螺纹杆10进行转动；
四个传动板11的下端分别滑动连接在十字滑座6的四条边上，且四个传动板11的上端分别与四根螺纹杆10螺纹连接，相邻螺纹杆10的螺纹方向相反，当螺纹杆10转动时，能够驱动传动板11进行移动，通过十字滑座6可以对传动板11的移动进行约束限位，确保在螺纹杆10转动时，传动板11只能直线运动。
放置台13的顶端设有钢框15，放置台13顶端四角处均固定有对钢框15进行固定限位的限位块14，钢框15内侧放置有质子交换膜16。
喷涂装置17包括第二固定板171，第二固定板171的两侧均固定连接有L型的支撑板172，且支撑板172下端与环形底座1固定连接。
喷涂装置17还包括固定于第二固定板171下端的第二步进电机174，第二步进电机174的输出轴固定连接有连接杆175，连接杆175的一端固定连接有滑座176，滑座176内侧滑动连接有滑动板177，滑动板177顶端固定连接有滑块178，第二固定板171的底端开设有与滑块178相配合的矩形滑槽173，滑块178与矩形滑槽173滑动连接，滑动板177的底端固定连接有对质子交换膜16表面进行喷涂的电动喷嘴179，在进行喷涂工作时，启动第二步进电机174，第二步进电机174通过电机轴带动连接杆175和滑座176旋转，由于滑动板177与滑座176滑动连接，以及滑动板177通过滑块178与矩形滑槽173的滑动连接，因此，滑动板177能够带动电动喷嘴179做矩形轨迹运动。
为了使得滑动板177通过滑块178能够在矩形滑槽173内部顺利滑动，矩形滑槽173的四角处均呈倒圆角设置。
本发明的工作原理及使用流程：在进行工作时，将两个钢框15分别放置在没有重叠的两个放置台13上，通过限位块14可对钢框15进行限位固定。然后启动第一步进电机4，第一步进电机4通过电机轴带动第一齿轮5旋转，第一齿轮5通过环形齿轮3带动端面齿轮2旋转，端面齿轮2带动四个第二齿轮8旋转，第二齿轮8带动螺纹杆10旋转，通过对四个螺纹杆10的螺纹方向设置，可使对向的两个传动板11(已经放置完成钢框15的传动板11)同时向内侧移动，使另一组对向的两个传动板11(还未放置钢框15的传动板11)同时向外侧移动，移动一定距离后关闭第一步进电机4，并将两个钢框15分别放置在这两个还未放置钢框15的放置台13上。完成放置后，此时，四个质子交换膜16的位置状态如图1、图3、图6所示。
在进行喷涂工作时，启动第二步进电机174，第二步进电机174通过电机轴带动连接杆175和滑座176旋转，通过滑动板177与滑座176的滑动连接，以及滑动板177通过滑块178与矩形滑槽173的滑动连接，可使滑动板177带动电动喷嘴179做矩形轨迹运动(图6中用虚线代表电动喷嘴179的矩形轨迹运动)，第二步进电机174每带动电动喷嘴179旋转一圈后会停止，并且电动喷嘴179停止喷涂。在电动喷嘴179沿着矩形轨迹喷涂一圈后，其中：中部的两个质子交换膜16的上表面的喷涂路径呈L形，并且两个L形的喷涂路径分别位于两个质子交换膜16的直角边处；两侧的两个质子交换膜16的一个角被喷涂，右上方的质子交换膜16的左下角被喷涂，左下方的质子交换膜16的右上角被喷涂。然后启动第一步进电机4，使中部的两个质子交换膜16沿着对角线方向同时向外侧移动一定距离，并使两侧的两个质子交换膜16沿着对角线方向同时向内侧移动一定距离，此时电动喷嘴179再旋转一圈，这时中部的两个质子交换膜16的上表面的L形喷涂路径与刚才喷涂的L形路径相邻，但不重合；两侧的两个质子交换膜16上表面的L形喷涂路径与刚才的喷涂角相邻，但不重合。
第二步进电机174每带动电动喷嘴179旋转一圈后会停止，并且电动喷嘴179在旋转过程中会进行喷涂，不旋转时停止喷涂，然后第一步进电机4会启动并带动中部的两个质子交换膜16沿着对角线方向同时向外侧移动一定距离，并使两侧的两个质子交换膜16沿着对角线方向同时向内侧移动一定距离，然后第一步进电机4停止，第二步进电机174会再次带动电动喷嘴179旋转一圈，在这个过程中，中部的两个质子交换膜16的上表面的L形喷涂路径会越来越小，直至表面被喷涂完全；两侧的两个质子交换膜16的上表面的L形喷涂路径会越来越大，直至表面被喷涂完全。
多次重复喷涂操作，在中部的两个质子交换膜16移动到两侧，两侧的两个质子交换膜16移动到中部时，此时完成一次表面喷涂。之后，只需改变第一步进电机4的旋转方向，使移动到两侧的两个质子交换膜16再次向中间移动，使移动到中间的两个质子交换膜16再次向两侧移动，其他操作与上述相同，进行二次喷涂。如此改变第一步进电机4的正反旋转，即可实现质子交换膜16的重复喷涂的目的。在四个质子交换膜16的上表面被喷涂完成后，可依次取下并翻面后，再次进行喷涂操作，使两面都完成喷涂。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种燃料电池膜电极生产装置，包括有环形底座(1)，其特征在于：环形底座(1)上设置有传动板(11)以及用于驱动传动板(11)往复运动的驱动机构，所述传动板(11)上端通过固定杆(12)固定连接用于放置质子交换膜(16)的放置台(13)；
所述传动板(11)、固定杆(12)以及放置台(13)均设有四个，且四个固定杆(12)的高度依次递减，使四个放置台(13)在竖直方向上呈错开分布，通过所述驱动机构带动一对向的两个传动板(11)相互靠近的同时，另一对向的两个传动板(11)相互远离；
四个传动板(11)的运动轨迹连线为十字型；
所述放置台(13)上方设有沿着矩形轨迹同时对四个质子交换膜(16)进行喷涂的喷涂装置(17)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产装置，其特征在于：所述驱动机构包括端面齿轮(2)，所述端面齿轮(2)转动连接在环形底座(1)的上端面，在环形底座(1)的内侧壁处固定有第一步进电机(4)，第一步进电机(4)的输出轴上固定连接有第一齿轮(5)，在端面齿轮(2)的内侧壁上设有环形齿轮(3)，第一齿轮(5)与环形齿轮(3)啮合；
环形底座(1)的内侧同轴线固定有十字滑座(6)，在十字滑座(6)的中部上端固定有固定座(7)，在环形底座(1)的外侧壁上呈环形均匀分布固定有四个第一固定板(9)，每个第一固定板(9)上均转动连接有一根螺纹杆(10)，四根螺纹杆(10)的内端均转动连接在固定座(7)上，每根螺纹杆(10)上均固定有与端面齿轮(2)啮合的第二齿轮(8)；
四个传动板(11)的下端分别滑动连接在十字滑座(6)的四条边上，且四个传动板(11)的上端分别与四根螺纹杆(10)螺纹连接；
相邻螺纹杆(10)的螺纹方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产装置，其特征在于：所述放置台(13)的顶端设有钢框(15)，放置台(13)顶端四角处均固定有对钢框(15)进行固定限位的限位块(14)，钢框(15)内侧放置有质子交换膜(16)。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产装置，其特征在于：所述喷涂装置(17)包括第二固定板(171)，第二固定板(171)的两侧均固定连接有L型的支撑板(172)，且支撑板(172)下端与环形底座(1)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种燃料电池膜电极生产装置，其特征在于：所述喷涂装置(17)还包括固定于第二固定板(171)下端的第二步进电机(174)，第二步进电机(174)的输出轴固定连接有连接杆(175)，连接杆(175)的一端固定连接有滑座(176)，滑座(176)内侧滑动连接有滑动板(177)，滑动板(177)顶端固定连接有滑块(178)，第二固定板(171)的底端开设有与滑块(178)相配合的矩形滑槽(173)，滑块(178)与矩形滑槽(173)滑动连接，滑动板(177)的底端固定连接有对质子交换膜(16)表面进行喷涂的电动喷嘴(179)。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池膜电极生产装置，其特征在于：所述矩形滑槽(173)的四角处均呈倒圆角设置。
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