CN114061463A - 双极板高度测量装置及测量双极板高度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双极板高度测量装置及测量双极板高度的方法，包括：机械臂，其与一控制端相连；所述机械臂的末端设有检测传感器；下压板调节机构，其包括：X方向模组；Y方向模组；下压板，其两端分别与所述X方向模组和Y方向模组固定在一起，并随着所述X方向模组和Y方向模组在X方向和Y方向移动；内置板，其固定于所述下压板上表面，双极板置于所述内置板上；上压板机构，其包括：滑轨，其一端位于所述下压板下方，另一端位于远离下压板的位置；滑块，其连接于所述滑轨上；上压板，其通过气缸固定于所述滑块上，所述上压板在所述气缸的作用下相对所述滑轨升降并沿着所述滑轨移动；所述上压板上设有检测窗口。

Description

双极板高度测量装置及测量双极板高度的方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地说，是对于燃料电池电堆中的双极板高度测量装置及测量双极板高度的方法。

背景技术

燃料电池的电堆由双极板组成。双极板是一块长方形的金属薄片，这个长方形的金属薄片由激光切割机切割而成，切割下之后还需要经过裁板机裁边。针对完成切边或最终状态的金属单/双极板，需要获取其轮廓尺寸，包括长度、宽度，高度，用以验证切边工艺的可靠性、稳定性。

现有的检测是靠操作人员手工检测，操作人员将极板放在工作台上，然后通过测量感应器测量，读出数据。这样的方式效率很低，其次精度难以保证。人工放置时也存在很大的偏差，极板的上平面很难保证与测量传感器的探头相垂直，所以这样都出来的数据是不准确的，其次金属双极板的内侧平面比外侧平面低0.3毫米，存在一定的翘曲，手工操作无法通过简易工装进行压紧、固定，所以无法确保测试结果的可靠性。

发明内容

本申请提出一种双极板高度测量装置，其目的在于克服现有手工检测效率低且精度难以保证、测试结果可靠性差的问题。

为达到上述技术目的，本申请采用下述技术方案：

双极板高度测量装置，包括：机械臂，其与一控制端相连；所述机械臂的末端设有检测传感器；下压板调节机构，其包括：X方向模组；Y方向模组；下压板，其两端分别与所述X方向模组和Y方向模组固定在一起，并随着所述X方向模组和Y方向模组在X方向和Y方向移动；内置板，其固定于所述下压板上表面，双极板置于所述内置板上；上压板机构，其包括：滑轨，其一端位于所述下压板下方，另一端位于远离下压板的位置；滑块，其连接于所述滑轨上；上压板，其通过气缸固定于所述滑块上，所述上压板在所述气缸的作用下相对所述滑轨升降并沿着所述滑轨移动；所述上压板上设有检测窗口。

较佳的是，所述上压板上设有避让所述双极板上加强筋的凹槽。

较佳的是，所述检测窗口为均匀设置的五列共25个。

较佳的是，所述X方向模组包括X向驱动以及固定在所述X向驱动上的X向固定架，所述X向固定架上设有X定位导杆；所述下压板的对应端设有X向固定孔，所述X向固定孔穿过所述X定位导杆，将所述下压板固定在所述X方向模组上。

较佳的是，所述Y方向模组包括Y向驱动以及固定在所述Y向驱动上的Y向固定架，所述Y向固定架上设有Y定位导杆；所述下压板的对应端设有Y向固定孔，所述Y向固定孔穿过所述Y定位导杆，将所述下压板固定在所述Y方向模组上。

较佳的是，所述下压板的上表面设有四个定位销，所述四个定位销分别从四个方向固定住所述内置板。

较佳的是，所述检测传感器为高度检测相机。

较佳的是，更包括一机架，所述机械臂、下压板调节机构、上压板机构均于其内；且更包括一操作显示面连接于所述控制端，通过所述控制端控制所述机械臂、下压板调节机构及上压板机构。

本申请更公开一种利用上述所述双极板高度测量装置测量双极板高度的方法，包括如下步骤：

第一步，控制所述上压板在顶升状态下移动至所述滑轨上远离所述下压板的一端；

第二步，在所述下压板上更换对应待测双极板型号的内置板，在所述内置板上放置所述待测双极板；所述内置板与所述待测双极板型号匹配，所述待测双极板的内表面置于所述内置板上；

第三步，移动所述上压板至所述下压板正上方，收缩所述气缸，下降所述上压板，直至上压板与所述下压板压合；

第四步，所述机械臂根据所述待测极板的型号选取测量的多个窗口并对应于多个选定的所述窗口调整所述机械臂的测量角度，测量。

较佳的是，在所述第四步中，假设所述窗口为J个，待测双极板的种类为I种；定义待测窗口对应的流道角度为KD[I][J],将所述KD[I][J]的值(即所述待测双极板对应的窗口的流道方向角度值)输入所述控制端，当选定要测的窗口时，对应调整所述机械臂至固定角度即可。

由于采用上述技术方案，本申请通过下压板调节机构以及上压板机构的配合将待测双极板压制平整，解决手工测量的曲翘问题，提高测量精准度以及可靠性。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图；

图2为本申请的下压板调节机构的示意图；

图3为上压板机构示意图；

图4为上压板的下表面结构示意图；

图5为下压板调节机构和上压板机构的安装示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1所示，本申请的双极板高度测量装置包括机架1、机械臂2、高度检测相机3、下压板调节机构4及上压板机构5以及操作显示面6等结构。

机械臂2与控制端相连，固定在机架1内。机械臂2的末端设有高度检测相机3。通过机械臂2的转动来调整高度检测相机3的拍摄角度。

参见图1和图2的结合，所述下压板调节机构4包括X方向模组41、Y方向模组42、下压板43以及内置板44。

X方向模组41和Y方向模组42分别设于机架1内。所述X方向模组41包括X向驱动411以及固定在所述X向驱动411上的X向固定架412。所述X向固定架412上设有X定位导杆413。所述下压板43的对应端设有X向固定孔，所述X向固定孔穿过所述X定位导杆413，将所述下压板43固定在所述X方向模组41上。同样，所述Y方向模组42包括Y向驱动421以及固定在所述Y向驱动421上的Y向固定架422，所述Y向固定架422上设有Y定位导杆423。所述下压板43的对应端设有Y向固定孔，所述Y向固定孔穿过所述Y定位导杆423，将所述下压板43固定在所述Y方向模组42上。如此，下压板43可以在X方向模组41和Y方向模组42的带动下分别进行X方向和Y方向的移动。

参见图2所示，在所述下压板43的上表面上设有四个定位销431。所述内置板44通过四个定位销431固定在下压板43的上表面上。内置板43根据常用的双极板的规格设置为5种。通过定位销431便于根据不同使用需求而更换。如图2所示，内置板44为一平板结构。双极板与内置板44接触面的大小等于内置板44的上平面大小，而双极板的内侧平面要比外侧平面低0.3毫米，因而双极板放置在内置板44上时，内置板44的上表面碰不到双极板的外围轮廓，这样内置板44凸起就有利于避免在压平时压倒双极板外围轮廓。

参见图3、图4及图5所示，本申请的上压板机构5包括滑轨51、滑块52、上压板53及气缸54。滑轨51的一端位于所述下压板43下方，另一端位于远离下压板53的位置，本实施例中设置在靠近机架1的右侧位置。滑块52连接于所述滑轨51上。上压板53通过气缸54固定于所述滑块52上。所述气缸54可控制所述上压板53相对所述滑轨升降以及沿着所述滑轨移动。如图4所示，且在所述上压板53上设有避让所述双极板上加强筋的凹槽532。如此在压合时，双极板的侧边和加强筋不会对其产生干扰，确保双极板在上压板和下压板之间被压平，减少曲翘干扰。

在请参见图4所示，所述上压板53上设有五列共25个检测窗口531。检测窗口531将双极板的上表面漏出一部分，便于高度检测相机3进行拍摄检测。上压板开了25个窗口531，操人员可以在操作界面上设定需要检测的区域，机械臂2会运动到指定区域检测。

如图1所示，本申请的操作显示面6连接于所述控制端，通过所述控制端控制所述机械臂、下压板调节机构及上压板机构。

因为双极板上有些区域的流道方向是斜的，倾斜度最大不超过10度，并不是水平的，因而为了实现提高检测精度的问题，本申请更提出一种利用上述所述双极板高度测量装置测量双极板高度的方法，包括如下步骤：

第一步，控制所述上压板53在顶升状态下移动至所述滑轨51上远离所述下压板43的一端；

第二步，在所述下压板上更换对应待测双极板型号的内置板，在所述内置板上放置所述待测双极板；所述内置板与所述待测双极板型号匹配，所述待测双极板的内表面置于所述内置板上；

第三步，移动所述上压板至所述下压板正上方，收缩所述气缸，下降所述上压板，直至上压板与所述下压板压合；

第四步，所述机械臂根据所述待测极板的型号选取测量的多个窗口并对应于多个选定的所述窗口调整所述机械臂的测量角度，测量。其中：先假设所述窗口为J个，待测双极板的种类为I种；定义待测窗口对应的流道角度为KD[I][J],将所述KD[I][J]的值(即所述待测双极板对应的窗口的流道方向角度值)输入所述控制端，当操作人员选定好某个规格极板的某几个窗口后，自动检测时，机械臂会在此窗口位置转动指定的角度，确保检测准确。

综上，本申请更通过增加下压板调节机构和上压板机构进行压制，克服双极板曲翘的问题，增加了测量的精准度。此外，通过机械臂针对性的进行双极板流道角度的调节，进一步确保了测量的可靠性。

以上所述的实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员对本发明所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明所附的权利要求书的涵盖范围。

Claims (10)

1.双极板高度测量装置，其特征在于，包括

机械臂，其与一控制端相连；所述机械臂的末端设有检测传感器；

下压板调节机构，其包括：

X方向模组；

Y方向模组；

下压板，其两端分别与所述X方向模组和Y方向模组固定在一起，并随着所述X方向模组和Y方向模组在X方向和Y方向移动；

内置板，其固定于所述下压板上表面，双极板置于所述内置板上；

上压板机构，其包括：

滑轨，其一端位于所述下压板下方，另一端位于远离下压板的位置；

滑块，其连接于所述滑轨上；

上压板，其通过气缸固定于所述滑块上，所述上压板在所述气缸的作用下相对所述滑轨升降并沿着所述滑轨移动；所述上压板上设有检测窗口。

2.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述上压板上设有避让所述双极板上加强筋的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述检测窗口为均匀设置的五列共25个。

4.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述X方向模组包括X向驱动以及固定在所述X向驱动上的X向固定架，所述X向固定架上设有X定位导杆；所述下压板的对应端设有X向固定孔，所述X向固定孔穿过所述X定位导杆，将所述下压板固定在所述X方向模组上。

5.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述Y方向模组包括Y向驱动以及固定在所述Y向驱动上的Y向固定架，所述Y向固定架上设有Y定位导杆；所述下压板的对应端设有Y向固定孔，所述Y向固定孔穿过所述Y定位导杆，将所述下压板固定在所述Y方向模组上。

6.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述下压板的上表面设有四个定位销，所述四个定位销分别从四个方向固定住所述内置板。

7.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，所述检测传感器为高度检测相机。

8.根据权利要求1所述的双极板高度测量装置，其特征在于，更包括一机架，所述机械臂、下压板调节机构、上压板机构均于其内；且更包括一操作显示面连接于所述控制端，通过所述控制端控制所述机械臂、下压板调节机构及上压板机构。

9.一种利用权利要求1至8中任一所述双极板高度测量装置测量双极板高度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，控制所述上压板在顶升状态下移动至所述滑轨上远离所述下压板的一端；

第二步，在所述下压板上更换对应待测双极板型号的内置板，在所述内置板上放置所述待测双极板；所述内置板与所述待测双极板型号匹配，所述待测双极板的内表面置于所述内置板上；

第三步，移动所述上压板至所述下压板正上方，收缩所述气缸，下降所述上压板，直至上压板与所述下压板压合；

第四步，所述机械臂根据所述待测极板的型号选取测量的多个窗口并对应于多个选定的所述窗口调整所述机械臂的测量角度，测量。

10.根据权利要求9所述的测量双极板高度的方法，其特征在于，在所述第四步中，假设所述窗口为J个，待测双极板的种类为I种；定义待测窗口对应的流道角度为KD[I][J],将所述KD[I][J]的值(即所述待测双极板对应的窗口的流道方向角度值)输入所述控制端，当选定要测的窗口时，对应调整所述机械臂至固定角度即可。

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