CN114388860A - 一种电堆组装用伺服压机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电堆组装用伺服压机，该伺服压机由液压控制站分别控制电堆压紧液压缸以及两个弹簧压紧液压缸工作，电堆压紧液压缸驱动主缸压头进行电堆的压装，压紧滑块由两个弹簧压紧液压缸进行驱动，主缸压头和压紧滑块上分别设置有通孔，其中，主缸压头上的通孔位置与小型电堆上的螺杆位置相对，压紧滑块上的通孔位置与大型电堆上的螺杆位置相对，此时，当主缸压头将电堆压装结束后，可根据电堆的型号大小控制电堆压紧液压缸中的活塞杆或弹簧压紧液压缸中的活塞杆下移，将螺杆上的弹簧压紧，各个螺杆上弹簧的压紧量一致，此时，组装人员只需螺母旋拧到螺杆上，无需克服弹簧的弹力，组装速度快的同时各个弹簧的压紧量相同，电堆的组装质量高。
Description
技术领域
本发明公开涉及电堆组装用设备的技术领域，尤其涉及一种电堆组装用伺服压机。
背景技术
电堆，是由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。电堆组装时，需要将双极板与膜电极交替叠合，在各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。
以往的伺服压机将电堆压装成型后，在进行螺杆紧固拴牢时，需要人工旋拧螺帽来克服螺杆上的弹簧弹力，导致组装效率低，而且由于每个安装工人的力量不同，导致组装后的电堆上的弹簧型变量不同，影响电堆的组装质量。
因此，如何研发一种新型的电堆组装用伺服压机，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种电堆组装用伺服压机，以解决以往在进行电堆组装时，由于需要人工旋拧螺帽来克服螺杆上的弹簧弹力，存在组装效率低以及影响电堆组装质量的问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种电堆组装用伺服压机，该伺服压机包括：机架、电堆压紧液压缸、两个弹簧压紧液压缸、压紧滑块、主缸压头、工作台以及液压控制站；
所述机架包括：上横梁、下横梁以及四个立柱，所述上横梁和所述下横梁分别固定套装在四个所述立柱的上下两端；
所述电堆压紧液压缸固定安装在所述上横梁上，且所述电堆压紧液压缸中的活塞杆穿过所述上横梁向下延伸；
两个所述弹簧压紧液压缸均固定安装在所述上横梁上，且分别位于所述电堆压紧液压缸的两侧，每个所述弹簧压紧液压缸中的活塞杆均穿过所述上横梁向下延伸；
所述压紧滑块的四角分别套装在四个所述立柱上，在所述压紧滑块的中央设置有安装孔，沿着所述安装孔的周向间隔设置有第一通孔，所述第一通孔的位置与大型电堆中螺杆的位置一一对应，所述压紧滑块的上表面与两个所述弹簧压紧液压缸中的活塞杆固定连接，在所述弹簧压紧液压缸的驱动下，所述压紧滑块可沿着所述立柱上下滑动；
所述主缸压头的形状和大小与所述压紧滑块中安装孔的形状和大小适配，在所述主缸压头的四周间隔设置有第二通孔，所述第二通孔的位置与小型电堆中螺杆的位置一一对应，所述主缸压头的上表面与所述电堆压紧液压缸中的活塞杆固定连接，在所述电堆压紧液压缸的驱动下，所述主缸压头可穿过所述压紧滑块中的安装孔上下移动；
所述工作台设置在所述下横梁上，与所述压紧滑块以及所述主缸压头相对；
所述液压控制站的输出端分别与所述电堆压紧液压缸的控制端以及所述弹簧压紧液压缸的控制端连接。
优选，所述电堆组装用伺服压机，还包括：多个导向杆；
所述上横梁上设置有多个导向孔，所述导向孔与所述导向杆一一对应；
每个所述导向杆均一端位于所述上横梁的上方，另一端穿过所述上横梁上对应的导向孔后，与所述主缸压头的上表面固定连接。
进一步优选，所述导向杆的个数为四个，四个所述导向杆分别与所述主缸压头的上表面四角固定连接。
进一步优选，所述电堆组装用伺服压机，还包括：移动臂以及两个滑道；
两个所述滑道均设置在所述机架的一侧，且每个所述滑道均一端与所述下横梁的侧壁固定连接，另一端水平向外延伸；
所述下横梁的上表面设置有向下凹陷的凹槽，所述凹槽内设置有浮动轨，所述工作台位于所述浮动轨的上方，且所述浮动轨的控制端与所述液压控制站的输出端连接，在所述液压控制站的控制下，所述浮动轨可相对所述底座上下浮动；
所述移动臂为伸缩液压杆，包括：固定端和伸缩端，所述移动臂的固定端与所述下横梁固定连接，所述移动臂的伸缩端与所述工作台固定连接，所述移动臂的控制端与所述液压控制站的输出端连接，在所述液压控制站的控制下，所述移动臂可驱动所述工作台沿着所述浮动轨道以及所述滑道进行平移滑动。
进一步优选，每个所述滑道的下方均设置有支撑座；
所述支撑座的底部与地面相接，所述支撑座的上端与所述滑道固定连接。
进一步优选，所述电堆组装用伺服压机，还包括：导轨；
所述导轨一端与所述下横梁的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸；
所述工作台的底面设置有与所述导轨相配合的限位块，当所述工作台在所述移动臂的驱动下沿着所述浮动轨道以及所述滑道滑动时，所述限位块与所述导轨限位配合。
进一步优选，所述工作台包括：移动台、翻转工作台、浮动台以及两个翻转液压缸；
所述翻转工作台设置在所述移动台的上方，所述翻转工作台包括：翻转工作基台以及电堆挡板；
所述翻转工作基台的两侧均设置有安装孔，所述翻转工作基台的上表面设置有向下凹陷的安装槽，所述安装槽间隔设置有多个压紧弹簧；
所述电堆挡板设置在所述翻转工作基台的翻转侧，且所述电堆挡板的下端与所述翻转工作基台的侧壁固定连接；
两个所述翻转液压缸均固定设置在所述移动台上，且分别位于所述翻转工作台的两侧，每个所述翻转液压缸的输出端均固定插设在所述翻转工作基台邻近的安装孔内，在两个所述翻转液压缸的驱动下，所述翻转工作台可相对所述移动台进行90°翻转；
所述浮动台设置在所述翻转工作基台的安装槽内，位于所述压紧弹簧上。
进一步优选，所述电堆组装用伺服压机，还包括：翻转支撑架；
所述翻转支撑架一端与所述下横梁的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸，且所述翻转支撑架的上表面间隔设置有两个向上延伸的支撑板。
进一步优选，在所述翻转工作台的侧壁上间隔设置有电堆锁紧装置。
进一步优选，在所述电堆压紧液压缸的活塞杆以及所述弹簧压紧液压缸的活塞杆上均设置有位移传感器，且所述位移传感器的输出端均与所述液压控制站的输入端连接。
本发明提供的电堆组装用伺服压机，由液压控制站分别控制电堆压紧液压缸以及两个弹簧压紧液压缸进行工作，通过电堆压紧液压缸驱动主缸压头进行电堆的压装，压紧滑块由两个弹簧压紧液压缸进行驱动，在主缸压头和压紧滑块上分别设置有第二通孔和第一通孔，其中，主缸压头上的第二通孔位置与小型电堆上的螺杆位置相对，压紧滑块上的第一通孔位置与大型电堆上的螺杆位置相对，此时，当主缸压头将电堆压装结束后，可根据电堆的型号大小控制电堆压紧液压缸中的活塞杆或弹簧压紧液压缸中的活塞杆下移，将螺杆上的弹簧压紧，而且各个螺杆上弹簧的压紧量一致，此时，组装人员只需螺母旋拧到螺杆上，无需克服弹簧的弹力，不仅组装速度快，而且由于各个弹簧的压紧量相同，可有效确保电堆的组装质量。
本发明提供的电堆组装用伺服压机，具有结构简单、设计合理、使用方便、组装速度快、组装质量好等优点。
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，并不能限制本发明的公开。
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、图2均为本发明公开实施例提供的一种电堆组装用伺服压机的结构示意图；
图3为本发明公开实施例提供的一种电堆组装用伺服压机中工作台的结构示意图。
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。
为了解决以往在进行电堆组装时，由于需要人工旋拧螺帽来克服螺杆上的弹簧弹力，存在组装效率低以及影响电堆组装质量的问题，本实施方案提供了一种电堆组装用伺服压机，参见图1，该伺服压机主要由机架1、电堆压紧液压缸2、两个弹簧压紧液压缸3、压紧滑块4、主缸压头5、工作台6以及液压控制站7构成，其中，机架1为伺服压机的基体，主要由上横梁11、下横梁12以及四个立柱13构成，其中，上横梁11和下横梁12分别固定套装在四个立柱13的上下两端，电堆压紧液压缸2固定安装在上横梁11上，且电堆压紧液压缸2中的活塞杆穿过上横梁11向下延伸，两个弹簧压紧液压缸3均固定安装在上横梁11上，且分别位于电堆压紧液压缸2的两侧，每个弹簧压紧液压缸3中的活塞杆均穿过上横梁11向下延伸，压紧滑块4的四角分别套装在四个立柱13上，在压紧滑块4的中央设置有安装孔41，沿着安装孔41的周向间隔设置有第一通孔42，该第一通孔42的位置，与大型电堆中螺杆的位置一一对应，压紧滑块4的上表面与两个弹簧压紧液压缸3中的活塞杆固定连接，在弹簧压紧液压缸3的驱动下，压紧滑块4可沿着立柱13上下滑动，主缸压头5的形状和大小与压紧滑块4中安装孔41的形状和大小适配，在主缸压头5的四周间隔设置有第二通孔51，该第二通孔51的位置与小型电堆中螺杆的位置一一对应，主缸压头5的上表面与电堆压紧液压缸2中的活塞杆固定连接，在电堆压紧液压缸2的驱动下，主缸压头5可穿过压紧滑块4中的安装孔41上下移动，工作台6设置在下横梁12上，与压紧滑块4以及主缸压头5相对，用于组装电堆的承载，液压控制站7的输出端分别与电堆压紧液压缸2的控制端以及弹簧压紧液压缸3的控制端连接，用于控制电堆压紧液压缸2以及弹簧压紧液压缸3的工作。
上述实施方案提供的伺服压机的工作过程为：在电堆组装时，将待组装的双极板、膜电极以及密封件按顺序放置在工作台上，而后通过液压控制站控制电堆压紧液压缸中的活塞杆和弹簧压紧液压缸中的活塞杆同步驱动压紧滑块和主缸压头向下压紧，其中，主缸压头为电堆压装的主要部件，待电堆压装成型后，根据电堆的型号，控制电堆压紧液压缸中的活塞杆或弹簧压紧液压缸中的活塞杆继续向下压紧，此时主要目的是进行弹簧压紧，待弹簧达到预设的压紧量时，将螺帽安装在对应的螺杆上，旋拧穿过压紧滑块上的第一通孔4、主缸压头5不仅组装速度快，而且组装质量也得到了保证。
为了避免主缸压头在电堆压紧液压缸的驱动下，上下移动的过程中发生偏移，影响电堆的组装精度，作为技术方案的改进，参见图1，在电堆组装用伺服压机中还设置有多个导向杆102，配合上述多个导向杆102的设置，在上横梁11上还设置有多个导向孔，该导向孔与导向杆102一一对应，每个导向杆102均一端位于上横梁11的上方，另一端穿过上横梁11上对应的导向孔后，与主缸压头5的上表面固定连接；进而通过导向孔对导向杆进行导向限位，实现主缸压头的移动导向。优选，导向杆102的个数设置为四个，四个导向杆102分别与主缸压头5的上表面四角固定连接。
为了方便向伺服压机进行电堆的装载，作为技术方案的改进，参见图1，在该伺服压机中还设置有移动臂9以及两个滑道8，其中，两个滑道8均设置在机架1的一侧，且每个滑道8均一端与下横梁12的侧壁固定连接，另一端水平向外延伸，下横梁12的上表面设置有向下凹陷的凹槽，凹槽内设置有浮动轨，工作台6位于浮动轨的上方，且浮动轨的控制端与液压控制站7的输出端连接，在液压控制站7的控制下，浮动轨可相对底座上下浮动，移动臂9为伸缩液压杆，包括：固定端和伸缩端，移动臂9的固定端与下横梁12固定连接，移动臂9的伸缩端与工作台6固定连接，移动臂9的控制端与液压控制站7的输出端连接，在液压控制站7的控制下，移动臂9可驱动工作台6沿着浮动轨道以及滑道8进行平移滑动。
通过设置上述移动臂和滑道，当要进行电堆的装载时，可通过液压控制站控制浮动轨上浮将工作台抬起，直至工作台的底面与滑道在同一平面上，控制移动臂进行伸长，驱动工作台沿着浮动轨道和滑道向机架的外部移动，直至移动到机架外部，位于滑道的上方，当完成电堆的装载后，液压控制站控制移动臂收缩，带动工作台沿着滑道向机架内移动，直至全部回到浮动轨道的上方后，液压控制站控制浮动轨道下沉，使得工作台回到工作位，等待压装工序。
为了提高滑道的承重能力，作为技术方案的改进，参见图1，在每个滑道8的下方均设置有支撑座81，且支撑座81的底部与地面相接，支撑座81的上端与滑道8固定连接。
为了增强对于工作台从机架中外移的导向性，作为技术方案的改进，参见图1，在电堆组装用伺服压机中还设置有导轨10，该导轨10一端与下横梁12的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸，工作台6的底面设置有与导轨10相配合的限位块，当工作台6在移动臂9的驱动下沿着浮动轨道以及滑道8滑动时，限位块与导轨10限位配合，通过限位块与导轨的配合，实现工作台向外滑动的导向性。
为了方便组装后电堆的取出以及提高电堆的压装效果，作为技术方案的改进，参见图1，将工作台6设计为由移动台61、翻转工作台62、浮动台63以及两个翻转液压缸64构成，其中，翻转工作台62设置在移动台61的上方，翻转工作台62主要由翻转工作基台621以及电堆挡板622构成，其中，翻转工作基台621的两侧均设置有安装孔，翻转工作基台621的上表面设置有向下凹陷的安装槽，安装槽的底面间隔设置有多个压紧弹簧，电堆挡板622设置在翻转工作基台621的翻转侧，且电堆挡板622的下端与翻转工作基台621的侧壁固定连接，两个翻转液压缸64均固定设置在移动台61上，且分别位于翻转工作台62的两侧，每个翻转液压缸64的输出端均固定插设在翻转工作基台621邻近的安装孔内，在两个翻转液压缸64的驱动下，翻转工作台62可相对所述移动台61进行90°翻转，浮动台63设置在翻转工作基台621的安装槽内，位于压紧弹簧上。
上述工作台通过结构的设计可实现翻转功能，待电堆组装完成后，可通过液压控制站控制两个翻转液压缸进行同步翻转，进而使得工作台上的电堆直接翻转到机架的外部，翻转后的电堆由电堆挡板进行限位，方便电堆的卸载。
此外，该工作台中还设置有浮动台，浮动台与翻转工作台之间弹簧相接，通过该浮动台的设置，当电堆进行压装时，电堆的上方和下方两侧同时受力，可显著提高电堆的压装效果，提高电堆的组装质量。
作为技术方案的改进，参见图2，在该电堆组装用伺服压机中还设置有翻转支撑架101，该翻转支撑架101一端与下横梁12的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸，且翻转支撑架101的上表面间隔设置有两个向上延伸的支撑板1011。
上述翻转支撑架一方面用于翻转后电堆成承载，另一方面设置的支撑板，可使得电堆与翻转支撑架上面存在间隙，方便叉车的搬运。
为了提高电堆在工作台上固定的牢固程度，作为技术方案的改进，参见图3，在所述翻转工作台62的侧壁上间隔设置有电堆锁紧装置623，用于电堆的锁紧。
作为技术方案的改进，在电堆压紧液压缸2的活塞杆以及弹簧压紧液压缸3的活塞杆上均设置有位移传感器，且位移传感器的输出端均与液压控制站7的输入端连接，通过该位移传感器可检测活塞杆的伸长长度，液压控制站7根据该位移传感器的检测数据，控制活塞杆的伸长量，进而控制电堆中弹簧的压缩量。
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的内容，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)
1.一种电堆组装用伺服压机，其特征在于，包括：机架(1)、电堆压紧液压缸(2)、两个弹簧压紧液压缸(3)、压紧滑块(4)、主缸压头(5)、工作台(6)以及液压控制站(7)；
所述机架(1)包括：上横梁(11)、下横梁(12)以及四个立柱(13)，所述上横梁(11)和所述下横梁(12)分别固定套装在四个所述立柱(13)的上下两端；
所述电堆压紧液压缸(2)固定安装在所述上横梁(11)上，且所述电堆压紧液压缸(2)中的活塞杆穿过所述上横梁(11)向下延伸；
两个所述弹簧压紧液压缸(3)均固定安装在所述上横梁(11)上，且分别位于所述电堆压紧液压缸(2)的两侧，每个所述弹簧压紧液压缸(3)中的活塞杆均穿过所述上横梁(11)向下延伸；
所述压紧滑块(4)的四角分别套装在四个所述立柱(13)上，在所述压紧滑块(4)的中央设置有安装孔(41)，沿着所述安装孔(41)的周向间隔设置有第一通孔(42)，所述第一通孔(42)的位置与大型电堆中螺杆的位置一一对应，所述压紧滑块(4)的上表面与两个所述弹簧压紧液压缸(3)中的活塞杆固定连接，在所述弹簧压紧液压缸(3)的驱动下，所述压紧滑块(4)可沿着所述立柱(13)上下滑动；
所述主缸压头(5)的形状和大小与所述压紧滑块(4)中安装孔(41)的形状和大小适配，在所述主缸压头(5)的四周间隔设置有第二通孔(51)，所述第二通孔(51)的位置与小型电堆中螺杆的位置一一对应，所述主缸压头(5)的上表面与所述电堆压紧液压缸(2)中的活塞杆固定连接，在所述电堆压紧液压缸(2)的驱动下，所述主缸压头(5)可穿过所述压紧滑块(4)中的安装孔(41)上下移动；
所述工作台(6)设置在所述下横梁(12)上，与所述压紧滑块(4)以及所述主缸压头(5)相对；
所述液压控制站(7)的输出端分别与所述电堆压紧液压缸(2)的控制端以及所述弹簧压紧液压缸(3)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，还包括：多个导向杆(102)；
所述上横梁(11)上设置有多个导向孔，所述导向孔与所述导向杆(102)一一对应；
每个所述导向杆(102)均一端位于所述上横梁(11)的上方，另一端穿过所述上横梁(11)上对应的导向孔后，与所述主缸压头(5)的上表面固定连接。
3.根据权利要求2所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，所述导向杆(102)的个数为四个，四个所述导向杆(102)分别与所述主缸压头(5)的上表面四角固定连接。
4.根据权利要求1所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，还包括：移动臂(9)以及两个滑道(8)；
两个所述滑道(8)均设置在所述机架(1)的一侧，且每个所述滑道(8)均一端与所述下横梁(12)的侧壁固定连接，另一端水平向外延伸；
所述下横梁(12)的上表面设置有向下凹陷的凹槽，所述凹槽内设置有浮动轨，所述工作台(6)位于所述浮动轨的上方，且所述浮动轨的控制端与所述液压控制站(7)的输出端连接，在所述液压控制站(7)的控制下，所述浮动轨可相对所述底座上下浮动；
所述移动臂(9)为伸缩液压杆，包括：固定端和伸缩端，所述移动臂(9)的固定端与所述下横梁(12)固定连接，所述移动臂(9)的伸缩端与所述工作台(6)固定连接，所述移动臂(9)的控制端与所述液压控制站(7)的输出端连接，在所述液压控制站(7)的控制下，所述移动臂(9)可驱动所述工作台(6)沿着所述浮动轨道以及所述滑道(8)进行平移滑动。
5.根据权利要求4所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，每个所述滑道(8)的下方均设置有支撑座(81)；
所述支撑座(81)的底部与地面相接，所述支撑座(81)的上端与所述滑道(8)固定连接。
6.根据权利要求4所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，还包括：导轨(10)；
所述导轨(10)一端与所述下横梁(12)的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸；
所述工作台(6)的底面设置有与所述导轨(10)相配合的限位块，当所述工作台(6)在所述移动臂(9)的驱动下沿着所述浮动轨道以及所述滑道(8)滑动时，所述限位块与所述导轨(10)限位配合。
7.根据权利要求4或6所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，所述工作台(6)包括：移动台(61)、翻转工作台(62)、浮动台(63)以及两个翻转液压缸(64)；
所述翻转工作台(62)设置在所述移动台(61)的上方，所述翻转工作台(62)包括：翻转工作基台(621)以及电堆挡板(622)；
所述翻转工作基台(621)的两侧均设置有安装孔，所述翻转工作基台(621)的上表面设置有向下凹陷的安装槽，所述安装槽间隔设置有多个压紧弹簧；
所述电堆挡板(622)设置在所述翻转工作基台(621)的翻转侧，且所述电堆挡板(622)的下端与所述翻转工作基台(621)的侧壁固定连接；
两个所述翻转液压缸(64)均固定设置在所述移动台(61)上，且分别位于所述翻转工作台(62)的两侧，每个所述翻转液压缸(64)的输出端均固定插设在所述翻转工作基台(621)邻近的安装孔内，在两个所述翻转液压缸(64)的驱动下，所述翻转工作台(62)可相对所述移动台(61)进行90°翻转；
所述浮动台(63)设置在所述翻转工作基台(621)的安装槽内，位于所述压紧弹簧上。
8.根据权利要求7所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，还包括：翻转支撑架(101)；
所述翻转支撑架(101)一端与所述下横梁(12)的侧壁固定连接，另一端沿着水平方向向外延伸，所述翻转支撑架(101)的上表面间隔设置有两个向上延伸的支撑板(1011)。
9.根据权利要求7所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，在所述翻转工作台(62)的侧壁上间隔设置有电堆锁紧装置(623)。
10.根据权利要求1所述电堆组装用伺服压机，其特征在于，在所述电堆压紧液压缸(2)的活塞杆以及所述弹簧压紧液压缸(3)的活塞杆上均设置有位移传感器，且所述位移传感器的输出端均与所述液压控制站(7)的输入端连接。
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