CN114628757A - 用于堆叠燃料电池的系统 - Google Patents

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CN114628757A CN202111149365.7A CN202111149365A CN114628757A CN 114628757 A CN114628757 A CN 114628757A CN 202111149365 A CN202111149365 A CN 202111149365A CN 114628757 A CN114628757 A CN 114628757A
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Abstract

本发明涉及一种用于堆叠燃料电池的系统,其包括:组成部件存储区域、成品存储区域以及多个堆叠区域,组成部件存储区域配置为存储燃料电池;成品存储区域配置为存储由自动导引载具搬运的完成的燃料电池堆;多个堆叠区域设置在所述组成部件存储区域和所述成品存储区域之间,其中,在居中地设置于堆叠区域中的所述第一搬运机器人的相对两侧设置有一对堆叠单元,堆叠区域的一侧形成为用于燃料电池堆的自动导引载具的入口和出口,堆叠区域通过自动导引载具从组成部件存储区域被供应燃料电池,以依次堆叠燃料电池以制造燃料电池堆。

Description

用于堆叠燃料电池的系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月10日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请号为10-2020-0172750的优先权和权益,其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于堆叠燃料电池的系统。
背景技术
一般来说,电解水时会产生氢气和氧气,而氢燃料电池就是利用这种电解的逆反应的装置。
氢燃料电池是指以氢气为燃料,与空气中的氧气反应产生电能。
不同于一般的化学电池,这些氢燃料电池只要提供燃料和空气就可以持续产生电力,并且与使用化石燃料的旋转动力产生方法相比具有更高的能效并且无噪音。
此外,氢燃料电池是一种温室气体排放较少的环保能源,是一种可以应用于交通、发电、家庭、便携等各个领域的新能源。
氢燃料电池的典型术语是用来表示多个电池的组合而不是单个电池,也称为燃料电池组、燃料电池堆等。
用于氢燃料电池组的电池通过堆叠负极、负极垫片、气体扩散层、膜电极组件以及正极来制造。
然而,在根据现有技术制造用于氢燃料电池的电池中,阴极电极、阴极电极垫片、气体扩散层、膜电极组件以及阳极电极由操作人员手工一一堆叠,或者只能局部自动化堆叠。因此,氢燃料电池的制造不是完全自动化的。
通常,将大量(例如超过1000片)负极、负极垫片、气体扩散层、膜电极组件以及正极堆叠以形成氢燃料电池堆,增加了循环时间。因此,循环时间较长,生产率降低。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解,因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,所述系统可以包括:组成部件存储区域、成品存储区域以及多个堆叠区域,组成部件存储区域配置为存储燃料电池;成品存储区域配置为存储由至少一个自动导引载具(automated guided vehicle,AGV)搬运的完成的燃料电池堆;多个堆叠区域设置在所述组成部件存储区域和所述成品存储区域之间,其中,第一搬运机器人位于每个堆叠区域的中央部分,在居中地设置于堆叠区域中的所述第一搬运机器人的相对两侧设置有一对堆叠单元,堆叠区域的一侧形成为用于燃料电池堆的至少一个自动导引载具的入口和出口,堆叠区域通过至少一个自动导引载具从组成部件存储区域被供应燃料电池,以依次堆叠燃料电池来制造燃料电池堆。
所述组成部件存储区域可以包括多层的第一托架以存储多种类型的燃料电池。
所述成品存储区域可以包括多层的第二托架以存储燃料电池堆。
所述第一搬运机器人可以配置为组装和封装在堆叠区域中堆叠的燃料电池堆,并将燃料电池堆搬运到至少一个自动导引载具。
所述至少一个自动导引载具可以包括在组成部件存储区域与堆叠区域之间移动的第一自动导引载具和在堆叠区域与成品存储区域之间移动的第二自动导引载具。
所述堆叠单元可以包括:一对装载部分、堆叠部分以及一对搬运部分,每个装载部分配置为安置从至少一个自动导引载具供应的燃料电池;堆叠部分设置在一对装载部分之间,并配置为依次堆叠从装载部分搬运的燃料电池;每个搬运部分设置在装载部分和堆叠部分之间,并配置为同时夹持装载在装载部分上的燃料电池,并将所夹持的燃料电池搬运到堆叠部分。
装载部分可以包括:多个装载台、真空吸附器以及视觉摄像机,当燃料电池堆叠时,多个装载台竖直地操作;真空吸附器与装载台相邻设置,并配置为通过真空吸附去除从装载台搬运的燃料电池的滑托板;视觉摄像机与所述真空吸附器相邻设置,并配置为拍摄去除所述滑托板的燃料电池。
装载台可以包括:第一上板、多个第一导杆、第一下板、第一螺杆轴以及第一伺服马达,燃料电池堆叠在所述第一上板上;多个第一导杆安装成穿过所述第一上板,并且配置为将堆叠在第一上板上的燃料电池对齐;第一下板设置在第一上板的下方,并且固定至多个第一导杆;第一螺杆轴安装在第一上板的下表面的中央部分,并与第一螺杆壳体啮合,所述第一螺杆壳体通过第一轴承座能够旋转地安装于所述第一下板,并且形成有第一锥齿轮;第一伺服马达与所述第一螺杆壳体的第一锥齿轮啮合,并且配置为通过第一螺杆壳体向第一螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述第一上板。
装载台可以进一步包括第一高度传感器,所述第一高度传感器配置为相对于固定到所述第一上板的第一辅助板前后操作,并测量第一上板的位置。
所述堆叠部分可以包括:旋转板、多个堆叠台以及测试器,旋转板设置在一对装载部分之间,并且配置为通过旋转部分旋转,所述旋转部分配置在旋转板的中央部分处,在所述旋转板的中央部分处形成有穿孔;多个堆叠台设置在所述旋转板的上表面,并配置为将所述搬运部分搬运的燃料电池依次堆叠至预设数量,并在燃料电池堆叠时竖直地操作;测试器配置为当通过所述旋转板的旋转而连接到已堆叠有预设数量的燃料电池的堆叠台时,对在堆叠台上堆叠的燃料电池执行泄漏测试。
所述旋转部分可以包括:第一齿条、第一驱动齿轮以及第三伺服马达,第一齿条形成在所述穿孔的内圆周处;第一驱动齿轮与所述第一齿条啮合;第三伺服马达连接到所述第一驱动齿轮,并且配置为将驱动扭矩传递到第一驱动齿轮。
堆叠台可以包括:第二上板、多个第二导杆、第二下板、第二螺杆轴以及第二伺服马达,燃料电池堆叠在所述第二上板上;多个第二导杆安装成穿过所述第二上板,并且配置为将堆叠在第二上板上的燃料电池对齐;第二下板设置在所述第二上板的下方,并且固定至多个第二导杆;第二螺杆轴安装在所述第二上板的下表面的中央部分,并与第二螺杆壳体啮合,所述第二螺杆壳体通过第二轴承座能够旋转地安装于所述第二下板,并且形成有第二锥齿轮;第二伺服马达与所述第二螺杆壳体的第二锥齿轮啮合,并且配置为通过第二螺杆壳体向第二螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述第二上板。
堆叠台可以进一步包括第二高度传感器,所述第二高度传感器配置为相对于固定到所述第二上板的第二辅助板前后操作,并测量第二上板的位置。
所述测试器可以配置为当堆叠台通过所述旋转板的旋转而定位到正位置时,所述测试器向下移动到堆叠台以连接到堆叠台,并将气体注入到在堆叠台上堆叠的燃料电池中。
所述搬运部分可以包括:第四伺服马达、圆形板、至少一个支撑构件以及吸附器,第四伺服马达安装在致动主体中,并通过竖直设置的驱动轴连接到第二驱动齿轮;圆形板结合到所述第二驱动齿轮;至少一个支撑构件以悬臂的形式从所述圆形板延伸并与圆形板一体地形成;吸附器向下设置在支撑构件的端部,所述吸附器配置为竖直地操作,吸附装载在所述装载部分中的燃料电池,并将所吸附的燃料电池搬运到堆叠部分。
所述吸附器可以包括:吸附板、第三螺杆轴以及第五伺服马达,吸附板配置为通过真空吸附和释放来夹持和松开燃料电池;第三螺杆轴连接到所述吸附板,并插入到所述支撑构件的接合孔中,所述第三螺杆轴配置为通过所述接合孔而竖直地操作;第五伺服马达与配置于所述第三螺杆轴的从动齿轮啮合,并配置为向所述第三螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述吸附板。
所述搬运部分可以进一步包括:防碰撞构件以及压力传感器,防碰撞构件沿远离至少一个支撑构件的方向形成到所述圆形板;压力传感器安装在插入有弹簧的所述防碰撞构件的端部。
基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统,可以形成从燃料电池的供应到存储完成的燃料电池堆的生产线,从而可以降低人工成本并提高生产质量。
基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统,通过优化设计工作区域的布置,可以最小化第一搬运机器人的运动。此外,通过在堆叠部分的两侧设置装载部分并采用能够旋转的搬运部分,可以降低整体循环时间,并且可以提高生产率。
在本发明的详细描述中将明确地或隐含地描述可以通过示例性实施方案获得或预测的其他效果。也就是说,在下面的详细描述中将描述根据示例性实施方案预测的各种效果。
附图说明
图1是通过根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统制造的氢燃料电池堆的大体示意图。
图2是根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的整体示意图。
图3是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠区域的示意图。
图4是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠单元的示意图。
图5是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的装载部分的示意图。
图6是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的装载部分的另一示意图。
图7是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠部分的示意图。
图8是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的搬运部分的示意图。
具体实施方式
下文将参考所附附图对本发明进行更为全面的描述,在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。本领域技术人员将意识到,可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改,所有这些修改将不脱离本申请的精神或范围。
为了阐明本发明,与描述无关的部分将被省略,并且在整个说明书中相同的元件或等同物用相同的附图标记指代。
在接下来的描述中,将组件名称区分为第一、第二等等是为了区分名称,因为组件名称是彼此相同的,而它们的次序并不进行特别的限定。
根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统可以用于制造燃料电池堆。
特别地,根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统可以应用于制造氢燃料电池堆。
图1是通过根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统制造的氢燃料电池堆的大体示意图。
参考图1,氢燃料电池堆1可以通过堆叠通常由气体扩散层11、正极12、聚合物电解质膜13、负极14以及氧气扩散层15形成的1000片燃料电池10来制造。
也就是说,每个燃料电池10包括气体扩散层11、正极12、聚合物电解质膜13、负极14以及氧气扩散层15,并且假设燃料电池堆1通常由1000片燃料电池10堆叠而形成。
图2是根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的整体示意图。
参考图2,根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统包括组成部件存储区域40、成品存储区域50以及堆叠区域60。
组成部件存储区域40是存储燃料电池10的区域。
组成部件存储区域40可以包括多层的第一托架41以存储各种类型的燃料电池10。
第一托架41包括多个水平和竖直设置的隔间,并且每个燃料电池10可以存储在每个隔间内。
此外,成品存储区域50是存储燃料电池堆1的区域,燃料电池堆1在堆叠区域60中完成并由自动导引载具(automated guided vehicle,AGV)20搬运。
成品存储区域50可以包括多层的第二托架51以存储多种类型的燃料电池堆1。
第二托架51包括多个水平和竖直设置的隔间,并且每个燃料电池堆1可以存储在每个隔间中。
此时,第一搬运机器人30将堆叠在堆叠区域60中的燃料电池堆1组装并封装,并将燃料电池堆1搬运到自动导引载具20。
第一搬运机器人30可以在堆叠单元61之间移动的同时通过机器人臂夹持燃料电池堆1。
在一个方式中,第一搬运机器人30可以固定到堆叠单元61的预设位置,例如中央部分,并且配置为通过机器人臂夹持燃料电池堆1。
此外,自动导引载具20可以包括在组成部件存储区域40与堆叠区域60之间移动的第一自动导引载具20a和在堆叠区域60与成品存储区域50之间移动的第二自动导引载具20b。
第一自动导引载具20a和第二自动导引载具20b分别沿着预设路径移动。
在本发明中,自动导引载具20被描述为包括第一自动导引载具20a和第二自动导引载具20b,然而,本实施方案不限于此。可以理解,一个自动导引载具20可以配置为在组成部件存储区域40、堆叠区域60以及成品存储区域50之间移动。
在下文中,结合其中一个自动导引载具20在组成部件存储区域40、堆叠区域60以及成品存储区域50之间移动的示例来描述该实施方案。
图3是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠区域的示意图。图4是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠单元的示意图。
多个堆叠区域60设置在组成部件存储区域40与成品存储区域50之间。
堆叠区域60设置为通过自动导引载具20从组成部件存储区域40被供应燃料电池10。
也就是说,堆叠区域60可以设置成使得自动导引载具20的运动可以被最小化。
多个堆叠区域60可以以相同的配置设置在相邻的位置处。
参考图3,堆叠区域60包括多个堆叠单元61,这些堆叠单元61通过自动导引载具20从组成部件存储区域40被供应燃料电池10,并且配置为依次堆叠燃料电池10以制造燃料电池堆1。
堆叠单元61设置在第一搬运机器人30的相对两侧,第一搬运机器人30居中地设置在堆叠区域60中。
堆叠区域60的一侧形成为用于燃料电池堆的自动导引载具20的入口和出口。
在堆叠区域60中,燃料电池10依次堆叠以制造燃料电池堆1,然后燃料电池堆1由自动导引载具20通过入口和出口而搬出。
堆叠单元61可以配置为提供有燃料电池10并依次堆叠燃料电池10以形成燃料电池堆1,并且通过第一搬运机器人30,例如通过利用如螺栓等紧固件的组装来进行封装以完成燃料电池堆1。
为此,参考图4,每个堆叠单元61包括一对装载部分63、堆叠部分70以及与堆叠单元61相邻设置的搬运部分80。
一对装载部分63中的每一个都配置为安置从至少一个自动导引载具20供应的燃料电池10。
此时,可以通过第二搬运机器人31向每个装载部分63供应由自动导引载具20搬运的燃料电池10。
一对装载部分63形成为相同的配置,以一个装载部分63为例进行说明。
图5和图6分别是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的装载部分的示意图。
参考图4,装载部分63包括多个装载台630,当燃料电池10堆叠时,装载台630竖直地操作。
装载台630的数量可以根据燃料电池10的类型来设置。
例如,图4示出了在左侧所示的装载部分63中设置了三个装载台630,在右侧所示的装载部分63中设置了两个装载台630。
然而,可以理解,本发明实施方案不限于所示数量的装载台630。
装载台630包括第一上板631、第一导杆632、第一下板633、第一螺杆轴634以及第一伺服马达M1。
装载台630配置为在第一上板631上堆叠燃料电池10。
多个第一导杆632安装成穿过第一上板631。
例如,第一上板631可以形成为对应于燃料电池10的形状,例如矩形。
第一导杆632可以安装在第一上板631的每个角上,使得堆叠在第一上板631的上表面上的燃料电池10可以通过第一导杆632对齐。
此外,第一下板633设置在第一上板631的下方。
第一下板633与第一上板631分开,并且第一下板633固定到第一导杆632。
第一螺杆轴634安装在第一上板631的下表面的中央部分。
在第一上板631的下方,第一螺杆轴634与第一螺杆壳体636啮合,所述第一螺杆壳体636通过第一轴承座635能够旋转地安装于第一下板633。
此时,第一锥齿轮637设置在第一螺杆壳体636处,并且连接到第一伺服马达M1。
也就是说,第一伺服马达M1与第一锥齿轮637啮合,并且配置为通过第一螺杆壳体636向第一螺杆轴634施加扭矩,以竖直地操作第一上板631。
第一上板631的高度随着燃料电池10的堆叠而调整,装载台630设置有用于调整高度的第一高度传感器64。
第一辅助板638固定到第一上板631的侧表面,第一高度传感器64配置为相对于第一辅助板638前后操作,并通过测量与第一辅助板638的相对距离来测量第一上板631的高度。
例如,第一高度传感器64可以包括由第一气动缸640操作的第一线性标尺641。
此外,真空吸附器65与装载台630相邻设置。
参考图6,真空吸附器65可以通过真空吸附而去除从相邻装载台630搬运的燃料电池10的滑托板16。
视觉摄像机67与真空吸附器65相邻设置,在该实施方案中,具体地,视觉摄像机67附接到真空吸附器65。
视觉摄像机67配置为对已经去除了滑托板16的燃料电池10进行拍摄,使得可以对滑托板16的去除进行目视检查。
真空吸附器65和视觉摄像机67可以配置为当滑托板16附接到燃料电池10时运行。
此外,堆叠部分70形成在一对装载部分63之间。
图7是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的堆叠部分的示意图。
参考图7,在堆叠部分70中,从装载部分63搬运的燃料电池10依次堆叠。
也就是说,燃料电池10从组成部件存储区域40供应到装载台630,安置在装载台630上的燃料电池10被搬运到堆叠部分70并在堆叠部分70中依次堆叠。
堆叠部分70包括旋转板71、堆叠台730以及测试器75。
旋转板71设置在一对装载部分63之间。
旋转板71通过旋转部分72旋转,旋转部分72配置在旋转板71的中央部分处,在旋转板71的中央部分处形成有穿孔720。
旋转部分72包括形成在穿孔720的内圆周上的第一齿条721。
此外,第一齿条721与第一驱动齿轮722啮合。
第一驱动齿轮722连接到第三伺服马达M3,所述第三伺服马达M3将驱动扭矩传递到第一驱动齿轮722。
此外,第三伺服马达M3与第一驱动齿轮722之间插置有减速器723,用以降低第三伺服马达M3的转速,使得第三伺服马达M3可以精细地控制旋转板71的转速。
多个堆叠台730设置在旋转板71的上表面上。
堆叠台730可以沿着旋转板71的圆周以预设间隔设置。
例如,图7示出了三个堆叠台730以120度的间隔设置在旋转板71上。
然而,可以理解,本发明实施方案不限于图示的配置。
将搬运部分80搬运的燃料电池10依次堆叠在堆叠台730上至预设数量。
当燃料电池10堆叠时,堆叠台730竖直地操作。
堆叠台730可以形成为与装载台630相同的配置,于此不再进一步详细描述。
如图7所示,堆叠台730包括第二上板731、第二导杆732、第二下板733、第二螺杆轴734、第二轴承座735、第二螺杆壳体736、第二锥齿轮737、第二辅助板738、第二伺服马达M2、第二高度传感器74、第二气动缸740以及第二线性标尺741。
第二上板731、第二导杆732、第二下板733、第二螺杆轴734、第二轴承座735、第二螺杆壳体736、第二锥齿轮737、第二辅助板738、第二伺服马达M2、第二高度传感器74、第二气动缸740以及第二线性标尺741的详细说明可以参考上述相关的第一上板631、第一导杆632、第一下板633、第一螺杆轴634、第一轴承座635、第一螺杆壳体636、第一锥齿轮637、第一辅助板638、第一伺服马达M1、第一高度传感器64、第一气动缸640以及第一线性标尺641。
堆叠台730配置为在以预设角度连续改变位置的同时堆叠从一对装载部分63搬运的燃料电池10。
此外,当燃料电池10在堆叠台730上堆叠到预设数量时,堆叠台730通过旋转板71的旋转而连接到测试器75。
测试器75用于执行堆叠的燃料电池10的泄漏测试,并且测试器75可以由单独的框架(未示出)固定。
当已经堆叠了预设数量的燃料电池10的堆叠台730通过旋转板71的旋转而定位在正位置(home position)时,测试器75向下移动到堆叠台730并连接到堆叠台730。
此时,测试器75可以插入到第二导杆732之间。
测试器75配置为将气体注入到在堆叠台730上堆叠的燃料电池10中,用于进行泄漏测试。
搬运部分80形成在相应的装载部分63和上述堆叠部分70之间。
图8是应用于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统的搬运部分的示意图。
如图4所示,搬运部分80配置为同时夹持装载在装载部分63中的燃料电池10,并将夹持的燃料电池10搬运到堆叠部分70。
图4示出了分别设置在相应的装载部分63和堆叠部分70之间的一对搬运部分80,然而,本发明实施方案不限于图示数量的搬运部分80及其配置。
每个搬运部分80包括对应于装载部分63的致动主体81。
第四伺服马达M4安装在致动主体81中。
第四伺服马达M4通过竖直设置的驱动轴连接到第二驱动齿轮83。
圆形板85结合到第二驱动齿轮83。
支撑构件87以悬臂的形式从圆形板85延伸,并且与圆形板85一体地形成。
可以理解,图8仅示出了单个支撑构件87,然而本发明实施方案不限于此。可以设置一个以上的支撑构件87以同时夹持燃料电池10。
例如,支撑构件87的数量可以根据燃料电池10类型的数量而定,从而可以同时加工不同类型的燃料电池10。
例如,一个搬运部分80可以设置两个支撑构件87,而另一个搬运部分80可以设置三个支撑构件87。
这样的多个支撑构件87可以配置为彼此间隔开。
在支撑构件87的端部向下配置有吸附器89。
吸附器89配置为竖直地操作,吸附装载在装载部分63中的燃料电池10,并将吸附的燃料电池10搬运到堆叠部分70。
此时,吸附器89包括可以直接接触燃料电池10的吸附板890。
吸附板890配置为通过真空吸附和释放来夹持和松开燃料电池10。
吸附板890的上表面连接到第三螺杆轴891。
更详细地,第三螺杆轴891部分地插入到支撑构件87的接合孔893中。
第三螺杆轴891配置为在结合到接合孔893中的同时竖直地操作。
第三螺杆轴891可以由第五伺服马达M5操作。
驱动齿轮895形成在第五伺服马达M5的驱动轴的一端,并且驱动齿轮895与从动齿轮897啮合,从动齿轮897设置在第三螺杆轴891的前端部。
此外,第五伺服马达M5配置为向第三螺杆轴891施加扭矩以竖直地操作吸附板890。
此外,防碰撞构件90可以形成到搬运部分80的圆形板85。
防碰撞构件90可以沿远离支撑构件87的方向形成到圆形板85。
压力传感器93安装在插入有弹簧91的防碰撞构件90的端部。
例如,在搬运部分80发生故障的情况下,压力传感器93用于检测和/或防止与另一个搬运部分80的碰撞。
因此,基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池的系统,可以形成从燃料电池的供应到存储完成的燃料电池堆的生产线,从而可以降低人工成本并提高生产质量。
基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池10的系统,通过优化设计工作区域的布置,可以最小化第一搬运机器人30的运动。此外,通过在堆叠部分的两侧设置装载部分并采用能够旋转的搬运部分,可以降低整体循环时间,并且可以提高生产率。
此外,基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池10的系统,可以实时测量和控制燃料电池的堆叠高度,从而可以实时检查燃料电池的堆叠状态。
此外,基于根据示例性实施方案的用于堆叠燃料电池10的系统,可以进行精益生产,并且在库存管理方面存在优势。
虽然参考目前被视为是实际的示例性实施方案来描述本发明,但是应该理解,本发明并不限于所公开的实施方案。相反,本发明构思的观念旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (17)

1.一种用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,所述系统包括:
组成部件存储区域,其配置为存储燃料电池;
成品存储区域,其配置为存储由至少一个自动导引载具搬运的完成的燃料电池堆;以及
多个堆叠区域,其设置在所述组成部件存储区域和所述成品存储区域之间,
其中,在每个堆叠区域的中央部分设置有第一搬运机器人,
在居中地设置于堆叠区域中的所述第一搬运机器人的相对两侧设置有一对堆叠单元,
堆叠区域的一侧形成为用于燃料电池堆的至少一个自动导引载具的入口和出口,
堆叠区域通过至少一个自动导引载具从组成部件存储区域被供应燃料电池,以依次堆叠燃料电池来制造燃料电池堆。
2.根据权利要求1所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述组成部件存储区域包括多层的第一托架以存储多种类型的燃料电池。
3.根据权利要求1所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述成品存储区域包括多层的第二托架以存储燃料电池堆。
4.根据权利要求1所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述第一搬运机器人配置为组装和封装在堆叠区域中堆叠的燃料电池堆,并将燃料电池堆搬运到至少一个自动导引载具。
5.根据权利要求1所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述至少一个自动导引载具包括第一自动导引载具和第二自动导引载具,所述第一自动导引载具在组成部件存储区域与堆叠区域之间移动,所述第二自动导引载具在堆叠区域与成品存储区域之间移动。
6.根据权利要求1所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述堆叠单元包括:
一对装载部分,每个装载部分配置为安置从至少一个自动导引载具供应的燃料电池;
堆叠部分,其设置在一对装载部分之间,并配置为依次堆叠从装载部分搬运的燃料电池;以及
一对搬运部分,每个搬运部分设置在装载部分和堆叠部分之间,并配置为同时夹持装载在装载部分上的燃料电池,并将所夹持的燃料电池搬运到堆叠部分。
7.根据权利要求6所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,装载部分包括:
多个装载台,所述多个装载台在燃料电池堆叠时竖直地操作;
真空吸附器,其与装载台相邻设置,并配置为通过真空吸附去除从装载台搬运的燃料电池的滑托板;以及
视觉摄像机,其与所述真空吸附器相邻设置,并配置为拍摄去除所述滑托板的燃料电池。
8.根据权利要求7所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,装载台包括:
第一上板,燃料电池堆叠在所述第一上板上;
多个第一导杆,其安装成穿过所述第一上板,并且配置为将堆叠在第一上板上的燃料电池对齐;
第一下板,其设置在第一上板的下方,并且固定至多个第一导杆;
第一螺杆轴,其安装在第一上板的下表面的中央部分,并与第一螺杆壳体啮合,所述第一螺杆壳体通过第一轴承座能够旋转地安装于所述第一下板,并且形成有第一锥齿轮;以及
第一伺服马达,其与所述第一螺杆壳体的第一锥齿轮啮合,并且配置为通过第一螺杆壳体向第一螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述第一上板。
9.根据权利要求8所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,装载台进一步包括第一高度传感器,所述第一高度传感器配置为相对于固定到所述第一上板的第一辅助板前后操作,并测量第一上板的位置。
10.根据权利要求6所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述堆叠部分包括:
旋转板,其设置在一对装载部分之间,并且配置为通过旋转部分旋转,所述旋转部分配置在旋转板的中央部分处,在所述旋转板的中央部分处形成有穿孔;
多个堆叠台,其设置在所述旋转板的上表面,所述多个堆叠台配置为将所述搬运部分搬运的燃料电池依次堆叠至预设数量的燃料电池,并在燃料电池堆叠时竖直地操作;以及
测试器,其配置为当通过所述旋转板的旋转而连接到已堆叠有预设数量的燃料电池的堆叠台时,对在堆叠台上堆叠的燃料电池执行泄漏测试。
11.根据权利要求10所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述旋转部分包括:
第一齿条,其形成在所述穿孔的内圆周处;
第一驱动齿轮,其与所述第一齿条啮合;以及
第三伺服马达,其连接到所述第一驱动齿轮,并且配置为将驱动扭矩传递到第一驱动齿轮。
12.根据权利要求10所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,堆叠台包括:
第二上板,燃料电池堆叠在所述第二上板上;
多个第二导杆,其安装成穿过所述第二上板,并且配置为将堆叠在第二上板上的燃料电池对齐;
第二下板,其设置在所述第二上板的下方,并且固定至多个第二导杆;
第二螺杆轴,其安装在所述第二上板的下表面的中央部分,并与第二螺杆壳体啮合,所述第二螺杆壳体通过第二轴承座能够旋转地安装于所述第二下板,并且形成有第二锥齿轮;以及
第二伺服马达,其与所述第二螺杆壳体的第二锥齿轮啮合,并且配置为通过第二螺杆壳体向第二螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述第二上板。
13.根据权利要求12所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,堆叠台进一步包括第二高度传感器,所述第二高度传感器配置为相对于固定到所述第二上板的第二辅助板前后操作,并测量第二上板的位置。
14.根据权利要求10所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述测试器配置为当堆叠台通过所述旋转板的旋转而定位到正位置时,所述测试器向下移动到堆叠台以连接到堆叠台,并将气体注入到在堆叠台上堆叠的燃料电池中。
15.根据权利要求6所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述搬运部分包括:
第四伺服马达,其安装在致动主体中,并通过竖直设置的驱动轴连接到第二驱动齿轮;
圆形板,其结合到所述第二驱动齿轮;
至少一个支撑构件,其以悬臂的形式从所述圆形板延伸并与圆形板一体地形成;以及
吸附器,其向下设置在支撑构件的端部,所述吸附器配置为竖直地操作,吸附装载在所述装载部分中的燃料电池,并将所吸附的燃料电池搬运到堆叠部分。
16.根据权利要求15所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述吸附器包括:
吸附板,其配置为通过真空吸附和释放来夹持和松开燃料电池;
第三螺杆轴,其连接到所述吸附板,并插入到所述支撑构件的接合孔中,所述第三螺杆轴配置为通过所述接合孔而竖直地操作;以及
第五伺服马达,其与配置于所述第三螺杆轴的从动齿轮啮合,并配置为向所述第三螺杆轴施加扭矩以竖直地操作所述吸附板。
17.根据权利要求15所述的用于堆叠燃料电池堆的燃料电池的系统,其中,所述搬运部分进一步包括:
防碰撞构件,其沿远离至少一个支撑构件的方向形成到所述圆形板;以及
压力传感器,其安装在插入有弹簧的所述防碰撞构件的端部。
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