CN115215092B - 氢燃料电池石墨极板的取放料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氢燃料电池技术领域，公开了氢燃料电池石墨极板的取放料方法，该氢燃料电池石墨极板的取放料方法，根据待取放的所有石墨极板的平均质量和平均厚度，确定相邻的两次取放料时下降的高度差；取料时，根据从初始位置到上一次取料减速位置的距离和高度差，确定从初始位置到本次取料减速位置的距离；取放料结构以第一速度下降到本次取料减速位置；再以第二速度下降到本次取料位置；放料时，根据从初始位置到上一次放料减速位置的距离和高度差，确定从初始位置到本次放料减速位置的距离；取放料结构以第三速度下降到本次放料减速位置，再以第四速度下降到本次放料位置；第二速度小于第一速度；第四速度小于第三速度。能实现自动取放料。

Description

氢燃料电池石墨极板的取放料方法

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及氢燃料电池石墨极板的取放料方法。

背景技术

氢燃料电池中有两种极板，一种为金属极板，另一种为石墨极板，经过模压后的石墨极板在料仓中堆叠放置，目前经过模压后的石墨极板在进入下一道工序之前，需要依靠人工完成石墨极板的转移，而由于石墨极板的尺寸大且强度差，在人工转移过程中容易划伤或磕碰到石墨极板，并且，由于石墨极板表面有粉尘覆着，对转移石墨极板的工作人员的身体健康会造成危害。然而，由于石墨极板具有弹性，堆叠在料仓中容易变形，并且由于加工误差的存在导致其厚度各不相同，导致石墨极板在料仓中高度方向的位置不容易确定，从而难以确定取放料结构从上而下吸取或抓取石墨极板时下降的距离，若下降距离太大，则容易损伤石墨极板，而若下降距离太小，则不能吸取或抓取石墨极板，以使自动取放料难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供了氢燃料电池石墨极板的取放料方法，以解决难以确定取放料结构从上而下吸取或抓取石墨极板时下降的距离，以使自动取放料难以实现的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

氢燃料电池石墨极板的取放料方法，包括：

根据待取放的所有石墨极板的平均质量m以及待取放的所有石墨极板的平均厚度d，确定取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h；

取放料结构取料时，根据上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1以及所述高度差h，确定本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2；取放料结构以第一速度从初始位置向下运动所述第二距离L2，到达本次取料减速位置；取放料结构从本次取料减速位置以第二速度继续向下运动；判断所述取放料结构是否运动至本次取料位置；若是，则所述取放料结构获取所述石墨极板；

取放料结构放料时，根据上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3以及所述高度差h，确定本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4；取放料结构以第三速度从初始位置向下运动所述第四距离L4，到达本次放料减速位置；取放料结构以第四速度继续向下运动；判断所述取放料结构是否运动至本次放料位置；若是，则所述取放料结构放开其获取的所述石墨极板；

其中，所述第二速度小于所述第一速度；所述第四速度小于所述第三速度。

作为优选，根据待取放的所有石墨极板的平均质量m以及待取放的所有石墨极板的平均厚度d，确定取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h包括：

通过公式：h=d-(n-1)mgk，得到所述取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h，其中，n为堆叠在料仓的石墨极板的数量；g为重力加速度；k为石墨极板的弹性系数。

作为优选，所述氢燃料电池石墨极板的取放料方法还包括：

取放料结构第一次取料时，取放料结构从初始位置以第五速度下降至第一次取料减速位置；取放料结构从所述第一次取料减速位置以第六速度下降至第一次取料位置；记录所述初始位置与所述第一次取料减速位置之间的距离作为第二次取料时的所述第一距离L1；

其中，所述第六速度小于所述第五速度；所述第一次取料减速位置与所述第一次取料位置之间的距离为1mm-3mm。

作为优选，所述氢燃料电池石墨极板的取放料方法还包括：

取放料结构第一次放料时，取放料结构从初始位置以第七速度下降至第一次放料减速位置；取放料结构从所述第一次放料减速位置以第八速度下降至第一次放料位置；记录所述初始位置与所述第一次放料减速位置之间的距离作为第二次放料时的所述第三距离L3；

其中，所述第八速度小于所述第七速度；所述第一次放料减速位置与所述第一次放料位置之间的距离为1mm-3mm。

作为优选，根据待取放的所有石墨极板的总质量与待取放的所有石墨极板的数量，确定待取放的所有石墨极板的平均质量m。

作为优选，根据待取放的所有石墨极板的总厚度与待取放的所有石墨极板的数量，确定待取放的所有石墨极板的平均厚度d。

作为优选，通过第一光电开关，判断所述取放料结构是否运动至本次取料位置。

作为优选，通过第二光电开关，判断所述取放料结构是否运动至本次放料位置。

作为优选，根据上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1以及所述高度差h，确定本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2包括：

所述第二距离L2等于所述第一距离L1加上所述高度差h。

作为优选，根据上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3以及所述高度差h，确定本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4包括：

所述第四距离L4等于所述第三距离L3减去所述高度差h。

本发明的有益效果：

本发明的目的在于提供氢燃料电池石墨极板的取放料方法，该氢燃料电池石墨极板的取放料方法，根据待取放的所有石墨极板的平均质量m以及待取放的所有石墨极板的平均厚度d，确定取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h；取放料结构取料时，根据上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1以及高度差h，确定本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2；能准确地估算出本次取料时取放料结构从初始位置到本次取料减速位置的距离，从而防止取放料结构下降距离太大而损伤石墨极板。并且，取料时，取放料结构以第一速度从初始位置下降至本次取料减速位置，到达本次取料减速位置之后开始减速，取放料结构以第二速度继续向下运动，直至运动至本次取料位置，其中，第二速度小于第一速度。取放料结构放料时，根据上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3以及高度差h，确定本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4。能够准确地估算出本次放料时取放料结构从初始位置到本次放料减速位置的距离。放料时，取放料结构以第三速度从初始位置下降至本次放料减速位置，到达本次放料减速位置后开始减速，取放料结构以第四速度继续向下运动，直至运动至本次放料位置，其中，第四速度小于第三速度。取放料时，在快要接近本次取料位置或本次放料位置时，即到达本次取料减速位置或本次放料减速位置时进行减速，相比于全程都快速下降，能防止取放料结构速度太快而损伤石墨极板；相比于全程都慢速下降，能够提高取放料结构的作业效率。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供了氢燃料电池石墨极板的取放料方法，该氢燃料电池石墨极板的取放料方法采用取放料装置进行石墨极板的转移，取放料装置包括驱动结构、控制器和取放料结构，控制器用于控制驱动结构，驱动结构能驱动取放料结构移动。本实施例中，取放料结构为弹性吸嘴，弹性吸嘴能通过吸气获取石墨极板，通过放气放开石墨极板。

该氢燃料电池石墨极板的取放料方法包括：

根据待取放的所有石墨极板的平均质量m以及待取放的所有石墨极板的平均厚度d，确定取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h。

其中，根据待取放的所有石墨极板的总质量与待取放的所有石墨极板的数量，确定石墨极板的平均质量m。具体地，待取放的所有石墨极板的总质量除以待取放的所有石墨极板的数量，得到待取放的所有石墨极板的平均质量m。由于待取放的所有石墨极板的总质量和待取放的所有石墨极板的数量为定值，待取放的所有石墨极板的平均质量m为定值。

根据待取放的所有石墨极板的总厚度与待取放的所有石墨极板的数量，确定待取放的所有石墨极板的平均厚度d。待取放的所有石墨极板的总厚度为所有的石墨极板在未堆叠的情况下，即自然状态下的厚度之和。由于加工误差的原因石墨极板的厚度可能不一致，通过待取放的所有石墨极板的总厚度除以待取放的所有石墨极板的数量，得到待取放的所有石墨极板的平均厚度d。由于待取放的所有石墨极板的总厚度和待取放的所有石墨极板的数量为定值，待取放的所有石墨极板的平均厚度d为定值。

由于石墨极板具有弹性，堆叠的时候会产生变形，因此，n个石墨极板堆叠在料仓时，n个堆叠在料仓的石墨极板的总厚度不是石墨极板的数量n乘以石墨极板的平均厚度d，取放料结构相邻的两次取料或放料下降的高度差h不是石墨极板的平均厚度d。

通过公式：h=d-(n-1)mgk，得到取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h，其中，n为堆叠在料仓的石墨极板的数量；g为重力加速度；k为石墨极板的弹性系数。可以理解的是，取料时n为待获取的还堆叠着的石墨极板的数量，放料时n为已经取完的被堆叠在料仓的石墨极板的数量。

取放料结构两次取料或放料下降的高度差h的推导过程如下：

若有n个石墨极板堆叠，从上而下数，第1个石墨极板的厚度为d；第2个石墨极板的厚度为d-mgk；第3个石墨极板的厚度为d-2mgk；以此类推，第n个石墨极板的厚度为d-（n-1）mgk。将n个石墨极板的厚度相加，n个石墨极板的总厚度为nd-[n(n-1)/2]mgk，将n-1个石墨极板的厚度相加，n-1个石墨极板的总厚度为(n-1)d-[(n-1)(n-2)/2]mgk；取放料结构相邻的两次取料或放料下降的高度差h等于n个石墨极板的总厚度减去n-1个石墨极板的总厚度，从而，得到h=d-(n-1)mgk。

取放料结构取料时，根据上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1以及高度差h，确定本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2；取放料结构以第一速度从初始位置向下运动第二距离L2，到达本次取料减速位置；取放料结构从本次取料减速位置以第二速度继续向下运动；判断取放料结构是否运动至本次取料位置；若是，则取放料结构获取石墨极板，第二速度小于第一速度。可以理解的是，第一距离L1为初始位置到上一次取料减速位置的距离；第二距离L2为初始位置到本次取料减速位置的距离。

其中，本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2等于上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1加上高度差h。可以理解的是，取料时，取放料结构相邻的两次取料或放料下降的高度差h为上一次取料减速位置与本次取料减速位置之间的距离。

其中，通过第一光电开关，判断取放料结构是否运动至本次取料位置。第一光电开关与取放料结构一同移动，当取放料结构运动至本次取料位置，第一光电开关发出信号给控制器，控制器控制驱动结构停止驱动，取放料结构停止下降，此时取放料结构能吸取石墨极板。

取放料结构的初始位置位于料仓的上方，且固定不变。取放料结构取料时，取放料结构先从初始位置以第一速度下降至本次取料减速位置，再由本次取料减速位置以第二速度下降至本次取料位置。第二速度小于第一速度，取放料结构在运动至本次取料减速位置时已经快要能吸取石墨极板，此时为了防止取放料结构运动速度太快而碰触或损伤石墨极板，开始减速至第二速度，以更慢的速度继续下降，直至运动至本次取料位置，取放料结构在本次取料位置时能吸取石墨极板。控制器记录取放料结构从初始位置下降至本次取料减速位置的距离，作为下一次取料的上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1。

取放料结构第一次取料时，取放料结构从初始位置以第五速度下降至第一次取料减速位置；取放料结构从第一次取料减速位置以第六速度下降至第一次取料位置；记录初始位置与第一次取料减速位置之间的距离作为第二次取料时的上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1，其中，第六速度小于第五速度；第一次取料减速位置与第一次取料位置之间的距离为1mm-3mm。

由于第一次取料时没有上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1作为依据，第一次取料时，由工作人员目测取放料结构是否到达第一次取料减速位置，控制器记录初始位置到第一次取料减速位置之间的距离作为第二次取料时的第一距离L1。第二次取料时，第二距离L2等于第一次取料时初始位置到第一次取料减速位置之间的距离加上高度差h。以此类推，第n次取料时，第二距离L2等于初始位置到第n-1次取料时的第n-1次取料减速位置之间的距离加上高度差h。

取放料结构放料时，根据上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3以及高度差h，确定本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4；取放料结构以第三速度从初始位置向下运动第四距离L4，到达本次放料减速位置；取放料结构以第四速度继续向下运动；判断取放料结构是否运动至本次放料位置；若是，则取放料结构放开其获取的石墨极板，其中，第四速度小于第三速度。可以理解的是，第三距离L3为初始位置到上一次放料减速位置的距离；第四距离L4为初始位置到本次放料减速位置的距离。

其中，本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4等于上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3减去高度差h。可以理解的是，放料时，取放料结构相邻的两次取料或放料下降的高度差h为上一次放料减速位置与本次放料减速位置之间的距离。

其中，通过第二光电开关，判断取放料结构是否运动至本次放料位置。当取放料结构运动至放料位置，第二光电开关发出信号给控制器，控制器控制驱动结构停止驱动，取放料结构停止下降，取放料结构可以放开石墨极板，在放料位置放开的石墨极板与其下的已经堆叠的石墨极板不会发生碰撞。可选地，第一光电开关与第二光电开关可以为同一个光电开关。

取放料结构放料时，取放料结构带着已经获取的石墨极板先从初始位置以第三速度下降至本次放料减速位置，再由本次放料减速位置以第四速度下降至本次放料位置。第四速度小于第三速度，取放料结构在运动至本次放料减速位置时，其带着的石墨极板已经快要与已经堆叠的石墨极板接触，此时为了防止取放料结构运动速度太快而使其带着的石墨极板与已经堆叠的石墨极板碰撞，以更慢的速度继续下降，直至运动至本次放料位置。控制器记录取放料结构从初始位置下降至本次放料减速位置的距离，作为下一次放料的上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3。

取放料结构第一次放料时，取放料结构从初始位置以第七速度下降至第一次放料减速位置；取放料结构从第一次放料减速位置以第八速度下降至第一次放料位置；记录初始位置与第一次放料减速位置之间的距离作为第二次放料时的上一次放料时取放料结构从初始位置下降到第一次放料减速位置的第三距离L3；其中，第八速度小于第七速度；第一次放料减速位置与第一次放料位置之间的距离为1mm-3mm。

第一次放料时没有上一次放料时取放料结构从初始位置下降到第一次放料减速位置的第三距离L3作为依据，第一次放料时，由工作人员目测取放料结构是否到达第一次放料减速位置，控制器记录初始位置到第一次放料减速位置之间的距离作为第二次放料时的第三距离L3。第二次放料时，第四距离L4等于第一次放料时初始位置到第一次放料减速位置之间的距离加上高度差h。以此类推，第n次放料时，第四距离L4等于初始位置到第n-1次放料时的第n-1次放料减速位置之间的距离加上高度差h。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，包括：

根据待取放的所有石墨极板的平均质量m以及待取放的所有石墨极板的平均厚度d，确定取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h；通过公式：h=d-(n-1)mgk，得到所述取放料结构相邻的两次取料或放料时下降的高度差h，其中，n为堆叠在料仓的石墨极板的数量；g为重力加速度；k为石墨极板的弹性系数；

取放料结构取料时，根据上一次取料时取放料结构从初始位置下降到上一次取料减速位置的第一距离L1以及所述高度差h，确定本次取料时取放料结构从初始位置下降到本次取料减速位置的第二距离L2；所述第二距离L2等于所述第一距离L1加上所述高度差h；取放料结构以第一速度从初始位置向下运动所述第二距离L2，到达本次取料减速位置；取放料结构从本次取料减速位置以第二速度继续向下运动；判断所述取放料结构是否运动至本次取料位置；若是，则所述取放料结构获取所述石墨极板；

取放料结构放料时，根据上一次放料时取放料结构从初始位置下降到上一次放料减速位置的第三距离L3以及所述高度差h，确定本次放料时取放料结构从初始位置下降到本次放料减速位置的第四距离L4；所述第四距离L4等于所述第三距离L3减去所述高度差h；取放料结构以第三速度从初始位置向下运动所述第四距离L4，到达本次放料减速位置；取放料结构以第四速度继续向下运动；判断所述取放料结构是否运动至本次放料位置；若是，则所述取放料结构放开其获取的所述石墨极板；

其中，所述第二速度小于所述第一速度；所述第四速度小于所述第三速度。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，所述氢燃料电池石墨极板的取放料方法还包括：

取放料结构第一次取料时，取放料结构从初始位置以第五速度下降至第一次取料减速位置；取放料结构从所述第一次取料减速位置以第六速度下降至第一次取料位置；记录所述初始位置与所述第一次取料减速位置之间的距离作为第二次取料时的所述第一距离L1；

其中，所述第六速度小于所述第五速度；所述第一次取料减速位置与所述第一次取料位置之间的距离为1mm-3mm。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，所述氢燃料电池石墨极板的取放料方法还包括：

取放料结构第一次放料时，取放料结构从初始位置以第七速度下降至第一次放料减速位置；取放料结构从所述第一次放料减速位置以第八速度下降至第一次放料位置；记录所述初始位置与所述第一次放料减速位置之间的距离作为第二次放料时的所述第三距离L3；

其中，所述第八速度小于所述第七速度；所述第一次放料减速位置与所述第一次放料位置之间的距离为1mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，根据待取放的所有石墨极板的总质量与待取放的所有石墨极板的数量，确定待取放的所有石墨极板的平均质量m。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，根据待取放的所有石墨极板的总厚度与待取放的所有石墨极板的数量，确定待取放的所有石墨极板的平均厚度d。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，通过第一光电开关，判断所述取放料结构是否运动至本次取料位置。

7.根据权利要求1所述的氢燃料电池石墨极板的取放料方法，其特征在于，通过第二光电开关，判断所述取放料结构是否运动至本次放料位置。