CN115837341A - 膜电极扩散层可调式涂胶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种膜电极扩散层可调式涂胶装置，涉及膜电极生产设备技术领域，包括滑动安装在一起的下框架和上框架，上框架与下框架之间共同安装有纠偏机构，上框架上通过Y向调节机构滑动安装有一对Y向滑座，每一Y向滑座上均通过Z向调节机构滑动安装有一第一安装座，每一第一安装座上均安装有一涂胶头，本发明实现了对涂胶装置的自动纠偏和对涂胶位置的自由调整，适用于涂胶位置不同的扩散层涂胶工作，提高了涂胶工作的精准度。

Description

膜电极扩散层可调式涂胶装置

技术领域

本发明涉及膜电极生产设备技术领域，尤其是涉及一种膜电极扩散层可调式涂胶装置。

背景技术

膜电极是燃料电池的重要组成部分，主要包括扩散层、催化剂层以及质子交换膜。在膜电极的生产过程中，需要先在膜电极扩散层的贴合面上涂布密封胶（例如热熔胶），再将扩散层贴合在具有质子交换膜和催化剂层的膜电极半成品上。

现有的膜电极扩散层涂胶装置主要存在的问题是：不同批次扩散层料带的宽度尺寸可能会有所差别，且扩散层料带在传送的过程中可能会发生一定的位置偏移，因此涂胶头在扩散层料带上的涂胶位置非常容易出现偏差的情况，降低了涂胶工作的精准度；不同型号的膜电极在生产过程中，所要求的涂胶位置会有所差别，但是在现有的涂胶装置中，涂胶头位置不能根据扩散层料带涂胶位置的不同来进行精准调整，涂胶头位置与扩散层料带涂胶位置的对准难度较大。

因此，需要一种能够解决上述问题的膜电极扩散层可调式涂胶装置。

发明内容

本发明提出一种膜电极扩散层可调式涂胶装置，通过多方向协同配合调节来对涂胶头的位置进行精准调整，同时实现了涂胶头位置与扩散层料带位置的自动适应，降低了涂胶头与扩散层料带上涂胶位置的对准难度，提高了涂胶工作的精准度。

本发明的技术方案是这样实现的：

膜电极扩散层可调式涂胶装置，包括固定安装于涂胶刀座上的下框架，扩散层料带沿X轴方向输送，所述下框架上沿Y轴方向滑动安装有一上框架，所述上框架与所述下框架之间共同安装有一纠偏机构，所述上框架上沿Y轴方向滑动安装有一对Y向滑座，所述Y向滑座与所述上框架之间共同安装有一Y向调节机构，每一所述Y向滑座上均沿Z轴方向滑动安装有一第一安装座，每一所述第一安装座与所述Y向滑座之间均共同安装有一Z向调节机构，每一所述第一安装座上均安装有一涂胶头，每一所述涂胶头均用于对扩散层料带进行自动涂胶工作。

作为一种优选的技术方案，所述上框架上设置有一用于对所述涂胶头进行提升限位的限位机构。

作为一种优选的技术方案，所述限位机构包括固定安装于所述上框架上的限位架，所述限位架位于所述第一安装座的上方，所述限位架上设有一对沿Y轴方向延伸的限位滑槽，每一所述限位滑槽的位置均与所述第一安装座的位置相对应，每一所述限位滑槽内均滑动安装有一限位块，每一所述第一安装座的顶部均固定有一提升块，所述提升块与所述限位块相适配。

作为一种优选的技术方案，所述限位机构还包括一接胶板，所述接胶板用于放置于所述涂胶头与扩散层料带之间。

作为一种优选的技术方案，所述纠偏机构包括一对纠偏传感器，沿所述扩散层料带的输送方向，每一所述纠偏传感器均约束安装于所述上框架的前端，所述下框架上固定安装有一纠偏电缸，所述上框架上固定有一滑动支架，所述纠偏电缸的伸缩杆与所述滑动支架相连接。

作为一种优选的技术方案，所述上框架上固定安装有一沿Y轴方向延伸的安装导轨，所述安装导轨上通过紧固螺栓可拆卸安装有一对第二安装座，每一所述第二安装座上均铰接安装有一第一铰接臂的一端，每一所述第一铰接臂的另一端均铰接安装有一第二铰接臂的一端，每一所述第二铰接臂的另一端均铰接安装有一第三铰接臂的一端，每一所述第三铰接臂的另一端铰接安装有一所述纠偏传感器。

作为一种优选的技术方案，所述Y向调节机构包括固定安装于所述滑动支架上的齿条，所述齿条沿Y轴方向延伸，每一所述Y向滑座内均旋转安装有一齿轮轴，每一所述齿轮轴上均设有一与齿条相啮合的齿轮，每一所述齿轮均与所述齿条相啮合。

作为一种优选的技术方案，每一所述Z向调节机构包括一固定于所述Y向滑座上的第三滑轨，每一所述第三滑轨上均沿Z轴方向滑动安装有一Z向滑块，每一所述Z向滑块均固定于所述第一安装座上，每一所述Z向滑块的顶部均固定有一微分头，每一所述微分头的位置均与所述第三滑轨的位置相对应。

作为一种优选的技术方案，所述下框架上设有若干根沿Y轴方向延伸的第一滑轨，每一所述上框架均滑动安装于每一所述第一滑轨上。

作为一种优选的技术方案，所述滑动支架上固定安装有沿Y轴方向延伸的第二滑轨，每一所述Y向滑座均沿Y轴方向滑动安装于所述第二滑轨上。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

由于膜电极扩散层可调式涂胶装置包括下框架、上框架和纠偏机构，上框架上安装有涂胶头，在本发明中，扩散层料带沿X轴方向穿过涂胶头的下方，通过纠偏机构来对扩散层料带的位置进行自动检测，并带动上框架进行Y轴方向上的位置调整，让涂胶头的位置来自动适应扩散层料带的位置，从而实现了涂胶头位置与扩散层料带位置的自动适应，使涂胶头将热熔胶自动、均匀且快速的涂覆在扩散层料带上准确的涂胶位置处，进而提高了涂胶工作的精准度。

由于上框架与Y向滑座之间共同安装有Y向调节机构，每一Y向滑座与对应第一安装座之间均共同安装有Z向调节机构，在本发明中，利用Y向调节机构对涂胶头的位置进行Y轴方向上的自由调整，利用Z向调节机构对涂胶头的位置进行Z轴方向上的自由调整，实现了对涂胶头位置的多向调节，通过Y向调节机构和Z向调节机构的多方向协同配合调节，来对涂胶头的位置进行精准调整，从而降低了涂胶头位置与扩散层料带上涂胶位置的对准难度，使涂胶头能够将热熔胶涂覆到扩散层料带上最准确的涂胶位置处，进而提高了涂胶工作的精准度；而且工人能够根据扩散层料带宽度尺寸的不同以及涂胶厚度、宽度要求的不同，来对涂胶头的位置进行精准调整，从而使涂胶头在扩散层料带上的涂胶位置、涂胶宽度以及涂胶厚度均符合其工艺要求，进而使本发明适用于不同宽度尺寸以及不同涂胶要求的扩散层料带的涂胶工作。

由于上框架上设置有一用于对涂胶头进行提升限位的限位机构，在本发明中，当设备停机或者需要进行换料时，工人可以向上提起涂胶头，使涂胶头远离扩散层料带的表面，之后将限位机构中的限位块滑动到合适的位置处，使第一安装座上的提升块压在限位块上，从而将涂胶头限制在最高处，最后工人将一接胶板插入到涂胶刀座上，使其置于涂胶头与扩散层料带之间，用于对涂胶头上滴落的残胶进行接取，防止了残胶对扩散层料带的表面造成污染。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体示意图；

图3为本发明的安装示意图；

图4为本发明中下框架与上框架的结构示意图；

图5为本发明中上框架的结构示意图；

图6为本发明中Y向调节机构的结构示意图；

图7为本发明中Z向调节机构的结构示意图；

图8为本发明中微分头测杆处于伸出状态下Z向调节机构的结构示意图；

图9为本发明中胶线厚度微调机构的爆炸示意图；

图10为本发明中绕Y轴进行姿态微调时的涂胶头姿态示意图；

图11为本发明中绕Z轴进行姿态微调时的涂胶头姿态示意图；

图12为本发明中限位机构的结构示意图；

图13为本发明中接胶板的安装位置示意图。

其中：1、涂胶刀座；2、下框架；3、上框架；4、扩散层料带；5、纠偏传感器；6、Y向滑座；7、第一安装座；8、涂胶头；9、铰接块；10、锁紧螺钉；11、铰接轴；12、限位平面；13、限位螺钉；14、锁紧板；15、调节螺钉；16、限位架；17、限位滑槽；18、限位块；19、提升块；20、接胶板；21、安装导轨；22、紧固螺栓；23、第二安装座；24、第一铰接臂；25、第二铰接臂；26、第三铰接臂；27、纠偏电缸；28、滑动支架；29、第一滑轨；30、齿条；31、齿轮轴；32、齿轮；33、第二滑轨；34、第三滑轨；35、Z向滑块；36、微分头；37、刮唇。

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作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。

如图1-图13共同所示，膜电极扩散层可调式涂胶装置，包括固定安装于涂胶刀座1上的下框架2，下框架2上沿Y轴方向滑动安装有一上框架3，上框架3与下框架2之间共同安装有一纠偏机构，上框架3上沿Y轴方向滑动安装有一对Y向滑座6， Y向滑座6与上框架3之间共同安装有一Y向调节机构，每一Y向滑座6上均沿Z轴方向滑动安装有一第一安装座7，每一第一安装座7与Y向滑座6之间均共同安装有一Z向调节机构，每一第一安装座7上均安装有一涂胶头8，每一涂胶头8均用于对扩散层料带4进行自动涂胶工作，在本实施例中，每一涂胶头8均与热熔胶机（图中未示出）相连接，热熔胶机用于对热熔胶进行处理，并为两个涂胶头8提供热熔胶以进行自动涂胶工作。

在本发明中，通过纠偏机构来对扩散层料带4的位置进行实时监测，并根据监测结果来带动上框架3进行位置调整，让涂胶头8的位置来自动适应扩散层料带4的位置，从而实现了涂胶头8位置与扩散层料带4位置的自动适应；同时通过Y向调节机构和Z向调节机构，来对涂胶头8位置进行多方向的协同配合调整，实现了对涂胶头8位置的精准调整，降低了涂胶头8位置与扩散层料带4上涂胶位置的对准难度，使涂胶头8能够将热熔胶涂覆到扩散层料带4上最准确的涂胶位置处，进而提高了涂胶工作的精准度。

如图12和图13共同所示，上框架3上设置有一用于对涂胶头8进行提升限位的限位机构。

其中，限位机构包括固定安装于上框架3上的限位架16，限位架16位于第一安装座7的上方，限位架16上设有一对沿Y轴方向延伸的限位滑槽17，每一限位滑槽17的位置均与第一安装座7的位置相对应，每一限位滑槽17内均滑动安装有一限位块18，每一第一安装座7的顶部均固定有一提升块19，提升块19与限位块18相适配，在本发明中，图12中a处所示状态为限位块18对提升块19进行限位的状态，b处所示状态为限位块18未对提升块19进行限位的状态。

而且，限位机构还包括一接胶板20，接胶板20用于放置于涂胶头8与扩散层料带4之间，在本发明中，只有在设备停机或者换料时才会使用接胶板20，用于防止涂胶头8滴落的残胶污染扩散层料带4。

如图4所示，纠偏机构包括一对纠偏传感器5，沿扩散层料带4的输送方向，每一纠偏传感器5均约束安装于上框架3的前端，下框架2上固定安装有一纠偏电缸27，上框架3上固定有一滑动支架28，纠偏电缸27的伸缩杆与滑动支架28相连接，在本实施例中，每一纠偏传感器5均采用能够采购到的位置传感器。

如图1和图2共同所示，上框架3上固定安装有一沿Y轴方向延伸的安装导轨21，安装导轨21上通过紧固螺栓22可拆卸安装有一对第二安装座23，每一第二安装座23上均铰接安装有一第一铰接臂24的一端，每一第一铰接臂24的另一端均铰接安装有一第二铰接臂25的一端，每一第二铰接臂25的另一端均铰接安装有一第三铰接臂26的一端，每一第三铰接臂26的另一端铰接安装有一纠偏传感器5，在本发明中，通过第二安装座23来调整纠偏传感器5在Y轴方向上的位置，通过转动第一铰接臂24、第二铰接臂25和第三铰接臂26，来调整纠偏传感器5的高度和角度，从而使纠偏传感器5能够对扩散层料带4的位置进行实时监测。

如图5和图6共同所示，Y向调节机构包括固定安装于滑动支架28上的齿条30，齿条30沿Y轴方向延伸，每一Y向滑座6内均旋转安装有一齿轮轴31，每一齿轮轴31上均设有一与齿条30相啮合的齿轮32，在本实施例中，齿轮32与齿轮轴31为一体成型。

如图7和图8共同所示，每一Z向调节机构包括一固定于Y向滑座6上的第三滑轨34，每一第三滑轨34上均沿Z轴方向滑动安装有一Z向滑块35，每一Z向滑块35均固定于第一安装座7上，每一Z向滑块35的顶部均固定有一微分头36，每一微分头36的位置均与第三滑轨34的位置相对应。

如图1-图6共同所示，下框架2上设有若干根沿Y轴方向延伸的第一滑轨29，每一上框架3均滑动安装于每一第一滑轨29上。

而且，滑动支架28上固定安装有沿Y轴方向延伸的第二滑轨33，每一Y向滑座6均沿Y轴方向滑动安装于第二滑轨33上。

如图9-图11共同所示，每一涂胶头8与第一安装座7之间均设置有胶线厚度微调机构和胶线宽度微调机构。

如图9和图10共同所示，每一胶线厚度微调机构均包括一铰接块9，每一铰接块9均通过锁紧螺钉10可拆卸安装于对应涂胶头8上，每一铰接块9均通过一铰接轴11铰接安装于对应第一安装座7上，每一铰接轴11的侧壁上均设有一限位平面12，每一限位平面12均沿铰接轴11的轴向延伸，每一铰接块9上均螺纹安装有限位螺钉13，每一限位螺钉13均压紧于对应限位平面12上，在本实施例中，图10中所示涂胶头8的转动角度仅为示意，在实际生产中，涂胶头8绕Y轴方向的姿态为微调，转动角度非常小。

在本发明中，胶线厚度微调机构用于对涂胶头8进行绕Y轴方向的姿态微调，以将涂胶头8调整到与扩散层料带4垂直的位置上，避免了因刮唇37与扩散层料带4的角度过大而导致积胶的情况发生，避免了扩散层料带4被压伤或者划伤的情况发生，从而提高了涂胶头8对扩散层料带4涂胶的质量。

当涂胶头8底部的刮唇37与扩散层料带4处于非垂直状态时，对涂胶头8绕Y轴方向上进行姿态微调的方法如下：

首先工人将限位螺钉13向外拧出，使限位螺钉13的底部脱离铰接轴11的限位平面12，实现铰接块9与第一安装座7之间的解锁；

之后对涂胶头8进行小幅度转动，使铰接块9带动铰接轴11进行旋转，来对刮唇37的倾斜角度进行微调，从而使刮唇37与扩散层料带4的表面尽可能垂直；

最后将限位螺钉13向内拧紧，使限位螺钉13的底部再次压紧在限位平面12上，对铰接轴11的转动进行限位，从而实现了铰接块9与第一安装座7之间的固定。

如图11所示，每一胶线宽度微调机构均包括一对锁紧板14，每一锁紧板14均固定安装于对应第一安装座7的侧壁上，每一对锁紧板14之间均设置有一涂胶头8，每一锁紧板14上均螺纹安装有若干根调节螺钉15，每一调节螺钉15均抵靠于对应涂胶头8的侧壁上，在本实施例中，图11中所示涂胶头8的转动角度仅为示意，在实际生产中，涂胶头8绕Z轴方向的姿态为微调，转动角度非常小。

在本发明中，胶线宽度微调机构用于对涂胶头8进行绕Z轴方向的姿态微调，以将刮唇37出胶区域调整到与扩散层料带4传送方向尽可能重合的位置上，避免了因刮唇37与扩散层料带4输送方向的垂直度偏移过大而影响涂胶胶线宽度的情况发生。

当涂胶头8底部的刮唇37与扩散层料带4传送方向发生偏移时，对涂胶头8绕Z轴方向进行姿态微调的方法如下：

首先工人将锁紧螺钉10向外拧出，利用铰接块9侧壁与涂胶头8之间的安装间隙，来对刮唇37进行位置微调；

之后根据需要对调节螺钉15的拧入长度进行调整，利用调节螺钉15的底部来推动涂胶头8进行位置调整，使刮唇37的出胶区域与扩散层料带4的传送方向尽可能重合；

最后拧紧锁紧螺钉10，对铰接块9与涂胶头8进行固定。

使用本发明的方法如下：

第一步，拧动Y向滑座6上的齿轮轴31，通过齿轮32与齿条30的啮合传动作用，带动Y向滑座6在第二滑轨33上进行Y轴方向上的滑动，完成对两涂胶头8之间间距的调整；

第二步，拧动第一安装座7上的微分头36，微分头36的测杆伸出并抵靠于第三滑轨34的顶部，测杆继续伸出来带动Z向滑块35和涂胶头8上升，完成对涂胶头8与扩散层料带4之间间距的调整；

第三步，在涂胶刀座1上导向辊的牵引作用下，扩散层料带4沿着X轴方向穿过涂胶头8的下方，纠偏传感器5对扩散层料带4的位置进行实时监测；

第四步，当纠偏传感器5监测到扩散层料带4的位置发生偏移时，纠偏电缸27的伸缩杆带动整个上框架3进行Y轴方向上的位置微调，使两涂胶头8来适应扩散层料带4的位置，利用涂胶头8在扩散层料带4表面合适的涂胶位置上进行自动涂胶工作；

第五步，当设备停机时，工人手动将涂胶头8提升至最高处，然后滑动限位滑槽17内的限位块18，利用限位块18来对提升块19进行限位，将涂胶头8固定在最高位置处，然后将接胶板20放置在涂胶刀座1上，使其置于涂胶头8与扩散层料带4之间，来对涂胶头8滴落的残胶进行接取。

综上，本发明提出的膜电极扩散层可调式涂胶装置，通过多方向协同配合调节来对涂胶头8的位置进行精准调整，同时实现了涂胶头8位置与扩散层料带4位置的自动适应，降低了涂胶头8与扩散层料带4上涂胶位置的对准难度，提高了涂胶工作的精准度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.膜电极扩散层可调式涂胶装置，包括固定安装于涂胶刀座上的下框架，其特征在于，扩散层料带沿X轴方向输送，所述下框架上沿Y轴方向滑动安装有一上框架，所述上框架与所述下框架之间共同安装有一纠偏机构，所述上框架上沿Y轴方向滑动安装有一对Y向滑座，所述Y向滑座与所述上框架之间共同安装有一Y向调节机构，每一所述Y向滑座上均沿Z轴方向滑动安装有一第一安装座，每一所述第一安装座与所述Y向滑座之间均共同安装有一Z向调节机构，每一所述第一安装座上均安装有一涂胶头，每一所述涂胶头均用于对扩散层料带进行自动涂胶工作。

2.根据权利要求1所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述上框架上设置有一用于对所述涂胶头进行提升限位的限位机构。

3.根据权利要求2所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述限位机构包括固定安装于所述上框架上的限位架，所述限位架位于所述第一安装座的上方，所述限位架上设有一对沿Y轴方向延伸的限位滑槽，每一所述限位滑槽的位置均与所述第一安装座的位置相对应，每一所述限位滑槽内均滑动安装有一限位块，每一所述第一安装座的顶部均固定有一提升块，所述提升块与所述限位块相适配。

4.根据权利要求3所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述限位机构还包括一接胶板，所述接胶板用于放置于所述涂胶头与扩散层料带之间。

5.根据权利要求1-4任一所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述纠偏机构包括一对纠偏传感器，沿所述扩散层料带的输送方向，每一所述纠偏传感器均约束安装于所述上框架的前端，所述下框架上固定安装有一纠偏电缸，所述上框架上固定有一滑动支架，所述纠偏电缸的伸缩杆与所述滑动支架相连接。

6.根据权利要求5所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述上框架上固定安装有一沿Y轴方向延伸的安装导轨，所述安装导轨上通过紧固螺栓可拆卸安装有一对第二安装座，每一所述第二安装座上均铰接安装有一第一铰接臂的一端，每一所述第一铰接臂的另一端均铰接安装有一第二铰接臂的一端，每一所述第二铰接臂的另一端均铰接安装有一第三铰接臂的一端，每一所述第三铰接臂的另一端铰接安装有一所述纠偏传感器。

7.根据权利要求5所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述Y向调节机构包括固定安装于所述滑动支架上的齿条，所述齿条沿Y轴方向延伸，每一所述Y向滑座内均旋转安装有一齿轮轴，每一所述齿轮轴上均设有一与齿条相啮合的齿轮，每一所述齿轮均与所述齿条相啮合。

8.根据权利要求1-4任一所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，每一所述Z向调节机构包括一固定于所述Y向滑座上的第三滑轨，每一所述第三滑轨上均沿Z轴方向滑动安装有一Z向滑块，每一所述Z向滑块均固定于所述第一安装座上，每一所述Z向滑块的顶部均固定有一微分头，每一所述微分头的位置均与所述第三滑轨的位置相对应。

9.根据权利要求5所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述下框架上设有若干根沿Y轴方向延伸的第一滑轨，每一所述上框架均滑动安装于每一所述第一滑轨上。

10.根据权利要求7所述的膜电极扩散层可调式涂胶装置，其特征在于，所述滑动支架上固定安装有沿Y轴方向延伸的第二滑轨，每一所述Y向滑座均沿Y轴方向滑动安装于所述第二滑轨上。

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