CN1604342A - 太阳电池自动布贴系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳电池自动布贴系统，导向定位机构由三自由度导轨组成，布贴机构固定在导向定位机构的支撑梁上，由执行气缸、传感器、摆动气缸、连接体、基体、吸盘底座及吸盘组成，两执行气缸下方的传感器固定在连接体上，摆动气缸的输出轴通过连接体与基体的端轴相连，固定在基体上的吸盘底座上布置大量吸盘；滴胶机构安装于Z向导轨的滑块下方，由支撑板、微调装置、固定架和滴胶针管组成。系统依靠导向定位机构实现在太阳帆板上方的准确定位，滴胶机构实现对太阳电池的滴胶，通过执行气缸和摆动气缸的顺次作用，保证滴胶完成后的太阳电池串与帆板准确贴合，再通过吸盘内大气正负压转换，使太阳电池牢固粘贴在帆板上，制成太阳电池方阵。

Description

太阳电池自动布贴系统

技术领域

本发明涉及一种太阳电池自动布贴系统，是一种可将太阳电池自动布贴到太阳帆板上的自动布贴机器人系统，属于IC后封装技术领域。

背景技术

太阳电池方阵是航天卫星正常工作的重要部件之一。如何将封装好的太阳电池布贴到大面积帆板上，从而制成太阳电池方阵是一项复杂繁琐而又细致的工作，因为太阳电池具有小、薄、轻、脆的特点，而太阳电池方阵通常面积较大，目前国内在制作太阳电池方阵时完全采用手工布贴操作，不但工作效率低下，而且碎片率很高，通常要具有行业工作经验的熟练工人操作这道工序，而且很难保证太阳电池方阵制作中的一致性、可靠性和美观性，甚至影响到了太阳电池方阵在空间的工作效率，制约了我国航空航天事业的发展。一直以来，太阳电池布贴技术上的不足和布贴工艺的落后已成为我国太阳电池方阵制作中最大瓶颈，研制可高效连续作业的太阳电池自动布贴机器人迫在眉睫。随着我国航空航天技术的进步和太阳能的广泛利用，研制可靠稳定实用的太阳能电池自动布贴机器人具有广阔的应用发展空间。

经过检索，中国发明专利“太阳电池自动封装机构”(申请号03129054)公开了一种太阳电池的自动封装贴片机构，它应用于太阳电池片的制作过程中，利用该装置可自动在太阳电池表面粘贴一透明玻璃盖片，以防止空间辐射保护太阳电池。而在太阳电池封装工序完成后，如何将太阳电池布贴到太阳帆板上，尚需采用一种自动布贴装置。目前国内在太阳电池自动布贴领域属于空白，没有任何应用于太阳电池方阵的自动布贴系统。

发明内容

本发明的目的在于针对太阳电池方阵制作中的布贴工艺，提供一种高效、可靠、稳定的太阳电池自动布贴系统，实现太阳电池布贴过程的自动化。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明由导向定位机构、布贴机构、滴胶机构组成。导向定位机构由XYZ三自由度直角坐标导轨组成，两根X向导轨的滑块上各安装一根支撑梁，两根支撑梁的顶部固定Y向导轨，Y向导轨的滑块上安装Z向导轨。通过线性导轨间的顺次相对运动，保证滴胶机构在吸盘所吸附电池片的正确位置上方滴胶，同时引导布贴机构在太阳电池帆板的恰当位置上布贴。布贴机构固定在导向定位机构的支撑梁上，由执行气缸、传感器、摆动气缸、连接体、基体、吸盘底座、吸盘组成。两个执行气缸分别固定在两根支撑梁上，两执行气缸下方分别连接固定一个拉压式传感器，传感器的另一端固定在连接体上，基体通过两端轴安装悬挂于两边的连接体上，摆动气缸的输出轴通过一个连接体与基体的端轴相连，基体上固定着吸盘底座，吸盘底座上通过螺纹固定着大量用于吸附太阳电池片的吸盘。执行气缸带动整个布贴机构在垂直方向移动，传感器固定在执行气缸下端的连接板上，可测量出吸盘与帆板之间的作用力，摆动气缸固定在传感器的下方，摆动角度180度，通过摆动运动实现吸盘在垂直方向两个位置上的变化，分别进行滴胶和布贴操作。滴胶机构由支撑板、微调装置、固定架和针管组成。支撑板安装于Z向导轨的滑块下方，可随滑块共同移动，支撑板上安装微调装置，可以调整针头与太阳电池之间的滴胶间距，与支撑板固连的固定架上安装若干个滴胶针管，随着导向导轨的移动，在空气压力作用下实现滴胶。

本发明的导向定位机构由XYZ三自由度直角坐标导轨组成，其中最下端为一对行程为3500mm的X向导轨，X向导轨采用同步带传动，一为主动导轨，另一为从动导轨，两导轨间跨距为2360mm，在两导轨的滑块上分别安装有高为285mm的支撑梁，在两支撑梁的上方固定有一根行程2000mm的Y向导轨，该导轨同样采用同步带传动，Z向导轨安装于Y向导轨的滑块上，行程为100mm，采用滚珠丝杠传动。

布贴机构中的两个执行气缸是双作用带导杆气缸，行程50mm，不回转精度高。

系统依靠X向线性导轨的直线运动实现整个滴胶机构和布贴机构在太阳帆板上方的准确定位；在Y向和Z向两导轨的带动下，滴胶机构依次交替地沿两个方向运动，同时给针管内施加空气压力，在空气正压力作用下，使针管内胶体流出，实现对太阳电池的滴胶；通过执行气缸和摆动气缸的顺次作用，保证滴胶完成后的太阳电池串与帆板准确贴合，再通过吸盘内大气正负压转换，使吸盘为太阳电池空气加压，使太阳电池牢固粘贴在帆板上，制成太阳电池方阵。

实验结果表明，本发明能够很好地完成太阳电池的自动布贴工艺，布贴后的太阳电池方阵牢固可靠稳定，而且美观，一致性好，成品率高，从根本上解决了太阳电池方阵制作中的手工布贴工艺，大大提高了劳动生产效率，由于成品率高，碎片率降低，因而也大大降低了制作成本。

附图说明

图1是本发明太阳电池自动布贴系统结构的主视图。

图1中，X向导轨1、支撑梁2、摆动气缸3、连接体4、传感器5、执行气缸6、Y向导轨7、Z向导轨8、支撑板9、微调装置10、固定架11、针管12、吸盘底座13、吸盘14、基体15，帆板16。

图2是本发明太阳电池自动布贴系统结构的俯视图。

图2中，X向导轨1、摆动气缸3、执行气缸6、Y向导轨7、Z向导轨8、微调装置10、固定架11、针管12、吸盘底座13、吸盘14、基体15。

图3是本发明中导向定位机构主视图。

图3中，X向导轨1、支撑梁2、Y向导轨7、Z向导轨8。

图4是本发明中布贴机构的结构示意图。

图4中，摆动气缸3、连接体4、传感器5、执行气缸6、吸盘底座13、吸盘14、基体15。

图5是本发明中滴胶机构的结构示意图。

图5中，支撑板9、微调装置10、固定架11、针管12。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明的太阳电池自动布贴系统总体结构如图1(主视图)、图2(俯视图)、所示，它由导向定位机构(图3)、布贴机构(图4)、滴胶机构(图5)组成。

图1是太阳电池自动布贴系统总体结构主视图，图中最下端是两根X向导轨1，在每根X向导轨1的滑块上安装有一根支撑梁2，在两根支撑梁2的顶部固定一根Y向导轨7，在Y向导轨7的滑块上安装有Z向导轨8；在两根支撑梁2的上部前方分别固定一个执行气缸6，两执行气缸6下方分别连接固定一个拉压式传感器5，传感器5的另一端固定在连接体4上，基体15通过两端轴安装悬挂于两边的连接体4上，摆动气缸3的输出轴通过一个连接体4与基体15的端轴相连，摆动气缸3的摆动角度为180度。基体15上方固定着吸盘底座13，吸盘14则固定于吸盘底座13上；滴胶机构的支撑板9安装于Z向导轨8的滑块下方，微调装置10安装在支撑板9上，固定架11与支撑板9固连，固定架11上安装十个用于向太阳电池上滴胶用的滴胶针管12。

图2是太阳电池自动布贴系统结构俯视图。如图2所示，两根X向导轨1通过其滑块上安装的支撑梁与Y向导轨7相连，在Y向导轨7的滑块上安装有Z向导轨8；两根支撑梁上分别固定一个执行气缸6，摆动气缸3的输出轴通过一个支撑梁上的连接体与基体15的端轴相连，基体15上固定着吸盘底座13，吸盘底座13上布置吸盘14；Z向导轨8滑块下方安装的滴胶机构支撑板9上有微调装置10，支撑板9与固定架11相连，固定架11上安装十个用于向太阳电池上滴胶用的滴胶针管12。

图3为本发明中导向定位机构的结构示意图。如图3所示，导向定位机构由X向导轨1、Y向导轨7、Z向导轨8、支撑梁2构成，X向导轨采用同步带传动，一为主动导轨，另一为从动导轨，X向两导轨行程为3500mm，导轨间跨距为2360mm，在两导轨滑块上分别装有高为285mm的支撑梁2，在两支撑梁的上方固定着一根行程2000mm的Y向导轨7，Z向导轨8安装在Y向导轨7的滑块上，行程为100mm，采用丝杠传动。

图4是本发明中布贴机构的结构示意图，由摆动气缸3、连接体4、传感器5、执行气缸6、吸盘底座13、吸盘14、基体15组成。两个执行气缸6是双作用带导杆气缸，行程50mm，分别固定在导向定位机构中的支撑梁2上，气缸下方连接固定有拉压式传感器5，传感器另一端固定在连接体4上，摆动气缸3的输出轴通过连接体4与基体15的端轴相连，基体15通过两端轴安装悬挂于两边的连接体4上，在基体15上方固定着吸盘底座13，吸盘14则固定于吸盘底座13上。

图5所示的是本发明的滴胶机构，固定在Z向导轨8的滑块下方，由支撑板9、微调装置10、固定架11和针管12组成，可以随滑块沿导轨8移动。支撑板9固定于Z向导轨8的滑块下方，微调装置10连在支撑板9上，固定架11连在支撑板9上，固定架11上固定着10个用于向太阳电池上滴胶用的滴胶针管12。

本发明太阳电池自动布贴系统工作过程如下：

导向定位系统回归初始位置原点，即X向导轨1、Y向导轨7和Z向导轨8通过滑块的移动带动其上的所有机构回归所设定的坐标原点；调整微调装置10，使针管12与太阳电池之间保持合适的滴胶间距；X向导轨1上的滑块带动其上的整个机构系统移动到太阳帆板上所要求的布贴位置；Y向导轨7和Z向导轨8的滑块交替运动，同时针管12内施加空气正压力，实现针管12对吸附在吸盘14上的太阳电池滴胶；一个滴胶周期完成后，Y向导轨的滑块带动滴胶机构移动到下一个未被滴过胶的太阳电池的起始位置，重复上面的滴胶过程。如此循环，直到所有太阳电池表面均滴胶完成；Z向导轨8的滑块移到最大位置，然后摆动气缸3带动布贴机构翻转180度，使滴过胶的太阳电池方向朝下；执行气缸6向下动作，使滴过胶的太阳电池贴附在太阳帆板上；通过真空发生器控制吸盘14内的压力由负压转为正压，向太阳电池施压，使其牢固的粘贴在帆板16上；然后摆动气缸3旋转回位，执行气缸6回位；重复上述工作过程，完成整个太阳电池方阵的布贴工艺过程。

Claims (5)

1、一种太阳电池自动布贴系统，其特征在于由导向定位机构、布贴机构和滴胶机构组成，导向定位机构中，两根X向导轨(1)的滑块上各安装一根支撑梁(2)，两根支撑梁(2)的顶部固定Y向导轨(7)，Y向导轨(7)的滑块上安装Z向导轨(8)；布贴机构中，两个执行气缸(6)分别固定在导向定位机构中的两根支撑梁(2)上，两执行气缸(6)下方分别连接固定一个拉压式传感器(5)，传感器(5)的另一端固定在连接体(4)上，基体(15)通过两端轴安装悬挂于两边的连接体(4)上，摆动气缸(3)的输出轴通过一个连接体(4)与基体(15)的端轴相连，基体(15)上固定吸盘底座(13)，吸盘底座(13)上布置吸盘(14)；滴胶机构中，支撑板(9)安装于Z向导轨(8)的滑块下方，支撑板(9)上安装微调装置(10)，与支撑板(9)固连的固定架(11)上安装若干个滴胶针管(12)。

2、根据权利要求1的太阳电池自动布贴系统，其特征在于所述X向导轨(1)采用同步带传动，一为主动导轨，另一为从动导轨，两导轨间跨距为2360mm，行程为3500mm，支撑梁(2)的高为285mm，Y向导轨(7)的行程为2000mm，Z向导轨(8)的行程为100mm，采用丝杠传动。

3、根据权利要求1的太阳电池自动布贴系统，其特征在于所述执行气缸(6)是双作用带导杆气缸，行程50mm。

4、根据权利要求1的太阳电池自动布贴系统，其特征在于所述摆动气缸(3)的摆动角度为180度。

5、根据权利要求1的太阳电池自动布贴系统，其特征在于所述固定架(11)上固定着10个滴胶针管(12)。

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