CN210997418U - 燃料电池装堆定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种燃料电池装堆定位机构，其包括顶板、底板以及固定于所述顶板和底板之间且位于所述被定位对象两侧的固定限位杆以及位于所述被定位对象左前、左后、右前及右后的限位杆组件，所述限位杆组件包括旋转杆、推杆及端部调整治具和中部调整治具，还包括：所述端部调整治具设于所述旋转杆及推杆的上端和下端，所述端部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆的上端部之间和下端部之间的相对距离及角度；所述中部调整治具设于所述旋转杆及推杆的中间，所述中部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆中间的相对距离及角度。

Description

燃料电池装堆定位机构

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，更具体地说，是一种燃料电池装堆定位机构。

背景技术

目前氢气燃料电池技术处于初始发展的阶段，其中双极板和质子交换膜的装配定位精度要求较高。目前主要是通过人工生产作业的方式进行装配定位。而人工作业效率低、操作不规范则易污染质子交换膜和双极板。为辅助人工作业，市面上常用一种燃料电池装堆限位机构，其结构如图1所示。

该燃料电池装堆限位机构包括底板1、顶板2以及固定在底板1和顶板2之间的限位杆组件3和固定限位杆4组成。所述固定限位杆4位于顶板和底板之间，由传统的销钉固定在所述燃料电池装堆限位机构的两侧。限位杆组件3为四组，分别位于被定位对象5 左前、左后、右前及右后，限位杆组件3通过原地旋转来调节和限制被定位对象的位置。

而限位杆组件3包括了旋转杆31、安装块32以及通过连接件固定于所述旋转杆31上的推杆33。现有设备中，安装块32为一方形框，其通过两侧边分别连接于所述旋转杆 31和推杆33上。推杆33随着旋转杆31的转动而转动。限位杆组件3一般采用的是不锈钢组件，由于限位杆组件3的长度较长，不管其刚性多强，推杆33始终会与旋转杆31 的上端或中端或下端产生偏差，随着双极板燃料电池在电堆堆叠过程中被定位对象的叠加增多，很难实现双极板和膜电极的精准对齐。

实用新型内容

本申请提出一种燃料电池装堆定位机构，其目的在于解决现有技术中的燃料电池装堆限位机构无法实现双极板和膜电极的精准对齐问题。

为达到上述技术问题，本申请采用下述技术方案：

燃料电池装堆定位机构，其包括顶板、底板以及固定于所述顶板和底板之间且位于所述被定位对象两侧的固定限位杆以及位于所述被定位对象左前、左后、右前及右后的限位杆组件，所述限位杆组件包括旋转杆、推杆及端部调整治具和中部调整治具，还包括：所述端部调整治具设于所述旋转杆及推杆的上端和下端，所述端部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆的上端部之间和下端部之间的相对距离及角度；所述中部调整治具设于所述旋转杆及推杆的中间，所述中部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆中间的相对距离及角度。

较佳的是，所述端部调整治具包括：端部调整拧紧块、端部调整导向块、左顶块和右顶块及压片，其中：

所述端部调整拧紧块，其包括：

一端部拧紧块连接侧边，所述端部拧紧块连接侧边上设有螺丝固定孔，通过螺丝将所述端部拧紧块连接侧边固定于所述旋转杆上；

沿着所述端部拧紧块连接侧边的两侧平行延伸的端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面，所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间形成端部拧紧容置空间；所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面的上端处分别设有一对应的第一调节孔；所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面的上端面上设有固定孔，所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间设有两道竖直的导向轨；

所述端部调整导向块，其包括：

端部导向块主体，其侧边设有螺丝固定孔，通过螺丝将所述端部导向块主体固定于所述推杆上；

端部导向直杆，其固定于所述端部导向块主体一端部的一侧，且所述端部导向直杆的宽度小于所述端部拧紧容置空间的宽度，使所述端部导向直杆与所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间保持一调节空隙，以便进行角度的调节；

端部导向钩杆，其固定于所述端部导向块主体的另一端部，且其与所述端部导向直杆位于同一侧，所述端部导向钩杆上设有一凹陷的弯钩；

所述端部导向直杆和所述端部导向钩杆插入所述端部拧紧容置空间内；

左顶块和右顶块，其分别设于所述端部拧紧容置空间的两道导向轨内且位于所述端部导向钩杆的弯钩内，随着所述端部导向钩杆在所述端部拧紧容置空间内的位置移动，所述左顶块和右顶块被沿着所述导轨顶出或滑落；

压片，其通过螺丝固定于所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上，防止所述左顶块和右顶块脱离所述端部拧紧容置空间。

较佳的是，所述弯钩为凹陷等边梯形。

较佳的是，所述左顶块和所述右顶块为对称结构，且所述左顶块和右顶块的一侧边与所述弯钩上对应的边缘相匹配。

较佳的是，所述左顶块和右顶块上分别设有螺纹调节孔，且在所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上与该所述螺纹调节孔对应位置处分别设有两个竖向的长条孔。

较佳的是，所述端部拧紧块连接侧边和所述端部导向块主体的侧边均开设有V形槽，所述V形槽并结合所述螺丝固定孔与所述旋转杆或推杆匹配相接。

较佳的是，所述中部调整治具包括：

中部调整拧紧块，包括中部拧紧主体，其侧边设有螺丝孔，通过所述螺丝孔将所述中部调整拧紧块固定到旋转杆上；沿着所述中部拧紧主体的两端向同一侧延伸的下插杆和上调整插管，其中：所述下插杆内设有贯穿的通孔；所述上调整插管的两侧边分别设有方向调整孔；

中部调整导向块包括：中部导向块主体，其侧边设有螺栓孔，通过螺丝孔将所述中部导向块主体固定到所述推杆上；沿着所述中部导向块主体两端向同一侧延伸的位于下端的销杆以及位于上端的调整杆，其中，所述销杆插入所述下插杆中；所述调整杆上设有多个腰型孔，所述调整杆的宽度小于所述上调整插管的宽度，所述调整杆插入所述上调整插管中，通过在所述上调整插管的两侧的方向调整孔拧进螺栓来调节所述调整杆在所述上调整插管内的角度和插入长度。

较佳的是，所述中部拧紧主体的侧边和所述中部导向块主体的侧边设为V形槽，通过所述V形槽并结合所述螺丝孔与所述旋转杆或推杆匹配相接。

本申请增加两个端部调整治具和一个中部调整治具，改变了现有技术中推杆与旋转杆之间的连接方式，通过端部调整治具和中部调整治具可以实现推杆和旋转杆端部及中部的微量角度和长度调节，使得双极板和膜电极能够实现更精准的对齐，提升了工作效率。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本申请的结构示意图；

图3为本申请的限位杆组件的结构示意图；

图4为本申请的端部调整拧紧块的结构示意图；

图5为本申请的端部调整导向块的结构示意图；

图6为本申请的中部调整拧紧块的结构示意图；

图7为本申请的中部调整导向块的结构示意图；

图8为图3的爆炸示意图；

图9为端部调整治具的原理示意图一；

图10为端部调整治具的原理示意图二；

图11为中部调整治具的原理示意图一；

图12为中部调整治具的原理示意图二。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

参见图2所示，为本申请的燃料电池装堆定位机构，其包括顶板1、底板2以及固定于所述顶板1和底板2之间且位于所述被定位对象5两侧的固定限位杆4以及位于所述被定位对象5左前、左后、右前及右后的限位杆组件6。

如图3所示，所述限位杆组件6包括旋转杆61、推杆62及端部调整治具63(位于旋转杆及推杆上端的端部调整治具63A和位于所述旋转杆及推杆下端的端部调整治具63B) 以及位于旋转杆及推杆中部的中部调整治具64。所述端部调整治具63是调整所述旋转杆 61与所述推杆62的上端部之间和下端部之间的相对距离及角度。所述中部调整治具65调整所述旋转杆61与所述推杆62中间的相对距离及角度。

请参见图4、图5及结合图8所示，所述端部调整治具63包括：端部调整拧紧块631、端部调整导向块632、左顶块633和右顶块634及压片635。

所述端部调整拧紧块631包括一端部拧紧块连接侧边6311以及沿着所述端部拧紧块连接侧边6311的两侧平行延伸的端部拧紧块前表面6312和端部拧紧块后表面6313。如图4所示，所述端部拧紧块连接侧边6311为V形槽结构且在该V形槽的底部设置有螺丝固定孔6314。V形槽结构与圆柱形的旋转杆61相对接时，自带对中效果，然后通过螺丝穿过螺丝固定孔6314及旋转杆61将所述端部调整拧紧块631固定于所述旋转杆61上。端部拧紧块前表面6312和端部拧紧块后表面6313之间形成端部拧紧容置空间6315，该端部拧紧容置空间6315用于容置端部导向块632。如图4所示，所述端部拧紧块前表面6312和端部拧紧块后表面6313的上端处分别设有一对应的第一调节孔6316，所述端部拧紧块前表面6312和端部拧紧块后表面6313的上端面上设有两个固定孔6317，所述端部拧紧块前表面6312和端部拧紧块后表面6313之间设有两道竖直的导向轨6318以便安装左顶块633 和右顶块634。

所述端部调整导向块632包括端部导向块主体6321、固定于所述端部导向块主体两端部且位于同一侧的端部导向直杆6322和端部导向钩杆6323。如图5所示，所述端部导向块主体6321的侧边为V形槽结构，在所述V形槽结构的底部设有螺丝固定孔6324，通过V 形槽结构自动对中，并由螺丝穿过所述螺栓固定孔6324将所述端部导向块主体632固定于所述推杆62上。所述端部导向直杆6322固定于所述端部导向块主体6321一端部的一侧，且所述端部导向直杆6322的宽度小于所述端部拧紧容置空间6315的宽度，使所述端部导向直杆6322与所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间保持一调节空隙，以便进行角度的调节。所述端部导向直杆6322插入所述端部拧紧容置空间6315内时，通过一螺丝从端部拧紧块前表面6312和/或端部拧紧块后表面6313螺旋进所述第一调节孔 6316内以推抵调整所述端部导向直杆6322相对所述端部拧紧容置空间6315的角度。再请参见图5所示，所述端部导向钩杆6323上设有一等边梯形状凹陷的弯钩6325，所述端部导向钩杆6323插入所述端部拧紧容置空间6315内。结合图9和图10所示，左顶块633 和右顶块634分别设于所述端部拧紧容置空间6315的两道导向轨6318内且位于所述端部导向钩杆的弯钩6325内。如图所示，所述左顶块633和右顶块634为对称结构，且所述左顶块633和右顶块634的一侧边与所述弯钩上对应的边缘相匹配。如图9和图10所示随着所述端部导向钩杆6323在所述端部拧紧容置空间6315内的位置移动(伸进或缩回)，所述左顶块633和右顶块634被沿着所述导轨顶出或滑落，待所述端部导向钩杆6323与所述端部拧紧容置空间6315的相对位置确定后，压片635通过螺丝固定于所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上，并通过两个调整螺栓636穿过所述压片635抵住左顶块 633和右顶块634，防止所述左顶块633和右顶块634脱离所述端部拧紧容置空间及弯钩内，继而限定所述端部调整导向块632相对所述端部调整拧紧块631之间的距离。

此外，在所述端部调整拧紧块的侧边和所述端部调整导向块的侧边上分别设有对应的销钉定位孔6319和6326，可以通过销钉进一步的加固稳定性。另，在位于旋转杆及推杆上端的端部调整治具63A中，所述弯钩6325开口朝下；在位于所述旋转杆及推杆下端的端部调整治具63B中，所述弯钩6325开口朝上。

所述左顶块633和右顶块634上分别设有螺纹调节孔6331和6341，如图9中所示，且在所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上与该所述螺纹调节孔对应位置处分别设有两个竖向的长条孔6320。所述左顶块633和右顶块634上的螺纹调节孔的作用其一是与一螺丝螺旋连接，便于借助螺丝在所述长条孔6320的范围内移动；其二是通过螺丝缩紧左顶块633和右顶块634起到微量调节角度的作用。

综上，本申请的端部调整治具63可以实现旋转杆61和推杆62之间的距离和角度的调整，该角度调整控制在±2°内，且伸缩范围控制±2.5mm的范围内。

请结合图6、图7及图8所示，本申请的所述中部调整治具64包括中部调整拧紧块641和中部调整导向块642。中部调整治具64设于旋转杆61和推杆62之间，用于调整旋转杆61和推杆62之间的距离和角度。

参见图6所示，中部调整拧紧块641包括中部拧紧主体6411和沿着所述中部拧紧主体的两端向同一侧延伸的下插杆6412和上调整插管6413。中部拧紧主体6411的侧边设有V形槽，在所述V形槽底部设有螺丝孔6414，通过螺丝穿过所述螺丝孔6414将所述中部调整拧紧块 641固定到旋转杆61上。所述下插杆6412内设有贯穿的通孔6416，该通孔6416位初定位用。所述上调整插管6413的两侧边分别设有方向调整孔6415，方向调整孔6415可以配合螺钉对中部调整导向块进行微量角度调整。

参见图7所示，中部调整导向块642包括中部导向块主体6421和沿着所述中部导向块主体两端向同一侧延伸的位于下端的销杆6422以及位于上端的调整杆6423。所述中部导向块主体6421的侧边为V形槽结构，其底部设有螺栓孔6424，通过螺丝孔6424将所述中部导向块主体固定到所述推杆62上。所述销杆6422插入所述下插杆的通孔6413中，实现初步定位。所述调整杆6423上设有多个腰型孔6425，所述调整杆6425的宽度小于所述上调整插管6413的宽度，所述调整杆6425插入所述上调整插管6413中，通过在所述上调整插管 6413的两侧的方向调整孔6415拧进螺栓来推抵所述腰型孔之间间隔处，来起到调节所述调整杆6423在所述上调整插管6413内的角度和插入长度，参见图11和图12所示。通过增加中部调整治具64可以有效的调节旋转杆和推杆中部的相对距离和角度，该角度调整控制在± 2°内，且伸缩范围控制±3mm的范围内。

本申请用于金属双极板为架构的燃料电池装配的精确定位，为自动化生产提供保证；替代部分人工的劳动作业；效率提升，可减少误操作。

本申请结构的调整过程为：

1.首先将两个端部调整拧紧块631和一个中部调整拧紧块641安装到已经固定好的旋转杆61上，螺钉拧紧并定位好，V形槽结构与圆柱(旋转杆61的圆柱面)的配合方式自带对中效果；

2.把两个端部调整导向块632和一个中部调整导向块642按第一步的方式，安装到推杆 62上，拧紧螺栓后，对装到旋转杆61上，并稍微预紧中部调整治具上的螺栓，达到初步固定的效果；

3.重复步骤“1”“2”，把两个端部调整治具和一个中部调整治具全部预装好后，安装上标准板(安装调整阶段被定位对象的替代品或者说标准品)，并将标准板的位置升到中间调整治具处，通过中间调整治具的旋转和伸缩，配合“塞规”等量具，将推杆和标准板的间隙初步调整到0.02mm，完成后初步固定好中部调整治具；

4.上升标准板直到上限位置，观察推杆和标准板的间隙变化情况，然后将标准板下降到下限位置，并观察推杆和标准板之间的间隙变化情况，根据观察的结果，通过螺栓进行角度，调节中间调整治具的角度，然后升降标准板观察间隙的变化情况，直至上下间隙变化相对均匀，锁紧各螺栓，中间调整完成；

5.将标准板上升或者下降，根据推杆和标准板间隙情况，分别调整两个端部调整治具，同样，两个端部调整治具的调整也有角度和伸缩两种方式，均属于微调性质，配合量具，逐步将各段的缝隙调整至0.025mm以内；

6.重复1-5步骤，分别调整好两个端部调整治具和一个中部调整治具，升降标准版一次观察升降的顺畅程度，若升降过程顺利，则安装调整完成。否则检查各部分是否安装无误，再重新校准。

以上所述的实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员对本实用新型所做的均等变化与修饰，皆应属于本实用新型所附的权利要求书的涵盖范围。

Claims (8)

1.燃料电池装堆定位机构，其包括顶板、底板以及固定于所述顶板和底板之间且位于被定位对象两侧的固定限位杆以及位于所述被定位对象左前、左后、右前及右后的限位杆组件，其特征在于，所述限位杆组件包括旋转杆、推杆及端部调整治具和中部调整治具，还包括：

所述端部调整治具设于所述旋转杆及推杆的上端和下端，所述端部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆的上端部之间和下端部之间的相对距离及角度；

所述中部调整治具设于所述旋转杆及推杆的中间，所述中部调整治具调整所述旋转杆与所述推杆中间的相对距离及角度。

2.根据权利要求1所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述端部调整治具包括：端部调整拧紧块、端部调整导向块、左顶块和右顶块及压片，其中：

所述端部调整拧紧块，其包括：

一端部拧紧块连接侧边，所述端部拧紧块连接侧边上设有螺丝固定孔，通过螺丝将所述端部拧紧块连接侧边固定于所述旋转杆上；

沿着所述端部拧紧块连接侧边的两侧平行延伸的端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面，所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间形成端部拧紧容置空间；所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面的上端处分别设有一对应的第一调节孔；所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面的上端面上设有固定孔，所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间设有两道竖直的导向轨；

所述端部调整导向块，其包括：

端部导向块主体，其侧边设有螺丝固定孔，通过螺丝将所述端部导向块主体固定于所述推杆上；

端部导向直杆，其固定于所述端部导向块主体一端部的一侧，且所述端部导向直杆的宽度小于所述端部拧紧容置空间的宽度，使所述端部导向直杆与所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面之间保持一调节空隙，以便进行角度的调节；

端部导向钩杆，其固定于所述端部导向块主体的另一端部，且其与所述端部导向直杆位于同一侧，所述端部导向钩杆上设有一凹陷的弯钩；

所述端部导向直杆和所述端部导向钩杆插入所述端部拧紧容置空间内；

左顶块和右顶块，其分别设于所述端部拧紧容置空间的两道导向轨内且位于所述端部导向钩杆的弯钩内，随着所述端部导向钩杆在所述端部拧紧容置空间内的位置移动，所述左顶块和所述右顶块被沿着导轨顶出或滑落；

压片，其通过螺丝固定于所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上，防止所述左顶块和右顶块脱离所述端部拧紧容置空间。

3.根据权利要求2所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述弯钩为凹陷等边梯形。

4.根据权利要求3所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述左顶块和所述右顶块为对称结构，且所述左顶块和右顶块的一侧边与所述弯钩上对应的边缘相匹配。

5.根据权利要求4所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述左顶块和右顶块上分别设有螺纹调节孔，且在所述端部拧紧块前表面和端部拧紧块后表面上与该所述螺纹调节孔对应位置处分别设有两个竖向的长条孔。

6.根据权利要求2所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述端部拧紧块连接侧边和所述端部导向块主体的侧边均开设有V形槽，所述V形槽并结合所述螺丝固定孔与所述旋转杆或推杆匹配相接。

7.根据权利要求1所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述中部调整治具包括：

中部调整拧紧块，包括

中部拧紧主体，其侧边设有螺丝孔，通过所述螺丝孔将所述中部调整拧紧块固定到旋转杆上；

沿着所述中部拧紧主体的两端向同一侧延伸的下插杆和上调整插管，其中：

所述下插杆内设有贯穿的通孔；

所述上调整插管的两侧边分别设有方向调整孔；

中部调整导向块包括：

中部导向块主体，其侧边设有螺栓孔，通过螺丝孔将所述中部导向块主体固定到所述推杆上；

沿着所述中部导向块主体两端向同一侧延伸的位于下端的销杆以及位于上端的调整杆，其中，

所述销杆插入所述下插杆中；

所述调整杆上设有多个腰型孔，所述调整杆的宽度小于所述上调整插管的宽度，所述调整杆插入所述上调整插管中，通过在所述上调整插管的两侧的方向调整孔拧进螺栓来调节所述调整杆在所述上调整插管内的角度和插入长度。

8.根据权利要求7所述的燃料电池装堆定位机构，其特征在于，所述中部拧紧主体的侧边和所述中部导向块主体的侧边设为V形槽，通过所述V形槽并结合所述螺丝孔与所述旋转杆或推杆匹配相接。

Images