CN211125850U - 一种燃料电池自动化装堆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池自动化装堆系统。该系统，包括移载输送装置、电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置；电堆组堆装置用于将电极板堆叠成电堆组装模块，压装锁紧装置用于对电堆组装模块进行压装锁紧，检测装置用于对电堆组装模块进行气密性和绝缘性检测；移载输送装置包括包括输送机构和多个移载机构，电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置沿输送机构的输送方向依次间隔设置，多个移载机构分别与电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置一一对应设置，将电堆组装模块在输送机构和电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置之间进行移载。本实用新型实现对燃料电池电堆高精度自动化组装，大大提高燃料电池组堆效率。

Description

一种燃料电池自动化装堆系统

技术领域

本实用新型涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池自动化装堆系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池是由多个单电池串联层叠而成，通过内定位螺杆或者卡条紧固。组成燃料电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口进入，经过电堆主通道分配至各单电池双极板，双极板导流均匀分配给电极，通过扩散层与催化剂接触而发生电化学反应。叠合时必须保证各个极板相互压紧防止漏气，并确保各个极板的气体主通道对正，以便氢气和氧气能够顺利到达燃料电池的每一节单电池。燃料电池的装堆质量与电池产品的性能息息相关，每一个单电池在组装时候如果没有良好的定位装置，组装时存在错位，都将导致燃料电池电堆受力不均，将影响电堆的密封性能.接触性能.传质性能，最终影响电池的输出特性。

现在一般是通过人工或者半自动化对电堆进行装配，在安装台上通过人工堆叠放好双极板与膜电极以及安装板等部件，借助定位装置保证各物料在层叠时候的对其。但是锁紧螺母时，锁紧顺序是独立完成的，导致锁紧有先后顺序以及锁紧差异，最终的紧固难以控制平衡，导致端板上下不能均匀下压，电堆内部双极板与膜电极直接的相互压力也难以均衡；而双极板等原材料都存在加工误差，最终装配时加工误差会累积，使得电堆内部各处受力不均匀程度累积增加。当电堆内部有些区域接触压力过大，容易使双极板变形，其所制得的质子交换膜燃料电池也因此而失效损坏；当电堆内部有些区域接触压力过小，双极板等部件之间会存在间隙，且燃料电池密封不牢固，从而引起氢气氧气互窜，另外膜电极与双极板的接触电阻也会因此急剧增加，电池内部电阻变大，最终影响整个燃料电池的性能。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种对燃料电池电堆高精度自动化组装，大大提高燃料电池组堆效率的燃料电池自动化装堆系统。

本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统，包括移载输送装置、电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置；所述电堆组堆装置用于将电极板堆叠成电堆组装模块，所述压装锁紧装置用于对电堆组装模块进行压装锁紧，所述检测装置用于对电堆组装模块进行气密性和绝缘性检测；所述移载输送装置包括输送机构和多个移载机构，所述电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置沿所述输送机构的输送方向依次间隔设置，多个所述移载机构分别与所述电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置一一对应设置，将电堆组装模块在所述输送机构和所述电堆组堆装置、压装锁紧装置和检测装置之间进行移载。

优选的，所述输送机构包括输送组件、承载板、多个驱动件和多个阻挡机构，所述承载板放置在所述输送组件上，所述输送组件输送所述承载板至每个工位，多个所述阻挡机构沿所述输送组件输送方向间隔的设置在所述输送组件上，用于阻挡所述承载板在所述输送组件上的输送，且与每个工位一一对应，多个所述驱动件沿输送组件的输送方向间隔设置在所述输送组件上，且与每个工位一一对应，所述驱动件驱动所述承载板向上运动至所述承载板与所述输送组件分离或向下运动至放置在所述输送组件上。

优选的，所述输送组件包括输送机架和双倍速链，所述双倍速链设置在所述输送机架上，所述承载板设置所述双倍速链上；所述阻挡机构包括阻挡件、感应器和控制器，所述感应器和阻挡件沿所述输送组件上的输送方向依次间隔设置，所述控制器与所述感应器和阻挡件电连接，以使得所述感应器感应到所述承载板，所述控制器控制所述阻挡件阻挡所述承载板。

优选的，每个所述移载机构与每个工位一一对应，所述移载机构包括线性模组和设置在所述线性模组的电滑块上的移载组件，所述线性模组驱动所述移载组件滑动至所述承载板正上方，所述驱动件驱动所述承载板向上运动至放置在所述移载组件上的电堆组装模块承载在所述承载板上，或所述驱动件驱动所述承载板向下运动至放置在所述承载板上的电堆组装模块承载在所述移载组件上。

优选的，所述移载组件包括连接板、两个滑轨和两个滑道，两个所述滑道分别设置在所述线性模组的两侧，且与所述线性模组平行，所述滑轨与所述滑道一一对应，两个滑轨分别可滑动的设置在两个所述滑道中，所述连接板设置在两个滑轨远离所述输送组件的一端，其一端与一个滑轨连接固定，另一端与另一个滑轨连接固定，所述连接板与所述线性模组的电滑块连接固定，两个所述滑轨靠近所述输送组件的一端固定设置有移载板，所述电堆组装模块放置在两个所述移载板上。

优选的，所述电堆组堆装置包括机器人机械手、视觉定位系统和多个原料料盒；所述视觉定位系统与所述机器人机械手电连接，以控制所述机器人机械手从各个原料料盒抓取原料将原料组堆在与所述电堆组堆装置相对应的移载机构上，组堆成电堆组装模块，所述电堆组装模块包括端板、底板和位于所述端板、和底板之间的电堆，所述端板设有多个锁紧孔，所述底板设有多个与所述锁紧孔一一相对应的锁紧螺纹孔。

优选的，所述压装锁紧装置包括压装机构和锁紧机构，所述压装机构包括压装台、压板、压装驱动件、压力检测机构和至少两个螺杆，所述电堆组装模块放置在所述压装台上，所述压板设有至少两个螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺杆一一对应，所述压板由所述螺纹孔螺旋在所述螺杆上，至少两个所述螺杆分别间隔竖直设置在所述压装台上的电堆组装模块两侧，所述压装驱动件设置在所述压装台下方，至少两个所述螺杆的底端穿过所述压装台与所述压装驱动件的驱动端传动连接，所述压装驱动件驱动所述螺杆转动，以带动所述压板上下运动，所述压板位于所述电堆组装模块的正上方，所述压力检测机构用于检测所述压板施加在所述端板上压力；所述锁紧机构包括螺栓，所述压板上设有多个第一通孔，所述第一通孔与所述锁紧孔和锁紧螺纹孔一一对应，所述螺栓的底端依次穿过所述第一通孔和锁紧孔，与所述底板的锁紧螺纹孔螺旋固定至所述螺栓的螺帽与所述端板相抵。

优选的，所述压力检测机构包括五个压力传感器，五个压力传感器分别间隔固定设置在所述压板下侧面，其中四个压力传感器位于所述端板的四个角落的正上方，剩下一个压力传感器位于在所述端板的中心的正上方；位于所述端板的四个角落的正上方的四个压力传感器的量程小于位于在所述端板的中心的正上方的一个压力传感器的量程。

优选的，检测装置包括检测工作台和、对所述电堆组装模块进行气密性检测的气密性检测机构和包括对所述电堆组装模块进行绝缘性检测的绝缘性检测机构；所述气密性检测机构包括支架、压紧组件和气密性检测仪，所述电堆组装模块放置在所述检测工作台上，所述支架竖直架设在所述检测工作台上，所述压紧组件可滑动的设置在所述支架上且位于所述电堆组装模块正上方，所述压紧组件上设有贯穿其的注气孔，所述气密性检测仪的注气头固定安装在所述压紧组件上与所述注气孔相连通且位于所述注气孔的正下方，以使得所述压紧组件滑动至与所述端板压紧贴合时，所述注气头插入所述电堆的进气口中；所述绝缘性检测机构包括绝缘性检测仪和第二驱动件，所述绝缘性检测仪包括至少两个探头，至少两个所述探头分别设置在位于所述电堆组装模块的一侧的上端和下端，所述第二驱动件驱动至少两个所述探头运动以与所述电堆接触或分离。

优选的，所述绝缘性检测仪包括两个探头，所述第二驱动件包括两个第二气缸，所述探头与所述第二气缸一一对应的安装在所述第二气缸的驱动端。

本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统的电堆组堆装置用于将电极板堆叠成电堆组装模块，所述压装锁紧装置用于对电堆组装模块进行压装锁紧，所述检测装置用于对电堆组装模块进行气密性和绝缘性检测；移载输送装置将电堆组装模块依次从电堆组堆装置运输至压装锁紧装置，在完成压装锁紧后再运输至所述检测装置，本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统可实现对燃料电池电堆高精度自动化组装，大大提高燃料电池组堆效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种移载输送装置的结构示意图；

图3为本实用新型的移载组件滑动至承载板正上方的结构示意图；

图4为本实用新型的输送机构的结构示意图；

图5为本实用新型的输送机构的驱动件的结构示意图；

图6为本实用新型的阻挡件的结构示意图；

图7为本实用新型的电堆组堆装置的结构示意图；

图8为本实用新型的一种电堆组装模块压装锁紧装置的结构示意图；

图9为本实用新型的压装驱动件的结构示意图；

图10为本实用新型的压力检测机构的结构示意图；

图11为本实用新型的一种电堆组装模块检测装置的结构示意图。

1-检测装置；11-电堆组装模块；111-端板；112-底板；113-电堆；114- 螺栓；12-检测工作台；13-气密性检测机构；14-支架；15-压紧组件；15a- 注气孔；151-压板件；152-第一驱动件；153-第一压板；154-第二压板；155- 弹性件；156-安装板；156a-安装孔；157-第一气缸；158-优力胶；16-气密性检测仪；161-注气头；17-绝缘性检测机构；171-绝缘性检测仪；172-第二驱动件；173-探头；174-第二气缸；2-移载输送装置；20-输送机构；21-输送组件；211-输送机架；212-双倍速链；22-承载板；221-定位孔；222-定位销；231-安装座；231a-安装孔；231b-边沿；231c-导向孔；232-导向杆；24- 驱动件；241-驱动气缸；242-固定板；242a-定位块；30-移载机构；31-线性模组；32-移载组件；321-连接板；322-滑轨；323-滑道；323a-水平板；323b- 滑槽；324-移载板；5-压装锁紧装置；50-压装机构；51-压装台；52-压板； 521-第一通孔；522-导向孔；523-螺纹孔；53-压装驱动件；531-电机；54- 压力检测机构；541-压力传感器；55-螺杆；56-加固杆；561-固定柱；57- 加固板；571-加固孔；572-第二通孔；60-锁紧机构；62-锁螺栓机构；7-电堆组堆装置；71-机械手；72-视觉定位系统；73-原料料盒。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统，包括移载输送装置2、电堆组堆装置7、压装锁紧装置5和检测装置1；电堆组堆装置7用于将电极板堆叠成电堆组装模块11，压装锁紧装置5用于对电堆组装模块11进行压装锁紧，检测装置1用于对电堆组装模块11进行气密性和绝缘性检测；移载输送装置2包括输送机构20和多个移载机构30，电堆组堆装置7、压装锁紧装置5和检测装置1沿输送机构20的输送方向依次间隔设置，多个移载机构30分别与电堆组堆装置7、压装锁紧装置5和检测装置1一一对应设置，将电堆组装模块11在输送机构20和电堆组堆装置7、压装锁紧装置5和检测装置1之间进行移载。

本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统的电堆组堆装置7用于将电极板堆叠成电堆组装模块11，所述压装锁紧装置5用于对电堆组装模块 11进行压装锁紧，所述检测装置1用于对电堆组装模块11进行气密性和绝缘性检测；移载输送装置2将电堆组装模块11依次从电堆组堆装置7运输至压装锁紧装置5，在完成压装锁紧后再运输至所述检测装置1，本实用新型的一种燃料电池自动化装堆系统可实现对燃料电池电堆高精度自动化组装，大大提高燃料电池组堆效率。

如图2和3所示，输送机构20的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，输送机构20可以包括输送组件21、承载板22、多个驱动件24 和多个阻挡机构40，承载板22放置在输送组件21上，输送组件21输送承载板22至每个工位，多个阻挡机构40沿输送组件21输送方向间隔的设置在输送组件21上，用于阻挡承载板22在输送组件21上的输送，且与每个工位一一对应，多个驱动件24沿输送组件21的输送方向间隔设置在输送组件21上，且与每个工位一一对应，驱动件24驱动承载板22向上运动至承载板22与输送组件21分离或向下运动至放置在输送组件21上。

在输送组件21将承载板22和电堆组装模块11一起运输至一个工位时，阻挡机构40阻挡其继续运输，同时驱动件24驱动承载板22向上运动离开输送组件21。

每个移载机构30与每个工位一一对应，既与电堆组堆装置7、压装锁紧装置5和检测装置1一一对应，移载机构30的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，移载机构30可以包括线性模组31和设置在线性模组31的电滑块上的移载组件32，线性模组31驱动移载组件32滑动至承载板22正上方，驱动件24驱动承载板22向上运动至放置在移载组件32上的电堆组装模块11承载在承载板22上，或驱动件24驱动承载板22向下运动至放置在承载板22上的电堆组装模块11承载在移载组件32上。

其中移载组件32的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，移载组件32可以包括连接板321、两个滑轨322和两个滑道323，两个滑道 323分别设置在线性模组31的两侧，且与线性模组31平行，滑轨322与滑道323一一对应，两个滑轨322分别可滑动的设置在两个滑道323中，连接板321设置在两个滑轨322远离输送组件21的一端，其一端与一个滑轨322连接固定，另一端与另一个滑轨322连接固定，连接板321与线性模组 31的电滑块连接固定，两个滑轨322靠近输送组件21的一端固定设置有移载板324，电堆组装模块11放置在两个移载板324上。线性模组31通过连接板321带动滑轨322在滑道323上滑动，即带动整个移载组件32滑动。

滑道323的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，滑道323 可以包括水平板323a和至少两个滑槽323b，至少两个滑槽323b间隔的设置在水平板323a上，滑轨322可滑动的设置在至少两个滑槽323b中，水平板323a与线性模组31平行的设置在其的一侧。在滑动的过程中，移载板324与滑槽323b的槽口相互接触，使得电堆组装模块11更加的稳定。

两个滑道323可以设置在线性模组31靠近输送组件21的一端的两侧，两个滑道323的长度可以小于线性模组31的长度。节省了整个移载工装的占地位置。

如图4所示，其中，输送组件21的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，输送组件21可以包括输送机架211和双倍速链212，双倍速链212设置在输送机架211上，承载板22设置双倍速链212上；阻挡机构 40可以包括阻挡件41、感应器42和控制器44，感应器42和阻挡件41沿输送组件21上的输送方向依次间隔设置，控制器44与感应器42和阻挡件 41电连接，以使得感应器42感应到承载板22，控制器控制阻挡件41阻挡承载板22。

本实用新型的一种移载输送装置运作过程如下：当需要将电堆组装模块11往输送机构20上移载时候，线性模组31驱动移载组件32滑动至承载板22正上方，驱动件24驱动承载板22向上运动至放置在移载组件32 上的电堆组装模块11承载在承载板22上，线性模组31驱动移载组件32 滑动离开输送机构20，驱动件24驱动承载板22缓慢下降将承载电堆组装模块11的承载板22放置述输送组件21上，述输送组件21带动电堆组装模块11移动到下一个工位；当需要将电堆组装模块11往移载机构30上移载时候，驱动件24驱动承载板22向上运动，线性模组31驱动移载组件32 滑动至承载板22正下方，驱动件24驱动承载板22向下运动至放置在承载板22上的电堆组装模块11承载在移载组件32上，线性模组31驱动移载组件32滑动离开输送机构20，驱动件24驱动承载板22缓慢下降，该工位的电堆组装模块11完成后，再次重复上述操作。

其中，承载板22设置双倍速链212上，驱动件24可以设置在承载板 22的下方，其驱动端与承载板22传动连接，以驱动承载板22上下运动，在这里驱动件24的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中可以为电机。

驱动件24的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，驱动件24 可以包括驱动气缸241和固定板242，固定板242固定在驱动气缸241的驱动端。当驱动气缸241驱动固定板242向上运动时，承载板承载在固定板上，以保持承载板上的电堆组装模块11的稳定。

如图5所示，驱动件24可以通过安装件23固定设置在输送机架211 上。在这里安装件23的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，安装件23包括安装座231，安装座231上设有贯穿其的一个安装孔231a，驱动件24固定安装在安装座231的底部，驱动件24的驱动端由安装孔231a 穿过安装座231与承载板22相接触，安装座231的两侧设有向外侧延伸的边沿231b，两个边沿231b固定设置在输送机架211上。

安装座231上还可以设有贯穿其的多个导向孔231c，安装件23还包括多个导向杆232，多个导向杆232与多个导向孔231c一一对应，导向杆232 可滑动的设置在导向孔231c内，其一端与固定板242固定连接。导向杆232 在这里起到一定的导向作用。

如图4所示，阻挡机构40的结构有很多，在这里不做限定，在本实施例中，所述阻挡机构40包括阻挡件41、感应器42和控制器44，所述感应器42和阻挡件41沿所述输送组件21上的输送方向依次间隔设置，所述控制器44与所述感应器42和阻挡件41电连接。感应器42感应承载板22是否运输过来，在感应到承载板22运输过来以后，控制器44控制阻挡件41 阻挡承载板22继续运输。其中感应器42可以为现有技术中可以购买的产品。例如角度感应器和压力感应器等，当为角度感应器时，承载板44从角度感应器传输过，压在其上，使其角度发生改变，角度感应器感应到承载板，将信息传递给控制器44，控制器44控制阻挡件41。

如图6所示，阻挡件41的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，阻挡件41可以包括阻挡块411和阻挡气缸412，阻挡气缸412固定设置在输送机架211上，其驱动端与阻挡块411传动连接，以驱动阻挡块411 上升至与承载板22相抵，或下降与承载板22分离；控制器44与阻挡气缸 412电连接，控制器44控制阻挡气缸412驱动阻挡块411上升至与承载板22相抵，或下降与承载板22分离。

其中，阻挡气缸412设置在输送机架211上的方式有多种，在这里不做限定，在本实施例中，阻挡气缸412可以通过固定件43固定在输送机架 211上。

固定件43的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，固定件43 可以包括固定座431，固定座431固定设置在输送机架211上，固定座431 上设有贯穿其的一个固定孔431a，阻挡气缸412固定安装在固定座431的底部，阻挡气缸412的驱动端由固定孔431a穿过固定座431与阻挡块411 连接固定，固定座431的两侧设有向外侧延伸的边沿431b，两个边沿431b 固定设置在输送机架211上。

其中，如图4所示，承载板22上还可以设有至少一个贯穿其的定位孔 221，固定板242上设有与定位孔221一一对应的定位块242a，所述定位块 242a穿插与其对应的所述定位孔221。这样驱动气缸241驱动固定板242 向上运动与固定板242接触时，定位块242a穿插与其对应的所述定位孔 221，起到限位承载板22与固定板242的作用。

在承载板输送的过程中，控制器44控制阻挡气缸412驱动阻挡块411 上升至与承载板22相抵，由于惯性的作用，电堆组装模块11很容易从承载板22上滑落，为了防止这种情况，底板112上可以设有至少一个通孔，承载板22上至少设有一个定位销222，定位销222与通孔一一对应，定位销222插设在与其对应的通孔中。

如图7所示，电堆组堆装置7包括机器人机械手71、视觉定位系统72 和多个原料料盒73；视觉定位系统72与机器人机械手71电连接，以控制机器人机械手71从各个原料料盒73抓取原料将原料组堆在与电堆组堆装置7相对应的移载机构30上，组堆成电堆组装模块11，电堆组装模块11 包括端板111、底板112和位于端板111、和底板112之间的电堆113，端板111设有多个锁紧孔111a，底板112设有多个与锁紧孔111a一一相对应的锁紧螺纹孔112a。

原料料盒73包括双极板料盒、膜电极料盒、特殊上双极板料盒、特殊下双极板料盒、上端盖料盒、下端盖料盒、绝缘板料盒和集电板料盒，电堆原材料统一为人工上料，原材料统一由相应定制的工装料盒装载并由此完成定位，机器人机械手71是由机器人和抓取工装组成而成，抓取工装为抓取原材料的工装，抓取工装上安装有海绵吸盘，吸盘在负压的作用下吸取原材料而不产生压痕，并且由于吸盘整体抓取物料，可防止机器人机械手71在取料后原材料无法保持整体水平而弯曲变形，影响后续的视觉定位系统72以及组堆。视觉定位系统72可以包括2台CCD所构成，采用2台 CCD的原因则是全区域识别原材料，防止识别信息不足而产生的误判，从而影响整个工序。机器人机械手71从完成定位的各个原材料料盒取得材料后，移动到2台CCD所在的视觉位置，CCD识别原材料外形特征并计算反馈给机器人机械手71一个信号，机器人机械手71根据得到的信号完成相应的位置变动并放下原材料进行组堆。整个组堆过程为机器人机械手71移动到上端盖料盒工位并取得上端盖，然后移动到CCD工位，根据CCD信号反馈堆叠上端盖，然后来到绝缘板料盒工位取得绝缘板，后移动到CCD 工位进行识别，然后来到电堆组堆工位进行堆叠，后面一次完成集电板、特殊双极板、双极板和膜电极等等原材料的组堆动作以及上端盖等的装配。装配完成后，移载机构30将电堆组装模块11移动到流水线上。

如图8所示，本实用新型的压装锁紧装置包括压装机构50和锁紧机构 60，压装机构50包括压装台51、压板52、压装驱动件53、压力检测机构 54和至少两个螺杆55，电堆组装模块11放置在压装台51上，压板52设有至少两个螺纹孔523，锁紧螺纹孔112a与螺杆55一一对应，压板52由螺纹孔523螺旋在螺杆55上，至少两个螺杆55分别间隔竖直设置在压装台51上的电堆组装模块11两侧，压装驱动件53设置在压装台51下方，至少两个螺杆55的底端穿过压装台51与压装驱动件53的驱动端传动连接，压装驱动件53驱动螺杆55转动，以带动压板52上下运动，压板52位于电堆组装模块11的正上方，压力检测机构54用于检测压板52施加在端板 111上压力；锁紧机构60包括螺栓114，压板52上设有多个第一通孔521，第一通孔521与锁紧孔111a和锁紧螺纹孔112a一一对应，螺栓114的底端依次穿过第一通孔521和锁紧孔111a，与底板112的锁紧螺纹孔112a螺旋固定至螺栓114的螺帽与端板111相抵。

本实用新型的一种电堆组装模块压装锁紧装置通过两侧两根螺杆55的旋转为压装板提供极大的向下压力，压力检测机构54用以检测压板52下压过程中压力是否分布均匀，压板52保持工作持续下压，直到压装动作完成，压力保持在一个特定范围内的压力值间时，认为电堆组装模块11压装已经合格，当判定电堆组装模块11压装合格时，还需要保持压力并进行电堆组装模块11的锁紧，锁紧机构60将螺栓114的底端依次穿过第一通孔 521和锁紧孔111a，与底板112的锁紧螺纹孔112a螺旋固定至螺栓114的螺帽与端板111相抵，完成对电堆组装模块11的锁紧。

本实用新型的一种电堆组装模块压装锁紧装置压装锁紧高效方便。

如图9所示，其中，压装驱动件53的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，压装驱动件53可以包括至少两个电机531，电机531与螺杆55一一对应，电机531的驱动端与螺杆55的底端传动连接，电机531 带动与其传动连接的螺杆55转动，从而使得螺杆55上的压板52上下运动。

压板52上还可以设有多个贯穿其的导向孔522，压装机构50还包括多个加固杆56，加固杆56与导向孔522一一对应，加固杆56的底端穿过导向孔522固定在压装台51上。两根螺杆55的旋转为压装板提供极大的向下压力并沿螺杆55向下滑动时，加固杆56在这里起到导向的作用，而且只一定程度上还可以保持压板52的稳定性。导向孔522可以设有四个，四个导向孔522分别在压板52的四个角处，使得端板111位于是个加固杆56 的中间。

压装机构50还包括可以加固板57，加固板57固定设置在多个加固杆 56的顶端。起到进一步加固加固杆56的作用。

加固板57安装在加固杆56的顶端的方式有多种，在这里不做限定，在本实施例中，加固杆56的顶端可以设有固定柱561，固定柱561的直径小于加固杆56直径，固定柱561有外螺纹，加固板57上设有多个加固孔 571，加固板57由加固孔571套设在固定柱561外，螺母螺旋在固定柱561 至与加固板57相抵。

加固板57上还可以设有多个第二通孔572，第二通孔572与第一通孔 521一一对应，螺栓114的底端依次穿过第二通孔572、第一通孔521和锁紧孔111a，与底板112的锁紧螺纹孔112a螺旋固定至螺栓114的螺帽与端板111相抵。

如图10所示，压力检测机构54的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，压力检测机构54可以包括五个压力传感器541，五个压力传感器541分别间隔固定设置在压板52下侧面，其中四个压力传感器541位于端板111的四个角落的正上方，剩下一个压力传感器541位于在端板111 的中心的正上方。位于端板111的四个角落的正上方的四个压力传感器541 的量程小于位于在端板111的中心的正上方的一个压力传感器541的量程。

四台压力检测器量程稍小精度更高，一台大量程压力检测器检测压力整体压力。四台小量程压力检测器安装在压板52靠近四周角落位置用以检测压机下压后压板52四周边缘的压力实际情况，用以检测压机下压过程中压力是否分布均匀。当四台压力传感器541中压显最大值与压显最小值之差一直在允许差值范围内，压板52保持工作持续下压，直到压装动作完成。当四台压力传感器541压显最大值与压显最小值之差超过允许差值范围，压装动作马上停止电堆组装模块11进行返修工序，返修完成后电堆组装模块11重新移栽至压装工位进行压装，至到产品合格并流向下一道工序。

锁紧机构60还可以包括锁螺栓机构62。当电堆组装模块11被压板52 压缩一定高度，且压力保持在一个特定范围内的压力值间时，认为电堆组装模块11压装已经合格，当判定电堆组装模块11压装合格时设备还需要保持压力并进行电堆组装模块11的锁紧，锁螺栓机构62先移动到电堆组装模块11后方的螺栓114暂存处吸取螺栓114，再移动至电堆组装模块11 上方后机构缓慢下行，螺栓114的底端依次穿过第二通孔572、第一通孔 521和锁紧孔111a，与底板112的锁紧螺纹孔112a螺旋固定至螺栓114的螺帽与端板111相抵，通过多次循环完成所有螺栓114的锁紧固定，从而完成电堆组装模块11的锁紧。

如图11所示，检测装置1的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，检测装置1可以包括检测工作台12、对电堆组装模块11进行气密性检测的气密性检测机构13和包括对电堆组装模块11进行绝缘性检测的绝缘性检测机构17；气密性检测机构13包括支架14、压紧组件15和气密性检测仪16，电堆组装模块11放置在检测工作台12上，支架14竖直架设在检测工作台12上，压紧组件15可滑动的设置在支架14上且位于电堆组装模块11正上方，压紧组件15上设有贯穿其的注气孔15a，气密性检测仪 16的注气头161固定安装在压紧组件15上与注气孔15a相连通且位于注气孔15a的正下方，以使得压紧组件15滑动至与端板111压紧贴合时，注气头161插入电堆113的进气口中；绝缘性检测机构17包括绝缘性检测仪171 和第二驱动件172，绝缘性检测仪171包括至少两个探头173，至少两个探头173分别设置在位于电堆组装模块11的一侧的上端和下端，第二驱动件 172驱动至少两个探头173运动以与电堆113接触或分离。

本实用新型的检测装置的检测过程如下：压紧组件15沿支架14向下滑动已压紧贴合端板111时，注气头161插入电堆组装模块11的进气口，气密性检测仪16的注气头161通过管路对电堆组装模块11内部注入一定压力的气体，静置一段时间后使其压力达到稳定，然后断开压缩空气供给，经过既定的测量时间后，测量电堆组装模块11内部压力变化，如果存在泄漏，气密性检测仪16的传感器检测的压力会下降，此时排出气体，断开电堆组装模块11与气密性检测仪16的连接，将电堆组装模块11移栽至NG 返修工位，电堆组装模块11进行返修；如果电堆组装模块11没有泄漏，排出电堆组装模块11内部气体，断开电堆组装模块11与气密性检测仪16 的连接，继续检测其绝缘性，其中至少两个探头173均与电堆组装模块11的至少2个位点接触，进行检测其绝缘性，若电堆组装模块11绝缘检测符合要求，则电堆组装模块11可以通过流水线线体流转至下一个工序，否则将电堆组装模块11移栽至NG返修工位。

本实用新型的一种电堆组装模块检测装置，在将电堆组装模块11放置在检测工作台12且位于压紧组件15正下方时，压紧组件15沿支架14向下滑动已压紧贴合端板111时，注气头161插入电堆113的进气口，注气头 161与电堆113的进气口两者之间具有很好的的密封性，同时压紧组件15 和端板111之间也具有很好的密封性，这样可以保证在气密性检测过程时，气体除了电堆113本身的气密性问题发生泄漏外，不会在其他的地方发生泄露，而使得检测结果不准确。

本实用新型的一种电堆组装模块检测装置，结构简单，操作方便，密封性好，检测效率高。

压紧组件15的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，述压紧组件15可以包括压板件151和第一驱动件152，压板件151可上下滑动的设置在支架14上，第一驱动件152驱动压板件151上下滑动，以使得压板件151压紧贴合端板111，注气孔15a设置在压板件151上。气密性检测仪 16的注气头161由注气孔15a与电堆113的进气口相连通，以向电堆113内注入一定体积的气体。

压板件151的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，压板件 151可以包括第一压板153、第二压板154和多个弹性件155，多个弹性件 155间隔的设置在第一压板153和第二压板154之间，多个弹性件155的一端均与第一压板153连接固定，另一端均与第二压板154连接固定，第一压板153与所述第一驱动件152传动连接，注气孔15a设置在第二压板154 上。设置弹性件155是为了兼容多种电堆113，电堆113的高低变化通过弹性件155变形来吸收，避免因为行程变化气缸无法走满行程而对电堆113 施加过大压力。在这里弹性件155的种类有多种，在这里不做限定，例如：可以为弹簧。

第一驱动件152的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，第一驱动件152可以包括安装板156和第一气缸157，安装板156固定设置在支架14的顶端，第一气缸157安装在安装板156上，安装板156上设有安装孔156a，第一气缸157的驱动端由安装孔156a与第一压板153连接固定。第一气缸157驱动所述第一压板153和第二压板154上下往返运动。

第二压板154底部可以安装有一层优力胶158。在第二压板154压紧贴合在端板111上时，优力胶158起到进一步的加强密封的作用。

优力胶158的厚度限定可以根据实际情况取的，在这里不做限定，在本实施例中，优力胶158的厚度可以为10-14mm。

还可以包括对电堆组装模块11进行绝缘性检测的绝缘性检测机构17。

在本实施例中，绝缘性检测仪171可以包括两个探头173，第二驱动件 172包括两个第二气缸174，探头173与第二气缸174一一对应的安装在第二气缸174的驱动端。绝缘检测仪检测电堆113上2个点位，一个第二气缸174安装第二压板154上，另一个气缸安装在检测工作台12上，一个探头173安装在第二压板154上的第二气缸174上，由于第二气缸174上下位置与第二压板154一定，当第二压板154与端板111贴合压紧时，该探头173与电堆113上端面位置也相对一定，优力胶158变形在这里可忽略不计，另一个第二气缸174安装在检测工作台12上，非检测状态，探头173 是不跟电堆113接触的，等需要检测的时候，两个第二气缸174同时驱动安装在其驱动端的探头173向电堆113运动，使得两个探头173均与电堆113的2个位点接触，进行检测其绝缘性，若电堆113绝缘检测符合要求，电堆113流转至下料工位，此时搬运机构可以运动至电堆组装模块11上方将电堆取出，并将电堆组装模块11搬运到agv车上，agv车接收到产品下线的信号后将产品搬运到指定位置，当电堆组装模块11从承载板22上取下，承载板22可以随着输送组件21回流。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围，本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：包括移载输送装置(2)、电堆组堆装置(7)、压装锁紧装置(5)和检测装置(1)；所述电堆组堆装置(7)用于将电极板堆叠成电堆组装模块(11)，所述压装锁紧装置(5)用于对电堆组装模块(11)进行压装锁紧，所述检测装置(1)用于对电堆组装模块(11)进行气密性和绝缘性检测；所述移载输送装置(2)包括输送机构(20)和多个移载机构(30)，所述电堆组堆装置(7)、压装锁紧装置(5)和检测装置(1)沿所述输送机构(20)的输送方向依次间隔设置，多个所述移载机构(30)分别与所述电堆组堆装置(7)、压装锁紧装置(5)和检测装置(1)一一对应设置，将电堆组装模块(11)在所述输送机构(20)和所述电堆组堆装置(7)、压装锁紧装置(5)和检测装置(1)之间进行移载。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述输送机构(20)包括输送组件(21)、承载板(22)、多个驱动件(24)和多个阻挡机构(40)，所述承载板(22)放置在所述输送组件(21)上，所述输送组件(21)输送所述承载板(22)至每个工位，多个所述阻挡机构(40)沿所述输送组件(21)输送方向间隔的设置在所述输送组件(21)上，用于阻挡所述承载板(22)在所述输送组件(21)上的输送，且与每个工位一一对应，多个所述驱动件(24)沿输送组件(21)的输送方向间隔设置在所述输送组件(21)上，且与每个工位一一对应，所述驱动件(24)驱动所述承载板(22)向上运动至所述承载板(22)与所述输送组件(21)分离或向下运动至放置在所述输送组件(21)上。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述输送组件(21)包括输送机架(211)和双倍速链(212)，所述双倍速链(212)设置在所述输送机架(211)上，所述承载板(22)设置所述双倍速链(212)上；所述阻挡机构(40)包括阻挡件(41)、感应器(42)和控制器(44)，所述感应器(42)和阻挡件(41)沿所述输送组件(21)上的输送方向依次间隔设置，所述控制器(44)与所述感应器(42)和阻挡件(41)电连接，以使得所述感应器(42)感应到所述承载板(22)，所述控制器(44)控制所述阻挡件(41)阻挡所述承载板(22)。

4.如权利要求3所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：每个所述移载机构(30)与每个工位一一对应，所述移载机构(30)包括线性模组(31)和设置在所述线性模组(31)的电滑块上的移载组件(32)，所述线性模组(31)驱动所述移载组件(32)滑动至所述承载板(22)正上方，所述驱动件(24)驱动所述承载板(22)向上运动至放置在所述移载组件(32)上的电堆组装模块(11)承载在所述承载板(22)上，或所述驱动件(24)驱动所述承载板(22)向下运动至放置在所述承载板(22)上的电堆组装模块(11)承载在所述移载组件(32)上。

5.如权利要求4所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述移载组件(32)包括连接板(321)、两个滑轨(322)和两个滑道(323)，两个所述滑道(323)分别设置在所述线性模组(31)的两侧，且与所述线性模组(31)平行，所述滑轨(322)与所述滑道(323)一一对应，两个滑轨(322)分别可滑动的设置在两个所述滑道(323)中，所述连接板(321)设置在两个滑轨(322)远离所述输送组件(21)的一端，其一端与一个滑轨(322)连接固定，另一端与另一个滑轨(322)连接固定，所述连接板(321)与所述线性模组(31)的电滑块连接固定，两个所述滑轨(322)靠近所述输送组件(21)的一端固定设置有移载板(324)，所述电堆组装模块(11)放置在两个所述移载板(324)上。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述电堆组堆装置(7)包括机器人机械手(71)、视觉定位系统(72)和多个原料料盒(73)；所述视觉定位系统(72)与所述机器人机械手(71)电连接，以控制所述机器人机械手(71)从各个原料料盒(73)抓取原料将原料组堆在与所述电堆组堆装置(7)相对应的移载机构(30)上，组堆成电堆组装模块(11)，所述电堆组装模块(11)包括端板(111)、底板(112)和位于所述端板(111)、和底板(112)之间的电堆(113)，所述端板(111)设有多个锁紧孔(111a)，所述底板(112)设有多个与所述锁紧孔(111a)一一相对应的锁紧螺纹孔(112a)。

7.如权利要求6所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述压装锁紧装置(5)包括压装机构(50)和锁紧机构(60)，所述压装机构(50)包括压装台(51)、压板(52)、压装驱动件(53)、压力检测机构(54)和至少两个螺杆(55)，所述电堆组装模块(11)放置在所述压装台(51)上，所述压板(52)设有至少两个螺纹孔(523)，所述螺纹孔(523)与所述螺杆(55)一一对应，所述压板(52)由所述螺纹孔(523)螺旋在所述螺杆(55)上，至少两个所述螺杆(55)分别间隔竖直设置在所述压装台(51)上的电堆组装模块(11)两侧，所述压装驱动件(53)设置在所述压装台(51)下方，至少两个所述螺杆(55)的底端穿过所述压装台(51)与所述压装驱动件(53)的驱动端传动连接，所述压装驱动件(53)驱动所述螺杆(55)转动，以带动所述压板(52)上下运动，所述压板(52)位于所述电堆组装模块(11)的正上方，所述压力检测机构(54)用于检测所述压板(52)施加在所述端板(111)上压力；所述锁紧机构(60)包括螺栓(114)，所述压板(52)上设有多个第一通孔(521)，所述第一通孔(521)与所述锁紧孔(111a)和锁紧螺纹孔(112a)一一对应，所述螺栓(114)的底端依次穿过所述第一通孔(521)和锁紧孔(111a)，与所述底板(112)的锁紧螺纹孔(112a)螺旋固定至所述螺栓(114)的螺帽与所述端板(111)相抵。

8.如权利要求7所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述压力检测机构(54)包括五个压力传感器(541)，五个压力传感器(541)分别间隔固定设置在所述压板(52)下侧面，其中四个压力传感器(541)位于所述端板(111)的四个角落的正上方，剩下一个压力传感器(541)位于在所述端板(111)的中心的正上方；位于所述端板(111)的四个角落的正上方的四个压力传感器(541)的量程小于位于在所述端板(111)的中心的正上方的一个压力传感器(541)的量程。

9.如权利要求6所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述检测装置(1)包括检测工作台(12)、对所述电堆组装模块(11)进行气密性检测的气密性检测机构(13)和包括对所述电堆组装模块(11)进行绝缘性检测的绝缘性检测机构(17)；所述气密性检测机构(13)包括支架(14)、压紧组件(15)和气密性检测仪(16)，所述电堆组装模块(11)放置在所述检测工作台(12)上，所述支架(14)竖直架设在所述检测工作台(12)上，所述压紧组件(15)可滑动的设置在所述支架(14)上且位于所述电堆组装模块(11)正上方，所述压紧组件(15)上设有贯穿其的注气孔(15a)，所述气密性检测仪(16)的注气头(161)固定安装在所述压紧组件(15)上与所述注气孔(15a)相连通且位于所述注气孔(15a)的正下方，以使得所述压紧组件(15)滑动至与所述端板(111)压紧贴合时，所述注气头(161)插入所述电堆(113)的进气口中；所述绝缘性检测机构(17)包括绝缘性检测仪(171)和第二驱动件(172)，所述绝缘性检测仪(171)包括至少两个探头(173)，至少两个所述探头(173)分别设置在位于所述电堆组装模块(11)的一侧的上端和下端，所述第二驱动件(172)驱动至少两个所述探头(173)运动以与所述电堆(113)接触或分离。

10.如权利要求9所述的一种燃料电池自动化装堆系统，其特征在于：所述绝缘性检测仪(171)包括两个探头(173)，所述第二驱动件(172)包括两个第二气缸(174)，所述探头(173)与所述第二气缸(174)一一对应的安装在所述第二气缸(174)的驱动端。

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