CN214313272U - 用于组装燃料电池堆的流水线设备 - Google Patents

Abstract

一种用于组装燃料电池堆的流水线设备，包括一输送装置、一堆装装置以及一捆装装置。该输送装置包括一传送轨道和至少一工作台，并且该输送装置具有一堆装工位和一捆装工位，其中该传送轨道自该堆装工位延伸至该捆装工位，并且该工作台被对应地设置于该传送轨道，用于在该堆装工位和该捆装工位之间输送该工作台。该堆装装置被对应地设置于该堆装工位，用于将多个燃料电池单体堆装至该工作台。该捆装装置被对应地设置于该捆装工位，并且该捆装装置包括一施压机构和一捆扎机构，其中该施压机构用于对该多个燃料电池单体进行施压以压紧，并且该捆扎机构用于对压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎。

Description

用于组装燃料电池堆的流水线设备

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于组装燃料电池堆的流水线设备。

背景技术

燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料中的化学能直接转变成电能的发电装置。然而，单个燃料电池(或燃料电池单体)能够提供的电压和输出功率较低。在实际应用中，一般将多个燃料电池叠放在一起，形成一个能够实现高电压和大功率输出的燃料电池堆。相应地，燃料电池的燃料电池堆由多个燃料电池单体堆叠在一起形成。

燃料电池的燃料电池堆在使用过程中需保持结构稳定，以确保燃料电池保持稳定的持续性的电力输出。现有燃料电池的燃料电池堆多通过紧固手段，如螺杆固定的方式，将堆叠在一起的燃料电池堆的燃料电池单体固定在一起。然而，简单堆叠在一起的燃料电池单体被直接固定在一起时，容易导致燃料电池堆的各个部分受力不匀。燃料电池堆的各部分受力不匀，有可能影响到燃料电池堆的密封性能和电力传输性能，最终影响到燃料电池堆的功率输出。此外，燃料电池堆的各部分受力不匀，还可能导致燃料电池堆的流场板因局部受力过大而发生变形，甚至导致质子交换膜损坏导致燃料电池堆无法使用。因此，现有燃料电池堆在被固定前，往往还需要通过压紧机的压装，使燃料电池堆的燃料电池单体被紧紧堆叠在一起，以确保燃料电池堆的密封性能。

现有的一种燃料电池自动化装堆装置通常包括装堆机构、移出机构、机械手和控制机构，该燃料电池自动化装堆装置通过该装堆机构的压堆架可通过设置在工作台的导轨移动，以使该装堆机构的压堆架的收紧架能够与设置在该装堆机构的安装台的燃料电池堆相对齐和压紧被设置在该装堆机构的安装台的燃料电池堆，进而通过螺杆固定的方式将被压紧的燃料电池堆固定在一起。

然而，该燃料电池自动化装堆装置在用螺杆固定时，不仅需要使用专业工具 (如扳手等)通过人工操作的方式将被压紧的燃料电池堆固定在一起，造成燃料电池堆的组装效率低下、成本提高；而且为了确保燃料电池堆的结构稳定，往往需要使用多对螺杆来实现紧固的目的，但这却会因多个螺杆的紧固力大小难以一致而加剧受力不均的问题，特别是一旦同对螺杆的紧固力大小不一，极易造成燃料电池单体发生起翘或变形，无法确保燃料电池堆的密封性能。

实用新型内容

本实用新型的一优势在于提供一用于组装燃料电池堆的流水线设备，其能够实现燃料电池堆的自动化组装，以便提高组装效率、降低组装成本。

本实用新型的另一优势在于提供一用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述用于组装燃料电池堆的流水线设备能够通过诸如束带或绳索等捆扎元件来牢靠地捆扎被压紧的多个燃料电池单体，使得燃料电池堆的各部分受力均匀。

本实用新型的另一优势在于提供一用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述用于组装燃料电池堆的流水线设备能够尽可能地减少人工操作，有助于大幅地降低人工成本。

本实用新型的另一优势在于提供一用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一解决方案，不只提供简单的用于组装燃料电池堆的流水线设备，同时还增加了所述用于组装燃料电池堆的流水线设备的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本实用新型提供了一用于组装燃料电池堆的流水线设备，包括：

一输送装置，其中所述输送装置包括一传送轨道和至少一工作台，并且所述输送装置具有一堆装工位和一捆装工位，其中所述传送轨道自所述堆装工位延伸至所述捆装工位，并且所述工作台被对应地设置于所述传送轨道，用于在所述堆装工位和所述捆装工位之间输送所述工作台；

一堆装装置，其中所述堆装装置被对应地设置于所述输送装置的所述堆装工位，用于将该燃料电池堆的多个燃料电池单体堆装至位于所述堆装工位的所述工作台；以及

一捆装装置，其中所述捆装装置被对应地设置于所述输送装置的所述捆装工位，并且所述捆装装置包括一施压机构和一捆扎机构，其中所述施压机构用于对位于所述捆装工位的所述工作台上的该多个燃料电池单体进行施压以压紧该多个燃料电池单体，并且所述捆扎机构用于对压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎。

根据本申请的一实施例，所述堆装装置包括一机械臂和至少一定位工装，其中所述机械臂用于依次抓取该多个燃料电池单体以放置于所述定位工装，以通过所述定位工装将该多个燃料电池单体定位地叠置在一起。

根据本申请的一实施例，所述捆装装置的所述施压机构包括一机架、一托台、一动力装置以及一压板组件，其中所述机架被对应地设置于所述输送装置的所述捆装工位，并且所述托台被设置于所述机架以位于所述捆装工位的上方，其中所述动力装置被设置于所述托台，并且所述压板组件被可驱动地设置于所述动力装置，用于在所述动力装置的驱动下向下施压以压紧位于所述捆装工位的所述定位工装中的该多个燃料电池单体，并在所述动力装置的驱动下向上提升以悬空。

根据本申请的一实施例，所述输送装置进一步包括一机座，其中所述传送轨道被设置于所述机座，并且所述施压机构的所述机架被固定于所述机座。

根据本申请的一实施例，所述捆装装置的所述捆扎机构包括一转盘组件和一固接组件，其中所述转盘组件被设置，用于可释放地收纳一捆扎元件，以拉紧缠绕住被压紧的该多个燃料电池单体的该捆扎元件，其中所述固接组件被对应地设置，用于固定地连接被拉紧的该捆扎元件以形成环形的捆扎空间。

根据本申请的一实施例，所述捆装装置的所述捆扎机构包括一转盘组件和一固接组件，其中所述转盘组件被设置于所述施压机构的所述托台，用于可释放地收纳一捆扎元件，以拉紧缠绕住被压紧的该多个燃料电池单体的该捆扎元件，其中所述固接组件被对应地设置于所述施压机构的所述托台，用于固定地连接被拉紧的所述捆扎元件以形成环形的捆扎空间。

根据本申请的一实施例，所述捆扎机构的所述转盘组件包括一卷盘和一驱动装置，其中所述卷盘被可转动地设置于所述施压机构的所述托台，用于在拉拽该捆扎元件的第一端时带动所述卷盘正向旋转以释放该捆扎元件，其中所述驱动装置被可驱动地连接于所述卷盘，用于驱动所述卷盘反向旋转以卷动该捆扎元件的延伸主体。

根据本申请的一实施例，所述捆扎机构的所述固接组件包括一焊接机和一切割机，其中所述焊接机用于将该捆扎元件的该第一端焊接至该捆扎元件的该延伸主体，并且所述切割机用于隔断该捆扎元件的该延伸主体。

根据本申请的一实施例，所述捆扎机构进一步包括一运动组件，其中所述运动组件包括被对应地设置于所述托台的一双自由度移动元件和被对应地设置于所述托台的一多自由度移动元件，其中所述转盘组件被安装于所述双自由度移动元件，用于沿着该燃料电池单体的长度方向移动所述转盘组件，以依次对应于该燃料电池单体上不同的捆扎位置，其中所述焊接机和所述切割机分别被对应地安装于所述多自由度移动元件，用于将所述焊接机移动至对应的焊接位置，并将所述切割机移动至对应的切割位置。

根据本申请的一实施例，所述捆装装置的所述捆扎机构进一步包括一偏压组件，其中所述偏压组件被设置于所述施压机构的所述压板组件的侧面，用于偏压该捆扎元件的该延伸主体，以使该延伸主体抵靠于该捆扎元件的该第一端。

根据本申请的一实施例，所述捆扎机构的所述偏压组件包括一偏压件，其中所述偏压件与所述压板组件被间隔地设置，以在所述偏压件和所述压板组件的所述侧面之间形成一间隙，并且所述偏压件自所述压板组件向下延伸，用于偏压经由所述间隙穿过的该捆扎元件的所述延伸主体，使得该捆扎元件的该第一端被夹压在该多个燃料电池单体和该延伸主体之间。

根据本申请的一实施例，所述偏压组件的所述偏压件具有一窗口，用于在所述偏压件偏压该捆扎元件的该延伸主体时，所述固接组件的所述焊接机通过所述窗口对准该延伸主体，以将该延伸主体与该捆扎元件的该第一端焊接在一起。

根据本申请的一实施例，所述偏压件包括一上压臂、一下压臂以及一连接臂，其中所述上压臂和所述下压臂被间隔地布置，并且所述连接臂的两端部分别连接所述上压臂和所述下压臂，以在所述上压臂和所述下压臂之间形成所述窗口。

根据本申请的一实施例，所述连接臂自所述上压臂的端部一体地延伸至所述下压臂的端部，以形成具有U形结构的所述偏压件。

根据本申请的一实施例，所述偏压组件进一步包括一移动构件，所述移动构件被设置于所述施压机构的所述压板组件，并且所述偏压件被安装于所述移动构件，以通过所述移动构件将所述偏压件移动至与该燃料电池单体的捆扎位置对应的位置。

根据本申请的一实施例，所述转盘组件进一步包括一引导件，其中所述引导件用于将来自所述卷盘的该捆扎元件的该延伸主体引导至所述偏压组件，以绕过所述托台。

根据本申请的一实施例，所述引导件包括一引导臂和多个滑轮组，其中所述引导臂自邻近所述卷盘的位置弯折地延伸至邻近所述偏压组件的所述间隙的位置，并且所述多个滑轮组分别被设置于所述引导臂的弯折处，用于使该捆扎元件的该延伸主体在所述引导臂的弯折处穿过所述滑轮组。

根据本申请的一实施例，所述捆装装置的所述捆扎机构进一步包括一拉力检测组件，其中所述拉力检测组件被设置于所述转盘组件，用于检测所述转盘组件的所述卷盘对该捆扎元件的该延伸主体施加的拉力。

根据本申请的一实施例，所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，进一步包括一控制单元，其中所述控制单元包括一堆装控制模块、一输送控制模块以及一捆装控制模块，其中所述堆装控制模块被设置，用于根据一堆装指令，控制所述堆装装置在所述堆装工位堆装该多个燃料电池单体，其中所述输送控制模块被设置，用于根据一输送指令，控制所述输送装置将被堆装好的该多个燃料电池单体从所述堆装工位输送至所述捆装工位，其中所述捆装控制模块被设置，用于根据一捆装指令，控制所述捆装装置在所述捆装工位捆装该多个燃料电池单体。

根据本申请的另一方面，本申请的一实施例进一步提供了燃料电池堆的组装方法，包括步骤：

堆装多个燃料电池单体至位于堆装工位的工作台，以使该多个燃料电池单体被叠置于上端板和下端板之间；

将被堆装后的该多个燃料电池单体从该堆装工位输送至捆装工位；以及

捆装位于该捆装工位的该工作台上的该多个燃料电池单体，以组装成燃料电池堆。

根据本申请的一实施例，所述捆装位于该捆装工位的该工作台上的该多个燃料电池单体，以组装成燃料电池堆的步骤，包括步骤：

对位于该捆装工位的该工作台上的该多个燃料电池单体进行施压，以压紧该多个燃料电池单体；和

对被压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎处理，以使该多个燃料电池单体被束缚在该上端板和该下端板之间而组装成该燃料电池堆。

根据本申请的一实施例，所述对被压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎处理，以使该多个燃料电池单体被束缚在该上端板和该下端板之间而组装成该燃料电池堆的步骤，包括步骤：

通过一捆扎元件缠绕被压紧的该多个燃料电池单体；

将该捆扎元件的延伸主体与该捆扎元件的第一端焊接在一起；以及

切割该捆扎元件的该延伸主体，以使该捆扎元件的该延伸主体上的隔断处作为该捆扎元件上新的第一端。

根据本申请的一实施例，所述通过一捆扎元件的延伸主体缠绕被压紧的该多个燃料电池单体的步骤，包括步骤：

拉拽被缠绕在转盘组件的卷盘上的该捆扎元件的该第一端，使该卷盘正向旋转以释放该捆扎元件的该延伸主体；

将该捆扎元件的该第一端依次穿过该下端板和该上端板，以使该捆扎元件的该延伸主体环绕被压紧的该多个燃料电池单体；

偏压该捆扎元件的该延伸主体以抵靠于该捆扎元件的该第一端；以及

驱动该转盘组件的该卷盘反向旋转，以拉紧该捆扎元件的该延伸主体而缠绕被压紧的该多个燃料电池单体。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本申请的一实施例的用于组装燃料电池堆的流水线设备的立体示意图。

图2示出了根据本申请的上述实施例的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备处于堆装状态的示意图。

图3示出了根据本申请的上述实施例的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备处于输送状态的示意图。

图4A至图4G分别示出了根据本申请的上述实施例的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备处于捆装状态的局部放大示意图。

图5示出了根据本申请的上述实施例的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备中控制单元的框图示意图。

图6是根据本申请的一实施例的燃料电池堆的组装方法的流程示意图。

图7至图9示出了根据本申请的上述实施例的所述燃料电池堆的组装方法中捆装步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本实用新型的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”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者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参考本实用新型说明书附图之图1至图3，根据本实用新型的一实施例的用于组装燃料电池堆的流水线设备被阐明，用于将多个燃料电池单体801组装成燃料电池堆800。具体地，所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1可以包括一输送装置10、一堆装装置20以及一捆装装置30。

如图1至图3所示，所述输送装置10可以包括一传送轨道11和至少一工作台12，并具有一堆装工位101和一捆装工位102，其中所述传动轨道11自所述堆装工位101延伸至所述捆装工位102，并且所述工作台12被对应地设置于所述传送轨道11，用于在所述堆装工位101和所述捆装工位102之间输送所述工作台12。

如图1和图2所示，所述堆装装置20被对应地设置于所述输送装置10的所述堆装工位101，用于将该燃料电池堆800的多个燃料电池单体801堆装至位于所述堆装工位101的所述工作台12。

如图3至图4G所示，所述捆装装置30被对应地设置于所述输送装置10的所述捆装工位102，并且所述捆装装置30包括一施压机构31和一捆扎机构32，其中所述施压机构31用于对位于所述捆装工位102的所述工作台12上的该多个燃料电池单体801进行施压，以压紧该多个燃料电池单体801，并且所述捆扎机构32用于对被压紧的该多个燃料电池单体801进行捆扎，以组装成该燃料电池堆800。

更具体地，如图1和图2所示，所述堆装装置20可以包括一机械臂21和至少一定位工装22，其中所述机械臂21用于依次抓取该多个燃料电池单体801(或组成该燃料电池单体801的极板和膜电极组件等)以放置于所述定位工装22，以通过所述定位工装22将经由所述机械臂21抓取的该多个燃料电池单体801定位地叠置在一起，其中所述定位工装22可以被预先固定在所述工作台12上。

值得注意的是，由于本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1能够先在所述堆装工位101利用所述机械臂21将多个燃料电池单体801机械地叠置于位于所述工作台12上的所述定位工装22，再通过所述输送装置10将叠置有所述多个燃料电池单体801的所述定位工装22从所述堆装工位101输送至所述捆装工位102，最后在所述捆装工位102利用所述捆装装置30对所述多个燃料电池单体801进行捆装，因此本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1 不仅能够实现燃料电池堆的自动化组装，以便提高组装效率，而且还能够减少组装过程中的人工劳动量，降低组装成本。

此外，由于该燃料电池堆800除了包括所述多个燃料电池单体801之外，通常还会包括一上端板802和一下端板803(如图2所示)，并且所述多个燃料电池单体801被叠置于所述上端板802和所述下端板803之间，因此本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1的所述堆装装置20的所述机械臂21在抓取该多个燃料电池单体801以放置于所述定位工装22之前，可以先抓取所述下端板803以放置于所述定位工装22，并且在抓取该多个燃料电池单体801以放置于所述定位工装22之后，可以抓取所述上端板802以放置于所述定位工装22，使得所述多个燃料电池单体801位于所述上端板802和所述下端板803之间。当然，在本申请的其他示例中，所述下端板803也可以被人为地事先放置于所述定位工装22，同时所述上端板802也可以被人为地事后放置于所述定位工装22，只要确保所述多个燃料电池单体801位于所述上端板802和所述下端板803之间即可，本申请对此不再赘述。当然，组成该燃料电池堆800的其它部件，如集流板，绝缘板等，也能够被所述机械臂21叠置于该燃料电池堆800的相应位置，即所述机械臂21能够按照组成该燃料电池堆800的各个部件的叠放次序，依次抓取相应的部件放置于所述定位工装22，以实现堆装。

根据本申请的上述实施例，如图3至图4G所示，所述捆装装置30的所述施压机构31可以包括一机架311、一托台312、一动力装置313以及一压板组件 314，其中所述机架311被对应地设置于所述输送装置10的所述捆装工位102，并且所述托台312被设置于所述机架311以位于所述捆装工位102的上方，其中所述动力装置313被设置于所述托台312，并且所述压板组件314被可驱动地设置于所述动力装置313，用于在所述动力装置313的驱动下向下施压以压紧位于所述捆装工位102的所述定位工装22中的该多个燃料电池单体801，并在所述动力装置313的驱动下向上提升以悬空。

优选地，如图3所示，所述输送装置10可以进一步包括一机座13，其中所述传送轨道11被设置于所述机座13，以提升所述传动轨道11和所述工作台12 的离地高度，便于在所述工作台12上进行组装操作。特别地，所述捆装装置30 的所述施压机构31的所述机架311被固定于所述机座13，便于经由所述动力装置313提供的向下压力被平稳传递给所述压板组件314。

值得注意的是，本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1中的所述压板组件314在所述动力装置313的驱动下，前进移动以致抵压在该多个燃料电池单体801时，所述动力装置313提供的压力可通过所述压板组件314被施加在该多个燃料电池单体801。可以理解，为了便于所述压板组件314施加在该多个燃料电池单体801的压力在该多个燃料电池单体801的各部分分布均匀，该多个燃料电池单体801与所述压板组件314之间应相互匹配。

进一步地，如图1和图3所示，为了方便压力可通过所述压板组件314被均匀地施加在该多个燃料电池单体801，所述压板组件314的压平面3141被设置朝向位于所述捆装工位102的所述工作台12(或该多个燃料电池单体801)，以使压力能够通过所述压板组件314的所述压平面3141被施加在该多个燃料电池单体801。此外，所述压板组件314的所述压平面3141优选地与所述工作台12 的工作平面120(或该多个燃料电池单体801的上端面)平行，以确保所述压板组件314施加的压力沿该多个燃料电池单体801的堆叠方向被施加在该多个燃料电池单体801。

根据本申请的上述实施例，如图3至图4G所示，所述捆装装置30的所述捆扎机构32可以包括一转盘组件321和一固接组件322，其中所述转盘组件321 可以被设置于所述施压机构31的所述托台312，用于可释放地收纳一捆扎元件 70，以拉紧缠绕住被压紧的所述多个燃料电池单体801的所述捆扎元件70，其中所述固接组件322可以被对应地设置于所述施压机构31的所述托台312，用于固定地连接被拉紧的所述捆扎元件70以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的所述多个燃料电池单体801被束缚在所述捆扎空间内，以组装成所述燃料电池堆 800。

可以理解的是，由于本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1能够将被压紧的所述多个燃料电池单体801束缚在经由所述捆扎元件70形成的所述捆扎空间内，因此当所述施压机构31撤去对所述多个燃料电池单体801施加的压力时，所述多个燃料电池单体801仍能够被稳定地束缚在经由所述捆扎元件 70形成的所述捆扎空间内，从而很好地完成所述燃料电池堆800的组装作业。

值得注意的是，本申请的所述捆扎元件70优选地由金属或合金材料制成。例如，所述捆扎元件70可以但不限于被实施为束带、钢丝绳或钢丝带等等。可以理解的是，如图4F所示，所述捆扎元件70可以包括一第一端71、一第二端 72以及在所述第一端71和所述第二端72之间延伸的一延伸主体73，其中所述延伸主体73适于缠绕所述多个燃料电池单体801，以便捆扎所述多个燃料电池单体801而形成所述燃料电池堆800。

优选地，如图3至图4G所示，本申请的所述捆扎机构32的所述转盘组件 321包括缠绕有所述捆扎元件70的一卷盘3211和一驱动装置3212。所述卷盘 3211被可转动地设置于所述施压机构31的所述托台312，用于在拉拽所述捆扎元件70的所述第一端71时带动所述卷盘3211正向旋转以释放所述捆扎元件70，便于使所述捆扎元件70的所述第一端71先后经由所述下端板803和所述上端板 802，以便使得所述捆扎元件70的所述延伸主体73缠绕在所述多个燃料电池单体801的外周。所述驱动装置3212被可驱动地连接于所述卷盘3211，用于驱动所述卷盘3211反向旋转以卷动所述捆扎元件70的所述延伸主体73，进而拉紧所述捆扎元件70的所述延伸主体73以束缚住所述多个燃料电池单体801。

可以理解的是，本申请所提及的正向旋转中的“正向”指的是能够释放所述捆扎元件70的方向(如图4F所示的逆时针方向)；相应地，本申请所提及的反向旋转中的“反向”指的是能够卷动所述捆扎元件70的方向(如图4F所示的顺时针方向)。

值得注意的是，所述捆扎捆扎元件70的所述第二端72可以被缠绕在所述卷盘3211，以确保在拉拽所述捆扎元件70的所述第一端71时，所述捆扎元件70 将带动所述卷盘3211稳定地正向旋转以释放所述捆扎元件70。此外，所述驱动装置3212可以但不限于被实施为一电动马达或一电机，用于在通电作业时带动所述卷盘3211反向旋转，进而使得所述卷盘3211卷动所述捆扎元件70以拉紧被缠绕在所述多个燃料电池单体801的所述捆扎元件70的所述延伸主体73。

值得一提的是，由于所述卷盘3211上的所述捆扎元件70的长度远远大于所述多个燃料电池单体801的外周长，因此本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1中所述固接组件322将所述捆扎元件70的所述第一端71固定地连接至所述捆扎元件70的所述延伸主体73，以形成所述捆扎空间。

优选地，如图4A至图4E所示，所述捆扎机构32的所述固接组件322包括一焊接机3221和一切割机3222，其中所述焊接机3221用于将所述捆扎元件70 的所述第一端71焊接至所述捆扎元件70的所述延伸主体73，以形成稳定的所述捆扎空间700，并且所述切割机3222用于割断所述捆扎元件70的所述延伸主体73，使得所述延伸主体73的切割处形成所述捆扎元件70的新自由端(即新的所述第一端71)，以便继续利用所述捆扎元件70对所述燃料电池堆800进行捆扎。可以理解的是，所述焊接机3221和所述切割机3222可以但不限于分别被实施为一激光焊机和一激光切割机。

值得注意的是，如图4A至图4E所示，为了确保所述多个燃料电池单体801 被受力均匀且牢靠地捆扎在一起，通常需要通过所述捆扎元件70在所述多个燃料电池单体801上不同的捆扎位置进行捆扎，因此本申请的所述捆扎机构32可以进一步包括一运动组件323，其中所述运动组件323包括被对应地设置于所述托台312的一双自由度移动元件3231，并且所述转盘组件321被安装于所述双自由度移动元件3231，以通过所述双自由度移动元件3231沿着所述燃料电池单体801的长度方向移动所述转盘组件321，使得所述转盘组件321依次对应于所述多个燃料电池单体801上不同的捆扎位置，便于对所述多个燃料电池单体801 进行捆扎作业。

与此同时，所述运动组件323可以进一步包括被对应地设置于所述托台312 的一多自由度移动元件3232，并且所述固接组件322的所述焊接机3221和所述切割机3222分别被对应地安装于所述多自由度移动元件3232，以通过所述多自由度移动元件3232将所述焊接机3221移动至对应的焊接位置，并通过所述多自由度移动元件3232将所述切割机3222移动至对应的切割位置。

示例性地，本申请的所述运动组件323的所述双自由度移动元件3231可以但不限于被实施为一滑动丝杠(或滚珠丝杠)，以沿着丝杠在两个自由度方向上移动所述转盘组件321；本申请的所述运动组件323的所述多自由度移动元件 3232可以但不限于被实施为由一滑动丝杠(或滚珠丝杠)和多个滑轨机构构成，以便在多个自由度方向上分别移动所述固接组件322的所述焊接机3221和所述切割机3222。

这样，如图4A至图4G所示，在所述传输装置10的所述捆装工位102进行捆装作业时，首先，通过所述所述施压机构31的所述压板组件314对所述上端板802施压以压紧所述多个燃料电池单体701；接着，先通过所述捆扎机构32 的所述运动组件323的所述双自由度移动元件3231将所述转盘组件321移动至与所述多个燃料电池单体801的一捆扎位置对应的位置，再拉拽所述捆扎元件 70的所述第一端71来带动所述转盘组件321的所述卷盘3211正向旋转以释放所述捆扎元件70的所述延伸主体73，并引导所述捆扎元件70的所述第一端71 穿过所述下端板803和所述上端板802环绕所述多个燃料电池单体701至少一周，以使所述捆扎元件70的所述延伸主体73缠绕住被压紧的所述多个燃料电池单体 701；然后，在将所述固接组件322的所述焊接机3221和所述切割机3222移动至相应焊接和切割位置之后，先通过所述捆扎机构32的所述固接组件322的所述焊接机3221将所述捆扎元件70的所述第一端71焊接至所述捆扎元件70的所述延伸主体73，再通过所述固接组件322的所述切割机3222将所述捆扎元件70 的所述延伸主体73割断，使得所述延伸主体73的切割处形成所述捆扎元件70 上新的所述第一端71；最后，通过所述捆扎机构32的所述运动组件323的所述双自由度移动元件3231将所述转盘组件321移动至与所述多个燃料电池单体801 的下一捆扎位置对应的位置，以重复上述步骤，直至完成全部的捆扎作业以组装成所述燃料电池堆800。

根据本申请的上述实施例，如图3和图4F所示，本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1的所述捆装装置30的所述捆扎机构32可以进一步包括一偏压组件324，其中所述偏压组件324被设置于所述施压机构31的所述压板组件314的侧面3142，用于偏压所述捆扎元件70的所述延伸主体73，以使所述延伸主体73抵靠于所述捆扎元件70的所述第一端71，便于通过所述固接组件 322的所述焊接机3221将所述捆扎元件70的所述第一端71焊接至所述捆扎元件70的所述延伸主体73。

示例性地，如图3和图4F所示，所述偏压组件324可以包括一偏压件3241，其中所述偏压件3241与所述施压机构31的所述压板组件314被间隔地设置，以在所述偏压件3241和所述压板组件314的所述侧面3142之间形成一间隙3240，并且所述偏压件3241自所述压板组件314向下延伸，用于偏压经由所述间隙3240 穿过的所述捆扎元件70的所述延伸主体73，使得所述捆扎元件70的所述第一端71被夹压在所述多个燃料电池单体801和所述延伸主体73之间，便于通过所述固接组件322的所述焊接机3221将所述捆扎元件70的所述第一端71焊接至所述捆扎元件70的所述延伸主体73，以形成所述捆扎空间。

优选地，如图3和图4D所示，所述偏压件3241具有一窗口32410，用于在所述偏压件3241偏压所述捆扎元件70的所述延伸主体73时，所述固接组件322 的所述焊接机3221通过所述偏压件3241的所述窗口32410对准所述延伸主体 73，以将所述捆扎元件70的所述延伸主体73与所述捆扎元件70的所述第一端71焊接在一起。与此同时，所述固接组件322的所述切割机3222能够在所述偏压件3241的所述窗口32410的区域切割所述捆扎元件70的所述延伸主体73。

更优选地，如图4D所示，所述偏压件3241包括一上压臂32411、一下压臂 32412以及一连接臂32413，其中所述上压臂32411和所述下压臂32412被间隔地布置，并且所述连接臂32413的两端部分别连接所述上压臂32411和所述下压臂32412，以在所述上压臂32411和所述下压臂32412之间形成所述窗口32410，便于通过所述上压臂32411和所述下压臂32412同时偏压所述捆扎元件70的所述延伸主体73，使得所述捆扎元件70的所述延伸主体73在所述窗口32410对应的区域内紧密地贴合于所述捆扎元件70的所述第一端71，便于所述焊接机 3221在所述窗口32410区域进行稳定地焊接。

进一步地，所述窗口32410的宽度不小于所述捆扎元件70的宽度，以确保所述焊接机3221能够在所述捆扎元件70的宽度方向上进行充分焊接，并且所述切割机3222能够在所述捆扎元件70的宽度方向上进行充分切割。

最优选地，如图4D所示，所述连接臂32413自所述上压臂32411的端部一体地延伸至所述下压臂32412的端部，以形成具有U形结构的所述偏压件3241，使得所述偏压件3241的所述窗口32410具有一侧方缺口。

此外，如图4D所示，所述偏压组件324可以进一步包括一移动构件3242，其中所述移动构件3242被设置于所述施压机构31的所述压板组件314，并且所述偏压件3241被安装于所述移动构件3242，以通过所述移动构件3242将所述偏压件3241移动至与所述燃料电池单体801的捆扎位置对应的位置，便于对所述捆扎元件70的所述延伸主体73施加偏压。可以理解的是，本申请的所述移动构件3242可以但不限于被实施为一滑动丝杠或滚珠丝杠。

值得注意的是，由于位于所述捆装工位102的所述多个燃料电池单体801处于所述施压机构31的所述托台312的正下方，而所述转盘组件321通常被安装于所述托台312之上，这样当所述转盘组件321的所述卷盘3211反向旋转以卷动所述捆扎元件70的所述延伸主体73时，所述延伸主体73将会绷紧以在所述托台312的边缘处发生弯折，使得所述捆扎元件70的所述延伸主体73被卡滞在所述托台312处，进而导致所述捆扎元件70的所述延伸主体73难以很好地捆扎所述多个燃料电池单体801。因此，为了解决这一问题，本申请的所述捆装装置 30的所述捆扎机构32的所述转盘组件321还可以进一步包括一引导件3213，其中所述引导件3213用于将来自所述卷盘3211的所述捆扎元件70的所述延伸主体73引导至所述间隙3240，以绕过所述托台312，避免所述捆扎元件70的所述延伸主体73在所述托台312处发生弯折，有助于减小所述捆扎元件70的所述延伸主体73所受的摩擦力。

示例性地，如图4F所示，所述转盘组件321的所述引导件3213可以包括一引导臂32131和多个滑轮组32132，其中所述引导臂32131自邻近所述卷盘3211 的位置弯折地延伸至邻近所述间隙3240的位置，并且所述多个滑轮组32132分别被设置于所述引导臂32131的弯折处，使得所述捆扎元件70的所述延伸主体 73能够在所述引导臂32131的弯折处穿过所述滑轮组32132而大幅地减小所述捆扎元件70的所述延伸主体73所受的摩擦力，便于较好地绷紧所述捆扎元件 70的所述延伸主体73以紧固地捆扎所述多个燃料电池单体801。

值得一提的是，当所述转盘组件321的所述卷盘3211反向旋转以卷动所述捆扎元件70的所述延伸主体73时，所述捆扎元件70的所述延伸主体73将被拉紧以束缚住所述多个燃料电池单体801，而在对所述捆扎元件70的所述延伸主体73施加足够大的拉力以可靠地紧固所述多个燃料电池单体801的同时，还需要避免对所述捆扎元件70的所述延伸主体73施加的拉力过大而导致的所述燃料电池堆单体801发生异常变形，甚至破损的情况。因此，为了解决上述问题，如图4F所示，本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1的所述捆装装置 30的捆扎机构32还可以进一步包括一拉力检测组件325，其中所述拉力检测组件325被设置于所述转盘组件321，并且所述拉力检测组件325用于检测所述转盘组件321的所述卷盘3211对所述捆扎元件70的所述延伸主体73施加的拉力，便于根据拉力检测结果来控制所述转盘组件321的所述驱动装置3212对所述卷盘3211施加的驱动力的大小，进而确保所述捆扎元件70的所述延伸主体73受到合适大小的拉力。

示例性地，如图4F所示，所述拉力检测组件325可以包括一拉压转换机构 3251和一压力传感器3252，其中所述拉压转换机构3251被设置于所述卷盘组件 321，用于将所述捆扎元件70的所述延伸主体73所受的拉力转换为压力，其中所述压力传感器3252用于检测经由所述拉压转换机构3251转换的压力，进而求得所述捆扎元件70的所述延伸主体73所受到的拉力。

根据本申请的上述实施例，如图5所示，本申请的所述用于组装燃料电池堆的流水线设备1可以进一步包括一控制单元40，其中所述控制单元40可以包括一堆装控制模块41，其中所述堆装控制模块41被设置，用于根据一堆装指令，控制所述堆装装置20在所述堆装工位101堆装所述多个燃料电池单体801。可以理解的是，所述堆装指令可以是自一个控制面板接收，也可以是自一个通讯模块接收。

优选地，所述堆装指令也可以是预先存储在所述堆装控制模块41，以在所述输送装置10的所述工作台12处于所述堆装工位101时，所述堆装控制模块 41自动地调用所述堆装指令以控制所述机械臂21执行相应的堆装任务，直至所述多个燃料电池单体801被堆装完毕为止。

值得注意的是，如图5所示，所述控制单元40可以进一步包括一输送控制模块42，其中所述输送控制模块42被设置，用于根据一输送指令，控制所述输送装置10将被堆装好的该多个燃料电池单体801从所述堆装工位101传送至所述捆装工位102。可以理解的是，所述输送指令可以是自一个控制面板接收，也可以是自一个通讯模块接收。

优选地，所述输送指令也可以是预先存储在所述输送控制模块42，以在所述堆装装置20的所述机械臂21完成堆装任务时，所述输送控制模块42自动地调用所述输送指令以控制所述传送轨道11执行相应的输送任务，直至所述工作台12被输送至所述捆装工位102为止。

根据本申请的上述实施例，如图5所示，所述控制单元40可以进一步包括一捆装控制模块43，其中所述捆装控制模块43被设置，用于根据一捆装指令，控制所述捆装装置30在所述捆装工位102捆装所述多个燃料电池单体801。可以理解的是，所述捆装指令可以是自一个控制面板接收，也可以是自一个通讯模块接收。

优选地，所述捆装指令也可以是预先存储在所述捆装控制模块43，以在所述工作台12处于所述捆装工位102时，所述捆装控制模块43自动地调用所述捆装指令以控制所述捆装装置30执行相应的捆装任务。

根据本申请的另一方面，本申请进一步提供了一种燃料电池堆的组装方法，用于将多个燃料电池单体801组装成燃料电池堆800。具体地，如图6所示，所述燃料电池堆的组装方法，可以包括步骤：

S100：堆装多个燃料电池单体至位于堆装工位的工作台，以使该多个燃料电池单体被叠置于上端板和下端板之间；

S200：将被堆装后的该多个燃料电池单体从该堆装工位输送至捆装工位；以及

S300：捆装位于该捆装工位的该工作台上的该多个燃料电池单体，以组装成燃料电池堆。

值得注意的是，如图7所示，本申请的所述燃料电池堆的组装方法的所述步骤S300可以包括步骤：

S310：对位于该捆装工位的该工作台上的该多个燃料电池单体进行施压，以压紧该多个燃料电池单体；和

S320：对被压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎处理，以使该多个燃料电池单体被束缚在该上端板和该下端板之间而组装成该燃料电池堆。

在本申请的一示例，如图8所示，本申请的所述燃料电池堆的组装方法的所述步骤S310可以包括步骤：

S311：通过一捆扎元件缠绕被压紧的该多个燃料电池单体；

S312：将该捆扎元件的延伸主体与该捆扎元件的第一端焊接在一起；以及

S313：切割该捆扎元件的该延伸主体，以使该捆扎元件的该延伸主体上的隔断处作为该捆扎元件上新的第一端。

进一步地，如图9所示，本申请的所述燃料电池堆的组装方法的所述步骤 S311可以包括步骤：

S3111：拉拽被缠绕在转盘组件的卷盘上的该捆扎元件的该第一端，使该卷盘正向旋转以释放该捆扎元件的该延伸主体；

S3112：将该捆扎元件的该第一端依次穿过该下端板和该上端板，以使该捆扎元件的该延伸主体环绕被压紧的该多个燃料电池单体；

S3113：偏压该捆扎元件的该延伸主体以抵靠于该捆扎元件的该第一端；以及

S3114：驱动该转盘组件的该卷盘反向旋转，以拉紧该捆扎元件的该延伸主体而缠绕被压紧的该多个燃料电池单体。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。

本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (19)

1.用于组装燃料电池堆的流水线设备，其特征在于，包括：

一输送装置，其中所述输送装置包括一传送轨道和至少一工作台，并且所述输送装置具有一堆装工位和一捆装工位，其中所述传送轨道自所述堆装工位延伸至所述捆装工位，并且所述工作台被对应地设置于所述传送轨道，用于在所述堆装工位和所述捆装工位之间输送所述工作台；

一堆装装置，其中所述堆装装置被对应地设置于所述输送装置的所述堆装工位，用于将该燃料电池堆的多个燃料电池单体堆装至位于所述堆装工位的所述工作台；以及

一捆装装置，其中所述捆装装置被对应地设置于所述输送装置的所述捆装工位，并且所述捆装装置包括一施压机构和一捆扎机构，其中所述施压机构用于对位于所述捆装工位的所述工作台上的该多个燃料电池单体进行施压以压紧该多个燃料电池单体，并且所述捆扎机构用于对压紧的该多个燃料电池单体进行捆扎。

2.如权利要求1所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述堆装装置包括一机械臂和至少一定位工装，其中所述机械臂用于依次抓取该多个燃料电池单体以放置于所述定位工装，以通过所述定位工装将该多个燃料电池单体定位地叠置在一起。

3.如权利要求2所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆装装置的所述施压机构包括一机架、一托台、一动力装置以及一压板组件，其中所述机架被对应地设置于所述输送装置的所述捆装工位，并且所述托台被设置于所述机架以位于所述捆装工位的上方，其中所述动力装置被设置于所述托台，并且所述压板组件被可驱动地设置于所述动力装置，用于在所述动力装置的驱动下向下施压以压紧位于所述捆装工位的所述定位工装中的该多个燃料电池单体，并在所述动力装置的驱动下向上提升以悬空。

4.如权利要求3所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述输送装置进一步包括一机座，其中所述传送轨道被设置于所述机座，并且所述施压机构的所述机架被固定于所述机座。

5.如权利要求1所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆装装置的所述捆扎机构包括一转盘组件和一固接组件，其中所述转盘组件被设置，用于可释放地收纳一捆扎元件，以拉紧缠绕住被压紧的该多个燃料电池单体的该捆扎元件，其中所述固接组件被对应地设置，用于固定地连接被拉紧的该捆扎元件以形成环形的捆扎空间。

6.如权利要求4所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆装装置的所述捆扎机构包括一转盘组件和一固接组件，其中所述转盘组件被设置于所述施压机构的所述托台，用于可释放地收纳一捆扎元件，以拉紧缠绕住被压紧的该多个燃料电池单体的该捆扎元件，其中所述固接组件被对应地设置于所述施压机构的所述托台，用于固定地连接被拉紧的所述捆扎元件以形成环形的捆扎空间。

7.如权利要求6所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆扎机构的所述转盘组件包括一卷盘和一驱动装置，其中所述卷盘被可转动地设置于所述施压机构的所述托台，用于在拉拽该捆扎元件的第一端时带动所述卷盘正向旋转以释放该捆扎元件，其中所述驱动装置被可驱动地连接于所述卷盘，用于驱动所述卷盘反向旋转以卷动该捆扎元件的延伸主体。

8.如权利要求7所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆扎机构的所述固接组件包括一焊接机和一切割机，其中所述焊接机用于将该捆扎元件的该第一端焊接至该捆扎元件的该延伸主体，并且所述切割机用于隔断该捆扎元件的该延伸主体。

9.如权利要求8所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆扎机构进一步包括一运动组件，其中所述运动组件包括被对应地设置于所述托台的一双自由度移动元件和被对应地设置于所述托台的一多自由度移动元件，其中所述转盘组件被安装于所述双自由度移动元件，用于沿着该燃料电池单体的长度方向移动所述转盘组件，以依次对应于该燃料电池单体上不同的捆扎位置，其中所述焊接机和所述切割机分别被对应地安装于所述多自由度移动元件，用于将所述焊接机移动至对应的焊接位置，并将所述切割机移动至对应的切割位置。

10.如权利要求9所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆装装置的所述捆扎机构进一步包括一偏压组件，其中所述偏压组件被设置于所述施压机构的所述压板组件的侧面，用于偏压该捆扎元件的该延伸主体，以使该延伸主体抵靠于该捆扎元件的该第一端。

11.如权利要求10所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆扎机构的所述偏压组件包括一偏压件，其中所述偏压件与所述压板组件被间隔地设置，以在所述偏压件和所述压板组件的所述侧面之间形成一间隙，并且所述偏压件自所述压板组件向下延伸，用于偏压经由所述间隙穿过的该捆扎元件的所述延伸主体，使得该捆扎元件的该第一端被夹压在该多个燃料电池单体和该延伸主体之间。

12.如权利要求11所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述偏压组件的所述偏压件具有一窗口，用于在所述偏压件偏压该捆扎元件的该延伸主体时，所述固接组件的所述焊接机通过所述窗口对准该延伸主体，以将该延伸主体与该捆扎元件的该第一端焊接在一起。

13.如权利要求12所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述偏压件包括一上压臂、一下压臂以及一连接臂，其中所述上压臂和所述下压臂被间隔地布置，并且所述连接臂的两端部分别连接所述上压臂和所述下压臂，以在所述上压臂和所述下压臂之间形成所述窗口。

14.如权利要求13所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述连接臂自所述上压臂的端部一体地延伸至所述下压臂的端部，以形成具有U形结构的所述偏压件。

15.如权利要求14所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中所述偏压组件进一步包括一移动构件，所述移动构件被设置于所述施压机构的所述压板组件，并且所述偏压件被安装于所述移动构件，以通过所述移动构件将所述偏压件移动至与该燃料电池单体的捆扎位置对应的位置。

16.如权利要求11所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述转盘组件进一步包括一引导件，其中所述引导件用于将来自所述卷盘的该捆扎元件的该延伸主体引导至所述偏压组件，以绕过所述托台。

17.如权利要求16所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述引导件包括一引导臂和多个滑轮组，其中所述引导臂自邻近所述卷盘的位置弯折地延伸至邻近所述偏压组件的所述间隙的位置，并且所述多个滑轮组分别被设置于所述引导臂的弯折处，用于使该捆扎元件的该延伸主体在所述引导臂的弯折处穿过所述滑轮组。

18.如权利要求17所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，其中，所述捆装装置的所述捆扎机构进一步包括一拉力检测组件，其中所述拉力检测组件被设置于所述转盘组件，用于检测所述转盘组件的所述卷盘对该捆扎元件的该延伸主体施加的拉力。

19.如权利要求1至18中任一所述的用于组装燃料电池堆的流水线设备，进一步包括一控制单元，其中所述控制单元包括一堆装控制模块、一输送控制模块以及一捆装控制模块，其中所述堆装控制模块被设置，用于根据一堆装指令，控制所述堆装装置在所述堆装工位堆装该多个燃料电池单体，其中所述输送控制模块被设置，用于根据一输送指令，控制所述输送装置将被堆装好的该多个燃料电池单体从所述堆装工位输送至所述捆装工位，其中所述捆装控制模块被设置，用于根据一捆装指令，控制所述捆装装置在所述捆装工位捆装该多个燃料电池单体。

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