CN218632113U - 燃料电池自动堆叠机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了燃料电池自动堆叠机，涉及燃料电池装配技术领域，包括总框架，总框架的上端左右两侧分别设有双极板上料机构和膜电极上料机构，双极板上料机构和膜电极上料机构的上端分别设有双极板送料机构和膜电极送料机构,两种送料机构结构相同都包含有双载机械手、取料支撑架和吸盘，总框架的中间处设有裸堆限位堆叠机构，裸堆限位堆叠机构的后方设有压紧支架，压紧支架的上端设有压紧机构。本实用新型采用转台多料仓上料，使用高速伺服双载机械手同步取料和堆叠，利用校正十字滑台和视觉系统对双极板及MEA进行纠偏对齐等技术实现高速化、较高成功率地自动堆叠，推动燃料电池技术的普及与发展。

Description

燃料电池自动堆叠机

技术领域

本实用新型涉及燃料电池装配技术领域，具体为燃料电池自动堆叠机。

背景技术

随着燃料电池的普及，越来越多的电池生产商开始制造燃料电池，其中有一个工艺步骤需要堆叠，目前工艺有些许缺点，上料次数频繁，堆叠速度缓慢，尤其是整组双极板膜电极对齐度低，原有堆叠技术面对多种、不同姿态物料的交替堆叠时明显表现出补料频繁、堆叠周期长且无法满足对其精度要求的不足，且生产过程中返工率高，需要增派工人协助完成，造成产品不仅产能低，而且良品率不高，影响整体燃料电池性能，针对上述问题，我公司技术人员针对客户的需求，设计了一种自动堆叠机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供燃料电池自动堆叠机，以解决上述背景技术中提出的堆叠时候对齐问题和堆叠效率问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：燃料电池自动堆叠机，包括总框架，所述总框架的上端左右两侧分别设有双极板上料机构和膜电极上料机构，双极板上料机构和膜电极上料机构的上端分别设有双极板送料机构和膜电极送料机构,所述两种送料机构结构相同都包含有双载机械手、取料支撑架和吸盘，所述总框架的中间处设有裸堆限位堆叠机构，所述裸堆限位堆叠机构的后方设有压紧支架，所述压紧支架的上端设有压紧机构。

进一步的：所述双极板上料机构上包含有双极板上料电机，所述膜电极上料机构上包含有膜电极上料电机，两种上料电机输出端都连接有减速机，两个减速机的上端分别安装有双极板旋转台和膜电极旋转台，所述两种旋转台的下方都设有提升直线模组，双极板旋转台的上端均匀分布有双极板料仓，膜电极旋转台的上方均匀分布有膜电极料仓。

进一步的：所述压紧机构上包含有压紧电机，所述压紧电机主体固定在压紧支架的左上端，压紧支架的上端中间设有压紧螺杆，压紧电机的输出端头部和压紧螺杆的上端都安装有一个皮带轮，皮带轮通过皮带进行连接，压紧螺杆上螺纹连接穿有压紧升降板，压紧升降板的两侧固定有压紧连杆，压紧连杆的下方固定有压紧板。

进一步的：所述取料支撑架安装在双载机械手的前端，取料支撑架的下端设有吸盘，取料支撑架的上端还固定有一个变位电机，吸盘与变位电机下端的输出端之间设有联轴器。

进一步的：所述裸堆限位堆叠机构上包含有堆叠支撑台，所述堆叠支撑台的下方通过滑轨滑块与总框架上方连接，堆叠支撑台的左侧与压紧送料气缸的头部连接，压紧送料气缸的主体固定在总框架上，堆叠支撑台的右侧中部固定有堆叠升降电机，堆叠支撑台上端前后方固定有立架，所述两个立架的中间设有堆叠升降平台。

优选的：所述堆叠升降平台的两侧螺纹连接穿有堆叠升降螺杆，所述堆叠升降螺杆的上下端分别安装在立架上方和堆叠支撑台的下端，堆叠升降平台的最外端的还穿有堆叠导杆，堆叠升降螺杆的下端安装有传动皮带轮，堆叠升降电机的头部也设有一个皮带轮，皮带轮之间通过皮带连接,立架内侧从上至下分布有限位结构。

优选的：所述限位机构包含有限位支撑板，所述限位支撑板对称固定在每个立架的左右两侧，限位支撑板后方固定有限位气缸，所述限位气缸的头部连接有限位移动架，限位移动架的下方通过滑轨滑块与限位支撑板连接，限位移动架前端两侧固定有限位杆。

优选的：所述双极板上料机构和裸堆限位堆叠机构之间、膜电极上料机构和裸堆限位堆叠机构之间，上述两个位置空间中都设有校正十字滑台和隔纸吹落箱，校正十字滑台和隔纸吹落箱位于两个送料机构的下方，校正十字滑台与裸堆限位堆叠机构相邻。

本专利利用电动转台对不同类型的双极板&MEA（膜电极）进行不间断循环供料，利用提升直线模组（伺服顶升装置，外购件）对双极板&MEA进行逐片顶升供给，再通过双载机械手（外购件）带动吸盘实现从料仓到对正台再到裸堆限位堆叠机构中心的不间断高速流转，在此期间，还通过视觉识别系统配合校正十字滑台（外购件）对双夹板&MEA的姿态进行自动纠偏，在堆叠过程中还采用了多个线扫相机对裸堆进行边缘对齐检测，再通过数据回传调整姿态，让设备得以精确快速地逐片堆叠，且本专利适用于多类产品的堆叠设备，相比之前柔性更高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用转台多料仓上料，使用高速伺服双载机械手同步取料和堆叠，利用校正十字滑台和视觉系统对双极板及MEA进行纠偏对齐等技术实现高速化、较高成功率地自动堆叠，推动燃料电池技术的普及与发展：

1）.转台上料双极板&MEA,实现多种、不同姿态的物料的无缝切换，以及减少补料周期；

2）.使用视觉和伺服对正联动，对双极板&MEA进行快速纠偏，提高对齐精度；

3）.双载机械手实现料仓到对正台和对正台到堆叠中心的同步抓取、堆叠，在提高对位精度的前提下还压缩了单片的堆叠时长；

4）.使用八点限位技术，对裸堆边缘的八个位置进行同步送进限位，提高裸堆对齐精度；

5）.同步吹吸技术，搬运工件的同时提出隔纸废料并进行回收，提高效率，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型正视图；

图3为本实用新型俯视图；

图4为裸堆限位堆叠机构示意图；

图5为图4结构右视图；

图6为A处放大示意图；

图7为堆叠升降平台传动原理图。

图中：1、总框架，2、双极板上料机构，3、双极板送料机构，4、压紧支架，5、压紧机构，6、膜电极送料机构，7、膜电极上料机构，8、裸堆限位堆叠机构，9、提升直线模组，10、减速机，11、校正十字滑台，12、隔纸吹落箱，201、双极板上料电机，202、双极板旋转台，203、双极板料仓，501、压紧电机，502、压紧螺杆，503、压紧升降板，504、压紧连杆，505、压紧板，601、双载机械手，602、取料支撑架，603、吸盘，604、变位电机，605、联轴器，701、膜电极上料电机，702、膜电极旋转台，703、膜电极料仓，801、堆叠支撑台，802、立架，803、堆叠升降电机，804、压紧送料气缸，805、堆叠升降平台，806、限位支撑板，807、限位气缸，808、限位移动架，809、限位杆，810、堆叠升降螺杆，811、堆叠导杆，812、传动皮带轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是值得说明的是，本实用新型并不限于这些实施例，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本实用新型。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本实用新型的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

请参阅图1-图7，本实用新型提供一种技术方案：包括总框架1，所述总框架1的上端左右两侧分别设有双极板上料机构2和膜电极上料机构7，双极板上料机构2和膜电极上料机构7的上端分别设有双极板送料机构3和膜电极送料机构6,所述两种送料机构结构相同都包含有双载机械手601，（双载机械手601可直线运动和上下运动采用现有已知的外购件）、取料支撑架602和吸盘603，所述总框架1的中间处设有裸堆限位堆叠机构8，所述裸堆限位堆叠机构8的后方设有压紧支架4，所述压紧支架4的上端设有压紧机构5。

所述双极板上料机构2上包含有双极板上料电机201，所述膜电极上料机构7上包含有膜电极上料电机701，两种上料电机输出端都连接有减速机10，两个减速机10的上端分别安装有双极板旋转台202和膜电极旋转台702，所述两种旋转台的下方都设有提升直线模组9，双极板旋转台202的上端均匀分布有双极板料仓203（设有六个），膜电极旋转台702的上方均匀分布有膜电极料仓703（设有四个）。

所述压紧机构5上包含有压紧电机501，所述压紧电机501主体固定在压紧支架4的左上端，压紧支架4的上端中间设有压紧螺杆502，压紧电机501的输出端头部和压紧螺杆502的上端都安装有一个皮带轮，皮带轮通过皮带进行连接，压紧螺杆502上螺纹连接穿有压紧升降板503，压紧升降板503的两侧固定有压紧连杆504，压紧连杆504的下方固定有压紧板505，通过压紧电机501依次带动皮带轮、皮带、皮带轮、压紧螺杆502对压紧板505进行升降，该结构在现有已知技术中比较常见，下方的堆叠升降台也采用此技术，螺杆螺纹升降效果比较稳定，维护周期长，精度高。

所述取料支撑架602安装在双载机械手601的前端，取料支撑架602的下端设有吸盘603，取料支撑架602的上端还固定有一个变位电机604，吸盘603与变位电机604下端的输出端之间设有联轴器605，变位电机604的作用是根据生产的需要可调节旋转吸盘603的角度，适应不同型号生产。

所述裸堆限位堆叠机构8上包含有堆叠支撑台801，所述堆叠支撑台801的下方通过滑轨滑块与总框架1上方连接，堆叠支撑台801的左侧与压紧送料气缸804的头部连接，压紧送料气缸804的主体固定在总框架1上，堆叠支撑台801的右侧中部固定有堆叠升降电机803，堆叠支撑台801上端前后方固定有立架802，所述两个立架802的中间设有堆叠升降平台805。

所述堆叠升降平台805的两侧螺纹连接穿有堆叠升降螺杆810，所述堆叠升降螺杆810的上下端分别安装在立架802上方和堆叠支撑台801的下端，堆叠升降平台805的最外端的还穿有堆叠导杆811，堆叠升降螺杆810的下端安装有传动皮带轮812，堆叠升降电机803的头部也设有一个皮带轮，皮带轮之间通过皮带连接,如附图7原理所示，立架802内侧从上至下分布有限位结构。

所述限位机构包含有限位支撑板806，所述限位支撑板806对称固定在每个立架802的左右两侧，限位支撑板806后方固定有限位气缸807，所述限位气缸807的头部连接有限位移动架808，限位移动架808的下方通过滑轨滑块与限位支撑板806连接，限位移动架808前端两侧固定有限位杆809。

所述双极板上料机构2和裸堆限位堆叠机构8之间、膜电极上料机构7和裸堆限位堆叠机构8之间，上述两个位置空间中都设有校正十字滑台11和隔纸吹落箱12，校正十字滑台11和隔纸吹落箱12位于两个送料机构的下方，校正十字滑台11与裸堆限位堆叠机构8相邻。

在使用本实用新型时，首先所需要的物料通过机械臂放置在双极板料仓203和膜电极料仓703内，两种上料机构原理相同，两侧的送料机构工作原理也相同，下面详细介绍膜电极部分的上料和送料，双极板的原理可映射，不难理解，膜电极旋转台702下端通过膜电极上料电机701进行分度旋转上料，物料提升的时候通过下端的提升直线模组9即可实现，提升直线模组9上的滑块上固定有一个提升支架，提升支架可与膜电极料仓703下方的活动板贴合，如果料仓内无物料，提升直线模组9复位，换另一组，如附图3所示，旋转分度供料，双载机械手601带动吸盘603进行送料，依次经过隔纸吹落箱12和校正十字滑台11，隔纸吹落箱12的上端边缘处设有喷吹管，吸盘603下落的时候将物料上的隔膜吹落掉入箱内进行收集，然后吸盘603提升运动到校正十字滑台11上，膜电极脱落放置在上方，吸盘603的上设有工业相机，相机进行拍照后台进行视觉识别，校正十字滑台11通过XY轴的移动校正位置，吸盘603再次吸紧物料将其放置在堆叠升降平台805上，堆叠升降平台805初始的时候处于上方，在堆叠的时候会通过堆叠升降电机803带动堆叠升降螺杆810不断的下降，原理如附图7所示，在放置之后通过限位结构进行八角定位，限位杆809卡在四个角点处，每个角点两个限位杆809，上下分为三层限位气缸806和限位移动架808，如附图4所示，一组堆叠完成后，通过压紧送料气缸804拖动堆叠支撑台801到达压紧机构5的正下方，启动压紧电机501压紧即可，通过随性夹具运输到下一个工位，依次类推，双极板和膜电极在运输的过程中交错放置，所有指令都通过plc进行控制，完全实现自动化生产的需求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.燃料电池自动堆叠机，包括总框架（1），其特征在于：所述总框架（1）的上端左右两侧分别设有双极板上料机构（2）和膜电极上料机构（7），双极板上料机构（2）和膜电极上料机构（7）的上端分别设有双极板送料机构（3）和膜电极送料机构（6）,所述两种送料机构结构相同都包含有双载机械手（601）、取料支撑架（602）和吸盘（603），所述总框架（1）的中间处设有裸堆限位堆叠机构（8），所述裸堆限位堆叠机构（8）的后方设有压紧支架（4），所述压紧支架（4）的上端设有压紧机构（5）。

2.根据权利要求1所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述双极板上料机构（2）上包含有双极板上料电机（201），所述膜电极上料机构（7）上包含有膜电极上料电机（701），两种上料电机输出端都连接有减速机（10），两个减速机（10）的上端分别安装有双极板旋转台（202）和膜电极旋转台（702），所述两种旋转台的下方都设有提升直线模组（9），双极板旋转台（202）的上端均匀分布有双极板料仓（203），膜电极旋转台（702）的上方均匀分布有膜电极料仓（703）。

3.根据权利要求1所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述压紧机构（5）上包含有压紧电机（501），所述压紧电机（501）主体固定在压紧支架（4）的左上端，压紧支架（4）的上端中间设有压紧螺杆（502），压紧电机（501）的输出端头部和压紧螺杆（502）的上端都安装有一个皮带轮，皮带轮通过皮带进行连接，压紧螺杆（502）上螺纹连接穿有压紧升降板（503），压紧升降板（503）的两侧固定有压紧连杆（504），压紧连杆（504）的下方固定有压紧板（505）。

4.根据权利要求1所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述取料支撑架（602）安装在双载机械手（601）的前端，取料支撑架（602）的下端设有吸盘（603），取料支撑架（602）的上端还固定有一个变位电机（604），吸盘（603）与变位电机（604）下端的输出端之间设有联轴器（605）。

5.根据权利要求1所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述裸堆限位堆叠机构（8）上包含有堆叠支撑台（801），所述堆叠支撑台（801）的下方通过滑轨滑块与总框架（1）上方连接，堆叠支撑台（801）的左侧与压紧送料气缸（804）的头部连接，压紧送料气缸（804）的主体固定在总框架（1）上，堆叠支撑台（801）的右侧中部固定有堆叠升降电机（803），堆叠支撑台（801）上端前后方固定有立架（802），所述两个立架（802）的中间设有堆叠升降平台（805）。

6.根据权利要求5所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述堆叠升降平台（805）的两侧螺纹连接穿有堆叠升降螺杆（810），所述堆叠升降螺杆（810）的上下端分别安装在立架（802）上方和堆叠支撑台（801）的下端，堆叠升降平台（805）的最外端的还穿有堆叠导杆（811），堆叠升降螺杆（810）的下端安装有传动皮带轮（812），堆叠升降电机（803）的头部也设有一个皮带轮，皮带轮之间通过皮带连接,立架（802）内侧从上至下分布有限位结构。

7.根据权利要求6所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述限位机构包含有限位支撑板（806），所述限位支撑板（806）对称固定在每个立架（802）的左右两侧，限位支撑板（806）后方固定有限位气缸（807），所述限位气缸（807）的头部连接有限位移动架（808），限位移动架（808）的下方通过滑轨滑块与限位支撑板（806）连接，限位移动架（808）前端两侧固定有限位杆（809）。

8.根据权利要求1所述的燃料电池自动堆叠机，其特征在于：所述双极板上料机构（2）和裸堆限位堆叠机构（8）之间、膜电极上料机构（7）和裸堆限位堆叠机构（8）之间，上述两个位置空间中都设有校正十字滑台（11）和隔纸吹落箱（12），校正十字滑台（11）和隔纸吹落箱（12）位于两个送料机构的下方，校正十字滑台（11）与裸堆限位堆叠机构（8）相邻。

Images