CN219163442U - 一种燃料电池系统装配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池系统装配装置，包括机架以及设置在机架上方且可升降的旋转机构，所述旋转机构包括两个对称设置且可转动的固定机构，两个固定机构之间形成用以对接电堆箱体的空间，其中一固定机构由驱动装置驱动转动，另一固定机构同步转动。本实用新型结构简单，设计合理，省时省力，电机替代人工转动手轮进行翻转，提高装配精度与效率，同时兼容性好、灵活度高。

Description

一种燃料电池系统装配装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池系统装配装置。

背景技术

燃料电池系统是指以燃料电池为核心，和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成的发电系统。

由于当前燃料电池系统的技术工艺限制，不适用于流水线式装配生产，且装配过程中需要不断调整角度，以满足不同零件的安装方位。现有的燃料电池大多采用独立工位式翻转装配，通过人工手动翻转电堆箱体调整装配角度，费时费力，装配精度与效率低下；同时目前不同燃料电池厂商间的生产模式呈现多样化，其生产工艺以及产品尺寸型号也各不相同，而现有的燃料电池系统装配装置无法适应不同产品型号与不同生产场地，缺乏兼容性与使用便捷性。

实用新型内容

本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃料电池系统装配装置，使用方便且高效。

本实用新型是这样构成的，它包括机架以及设置在机架上方且可升降的旋转机构，所述旋转机构包括两个对称设置且可转动的固定机构，两个固定机构之间形成用以对接电堆箱体的空间，其中一固定机构由驱动装置驱动转动，另一固定机构同步转动。

进一步的，旋转机构包括驱动旋转机构和从动旋转机构，驱动旋转机构包括由上至下依次设置的用以驱动该侧固定机构转动的驱动装置、驱动侧支撑柱和电动升降机构，从动旋转机构包括由上至下依次设置的从动轴支撑机构、用以带动从动轴支撑机构左右移动的上直线运动组件、从动侧支撑柱、电动升降机构和下直线运动组件，从动轴支撑机构与该侧的固定机构转动配合。

进一步的，从动轴支撑机构包括从动轴支撑座以及两个设置在从动轴支撑座上的支撑轴，每个支撑轴上设有至少一个轴承，所述从动轴支撑座侧部设有支撑座挡板，相邻支撑轴的轴承之间设置有从动轴，从动轴与轴承接触并转动配合，从动轴一端与该侧的固定机构连接，从动轴另一端贯穿支撑座挡板，延伸出挡板的从动轴上设有限位法兰，所述限位法兰外侧设有轴用挡圈。

进一步的，所述从动轴上方设置有限位机构，所述限位机构包括限位杆，所述限位杆一端与从动轴支撑座一端连接，所述限位杆另一端与从动轴支撑座另一端之间设置有弹簧，定位件依次穿过限位杆、弹簧和从动轴支撑座。

进一步的，所述驱动装置包括依次连接的电机和减速器，所述电机输出轴与减速器输入轴相连接，所述减速器的输出端与固定机构之间经旋转轴连接。

进一步的，上直线运动组件和下直线运动组件结构相同；所述上直线运动组件包括支撑座、固定座以及安装于固定座侧部的直线电机，所述直线电机输出端经联轴器连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆另一端与支撑座转动配合，所述滚珠丝杆上套设有丝杆螺母，该丝杆螺母上固定有螺母安装座，所述螺母安装座前、后侧设有导轨，所述导轨上设置有滑块，从动支撑机构与螺母安装座、滑块相连接。

进一步的，所述固定机构包括系统固定板以及设置在系统固定板外侧的连接块，所述固定板与连接块之间经螺栓连接。

进一步的，所述机架下方设置有福马轮。

进一步的，所述机架上方一侧设置有控制柜，控制柜侧部设置有便携式电源，所述控制柜前面设有单臂梁，单臂梁包括竖梁，所述竖梁上方设置有可绕竖梁轴线转动的横梁，所述横梁外部设有工控一体机，所述工控一体机与横梁之间经旋转折叠臂连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）将电推箱体置于两个系统固定板之间，通过下直线运动组件可以带动整个从动旋转机构左右移动，对不同型号、尺寸的电堆箱体，可以调节两个系统固定板之间的轴向距离，使之匹配不同尺寸的电堆箱体，具有良好的兼容性。

（2）通过电机控制旋转轴转动，带动电推箱转动，从而达到控制系统装配的角度；电机带动系统翻转相比人工转动手轮更为精准，且省时省力，提高装配精度与效率。

（3）从动轴采用两个轴承组支撑，相比单轴承座方式可避免两侧轴不对心时，对轴承座造成的偏心磨损，降低了装置组装的精度要求，延长使用寿命。

（4）在转动过程中，可以通过在系统翻转到位时，将限位杆的紧固螺栓向下拧紧，此时限位杆与从动轴接触产生摩擦力，同时限位法兰可收至与支撑座挡板贴合，进行径向限位，配合减速机与电机的自锁功能，从而实现多重锁定，保障系统的姿态稳定；同时对翻转角度无任何限制，方便可靠，避免了与装置连接的燃料电池系统晃动，提高了燃料电池系统在所设定翻转角度时的姿态稳定性，使得装配更方便，装配的可靠性与效率更高。

（5）上直线运动组件可以驱动从动轴支撑机构左右移动，可在系统装配完成下线吊装时提供避让空间，避免吊装空间太小导致系统磕碰擦伤，同时在对接电堆箱时便于调整位置对位安装。

（6）通过电动升降机构控制驱动旋转机构、从动旋转机构的高度；电动升降机构可调整装置操作水平面高度，适应不同的操作人员身高；符合人机工程，人员作业更舒适，降低工作疲劳感，提高操作便捷性与工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例主视图；

图2为本实用新型实施例俯视图；

图3为本实用新型实施例侧视图；

图4为本实用新型实施例上直线运动组件或下直线运动组件结构示意图；

图5为本实用新型实施例从动轴支撑机构俯视图；

图6为图5的侧视图；

图中：1-机架，2-福马轮，3-电动升降机构，4-驱动侧支撑柱，41-驱动侧立柱，42-驱动侧台面，5-减速机，6-电机，7-旋转轴，8-连接块，9-系统固定板，10A-上直线运动组件，10B-下直线运动组件，101-直线电机，102-联轴器，103-固定座，104-导轨，105-滑块，106-丝杆螺母，107-螺母安装座，108-滚珠丝杆，109-支撑座；11-从动侧支撑柱，111-从动侧立柱，112-从动侧台面，12-轴用挡圈，13-限位法兰；14-从动轴支撑机构，141-从动轴支撑座，142-轴承，143-支撑轴，144-限位杆，145-支撑座挡板，146-弹簧，147-定位件，15-从动轴，16-便携式电源，17-控制柜，18-单臂梁，181-竖梁，182-横梁，19-旋转折叠臂，20-工控一体机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例1：参照附图1-6所示，提供一种燃料电池系统装配装置，包括机架1以及设置在机架上方且可升降的旋转机构，所述旋转机构包括两个对称设置且可转动的固定机构，两个固定机构之间形成用以对接电池燃料电堆箱体（以下简称电堆箱体）的空间，其中一固定机构由驱动装置驱动转动，另一固定机构配合同步转动。

在本实施例中，所述固定机构包括系统固定板9以及设置在系统固定板外侧的连接块8，所述固定板与连接块之间经螺栓连接。

上述的系统固定板靠近电堆箱体的一侧具有对接槽口，用以与电堆箱体相适配。

系统固定板采用可拆卸设计，针对不同型号的电堆箱体，可更换系统固定板或对其进行兼容性设计使之匹配。

在本实施例中，旋转机构包括驱动旋转机构和从动旋转机构，驱动旋转机构包括由上至下依次设置的用以驱动该侧固定机构转动的驱动装置、驱动侧支撑柱4和电动升降机构3，从动旋转机构包括由上至下依次设置的从动轴支撑机构14、用以带动从动轴支撑机构左右移动的上直线运动组件10A、从动侧支撑柱11、电动升降机构3和下直线运动组件10B，下直线运动组件用以带动整个从动旋转机构左右移动，从动轴支撑机构与该侧的固定机构转动配合。

上述的驱动侧支撑柱包括驱动侧立柱41以及设置在驱动侧立柱上方的驱动侧台面42，驱动装置安装于驱动侧台面上；上述的从动侧支撑柱包括从动侧立柱111以及设置在从动侧立柱上方的从动侧台面112，上直线运动组件安装于从动侧台面上，下直线运动组件安装于机架的表面上。

上述的电动升降机构为现有技术，其可以采用气缸、液压缸等。

在本实施例中，从动轴支撑机构14包括从动轴支撑座141以及两个设置在从动轴支撑座上的支撑轴143，每个支撑轴上设有两个轴承142，所述从动轴支撑座侧部设有支撑座挡板144，相邻支撑轴的轴承之间设置有从动轴15，从动轴与轴承接触并转动配合，从动轴一端与该侧的固定机构连接，从动轴另一端贯穿支撑座挡板。

并排设置的两个支撑轴上的轴承对从动轴起到支撑与旋转作用，相比单轴承座方式可避免旋转轴与从动轴不对心时，容易对轴承座造成的偏心磨损，降低了装置组装的精度要求的问题，延长使用寿命，便于维保与更换。

优选的，从动轴与旋转轴7同轴设置。

上述的支撑座挡板具有用以从动轴穿设的避让孔。

在本实施例中，为了防止从动轴脱落，延伸出挡板的从动轴上设有限位法兰13，所述限位法兰外侧设有轴用挡圈12。

在本实施例中，所述从动轴上方设置有限位机构，所述限位机构包括限位杆144，所述限位杆一端与从动轴支撑座一端连接，所述限位杆另一端与从动轴支撑座另一端之间设置有弹簧146，定位件147依次穿过限位杆、弹簧和从动轴支撑座；定位件可以是紧固螺栓。

系统在翻转状态时，弹簧146撑起限位杆144，使之不接触从动轴15，在系统翻转到位时，将限位杆144的紧固螺栓向下拧紧，此时限位杆144与从动轴15接触产生摩擦力，同时限位法兰13可收至与支撑座挡板145贴合，进行径向限位，配合减速机5与电机6的自锁功能，从而实现多重锁定，保障系统的姿态稳定。

在本实施例中，所述驱动装置包括依次连接的电机6和减速器5，所述电机输出轴与减速器输入轴相连接，所述减速器的输出端与固定机构之间经旋转轴7连接。

在本实施例中，上直线运动组件和下直线运动组件结构相同；所述上直线运动组件10A包括支撑座109、固定座103以及安装于固定座侧部的直线电机101，所述直线电机输出端经联轴器102连接有滚珠丝杆108，滚珠丝杆另一端与支撑座转动配合，所述滚珠丝杆上套设有丝杆螺母106，该丝杆螺母上固定有螺母安装座107，所述螺母安装座前、后侧设有导轨104，所述导轨上设置有滑块105，从动支撑机构与螺母安装座、滑块相连接。

上直线运动组件可以驱动从动轴支撑机构左右移动，可在系统装配完成下线吊装时提供避让空间，避免吊装空间太小导致系统磕碰擦伤，同时在对接电堆箱时便于调整位置对位安装。

下直线运动组件可以带动整个从动旋转机构左右移动，可针对不同型号的电堆箱体，调节轴向距离，使之匹配不同尺寸的电堆箱体。

在本实施例中，所述机架下方设置有四个福马轮2；用以方便整体装置移动，同时在到达目标位置时可调节旋钮将支撑底座落下后进行作业，比传统刹车轮稳定性更高。

在本实施例中，将电推箱体置于两个系统固定板之间，通过下直线运动组件可以带动整个从动旋转机构左右移动，对不同型号的电堆箱体，调节轴向距离，使之匹配不同尺寸的电堆箱体；通过电机控制旋转轴转动，带动电推箱转动，从而达到控制系统装配的角度；在转动过程中，可以通过在系统翻转到位时，将限位杆的紧固螺栓向下拧紧，此时限位杆与从动轴接触产生摩擦力，同时限位法兰可收至与支撑座挡板贴合，进行径向限位，配合减速机与电机的自锁功能，从而实现多重锁定，保障系统的姿态稳定；通过电动升降机构控制驱动旋转机构、从动旋转机构的高度。

实施例2：在实施例1的基础上，在本实施例中，所述机架上方一侧设置有控制柜17，控制柜侧部设置有便携式电源16，所述控制柜前面设有单臂梁18，单臂梁包括竖梁181，所述竖梁上方设置有可绕竖梁轴线转动的横梁182，所述横梁外部设有工控一体机20，所述工控一体机与横梁之间经旋转折叠臂19连接，使工控一体机20可以多方位悬停，提高操作便捷性。

控制柜内的控制器与便携式电源、上直线运动组件、下直线运动组件、工控一体机、驱动旋转机构上的电动升降机构、从动旋转机构上的电动升降机构、电机电性连接。

由工控一体机20控制电机6输出轴旋转带动驱动侧的系统固定板9绕旋转轴7轴线旋转，从而达到控制系统装配的角度，通过工控一体机20与电机06控制系统翻转相比人工转动手轮更为精准，且省时省力，提高装配精度与效率。

电动升降机构3可通过工控一体机20调节两侧支撑柱高度方向距离，可适应不同长度与高度的产品翻转，同时可针对不同身高的操作人员调节高度，使人员作业更舒适。

在供电方面，装置可选择市电或便携式电源使用，不受电源与工位限制；控制柜配合工控一体机使用，对装置中的电控元件进行控制，同时支持拓展搭配协同机器人等进行配合上料与装配，实现半自动化生产。

本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，包括机架以及设置在机架上方且可升降的旋转机构，所述旋转机构包括两个对称设置且可转动的固定机构，两个固定机构之间形成用以对接电堆箱体的空间，其中一固定机构由驱动装置驱动转动，另一固定机构同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，旋转机构包括驱动旋转机构和从动旋转机构，驱动旋转机构包括由上至下依次设置的用以驱动该侧固定机构转动的驱动装置、驱动侧支撑柱和电动升降机构，从动旋转机构包括由上至下依次设置的从动轴支撑机构、用以带动从动轴支撑机构左右移动的上直线运动组件、从动侧支撑柱、电动升降机构和下直线运动组件，从动轴支撑机构与该侧的固定机构转动配合。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，从动轴支撑机构包括从动轴支撑座以及两个设置在从动轴支撑座上的支撑轴，每个支撑轴上设有至少一个轴承，所述从动轴支撑座侧部设有支撑座挡板，相邻支撑轴的轴承之间设置有从动轴，从动轴与轴承接触并转动配合，从动轴一端与该侧的固定机构连接，从动轴另一端贯穿支撑座挡板，延伸出挡板的从动轴上设有限位法兰，所述限位法兰外侧设有轴用挡圈。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，所述从动轴上方设置有限位机构，所述限位机构包括限位杆，所述限位杆一端与从动轴支撑座一端连接，所述限位杆另一端与从动轴支撑座另一端之间设置有弹簧，定位件依次穿过限位杆、弹簧和从动轴支撑座。

5.根据权利要求2所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，所述驱动装置包括依次连接的电机和减速器，所述电机输出轴与减速器输入轴相连接，所述减速器的输出端与固定机构之间经旋转轴连接。

6.根据权利要求2所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，上直线运动组件和下直线运动组件结构相同；所述上直线运动组件包括支撑座、固定座以及安装于固定座侧部的直线电机，所述直线电机输出端经联轴器连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆另一端与支撑座转动配合，所述滚珠丝杆上套设有丝杆螺母，该丝杆螺母上固定有螺母安装座，所述螺母安装座前、后侧设有导轨，所述导轨上设置有滑块，从动支撑机构与螺母安装座、滑块相连接。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，所述固定机构包括系统固定板以及设置在系统固定板外侧的连接块，所述固定板与连接块之间经螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，所述机架下方设置有福马轮。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统装配装置，其特征在于，所述机架上方一侧设置有控制柜，控制柜侧部设置有便携式电源，所述控制柜前面设有单臂梁，单臂梁包括竖梁，所述竖梁上方设置有可绕竖梁轴线转动的横梁，所述横梁外部设有工控一体机，所述工控一体机与横梁之间经旋转折叠臂连接。

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