CN220324489U - 膜电极取放装置及燃料电池电堆装配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池电堆装配技术领域，公开了膜电极取放装置及燃料电池电堆装配系统。该膜电极取放装置包括固定座、吸附结构和展平结构，吸附结构和展平结构均设置于固定座，展平结构的部分结构位于吸附结构的下方，展平结构能够相对于固定座沿第一方向伸出，进而吸附膜电极的碳纸区域，展平结构用于将吸附于吸附结构的膜电极的两侧的硅胶边框展平。这种膜电极取放装置能够在膜电极取放的过程中，保证膜电极的硅胶边框均不会出现变形及弯折，能够确保产品的密封性能，确保产品质量。

Description

膜电极取放装置及燃料电池电堆装配系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池电堆装配技术领域，尤其涉及膜电极取放装置及燃料电池电堆装配系统。

背景技术

膜电极是组成氢燃料电池的核心组件，按边框形式区分，膜电极主要有两种结构形式，一种为硬质塑料边框，一种为硅胶软边边框，其中硅胶软边边框膜电极具有更好的密封性和绝缘性，但是由于硅胶质地柔软，在取放的过程中会存在硅胶边缘边框变形、弯折等情况，导致膜电极在安装的过程中，不仅效率低，影响产品的密封性能，设置导致膜电极的破坏。

现有技术有些取放装置，根据膜电极的外形制作仿形工装，在仿形工装上开设吸气孔，使其与膜电极完全贴合，以将膜电极吸附于仿形工装上，完成膜电极的取放，但是这种取放装置进度要求高，且在使用过程中需要与膜电极完全贴合才能完成吸附，容易导致吸附失败且效率低，对于硅胶边框的吸附效果较差，不能解决硅胶边框折叠的问题，影响产品的密封性能。

因此，亟需一种及膜电极取放装置及燃料电池电堆装配系统以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种膜电极取放装置，能够自动取放膜电极，且能够有效避免膜电极的硅胶边框出现弯折，确保产品的密封性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

膜电极取放装置，所述膜电极取放装置包括：

固定座；

吸附结构，所述吸附结构设置于所述固定座，所述吸附结构用于吸附膜电极的碳纸区域；

展平结构，所述展平结构设置于所述固定座，且所述展平结构的部分结构位于所述吸附结构的下方，所述展平结构能够相对于所述固定座沿第一方向往复运动，所述展平结构相对于所述固定座沿第一方向伸出时，所述吸附结构能够吸附所述膜电极的所述碳纸区域；所述展平结构相对于所述固定座沿所述第一方向缩回时，所述展平结构能够对吸附于所述吸附结构的所述膜电极两侧的硅胶边框提供支撑力，进而将所述膜电极展平。

作为一种可选的技术方案，所述吸附结构包括连接板和至少两个吸盘，所述连接板固定连接于所述固定座，至少两个所述吸盘均设置于所述连接板，所述吸盘用于吸附所述膜电极的碳纸区域。

作为一种可选的技术方案，所述吸盘为伯努利吸盘。

作为一种可选的技术方案，所述展平结构包括第一滑动组件和展平机构，所述第一滑动组件设置于所述固定座，所述展平机构设置于所述第一滑动组件，所述第一滑动组件用于带动所述展平机构相对于所述固定座沿第一方向往复运动。

作为一种可选的技术方案，所述第一滑动组件包括第一滑台气缸，所述第一滑台气缸的固定端固定连接于所述固定座，所述展平机构设置于所述第一滑台气缸的活动端。

作为一种可选的技术方案，所述展平机构包括支撑板和两个相对设置的展平组件，所述展平组件包括第二滑动组件和展平件，所述支撑板固定连接于所述固定座，所述第二滑动组件设置于所述支撑板，所述展平件设置于所述第二滑动组件，所述第二滑动组件用于带动所述展平件沿第二方向往复运动，以使两个所述展平件相互靠近或相互远离，两个所述展平件相互靠近时，两个所述展平件能够插入所述碳纸区域的下方，两个所述展平件相互远离时，两个所述展平件对所述膜电极两侧的所述硅胶边框提供支撑力，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。

作为一种可选的技术方案，所述第二滑动组件包括第二滑台气缸，所述第二滑台气缸的固定端固定连接于所述支撑板，所述展平件设置于所述第二滑台气缸的活动端。

作为一种可选的技术方案，所述展平件的上表面与所述碳纸区域之间的竖直距离为0.3mm-0.7mm。

作为一种可选的技术方案，所述膜电极取放装置还包括固定环，所述固定环固定设置于所述固定座，所述固定环用于连接机械臂。

本实用新型还采用以下方案：

燃料电池电堆装配系统，所述燃料电池电堆装配系统包括机械臂、装配装置和放置装置，所述放置装置用于放置所述膜电极，所述装配装置用于装配所述膜电极，所述燃料电池电堆装配系统还包括如上所述的膜电极取放装置，所述机械臂连接于所述膜电极取放装置，且所述机械臂位于所述装配装置和所述放置装置之间，所述机械臂带动所述膜电极取放装置在所述放置装置与所述装配装置之间传递所述膜电极。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公开一种膜电极取放装置，该膜电极取放装置包括固定座、吸附结构和展平结构，吸附结构和展平结构均设置于固定座，展平结构的部分结构位于吸附结构的下方，展平结构能够相对于固定座沿第一方向伸出，进而使得吸附结构吸附膜电极的碳纸区域，展平结构用于将吸附于吸附结构的膜电极的两侧的硅胶边框展平。这种膜电极取放装置能够在膜电极取放的过程中，保证膜电极的硅胶边框均不会出现变形及弯折，能够确保产品的密封性能，确保产品质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的膜电极取放装置的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例的膜电极取放装置的结构示意图二；

图3是本实用新型实施例的膜电极取放装置与膜电极的相对位置示意图一；

图4是本实用新型实施例的膜电极取放装置与膜电极的相对位置示意图二；

图5是本实用新型实施例的膜电极取放装置与膜电极的相对位置示意图三；

图6是本实用新型实施例的吸附结构吸附膜电极的示意图；

图7是本实用新型实施例的吸附结构吸附膜电极后返回的示意图；

图8是本实用新型实施例的展平结构展平膜电极的示意图；

图9是本实用新型实施例的膜电极取放装置放下膜电极的示意图。

图中：

1、膜电极取放装置；2、膜电极；201、碳纸区域；202、硅胶边框；

10、固定座；11、固定顶板；12、连接侧板；

20、吸附结构；21、连接板；22、吸盘；

30、展平结构；31、展平机构；311、支撑板；312、展平组件；3121、展平件；3122、连接框；3123、展平板；3124、第二滑台气缸；32、第一滑台气缸；

40、固定环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图5所示，本实施例提供一种膜电极取放装置1，该膜电极取放装置1包括固定座10、吸附结构20和展平结构30，该吸附结构20与展平结构30均设置于固定座10，吸附结构20用于吸附膜电极2的碳纸区域201；展平结构30的部分结构位于吸附结构20的下方，展平结构30能够相对于固定座10沿第一方向往复运动，展平结构30相对于固定座10沿第一方向伸出时，吸附结构20能够吸附膜电极2的碳纸区域201；展平结构30相对于固定座10沿第一方向缩回时，展平结构30能够对吸附于吸附结构20的膜电极2的两侧的硅胶边框202提供支撑力，进而将膜电极2展平。具体地，本实施例中，在实际使用中，展平结构30能够相对于固定座10沿第一方向伸出，使得吸附结构20不会被遮挡，进而吸附膜电极2的碳纸区域201，之后，展平结构30再沿着第一方向返回，本实施例中的第一方向为膜电极2的宽度方向，展平结构30的部分结构位于吸附结构20的下方，展平结构30返回后，吸附结构20吸附的膜电极2位于展平结构30的部分结构的上方，展平结构30用于对膜电极2两侧的硅胶边框202提供支撑力，避免硅胶边框202下垂，导致膜电极2放下时，硅胶边框202出现折弯的情况，确保了产品的质量。

进一步地，吸附结构20包括连接板21和至少两个吸盘22，连接板21固定连接于固定座10，至少两个吸盘22均设置于连接板21，吸盘22用于吸附膜电极2的碳纸区域201。具体地，本实施例中，连接板21固定连接于固定座10，能够确保吸盘22的安装稳定性，吸盘22设置有至少两个，能够提升对膜电极2的碳纸区域201的吸附稳定性，避免出现膜电极2的掉落，导致膜电极2出现损伤。本实施例中，两个吸盘22沿第二方向间隔设置于连接板21，且两个吸盘22之间的距离稍小于膜电极2的碳纸区域201的长度，能够进一步确保膜电极2吸附的稳定性，避免吸盘22吸附于碳纸区域201和硅胶边框202之间导致膜电极2的掉落。

进一步地，吸盘22为伯努利吸盘。具体地，本实施例中，由于伯努利吸盘能够几乎无接触搬运物体，尤其适用于如膜电极2等受压敏感的工件，且漏气补偿性好，避免膜电极2出现变形，且对于轻薄透气的物体具有很好的分离作用，能够避免一次吸附多个膜电极2，导致膜电极2的掉落。

进一步地，展平结构30包括第一滑动组件和展平机构31，第一滑动组件设置于固定座10，展平机构31设置于第一滑动组件，第一滑动组件用于带动展平机构31相对于固定座10沿第一方向往复运动。具体地，本实施例中，第一滑动组件带动展平机构31相对于固定座10沿第一方向往复运动，第一滑动组件能够为展平机构31提供导向，能够确保展平机构31移动的平稳性。

进一步地，第一滑动组件包括第一滑台气缸32，第一滑台气缸32的固定端固定连接于固定座10，展平机构31设置于第一滑台气缸32的活动端。具体地，本实施例中，第一滑台气缸32能够具有较高的精度，导杆气缸耐横向负载能力强，提升展平机构31移动的过程中的稳定性，确保对膜电极2展平时不会由于振动等原因导致出现膜电极2的损伤，避免损失。可选地，在其他实施例中，第一滑动组件也可以其他能够相对滑动的零部件组合，例如：导轨滑块结构，能够节省成本，导轨滑块结构为现有技术，在此不做赘述。

可选地，固定座10包括固定顶板11和两个连接侧板12，连接板21连接于两个连接侧板12之间，且与固定顶板11平行，使得第一滑台气缸32位于固定顶板11、两个连接侧板2212和连接板21形成的容纳腔中，能够避免外部零部件或其他物体对第一滑台气缸32的工作造成影响，且至少两个吸盘22均设置于连接板21，吸盘22用于吸附膜电极2的碳纸区域201，这种设置能够提升连接板21的连接稳定性，进而提升吸盘22的稳定性，以确保对膜电极2的吸附稳定性。

进一步地，展平机构31包括支撑板311和两个相对设置的展平组件312，展平组件312包括第二滑动组件和展平件3121，支撑板311固定连接于固定座10，第二滑动组件设置于支撑板311，展平件3121设置于第二滑动组件，第二滑动组件用于带动展平件3121沿第二方向往复运动，以使两个展平件3121相互靠近或相互远离，两个展平件3121相互靠近时，两个展平件3121能够插入碳纸区域201的下方，两个展平件3121相互远离时，两个展平件3121对膜电极2两侧的硅胶边框202提供支撑力，其中，第二方向与第一方向垂直。具体地，本实施例中，第二方向为膜电极2的长度方向，吸附于吸盘22上的膜电极2的硅胶边框202在重力作用下会下垂，两个第二滑动组件能够分别带动两个展平件3121相互远离或相互靠近，两个展平件3121相互靠近时，就是说两个展平件3121的支撑范围小于碳纸区域201的长度，则两个展平件3121能够插接到膜电极2的碳纸区域201的下方，不会碰到硅胶边框202，在两个第二滑动组件带动两个展平件3121相互远离时，两个展平件3121逐渐脱离碳纸区域201进入硅胶边框202的区域，由于两个展平件3121分别在两个硅胶边框202的下方，随着展平件3121沿第二方向向外移动时，能够对硅胶边框202逐渐提供支撑力，进而将膜电极2进行展平。这种展平结构30能够确保膜电极2整体的平整性，避免在装配的过程中出现折弯及变形，以确保产品的性能。

优选地，本实施例中，如图2所示，展平件3121包括连接框3122和展平板3123，连接框3122呈L型，且连接框3122连接于第二滑动组件，展平板3123连接于连接框3122，且展平板3123位于吸附结构20的下方，能够提升展平板3123的稳定性，确保对硅胶边框202的稳定支撑及展平效果。

可选地，在其他实施例中，展平组件312包括转动组件和支撑件，两个支撑件转动设置于转动组件，在吸附有膜电极2的吸附结构20移动至支撑件的上方时，两个支撑件位于硅胶边框202的下方，且支撑件与硅胶边框202之间具有一定的间隙，转动组件能够带动支撑件转动，进而使得支撑件与硅胶边框202之间的间隙消失，进而能够对硅胶边框202提供支撑力，将膜电极2进行展平。

进一步地，第二滑动组件为第二滑台气缸3124，第二滑台气缸3124的固定端固定连接于支撑板311，展平件3121设置于第二滑台气缸3124的活动端。具体地，本实施例中，第二滑台气缸3124能够具有较高的精度，导杆气缸耐横向负载能力强，能够在带动展平件3121移动的过程中确保膜电极2不会受损，进而提升产品性能。可选地，在其他实施例中，第二滑动组件也可以是常见的导轨滑块结构，能够节省成本，导轨滑块结构为现有技术，在此不做赘述。

进一步地，展平件3121的上表面与碳纸区域201之间的竖直距离为0.3mm-0.7mm。具体地，本实施例中，这种设置能够确保膜电极2的平整度较高，便于进行后续的装配，优选地，本实施例中，展平件3121的上表面与碳纸区域201之间的竖直距离为0.5mm，在其他实施例中，展平件3121的上表面与碳纸区域201之间的竖直距离可以是0.4mm、0.6mm等，在此不做赘述。

进一步地，如图3所示，膜电极取放装置1还包括固定环40，固定环40设置于固定座10，固定环40用于连接机械臂。具体地，本实施例中，固定环40设置于固定顶板11，固定环40用于连接外部机械臂，机械臂能够带动该膜电极取放装置1移动，进而将膜电极2进行转移。

下面根据图6至图9将膜电极取放装置1的工作过程进行描述。首先，第一滑台气缸32的活动端带动展平机构31沿着第一方向相对于固定座10滑出，向吸盘22通气产生负压，将膜电极2的碳纸区域201进行吸附，膜电极2的硅胶边框202在重力作用下会下垂；接着第一滑台气缸32带动展平机构31沿着第一方向返回，此时，两个展平组件312处于相互靠近的状态，即两个展平组件312的支撑范围小于碳纸区域201的长度，进而使得展平板3123能够插接于碳纸区域201的下方；接着，两个第二展平组件312分别在两个第二滑台气缸的作用下相互远离，使得展平板3123能够逐渐与下垂的硅胶边框202接触，进而对硅胶边框202提供支撑力，使其展平，由于在展平板3123是沿着膜电极2的长度方向移动，能够使得硅胶边框202逐渐展平，避免硅胶边框202变形；最后，第一滑台气缸32带动展平机构31沿着第一方向相对于固定座10滑出，在膜电极2移动到放置台的过程中，展平板3123始终保持展平硅胶边框202的状态，直至吸盘22停止吸附膜电极2，将膜电极2放置于放置台。这种膜电极取放装置1能够确保膜电极2不会弯折，确保产品性能。

本实施例还提供一种燃料电池电堆装配系统，燃料电池电堆装配系统包括机械臂、装配装置和放置装置，放置装置用于放置膜电极2，装配装置用于装配膜电极2，该燃料电池电堆装配系统还包括上述的膜电极取放装置1，机械臂连接于膜电极取放装置1，且机械臂位于装配装置和放置装置之间，机械臂带动膜电极取放装置1在放置装置与装配装置之间传递膜电极2。具体地，本实施例中，机械臂连接于固定环40，该燃料电池电堆装配系统能够提升生产效率，避免出现产品的密封不良，提高产品的品质及质量。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.膜电极取放装置，其特征在于，所述膜电极取放装置(1)包括：

固定座(10)；

吸附结构(20)，所述吸附结构(20)设置于所述固定座(10)，所述吸附结构(20)用于吸附膜电极(2)的碳纸区域(201)；

展平结构(30)，所述展平结构(30)设置于所述固定座(10)，且所述展平结构(30)的部分结构位于所述吸附结构(20)的下方，所述展平结构(30)能够相对于所述固定座(10)沿第一方向往复运动，所述展平结构(30)相对于所述固定座(10)沿所述第一方向伸出时，所述吸附结构(20)能够吸附所述膜电极(2)的所述碳纸区域(201)；所述展平结构(30)相对于所述固定座(10)沿所述第一方向缩回时，所述展平结构(30)能够对吸附于所述吸附结构(20)的所述膜电极(2)两侧的硅胶边框(202)提供支撑力，进而将所述膜电极(2)展平。

2.根据权利要求1所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述吸附结构(20)包括连接板(21)和至少两个吸盘(22)，所述连接板(21)固定连接于所述固定座(10)，至少两个所述吸盘(22)均设置于所述连接板(21)，所述吸盘(22)用于吸附所述膜电极(2)的碳纸区域(201)。

3.根据权利要求2所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述吸盘(22)为伯努利吸盘。

4.根据权利要求1所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述展平结构(30)包括第一滑动组件和展平机构(31)，所述第一滑动组件设置于所述固定座(10)，所述展平机构(31)设置于所述第一滑动组件，所述第一滑动组件用于带动所述展平机构(31)相对于所述固定座(10)沿第一方向往复运动。

5.根据权利要求4所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述第一滑动组件包括第一滑台气缸(32)，所述第一滑台气缸(32)的固定端固定连接于所述固定座(10)，所述展平机构(31)设置于所述第一滑台气缸(32)的活动端。

6.根据权利要求5所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述展平机构(31)包括支撑板(311)和两个相对设置的展平组件(312)，所述展平组件(312)包括第二滑动组件和展平件(3121)，所述支撑板(311)固定连接于所述固定座(10)，所述第二滑动组件设置于所述支撑板(311)，所述展平件(3121)设置于所述第二滑动组件，所述第二滑动组件用于带动所述展平件(3121)沿第二方向往复运动，以使两个所述展平件(3121)相互靠近或相互远离，两个所述展平件(3121)相互靠近时，两个所述展平件(3121)能够插入所述碳纸区域(201)的下方，两个所述展平件(3121)相互远离时，两个所述展平件(3121)对所述膜电极(2)两侧的所述硅胶边框(202)提供支撑力，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。

7.根据权利要求6所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述第二滑动组件包括第二滑台气缸(3124)，所述第二滑台气缸(3124)的固定端固定连接于所述支撑板(311)，所述展平件(3121)设置于所述第二滑台气缸的活动端。

8.根据权利要求6所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述展平件(3121)的上表面与所述碳纸区域(201)之间的竖直距离为0.3mm-0.7mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的膜电极取放装置，其特征在于，所述膜电极取放装置(1)还包括固定环(40)，所述固定环(40)固定设置于所述固定座(10)，所述固定环(40)用于连接机械臂。

10.燃料电池电堆装配系统，所述燃料电池电堆装配系统包括机械臂、装配装置和放置装置，所述放置装置用于放置所述膜电极，所述装配装置用于装配所述膜电极，其特征在于，所述燃料电池电堆装配系统还包括如权利要求1-9任一项所述的膜电极取放装置(1)，所述机械臂连接于所述膜电极取放装置(1)，且所述机械臂位于所述装配装置和所述放置装置之间，所述机械臂带动所述膜电极取放装置(1)在所述放置装置与所述装配装置之间传递所述膜电极(2)。