本实用新型专利技术涉及一种燃料电池自动化装堆装置，包括装堆机构、机械手和控制机构，所述装堆机构包括工作台、安装台、定位架和压堆架，所述定位架包括移动板、极板安装基座、定位柱、定位柱导轨和推紧气缸组，所述压堆架包括移动梁、压力机和收紧架，所述机械手用于抓放燃料电池组件，所述控制机构包括电脑，用于控制机械手的抓放、压力机的压抬，以及推紧气缸的伸缩。本实用新型专利技术的燃料电池自动化装堆装置具有由定位架和压堆架构成的外定位装置，可在压堆和穿内定位杆前，对燃料电池电堆各边角压紧对齐和精确定位，有利于精确安装内定位杆，同时实现了装堆后电堆的升降和传送的全自动操作过程，大大提高了燃料电池电堆的装堆效率。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池自动化装堆装置
本技术涉及燃料电池自动化生产领域，特别是一种燃料电池自动化装堆装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接利用氢能的发电装置，PEMFC把贮存在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，能量转化效率高，燃料电池对环境友好，唯一排放物是水。因此，燃料电池技术被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术。质子交换膜燃料电池由多个单电池串联层叠而成，通过内定位螺杆或卡条紧固，组成燃料电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。叠合时必须保证各个极板间相互压紧防止漏气，并确保各个极板的气体主通道对正，以便氢气和氧气能顺利到达每一节单电池。燃料电池电堆的装堆质量与电池产品的性能息息相关，每个单电池在组装时如果没有良好的定位装置，组装时存在组装错位，这将导致燃料电池堆受力不均，将影响电堆的密封性能、接触性能和传质特性，最终影响电池的输出特性。现有技术主要是通过人工对电堆进行装配，在安装台上手动码放好由阴阳极板和膜电极构成的单电池及安装板等部件，借助定位块确保各物料在层叠时边角对齐。但由于螺母上紧的次序有先后，各个螺栓最终的紧固力难以平衡控制，导致端板不能均匀下压，电堆内部双极板与MEA之间接触压力难以均匀；再加上双极板存在制造公差，多个单电池组装引起的公差累积更为严重，使得电堆内部各处压力不均匀程度增加。一方面，如果电堆内部某些区域接触压力过大，则容易使双极板变形，甚至损坏质子交换膜而导致电堆失效；另一方面，某些区域接触压力过小，密封不牢固，容易发生氧化剂、燃料、冷却剂的泄露或串气，此外MEA与双极板接触电阻会增大，电堆内阻增加，最终影响整个电池的性能。公布号为CN102157747A的技术专利，提供了一种燃料电池电堆的自动化装配装置，该装置包括机架、压力可调压紧装置、自动拔定位杆装置和自动拧螺母装置。该技术虽然可以实现电堆部件组合与装配一体化，但装置中缺乏对电堆极板进行辅助对位的外定位装置，在进行穿定位杆过程中，很难一次就对间距较长、中间无辅助支撑的两孔进行中间穿杆作业，无法保证极板和膜电极各个边角对齐，穿定位杆作业无法一次成功，且气体通道无法对正，氢气和氧气的流通性和气体密封性会变差；另外，各个装配机构集中安装在机架横梁上，对机架的负担太重，稳定性也会因此受到影响；再者，随着技术进步，在金属定位杆上装有绝缘套，不需要在测试时将其拔出，因而自动拔定位杆装置也不是必要。专利号为CN102800885A技术专利，提供了一种燃料电池电堆组装用装置，该装置包括底盘座、引导杆、垂直杆和支撑固定架，底盘座侧面沿底盘座中心轴线对称设有2或4上引导杆，每个引导杆上表面标有尺寸刻度，引导杆上设有滑块，滑块上固定连接支撑固定架和垂直杆，垂直杆内表面上标注有尺寸刻度。该装置虽然具有对电堆极板进行辅助对位的外定位装置，但是整个装置重心较高且稳定性差，由于电堆的尾板一般比极板宽一些，用该装置进行校正时垂直杆很可能仅与安装板接触，对改善电堆极板的码放整齐度效果甚微；其次，该装置尺寸固定，无法因极板电堆大小及规格的改变而及时进行调整，适应性差；最后，该装置非自动化装置，依然要借助人工推动滑块在引导杆上滑动来移动支撑固定架和垂直杆，人工将螺杆固定在螺纹定位孔中，人工读取引导杆和垂直杆上的尺寸刻度，不仅造成装配成本较高，而且装配速度慢，效率低下。
技术实现思路
针对以上不足，本技术提供了一种燃料电池自动化装堆装置，具有由定位架和压堆架构成的外定位装置，可实现对燃料电池电堆各边角压紧对齐和精确定位，有利于精确安装内定位杆，同时实现了装堆后电堆的升降和传送的全自动操作过程，大大提高了燃料电池电堆的装堆效率。本技术的技术方案为：一种燃料电池自动化装堆装置，包括装堆机构、机械手和控制机构，所述装堆机构包括工作台、安装台、定位架和压堆架，所述工作台上设有安装台；所述定位架包括移动板、极板安装基座、定位柱、定位柱导轨和推紧气缸组，所述移动板放置在安装台上，所述极板安装基座固定在移动板中心，极板安装基座与电堆安装板等大，其上表面用于堆叠电堆安装板和燃料电池电堆，极板安装基座沿侧边的移动板上对称固定有若干定位柱导轨，所述定位柱导轨垂直于所对应的极板安装基座侧边，所述定位柱通过下端的定位柱基座滑动安装于定位柱导轨上，当定位柱向燃料电池电堆滑动时，其侧边可接触到燃料电池电堆边缘；所述定位柱基座的外侧角上斜向对称设置有推紧气缸组，所述推紧气缸组包括滑轮支撑杆、推紧气缸和推紧滑轮，所述滑轮支撑杆为L形，所述推紧气缸位于滑轮支撑杆的短边延长线上，所述滑轮支撑杆和推紧气缸的自由端部通过销轴可转动固定在移动板上，所述推紧滑轮设置在滑轮支撑杆的转角处，推紧滑轮边缘抵住定位柱基座的外侧角边沿；所述压堆架包括移动梁、压力机和收紧架，所述移动梁架设于工作台上方，移动梁上部横梁为中空式，横梁中部上侧固定有压力机，下侧依次设置有导向立柱、压力板和压力杆，所述压力机的驱动轴在中空横梁内与导向立柱固定连接，所述压力杆的下端设置有收紧架，所述收紧架相应部位开设有若干供定位柱穿过的插槽，所述收紧架的下表面对称设置有若干收紧滑轮，所述收紧滑轮与插槽数量相对应并位于插槽旁，当定位柱位于插槽内时，所述收紧滑轮的内侧边缘与定位柱的外沿相切；所述机械手用于抓放燃料电池组件，所述控制机构包括电脑，用于控制机械手的抓放、压力机的压抬，以及自动化装堆装置中所有气缸的伸缩。所述移动梁下端部设有移动梁导轨，所述移动梁导轨固定在工作台两侧，所述移动梁滑动安装于移动梁导轨上，所述移动梁导轨上设置有导轨气缸，可驱动移动梁在移动梁导轨上滑动。所述极板安装基座的较长侧边外侧分别设置有两个定位柱导轨和定位柱，定位柱基座外侧角上对称设置有四组推紧气缸组，同侧的两个定位柱基座以连接杆相连，所述连接杆的外侧中部垂直设置有推杆气缸；所述极板安装基座的较短侧边外侧分别设置有一个定位柱导轨和定位柱，定位柱基座外侧角上对称设置有四组推紧气缸组。所述定位柱的上端部外侧具有45度倒角，所述收紧滑轮与倒角接触时形成过盈配合。所述装堆机构还包括内定位杆，所述电堆安装板和燃料电池电堆的四角上设有定位孔，所述内定位杆穿过定位孔，下端以盖形螺母锁紧，上端以锁紧螺母锁紧；所述极板安装基座的相应位置设有螺母预留槽，所述盖形螺母在内定位杆安装前被预设在螺母预留槽内。所述电堆安装板的较长侧边沿边缘也设有定位孔，电堆安装板的中间部分宽于燃料电池电堆，所述侧边的内定位杆仅穿过电堆安装板上下固定。还包括移出机构，所述移出机构包括传送架、倍速链、传送电机和减速机，所述传送架与工作台相邻，所述倍速链为两组，分别设置在安装台和传送架的两侧边内侧，两组倍速链在同一水平面上，间距一致，由传送电机和减速机带动传动，所述移动板架设在倍速链上由倍速链带动输送。所述移出机构还包括升降装置，所述升降装置包括设于工作台内的升降台和升降气缸，所述升降台固定在安装台下方，所述升降气缸通过升降台将安装台顶起。所述传送架的出口位置两侧设有接近开关，所述移出机构还包括升降装置，所述升降装置包括设于传送架的出口位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池自动化装堆装置，其特征在于，包括装堆机构、机械手和控制机构，所述装堆机构包括工作台(11)、安装台(12)、定位架(13)和压堆架(14)，所述工作台(11)上设有安装台(12)；所述定位架(13)包括移动板(131)、极板安装基座(132)、定位柱(133)、定位柱导轨(134)和推紧气缸组(135)，所述移动板(131)放置在安装台(12)上，所述极板安装基座(132)固定在移动板(131)中心，极板安装基座(132)与电堆安装板(301)等大，其上表面用于堆叠电堆安装板(301)和燃料电池电堆(302)，极板安装基座(132)沿侧边的移动板(131)上对称固定有若干定位柱导轨(134)，所述定位柱导轨(134)垂直于所对应的极板安装基座(132)侧边，所述定位柱(133)通过下端的定位柱基座(136)滑动安装于定位柱导轨(134)上，当定位柱(133)向燃料电池电堆(302)滑动时，其侧边可接触到燃料电池电堆(302)边缘；所述定位柱基座(136)的外侧角上斜向对称设置有推紧气缸组(135)，所述推紧气缸组(135)包括滑轮支撑杆(1351)、推紧气缸(1352)和推紧滑轮(1353)，所述滑轮支撑杆(1351)为L形，所述推紧气缸(1352)位于滑轮支撑杆(1351)的短边延长线上，所述滑轮支撑杆(1351)和推紧气缸(1352)的自由端部通过销轴可转动固定在移动板(131)上，所述推紧滑轮(1353)设置在滑轮支撑杆(1351)的转角处，推紧滑轮(1353)边缘抵住定位柱基座(136)的外侧角边沿；所述压堆架(14)包括移动梁(141)、压力机(143)和收紧架(144)，所述移动梁(141)架设于工作台(11)上方，移动梁(141)上部横梁为中空式，横梁中部上侧固定有压力机(143)，下侧依次设置有导向立柱(146)、压力板(147)和压力杆(148)，所述压力机(143)的驱动轴在中空横梁内与导向立柱(146)固定连接，所述压力杆(148)的下端设置有收紧架(144)，所述收紧架(144)相应部位开设有若干供定位柱(133)穿过的插槽，所述收紧架(144)的下表面对称设置有若干收紧滑轮(149)，所述收紧滑轮(149)与插槽数量相对应并位于插槽旁，当定位柱(133)位于插槽内时，所述收紧滑轮(149)的内侧边缘与定位柱(133)的外沿相切；所述机械手用于抓放燃料电池组件，所述控制机构包括电脑，用于控制机械手的抓放、压力机(143)的压抬，以及自动化装堆装置中所有气缸的伸缩。...
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池自动化装堆装置，其特征在于，包括装堆机构、机械手和控制机构，所述装堆机构包括工作台(11)、安装台(12)、定位架(13)和压堆架(14)，所述工作台(11)上设有安装台(12)；所述定位架(13)包括移动板(131)、极板安装基座(132)、定位柱(133)、定位柱导轨(134)和推紧气缸组(135)，所述移动板(131)放置在安装台(12)上，所述极板安装基座(132)固定在移动板(131)中心，极板安装基座(132)与电堆安装板(301)等大，其上表面用于堆叠电堆安装板(301)和燃料电池电堆(302)，极板安装基座(132)沿侧边的移动板(131)上对称固定有若干定位柱导轨(134)，所述定位柱导轨(134)垂直于所对应的极板安装基座(132)侧边，所述定位柱(133)通过下端的定位柱基座(136)滑动安装于定位柱导轨(134)上，当定位柱(133)向燃料电池电堆(302)滑动时，其侧边可接触到燃料电池电堆(302)边缘；所述定位柱基座(136)的外侧角上斜向对称设置有推紧气缸组(135)，所述推紧气缸组(135)包括滑轮支撑杆(1351)、推紧气缸(1352)和推紧滑轮(1353)，所述滑轮支撑杆(1351)为L形，所述推紧气缸(1352)位于滑轮支撑杆(1351)的短边延长线上，所述滑轮支撑杆(1351)和推紧气缸(1352)的自由端部通过销轴可转动固定在移动板(131)上，所述推紧滑轮(1353)设置在滑轮支撑杆(1351)的转角处，推紧滑轮(1353)边缘抵住定位柱基座(136)的外侧角边沿；所述压堆架(14)包括移动梁(141)、压力机(143)和收紧架(144)，所述移动梁(141)架设于工作台(11)上方，移动梁(141)上部横梁为中空式，横梁中部上侧固定有压力机(143)，下侧依次设置有导向立柱(146)、压力板(147)和压力杆(148)，所述压力机(143)的驱动轴在中空横梁内与导向立柱(146)固定连接，所述压力杆(148)的下端设置有收紧架(144)，所述收紧架(144)相应部位开设有若干供定位柱(133)穿过的插槽，所述收紧架(144)的下表面对称设置有若干收紧滑轮(149)，所述收紧滑轮(149)与插槽数量相对应并位于插槽旁，当定位柱(133)位于插槽内时，所述收紧滑轮(149)的内侧边缘与定位柱(133)的外沿相切；所述机械手用于抓放燃料电池组件，所述控制机构包括电脑，用于控制机械手的抓放、压力机(143)的压抬，以及自动化装堆装置中所有气缸的伸缩。2.根据权利要求1所述的燃料电池自动化装堆装置，其特征在于，所述移动梁(141)下端部设有移动梁导轨(142)，所述移动梁导轨(142)固定在工作台(11)两侧，所述移动梁(141)滑动安装于移动梁导轨(142)上，所述移动梁导轨(142)上设置有导轨气缸(145)，可驱动移动梁(141)在移动梁导轨(142)上滑动。3.根据权利要求1所述的燃料电池自动化装堆装置，其特征在于，所述极板安装基座(132)的较长侧边外侧分别设置有两个定位柱导轨(134)和定位柱(133)，定位柱基座(136)外侧角上对称设置有四组推紧气缸组(135)，同侧的两个定位柱基座(136)...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛斯斯，朱俊娥，徐真，赵磊，张苹，欧阳洵，
申请(专利权)人：北京氢璞创能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。