燃料电池堆自动装配检漏装置制造方法及图纸

发明专利技术公开了一种燃料电池堆自动装配检漏装置，包括工作台，所述工作台包括上底板和下底板；定位组件，用于调整电堆组件堆放的位置；升降平台组件，所述升降平台组件可调节使其处于上底板上方不同的高度以适应不同规格的电堆；机械手组件，用于输送电堆组件及电堆；压紧组件，用于对电堆施加一定的预紧力；自动拧螺栓组件，用于自动对电堆施加具体的装配力；保压组件，用于维持一定的预紧力及均匀受力；丝杠滑块组件，用于移动压紧组件和所述自动拧螺栓组件的位置；水箱组件，用于放置电堆及检测电堆的气密性。本发明专利技术集燃料电池堆装配、漏气测试等工序于一体，且转移方便，有利于缩短装配时间，提高工作效率，降低生产成本。

Automatic assembly leak detector of fuel cell stack

The invention discloses a fuel cell stack automatic assembly leak detection device, which includes a workbench, the workbench includes an upper and a lower baseplate; a positioning component, which is used to adjust the stacking position of the stack components; a lifting platform component, which can be adjusted to a different height above the upper baseplate to adapt to different specifications of the stack; a manipulator component, which is used to transport the stack Assembly and electric pile; pressing assembly, which is used to apply certain preload to electric pile; automatic bolt tightening assembly, which is used to automatically apply specific assembly force to electric pile; pressure maintaining assembly, which is used to maintain certain preload and uniform stress; lead screw slider assembly, which is used to move the position of pressing assembly and automatic bolt tightening assembly; water tank assembly, which is used to place electric pile and detect electric pile Air tightness. The invention integrates fuel cell stack assembly, air leakage test and other processes, and is convenient for transfer, which is conducive to shortening assembly time, improving work efficiency and reducing production cost.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆自动装配检漏装置
本专利技术涉及燃料电池堆
，具体而言，涉及一种燃料电池堆自动装配检漏装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有工作温度低、启动停机快、能量密度高等优点、在移动电源、车辆等设备方面具有很好的应用前景。质子交换膜燃料电池有集流板，流场板，气体扩散层(GDL)，催化层以及质子交换膜组成。由于单电池产生的电压以及功率有限，为了满足工作需求常常需要将多个单电池串联起来构成燃料电池堆。PEMFC电堆各组件之间需要通过从外部施加压力进行组装,由于气体扩散层(GasDiffusionLayer,GDL)为多孔结构且弹性模量相对较小,施加压力时,若装配压力过大,会造成GDL的过度变形甚至是不可逆的破坏,导致气体传输通道减小,传质阻力增加,同时也可能会损坏燃料电池部件,缩短使用寿命；相反,若装配压力过小,会因为双极板与GDL之间接触不良,导致接触电阻增大,使燃料电池的工作效率降低,且不能保证气体的密封性,燃料气体存在泄漏的危险。其次，现有的电堆装配技术大多采用人工手动拧紧的方式，难以保证受力的均匀性。实际装配过程中很难将电堆一次性装配到位，若出现漏气、性能不达标等问题，往往需要再次装配，需要大量的重复劳动，效率低下，浪费人力物力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种燃料电池自动装配检漏的装置，其定位组件可适用于规格不同的燃料电池，从而避免人工进行操作，解决了传统装配和检测燃料电池堆效率低下的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，包括：定位组件，所述定位组件设置在所述工作台上，用于调整电堆组件堆放的位置；升降平台组件，所述升降平台组件设置在所述上底板上方可调节使其处于上底板上方不同的高度以适应不同规格的电堆；机械手组件，所述机械手组件安装在所述升降平台下方与所述升降平台滑动连接，用于输送电堆组件及电堆；压紧组件，所述压紧组件与所述机械手组件固定连接，用于对电堆施加一定的预紧力；自动拧螺栓组件，所述自动拧螺栓组件滑动连接于升降工作台，用于自动对电堆施加具体的装配力；保压组件，所述保压组件设置在所述定位组件的工作台上，用于维持一定的预紧力及均匀受力；丝杠滑块组件，所述丝杠滑块组件设置在所述升降平台组件上，所述压紧组件和所述自动拧螺栓组件通过所述丝杠滑块组件滑动连接在所述升降平台组件上，用于移动压紧组件和所述自动拧螺栓组件的位置；水箱组件，所述水箱组件固定于所述下底板上，用于放置电堆及检测电堆的气密性。进一步，所述下底板上设有呈矩形分布的基座，所述上底板的四个角分别固定连接在所述基座上，所述上底板中心设有定位凸台，用于确定电堆的中心位置，所述定位凸台的前侧和左侧设有“凸”形导槽，后侧和右侧设有“凹”形导轨，所述“凸”形导槽和所述“凹”形导轨之间设有螺杆滑槽。进一步，所述定位组件包括第一电机，第一滚珠丝杠副、第一挡板、定位销、第一滑块和第一螺纹杆，所述第一滚珠丝杠副包括第一丝杠和第一丝杠螺母座，所述第一电机固定安装在所述底板上，第一电机与所述第一丝杠连接，所述第一丝杠的两端分别通过丝杠支撑座固定，所述第一挡板固定在所述第一丝杠螺母座上，所述第一挡板与所述“凸”形导槽配合滑动连接，所述“凹”形导轨长度方向外侧设有螺杆基座，第一螺纹杆设置在所述螺杆基座中，所述第一螺纹杆上螺纹连接第一滑块，所述第一滑块与所述“凹”形导轨配合滑动连接。进一步，所述升降平台组件包括第二电机、第二螺纹杆和上端板，所述第二电机固定在所述上底板上表面，第二螺纹杆下端固定连接在所述第二电机的电机轴上，所述第二螺纹杆上端与上端板螺纹连接，所述上端板上开有导轨槽，所述机械手组件以及自动拧螺栓组件滑动连接在所述导轨槽中。进一步，所述机械手组件包括第二滑块、连接块、安装座，所述第二滑块上设有第一通孔，第二滑块底部与所述安装座通过连接块固定连接，所述安装座上等角度铰接若干个机械手臂，所述安装座底部中心位置设有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆上固定连接卡环，连杆一端铰接在所述卡环上，另一端铰接在所述机械手臂上。进一步，所述压紧组件包括固定在所述第一气缸两侧的第二气缸，所述第二气缸呈对称布置，所述第二气缸的活塞杆上设有压力传感器。进一步，所述自动拧螺栓组件包括第三滑块，所述第三滑块上设有第二通孔，所述第三滑块连接滑块横梁，所述滑块横梁两端底部固定连接齿轮壳体，所述横梁中间固定连接伺服电机，所述伺服电机与大齿轮固定连接带动所述大齿轮做旋转运动，所述大齿轮圆周上啮合四个小齿轮，所述小齿轮中心设有齿轮轴，所述小齿轮与齿轮轴通过平键过盈连接，所述齿轮轴末端设有内角套筒，所述内角套筒上设有扭矩传感器。进一步，所述保压组件包括保压螺杆、保压片、保压螺母，所述保压螺杆安装在所述螺杆滑槽中通过所述保压螺母锁紧固定安装位置，保压片安装在所述保压螺杆上端通过螺母固定，所述保压片为“Z”形，保压片上设有与所述第二气缸匹配的圆形槽。进一步，所述丝杠滑块组件包括第二滚珠丝杠副，所述第二滚珠丝杠副包括第二丝杠和两个第二丝杠螺母座，两个第二丝杠螺母座分别与所述第二滑块和所述第三滑块固定连接。进一步，所述水箱组件包括透明底槽、水箱盖，所述透明底槽用于储水及观察内部现象，所述水箱盖用于放置电堆及遮灰，所述水箱组件通过气体管道与电堆连接进行检漏。与现有技术相比，本专利技术至少包括以下有益效果：1.本专利技术集燃料电池堆装配、漏气测试等工序于一体，且转移方便，实现“装配-检漏-(若漏气)再装配-再检漏-测试”的循环，有利于缩短装配时间，提高工作效率，降低生产成本。2.本专利技术能够通过调节机械手位置、更换拧紧螺母组件可以适用于多种规格尺寸的燃料电池电堆，通用性强，可降低不同规格燃料电池电堆装配的设备成本。3.本专利技术能够通过压紧组件和保压组件降低电堆装配过程中因应力集中而引发的石墨双极板的变形。4.本专利技术能够为大规模、批量化电堆装配与检漏提供保证。5.本专利技术能够实现装配与检漏一体化，操作方便快速，自动化程度高，从而大量节省了装配燃料电池堆的时间和劳动力。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的下底板结构示意图；图3是本专利技术的上底板结构示意图；图4是本专利技术的定位组件及保压组件结构示意图；图5是本专利技术的机械手组件及压紧组件的结构示意图；图6是本专利技术的自动拧紧组件的结构示意图；图7是本专利技术齿轮壳体内部结构示意图；图8是本专利技术的升降平台的结构示意图；图9是本专利技术丝杠滑块组件结构示意图；图中：10-工作台，101-上底板，102-下底板，103-基座，104-定位凸台，105-“凸”形导槽，106-“凹”形导轨，107-螺杆滑槽；20-定位组件，201-第一电机，202-第一挡板，203-定位销，204-第一滑块，205-第一螺纹杆，206-第一丝杠，207-第一丝杠螺母座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池堆自动装配检漏装置，其特征在于:包括：/n工作台，所述工作台包括上底板和下底板；/n定位组件，所述定位组件设置在所述工作台上，用于调整电堆组件堆放的位置；/n升降平台组件，所述升降平台组件设置在所述上底板上方可调节使其处于上底板上方不同的高度以适应不同规格的电堆；/n机械手组件，所述机械手组件安装在所述升降平台下方与所述升降平台滑动连接，用于输送电堆组件及电堆；/n压紧组件，所述压紧组件与所述机械手组件固定连接，用于对电堆施加一定的预紧力；/n自动拧螺栓组件，所述自动拧螺栓组件滑动连接于升降工作台，用于自动对电堆施加具体的装配力；/n保压组件，所述保压组件设置在所述定位组件的工作台上，用于维持一定的预紧力及均匀受力；/n丝杠滑块组件，所述丝杠滑块组件设置在所述升降平台组件上，所述压紧组件和所述自动拧螺栓组件通过所述丝杠滑块组件滑动连接在所述升降平台组件上，用于移动压紧组件和所述自动拧螺栓组件的位置；/n水箱组件，所述水箱组件固定于所述下底板上，用于放置电堆及检测电堆的气密性。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池堆自动装配检漏装置，其特征在于:包括：
工作台，所述工作台包括上底板和下底板；
定位组件，所述定位组件设置在所述工作台上，用于调整电堆组件堆放的位置；
升降平台组件，所述升降平台组件设置在所述上底板上方可调节使其处于上底板上方不同的高度以适应不同规格的电堆；
机械手组件，所述机械手组件安装在所述升降平台下方与所述升降平台滑动连接，用于输送电堆组件及电堆；
压紧组件，所述压紧组件与所述机械手组件固定连接，用于对电堆施加一定的预紧力；
自动拧螺栓组件，所述自动拧螺栓组件滑动连接于升降工作台，用于自动对电堆施加具体的装配力；
保压组件，所述保压组件设置在所述定位组件的工作台上，用于维持一定的预紧力及均匀受力；
丝杠滑块组件，所述丝杠滑块组件设置在所述升降平台组件上，所述压紧组件和所述自动拧螺栓组件通过所述丝杠滑块组件滑动连接在所述升降平台组件上，用于移动压紧组件和所述自动拧螺栓组件的位置；
水箱组件，所述水箱组件固定于所述下底板上，用于放置电堆及检测电堆的气密性。


2.根据权利要求1所述的一种燃料电池堆自动装配检漏装置，其特征在于：所述下底板上设有呈矩形分布的基座，所述上底板的四个角分别固定连接在所述基座上，所述上底板中心设有定位凸台，用于确定电堆的中心位置，所述定位凸台的前侧和左侧设有“凸”形导槽，后侧和右侧设有“凹”形导轨，所述“凸”形导槽和所述“凹”形导轨之间设有螺杆滑槽。


3.根据权利要求2所述的一种燃料电池堆自动装配检漏装置，其特征在于：所述定位组件包括第一电机，第一滚珠丝杠副、第一挡板、定位销、第一滑块和第一螺纹杆，所述第一滚珠丝杠副包括第一丝杠和第一丝杠螺母座，所述第一电机固定安装在所述底板上，第一电机与所述第一丝杠连接，所述第一丝杠的两端分别通过丝杠支撑座固定，所述第一挡板固定在所述第一丝杠螺母座上，所述第一挡板与所述“凸”形导槽配合滑动连接，所述“凹”形导轨长度方向外侧设有螺杆基座，第一螺纹杆设置在所述螺杆基座中，所述第一螺纹杆上螺纹连接第一滑块，所述第一滑块与所述“凹”形导轨配合滑动连接。


4.根据权利要求1所述的一种燃料电池堆自动装配检漏装置，其特征在于：所述升降平台组件包括第二电机、第二螺纹杆和上端板，所述第二电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，刘康杰，刘士华，谢屹，张城，陈宇轩，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42