一种氢燃料电池装叠装置及叠装方法

技术领域

本发明涉及燃料电池组装技术领域，具体是涉及一种氢燃料电池装叠装置及叠装方法。

背景技术

氢燃料电池电堆是燃料电池的核心装置，主要由多个膜电极组件、双极板、密封件依次堆叠以及压缩成电堆，所形成的电堆还需要通过安装钢棒加强电堆的稳定。

现有的氢燃料电池堆在组装时，由于组装台为固定的，导致氢燃料电池堆在堆叠过程中不断增高，由于现有的氢燃料电池在装叠过程中还需要进行压缩，从而通过施加压力，使各个部件被压紧，以产生密封的效果，降低各部件间的接触电阻，同时也使电堆功率密度和寿命达到保证的基本参数，因此，现有的氢燃料电池装叠装置都会在装置的顶端设置一个与电池上端板连接的气缸，这会导致氢燃料电池堆叠装到一个较高位置后，工作人员会难以对氢燃料电池进行堆叠，而机械设备会在气缸以及上端板的影响下不便于氢燃料电池继续进行装叠，从而影响到部分对层数有要求的氢燃料电池电堆的组装。

发明内容

针对现有技术所存在的问题，提供一种氢燃料电池装叠装置及叠装方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种氢燃料电池装叠装置，包括机架、第一直线驱动器、上端板、双极板、膜电极以及下端板，第一直线驱动器设置在机架上，上端板、双极板、膜电极以及下端板通过堆叠以形成电堆；所述机架上设置有安放夹持组件、连接板以及调节组件，安放夹持组件用于安装电堆，连接板的两端分别与安放夹持组件以及第一直线驱动器进行连接，调节组件包括安装板、电机、螺纹杆、传动块以及传动杆，安装板设置在安放夹持组件与连接板之间，安装板与安放夹持组件之间滑动连接，电机与螺纹杆均设置在安装板上，传动块可滑动的设置在螺纹杆上，传动杆的两端分别与安放夹持组件以及传动块铰接。

优选的，安放夹持组件包括卡接机构以及第二直线驱动机构，卡接机构设置有两个，两个卡接机构分别用于与下端板的左右两端进行抵靠，第二直线驱动机构用于控制两个卡接机构之间的距离。

优选的，卡接机构包括卡板以及连接杆，卡板至少设置有两个，连接杆的穿设在两个卡板上并且与两个卡板滑动连接，卡板上设置有多个用于限制连接杆移动的限位孔。

优选的，卡接机构用于与传动杆连接，卡接机构、传动杆以及螺纹杆之间形成直角三角形。

优选的，传动杆与远离螺纹杆的卡板连接，传动杆为可伸缩的，传动杆的中间部位为伸缩端，传动杆位于伸缩端的两侧均设置有多个均匀分布的卡口，传动杆上设置有套筒，套筒两端分别位于伸缩端的两侧并设置有与卡口对应的通孔。

优选的，第二直线驱动机构包括位于两个卡接机构之间的第二直线驱动器，第二直线驱动器与连接板连接，第二直线驱动器上穿设有用于与卡接机构滑动连接的连接轴，第二直线驱动器的输出端设置有用于夹持下端板的卡块，第二直线驱动器中间部位还设置有与下端板抵靠的凸块，凸块上设置有第三直线驱动器，第三直线驱动器为双输出端，第三直线驱动器的输出端设置有与卡接机构连接的推板，推板为可伸缩的。

优选的，连接轴以及连接杆上均设置有多个均匀分布的辅撑块，辅撑块与连接杆以及连接轴滑动连接，辅撑块用于与下端板抵靠。

本发明还涉及一种氢燃料电池装叠装置的叠装方法，包括有以下步骤：

S1、操作者根据实际需要选择相应的下端板：

S3、操作者根据下端板的型号，调节卡接机构上两个卡块的位置；

S3、操作者通过第二直线驱动器以及第三直线驱动器调节卡块以及卡接机构的位置，使连接板、卡块以及卡板均对下端板进行夹持，完成下端板的安装过程；

S4、操作者根据实际需要通过第一直线驱动器调节下端板的高度：

S5、操作者根据实际需要通过电机、螺纹杆以及传动杆调节下端板的位置：

S6、操作车在下端板上依次安放双极板以及膜电极进行装叠；

S61、操作者在堆叠过程中根据实际需要决定是否继续通过第一直线驱动器以及调节组件控制下端板的位置；

S7、操作者将上端板安装在安放在双极板以及膜电极顶端并进行下压：

S8、操作者通过钢板将上端板与下端板连接以形成电堆。

本发明相比较于现有技术的有益效果：

1.本申请通过第一直线驱动器调节安放夹持组件的高度，防止电堆过高影响到工人进行操作，之后工人通过电机操控螺纹杆进行转动，使传动块在螺纹杆上移动，使传动杆的一端跟随传动块进行移动，使传动块的另一端推动安放夹持组件远离连接板，使用于安装电堆的安放夹持组件进行水平方向上的移动，使安放夹持组件凸出在机架外侧，从而防止机架顶端的第一直线驱动器影响机械臂安放物料。

2.本申请通过连接板与下端板的一端进行抵靠，之后通过第三直线驱动器控制两个卡接机构之间的距离，最后通过第二直线驱动器控制卡块的位置，使下端板除分别被连接板、卡接机构以及卡板进行夹持，使下端板通过多点进行夹持，使装叠装置能够对不同型号的电堆进行安装。

3.本申请通过可伸缩的传动杆配合卡板的调节过程，当调节完成后，操作者通过在开口与通孔上穿设螺栓，使套筒限制伸缩杆进行移动，使卡接机构、传动杆以及螺纹杆三者之间形成的直角三角形，加强了三者之间的稳定性，进而加强安放夹持组件的支撑效果。

附图说明

图1为本发明的立体分解图；

图2为本发明的隐藏电堆后的立体图一；

图3为图2的A处的局部放大图；

图4为本发明的隐藏电堆后的立体图二；

图5为图4的B处的局部放大图；

图6为图4的C处的局部放大图。

图中标号为：

1-电堆；11-上端板；12-双极板；13-膜电极；14-下端板；

2-安放夹持组件；21-卡接机构；211-卡板；2111-限位孔；212-连接杆；22-第二直线驱动机构；221-第二直线驱动器；2211-连接轴；2212-卡块；2213-凸块；2214-第三直线驱动器；2215-推板；3-连接板；4-调节组件；41-安装板；42-电机；43-螺纹杆；44-传动块；45-传动杆；451-卡口；452-套筒；4521-通孔；453-辅撑块。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图6所示；本实施例公开了一种氢燃料电池装叠装置，包括机架、第一直线驱动器、上端板11、双极板12、膜电极13以及下端板14，第一直线驱动器设置在机架上，上端板11、双极板12、膜电极13以及下端板14通过堆叠以形成电堆1；所述机架上设置有安放夹持组件2、连接板3以及调节组件4，安放夹持组件2用于安装电堆1，连接板3的两端分别与安放夹持组件2以及第一直线驱动器进行连接，调节组件4包括安装板41、电机42、螺纹杆43、传动块44以及传动杆45，安装板41设置在安放夹持组件2与连接板3之间，安装板41与安放夹持组件2之间滑动连接，电机42与螺纹杆43均设置在安装板41上，传动块44可滑动的设置在螺纹杆43上，传动杆45的两端分别与安放夹持组件2以及传动块44铰接。

需要说明的是机架上位于安放夹持组件2的上方还设置有用于压缩电堆1的直线驱动器，机架与直线驱动器为现有技术，所以图中未画出。首先工作人员根据自身需要通过第一直线驱动器调节连接板3以及安放夹持组件2的高度，便于操作者安装下端板14、双极板12、膜电极13等结构从而对电池进行装叠，之后通过第一直线驱动器调节安放夹持组件2的高度，防止电堆1过高影响到工人进行操作。由于现有机械臂多是通过吸盘对上端板11、双极板12、膜电极13以及下端板14等进行吸附，机械臂在转移物料过程中一但电堆1高度靠近机架顶端的第一直线驱动器，由于机械臂自身的体积影响，可能会无法将物料进行安放，此时，操作者使电机42操控螺纹杆43进行转动，从而使传动块44在螺纹杆43上移动，使传动杆45的一端跟随传动块44进行移动，使传动块44的另一端推动安放夹持组件2远离连接板3，使用于安装电堆1的安放夹持组件2进行水平方向上的移动，使安放夹持组件2凸出在机架外侧，从而防止机架顶端的第一直线驱动器影响机械臂安放物料，该过程可以与连接板3相互配合，以适应多种情况。

安放夹持组件2包括卡接机构21以及第二直线驱动机构22，卡接机构21设置有两个，两个卡接机构21分别用于与下端板14的左右两端进行抵靠，第二直线驱动机构22用于控制两个卡接机构21之间的距离。

工作人员通过第二直线驱动机构22用于调节两个卡接机构21之间的距离，便于安放夹持组件2不同宽度的安放板进行夹持，以适应不同型号的电池装叠。

卡接机构21包括卡板211以及连接杆212，卡板211至少设置有两个，连接杆212的穿设在两个卡板211上并且与两个卡板211滑动连接，卡板211上设置有多个用于限制连接杆212移动的限位孔2111。

操作者通过卡板211与下端板14进行连接，两个卡板211之间的距离可以通过连接杆212进行调节，当两个调节卡板211之间的距离调节完成后，需要通过限位孔2111限制连接杆212的移动，防止两个卡板211与连接杆212之间出现滑动，进而影响卡板211对下端板14的连接效果。

卡接机构21用于与传动杆45连接，卡接机构21、传动杆45以及螺纹杆43之间形成直角三角形。

需要说明的是传动杆45，通过将卡接机构21、传动杆45以及螺纹杆43三者之间形成的直角三角形，加强了三者之间的稳定性，进而加强了传动杆45对卡接机构21的支撑效果。

传动杆45与远离螺纹杆43的卡板211连接，传动杆45为可伸缩的，传动杆45的中间部位为伸缩端，传动杆45位于伸缩端的两侧均设置有多个均匀分布的卡口451，传动杆45上设置有套筒452，套筒452两端分别位于伸缩端的两侧并设置有与卡口451对应的通孔4521。

当操作者调节两个卡板211之间的距离时候，由于伸缩杆与卡接机构21连接，因此一旦传动杆45为不可伸缩的，就会影响到两个卡板211进行调节。所以通过可伸缩的传动杆45配合卡板211的调节过程，当调节完成后，操作者通过在开口与通孔4521上穿设螺栓，使套筒452限制伸缩杆进行移动。

第二直线驱动机构22包括位于两个卡接机构21之间的第二直线驱动器221，第二直线驱动器221与连接板3连接，第二直线驱动器221上穿设有用于与卡接机构21滑动连接的连接轴2211，第二直线驱动器221的输出端设置有用于夹持下端板14的卡块2212，第二直线驱动器221中间部位还设置有与下端板14抵靠的凸块2213，凸块2213上设置有第三直线驱动器2214，第三直线驱动器2214为双输出端，第三直线驱动器2214的输出端设置有与卡接机构21连接的推板2215，推板2215为可伸缩的。

首先通过连接板3与下端板14的一端进行抵靠，之后通过第三直线驱动器2214控制两个卡接机构21之间的距离，最后通过第二直线驱动器221控制卡块2212的位置，使下端板14除分别被连接板3、卡接机构21以及卡板211进行夹持，使下端板14通过多点进行夹持，使装叠装置能够对不同型号的电堆1进行安装，连接轴2211是使整个安防夹持组件何为一体，使其各个部位对下端板14受到的力进行平摊。需要说明的是卡块2212为L型的，加强卡块2212对下端板14的支撑效果，凸块2213用于安装第三直线驱动器2214的，凸块2213还用于在电堆1压缩过程中与机架底端抵靠，从而防止压缩过程中螺纹杆43受到第一直线驱动器的推力导致崩断，需要说明的是第二直线驱动器221未画出电机42，仅画出了螺杆、导杆、导套以及与电机转动连接的螺纹筒。

连接轴2211以及连接杆212上均设置有多个均匀分布的辅撑块453，辅撑块453与连接杆212以及连接轴2211滑动连接，辅撑块453用于与下端板14抵靠。

安放夹持组件2通过辅撑块453增加与下端板14的接触面积，便于下端板14安放，需要说明的是辅撑块453与卡块2212等结构之间也可穿设有轴结构，进而加强安装夹持组件的支撑效果。

本实施例还公开一种氢燃料电池装叠装置的叠装方法，具体包括有以下步骤：

S1、操作者根据实际需要选择相应的下端板14：

S3、操作者根据下端板14的型号，调节卡接机构21上两个卡块2212的位置；

S3、操作者通过第二直线驱动器221以及第三直线驱动器2214调节卡块2212以及卡接机构21的位置，使连接板3、卡块2212以及卡板211均对下端板14进行夹持，完成下端板14的安装过程；

S4、操作者根据实际需要通过第一直线驱动器调节下端板14的高度：

S5、操作者根据实际需要通过电机42、螺纹杆43以及传动杆45调节下端板14的位置：

S6、操作车在下端板14上依次安放双极板12以及膜电极13进行装叠；

S61、操作者在堆叠过程中根据实际需要决定是否继续通过第一直线驱动器以及调节组件4控制下端板14的位置；

S7、操作者将上端板11安装在安放在双极板12以及膜电极13顶端并进行下压：

S8、操作者通过钢板将上端板11与下端板14连接以形成电堆1。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。