一种燃料电池单元的上下料设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种燃料电池单元的上下料设备，其包括GDL A料框、GDL B料框、搬运机械手、双极板料框、质子交换膜料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、产品输出机构以及控制器和视觉模块。搬运机械手具有用于抓取物料的装置；产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品，保护膜搬运机构用于将保护膜料框中的保护膜搬往产品输出机构，并将保护膜贴合在电池单元半成品上；视觉模块用于物料的角度检测。本实用新型专利技术提出的上下料设备，操作员只需将物料放入各料框后，设备即可自动进行物料抓取，物料搬运以及产品自动下料等操作。将其与点胶机结合能实现燃料电池单元的半自动化组装，有利于提高生产效率以及产品质量，降低了人工成本。人工成本。人工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池单元的上下料设备


[0001]本技术属于氢燃料电池生产
，尤其涉及一种燃料电池单元的上下料设备。

技术介绍

[0002]燃料电池是很有发展前途的新动力电源，燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极、正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。当氢气作为燃料电池的燃料时，其产物仅为水。与传统能源相比较，这种发电方式更为清洁。
[0003]本技术涉及的氢燃料电池包含双极板(如石墨板、金属板等)、阳极碳布、质子交换膜、阴极碳布和保护膜。
[0004]双极板位于外侧，作用是在燃料电池堆中对单电池进行隔离。
[0005]碳布即是气体扩散层(GDL)，GDL为燃料电池的心脏
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膜电极组(MEA)中一项不可或缺的物料，它扮演着MEA与双极板之间的沟通桥梁角色。碳布为多孔性透气物料，其主要作用有:支撑催化剂和膜结构，均匀分布气体，支撑整体结构。同时，气体扩散层又是气体、电子和产物水的通道。燃料在阳极碳布发生氧化反应，空气中的氧气在阴极碳布发生还原反应。中间部分为高分子电解质膜，电池内部的电荷传递是通过中间的离子导体一高分子电解质膜来完成的。
[0006]质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件，对电池性能起着关键作用。它不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。
[0007]保护膜的存在是为了防止膜电极被污染。
[0008]目前，在组装燃料电池单元的过程中，主要采用人工作业，但人工作业的方式生产效率不高，同时，需要消耗大量的人工，生产成本高。
[0009]为了能实现燃料电池单元的自动化生产，降低生产成本，提高生产效率，亟需一种燃料电池单元的上下料设备。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于提供一种燃料电池单元的上下料设备，旨在解决现有技术中采用人工方式组装燃料电池单元所存在的生产效率低以及生产成本高的问题。
[0011]本技术是这样实现的，一种燃料电池单元的上下料设备，包括GDLA料框、GDLB料框、搬运机械手、双极板料框、质子交换膜料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、产品输出机构以及控制器和视觉模块；
[0012]所述搬运机械手能在三维空间内多方向移动，其上具有用于抓取物料的装置，所
述搬运机械手用于将所述GDLA料框中的GDLA、GDLB料框中的GDL B、双极板料框中的双极板、质子交换膜料框中的质子交换膜搬运至点胶机的工作平台上，以及将组装好的电池单元半成品搬运至所述产品输出机构；
[0013]所述产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品；
[0014]所述保护膜搬运机构用于将所述保护膜料框中的保护膜搬往所述产品输出机构，并将保护膜贴合在电池单元半成品上；
[0015]所述控制器与保护膜搬运机构、搬运机械手以及产品输出机构电连接；
[0016]所述视觉模块用于物料的角度检测。
[0017]进一步的，所述搬运机械手用于抓取物料的装置包括用于吸附GDLA、GDL B和质子交换膜的真空吸板、用于吸紧双极板的真空吸盘以及用于抓取半成品的夹爪。
[0018]进一步的，所述搬运机械手上设置有校正装置，校正装置与相应的视觉模块组成视觉校正系统，所述控制器中存储有摆放正确的物料的参考信息；所述视觉模块与所述控制器电连接，所述控制器能将所述视觉模块采集到的图像信息与内部存储的参考信息作对比，当两个信息不一致时，所述控制器控制所述搬运机械手旋转，直至所述视觉模块采集到的图像信息与参考信息一致。
[0019]进一步的，所述双极板料框、GDLA料框、GDL B料框、质子交换膜料框以及保护膜料框均具有用于容纳物料的框体，并且，各料框还设置有宽度调节组件以及长度调节组件；其中，所述宽度调节组件包括位于框体两端位置的第一活动限位杆、第一固定限位杆以及第一紧固件，所述长度调节组件包括位于框体两侧的第二活动限位杆、第二固定限位杆以及第二紧固件；通过所述第一紧固件将所述第一活动限位杆紧固在不同的位置，以调节框体的宽度；通过所述第二紧固件将所述第二活动限位杆紧固在不同的位置，以调节框体的长度。
[0020]进一步的，所述双极板料框、GDLA料框、GDL B料框、质子交换膜料框以及保护膜料框的框体下方均安装有弹出结构，所述弹出结构包括气缸、导轨以及滑块，所述气缸的伸缩杆与所述框体的底部固定连接，所述导轨安装在所述框体底部，所述滑块位于所述框体下方，所述滑块嵌入在所述导轨上，当框体内的物料用完后，所述气缸的伸缩杆向外侧方向伸出，以带动所述框体向外弹出。
[0021]进一步的，所述双极板料框、GDLA料框、GDL B料框、质子交换膜料框以及保护膜料框的框体内部具有承托板，所述框体的底部具有穿孔，所述框体的下方设置有顶升装置，所述顶升装置的动力输出端伸入所述穿孔，并与所述承托板固定连接；所述顶升装置工作时，能带动所述承托板上升或下降。
[0022]进一步的，所述保护膜搬运机构包括吸取装置、中转平台以及搬运臂；所述吸取装置从保护膜料框中吸取一张保护膜放在所述中转平台上，所述搬运臂同时将中转平台上的保护膜吸起，并搬往下料输送机构，然后贴合在产品上。
[0023]进一步的，所述产品输出机构包括输送带以及能上下活动的顶起平台，所述输送带的内侧端为接料端，外侧端为出料端，所述顶起平台位于所述输送带接料端的正下方。
[0024]进一步的，所述上下料设备还包括用于检测物料是否重叠的检测装置，所述检测装置包括光发射器以及光接收器，所述光接收器与控制器电连接，所述控制器根据所述光接收器接收到的光线强度，判断搬运的物料是否重叠，若检测到物料重叠，所述控制器控制
相应的搬动机构将其上的物料搬运到回收料仓。
[0025]进一步的，所述上下料设备还包括用于回收质子交换膜之间隔膜的隔膜回收框以及隔膜搬运机构，所述隔膜回收框靠近所述质子交换膜料框，所述隔膜搬运机构用于将质子交换膜料框中的隔膜搬运至隔膜回收框中，所述隔膜搬运机构具有搬运臂，所述搬运臂的末端安装有多个用于吸附隔膜的吸盘。
[0026]本技术与现有技术相比，有益效果在于：
[0027]本技术提出的燃料电池单元的上下料设备，工人只需将物料放入各料框后，设备即可自动进行物料抓取，物料搬运以及产品自动下料等操作。将其与点胶机结合能实现燃料电池单元的半自动化组装，有利于提高生产效率以及产品质量，降低了人工成本。同时，采用机器自动化操作要比人工操作误差更小，产品质量更稳定，对氢燃料电池的进一步发展具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池单元的上下料设备，其特征在于，包括GDL A料框、GDL B料框、搬运机械手、双极板料框、质子交换膜料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、产品输出机构以及控制器和视觉模块；所述搬运机械手能在三维空间内多方向移动，其上具有用于抓取物料的装置，所述搬运机械手用于将所述GDL A料框中的GDL A、GDL B料框中的GDL B、双极板料框中的双极板、质子交换膜料框中的质子交换膜搬运至点胶机的工作平台上，以及将组装好的电池单元半成品搬运至所述产品输出机构；所述产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品；所述保护膜搬运机构用于将所述保护膜料框中的保护膜搬往所述产品输出机构，并将保护膜贴合在电池单元半成品上；所述控制器与保护膜搬运机构、搬运机械手以及产品输出机构电连接；所述视觉模块用于物料的角度检测。2.如权利要求1所述的上下料设备，其特征在于，所述搬运机械手用于抓取物料的装置包括用于吸附GDL A、GDL B和质子交换膜的真空吸板、用于吸紧双极板的真空吸盘以及用于抓取半成品的夹爪。3.如权利要求1所述的上下料设备，其特征在于，所述搬运机械手上设置有校正装置，所述校正装置与相应的视觉模块组成视觉校正系统，所述控制器中存储有摆放正确的物料的参考信息；所述视觉模块与所述控制器电连接，所述控制器能将所述视觉模块采集到的图像信息与内部存储的参考信息作对比，当两个信息不一致时，所述控制器控制所述搬运机械手旋转，直至所述视觉模块采集到的图像信息与参考信息一致。4.如权利要求1所述的上下料设备，其特征在于，所述双极板料框、GDL A料框、GDL B料框、质子交换膜料框以及保护膜料框均具有用于容纳物料的框体，并且，各料框还设置有宽度调节组件以及长度调节组件；其中，所述宽度调节组件包括位于框体两端位置的第一活动限位杆、第一固定限位杆以及第一紧固件，所述长度调节组件包括位于框体两侧的第二活动限位杆、第二固定限位杆以及第二紧固件；通过所述第一紧固件将所述第一活动限位杆紧固在不同的位置，以调节框体的宽度；通过所述第二紧固件将所述第二活动限位杆紧固在不同的位置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永强，许昌，
申请(专利权)人：苏州世椿新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：