一种燃料电池电堆自动堆叠装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池电堆自动堆叠装置与方法，所述堆叠装置包括：第一物料台装置，用于承载膜电极和双极板A；第二物料台装置，用于承载膜电极和双极板B；二次定位装置，用于承载堆叠托盘，在堆叠过程中，其带动所述托盘相对于水平面处于具有空间角的倾斜状态；第一堆叠机器人，设有机器人夹爪；所述第一堆叠机器人，用于带动所述机器人夹爪从所述第一物料台装置同时抓取膜电极和双极板A，并行检测和堆叠；第二堆叠机器人，用于带动所述机器人夹爪从所述第二物料台装置同时抓取膜电极和双极板B，并进行检测和堆叠。该装置和方法能够避免电堆堆叠失误、降低操作成本以及提高生产效率。产效率。产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆自动堆叠装置与方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是燃料电池电堆自动堆叠装置。本专利技术还涉及燃料电池电堆自动堆叠方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能源转换装置。由于采用纯氢作为燃料电池的燃料，反应产物只有水，可以实现零污染排放，并且燃料电池工作时不存在机械运动，噪音小，而且燃料电池的理论效率高、适用范围广，是21世纪应用前景最广阔的绿色动力系统。
[0003]氢燃料电池具有零污染、低噪音、高效率、适用广的优点，被广泛应用于固定电源、便携式电源、交通运输、航空航天、船舶动力等众多领域，具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。
[0004]燃料电池单电池可以产生约0.7V的输出电压，无法满足实际应用需求。一般需要将多个相同的单电池进行串联，其膜电极和双极板交替堆叠，形成一个燃料电池电堆，从而提供电力。
[0005]目前，燃料电池电堆堆叠方法多为手工堆叠，该方法在堆叠前需要手工安装物料导向限位装置，然后人工按照电堆堆叠的指定顺序逐片进行堆叠。膜电极、双极板等电堆核心工件需要堆叠数量较多，且相互位置匹配度要求高，对堆叠操作的精度、可重复性要求高，而人工堆叠操作过程存在操作繁琐、耗时长、调整困难等问题。因此需要一种避免电堆堆叠失误、降低操作成本以及提高生产效率的装置和方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能够避免电堆堆叠失误、降低操作成本以及提高生产效率的燃料电池电堆自动堆叠装置。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种采用所述燃料电池电堆自动堆叠装置进行堆叠的方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种燃料电池电堆自动堆叠装置，包括：
[0009]第一物料台装置，设有第一膜电极垫板和第一双极板垫板，所述第一膜电极垫板用于承载膜电极，所述第一双极板垫板用于承载双极板A；
[0010]第二物料台装置，设有第二膜电极垫板和第二双极板垫板，所述第二膜电极垫板用于承载膜电极，所述第二双极板垫板用于承载双极板B；
[0011]二次定位装置，用于承载堆叠托盘，在堆叠过程中，其带动所述托盘相对于水平面处于具有空间角的倾斜状态；
[0012]第一堆叠机器人，设有机器人夹爪；所述第一堆叠机器人用于带动所述机器人夹爪从所述第一物料台装置同时抓取膜电极和双极板A，并对膜电极和双极板A进行检测后，将膜电极和双极板A依次堆叠于所述托盘；
[0013]第二堆叠机器人，设有机器人夹爪；所述第二堆叠机器人用于带动所述机器人夹爪从所述第二物料台装置同时抓取膜电极和双极板B，并对膜电极和双极板B进行检测后，将膜电极和双极板B依次堆叠于所述托盘。
[0014]可选地，所述二次定位装置包括由下至上分层布置且相互间隔的底座、放置座、升降板和顶升板；所述底座与放置座之间设有支撑柱，所述放置座设有导向套，所述升降板通过导向轴安装于所述放置座，所述放置座的下方设有竖向布置的升降气缸，所述升降气缸用于带动所述升降板相对于所述放置座进行升降；所述升降板的下方设有顶升气缸，所述顶升板一侧的底部与所述升降板转动连接，所述顶升板另一侧的底部与所述顶升气缸的伸缩端相铰接，所述顶升气缸用于带动所述顶升板相对于所述升降板倾斜至设定角度。
[0015]可选地，所述升降气缸和顶升气缸在竖直方向上的投影相互错开，且所述放置座上设有供所述顶升气缸穿过的让位口。
[0016]可选地，所述升降气缸包括第一升降气缸和第二升降气缸，所述第一升降气缸和第二升降气缸在所述放置座的底部沿第一对角线方向布置，所述顶升板的转动连接部位和铰接部位在所述升降板的底部沿第二对角线方向布置，所述第一对角线方向与第二对角线方向在竖直方向上的投影呈“X”形。
[0017]可选地，所述顶升板的顶部设置有托盘定位机构。
[0018]可选地，所述托盘定位机构包括在所述顶升板的上表面沿对角线方向布置的两个第一定位块和沿另一对角线方向布置的两个第二定位块；所述两个第一定位块中的一个在顶部设有圆形定位销，另一个在顶部设有菱形定位销。
[0019]可选地，所述机器人夹爪包括吸盘支架和设于所述吸盘支架下表面的第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘用于以吸附的方式抓取膜电极，所述第二吸盘用于以吸附的方式抓取双极板A或双极板B。
[0020]可选地，所述吸盘支架呈“工”字形，所述第一吸盘设于所述吸盘支架的第一横向部分的下表面，所述第二吸盘设于所述第二横向部分的下表面。
[0021]可选地，所述吸盘支架的中部在背面设有连接柱，所述吸盘支架能够绕所述连接柱旋转180度，以使所述第一吸盘和第二吸盘在堆叠时分别依次对应于所述托盘的堆叠区域。
[0022]可选地，所述吸盘支架的侧端设置有固定扫码器，所述固定扫码器其用于在抓取过程中对工件进行扫码。
[0023]可选地，所述吸盘支架设有勾爪；所述勾爪用于插入随行夹具的球形手柄，从而自动关闭随行夹具的拉门。
[0024]可选地，所述吸盘支架设置有用于测量膜电极与双极板A或膜电极与双极板B之间高度差的激光测距传感器。
[0025]可选地，所述第一物料台装置和第二物料台装置均设有用于承载膜电极垫板的抬升支架和抬升机器人；所述抬升机器人用于驱动所述抬升支架进行升降，以弥补膜电极与双极板A或膜电极与双极板B之间的高度差，使膜电极与双极板A或膜电极与双极板B等高。
[0026]可选地，还包括视觉检测装置；所述视觉检测装置设置有相机，以对机器人抓取的工件进行检测和/或拍照定位。
[0027]可选地，还包括标定装置；所述标定装置用于对所述第一堆叠机器人和第二堆叠
机器人进行原点标定，以规划所述第一堆叠机器人和第二堆叠机器人的轨迹。
[0028]为实现上述另一目的，本专利技术提供一种燃料电池电堆自动堆叠方法，采用上述任一项所述燃料电池电堆自动堆叠进行堆叠，包括：
[0029]S1：将膜电极和双极板A上料至第一物料台装置，将膜电极和双极板B上料至第二物料台装置；
[0030]S2：二次定位装置进行动作，带动堆叠托盘相对于水平面处于具有空间角的倾斜状态；
[0031]S3：第二堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极和双极板B进行抓取；
[0032]S4：第二堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极和双极板B进行检测和堆叠；
[0033]S5：第一堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极和双极板A进行抓取；
[0034]S6：第一堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极和双极板A进行检测和堆叠；
[0035]S7：重复所述步骤S3
‑
步骤S6；
[0036]S8：第二堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极进行抓取；
[0037]S9：第二堆叠机器人带动机器人夹爪对膜电极进行检测和堆叠；
[0038]S10：二次定位装置复位，使托盘处于水平状态。
[0039]进一步地，所述步骤S3中，所述机器人夹爪上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，包括：第一物料台装置，设有第一膜电极垫板和第一双极板垫板，所述第一膜电极垫板用于承载膜电极，所述第一双极板垫板用于承载双极板A；第二物料台装置，设有第二膜电极垫板和第二双极板垫板，所述第二膜电极垫板用于承载膜电极，所述第二双极板垫板用于承载双极板B；二次定位装置，用于承载堆叠托盘，在堆叠过程中，其带动所述托盘相对于水平面处于具有空间角的倾斜状态；第一堆叠机器人，设有机器人夹爪；所述第一堆叠机器人用于带动所述机器人夹爪从所述第一物料台装置同时抓取膜电极和双极板A，并对膜电极和双极板A进行检测后，将膜电极和双极板A依次堆叠于所述托盘；第二堆叠机器人，设有机器人夹爪；所述第二堆叠机器人用于带动所述机器人夹爪从所述第二物料台装置同时抓取膜电极和双极板B，并对膜电极和双极板B进行检测后，将膜电极和双极板B依次堆叠于所述托盘。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述二次定位装置包括由下至上分层布置且相互间隔的底座、放置座、升降板和顶升板；所述底座与放置座之间设有支撑柱，所述放置座设有导向套，所述升降板通过导向轴安装于所述放置座，所述放置座的下方设有竖向布置的升降气缸，所述升降气缸用于带动所述升降板相对于所述放置座进行升降；所述升降板的下方设有顶升气缸，所述顶升板一侧的底部与所述升降板转动连接，所述顶升板另一侧的底部与所述顶升气缸的伸缩端相铰接，所述顶升气缸用于带动所述顶升板相对于所述升降板倾斜至设定角度。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述升降气缸和顶升气缸在竖直方向上的投影相互错开，且所述放置座上设有供所述顶升气缸穿过的让位口。4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述升降气缸包括第一升降气缸和第二升降气缸，所述第一升降气缸和第二升降气缸在所述放置座的底部沿第一对角线方向布置，所述顶升板的转动连接部位和铰接部位在所述升降板的底部沿第二对角线方向布置，所述第一对角线方向与第二对角线方向在竖直方向上的投影呈“X”形。5.根据权利要求2所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述顶升板的顶部设置有托盘定位机构。6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述托盘定位机构包括在所述顶升板的上表面沿对角线方向布置的两个第一定位块和沿另一对角线方向布置的两个第二定位块；所述两个第一定位块中的一个在顶部设有圆形定位销，另一个在顶部设有菱形定位销。7.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述机器人夹爪包括吸盘支架和设于所述吸盘支架下表面的第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘用于以吸附的方式抓取膜电极，所述第二吸盘用于以吸附的方式抓取双极板A或双极板B。8.根据权利要求7所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述吸盘支架呈“工”字形，所述第一吸盘设于所述吸盘支架的第一横向部分的下表面，所述第二吸盘设于所述第二横向部分的下表面。
9.根据权利要求8所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述吸盘支架的中部在背面设有连接柱，所述吸盘支架能够绕所述连接柱旋转180度，以使所述第一吸盘和第二吸盘在堆叠时分别依次对应于所述托盘的堆叠区域。10.根据权利要求7所述的燃料电池电堆自动堆叠装置，其特征在于，所述吸盘支架的侧端设置有固定扫码器，所述固定扫码器用于在抓取过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛佳诚，何健，张剑石，黄炳财，许正武，林昌建，
申请(专利权)人：上海捷氢科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：