电堆组装用卧式压力机的制作方法

1.本发明公开涉及压力机的技术领域，尤其涉及一种电堆组装用卧式压力机。


背景技术：

2.电堆是由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。而燃料电池用电堆是通过将双极板与膜电极交替叠合，在各单体之间嵌入密封件，经前、后道端板压紧后用螺杆紧固拴牢构成。
3.在电堆组装时，需要采用压力机进行前、后端板以及前、后端板之间双极板、膜电极以及密封件的压紧组装作业。现有的电堆组装用压力机均为立式压力机，在进行电堆组装时，需要将待组装的双极板、膜电极以及密封件逐一进行交替层叠放置，但随着放置个数的增加，其对应的高度也在不断的提高，难度系数逐步提升，容易出现相邻的双极板、膜电极或密封件之间存在位移偏差，影响电堆组装的精度和质量。此外，由于后期双极板、膜电极以及密封件的放置高度较高，会导致速度的降低，存在组装效率慢等问题。
4.因此，如何研发一种新型的压力机，以解决上述问题，成为人们亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提供了一种电堆组装用卧式压力机，以解决现有的立式压力机，存在电堆的组装精度低、速度慢等问题。
6.本发明提供的技术方案，具体为，一种电堆组装用卧式压力机，该压力机包括：底座、第一机架、第二机架、载物台、第一驱动装置、控制器以及两个成型夹紧部；
7.所述底座用于压力机的整体支撑；
8.所述第一机架固定安装在所述底座的上方，所述第一机架整体呈类u字型，由底板和两个立板一体成型构成，在每个所述立板上均设置有多个安装孔；
9.所述第二机架跨设于所述第一机架中底板的上方，且相对所述底板垂直设置；
10.所述载物台包括：移动基座、载物基板以及伸缩杆；
11.所述移动基座滑动设置于所述第二机架的上方；
12.所述载物基板位于所述移动基座的上方，且所述载物基板的一侧与所述移动基座的一侧铰接，在所述载物基板的上表面设置有向上延伸的外定位工装；
13.所述伸缩杆具有固定端和伸缩端，所述伸缩杆的固定端与所述移动基座固定连接，所述伸缩杆的伸缩端与所述载物基板固定连接；
14.所述第一驱动装置固定设置在所述第二机架上，且所述第一驱动装置的驱动端与所述载物台连接，在所述驱动装置的驱动下，所述载物台可沿着所述第二机架进行滑动；
15.两个所述成型夹紧部分别安装在所述第一机架中的两个立板上，且每个所述成型夹紧部均包括：夹紧工作台、第二驱动装置以及多个导向杆；
16.所述导向杆与所述第一机架中对应立板上的安装孔一一对应，每个所述导向杆均活动插设于对应的安装孔内；
17.所述夹紧工作台的一侧与所述导向杆的端部固定连接，所述夹紧工作台的另一侧设置有向外凸出的压头；
18.所述第二驱动装置固定设置在与所述第一机架中对应的立板上，且所述第二驱动装置的驱动端与所述夹紧工作台固定连接，在所述第二驱动装置的驱动下，所述夹紧工作台可沿着所述第一机架中的底板进行滑动；
19.所述控制器的输出端分别与所述伸缩杆的控制端、第一驱动装置的控制端以及所述第二驱动装置的控制端连接。
20.优选，所述电堆组装用卧式压力机，还包括：报警器，且在一个所述成型夹紧部中还设置有多个压力传感器以及四个红外线厚度测量装置；
21.多个所述压力传感器分别均布设置于所述夹紧工作台中的压头表面；
22.四个所述红外线厚度测量装置分别设置于所述工作台中的四角；
23.每个所述压力传感器的输出端和每个所述红外线厚度测量装置的输出端均与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述报警器的控制端连接。
24.进一步优选，每个所述成型夹紧部中还设置有用于检测所述夹紧工作台位移大小的位移传感器，所述位移传感器的输出端与所述控制器的输入端连接。
25.进一步优选，在所述第一机架中底板的上表面设置有由一个立板向另一个立板延伸的导轨，且在所述夹紧工作台的底部设置有与所述导轨配合的凹槽。
26.进一步优选，所述第二机架包括：顶板、两个支腿以及两个升降装置；
27.两个所述支腿分别设置在所述第一机架中底板的两侧；
28.所述升降装置与所述支腿一一对应，每个所述升降装置均固定安装在对应支腿内；
29.所述顶板设置在两个所述支腿的上方，且所述顶板的下表面与所述升降装置的驱动端固定连接。
30.进一步优选，所述升降装置为伺服升降机构。
31.进一步优选，在所述第二机架中顶板的上表面沿长度方向设置有导槽，在所述载物台中移动基座的下表面设置有与所述导槽配合的凸条。
32.进一步优选，所述第一驱动装置为气动驱动装置或伺服丝杠驱动装置。
33.本发明提供的电堆组装用卧式压力机，该压力机采用整体呈类u字形的第一机架，在第一机架的两个立板上分别安装成型夹紧部，在该第一机架中底板的上方垂直跨设有第二机架，在第二机架上滑动设置有载物台，待组装的双极板、膜电极以及密封件等依次放置在外定位工装内后，启动第一驱动装置，将载物台移动至两个成型夹紧部之间，通过同时移动两侧成型夹紧部对外定位工装中的待组装部件进行夹紧组装。
34.该压力机采用卧式结构，工作平台的高度大幅度降低，便于工作人员的封装操作，提高工作效率，而且为了配合该卧式结构，将载物台设计为一侧可升高、降低的可调结构，在进行双极板、膜电极以及密封件的放置时，可控制伸缩杆伸长将载物基板相对移动基座调整为0
°
～90
°
不同的倾斜状态，防止在进行双极板、膜电极以及密封件放置时发生偏倒，降低放置难度，提高工作效率，放置结束后可将载物基板调至水平或者带角度滑动至两个成型夹紧部之间的成型区后再调至水平，最后通过两个成型夹紧部进行夹紧成型。
35.本发明提供的电堆组装用卧式压力机，具有结构简单、设计合理、使用方便、工作
效率高、组装质量好等优点。
36.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
37.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明公开实施例提供的一种电堆组装用卧式压力机的侧视结构示意图；
40.图2为本发明公开实施例提供的一种电堆组装用卧式压力机的俯视结构示意图。
具体实施方式
41.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
42.为了解决现有的立式压力机，存在电堆的组装精度低、速度慢等问题，本实施方案提供了一种电堆组装用卧式压力机，参见图1、图2，该压力机主要由底座1、第一机架2、第二机架3、载物台4、第一驱动装置、控制器以及两个成型夹紧部5组成，其中，底座1用于压力机的整体支撑，第一机架2固定安装在底座1的上方，该第一机架2整体呈类u字型，由底板和两个立板一体成型构成，在每个立板上均设置有多个安装孔；第二机架3跨设于第一机架2中底板的上方，且相对底板垂直设置；载物台4主要由移动基座41、载物基板42以及伸缩杆43构成，其中，移动基座41滑动设置于第二机架3的上方，载物基板42位于移动基座41的上方，且载物基板42的一侧与移动基座41的一侧铰接，在载物基板42的上表面设置有向上延伸的外定位工装421，伸缩杆43具有固定端和伸缩端，伸缩杆43的固定端与移动基座41固定连接，伸缩杆43的伸缩端与载物基板42固定连接，第一驱动装置固定设置在第二机架3上，且第一驱动装置的驱动端与载物台4连接，在驱动装置的驱动下，载物台4可沿着第二机架3进行滑动；两个成型夹紧部5分别安装在第一机架2中的两个立板上，且每个成型夹紧部5均由夹紧工作台52、第二驱动装置53以及多个导向杆51构成，导向杆51与第一机架2中对应立板上的安装孔一一对应，每个导向杆51均活动插设于对应的安装孔内；夹紧工作台52的一侧与导向杆51的端部固定连接，夹紧工作台52的另一侧设置有向外凸出的压头521；第二驱动装置53固定设置在与第一机架2中对应的立板上，且第二驱动装置53的驱动端与夹紧工作台52固定连接，在第二驱动装置53的驱动下，夹紧工作台52可沿着第一机架2中的底板进行滑动；控制器的输出端分别与伸缩杆43的控制端、第一驱动装置的控制端以及第二驱动装置53的控制端连接。其中第二驱动装置53可以液压缸，通过液压缸中伸缩杆的伸长和收缩实现载物台的驱动。
43.上述卧式压力机的具体工作过程为：在使用该压力机进行电堆组装时，通过第一
驱动装置的驱动，将载物台沿着第二机架从两个成型夹紧部之间的成型区，移动至第二机架的端部，然后通过控制伸缩杆的伸长，将载物基板调成一侧高一侧低的倾斜状，具体的倾斜角度可以根据实际的需要进行选择，当角度调整结束后，开始向载物基板上的外定位工装内依次放入端板、双极板、膜电极以及密封件等，直至所有的组装部件放置结束后，通过控制伸缩杆收缩，将载物基板调整至水平状态后，通过第一驱动装置将载物台整体沿着第二机架移动到两个成型夹紧部之间的成型区，或者直至所有的组装部件放置结束，通过第一驱动装置将载物台整体沿着第二机架移动到两个成型夹紧部之间的成型区后，再控制伸缩杆收缩，将载物基板调整到水平状态，最后同步控制两个成型夹紧部中的第二驱动装置，推动两个夹紧工作台沿着第一机架中的底板向载物台相向移动，直至两个夹紧工作台上的压头分别与前端板和厚端板相抵，继续控制第二驱动装置继续相向驱动，直至达到预设要求后，保压一段时间，使得电堆的前后端板分别紧固在电堆的四周后，控制两个第二驱动装置回移撤压，将电堆从外定位工装中取出，组装完成。
44.采用本实施方案提供的卧式压力机进行电堆成型，操作简单，可完成大组装力的电堆组装，组装效率高，通过外定位工装的使用可保证电堆组件的对正，有利于保证电堆质量，组装后的电堆，由于前端板和后端板的四周封装时承受到很大的组装力，不易变型，封装的前、后端板沿电堆四周施加组装力，相对于螺杆或捆绑带等，更利于组装力的均匀分配。
45.为了进一步提高该卧式压力机组装后电堆的精度和质量，作为技术方案的改进，参见图1，在该卧式压力机中还设置有报警器6，且在一个成型夹紧部5中还设置有多个压力传感器以及四个红外线厚度测量装置，上述多个压力传感器分别均布设置于夹紧工作台52中的压头521表面，四个红外线厚度测量装置分别设置于工作台52中的四角，且每个压力传感器的输出端和每个红外线厚度测量装置的输出端均与控制器的输入端连接，控制器的输出端与报警器6的控制端连接。
46.其中，多个压力传感器的设置，主要是为了进行压头各点的压力值检测，并将检测的压力值发送到控制器上，如果控制器通过比较发现他们之间的差值大小超过阈值，说明该压头上的力度不均存在问题，此时，控制器控制报警器进行报警，需要人员进行检修，优选，还可以在该压力机中设置一个显示器，各压力传感器的输出端均与显示器进行显示，显示各压力传感器检测的压力值，更为直观的了解压头各点的压力值；而红外线厚度测量装置的设置是为了实现对四角的厚度进行检测，检测后的厚度发送到控制器中，控制器将检测的厚度值分别进行比较作差，当超出阈值时，说明组装件存在问题，控制器控制报警器报警，提醒组装人员进行检查，降低废品率，提高组装质量，同样当有显示器时，个红外线厚度测量装置的输出端均与显示器的输入端连接。
47.为了进一步提高精度，作为技术方案的改进，在每个成型夹紧部5中还设置有用于检测夹紧工作台52位移大小的位移传感器，该位移传感器的输出端与控制器的输入端连接，控制器实时接收两个位移传感器检测的位移信息，当二者检测的竖直不一致时，可通过控制器进行两个第二控制器的控制，实现二者的同步运动。
48.为了实现夹紧工作台52相对第一机架2中底板滑动的稳定性，作为技术方案的改进，参见图2，在第一机架2中底板的上表面设置有由一个立板向另一个立板延伸的导轨21，且在夹紧工作台52的底部设置有与导轨21配合的凹槽。
49.上述实施方案中第二机架3可设计为高度可调的形式，进而实现压头对于组装电堆的准确定位压紧，提高组装质量，参见图1、图2，该第二机架3由顶板31、两个支腿32以及两个升降装置构成，其中，两个支腿32分别设置在第一机架2中底板的两侧，升降装置与支腿32一一对应，每个升降装置均固定安装在对应的支腿32内，顶板31设置在两个支腿32的上方，且顶板31的下表面与升降装置的驱动端固定连接。
50.通过两个升降装置的设置，可通过控制两个升降装置的升降状态实现顶板以及其上方载物台的高度调整，以实现压头与载物台上待组装电堆的精确对准。
51.其中，上述的升降装置可采用现有任意的升降结构，例如，市购的伺服升降机构。
52.为了提高载物台在第二机架上移动平稳性的顺畅性，作为技术方案的改进，在第二机架3中顶板31的上表面沿长度方向设置有导槽311，在载物台4中移动基座41的下表面设置有与导槽311配合的凸条。
53.进行载物台驱动的第一驱动装置可以采用多种结构，只要能够实现载物台驱动的目的即可，例如，现有市购的气动驱动装置或伺服丝杠驱动装置。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
55.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。