一种用于电堆装配的装置的制作方法

1.本实用新型涉及氢燃料电池领域，具体涉及一种用于氢燃料电池电堆装配的装置。


背景技术：

2.氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池对环境无污染，整个循环不产生有害物质。氢燃料电池直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能的中间变换，能量转化率高，在发电和汽车等领域有广阔的应用前景。
3.氢燃料电池电堆由端板、绝缘板、集流板、单电池(包含双极板和膜电极)组成，它们之间通过压紧力被组装到一起。电堆装配装置对电堆的性能、稳定性、气密性等有重要影响。现有的电堆装配装置存在装配效率低、定位不准、无法保证电堆质量一致性等问题。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本实用新型提出一种用于电堆装配的装置。
5.本实用新型所采用的技术解决方案是：
6.一种用于电堆装配的装置，包括加压装置、电堆运输装置和组装治具，所述加压装置包括底座，在底座的上方设置有龙门架，在龙门架的顶部设置有用于压紧电堆的气缸或液压缸；
7.所述组装治具包括下支撑板，在下支撑板的上方装配有电堆；
8.电堆压紧时，组装治具处于龙门架的正下方，所述气缸或液压缸的缸杆与上压板相连接，上压板与下支撑板呈平行布置；
9.所述电堆运输装置包括工作台，工作台的台面呈长条形，台面穿过龙门架的内部，在台面的两端设置有支撑腿；在台面的上方设置有用于携带组装治具的运输支架，以及用于带动运输支架沿台面来回移动的驱动装置；
10.所述运输支架包括呈长方形的固定板，在固定板的四角处设置有竖直支撑柱，在竖直支撑柱的底部设置有滑轮，在台面的两侧沿其长度方向设置有与滑轮相配合的导轨；在固定板上还设置有用于控制组装治具升降的吊具；
11.所述吊具包括垂向布置的吊杆，吊杆的顶端与竖向布置的驱动杆铰接，驱动杆的顶部设置有蜗杆机构，在台面的上方且沿其长度方向设置有转动杆，在转动杆上设置有与蜗杆机构相配合的涡轮机构，转动杆转动时通过涡轮机构与蜗杆机构的配合带动驱动杆上下移动；在吊杆的底端设置有定位抓手，在定位抓手上设置有插头，在下压板的两侧设置有插接件，在插接件上设置有与插头相配合的插孔；
12.所述驱动装置包括电机、驱动齿轮、从动齿轮、履带和卡板，电机的转轴与驱动齿轮传动连接，驱动齿轮和从动齿轮分别位于台面的两端，履带套在驱动齿轮和从动齿轮上，
且履带处于台面的一侧，所述卡板的一端与履带固定连接，卡板的另一端与靠近履带的竖直支撑柱固定连接。
13.优选的，所述龙门架包括两个立柱，该两个立柱安装于底座的两端，在两立柱的顶端设置有连接横梁，在两立柱的上端之间还设置有横向连接块，所述气缸或液压缸的缸体固定在横向连接块和连接横梁上。
14.优选的，在连接横梁和/或上压板上设置有用以测量或传递压力载荷的传感器件；在其中一个立柱上设置有电控盒。
15.优选的，在下支撑板的四角处设置有竖向布置的导向柱，在上压板的底部四角处设置有与导向柱相配合的导向套。
16.优选的，在下支撑板的左端设置有左侧限位杆，在下支撑板的右端设置有右侧限位杆，在下支撑板的背侧沿下支撑板的长度方向间隔设置有多个背侧限位杆。
17.优选的，在下支撑板上还设置有用于穿过电堆的定位导杆。
18.优选的，在下支撑板的上部且沿下支撑板的宽度方向间隔设置有第一凹槽，在上压板的底部正对第一凹槽的位置处设置有第二凹槽。
19.优选的，在下支撑板的后侧间隔设置有两根竖向布置的靠背支撑杆，靠背支撑杆的底部与下支撑板可拆卸连接，靠背支撑杆的顶部与上压板可拆卸连接。
20.优选的，所述靠背支撑杆与下支撑板和上压板均采用螺钉连接，在下支撑板和上压板的侧面上下均设置有螺纹孔。
21.优选的，电堆压紧后通过穿过电堆的多根螺杆，并在螺杆的两端拧紧螺母固定；或采用绑带捆绑固定。
22.本实用新型的有益技术效果是：
23.(1)本实用新型设计了电堆运输装置，可实现电堆的同步堆叠、交替压紧，极大提高了装配效率，同时节约了生产成本；而且运输装置操作简单，节省人工劳动时间。
24.(2)本实用新型通过导向柱与导向套的配合设置，可起到压紧导向的作用，同时配合左侧限位杆、右侧限位杆、多个背侧限位杆和穿过电堆的定位导杆，可对电堆起到精准限位的作用，实现电堆的内外准确定位，使得单电池不易发生错位，电堆装配质量高，操作便捷。
25.(3)本实用新型通过第一凹槽和第二凹槽的结构设置，可方便电堆压紧后穿过锁紧螺杆时，螺杆两端螺母的拧紧固定，当然也可方便电堆压紧后采用绑带捆绑固定。
26.(4)本实用新型通过靠背支撑杆的可拆卸连接设置，可在必要时将其与上压板通过螺钉连接，从而可起到支撑较重上压板的作用，便于上压板的拆卸与不同型号之间的更换。
附图说明
27.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
28.图1为本实用新型的结构原理示意图；
29.图2为本实用新型的另一状态视图，图中示出运输支架准备运送左侧电堆的状态；
30.图3为本实用新型的第三状态视图，图中示出运输支架将左侧电堆运送至压紧位置，且运输支架退回至左侧原位的状态；
31.图4为本实用新型中组装治具的结构原理示意图；
32.图5为图3的左侧结构示意图，主要示出运输支架的结构。
具体实施方式
33.结合附图，一种用于电堆装配的装置，包括加压装置、电堆运输装置和组装治具。所述加压装置包括底座1，在底座1的上方设置有龙门架2，在龙门架2的顶部设置有用于压紧电堆的液压缸3。所述组装治具包括下支撑板4，在下支撑板的上方装配有电堆5。电堆压紧时，组装治具处于龙门架的正下方，所述液压缸的缸杆与上压板6相连接，上压板6与下支撑板4呈平行布置。所述电堆运输装置包括工作台7，工作台的台面701呈长条形，台面穿过龙门架的内部，在台面的两端设置有支撑腿702。在台面的上方设置有用于携带组装治具的运输支架8，以及用于带动运输支架沿台面来回移动的驱动装置。所述运输支架8包括呈长方形的固定板801，在固定板801的四角处设置有竖直支撑柱802，在竖直支撑柱的底部设置有滑轮803，在台面的两侧沿其长度方向设置有与滑轮相配合的导轨804。在固定板801上还设置有用于控制组装治具升降的吊具9。所述吊具9包括垂向布置的吊杆901，吊杆的顶端与竖向布置的驱动杆902铰接，驱动杆的顶部设置有蜗杆机构903，在台面的上方且沿其长度方向设置有转动杆10，在转动杆上设置有与蜗杆机构相配合的涡轮机构11，在转动杆的端部设置有转动圆盘12。转动杆10转动时通过涡轮机构11与蜗杆机构903的配合带动驱动杆上下移动。在吊杆901的底端设置有定位抓手904，在定位抓手上设置有插头905，在下压板的两侧设置有插接件13，在插接件上设置有与插头相配合的插孔1301。所述驱动装置包括电机14、驱动齿轮15、从动齿轮16、履带17和卡板18，电机14的转轴与驱动齿轮15传动连接，驱动齿轮15和从动齿轮16分别位于台面的两端，履带17套在驱动齿轮和从动齿轮上，且履带处于台面的一侧，所述卡板18的一端与履带固定连接，卡板的另一端与靠近履带的竖直支撑柱802固定连接。
34.上述吊具可设置两套，分别位于组装治具的左右两侧。该两套吊具的升降可通过同一转动杆10进行转动控制，从而也可实现两侧的同步升降。
35.本实用新型的工作过程大致如下：
36.可在工作台上放置两套组装治具，进行两个电堆的同步堆叠，交替压紧。当需要将左侧堆叠好的电堆进行压紧时，可先启动电机14，电机14通过驱动齿轮15等带动履带17运转，进而履带通过卡板18带动运输支架8沿导轨804移动至左侧堆叠好的电堆的正上方。然后通过转动圆盘12控制转动杆转动，进而通过涡轮机构11和蜗杆机构903带动吊杆901向下移动，使定位抓手上的插头905插入插接件上的插孔1301中固定。然后通过转动圆盘12控制转动杆反向转动，通过涡轮机构和蜗杆机构带动吊杆901向上移动，进而带动组装治具与工作台脱离。此时可通过电机带动履带17运作，进而通过运输支架8将组装治具携带至加压装置的正下方。再通过上述反向操作，将组装治具放置到工作台上，并通过电机带动运输支架8回到左侧位置，此时可对电堆进行压紧操作。当电堆压紧完成后，可通过运输支架8将组装治具从加压装置的下方移出。随后运输支架8可对工作台右侧组装好的电堆进行运送工作，将其运送到加压装置的下方进行压紧操作。
37.本实用新型通过电堆运输装置，可实现电堆的同步堆叠、交替压紧，极大提高了装配效率，同时节约了生产成本；而且运输装置操作简单，节省人工劳动时间。
38.作为对本实用新型的进一步设计，所述龙门架2包括两个立柱201，该两个立柱安装于底座1的两端，在两立柱的顶端设置有连接横梁202，在两立柱的上端之间还设置有横向连接块203，所述液压缸的缸体固定在横向连接块和连接横梁上。在连接横梁和/或上压板上设置有传感器件，用以测量或传递压力载荷。在其中一个立柱上设置有电控盒19，用于电机等的启动控制。
39.更进一步的，在下支撑板的四角处设置有竖向布置的导向柱20，在上压板的底部四角处设置有与导向柱相配合的导向套21。在下支撑板的左端设置有左侧限位杆22，在下支撑板的右端设置有右侧限位杆23，在下支撑板的背侧沿下支撑板的长度方向间隔设置有多个背侧限位杆24。在下支撑板上还设置有用于穿过电堆的定位导杆25，定位导杆比较细，直径约为5mm左右。本实用新型通过导向柱与导向套的配合设置，可起到压紧导向的作用，同时配合左侧限位杆、右侧限位杆、多个背侧限位杆和穿过电堆的定位导杆，可对电堆起到精准限位的作用，实现电堆的内外准确定位，使得单电池不易发生错位，电堆装配质量高，操作便捷。
40.进一步的，在下支撑板的上部且沿下支撑板的宽度方向间隔设置有第一凹槽26，在上压板的底部正对第一凹槽的位置处设置有第二凹槽27。电堆压紧后通过穿过电堆的多根螺杆28，并在螺杆的两端拧紧螺母固定；或采用绑带捆绑固定。本实用新型通过第一凹槽26和第二凹槽27的结构设置，可方便电堆压紧后穿过锁紧螺杆时，螺杆两端螺母的拧紧固定，当然也可方便电堆压紧后采用绑带捆绑固定。
41.更进一步的，在下支撑板的后侧间隔设置有两根竖向布置的靠背支撑杆29，靠背支撑杆29的底部与下支撑板4可拆卸连接，靠背支撑杆的顶部与上压板6可拆卸连接。所述靠背支撑杆与下支撑板和上压板的背面贴合设置，并采用螺钉30连接，在下支撑板和上压板的侧面上下均设置有螺纹孔31。本实用新型通过靠背支撑杆的可拆卸连接设置，可在必要时将其与上压板6通过螺钉连接，从而可起到支撑较重上压板6的作用，便于上压板的拆卸与不同型号之间的更换。
42.上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。