电堆捆绑装置的制作方法

1.本发明涉及金属件加工领域，特别涉及一种电堆捆绑装置。


背景技术：

2.氢燃料电池的电堆是将燃料通过电化学反应直接生成电能的装置，电堆由上端板、下端板、弹簧、弹簧盖板与以及多个燃料电池单体等组装而成，多个燃料电池单体叠设在上端板与下端板之间。
3.在氢燃料电池的生产加工过程中，需要采用绑带对电堆实施捆绑。绑带绕电堆一圈后，将绑带的两个端头相互焊接。然而，现有技术中，当绑带绕电堆一圈后，绑带的两个端头往往不能对齐搭接。


技术实现要素：

4.本发明提供一种电堆捆绑装置，提高绑带捆绑电堆后两个端头的重叠搭接的对准度，从而提高捆绑的牢固性。
5.本发明提供一种电堆捆绑装置，用于通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑，电堆具有相对的顶面、底面以及相对的第一侧面、第二侧面，电堆包括位于第一侧面与底面之间的第一底角、位于第二侧面与底面之间的第二底角、位于第一侧面与顶面之间的第一顶角、位于第二侧面与顶面之间的第二顶角，电堆捆绑装置包括：工作台，包括承载台板，承载台板能够承载位于捆绑工位的电堆以及绑带，绑带位于电堆底部并伸出于第一侧面、第二侧面；施压机构，安装于工作台上，施压机构能够向电堆的顶面施压；底部弯折机构，包括能够相对承载台板升降的第一弯折组件和第二弯折组件，第一弯折组件位于电堆的第一侧面所在侧，第二弯折组件位于电堆的第二侧面所在侧，第一弯折组件、第二弯折组件都包括弯折杆、弯折滚轮以及夹持件，弯折滚轮和夹持件安装于弯折杆朝向电堆的一侧，弯折滚轮位于夹持件上方，弯折滚轮能够与绑带接触，弯折滚轮从承载台板向上升起使得绑带在第一底角和第二底角处弯折形成对应的第一弯折部和第二弯折部，夹持件能够夹持绑带；顶部弯折机构，安装于工作台上，用于将绑带在第一顶角和第二顶角处弯折形成对应的第三弯折部和第四弯折部，并使得绑带相对的两个端头重叠形成重叠结构；焊接机构，安装于工作台上，用于对重叠结构焊接。
6.可选地，夹持件包括相对设置的两个夹爪，第一弯折组件、第二弯折组件都包括设置于弯折杆上的夹持驱动件，夹持驱动件与两个夹爪连接，夹持驱动件能够驱动两个夹爪相互靠近或远离。
7.可选地，两个夹爪中，至少一个夹爪朝向电堆的表面的顶部具有第一倒角结构。
8.可选地，底部弯折机构还包括升降组件、升降架以及升降驱动组件，升降组件设置于承载台板下方，升降组件具有导向部和相对导向部可升降运动的升降部，升降驱动组件与升降部传动连接以驱动升降部升降，第一弯折组件和第二弯折组件的弯折杆安装于升降架，升降架与升降组件的升降部连接。
9.可选地，升降组件包括第一丝杆组件，导向部包括第一丝杆组件中的第一丝杆，升降部包括第一丝杆组件中的第一丝杆螺母，升降驱动组件包括依次传动连接的第一电机、第一减速机、第一同步轮、第一同步带以及第二同步轮，第二同步轮与第一丝杆同轴连接，第一电机驱动第一丝杆转动使得第一丝杆螺母沿第一丝杆的轴向往复运动。
10.可选地，施压机构位于电堆上方，顶部弯折机构的数量为两个，两个顶部弯折机构相对设置于施压机构的相对两侧，每个顶部弯折机构包括平移驱动件、平移板以及弯折头，平移驱动件相对工作台固定，平移驱动件与平移板传动连接，使得平移驱动件能够驱动平移板沿平行于电堆的顶面的方向移动，弯折头与平移板固定连接且伸出于平移板，弯折头呈块状，两个顶部弯折机构的弯折头从电堆的外侧相向平移使得绑带在第一顶角和第二顶角处弯折形成对应的第三弯折部和第四弯折部。
11.可选地，在施压机构向电堆的顶面施压后，弯折头的弯折头底面与电堆的顶面之间的垂直距离等于绑带的厚度。
12.可选地，每个顶部弯折机构还包括往复驱动件、往复板以及导正组件，往复驱动件能够驱动往复板沿平行于平移板移动方向的方向移动，导正组件与往复板固定连接且伸出于往复板，导正组件包括相互平行的第一导正板和第二导正板，第一导正板、第二导正板分设于对应弯折头的相对两侧，第一导正板与第二导正板之间能够容纳绑带。
13.可选地，每个导正组件中第一导正板与第二导正板之间的间距为绑带的宽度加上0.1毫米至0.3毫米。
14.可选地，弯折头的弯折头底面位于第一导正板与第二导正板之间，弯折头的弯折头底面与第一导正板的第一导正板底面之间的垂直距离、弯折头的弯折头底面与第二导正板的第二导正板底面之间的垂直距离等于绑带的厚度。
15.可选地，第一导正板朝向第二导正板的表面、第二导正板朝向第一导正板的表面在远离往复板的一端分别具有第二倒角结构。
16.可选地，承载台板上具有并排设置的多个卡槽，每个卡槽能够容纳一个绑带，每个卡槽设有供第一弯折组件、第二弯折组件穿过的通孔。
17.根据本发明的电堆捆绑装置，底部弯折机构包括能够相对承载台板升降的第一弯折组件和第二弯折组件，第一弯折组件、第二弯折组件都包括弯折杆、弯折滚轮以及夹持件，弯折滚轮和夹持件安装于弯折杆朝向电堆的一侧，弯折滚轮位于夹持件上方，弯折滚轮能够与绑带接触，当第一弯折组件、第二弯折组件上升时，弯折滚轮从承载台板向上升起，弯折滚轮在第一底角和第二底角处压迫绑带，使得绑带在第一底角和第二底角处弯折形成对应的第一弯折部和第二弯折部，绑带形成第一弯折部和第二弯折部后，位于弯折滚轮下方的夹持件能够夹持绑带，使得绑带后续的形变过程始终在被夹持件的夹持限位下进行，降低绑带在弯折过程中的左右摆动，在绑带围绕电堆一整周后，绑带两个端头的重叠搭接的对准度更高，提高绑带对电堆捆绑后绑带的美观性，也提高对电堆捆绑的焊接牢固性。
附图说明
18.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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的施压阶段的原理示意图；图2为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的底部弯折阶段前的原理示意图；图3为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的底部弯折阶段后的原理示意图；图4为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的顶部弯折阶段中的原理示意图；图5为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的顶部弯折阶段后的原理示意图；图6为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的焊接阶段的原理示意图；图7本发明电堆捆绑装置一实施例的立体示意图；图8为本发明电堆捆绑装置一实施例中底部弯折机构的立体示意图；图9为本发明电堆捆绑装置一实施例中第一弯折组件的立体示意图；图10为本发明电堆捆绑装置一实施例中第一弯折组件的立体分解示意图；图11为本发明电堆捆绑装置一实施例中底部弯折机构对绑带弯折过程的一时间点的局部立体示意图；图12为本发明电堆捆绑装置一实施例中底部弯折机构对绑带弯折过程的另一时间点的局部立体示意图；图13为本发明电堆捆绑装置一实施例中顶部弯折机构的立体示意图；图14为本发明电堆捆绑装置一实施例对绑带完成顶部弯折后的局部立体示意图；图15为本发明电堆捆绑装置一实施例中弯折头与导正组件的截面示意图。
20.附图标记说明：100-工作台；110-承载台板；111-卡槽；1111-通孔；200-施压机构；300-底部弯折机构；310a-第一弯折组件；310b-第二弯折组件；311-弯折杆；312-弯折滚轮；313-夹持件；3131-第一倒角结构；314-夹持驱动件；320-升降组件；321-导向部；322-升降部；330-升降架；340-升降驱动组件；341-第一电机；342-第一减速机；343-第一同步轮；344-第一同步带；345-第二同步轮；400-顶部弯折机构；410-平移驱动件；420-平移板；430-弯折头；431-弯折头底面；440-往复驱动件；450-往复板；460-导正组件；461-第一导正板；4611-第一导正板底面；462-第二导正板；4621-第二导正板底面；463-第二倒角结构；500-焊接机构；800-绑带；810-第一弯折部；820-第二弯折部；830-第三弯折部；840-第四弯折部；850-重叠结构；900-电堆；910-顶面；920-底面；930-第一侧面；940-第二侧面；r1-第一底角；r2-第二底角；r3-第一顶角；r4-第二顶角。
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参阅附图做进一步说明。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
25.本发明实施例提供一种电堆捆绑装置，该电堆捆绑装置用于通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑。电堆为氢燃料电池的电堆，绑带可以是金属绑带，例如是钢带。图1至图6为本发明电堆捆绑装置一实施例通过绑带对位于捆绑工位的电堆实施捆绑的各个阶段的原理示意图。
26.如图1至图6，电堆900具有相对的顶面910、底面920以及相对的第一侧面930、第二侧面940，电堆900包括位于第一侧面930与底面920之间的第一底角r1、位于第二侧面940与底面920之间的第二底角r2、位于第一侧面930与顶面910之间的第一顶角r3、位于第二侧面940与顶面910之间的第二顶角r4。
27.如图1，在施压阶段，电堆捆绑装置通过施压机构向电堆900的顶面910向下缓慢施压，当施压至预设压力后，施压机构停止下压动作并保持对电堆900的压力。如图2和图3，接着，进行底部弯折阶段，在进行底部弯折前，绑带800位于电堆900底部并伸出于第一侧面930、第二侧面940，进行底部弯折时，电堆捆绑装置通过底部弯折机构作用于绑带800，使得绑带800在第一底角r1和第二底角r2处弯折形成对应的第一弯折部810和第二弯折部820。然后，如图4和图5，进行顶部弯折阶段，电堆捆绑装置通过顶部弯折机构作用于绑带800，在第一顶角r3、第二顶角r4中的一者处弯折，之后在第一顶角r3、第二顶角r4中的另一者处弯折，使得绑带800在第一顶角r3和第二顶角r4处弯折形成对应的第三弯折部830和第四弯折部840，并使得绑带800相对的两个端头重叠形成重叠结构850。然后，如图6，电堆捆绑装置通过焊接机构对重叠结构850焊接。这样绑带800围绕电堆900一整周后完成绑带800的焊接。
28.如图7，电堆捆绑装置可以包括工作台100、施压机构200、底部弯折机构300、顶部弯折机构400以及焊接机构500。
29.工作台100包括承载台板110，承载台板110能够承载位于捆绑工位的电堆900以及绑带800，当承载台板110上承载待加工的电堆900和绑带800时，绑带800位于电堆900底部
并伸出于第一侧面930、第二侧面940。施压机构200安装于工作台100上，施压机构200能够向电堆900的顶面910施压。
30.如图8，图8为本发明电堆捆绑装置一实施例中底部弯折机构的立体示意图，底部弯折机构300包括能够相对承载台板110升降的第一弯折组件310a和第二弯折组件310b。第一弯折组件310a位于电堆900的第一侧面930所在侧，第二弯折组件310b位于电堆900的第二侧面940所在侧。
31.如图9和图10，第一弯折组件310a、第二弯折组件310b都包括弯折杆311、弯折滚轮312以及夹持件313。弯折滚轮312和夹持件313安装于弯折杆311朝向电堆900的一侧，弯折滚轮312位于夹持件313上方。弯折滚轮312能够与绑带800接触，弯折滚轮312从承载台板110向上升起使得绑带800在第一底角r1和第二底角r2处弯折形成对应的第一弯折部810和第二弯折部820，夹持件313能够夹持绑带800。
32.顶部弯折机构400安装于工作台100上，顶部弯折机构400用于将绑带800在第一顶角r3和第二顶角r4处弯折形成对应的第三弯折部830和第四弯折部840，并使得绑带800相对的两个端头重叠形成重叠结构850。焊接机构500安装于工作台100上，焊接机构500用于对重叠结构850焊接。
33.根据本发明的电堆捆绑装置，底部弯折机构300包括能够相对承载台板110升降的第一弯折组件310a和第二弯折组件310b，第一弯折组件310a、第二弯折组件310b都包括弯折杆311、弯折滚轮312以及夹持件313，弯折滚轮312和夹持件313安装于弯折杆311朝向电堆900的一侧，弯折滚轮312位于夹持件313上方，弯折滚轮312能够与绑带800接触，当第一弯折组件310a、第二弯折组件310b上升时，弯折滚轮312从承载台板110向上升起，弯折滚轮312在第一底角r1和第二底角r2处压迫绑带800，使得绑带800在第一底角r1和第二底角r2处弯折形成对应的第一弯折部810和第二弯折部820，绑带800形成第一弯折部810和第二弯折部820后，位于弯折滚轮312下方的夹持件313能够夹持绑带800，使得绑带800后续的形变过程始终在被夹持件313的夹持限位下进行，降低绑带800在弯折过程中的左右摆动，在绑带800围绕电堆900一整周后，绑带800两个端头的重叠搭接的对准度更高，提高绑带800对电堆900捆绑后绑带800的美观性，也提高对电堆900捆绑的焊接牢固性。
34.如图11和图12，承载台板110上具有并排设置的多个卡槽111，每个卡槽111能够容纳一个绑带800。每个卡槽111设有供第一弯折组件310a、第二弯折组件310b穿过的通孔1111，从而便于第一弯折组件310a、第二弯折组件310b从承载台板110底部向上升起，进一步便于第一弯折组件310a、第二弯折组件310b作用于绑带800，使得绑带800在第一底角r1和第二底角r2处弯折形成对应的第一弯折部810和第二弯折部820。
35.如图9和图10，在一些实施例中，夹持件313包括相对设置的两个夹爪，第一弯折组件310a、第二弯折组件310b都包括设置于弯折杆311上的夹持驱动件314。夹持驱动件314例如是夹持气缸。夹持驱动件314与两个夹爪连接，夹持驱动件314能够驱动两个夹爪相互靠近或远离，从而实现对绑带800的稳定夹持。
36.在一些实施例中，两个夹爪中，至少一个夹爪朝向电堆900的表面的顶部具有第一倒角结构3131。当弯折滚轮312从承载台板110向上升起刚要接触绑带800时，第一倒角结构3131能够起到导向作用，使得绑带800正确且顺畅地导入两个夹爪之间，提高绑带800形成第一弯折部810和第二弯折部820的顺畅性。
37.如图8，在一些实施例中，底部弯折机构300还包括升降组件320、升降架330以及升降驱动组件340，升降组件320设置于承载台板110下方，升降组件320具有导向部321和相对导向部321可升降运动的升降部322，升降驱动组件340与升降部322传动连接以驱动升降部322升降，第一弯折组件310a和第二弯折组件310b的弯折杆311安装于升降架330，升降架330与升降组件320的升降部322连接。
38.在一些实施例中，升降组件320包括第一丝杆组件，导向部321包括第一丝杆组件中的第一丝杆，升降部322包括第一丝杆组件中的第一丝杆螺母，升降驱动组件340包括依次传动连接的第一电机341、第一减速机342、第一同步轮343、第一同步带344以及第二同步轮345，第二同步轮345与第一丝杆同轴连接，第一电机341驱动第一丝杆转动使得第一丝杆螺母沿第一丝杆的轴向往复运动。
39.如图7，在一些实施例中，施压机构200位于电堆900上方，顶部弯折机构400的数量为两个，两个顶部弯折机构400相对设置于施压机构200的相对两侧。
40.如图13，每个顶部弯折机构400包括平移驱动件410、平移板420以及弯折头430。平移驱动件410相对工作台100固定，平移驱动件410与平移板420传动连接，使得平移驱动件410能够驱动平移板420沿平行于电堆900的顶面910的方向移动。弯折头430与平移板420固定连接且伸出于平移板420，弯折头430呈块状，两个顶部弯折机构400的弯折头430从电堆900的外侧相向平移使得绑带800在第一顶角r3和第二顶角r4处弯折形成对应的第三弯折部830和第四弯折部840。
41.在一些实施例中，在施压机构200向电堆900的顶面910施压后，弯折头430的弯折头底面431与电堆900的顶面910之间的垂直距离等于绑带800的厚度。当弯折头430平移使得绑带800在第一顶角r3和第二顶角r4处弯折形成对应的第三弯折部830和第四弯折部840时，由于弯折头430的弯折头底面431与电堆900的顶面910之间的垂直距离等于绑带800的厚度，能够保证绑带800在第三弯折部830、第四弯折部840处以及绑带800在电堆900的顶面910处与电堆900紧密贴合，从而便于满足捆绑要求。
42.在一些实施例中，每个顶部弯折机构400还包括往复驱动件440、往复板450以及导正组件460。往复驱动件440能够驱动往复板450沿平行于平移板420移动方向的方向移动。导正组件460与往复板450固定连接且伸出于往复板450。导正组件460包括相互平行的第一导正板461和第二导正板462，第一导正板461、第二导正板462分设于对应弯折头430的相对两侧，第一导正板461与第二导正板462之间能够容纳绑带800。
43.如图14，在将要形成第三弯折部830、第四弯折部840时，首先两个顶部弯折机构400的往复驱动件440驱动导正组件460相向平移，使得导正组件460伸向电堆900的顶面910，当绑带800被弯折头430推动弯折时，弯折后的绑带800能够限位于第一导正板461与第二导正板462之间，实现绑带800在第一顶角r3和第二顶角r4处的弯折方向与弯折头430的前进方向平行，再次降低绑带800在弯折过程中的左右摆动，在绑带800围绕电堆900一整周后，绑带800两个端头的重叠搭接的对准度进一步提高，从而进一步提高绑带800对电堆900捆绑后绑带800的美观性，也进一步提高对电堆900捆绑的焊接牢固性。
44.如图15，在一些实施例中，每个导正组件460中第一导正板461与第二导正板462之间的间距为绑带800的宽度加上0.1毫米至0.3毫米。例如在本实施例中，每个导正组件460中第一导正板461与第二导正板462之间的间距为绑带800的宽度加上0.2毫米。通过将每个
导正组件460中第一导正板461与第二导正板462之间的间距设置为绑带800的宽度加上0.1毫米至0.3毫米，保证导正组件460对绑带800的限位处于合理范围内，保证绑带800两个端头的重叠搭接的对准度。
45.在一些实施例中，弯折头430的弯折头底面431位于第一导正板461与第二导正板462之间，弯折头430的弯折头底面431与第一导正板461的第一导正板底面4611之间的垂直距离、弯折头430的弯折头底面431与第二导正板462的第二导正板底面4621之间的垂直距离等于绑带800的厚度。
46.如图14，在一些实施例中，第一导正板461朝向第二导正板462的表面、第二导正板462朝向第一导正板461的表面在远离往复板450的一端分别具有第二倒角结构463。在将要形成第三弯折部830、第四弯折部840时，首先两个顶部弯折机构400的往复驱动件440驱动导正组件460相向平移，使得导正组件460伸向电堆900的顶面910，由于第一导正板461、第二导正板462具有第二倒角结构463，第二倒角结构463能够在第一导正板461、第二导正板462平移过程中将绑带800导入第一导正板461与第二导正板462之间，提高绑带800限位于第一导正板461与第二导正板462之间时的顺畅性。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。