一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置的制作方法

本发明涉及氢燃料电池生产，具体是涉及一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置。

背景技术：

1、氢燃料电池电堆是发生电化学反应的场所，为燃料电池系统（或燃料电池发动机）的核心部分。氢燃料电池电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成。双极板与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经上、下端板压紧后用螺杆紧固或者用包扎钢带拴牢，即构成氢燃料电池电堆。

2、中国公开号为cn117790859b的专利公开一种氢燃料电池发动机自动化装配生产线，包括有机架、压实机构、搬运机构、螺钉装配机构和电堆本体，压实机构包括能够升降的压紧板，还包括限位机构，限位机构安装在压实机构的正下方，限位机构包括有抵触驱动组件、传动组件和抵触传动板，抵触传动板与机架滑动连接，抵触传动板的底部与下端板的顶部处于同一高度，抵触传动板的顶部与未压缩时的上端板的底部高度一致，传动组件与抵触驱动组件传动连接。本设备能够快速且自动化的实现电堆本体的装配工序，在压缩前先通过抵触传动板挤压双极板和膜电极的端部，保证双极板和膜电极在压缩前的位置摆放正确，能够自动实现锁定螺钉的装配工序。

3、上述装置虽然可以通过螺钉装配机构，将多个锁定螺钉依次穿插安装到上端板和下端板上，但是由于锁定螺钉较长，在长螺钉加工或运输时可能造成部分长螺钉出现一定轻微的弯曲，长螺钉出现偏差会造成上述螺钉装配机构无法稳定的将锁定螺钉安装到上端板和下端板上，导致需要更换影响工作效率，同时上端板和下端板的表面会受到长螺钉抵触容易出现损伤，影响产品质量。

技术实现思路

1、针对上述问题，提供一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，通过精准穿插锁紧装置可有效提高工作稳定性确保生产效率，同时确保生产质量。

2、为解决现有技术问题，本发明提供一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，包括安装在氢燃料电池生产线上的精准穿插锁紧装置，精准穿插锁紧装置包括对位辅助装置、工业机器人、螺钉锁紧装置和多段对位装置；对位辅助装置设有多个，且对称设置在氢燃料电池的两侧，对位辅助装置的工作端向上端板延伸，对位辅助装置用于辅助定位氢燃料电池上端板的安装孔；工业机器人设有多个，且对称设置在对位辅助装置的两侧；螺钉锁紧装置设有多个，均匀分布在工业机器人的活动端，螺钉锁紧装置用于安装长螺钉；多段对位装置设有多个，均匀分布在螺钉锁紧装置的下方，多段对位装置设有多个拼装引导套，多个拼装引导套均同轴设置，拼装引导套用于引导螺钉稳定穿过氢燃料电池的上端板和下端板。

3、优选的，对位辅助装置包括水平移动丝杆滑台，水平移动丝杆滑台上的活动端安装有对接框架，对接框架的一端设有拼接柱，对接框架远离拼接柱的一端设有拼接孔，对接框架的外壁设有多个辅助定位槽。

4、优选的，螺钉锁紧装置包括安装在工业机器人上的竖直移动丝杆滑台，竖直移动丝杆滑台的活动端安装有伸缩安装装置，伸缩安装装置的活动端安装有螺钉夹持装置和旋转锁紧装置。伸缩安装装置包括安装在竖直移动丝杆滑台活动端的固定安装轨，固定安装轨上安装有伸缩安装架，固定安装轨的内部还安装有第一直线驱动器，第一直线驱动器的输出端与伸缩安装架连接。

5、优选的，螺钉夹持装置包括安装在伸缩安装架上的夹持气缸，夹持气缸的夹持端安装有拼装限位夹持套。

6、优选的，拼装限位夹持套由两个半圆形夹持套组成，半圆形夹持套的内壁设有多个滑动滚珠，一个半圆形夹持套上设有引导孔，另一个半圆形夹持套上设有引导柱，引导柱与引导孔滑动连接。

7、优选的，旋转锁紧装置包括安装在伸缩安装架上的限位安装套，限位安装套设置在拼装限位夹持套的内部，限位安装套的内部安装有限位对接头，限位对接头上设有限位卡槽，限位对接头与限位安装套之间安装有推压弹簧，旋转锁紧装置还包括驱动限位安装套转动的旋转驱动器。

8、优选的，多段对位装置包括安装在工业机器人上的限位安装轨，限位安装轨的侧部设有限位对接条，限位安装轨上还设有上引导滑轨和下引导滑轨，上引导滑轨和下引导滑轨的内部均对称安装有多个滑动调节架，滑动调节架的一端安装有弹性复位机构，滑动调节架远离弹性复位机构的一端与拼装引导套连接，限位安装轨的内部还安装有多段调节板，多段调节板与弹性复位机构抵触，限位安装轨上还安装有第二直线驱动器，第二直线驱动器的输出端与多段调节板连接。

9、优选的，弹性复位机构包括安装在滑动调节架上的伸缩安装轨，伸缩安装轨的内部安装有复位推杆，复位推杆与伸缩安装轨之间安装有复位弹簧，伸缩安装轨的侧部设有抵触滚轮。

10、优选的，多段调节板上设有第一调节槽和第二调节槽。

11、优选的，拼装引导套由两个半圆形引导套组成，半圆形引导套的顶部设有引导斜角，半圆形引导套的底部设有限位延伸孔。

12、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

13、1、本发明通过精准穿插锁紧装置中的对位辅助装置、多段对位装置和对位辅助装置相互配合，能够将长螺杆实现对氢燃料电池上端板和下端板安装孔的精准定位。多个拼装引导套与上端板和下端板安装孔的安装孔同轴设置，有效引导长螺钉稳定穿过安装孔，避免了因长螺钉轻微弯曲或偏差导致的安装不稳定问题。这不仅提高了安装精度，还确保了氢燃料电池各组件之间的稳定连接，提升了产品的整体性能，同时稳定的装配确保了氢燃料电池组装的工作效率。

14、2、在以往现有组装设备的安装过程中，组装设备一般会将长螺钉直接向上端板的安装孔抵触，若是长螺钉存在偏差，会使长螺钉直接抵触上端板表面可能导致表面损伤，影响产品质量。而本发明中的多段对位装置设有拼装引导套，这些引导套在上端板上方有效辅助引导长螺钉，避免了直接抵触造成的损伤。同时，拼装引导套还能在螺钉穿过过程中提供稳定的支撑和引导，确保长螺钉顺利穿过上下端板，进一步提升了产品的外观质量。

15、3、本发明通过工业机器人的自动化操作，实现了长螺钉的快速、准确安装。相较于传统的人工安装方式，本装置不仅大幅提高了生产效率，还减少了人工操作的误差和疲劳。此外，由于拼装引导套能够确保长螺钉稳定穿插，避免了因偏差导致的安装失败和重复操作，从而降低了维护成本和生产损耗。

技术特征：

1.一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，包括安装在氢燃料电池生产线上的精准穿插锁紧装置，精准穿插锁紧装置包括对位辅助装置（1）、工业机器人（4）、螺钉锁紧装置（2）和多段对位装置（3）；

2.根据权利要求1所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，对位辅助装置（1）包括水平移动丝杆滑台（11），水平移动丝杆滑台（11）上的活动端安装有对接框架（12），对接框架（12）的一端设有拼接柱（14），对接框架（12）远离拼接柱（14）的一端设有拼接孔（15），对接框架（12）的外壁设有多个辅助定位槽（13）。

3.根据权利要求1所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，螺钉锁紧装置（2）包括安装在工业机器人（4）上的竖直移动丝杆滑台（21），竖直移动丝杆滑台（21）的活动端安装有伸缩安装装置（24），伸缩安装装置（24）的活动端安装有螺钉夹持装置（22）和旋转锁紧装置（23），伸缩安装装置（24）包括安装在竖直移动丝杆滑台（21）活动端的固定安装轨（241），固定安装轨（241）上安装有伸缩安装架（242），固定安装轨（241）的内部还安装有第一直线驱动器（243），第一直线驱动器（243）的输出端与伸缩安装架（242）连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，螺钉夹持装置（22）包括安装在伸缩安装架（242）上的夹持气缸（221），夹持气缸（221）的夹持端安装有拼装限位夹持套（222）。

5.根据权利要求4所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，拼装限位夹持套（222）由两个半圆形夹持套（223）组成，半圆形夹持套（223）的内壁设有多个滑动滚珠（224），一个半圆形夹持套（223）上设有引导孔（225），另一个半圆形夹持套（223）上设有引导柱（226），引导柱（226）与引导孔（225）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，旋转锁紧装置（23）包括安装在伸缩安装架（242）上的限位安装套（232），限位安装套（232）设置在拼装限位夹持套（222）的内部，限位安装套（232）的内部安装有限位对接头（233），限位对接头（233）上设有限位卡槽，限位对接头（233）与限位安装套（232）之间安装有推压弹簧（234），旋转锁紧装置（23）还包括驱动限位安装套（232）转动的旋转驱动器（231）。

7.根据权利要求1所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，多段对位装置（3）包括安装在工业机器人（4）上的限位安装轨（31），限位安装轨（31）的侧部设有限位对接条（313），限位安装轨（31）上还设有上引导滑轨（311）和下引导滑轨（312），上引导滑轨（311）和下引导滑轨（312）的内部均对称安装有多个滑动调节架（32），滑动调节架（32）的一端安装有弹性复位机构（33），滑动调节架（32）远离弹性复位机构（33）的一端与拼装引导套（36）连接，限位安装轨（31）的内部还安装有多段调节板（34），多段调节板（34）与弹性复位机构（33）抵触，限位安装轨（31）上还安装有第二直线驱动器（35），第二直线驱动器（35）的输出端与多段调节板（34）连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，弹性复位机构（33）包括安装在滑动调节架（32）上的伸缩安装轨（331），伸缩安装轨（331）的内部安装有复位推杆（332），复位推杆（332）与伸缩安装轨（331）之间安装有复位弹簧（333），伸缩安装轨（331）的侧部设有抵触滚轮（334）。

9.根据权利要求7所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，多段调节板（34）上设有第一调节槽（341）和第二调节槽（342）。

10.根据权利要求7所述的一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，其特征在于，拼装引导套（36）由两个半圆形引导套（361）组成，半圆形引导套（361）的顶部设有引导斜角（362），半圆形引导套（361）的底部设有限位延伸孔（363）。

技术总结本发明涉及氢燃料电池生产技术领域，具体是涉及一种具有精准对位功能的氢燃料电池的装堆装置，包括安装在氢燃料电池生产线上的精准穿插锁紧装置，精准穿插锁紧装置包括对位辅助装置、工业机器人、螺钉锁紧装置和多段对位装置；对位辅助装置设有多个，且对称设置在氢燃料电池的两侧；工业机器人设有多个，且对称设置在对位辅助装置的两侧；螺钉锁紧装置设有多个，均匀分布在工业机器人的活动端；多段对位装置设有多个，均匀分布在螺钉锁紧装置的下方，多段对位装置设有多个拼装引导套，多个拼装引导套均同轴设置，本发明可有效提高工作稳定性确保生产效率，同时确保生产质量。技术研发人员：雷浩,赵麒麟,高东青,田丙伦,田文筱,王飞受保护的技术使用者：协氢（上海）新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2