堆叠装置的制作方法

本实用新型实施例涉及生产设备技术领域，尤其涉及一种堆叠装置。

背景技术：

燃料电池是在电解质层的两侧包括空气电极层和燃料电极层的发电装置，由于单个燃料电池产生电压低，所以通常将多个单电池堆叠组合在一起以增加提高电压。燃料电池堆是通过燃料电池中的氢与氧之间的电化学反应生成电能的发电装置，包括多个燃料电池，可应用在燃料电池车辆中。目前制造燃料电池堆常用的堆叠方式是人工手动搬运堆叠或者是人工与单工位配合组装，由于单块新能源电池较重，人工长时间搬运劳动强度较大，导致搬运效率较低，人工成本高。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种堆叠装置，用以解决现有的燃料电池堆生产制造效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种堆叠装置，包括自动上料机构、升降机构及移料翻转机构，所述自动上料机构与所述移料翻转机构位于所述升降机构的不同侧，所述升降机构包括丝杠单元及安装在所述丝杠单元上的底板，所述底板在所述丝杠单元的作用下直线往复运动，所述自动上料机构用于将燃料电池移放在所述底板上，所述移料翻转机构用于将所述底板上堆叠的燃料电池移送至下一工位。

其中，还包括底座，所述升降机构固定安装在所述底座上，所述移料翻转机构滑动安装在所述底座上，所述自动上料机构位于所述底座外。

其中，所述升降机构包括框体，所述框体内顺次安装有多个所述底板，在每个所述底板上安装有至少一个所述丝杠单元，所述底座上沿多个所述底板的排列方向设有第一滑轨，在所述第一滑轨上滑动安装有中间件，所述中间件上设有第二滑轨，所述第二滑轨的延伸方向与所述第一滑轨的延伸方向垂直，所述移料翻转机构可滑动安装在所述第二滑轨上。

其中，所述第一滑轨和所述第二滑轨上分别安装有用于检测所述移料翻转机构是否滑动到位的检测单元。

其中，所述框体相对于所述移料翻转机构的一侧安装有推料组件，所述推料组件包括固定安装于所述框体的推料驱动装置及与所述推料驱动装置相连的推板，在所述推料驱动装置的推动下，所述推板将所述底板上堆叠好的燃料电池组推向所述移料翻转机构。

其中，所述移料翻转机构包括框架、插板及输送组件，所述框架滑动安装在底座上，所述输送组件可转动地安装在所述框架上，所述底板上设有多个插槽，所述插板朝向所述底板的一端设有多个与所述插槽相适配的插齿，所述插板的另一端固定安装在所述输送组件的一端。

其中，所述插板的延伸方向与所述输送组件的输送方向垂直。

其中，所述输送组件包括传送框、两个传送辊、传送带及输送电机，所述插板固定安装在所述传送框底部，两个所述传送辊均转动安装于所述传送框，两个所述传送辊通过所述传送带相连，所述输送电机固定于所述传送框一侧，所述输送电机的输出轴与其中一个所述传送辊相连。

其中，所述移料翻转装置还包括伺服电机，所述输送组件通过传动轴与所述框架转动连接，所述传动轴的一个端部与所述伺服电机相连。

其中，所述自动上料机构包括机械手及压紧单元，所述机械手的端部安装有用于吸取燃料电池的磁力吸盘，所述压紧单元用于按压所述机械手放置在所述底板上的燃料电池。

(三)有益效果

本实用新型提供的堆叠装置，通过自动上料机构自动搬运燃料电池，在层层堆放过程中底板在丝杠单元作用下直线下移，堆放好的燃料电池堆通过移料翻转机构即可移送到下一工位，整个操作过程中无需人工搬运，降低人力成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例堆叠装置中升降机构和移料翻转机构的立体图；

图2为本实用新型实施例自动上料机构中机械手的立体图；

图3为本实用新型实施例升降机构和移料翻转机构的另一立体图；

图4为本实用新型实施例移料翻转机构的立体图；

图5为本实用新型实施例升降机构的立体图；

图6为本实用新型实施例推料组件的立体图。

图中：100、自动上料机构；110、机械手；111、吸盘；120、压紧单元；121、气液增压缸；122、压板；123、固定板；124、通孔；200、升降机构；210、丝杠单元；211、丝杆驱动装置；212、丝杆；213、螺接件；220、底板；221、插槽；230、框体；231、安装板；232、立杆；240、推料组件；241、推料驱动装置；242、推板；300、移料翻转机构；310、框架；320、插板；321、插齿；330、输送组件；331、传送框；332、传送辊；333、传送带；334、输送电机；340、传动轴；350、伺服电机；361、传感器；362、感应片；400、底座；500、第一滑轨；501、中间件；502、第二滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例中的堆叠装置，如图1和图2所示，包括自动上料机构100、升降机构200及移料翻转机构300，自动上料机构100和移料翻转机构300位于升降机构200的不同侧，升降机构200包括丝杠单元210及安装在丝杠单元210上的底板220，底板220在丝杠单元210的作用下直线往复运动，自动上料机构100用于将燃料电池移放在底板220上，移料翻转机构300用于将底板220上堆叠的燃料电池移送至下一工位。

使用时，升降机构200中的底板220用于承托自动上料机构100移送来的燃料电池，随着燃料电池的堆放，底板220在丝杠单元210的作用下不断下移以腾出空间供自动上料机构100继续堆放燃料电池，当在底板220堆放的燃料电池堆放到需要的燃料电池堆规格时，移料翻转机构300将底板220上的燃料电池堆转移到另一工位以便对燃料电池堆进行下一操作。

本实用新型实施例中的堆叠装置，通过自动上料机构100自动搬运燃料电池，而且堆放好的燃料电池堆通过移料翻转机构300即可移送到下一工位，整个操作过程中无需人工搬运，降低人力成本，提高生产效率。

需要说明的是，自动上料机构100与移料翻转机构300，可以位于升降机构200的相邻侧，为了更好地避免干涉，自动上料机构100与移料翻转机构300也可以位于升降机构200的相对侧，使上料侧和下料移送侧相对，互不干扰。

该堆叠装置还包括底座400，升降机构200固定安装在底座400上，移料翻转机构300滑动安装在底座400上，自动上料机构100位于底座400外，与底座400不连接。需要说明的是，升降机构200也可以位于底座400外，即仅移料翻转机构300滑动安装在底座400上，移料翻转机构300在底座400上滑动以靠近或远离升降机构200，以便转移底板220上的燃料电池堆。优选的，底座400为平铺在地面的框架结构，升降机构200通过垫板固定安装于底座400，移料翻转机构300通过滑轨滑动安装在底座400上。

通常燃料电池堆呈规则的长方体，相应地，框体230为若干横梁和若干竖梁纵横交错形成的矩形方框，该矩形方框的内部空间大于燃料电池堆的体积，在框体230内部通过设置多个底板220形成多个堆放区。其中，丝杠单元210包括丝杆212及螺接在丝杆212上的螺接件213；丝杆212由丝杆驱动装置211驱动，该丝杆驱动装置211为驱动电机，安装在框体230底部；丝杆驱动装置211与移料翻转机构300位于框体230的相对侧，以免移料翻转机构300移送燃料电池堆时与丝杆驱动装置211发生干涉；螺接件213与底板220固定连接，或者是一体成型。需要说明的是，丝杆驱动装置211可以直接驱动丝杆212或者是通过同步带驱动丝杆212，其中通过同步带驱动的方式便于调整丝杆驱动装置211的安装位置；当一个底板220上安装有多个丝杆212时，一个丝杆驱动装置211可以仅驱动一个丝杆212，通过多个丝杆驱动装置211之间的同步驱动控制底板220平稳的上下往复运动，也可通过设置同步带由一个丝杆驱动装置211直接带动同一底板220上的多个丝杆212同步转动。

为了引导底板220的往复运动方向，在框体230内还安装有立杆232。具体地，在框体230底部固定有安装板231，底板220位于安装板231上方，丝杆驱动装置211固定在安装板231上。在安装板231上还安装有立杆232，立杆232呈圆柱状，在丝杆212的两侧分别设有一根立杆232，同一丝杆212两侧的立杆232与丝杆212位于同一平面。两根立杆232可以对称或不对称设置在丝杆212两侧，当一个底板220上安装有多个丝杆212时，每个丝杆212两侧的立杆232彼此可以一一对应也可不对应。该立杆232在起到导向作用的同时，还能防止堆叠过高的燃料电池堆倾斜和歪倒。

为提高生产效率，如图6所示，升降机构200包括框体230，在框体230内安装有至少两个底板220，在每个底板220上安装有至少一个丝杠单元210，底座400上沿多个底板220的排列方向设有第一滑轨500，在第一滑轨500上滑动安装有中间件501，中间件501上固定设置有第二滑轨502，第二滑轨502的延伸方向与第一滑轨500的延伸方向垂直，移料翻转机构300可滑动安装在第二滑轨502上。当其中一个底板220上堆放好燃料电池堆之后，中间件501带动其上的移料翻转机构300移动以便与该底板220对应，当对应好后，移料翻转机构300沿第二滑轨502靠近或远离升降机构200移送堆放好的燃料电池堆。此时，自动上料机构100向其他底板220上堆放燃料电池，当仅有一个底板220时，在移料的时间内自动上料机构100需要等待移料翻转机构300完成移料后才能再次上料，同样的，移料翻转机构300需等待自动上料机构100完成底板220上堆放后才能再次移料；当底板220有多个时，通过设置的两层滑轨即可调整移料翻转机构300的位置，使自动上料机构100不间断上料，移料翻转机构300不间断地移料，提高生产效率。

其中，第一滑轨500固定安装于底座400，其截面形状呈Ω状，中间件501为平板，在其底部对称安装有四个滑块，每个滑块上设有与第一滑轨500相适配的第一滑槽。为了滑动的平稳性，第一滑轨500有两条，两条第一滑轨500平行设置。中间件501沿第一滑轨500的滑动由第一驱动装置驱动，该第一驱动装置可以为电机，通过齿轮齿条传动推动中间件501直线往复运动；同样的，第二滑轨502也有两条，彼此平行，其截面形状呈Ω状，在第二滑轨502上安装有移料翻转机构300。移料翻转机构300沿第二滑轨502的滑动由第二驱动装置驱动，该第二驱动装置可以为电机，通过齿轮齿轮传动推动移料翻转机构300滑动。需要说明的是，两层滑动结构的动力源也可以不同，传动方式也可以不同，对此，本实用新型实施例不做具体限定。

为了防止燃料电池堆放过高发生倾倒，在框体230上安装有防倒杆，防倒杆横向和/或纵向设置，当防倒杆横向设置时，其高度可以调整，以适应不同高度的燃料电池堆规格。防倒杆与移料翻转机构300位于框体230的相对两侧。

另外，为了判断移料翻转机构300是否移动到位，在第一滑轨500和第二滑轨502上分别安装有用于检测移料翻转机构300是否滑动到位的检测单元。当框体230内安装有多个底板220时，堆放区有多个，移料翻转机构300沿第一滑轨500滑动至对齐其中一个堆放区时，检测单元获取到位信号，第一驱动装置停止运行，第二驱动装置开启驱动移料翻转机构300沿第二滑轨502向升降机构200靠拢。其中，检测单元可以为感应开关，也可以为其他传感元件。具体地，以两个堆放区为例，第一滑轨500上安装有两个检测单元，两个检测单元位于第一滑轨500的两端，处于中间件501可以滑动的左右两个极限位置。在第二滑轨502上安装的检测单元用于检测移料翻转机构300中的插板320是否已经完全插入底板220，当该检测单元获取到位信号后，输送组件330开始传送，当燃料电池堆完全倾倒在传送带333上后，输送组件330相对框架310转动至沿水平方向输送，从而将燃料电池堆转移到另一工位。

除此之外，如图3和图4所示，在框体230相对于移料翻转机构300的一侧安装有推料组件240，推料组件240包括固定安装于框体230的推料驱动装置241及与推料驱动装置241相连的推板242，在推料驱动装置241的推动下，推板242将底板220上堆叠好的燃料电池堆推向移料翻转机构300。其中，推料驱动装置241安装在框体230上，并与移料翻转机构300位于框体230的相对侧；推板242安装在框体230内侧，推料驱动装置241为气缸或电动推杆，该推板242在推料驱动装置241的作用下，直线往复运动。当移料翻转机构300进行移料操作时，推料驱动装置241推动推板242向靠近移料翻转机构300的方向运动；当移料完成后重新等待自动上料机构100上料时，推料驱动装置241带动推板242向远离移料翻转机构300的方向运动。需要说明的是，当框体230内有多个堆放区时，每个堆放区对应设有一个推料组件240，互不干涉。

具体地，移料翻转机构300包括框架310、插板320及输送组件330，框架310滑动安装在底座400上，输送组件330可转动地安装在框架310上；如图5所示，底板220上设有多个插槽221，多个插槽221可以均匀分布也可以不等距间隔分布；插板320朝向底板220的一端设有多个与插槽221相适配的插齿321，插板320的另一端固定安装在输送组件330的一端。

继续参阅图6，框架310为方形框，框架310固定安装在中间件501上，输送组件330安装在框架310与框体230之间。具体地，输送组件330包括传送框331、两个传送辊332、传送带333及输送电机334，插板320固定安装在传送框331底端，两个传送辊332转动安装在传送框331上并通过传送带333相连，输送电机334固定于传送框331一侧，输送电机334的输出轴与其中一个传送辊332相连。需要说明的是，除了上述两个传送辊332之外还可以设置用于张紧的辊子，对此本实用新型实施例不做具体限定。

传送框331包括沿传送带333传送方向设置在传送带333两侧的边框及连接两个边框对应端的横梁，插板320可以为条形细长板，多个插板320顺次间隔排列，每个插板320即为一个插齿321，或者插板320为平板状，其一端设有多个凹口，相邻两个凹口之间即可插齿321。两个传送辊332分别转动安装在边框上，两个边框的对应位置处分别安装有一根连接件，连接件与边框形成T型结构，连接件作为T型结构的竖直杆，固定安装在传动轴340上，该传动轴340转动安装于框架310。需要说明的是，连接件可以直接安装在边框上，也可通过直接安装在边框上的一块板体与边框相连。

传动轴340由伺服电机350驱动，通过控制伺服电机350的运行可以控制传送带333的翻转角度。为减轻框架310及中间件501承载的重量，伺服电机350通过齿轮链条传动以便于将伺服电机350安装在底座400上。以传送带333处于竖直状态为初始状态，具体地，传送带333处于初始状态并沿第一滑轨500和第二滑轨502滑动，当插齿321插入插槽221后，检测单元发出到位信号，伺服电机350根据该到位信号驱动传动轴340转动以带动输送组件330旋转3°～5°，相对于竖直方向进行小幅度倾斜；然后推料组件240推动燃料电池堆向传送带333倾斜；在推料组件240推动的同时，传送带333在输送电机334作用下从底部向上输送，随着传送带333的输送，燃料电池堆逐渐完全斜躺在传送带333上；接着，伺服电机350驱动传动轴340转动以带动输送组件330旋转，使传送带333呈水平设置，然后传送带333继续运动，将燃料电池堆移送至下一工位，移送完成后，传送带333恢复初始状态以便进行下一次移送。优选的，插板320的延伸方向与输送组件330中传送带333的输送方向垂直。当然，两者也可不垂直，此时，需要经过计算精确确定伺服电机350驱动传送带333的旋转角度。

为了判断传送带333是否水平，安装传感单元进行监测。具体地，在框架310上安装有传感器361，在传送框331的边框上安装有感应片362，若传送带333水平时，传感器361被感应片362触发获得触发信号；若传送带333未水平，则传感器361不会被触发，没有信号。当然，传感器361和感应片362的安装位置可以互换，即传感器361安装在边框上，感应片362安装在框架310上，对此本实用新型实施例不做具体限定。需要说明的是，检测单元可以采用和传感单元一样的信号采集元件，比如，在中间件501上安装感应片362，在第一滑轨500上安装传感器361，第二滑轨502与此类似；也可以选择不同的信号采集元件。

具体地，自动上料机构100包括机械手110及压紧单元120，机械手110的端部安装有用于吸取燃料电池的吸盘111；吸盘111的下表面安装有多个小磁铁，用于增强对燃料电池的吸附力；压紧单元120用于按压机械手110放置在底板220上的燃料电池，使其平整并产生触发信号，使丝杆驱动装置211驱动丝杆212向下移动等于一个燃料电池的高度的距离。具体地，压紧单元120包括安装在框体230顶部的气液增压缸121及与气液增压缸121相连的压板122，该气液增压缸121通过固定板123螺栓固定在框体230顶部，在固定板123上开设有通孔124，该通孔124与框体230内安装的底板220对应，气液增压缸121的输出端与压板122固定连接，在气液增压缸121的推动下，压板122穿过通孔124压放位于底板220上的燃料电池。当框体230内安装有多个底板220时，相应的，固定板123上设置有多个通孔124，通孔124与底板220一一对应，为了减少气液增压缸121的数量，气液增压缸121滑动安装在固定板123上，做直线往复运动，以调整下压位置。

以下，以两个堆放区为了进行介绍。具体的，框体230内安装有两个底板220，每个底板220为方形板，其中一个相对侧的两侧分别与一个丝杆212上螺接的螺接件213固定连接，底板220上的插槽221连通另一个相对侧的两侧。两个丝杆212外露于底板220下方的部分与同步轮相连，丝杆驱动装置211的输出轴也安装有一个同步轮，这几个同步轮之间通过同步带相连，由此，同一底板220上安装的两个丝杆212同步转动，使底板220平稳的上下直线往复运动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。