膜电极边框工装板搬运机构的制作方法

本实用新型涉及燃料电池生产技术领域，特别是涉及一种膜电极边框工装板搬运机构。

背景技术：

五合一制框设备是氢燃料电池的主要部件，五合一边框主要由边框片和胶膜压合而成。在现有的燃料电池膜电极的生产过程中，需要人工首先将边框片和胶膜多层堆叠于工装石墨板中，然后再手工搬运至热压设备处进行压合。

由于热压设备一直处于加热中，温度较高，另外压力设备自身的危险性，因此，当人工搬运工装石墨板到热压设备时，不仅容易产生操作误差，更可能带来烫伤或者压伤的风险。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有人工搬运工装石墨板到热压设备时，容易产生误差以及带来烫伤或压伤的问题，提供一种膜电极边框工装板搬运机构。

本实用新型提供了一种膜电极边框工装板搬运机构，包括：

x轴夹紧件，所述x轴夹紧件包括夹紧组件和驱动件，所述夹紧组件包括相对设置的第一夹板和第二夹板，所述驱动件与所述夹紧组件相配合，用于带动所述第一夹板和所述第二夹板相对运动，以使得所述第一夹板和所述第二夹板相对夹紧工装板；

z轴驱动机构，所述x轴夹紧件设置在所述z轴驱动机构上，所述z轴驱动机构用于驱动所述x轴夹紧件沿z轴方向运动；

y轴驱动机构，所述z轴驱动机构设置在所述y轴驱动机构上，所述y轴驱动机构用于驱动所述z轴驱动机构沿y轴方向运动。

上述膜电极边框工装板搬运机构，通过驱动件与夹紧组件配合实现对工装板的抓放动作，通过x轴夹紧件、y轴驱动机构以及z轴驱动机构的配合使用，从而方便了工装板的精确搬运，减少了误差，同时也避免了人工搬运时带来的伤害。

在其中一个实施例中，所述夹紧组件还包括导向板，所述第一夹板和所述第二夹板对称活动设置在所述导向板上，所述驱动件与所述导向板连接，用于带动所述导向板沿所述驱动件的伸缩方向运动，所述导向板的运动方向垂直于所述第一夹板和所述第二夹板的运动方向；

当所述驱动件伸长时，所述第一夹板和所述第二夹板彼此靠近，进而使得所述第一夹板和所述第二夹板夹紧所述工装板；

当所述驱动件收缩时，所述第一夹板和所述第二夹板彼此分离，进而使得所述工装板从所述第一夹板和所述第二夹板之间脱离。

在其中一个实施例中，所述x轴夹紧件还包括两个连接件，所述导向板上对称设置有第一导向孔和第二导向孔；

两个所述连接件分别滑动设置于所述第一导向孔和所述第二导向孔内，且两个所述连接件分别与所述第一夹板和所述第二夹板相连接。

在其中一个实施例中，所述连接件包括凸轮随动器、滑动轴以及螺母，所述凸轮随动器设置在所述第一导向孔或第二导向孔内，所述凸轮随动器的轴向连接有所述滑动轴，所述滑动轴设置在所述第一夹板或所述第二夹板上，所述滑动轴远离所述凸轮随动器的一端与所述螺母连接。

在其中一个实施例中，所述第一夹板上设置有夹臂，所述第二夹板上也设置有夹臂，且所述第一夹板上的夹臂与所述第二夹板上的夹臂位于同一侧；

当所述驱动件伸长时，所述第一夹板上的夹臂和所述第二夹板上的夹臂彼此靠近；

当所述驱动件收缩时，所述第一夹板上的夹臂和所述第二夹板上的夹臂彼此分开。

在其中一个实施例中，所述x轴夹紧件还包括与所述工装板上的凹槽相匹配的夹抱支撑块，所述夹抱支撑块设置在两个所述夹臂相对的一侧。

在其中一个实施例中，还包括活动板，所述x轴夹紧件上的驱动件固定在所述活动板上一侧上，所述活动板的另一侧与所述z轴驱动机构连接。

在其中一个实施例中，所述z轴驱动机构包括支撑架和z轴伸缩件，所述支撑架设置在所述y轴驱动机构，且所述支撑架能够在y轴驱动机构驱动下沿y轴方向运动，所述z轴伸缩件固定在所述支撑架上，所述活动板与所述z轴伸缩件连接。

在其中一个实施例中，还包括检测件，所述检测件设置在所述支撑架，用于检测所述活动板沿z轴方向移动的距离。

在其中一个实施例中，所述检测件包括多个光电传感器，多个所述光电传感器沿z轴方向设置在所述支撑架上；所述活动板朝向所述支撑架的一侧上设置有挡片，所述光电传感器上的光源朝向所述挡片的一侧；当所述活动板沿z轴方向移动时，所述挡片也沿z轴方向移动，进而就可以遮挡住所述光电传感器照射出的光，用于检测所述支撑架的运动位置。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中膜电极边框工装板搬运机构的结构示意图；

图2为图1中的z轴电机和x轴夹紧件连接结构示意图；

图3为图1中的x轴夹紧件结构示意图；

图4为图3中的x轴夹紧件侧视图；

图5为图3中的连接件结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一实施例中，提供了一种膜电极边框工装板搬运机构，包括x轴夹紧件9、z轴驱动机构以及y轴驱动机构，x、y和z轴指的是相互垂直的直角坐标轴。其中x轴夹紧件9包括夹紧组件和驱动件905，夹紧组件包括相对设置的第一夹板901和第二夹板902，该驱动件905与夹紧组件相配合，用于带动第一夹板901和第二夹板902运动，以使得第一夹板901和第二夹板902夹紧工装板，同时，该x轴夹紧件9与z轴驱动机构连接，z轴驱动机构用于驱动x轴夹紧件9沿z轴方向运动，同时，z轴驱动机构与y轴驱动机构连接，y轴驱动机构用于驱动z轴驱动机构沿y轴方向运动。

具体地，如图3所示，本申请中的夹紧组件还包括导向板903，其中，第一夹板901和第二夹板902对称活动设置在导向板903上，驱动件905与导向板903连接，用于带动导向板903沿驱动件905的伸缩方向运动，导向板903的运动方向垂直于第一夹板901和第二夹板902的运动方向；当驱动件905伸长时，第一夹板901和第二夹板902彼此靠近，进而使得第一夹板901和第二夹板902夹紧工装板；当驱动件905收缩时，第一夹板901和第二夹板902彼此分离，进而使得工装板从第一夹板901和第二夹板902之间脱离。

需要说明的是，上述驱动件905可以为气缸，该气缸上的活塞杆与导向板903，当气缸上的活塞杆伸长时，导向板903向下运动，同时导向板903上的第一夹板901和第二夹板902彼此靠近，从而夹紧工装板，当气缸上的活塞杆收缩时，导向板903向上运动，同时导向板903上的第一夹板901和第二夹板902彼此分离，从而使得工装板从第一夹板901和第二夹板902之间脱离，在其他可替代的方案中，本申请中的驱动件也可以采用其它结构，例如，滚珠丝杠机构。本申请驱动件的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

z轴驱动机构包括支撑架3和z轴伸缩件，其中支撑架3设置在y轴驱动机构上，且支撑架3能够在y轴驱动机构的驱动下沿y轴方向运动，z轴伸缩件固定在支撑架3上，驱动件905通过活动板8与z轴伸缩件连接。

y轴驱动机构包括底座1和y轴伸缩件，y轴伸缩件设置在底座1上，支撑架3设置在y轴伸缩件上，且支撑架3能够在y轴伸缩件的带动下沿y轴方向运动。

如图1-3所示，本申请膜电极边框工装板搬运机构在使用时，首先通过y轴伸缩件带动支撑架3沿y轴方向运动到预定位置，让后z轴伸缩件带动活动板8向下运动，进而带动驱动件905整体向下运动，当驱动件905向下运动到预定位置后，启动驱动件905，在驱动件905伸长时，第一夹板901和第二夹板902彼此靠近，从而就可以用第一夹板901和第二夹板902夹紧工装板，当工装板被夹紧后，再启动z轴伸缩件带动活动板8向上运动，从而带动驱动件905也向上运动，进一步带动驱动件905上的第一夹板901和第二夹板902之间的工装板向上运动，当工装板运动的预定位置时，再启动驱动件905，此时驱动件905收缩，第一夹板901和第二夹板902彼此分离，进而使得工装板从第一夹板901和第二夹板902之间脱离。

在一些实施例中，为了方便第一夹板901和第二夹板902分别安装在导向板903上，以使得导向板903在上下运动时，带动第一夹板901和第二夹板902彼此分离或靠近，如图3和图5所示，本申请中的x轴夹紧件9还包括两个连接件904，导向板903上对称设置有第一导向孔9031和第二导向孔9032，其中第一导向孔9031和第二导向孔9032相对倾斜开设于导向板903上，大致呈“八”字形，两个连接件904分别滑动设置于第一导向孔9031和第二导向孔9032内，且两个连接件904分别与第一夹板901和第二夹板902相连接。当驱动件905带动导向板903沿着z轴方向运动时，两个连接件904沿着第一导向孔9031和第二导向孔9032滑动，从而带动第一夹板901和第二夹板902相互靠近或远离。

进一步地，本申请中的连接件904包括凸轮随动器9041、滑动轴9042以及螺母9043，其中，凸轮随动器9041设置在第一导向孔9031或第二导向孔9032上，凸轮随动器9041的轴向连接有滑动轴9042，其中一个连接件904的滑动轴9042设置在第一夹板901上，另一个连接件904的滑动轴9042设置在第二夹板902上，滑动轴9042远离凸轮随动器9041的一端与螺母9043连接，螺母9043用于将连接件904安装在第一夹板901和第二夹板902上。

为了进一步限定第一夹板901和第二夹板902的运动轨迹，如图3所示，本申请中的活动板8上设置有两条垂直于气缸上的活塞杆伸缩方向的夹板滑轨801，第一夹板901的上下两端均通过第一限位槽9011与夹板滑轨801配合，第二夹板902的上下两端均通过第二限位槽9021与夹板滑轨801配合，驱动件905固定在活动板8上方，且位于第一夹板901和第二夹板902之间，活动板8固定在z轴伸缩件上。当驱动件905伸长时，即气缸上的活塞杆伸长时，第一夹板901就会沿着夹板滑轨801的长度方向向第二夹板902运动，第二夹板902就会沿着夹板滑轨801的长度方向向第一夹板901运动，也就是第一夹板901和第二夹板902的运动轨迹都是沿着夹板滑轨801的长度方向运动。为了便于第一夹板901和第二夹板902沿着夹板滑轨801的长度方向运动，在第一夹板901和第二夹板902与夹板滑轨801配合处连接有滑块，滑块能够沿着夹板滑轨801的长度方向滑动。

在一些实施例中，如图4所示，为了进一步方便夹住工装板，本申请中的第一夹板901上设置有夹臂906，第二夹板902上也设置有夹臂906，且第一夹板901上的夹臂906与第二夹板902上的夹臂906位于同一侧；当驱动件905伸长时，即气缸上的活塞杆伸长时，第一夹板901和第二夹板902彼此靠近，从而带动第一夹板901上的夹臂906和第二夹板902上的夹臂906彼此靠近；当驱动件905收缩时，即气缸上的活塞杆收缩时，第一夹板901和第二夹板902彼此分开，从而带动第一夹板901上的夹臂906和第二夹板902上的夹臂906彼此分开。在需要夹紧工装板时，只需要通过气缸带动第一夹板901上的夹臂906和第二夹板902上的夹臂906彼此靠近，直到第一夹板901上的夹臂906和第二夹板902上的夹臂906夹紧工装板即可。

进一步地，如图4所示，为了更加稳定的夹住工装板，本申请中的x轴夹紧件9还包括与工装板上的凹槽相匹配的夹抱支撑块907，该夹抱支撑块907设置在夹臂906相对的一侧。

当活动板8在z轴伸缩件带动下向下运动时，从而就会带动第一夹板901和第二夹板902向下运动，进一步带动第一夹板901上的夹臂906和第二夹板902上的夹臂906向下运动，然后驱动件905驱动导向板903运动，带动第一夹板901和第二夹板902相互靠近，当第一夹板901上的夹臂906上的夹抱支撑块907和第二夹板902上的夹臂906上的夹抱支撑块907都伸入到工装板上的凹槽时，第一夹板901上的夹臂906上的夹抱支撑块907和第二夹板902上的夹臂906上的夹抱支撑块907夹紧工装板。

在一些实施例中，如图1和图2所示，本申请中的z轴伸缩件包括z轴电机6、z轴导轨7、z轴滚珠丝杠以及z轴丝杠螺母，其中，z轴电机6通过连接板5固定在支撑架3上，在本申请中连接板5与支撑架3为一体结构，z轴电机6的输出轴通过联轴器与z轴滚珠丝杠连接，z轴丝杠螺母螺纹连接在z轴滚珠丝杠上，且z轴丝杠螺母与活动板8相连接，活动板8通过滑块滑动安装在z轴导轨7上。

具体地，连接板5通过螺栓固定在支撑架3上，z轴电机6也通过螺栓固定在连接板5上，活动板8朝向z轴导轨7的一侧上设置有卡槽，活动板8通过卡槽与z轴丝杠螺母上的凸起(图中未指示)配合，z轴丝杠螺母设置在z轴滚珠丝杠上，当z轴电机6转动时，z轴电机6带动z轴滚珠丝杠转动，由于z轴丝杠螺母上与活动板8相配合，因此就可以将z轴滚珠丝杠的转动改变成z轴丝杠螺母的直线运动，即z轴丝杠螺母就可以沿着z轴导轨7的导轨方向运动，进一步由于活动板8和z轴丝杠螺母连接，当z轴丝杠螺母沿着z轴导轨7的导轨方向运动时，也可以同步带动活动板8沿着z轴导轨7的导轨方向运动。

需要说明的是，上述z轴伸缩件仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，电动伸缩杆或者液压伸缩杆，通过电动伸缩杆或者液压伸缩杆带动活动板8沿z轴方向运动。本申请对z轴伸缩件的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，如图1和图2所示，本申请中的y轴伸缩件包括y轴电机2、y轴导轨、y轴滚珠丝杠、y轴丝杠螺母以及y轴滑块4，y轴电机2固定在底座1上，y轴电机2的输出轴通过联轴器与y轴滚珠丝杠连接，y轴丝杠螺母螺纹连接在y轴滚珠丝杠上；支撑架3通过y轴滑块4与y轴导轨连接，且y轴滑块4与y轴丝杠螺母固定连接，当y轴电机2带动y轴滚珠丝杠转动时，y轴丝杠螺母能够带动y轴滑块4沿y轴导轨运动，进而带动支撑架3沿y轴方向运动。

具体地，y轴电机2通过螺栓固定在底座1上，底座1上沿y轴方向设置有y轴导轨，y轴滑块4设置在y轴导轨上，且y轴滑块4上设置有卡槽(图中未指示)，y轴丝杠螺母上设置有凸起(图中未指示)，y轴滑块4上的卡槽与y轴丝杠螺母上的凸起相匹配。当y轴电机2转动时，y轴电机2就会带动y轴滚珠丝杠转动，y轴滚珠丝杠就会带动y轴丝杠螺母转动，由于y轴丝杠螺母与y轴滑块4配合，而y轴滑块4又设置在y轴导轨，因此，就可以将y轴丝杠螺母的转动轨迹改变成直线轨迹，即y轴丝杠螺母就会带动y轴滑块4沿y轴导轨方向运动，进一步由于支撑架3通过y轴滑块4与y轴导轨连接，当y轴滑块4沿着y轴导轨方向运动时，就会同步带动支撑架3沿着y轴导轨方向运动。

需要说明的是，上述y轴伸缩件仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，电动伸缩杆或者液压伸缩杆，通过电动伸缩杆或者液压伸缩杆带动支撑架3沿y轴方向运动。本申请对y轴伸缩件的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，为了方便检测到活动板8沿z轴方向移动的距离，如图1所示，本申请还包括检测件，该检测件设置在支撑架3，用于检测支撑架3的运动位置。

具体地，上述检测件包括多个光电传感器11，本申请以三个光电传感器11为例，三个光电传感器11沿z轴方向设置在支撑架3上，活动板8朝向支撑架3的一侧上设置有挡片10，光电传感器11上的光源朝向挡片10的一侧；当活动板8沿z轴方向移动时，挡片10也沿z轴方向移动，进而就可以遮挡住光电传感器11照射出的光，从而就可以检测出支撑架3的运动位置。

进一步地，本申请中三个光电传感器11沿上、中、下分布在支撑架3上，活动板8的初始位置与中间的光电传感器11相对应，当活动板8向下运动到支撑架3上最下面的光电传感器11时，此时最下面的光电传感器11照射出的光被挡片10遮挡，从而可以知道活动板8已经运动到最下方了，此时活动板8停止向下继续运动，当活动板8向上运动到支撑架3上最上面的光电传感器11时，此时最上面的光电传感器11照射出的光被挡片10遮挡，从而可以知道活动板8已经运动到最上方了，此时活动板8停止向上继续运动。

需要说明的是，上述光电传感器可以选择型号为cx-425的光电传感器，在其他可替代的方案中，也可以采用其它类型，例如，型号为cdd-11n/3/r/40n的光电传感器。本申请对光电传感器的具体结构型号不作特殊限制，只要上述传感器能实现本申请的目的便可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的防护范围。因此，本实用新型专利的防护范围应以所附权利要求为准。