专利名称：空间太阳电池串抓取和加压机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池技术领域的的装置，具体是一种空间太阳电池串抓取 和加压机构。
背景技术：
空间太阳电池阵是大部分航天器获取能源的主要方式，是航天器的重要组 成部分，其加工质量直接影响整个航天器的质量。在空间太阳电池基板表面贴 装超薄柔性电池串是空间太阳电池阵加工过程中非常重要的工艺环节，当前国 内空间太阳基板表面超薄柔性电池串的贴装主要由手工实现，不仅精度低、劳 动强度大，而且成品率低，效率也不高，很难保证封装品质的一致性。要实现 在空间太阳基板表面超薄柔性电池串的自动贴装需要解决对大尺寸超薄柔性空 间太阳电池串的稳定抓取、抓取移动过程中对电池串的精确定位、在电池串背 面的高速涂胶以及电池串贴装后对其长时间均匀稳定加压几个个关键技术。大 尺寸超薄柔性空间太阳电池串是由许多片空间太阳电池片通过互联片焊接在一 起，这种柔性互联的结构很容易变形。其特殊的结构导致对其稳定抓取并能实 现抓取中的精确定位是比较困难的。
经对现有技术的文献检索发现，吴越新等在《机械设计与研究》2007年第 23巻第2期上发表的"空间太阳电池自动贴装系统设计"提出一种采用一串风 琴式真空吸盘抓取电池串，通过风琴式真空吸盘的变形对贴装后的空间太阳电 池串加压装置，该装置第一次实现了在空间太阳电池基板表面自动贴装大尺寸 超薄柔性电池串，但存在如下缺点
(1) 吸盘串中吸盘每个是独立安装，很难保证吸盘的位姿一致性；
(2) 吸盘的安装误差和吸盘长期使用后的变形导致无法实现对一长串太阳 电池片每片电池的精确定位；
(3) 吸盘是柔性体，无法给大尺寸超薄柔性空间太阳电池串提供一致的支撑平台，对涂胶方法的改进带来许多不便；
(4)空间太阳基板和空间太阳电池串之间粘结用的胶固化需要一定的时 间，因此在贴装后需要在电池串上长时间施加均匀稳定的压力，避免胶固化前 因为大尺寸超薄柔性空间太阳电池串内部的结构应力导致的电池串形变。通过 真空吸盘变形对贴装后的电池串加压的方式，使得对电池串的抓取和加压不能 并行操作，降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出了一种空间太阳电池 串抓取和加压机构，采用负压吸附技术和机构锁紧机构及附属气路，在空间太 阳基板表面电池串的自动贴装过程中，对电池串进行稳定可靠抓取，同时在抓 取过程中对电池串进行精确定位，并能对贴装后太阳电池串长时间稳定加压。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括工装夹具、负压抓取加 压工装，负压抓取加压工装的下表面通过负压吸附电池串，工装夹具用于同时 抓取若干个负压抓取加压工装，其中，
负压抓取加压工装，包括工装体、负压通孔、小孔阵列、两个机械锁紧 卡口，工装体内部为空腔，工装体的上端中部设有一个负压通孔，工装夹具通 过负压通孔将工装体内抽成真空环境，工装体的下表面为工作面，其上设有小 孔阵列，用于吸附电池串，两个机械锁紧卡口设置在工装体的两端；
工装夹具，包括夹具体、电池串抓取真空吸盘、工装抓取真空吸盘、两 个机械锁紧机构连杆、连杆导向杆、连杆驱动气缸、机械锁紧卡爪，其中工 装抓取真空吸盘每两个一组，安装在夹具体的下表面，用于抓取负压抓取加压 工装，两个工装抓取真空吸盘中间设置一个电池串抓取真空吸盘，工装夹具抓 取负压抓取加压工装时，负压通孔与电池串抓取真空吸盘位置相对应，与每个 负压抓取加压工装的机械锁紧卡口相对位置设有两对机械锁紧卡爪，连杆导向 杆固定在夹具体上，两个机械锁紧机构连杆套接在连杆导向杆上，机械锁紧卡 爪固定在机械锁紧机构连杆上，两个机械锁紧机构连杆分别与连杆动作气缸相 连，两个机械锁紧机构连杆在连杆动作气缸控制下沿连杆导向杆实现开合动作。
所述工装夹具，其根据需抓取的电池串的长度选择负压抓取加压工装的个数。
所述负压抓取加压工装，其工作面上设有一层橡胶垫片，橡胶垫片上加工 有与工作面上相同的小孔阵列，用以保护电池串。
所述工装夹具，其下端部为凹槽结构，负压抓取加压工装的上端部为凸台 结构，工装夹具抓取负压抓取加压工装时，负压抓取加压工装的凸台嵌入工装 夹具的凹槽内，起到定位作用。
本发明的工装夹具抓取负压抓取加压工装时，首先，连杆驱动气缸通气带 动机械锁紧机构连杆及机械锁紧卡爪向中间靠拢，每对机械锁紧卡爪合拢；然 后，将机械锁紧卡抓套入负压抓取加压工装的机械锁紧卡口中，连杆驱动气缸 停气，在气缸弹簧的带动下机械锁紧机构连杆向两边分开，机械锁紧卡爪分开， 机械锁紧卡爪卡入负压抓取加压工装的机械锁紧卡口，同时，工装抓取真空吸 盘内被抽成真空，工装抓取真空吸盘将负压抓取加压工装牢固吸住，工装夹具 对负压抓取加压工装牢固抓取后，将工装的工作面与电池串表面结合，然后由 电池串抓取真空吸盘通过负压抓取加压工装上的负压通孔将工装体内抽成真空 环境，通过负压吸附抓取电池串，进而由工装夹具控制电池串的移动、加工、 涂胶等操作。
本发明负压抓取加压工装与电池串是通过平面接触，小孔阵列负压吸附， 保护电池串不受损伤；负压抓取加压工装经由工装夹具可以组合成各种长度， 能抓取不同尺寸的电池串；负压抓取加压工装与电池串接触面积大，可以为电 池串提供一个很好的支撑平面；负压抓取加压工装在抓取电池串时与工装夹具 通过工装抓取真空吸盘和机械锁紧机构连接在一起，加压时两者分离，负压抓 取加压工装对电池串实行长时间稳定加压，工装夹具与另一组负压抓取加压工 装连接抓取另一串电池串，抓取和加压可以同时进行，提高了工作效率。
图1是本发明的工作状态的结构示意图； 图2是本发明中的负压抓取加压工装结构示意图； 图3是本发明负压抓取加压工装的工作表面示意图； 图4是本发明工装夹具的结构示意图；图5是本发明工装夹具的截面图6是本发明中工装夹具抓取负压抓取加压工装时的结构示意图7是本发明中负压抓取加压工装的工装体内被抽成真空的工作原理图8是本发明中负压抓取加压工装对电池串加压的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方 案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的 保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括工装夹具l、负压抓取加压工装2，负压抓取 加压工装的下表面通过负压吸附电池串3，工装夹具用于同时抓取若干个负压抓 取加压工装，其中，
负压抓取加压工装2，包括工装体4、负压通孔6、小孔阵列16、两个机 械锁紧卡口7，工装体内部为空腔，工装体4的上端中部设有一个负压通孔6， 通过负压通孔6可将工装体4内抽成真空环境，工装体4的下表面为工作面， 其上设有小孔阵列16，用于吸附电池串3，两个机械锁紧卡口 7设置在工装体4 的两端，如图2、图3、图7所示；
工装夹具l，包括夹具体IO、电池串抓取真空吸盘8、工装抓取真空吸盘 9、两个机械锁紧机构连杆11、连杆导向杆12、连杆驱动气缸13、机械锁紧卡 爪14，其中工装抓取真空吸盘9每两个一组，安装在夹具体10下表面，用于 抓取负压抓取加压工装2，两个工装抓取真空吸盘9中间设置一个电池串抓取真 空吸盘8，工装夹具1抓取负压抓取加压工装2时，负压通孔6与电池串抓取真 空吸盘8位置相对应，与每个负压抓取加压工装2的机械锁紧卡口 7相对位置 设有两对机械锁紧卡爪14，连杆导向杆12固定在夹具体10上，两个机械锁紧 机构连杆11套接在连杆导向杆12上，机械锁紧卡爪14固定在机械锁紧机构连 杆ll上，两个机械锁紧机构连杆11分别与连杆动作气缸13相连，两个机械锁 紧机构连杆11在连杆动作气缸13控制下沿连杆导向杆12实现开合动作，如图 4、 5所示。
所述工装夹具l，其可以根据需抓取的电池串的长度，选择负压抓取加压工装的个数。
所述工装夹具l，其下端部为凹槽结构，负压抓取加压工装2的上端部为凸 台结构，工装夹具1抓取负压抓取加压工装2时，负压抓取加压工装2的凸台 嵌入工装夹具1的凹槽内，起到定位作用。
所述负压抓取加压工装2，其工作面下设有一层橡胶垫片5，橡胶垫片5上 加工有与工作面上相同的小孔阵列，用以保护电池串，如图2所示。
如图3所示，所述负压抓取加压工装，其工作面上设有数个等间距分布的 小孔阵列，每个小孔阵列的位置对应吸附电池串的一个电池片。
本实施例当工装夹具1抓取负压抓取加压工装2时，首先，连杆驱动气缸 13通气带动机械锁紧机构连杆11及机械锁紧卡爪14向中间靠拢，每对机械锁 紧卡爪14合拢；然后，将机械锁紧卡抓14套入负压抓取加压工装2的机械锁 紧卡口 7中，连杆驱动气缸13停气，在气缸弹簧的带动下机械锁紧机构连杆11 向两边分开，机械锁紧卡爪14分开，机械锁紧卡爪14卡入负压抓取加压工装2 的机械锁紧卡口 7中，同时，工装抓取真空吸盘9内被抽成真空，工装抓取真 空吸盘9将负压抓取加压工装2牢固吸住，工装夹具1对负压抓取加压工装2 牢固抓取后，将工装的工作面与电池串3表面结合(如图6所示)，然后由电池 串抓取真空吸盘8通过负压抓取加压工装2上的负压通孔6将工装体4内抽成 真空环境，通过负压吸附抓取电池串3 (如图7所示)，进而由工装夹具1控制 电池串的移动、加工、涂胶等操作。
如图8所示，加压时工装夹具的工装抓取真空吸盘9和电池串抓取真空吸 盘8负压取消，工装夹具1的机械锁紧机构松开锁紧，此时工装夹具1移走， 负压抓取加压工装2利用自身重力对电池串3加压。
本实施例中通过小孔阵列负压吸附电池串，保护电池串不受损伤；工装夹 具可以根据需要夹取一定数目的负压抓取加压工装，实现对不同尺寸的电池串 的抓取；负压抓取加压工装在抓取电池串时与工装夹具通过工装抓取真空吸盘 和机械锁紧机构连接在一起，实现牢固的抓取；另外，本实施例可以实现抓取 和加压可以同时进行，提高了工作效率。
权利要求
1、一种空间太阳电池串抓取和加压机构，其特征在于，包括工装夹具、负压抓取加压工装，其中负压抓取加压工装，包括工装体、负压通孔、小孔阵列、两个机械锁紧卡口，工装体内部为空腔，工装体的上端中部设有一个负压通孔，工装体的下表面为工作面，其上设有小孔阵列，两个机械锁紧卡口设置在工装体的两端；工装夹具，包括夹具体、电池串抓取真空吸盘、工装抓取真空吸盘、两个机械锁紧机构连杆、连杆导向杆、连杆驱动气缸、机械锁紧卡爪，工装抓取真空吸盘每两个一组，安装在夹具体的下表面，两个工装抓取真空吸盘中间设置一个电池串，工装夹具抓取负压抓取加压工装时，负压通孔与电池串抓取真空吸盘位置相对应，与每个负压抓取加压工装的机械锁紧卡口相对位置设有两对机械锁紧卡爪，连杆导向杆固定在夹具体上，两个机械锁紧机构连杆套接在连杆导向杆上，机械锁紧卡爪固定在机械锁紧机构连杆上，两个机械锁紧机构连杆分别与连杆动作气缸相连，两个机械锁紧机构连杆在连杆动作气缸控制下沿连杆导向杆实现开合动作。
2、 根据权利要求l所述的空间太阳电池串抓取和加压机构，其特征是，所 述工装夹具，其根据需抓取的电池串的长度选择负压抓取加压工装的个数。
3、 根据权利要求1或2所述的空间太阳电池串抓取和加压机构，其特征是， 所述工装夹具，其下端部为凹槽结构。
4、 根据权利要求l所述的空间太阳电池串抓取和加压机构，其特征是，所 述负压抓取加压工装的上端部为凸台结构。
5、 根据权利要求1或4所述的空间太阳电池串抓取和加压机构，其特征是， 所述负压抓取加压工装，其工作面上设有一层橡胶垫片，橡胶垫片上加工有与 工作面上相同的小孔阵列。
全文摘要
一种空间太阳能电源技术领域的空间太阳电池串抓取和加压机构，包括工装夹具、负压抓取加压工装，负压抓取加压工装的下表面通过负压吸附电池串，工装夹具用于同时抓取若干个负压抓取加压工装，负压抓取加压工装采用负压吸附方式，实现对空间太阳电池串稳定抓取，保证抓取后电池串的平面位置精度，并能为空间太阳电池串提供一个可靠的支撑平台，还可对贴装后太阳电池串长时间稳定加压。工装夹具和负压抓取加压工装组合应用实现抓取和加压并行操作，提高生产效率。工装夹具能实现对负压抓取加压工装和电池串的同时和分别抓取，其机械锁紧机构以及相关的负压吸附保证了使用过程中的安全性。
文档编号H01L31/18GK101436623SQ20081020777
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者庄 付, 李培波, 王训春, 蔡诗明, 赵言正 申请人:上海交通大学