[发明专利]一种燃料电池单元的上下料设备

说明书

本发明提供了一种燃料电池单元的上下料设备，其包括GDL A料框、GDL B料框、搬运机械手、双极板料框、质子交换膜料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、产品输出机构以及控制器和视觉模块。搬运机械手具有用于抓取物料的装置；产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品，保护膜搬运机构用于将保护膜料框中的保护膜搬往产品输出机构，并将保护膜贴合在电池单元半成品上；视觉模块用于物料的角度检测。本发明提出的上下料设备，操作员只需将物料放入各料框后，设备即可自动进行物料抓取，物料搬运以及产品自动下料等操作。将其与点胶机结合能实现燃料电池单元的半自动化组装，有利于提高生产效率以及产品质量，降低了人工成本。

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种燃料电池单元的上下料设备。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极、正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。当氢气作为燃料电池的燃料时，其产物仅为水。与传统能源相比较，这种发电方式更为清洁。

本发明涉及的氢燃料电池包含双极板(如石墨板、金属板等)、阳极碳布、质子交换膜、阴极碳布和保护膜。

双极板位于外侧，作用是在燃料电池堆中对单电池进行隔离。

碳布即是气体扩散层(GDL)，GDL为燃料电池的心脏-膜电极组(MEA)中一项不可或缺的物料，它扮演着MEA与双极板之间的沟通桥梁角色。碳布为多孔性透气物料，其主要作用有:支撑催化剂和膜结构，均匀分布气体，支撑整体结构。同时，气体扩散层又是气体、电子和产物水的通道。燃料在阳极碳布发生氧化反应，空气中的氧气在阴极碳布发生还原反应。中间部分为高分子电解质膜，电池内部的电荷传递是通过中间的离子导体一高分子电解质膜来完成的。

质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件，对电池性能起着关键作用。它不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。

保护膜的存在是为了防止膜电极被污染。

目前，在组装燃料电池单元的过程中，主要采用人工作业，但人工作业的方式生产效率不高，同时，需要消耗大量的人工，生产成本高。

为了能实现燃料电池单元的自动化生产，降低生产成本，提高生产效率，亟需一种燃料电池单元的上下料设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池单元的上下料设备，旨在解决现有技术中采用人工方式组装燃料电池单元所存在的生产效率低以及生产成本高的问题。

本发明是这样实现的，一种燃料电池单元的上下料设备，包括GDLA料框、GDLB料框、搬运机械手、双极板料框、质子交换膜料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、产品输出机构以及控制器和视觉模块；

所述搬运机械手能在三维空间内多方向移动，其上具有用于抓取物料的装置，所述搬运机械手用于将所述GDLA料框中的GDLA、GDLB料框中的GDL B、双极板料框中的双极板、质子交换膜料框中的质子交换膜搬运至点胶机的工作平台上，以及将组装好的电池单元半成品搬运至所述产品输出机构；

所述产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品；

所述保护膜搬运机构用于将所述保护膜料框中的保护膜搬往所述产品输出机构，并将保护膜贴合在电池单元半成品上；

所述控制器与保护膜搬运机构、搬运机械手以及产品输出机构电连接；