[实用新型]燃料电池膜电极碳纸材料疏水机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池膜电极（MEA）碳纸材料疏水的自动化控制机械手。

背景技术

燃料电池是一种先进的化学电源，目前已研发成为新的发电能源技术。由于（MEA）的连续化、自动化生产装备非常复杂和特殊，而在生产自动化过程中最难以实现的是碳纸（一种500mmx500mmx20μm特脆、薄碳纸材料）连续浸泡在PTFE乳液中、漓干后PTFE溶液附着在碳纸面上的均匀一致性，即PTFE载量偏差<5%。目前，在国际上低成本、高性能的（MEA）及其规模化的自动生产还是空白，还未达到燃料电池连续化、商业化运作的目标。另外，由于浸泡碳纸材料（一种500mmx500mmx20μm特脆、薄碳纸材料）液体具有腐蚀性、低毒性，所以，采用碳纸材料疏水机械手正是解决当前燃料电池膜电极（MEA）碳纸材料自动化疏水工序的装备技术之一。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题提供一种燃料电池膜电极碳纸材料疏水机械手，该机械手可以实现燃料电池膜电极（MEA）碳纸材料的自动化疏水。

本实用新型提供的技术方案是：一种燃料电池膜电极碳纸材料疏水机械手，包括机架、通过轴承一与机架连接的且可沿X轴转动的转动轴一，连接在转动轴一上的碳纸材料轴承座，通过轴承二与轴承座连接的且与转动轴一垂直的转动轴二，连接在转动轴二上的碳纸材料夹持机构，碳纸材料夹持机构下方设有疏水容器，疏水容器通过升降机构与疏水容器支架连接。

本实用新型机架上设有电机一和传动机构一，碳纸材料轴承座上设有电机二和传动机构二；所述转动轴一通过传动机构一与电机一传动连接，转动轴二通过传动机构二与电机二传动连接。

所述电机为变频调速电机或伺服电机或步进电机。

本实用新型所述夹持机构包括基板、夹持底板、夹持压板、螺杆一、螺母一、螺杆二和螺母二；基板由边框围合而成，边框之间连接有加强筋；夹持底板和夹持压板均为由边框围合而成的框体，一个夹持底板和一个夹持压板构成一对夹具，若干对夹具构成夹持体，夹持体上设有螺杆孔，螺杆二穿过夹持体的螺杆孔后与螺母二螺纹连接；夹持体和基板通过螺杆一和螺母一固定连接。

本实用新型每对夹具之间设有将相邻夹具隔成一间隙的垫套。

本实用新型工作时，在疏水容器上升的同时，可以将装碳纸材料的夹持机构以逐步增大倾斜角方式入水，直至夹持机构到水平状态，同时疏水容器上升直至水漫过碳纸材料停止，然后，转动轴二在电机驱动下按要求正反方向旋转，完成碳纸材料疏水。此操作过程结束后，自动按原路返回初始状态，然后，将经过疏水处理后的碳纸材料送到下一工序完成脱水、烘干工艺。对于既脆又薄的碳纸，本实用新型既可在生产自动化过程中实现碳纸连续浸泡在PTFE乳液中、漓干后PTFE溶液附着在碳纸面上的均匀一致性，又能保证碳纸不会破碎。

附图说明

图1为本实用新型疏水状态时的结构示意图；

图2为本实用新型疏水前状态的结构示意图；

图3为碳纸夹持装置结构图；

图4为图3的A-A放大图；

图5为碳纸夹持装置的夹持底板结构图；

图6为图5的B-B放大图；

图7为碳纸夹持装置的夹持压板结构图；

图8为图7的C-C放大图。

具体实施方式

 参见图1-图8，本实用新型包括机架14、通过轴承10与机架14连接的且可沿X轴转动的转动轴11，连接在转动轴11上的碳纸材料轴承座9，通过轴承8与轴承座9连接的且与转动轴11垂直的转动轴7，连接在转动轴7上的碳纸材料夹持机构18，碳纸材料夹持机构18下方设有疏水容器6（疏水容器6呈上部敞开式结构），疏水容器6通过升降机构（直线轴承2、电机3、螺杆升降机4、直线导杆5）与疏水容器支架1连接。

所述转动轴11通过减速器12与电机13传动连接，转动轴7通过减速器17与电机16传动连接。

所述电机为变频调速电机或伺服电机或步进电机。

本实用新型所述夹持机构包括基板21、夹持底板22和夹持压板23、螺杆24、螺母25、螺杆26和螺母27；基板21由边框围合而成，边框之间连接有加强筋；夹持底板和夹持压板均为由边框围合而成的框体，一个夹持底板和一个夹持压板构成一对夹具，若干对夹具构成夹持体，夹持体上设有螺杆孔，螺杆26穿过夹持体的螺杆孔后与螺母27螺纹连接；夹持体和基板通过螺杆24和螺母25固定连接。

本实用新型每对夹具之间设有将相邻夹具隔成一间隙的垫套28。

本实用新型工作过程如下：机架14安装在行走小车19上，碳纸夹持机构18在机械手上安装完毕后，电机20驱动行走小车19沿导轨15运行定位到疏水容器6上方，电机3驱动螺杆升降机4使疏水容器6缓慢上升，同时电机13驱动减速机12，与电机3差动，直至夹具上的碳纸由垂直旋转至水平状态，疏水容器6中的药液完全浸泡碳纸材料停止。然后，Y轴电机16驱动减速机17按技术要求进行正反方向旋转，完成药液浸泡、搅拌功能。此工艺操作结束后，电机3和X轴电机13返回原状态，电机20驱动行走小车19进入下一道工序完成碳纸材料风干、烘干工序。