一种片料基材的拾取方法及拾取装置
阅读：766发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种片料基材的拾取方法及拾取装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 提供一种片料基材的拾取方法及拾取装置，属于 燃料 电池 的制备技术领域。拾取方法包括：先使 吸附 装置的吸附头吸附片料基材，然后控制吸附头在片料基材的厚度方向上振动。由于在 燃料电池 膜 电极 制备的过程中，片料基材较薄，片料基材之间具有一定的应 力 ，在使用吸附头对片料基材进行吸附的过程中，很容易吸附多张，在吸附以后，通过控制吸附头在片料基材的厚度方向上的振动，可以在一定程度上消除片料基材之间的 应力 ，从而实现片料基材的单张拾取。，下面是一种片料基材的拾取方法及拾取装置专利的具体信息内容。
1.一种片料基材的拾取方法，其特征在于，包括：先使吸附装置的吸附头吸附所述片料基材，然后控制所述吸附头在所述片料基材的厚度方向上振动。
2.根据权利要求1所述的拾取方法，其特征在于，拾取所述片料基材之前，所述片料基材堆叠于料仓内，在所述吸附装置的吸附头吸附所述片料基材之前，所述拾取方法还包括：
给堆叠的所述片料基材的缝隙通离子风。
3.根据权利要求2所述的拾取方法，其特征在于，所述控制所述吸附头在所述片料基材的厚度方向上振动之后，所述拾取方法还包括：
检测所述吸附头上的所述片料基材的厚度；
如果检测到的所述厚度大于单张所述片料基材的厚度，则控制所述吸附头松开所述片料基材，然后再次使用所述吸附头吸附所述片料基材；
如果检测到的所述厚度等于单张所述片料基材的厚度，则所述吸附头保持吸附所述片料基材。
4.根据权利要求1～3任一项所述的拾取方法，其特征在于，所述片料基材为扩散层GDL片材，所述吸附装置为静电吸附装置，所述拾取方法包括：
所述静电吸附装置的静电吸盘吸附所述GDL片材以后，控制所述静电吸盘在所述GDL片材的厚度方向上振动，使远离所述静电吸盘的所述GDL片材脱离所述静电吸盘。
5.根据权利要求1～3任一项所述的拾取方法，其特征在于，所述片料基材为GDL片材，所述吸附装置为伯努利吸附装置，所述拾取方法包括：
控制所述伯努利吸附装置的伯努利吸盘与所述GDL片材的距离为预设距离，调整所述伯努利吸盘的压力，使所述伯努利吸盘吸附所述GDL片材，然后控制所述伯努利吸盘在所述GDL片材的厚度方向上振动，使远离所述伯努利吸盘的所述GDL片材脱离所述伯努利吸盘。
6.根据权利要求5所述的拾取方法，其特征在于，所述伯努利吸盘至少包括两个，所述拾取方法包括：
控制每个所述伯努利吸盘与所述GDL片材的距离为所述预设距离，调整至少两个所述伯努利吸盘的压力，使至少两个所述伯努利吸盘分别吸附所述GDL片材的同一表面的两端。
7.根据权利要求6所述的拾取方法，其特征在于，所述GDL片材堆叠于GDL料仓内，所述控制所述伯努利吸附装置的伯努利吸盘与所述GDL片材的距离为所述预设距离的步骤包括：
控制所述GDL料仓的底板上下运动，使所述GDL料仓内的最上层的所述GDL片材与所述伯努利吸盘的吸附距离为所述预设距离。
8.根据权利要求1～3任一项所述的拾取方法，其特征在于，所述片料基材包括边框，所述吸附装置为真空吸附装置，所述拾取方法包括：
所述真空吸附装置的真空吸盘吸附所述片料基材的边框以后，控制所述真空吸盘在所述片料基材的厚度方向上振动，使远离所述真空吸盘上的所述片料基材脱离所述真空吸盘。
9.根据权利要求8所述的拾取方法，其特征在于，所述边框的两侧设置有多个通孔，所述真空吸盘的周向设置有多个吸盘孔，所述拾取方法包括：
所述真空吸盘吸附所述片料基材的边框时，至少一个所述吸盘孔对应一个所述通孔，至少一个所述吸盘孔不对应所述通孔。
10.根据权利要求9所述的拾取方法，其特征在于，所述片料基材为5CCM片材或7-MEA片材，所述吸盘孔的孔径为2mm～3mm，相邻两个所述吸盘孔之间的距离是5mm～10mm，所述拾取方法包括：
所述真空吸盘吸附所述片料基材的边框时，所述真空吸盘的边缘不超过所述边框的边缘。
11.一种片料基材的拾取装置，其特征在于，包括：
吸附装置，所述吸附装置的吸附头用于吸附所述片料基材；
振动装置，所述振动装置安装于所述吸附头，使所述吸附头在吸附后的所述片料基材的厚度方向上振动。
12.根据权利要求11所述的拾取装置，其特征在于，还包括：
料仓，所述料仓内用于堆叠所述片料基材；
离子风装置，所述离子风装置的风口朝向所述料仓的空腔，使所述离子风装置吹出的离子风朝向堆叠的所述片料基材的缝隙。
13.根据权利要求12所述的拾取装置，其特征在于，还包括：
厚度传感器，所述厚度传感器设置于所述料仓的上方，所述厚度传感器用于检测吸附在所述吸附头上的所述片料基材的厚度。
一种片料基材的拾取方法及拾取装置
技术领域
背景技术
[0002] 质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)的膜电极组件主要由质子交换膜、催化剂涂层与气体扩散层(GDL，Gas Diffusion Layer)组成，是质子交换膜燃料电池的核心组件，决定着燃料电池的性能。
[0003] 燃料电池膜电极的制备方法可以分为转印法、CCM法、GDL法等。在制备过程中多基于片料转印、片料贴边框、片料贴合GDL以及片料7MEA的拾取等。其中，片料基材包括带保护膜的质子交换膜、不带保护膜的质子交换膜、带底膜的催化剂涂层、3CCM(一面含催化剂涂层的质子交换膜或两面含催化剂涂层的质子交换膜)、5CCM(一面带边框的CCM，两面带边框的CCM)、GDL(碳纸或碳布)、7-MEA(质子交换膜、2个边框、2层催化剂层、2层气体扩散层)，因此片料基材的拾取贯穿整个膜电极连续化生产过程。
[0005] 本申请的目的在于提供一种片料基材的拾取方法及拾取装置，能够实现片料基材的单张拾取。
[0007] 由于在燃料电池膜电极制备的过程中，片料基材为薄膜结构，片料基材之间具有一定的应力，在使用吸附头对片料基材进行吸附的过程中，很容易吸附多张，在吸附以后，通过控制吸附头在片料基材的厚度方向上的振动，可以在一定程度上消除片料基材之间的应力，从而实现片料基材的单张拾取。
[0009] 先对堆叠的片料基材的缝隙通离子风，可以增加片料基材之间的空气含量，将堆叠的片料基材吹松散，在一定程度上消除片料基材与片料基材之间的应力，然后使用吸附头对其进行吸附的时候，可以减小一次性吸附多张的可能性，或者可以减小一次性吸附片料基材的张数，以便后续实现片料基材的单张拾取。
[0010] 在一种可能的实施方式中，控制吸附头在片料基材的厚度方向上振动之后，拾取方法还包括：检测吸附头上的片料基材的厚度。如果检测到的厚度大于单张片料基材的厚度，则控制吸附头松开片料基材，然后再次使用吸附头吸附片料基材。如果检测到的厚度等于单张片料基材的厚度，则吸附头保持吸附片料基材。
[0011] 通过厚度传感器的检测，如果检测到经过振动以后，吸附头还吸附有多张片料基材，则将片料基材全部松开，重新进行二次拾取，以便对片料基材进行单张拾取。如果检测到经过振动以后，吸附头吸附的是单张片料基材，则保持吸附，将其转移至其他位置，进行燃料电池膜电极的制备。
[0012] 在一种可能的实施方式中，片料基材为扩散层GDL片材，吸附装置为静电吸附装置，拾取方法包括：静电吸附装置的静电吸盘吸附GDL片材以后，控制静电吸盘在GDL片材的厚度方向上振动，使远离静电吸盘的GDL片材脱离静电吸盘。
[0013] 由于GDL片材为碳纸或碳布，具有一定的导电性，其容易被静电吸附的方式进行吸附。在静电吸盘吸附有GDL片材以后，静电吸盘的振动以及静电吸盘的吸附力进行配合，可以使远离静电吸盘的GDL片材(如果吸附有多张，则除了靠近静电吸盘的那一张)脱离静电吸盘，但同时也要避免靠近静电吸盘的GDL片材脱离静电吸盘，以便进行单张拾取。
[0014] 在一种可能的实施方式中，片料基材为GDL片材，吸附装置为伯努利吸附装置，拾取方法包括：控制伯努利吸附装置的伯努利吸盘与GDL片材的吸附距离为预设距离，调整伯努利吸盘的压力，使伯努利吸盘吸附GDL片材，然后控制伯努利吸盘在GDL片材的厚度方向上振动，使远离伯努利吸盘的GDL片材脱离伯努利吸盘。
[0015] 伯努利吸附实现的是非接触式吸附，GDL片材为碳纸或碳布，非接触式吸附可以避免损坏GDL片材上的碳层材料。在伯努利吸盘吸附有GDL片材以后，伯努利吸盘的振动以及伯努利吸盘的压力进行配合，可以使远离伯努利吸盘的GDL片材(如果吸附有多张，则除了靠近伯努利吸盘的那一张)脱离伯努利吸盘，但同时也要避免靠近伯努利吸盘的GDL片材脱离伯努利吸盘，以便进行单张拾取。
[0016] 在一种可能的实施方式中，伯努利吸盘至少包括两个，拾取方法包括：控制每个伯努利吸盘与GDL片材的吸附距离为预设距离，调整至少两个伯努利吸盘的压力，使至少两个伯努利吸盘分别吸附GDL片材的同一表面的两端。
[0017] 通过多个伯努利吸盘对GDL片材的两侧进行吸附，使其受到的吸附力更加均匀，避免GDL片材在吸附的过程中产生变形，可以避免其损坏，以实现无损拾取。
[0018] 在一种可能的实施方式中，GDL片材堆叠于GDL料仓内，控制伯努利吸附装置的伯努利吸盘与GDL片材的吸附距离为预设距离的步骤包括：控制GDL料仓的底板上下运动，使GDL料仓内的最上层的GDL片材与伯努利吸盘的吸附距离为预设距离。
[0019] 在使用伯努利吸盘对GDL片材进行吸附的时候，伯努利吸盘能够移动至拾取位置，该拾取位置为一定值，当GDL料仓中上方的GDL片材被吸附拾取以后，则伯努利吸盘吸附GDL片材时的距离会增加，所以，控制GDL料仓的底板向上运动，以使最上层的GDL片材与伯努利吸盘的距离为一定值，以便进行GDL片材的吸附。相应地，如果GDL料仓内的GDL片材吸附完了以后，需要重新将GDL片材堆叠至GDL料仓内，然后控制GDL料仓的底板向下运动，使最上层的GDL片材与伯努利吸盘的距离为一定值。
[0020] 在一种可能的实施方式中，片料基材包括边框，吸附装置为真空吸附装置，拾取方法包括：真空吸附装置的真空吸盘吸附片料基材的边框以后，控制真空吸盘在片料基材的厚度方向上振动，使远离真空吸盘的片料基材脱离真空吸盘。
[0021] 由于真空吸盘的吸附力较大，如果直接吸附GDL片材或者催化剂层，则可能使GDL片材和催化剂层上的粉料脱粉，遭到损坏。所以，真空吸盘以吸附带有边框的片料基材为较佳，真空吸盘吸附在边框上，避免催化剂层或GDL片材遭到破坏，以实现无损吸附。在真空吸盘吸附有片料基材以后，真空吸盘的振动以及真空吸盘的吸附力进行配合，可以使远离真空吸盘的片料基材(如果吸附有多张，则除了靠近真空吸盘的那一张)脱离真空吸盘，但同时也要避免靠近真空吸盘的片料基材脱离真空吸盘，以便进行单张拾取。
[0022] 在一种可能的实施方式中，边框的两侧设置有多个通孔，真空吸盘的周向设置有多个吸盘孔，拾取方法包括：真空吸盘吸附片料基材的边框时，至少一个吸盘孔对应一个通孔，至少一个吸盘孔不对应通孔。
[0024] 在一种可能的实施方式中，片料基材为5CCM片材或7-MEA片材，吸盘孔的孔径为2mm～3mm，相邻两个吸盘孔之间的距离是5mm～10mm，拾取方法包括：真空吸盘吸附片料基材的边框时，真空吸盘的边缘不超过边框的边缘。
[0025] 可以使真空吸盘的吸盘孔对边框的吸附效果更好，以便将片料基材吸附起来。
[0026] 第二方面，本申请实施例提供一种于燃料电池膜电极生产过程中片料基材的拾取装置，包括吸附装置和振动装置。吸附装置的吸附头用于吸附片料基材。振动装置安装于吸附头，使吸附头在吸附后的片料基材的厚度方向上振动。
[0027] 使用吸附装置的吸附头对片料基材进行吸附的过程中，很容易吸附多张，在吸附以后，通过振动装置控制吸附头在片料基材的厚度方向上的振动，可以在一定程度上消除片料基材之间的应力，从而实现片料基材的单张拾取。
[0028] 一种可能的实施方式中，拾取装置还包括料仓和离子风装置。料仓内用于堆叠片料基材。离子风装置的风口朝向料仓的空腔，使离子风装置吹出的离子风朝向堆叠的片料基材的缝隙。
[0029] 通过离子风装置先对堆叠的片料基材的缝隙通离子风，可以在一定程度上消除片料基材与片料基材之间的应力，然后使用吸附装置的吸附头对其进行吸附的时候，可以减小一次性吸附多张的可能性，或者可以减少一次性吸附片料基材的张数，以便实现片料基材的单张拾取。
[0030] 一种可能的实施方式中，拾取装置还包括厚度传感器，厚度传感器设置于料仓的上方，厚度传感器用于检测吸附在吸附头上的片料基材的厚度。
[0031] 通过厚度传感器检测吸附头振动以后，吸附头上还吸附的片料基材的厚度，如果检测到经过振动以后，吸附头还吸附有多张片料基材，则将片料基材全部松开，重新进行二次拾取，以便对片料基材进行单张拾取。如果检测到经过振动以后，吸附头吸附的是单张片料基材，则保持吸附，将其转移至其他位置，进行燃料电池膜电极的制备。
[0032] 本申请实施例提供的片料基材的拾取方法及拾取装置的有益效果包括：
[0034] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。
[0035] 图1为本申请提供的拾取方法的流程图；
[0036] 图2为本申请提供的拾取装置的结构框图；
[0037] 图3为本申请提供的真空吸盘的第一结构示意图；
[0038] 图4为本申请提供的真空吸盘的第二结构示意图。
[0039] 图标：11-料仓；12-离子风装置；13-吸附头；14-振动装置；15-厚度传感器；131-真空吸盘；132-吸盘孔。
具体实施方式
[0040] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0041] 在膜电极制备的过程中，所使用的片料基材包括带保护膜的质子交换膜、不带保护膜的质子交换膜、带底膜的催化剂涂层、3CCM片材(一面含催化剂涂层的质子交换膜或两面含催化剂涂层的质子交换膜)、5CCM片材(一面带边框的CCM，两面带边框的CCM)、扩散层GDL片材(碳纸或碳布)、7-MEA片材(质子交换膜、2个边框、2层催化剂层、2层气体扩散层)。由于上述片料基材均为薄膜结构，如果将上述片料基材堆叠起来，则片料基材与片料基材之间具有一定的应力，所以，在使用吸附的方式对片料基材进行吸附的时候，容易一次性吸附多张片料基材。
[0042] 为了解决上述问题，本申请进行如下改进：
[0043] 图1为本申请提供的拾取方法的流程图，图2为本申请提供的拾取装置的结构框图。请参阅图1和图2，本申请提供一种片料基材的拾取方法，包括如下步骤：
[0044] S10，片料基材堆叠于料仓11内，给堆叠的片料基材的缝隙通离子风。对堆叠的片料基材的缝隙通离子风，可以在一定程度上消除片料基材与片料基材之间的应力，可以减小片料基材与片料基材之间的应力。
[0045] 可选地，压缩空气调节至50psi～70psi，然后使用离子风装置12吹离子风。
[0046] S20，使吸附装置的吸附头13吸附片料基材。由于片料基材与片料基材之间具有一定的应力，所以，在使用吸附头13吸附片料基材的时候，可能会在吸附头13上吸附多张片料基材。
[0047] S30，控制吸附头13在片料基材的厚度方向上振动。在吸附头13上吸附了多张片料基材以后，通过控制吸附头13在片料基材的厚度方向上的振动，可以在一定程度上消除片料基材之间的应力，从而实现片料基材的单张拾取。
[0048] S40，检测吸附头13上的片料基材的厚度。如果检测到的厚度大于单张片料基材的厚度，则控制吸附头13松开片料基材，然后再次使用吸附头13吸附片料基材。如果检测到的厚度等于单张片料基材的厚度，则吸附头13保持吸附片料基材。
[0049] 通过厚度传感器15的检测片料基材的厚度，如果检测到经过振动以后，吸附头13还吸附有多张片料基材，则将片料基材全部松开，重新进行二次拾取，以便对片料基材进行单张拾取。如果检测到经过振动以后，吸附头13吸附的是单张片料基材，则保持吸附，将其转移至其他位置，进行燃料电池膜电极的制备。
[0050] 为了实现上述方法，请继续参阅图2，用于燃料电池膜电极生产过程中片料基材的拾取装置包括料仓11、离子风装置12、吸附装置、振动装置14以及厚度传感器15。其中，料仓11的仓壁上设置有离子风装置12，离子风装置12的风口朝向料仓11内的空腔，以使离子风装置12吹出的离子风朝向堆叠的片料基材的缝隙(其中，图2中的箭头1为离子风的方向)。
[0051] 吸附装置包括吸附头13，吸附头13可以移动，以转移吸附头13上吸附的片料基材(其中，图2中的箭头2为片料基材的吸附方向)，在吸附头13上设置有振动装置14(例如：抖动气缸或凸轮)，将振动装置14安装在吸附头13上以后，以实现吸附头13在吸附的片料基材的厚度方向上振动。
[0052] 然后在料仓11的上方设置厚度传感器15(例如：超声波厚度传感器)，厚度传感器15与吸附头13的控制器电连接，在使用吸附头13吸附片料基材以后，吸附头13向上运动，通过振动装置14控制吸附头13振动，在吸附头13振动以后，继续向上运动，在向上运动的过程中，会经过厚度传感器15的检测区，当厚度传感器15检测到吸附头13吸附的片料基材的厚度为D1，将D1与厚度传感器15中的预设厚度D2相比较，如果D1与D2一致，则厚度传感器15不发送信号；如果D1是D2的两倍及其以上，则厚度传感器15发送信号给控制器，控制器控制吸附头13松开吸附的片料基材，使片料基材落至料仓11内，再重新进行片料基材的吸附。
[0053] 本申请实施例中，上述的吸附可以是真空吸附、静电吸附或电磁吸附等。其中，真空吸附可以是使用伯努利吸盘、气旋式吸盘、真空吸盘、纳米吸盘等吸附机构。
[0054] 其中，伯努利吸盘的伯努利原理是：当伯努利吸盘接入高压缩空气时，伯努利吸盘工作面产生均匀且薄的强气流，此时片料基材的上表面的气体流速大于片料基材的下表面的气体流速，利用流体速度越快压强越小的原理，片料基材的上下两侧会产生压力差，从而在片料基材的底部能够形成向上的托举力，使得片料基材吸附在伯努利吸盘的底部。
[0055] 真空吸盘的真空吸附原理是：利用真空系统与大气压力差形成的力实现物体抓取和移动。通常所说的真空是指气体压强低于大气压强的一种状态，而不是完全没有空气的“真空”。也就是说，处于真空状态下的气体比大气压下的气体稀簿。衡量处于真空状态下的气体稀簿程度，用“真空度”来表示，习惯上，真空度高，表示气体压强低于大气压强多；真空度低，表示气体压强低于大气压强少。
[0056] 真空吸取原理：P1×S－mg＞0时，物体能够被吸起。真空吸力为F＝P1×S，其中，P1为真空度；S为真空吸盘的吸盘孔的总面积；m为物体质量；g为重力加速度。此处忽略了空气阻力，实际在真空吸盘吸起物体时还要克服物体与载体(如料带)的摩擦力，当真空吸盘吸起物体向上移动时，由于加速度会产生的牛顿力，所以，必须保证真空吸力F较大，才能完成真空吸取的任务。
[0057] 静电吸附的吸附原理是：当一个带有静电的物体靠近另一个不带静电的物体时，由于静电感应，没有静电的物体内部靠近带静电物体的一边会集聚与带电物体所携带电荷相反极性的电荷(另一侧产生相同数量的同极性电荷)，由于异性电荷互相吸引，就会表现出“静电吸附”现象。
[0058] 静电吸附可以通过设定吸附时间及延迟吸附时间，可以激活和停止对被吸物体的吸附力，能吸附几乎任何物体，例如：金属、半导体、绝缘体等。静电吸附系统依据库伦定律，由静电吸附控制器、静电吸盘及其他连接部件组成，静电控制器通过将直流电压经过增压及倍压处理，输出极性相反的高压，施加在静电吸盘上形成静电磁场。静电吸附均匀不产生褶皱、不残留痕迹、不损伤表面。
[0059] 施加电压前，被吸物体表面不显电性，通过静电吸附吸盘通电，被吸物体与静电吸盘接触面形成了强烈的电位差，被吸物体表面产生极化现象，也可以称为被吸物体与静电吸盘产生电位差，从二者之间产生静电吸附力，从而实现对被吸物体的吸附。
[0060] 解除外部施加电压，被吸物体与静电吸盘接触面会瞬间消失，二者之间所形成的电位差及表面产生极化现象也消失，被吸物体与静电吸盘之间的静电吸附力也消失。
[0061] 本申请实施例中，上述的不同种类的片料基材具有不同的性质，为了实现片料基材的单张吸附以及无损吸附，可以对不同的片料基材选择不同的吸附方式。其中，每种片料基材的特点如下：
[0062] 带保护膜的质子交换膜：厚度薄，易变形。其适用于伯努利吸盘吸附以及静电吸附。
[0063] 不带保护膜的质子交换膜：厚度薄，易破损。其适用于静电吸附。
[0064] 带底膜的催化剂涂层：催化剂涂层容易被刮伤或刮掉，导致性能下降。其适用于伯努利吸盘吸附以及静电吸附。
[0065] GDL片材是一种至少包含碳纤维的多孔碳片材料，且包含碳纤维的多孔碳片的至少一面上包含导电性填料的微孔层(MPL)，其机械强度低，厚度薄，易破碎。生产过程中接触GDL片材这类脆性材料时，容易产生造成材料的损坏，如：破损，MPL层被刮伤，故在拾放过程中必须对其进行严格控制，保证脆性材料拾放可靠。其适用于伯努利吸盘吸附以及静电吸附。
[0066] 3CCM片材：不含有边框，质子交换膜的两表面设置催化剂涂层，催化剂涂层容易被刮伤或刮掉，导致性能下降。其适用于伯努利吸盘吸附以及静电吸附。
[0067] 5CCM片材：含有边框，质子交换膜的两表面设置催化剂涂层，催化剂涂层容易被刮伤或刮掉，导致性能下降。其适用于真空吸盘吸附和静电吸附。
[0068] 7-MEA片材：含有边框，边框的两表面设置有GDL片材，GDL片材容易破损，MPL层容易被刮伤。其适用于真空吸盘吸附和静电吸附。
[0069] 下面对不同的片料基材的单张吸附以及无损吸附的方式进行具体的描述：
[0070] 实施例一
[0071] 采用静电吸附的方式对片料基材进行吸附。拾取方法为：静电吸附装置的静电吸盘吸附片料基材以后，控制静电吸盘在片料基材的厚度方向上振动，使远离静电吸盘的片料基材脱离静电吸盘。
[0072] 在静电吸盘吸附有片料基材以后，静电吸盘的振动以及静电吸盘的吸附力进行配合，可以使远离静电吸盘的片料基材(如果吸附有多张，则除了靠近静电吸盘的那一张)脱离静电吸盘，但同时也要避免靠近静电吸盘的片料基材脱离静电吸盘，以便进行单张拾取。
[0073] 本申请实施例中，静电吸附控制器可实现0.5kV～2.5kV的电压输出，可形成吸附力为45gf/cm2～130gf/cm2之间的调节。如果片料基材为：带保护膜的质子交换膜、不带保护膜的质子交换膜、带底膜的催化剂涂层，3CCM、5CCM，则静电吸附控制器的输出电压调节至0.5kV～0.55kV；如果片料基材为GDL片材，则静电吸附控制器的输出电压调节至0.55kV～
0.6kV；如果片料基材为7-MEA片材，则静电吸附控制器的输出电压调节至0.55kV～0.6kV。
0.6kV；如果片料基材为7-MEA片材，则静电吸附控制器的输出电压调节至0.55kV～0.6kV。
[0074] 不同尺寸的片料基材，可制定同规格的静电吸盘。为避免吸取多张3CCM或不带保护膜的质子交换膜，可通过辅助工序如将堆叠的3CCM和质子交换膜之间采用硬度较好的材料如纸、PET等隔离；且采用静电吸盘吸附不透气的片料基材时，静电吸盘与薄膜片料基材之间会存在真空，通过在静电吸盘增加气孔，配合气源装置破坏静电吸盘与薄膜之间的真空气氛，可稳定实现单张吸取。
[0075] 本申请实施例中，设置在静电吸盘上的抖动气缸的振动频率为20次/min～40次/min，振幅在3cm～6cm之间。
[0076] 实施例二
[0077] 采用伯努利吸附的方式对片料基材进行吸附。片料基材为GDL片材或者3CCM片材。拾取方法为：控制伯努利吸附装置的伯努利吸盘与片料基材的距离为3～4cm，调整伯努利吸盘的压力，使伯努利吸盘吸附片料基材，然后控制伯努利吸盘在片料基材的厚度方向上振动，使远离伯努利吸盘的片料基材脱离伯努利吸盘。
[0078] 伯努利吸附实现的是非接触式吸附，GDL片材为碳纸或碳布，非接触式吸附可以避免损坏GDL片材上的碳层材料。在伯努利吸盘吸附有GDL片材以后，伯努利吸盘的振动以及伯努利吸盘的压力进行配合，可以使远离伯努利吸盘的GDL片材(如果吸附有多张，则除了靠近伯努利吸盘的那一张)脱离伯努利吸盘，但同时也要避免靠近伯努利吸盘的GDL片材脱离伯努利吸盘，以便进行单张拾取。
[0079] 为了对片料基材进行拾取，并避免片料基材变形，伯努利吸盘至少包括两个，拾取方法包括：控制每个伯努利吸盘与GDL片材的吸附距离为预设距离(例如：3cm～4cm)，调整至少两个伯努利吸盘的压力，使至少两个伯努利吸盘分别吸附GDL片材的两侧。
[0080] 通过多个伯努利吸盘对GDL片材的两侧进行吸附，使其受到的吸附力更加均匀，避免GDL片材在吸附的过程中产生变形，可以避免其损坏，以实现无损拾取。在其他实施例中，还可以通过多个伯努利吸盘对GDL片材的四周进行吸附，以便将GDL片材吸附起来。
[0081] 其中，吸附距离是指伯努利吸盘在吸附GDL片材时，伯努利吸盘与吸附GDL片材之间的最小距离；也就是伯努利吸盘将要吸附GDL片材时，伯努利吸盘与吸附GDL片材之间的距离。
[0082] 本申请实施例中，伯努利吸盘的真空度调节至-30KPa～-70KPa之间，调节伯努利吸盘的真空度时，气流的流速为40L/min-168L/min，伯努利吸盘的压力调节范围在0.1MPa～0.5MPa之间，以便通过伯努利吸盘对GDL片材进行吸附。
[0083] GDL片材堆叠于GDL料仓11内，其中，GDL片材的微孔对应微孔、MPL层对应MPL层进行堆叠，避免GDL片材表面的纤维附着在微孔上，避免GDL片材的性能遭到损失。控制伯努利吸附装置的伯努利吸盘与GDL片材的吸附距离为预设距离的步骤包括：控制GDL料仓11的底板上下运动，使GDL料仓11内的最上层的GDL片材与伯努利吸盘的吸附距离为预设距离。
[0084] 在使用伯努利吸盘对GDL片材进行吸附的时候，伯努利吸盘能够移动至拾取位置，该拾取位置为一确定的位置(拾取位置与GDL料仓11的上端的距离为一定值)，当GDL料仓11中上方的GDL片材被吸附拾取以后，则伯努利吸盘吸附GDL片材时的距离会增加，所以，控制GDL料仓11的底板向上运动，以使最上层的GDL片材与伯努利吸盘的距离为一定值，以便进行GDL片材的吸附。相应地，如果GDL料仓11内的GDL片材吸附完了以后，需要重新将GDL片材堆叠至GDL料仓11内，然后控制GDL料仓11的底板向下运动，使最上层的GDL片材与伯努利吸盘的距离为一定值。
[0085] 可选地，为了实现控制最上层的GDL片材与伯努利吸盘的吸附距离为3cm～4cm，使用丝杆螺母结构与光电传感器配合进行设置。丝杆螺母结构与GDL料仓11的底板连接，伺服电机的输出轴连接丝杆，当电机正转的时候，与螺母抵接的底板向上运动，当电机反转的时候，与螺母抵接的底板向下运动。
[0086] 本申请实施例中，光电传感器与电机电连接，光电传感器的检测区与料仓11的上表面齐平，当电机正转的时候，底板向上运动，使底板上的最上层的GDL片材在光电传感器的检测区时，光电传感器检测到该GDL片材，对电机发送第一信号，电机接收到第一信号以后，停止转动，然后伯努利吸盘进行GDL片材的吸附。
[0087] 本申请实施例中，设置在伯努利吸盘上的抖动气缸的振动频率为20次/min～40次/min，振幅在3cm～6cm之间。
[0088] 实施例三
[0089] 图3为本申请提供的真空吸盘的第一结构示意图；图4为本申请提供的真空吸盘的第二结构示意图。请参阅图1-图4，采用真空吸盘131吸附的方式对片料基材进行吸附，片料基材包括边框。拾取方法为：真空吸附装置的真空吸盘131吸附片料基材的边框以后，控制真空吸盘131在片料基材的厚度方向上振动，使远离真空吸盘131的片料基材脱离真空吸盘131。
[0090] 由于真空吸盘131的吸附力较大，如果直接吸附GDL片材或者催化剂层，则可能使GDL片材和催化剂层上的粉料脱粉，遭到损坏。所以，真空吸盘131以吸附带有边框的片料基材为较佳，真空吸盘131吸附在边框上，避免催化剂层或GDL片材遭到破坏，以实现无损吸附。在真空吸盘131吸附有片料基材以后，真空吸盘131的振动以及真空吸盘131的吸附力进行配合，可以使远离真空吸盘131的片料基材(如果吸附有多张，则除了靠近真空吸盘131的那一张)脱离真空吸盘131，但同时也要避免靠近真空吸盘131的片料基材脱离真空吸盘131，以便进行单张拾取。
[0091] 本申请实施例中，真空吸盘131的真空度调节至-30KPa～-70KPa之间，调节真空吸盘131的真空度时，气流的流速为80-168L/min。有利于真空吸盘131的吸附。
[0092] 由于边框的两侧设置有多个通孔，真空吸盘131的周向设置有多个吸盘孔132，拾取方法包括：真空吸盘131吸附片料基材的边框时，至少一个吸盘孔132对应一个通孔，至少一个吸盘孔132不对应通孔。
[0093] 片料基材的边框上设置有通孔(燃料气体通孔、氧化气体通孔以及冷却剂通孔)结构，控制真空吸盘131的吸盘孔132与边框上的通孔的相对位置关系，以便真空吸盘131对边框进行吸附。
[0094] 本申请实施例中，片料基材为5CCM片材或7MEA片材，吸盘孔132的孔径为2mm～3mm，相邻两个吸盘孔132之间的距离是5mm～10mm，拾取方法包括：真空吸盘131吸附片料基材的边框时，真空吸盘131的边缘不超过边框的边缘。真空吸盘131的吸盘孔132的分布如图
3所示，可以使真空吸盘131的吸盘孔132对边框的吸附效果更好，以便将片料基材吸附起来。
3所示，可以使真空吸盘131的吸盘孔132对边框的吸附效果更好，以便将片料基材吸附起来。
[0095] 如果片料基材为3CCM片材或者质子交换膜时，则真空吸盘131的吸盘孔132的分布如图4所示，可以实现3CCM片材的吸附。为了进一步避免3CCM片材的多张拾取，可以在堆叠的3CCM片材之间放置硫酸纸、PET薄膜进行隔离。在使用真空吸盘131吸取3CCM片材的时候，为了避免催化剂层掉粉，可以在真空吸盘131的吸盘面上设置网纱，网纱的孔径在100-1000目之间，以便对3CCM片材进行均匀真空吸附。
[0096] 以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 燃料电池用衬垫 | 2020-05-08 | 310 |
| 一种燃料电池自动化测试系统 | 2020-05-08 | 939 |
| 一种燃料电池发动机试验的安全系统及其控制方法 | 2020-05-08 | 696 |
| 一种可弯曲微流体无膜燃料电池 | 2020-05-08 | 983 |
| 用于操作燃料电池的方法及其控制器 | 2020-05-08 | 477 |
| 延长金属空气燃料电池电解液使用时间的方法 | 2020-05-08 | 342 |
| 用于电化学燃料电池的流场板 | 2020-05-08 | 636 |
| 一种基于刻蚀处理碳载体的铂基催化剂的制备方法及其应用 | 2020-05-08 | 521 |
| 一种燃料电池电堆测试台及其背压控制方法 | 2020-05-08 | 124 |
| 一种电动汽车氢燃料电池的维修装置 | 2020-05-11 | 193 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈