本發明涉及氣態高壓儲氫氣瓶成型的，具體地說是一種儲氫氣瓶封頭補強設備及控制方法。

背景技術：

1、iv型儲氫氣瓶，作為一種高壓輕量化儲氫方案，提供了比傳統金屬氣瓶更高的儲氫密度和更低的重量，有助于提高能源效率并減少碳排放，對氫能產業的發展具有重要意義。由于iv型氣瓶采用塑料內膽、金屬boss封頭及碳纖維纏繞層的復合結構，其封頭部分存在金屬boss與高分子材料的界面問題，在承受高壓和循環載荷時易成為潛在的薄弱點。因此，封頭補強技術的研究和應用對于確保iv型儲氫氣瓶的安全性至關重要。

2、封頭補強技術旨在通過增強材料和結構設計，提高封頭區域的強度和耐久性，從而降低泄漏和破裂的風險。目前的技術手段是靠人工方式鋪貼預浸料片材，或是在封頭處采用螺旋纏繞或環纏工藝纏繞碳纖維復合材料。人工鋪貼方式會有鋪貼褶皺，鋪貼均勻性差和一致性差等缺陷；在封頭處若想要得到理想的封頭強度，采用螺旋纏繞或環纏的方式則需要使用大量碳纖維復合材料；通過模壓方法鋪貼，需要生產不同的補強壓頭以匹配不同形狀和尺寸的儲氫氣瓶，耗費生產成本和時間。為此，需要考慮成本效益和制造工藝的可行性，設計一種針對iv型儲氫氣瓶封頭補強技術的快速工業方法。

技術實現思路

1、本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供了一種儲氫氣瓶封頭補強設備及控制方法。

2、根據本發明實施例第一方面的一種儲氫氣瓶封頭補強設備，包括：夾持模塊，包括夾持機構，所述夾持機構包括第一夾塊、第二夾塊和夾持驅動組件，所述第一夾塊和所述第二夾塊沿橫向相對間隔設置，以在兩者之間形成夾槽，所述夾持驅動組件用于驅動所述第一夾塊和所述第二夾塊相互靠近和遠離；

3、鋪貼模塊，包括鋪貼整形組件和鋪貼驅動組件，所述鋪貼整形組件包括移動架和多條柔性壓條，多條所述柔性壓條的上端與所述移動架連接，以使得多條所述柔性壓條呈豎直吊掛于所述夾槽的上方，在俯視投影面上多條所述柔性壓條呈環形間隔排列設置，所述鋪貼驅動組件用于帶動所述移動架上下移動。

4、根據本發明實施例的儲氫氣瓶封頭補強設備，至少具有如下有益效果：

5、本發明通過夾持驅動組件驅動第一夾塊和第二夾塊相互靠近夾合，將儲氫氣瓶固定在夾槽中，儲氫氣瓶的肩部位置預先放置有環形補強片，鋪貼驅動組件帶動移動架整體向下移動，柔性壓條與環形補強片接觸并施加壓力使其變形，直至環形補強片貼合于儲氫氣瓶的肩部，本發明提供的通過自動化設備實現精準高效地完成封頭補強作業，能夠實現大規模生產和應用，避免了人工鋪貼方式鋪貼均勻性差和一致性差等缺陷，避免了螺旋纏繞或環纏預浸料方式需要消耗大量復合材料的缺陷，通過設置柔性壓條使得補強片鋪貼精密，同時能夠適配多種不同尺寸和形狀的儲氫氣瓶表面。

6、根據本發明的一些實施例，所述柔性壓條為鏈條結構，所述柔性壓條包括多個鏈節和多個連接軸，多個所述鏈節之間通過多個所述連接軸鉸接，多個所述連接軸沿多條所述柔性壓條在俯視投影面上所圍成的圓的切線方向延伸設置。

7、根據本發明的一些實施例，多條所述柔性壓條的上端與所述移動架滑動連接，多條所述柔性壓條沿多條所述柔性壓條在俯視投影面上所圍成的圓的徑向滑動調節設置。

8、根據本發明的一些實施例，所述夾持機構設有橫向位置傳感器，所述橫向位置傳感器與所述鋪貼驅動組件連接，所述橫向位置傳感器用于檢測所述第一夾塊和所述第二夾塊在橫向上的位置，所述鋪貼驅動組件還用于接收所述橫向位置傳感器的檢測信號，以帶動所述移動架沿橫向移動。

9、根據本發明的一些實施例，所述鋪貼模塊還包括定位機構，所述定位機構包括定位桿，所述定位桿呈豎直連接于所述移動架的底部，所述定位桿位于多條所述柔性壓條的中心位置。

10、根據本發明的一些實施例，所述定位桿為伸縮驅動桿結構。

11、根據本發明的一些實施例，所述定位桿的下端設有套筒。

12、根據本發明的一些實施例，所述定位桿設有用于檢測所述定位桿的伸縮長度的縱向位置傳感器，所述縱向位置傳感器與所述鋪貼驅動組件連接，所述鋪貼驅動組件被配置為接受所述縱向位置傳感器的檢測信號，以控制所述移動架的上下移動位置。

13、根據本發明的一些實施例，所述夾持模塊包括用于對儲氫氣瓶進行輸送的第一傳送機構，所述第一傳送機構設有依次設置的第一進料端、夾持工位和第一出料端，所述夾持機構設于所述夾持工位；

14、所述儲氫氣瓶封頭補強設備還包括切割模塊和轉運模塊，所述切割模塊包括第二傳送機構和切割機構，所述第二傳送機構用于對預浸料進行輸送，所述第二傳送機構設有依次設置的第二進料端、切割工位和第二出料端，所述切割機構設于所述切割工位，所述切割機構包括環狀刀模和切割驅動件，所述環狀刀模位于所述切割工位的上側，所述切割驅動件用于帶動所述環狀刀模上下移動；

15、所述轉運模塊設于所述第一進料端與所述第二出料端之間，所述轉運模塊包括抓取機構和轉運驅動機構，所述轉運驅動機構設有運動執行端，所述抓取機構設于所述運動執行端。

16、根據本發明實施例第二方面的控制方法，適用于所述儲氫氣瓶封頭補強設備，所述控制方法包括：

17、將預浸料輸送至所述切割工位，通過切割模塊將預浸料切割成環形補強片；

18、將所述環形補強片逐一轉送至待補強的儲氫氣瓶的肩部位置上，之后將儲氫氣瓶輸送至所述夾持工位；

19、對儲氫氣瓶進行夾持固定；

20、帶動多條所述柔性壓條移動，接觸所述環形補強片并對其施加壓力，直至所述環形補強片貼合于所述儲氫氣瓶的肩部位置。

21、本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

技術特征：

1.一種儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

3.根據權利要求2所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

4.根據權利要求1所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

5.根據權利要求1所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

6.根據權利要求5所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

7.根據權利要求6所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

8.根據權利要求7所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

9.根據權利要求1至8任意一項所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，其特征在于：

10.控制方法，其特征在于，適用于如權利要求9項所述的儲氫氣瓶封頭補強設備，所述控制方法包括：

技術總結
本發明公開了一種儲氫氣瓶封頭補強設備及控制方法，封頭補強設備包括：夾持模塊和鋪貼模塊，夾持模塊包括夾持機構，夾持機構包括第一夾塊、第二夾塊和夾持驅動組件，第一夾塊和第二夾塊沿橫向相對間隔設置，夾持驅動組件用于驅動第一夾塊和第二夾塊相互靠近和遠離；鋪貼模塊包括鋪貼整形組件和鋪貼驅動組件，鋪貼整形組件包括移動架和多條柔性壓條，多條柔性壓條的上端與移動架連接，以使得多條柔性壓條豎直吊掛于夾槽的上方，在俯視投影面上多條柔性壓條呈環形間隔排列設置，鋪貼驅動組件用于帶動移動架上下移動。本發明通過柔性壓條對環形補強片整形，實現精準高效地完成封頭補強作業。本發明涉及氣態高壓儲氫氣瓶成型的技術領域。

技術研發人員：張宇,陳宏達,江維力,鄭凱東,黃華,陸群杰,黃改,胡海曉,李書欣
受保護的技術使用者：佛山仙湖實驗室
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24