CN103144052B - 用于夹持装置的旋转模块 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于夹持装置的旋转模块。更具体地，该旋转模块包括壳体，该壳体包括一端可旋转地连接至基部框架的上部的第一连接部和垂直于第一连接部形成的第二连接部。连接板的一个端部连接至第二连接部，并且夹持装置安装在连接板的另一端，并配置成夹持壁板。齿轮单元在壳体内通过接收操作电机的转矩而旋转。离合器单元分别安装在第一连接部和第二连接部中，连接至齿轮单元，并配置成将齿轮单元的转矩选择性地传递至第一连接部或第二连接部，以便旋转壳体或连接板。

Description

用于夹持装置的旋转模块
技术领域
本发明涉及一种用于夹持装置的旋转模块。更具体地，本发明涉及一种应用于夹持装置的旋转模块，该夹持装置配置成夹持壁板而不论壁板的维度和表面曲率，而壁板根据车型可具有不同的尺寸和形状。
背景技术
通常，二万至三万个部件顺序进行组装，以便能够在装配线上有效地制造车辆。特别地，在经过多种冲压装置制造后，壁板在车辆制造工序的第一阶段被输送至车身厂。壁板被相互组装，形成白车身(B.I.W)形状的车身。
侧壁板、顶壁、后壁板等通过主车身工序安装至车身地板，车身通过涂装工序进行涂装，并且通过在装配厂组装发动机、变速器以及内部和外部材料而制造车辆。
安装在车身上的各壁板一般通过冲压进行制造。在冲压壁板后，壁板被夹持、组装、焊接、包边以及涂装，从而输出制成的车身。
然而，由于根据当前制造的车型，不同的壁板具有不同的形状和尺寸，因此难以使用能够有效地夹持各自具有不同维度和形状的各种壁板的通用装置。因此，制造商必须使用用于各种车型的定制的夹持装置。
当使用定制的夹持装置时，在制造新的车型时，对夹持装置改型或制造新的夹持装置的成本可能是必需的，并且初始投资成本会增加。此外，夹持装置的结构也会变得复杂。
在一些情况下，为了使用常规的夹持装置夹持具有多种维度的不同车型的多种不同种类的壁板，夹持装置可向前或向后以及向左或向右旋转。在这种情况下，应该为各个轴向提供各自的驱动模块。因此，在常规设计中，驱动模块的结构和控制会变得复杂。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于加强对本发明背景的理解，因此其可能包含不构成本国内本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明已致力于提供一种夹持装置，其构造成使用一个电机绕两根轴线旋转以夹持壁板，而不论壁板各自的维度、形状、尺寸和表面曲率。
根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块可包括：基部框架；壳体，其内形成有安装空间，并且具有一端可旋转地连接至基部框架的上部的第一连接部，和垂直于第一连接部形成的第二连接部；连接板，具有连接至第二连接部的一个端部；夹持装置，安装在连接板的另一端，并配置成夹持壁板；具有旋转轴的操作电机；齿轮单元，在壳体的安装空间中安装成与第一和第二连接部以及操作电机的旋转轴对应，并配置成通过接收来自操作电机的转矩而旋转；以及一个或多个离合器单元，分别安装在第一连接部和第二连接部中，连接至齿轮单元，并且配置成将齿轮单元的转矩选择性地传递至第一连接部或第二连接部，以旋转壳体或连接板。
齿轮单元可包括：驱动锥齿轮，连接至操作电机的旋转轴；第一从动锥齿轮，与驱动锥齿轮啮合，并通过一个或多个离合器单元中的至少一个选择性地连接至第一连接部；以及第二从动锥齿轮，与第一从动锥齿轮垂直布置，与驱动锥齿轮啮合，并且通过离合器单元选择性地连接至第二连接部。
驱动锥齿轮可配置成绕第一轴线旋转，并且第一从动锥齿轮可与驱动锥齿轮啮合，以便绕垂直于第一轴线的第二轴线旋转。第二从动锥齿轮可与驱动锥齿轮啮合，以便绕垂直于第一轴线和第二轴线的第三轴线旋转。
至少一个离合器单元可包括：电磁组件，配置成通过接收电流产生电磁力；操作轴，可旋转地插入电磁组件中，并且具有第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮安装于其上的一端，和第一连结部形成于其上的另一端；固定旋转件，与操作轴的另一端分开布置，可旋转地安装在电磁组件上，并且具有第二连结部形成于其上的一端，和固定至基部框架或连接板的另一端；连接器，可旋转并可滑动地插入固定旋转件，且配置成通过电磁组件的电磁力在固定旋转件上滑动，以选择性地将第一连结部连接至第二连结部；以及弹性部件，介于固定旋转件与连接器之间，并配置成对连接器施加弹性力。例如，弹性部件可以是圆形板簧。
旋转模块还可包括凸缘，形成在操作轴的另一端，并配置成防止操作轴从电磁组件上脱离。
第一连接部可从操作轴的另一端向固定旋转件突出预定长度。此外，轴承可介于固定旋转件与电磁组件之间。
至少两根固定销可周向一体形成在固定旋转件的另一端，并且固定销可固定至基部框架或连接板。此外，第二连结部可从固定旋转件的一端向操作轴突出预定长度。
第一和第二啮合部可一体形成在连接器的两个端部，对应于第一连结部和第二连结部。齿可形成在第一和第二连结部的外周。啮合部可形成在连接器的两个端部的内周，以与连结部的外周上的齿啮合。
第一连接部可通过固定板连接至基部框架，并且轴承可介于固定板与第一连接部之间。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的透视图。
图2是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的俯视图。
图3是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的截面图。
图4是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的透视图。
图5是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的分解透视图。
图6是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的截面图。
图7和图8是示出应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的操作的截面图。
图9是示出根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的操作的示意图。
<附图标记说明>
110：基部框架
112：固定板
120：壳体
122：第一连接部
124：第二连接部
126：安装空间
128：连接板
130：操作电机
140：齿轮单元
142：驱动锥齿轮
144：第一从动锥齿轮
146：第二从动锥齿轮
150：离合器单元
152：电磁组件
154：操作轴
156：第一连结部
158：凸缘
162：固定旋转件
164：第二连结部
166：固定销
168：连接器
172：第一啮合部
174：第二啮合部
176：弹性部件
200：夹持装置
210：定位器
220：夹持器
230：操作缸
232：操作杆
具体实施方式
以下将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。
应该理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语包括普通的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客运车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、内燃机车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。
在本说明书和附图中描述的示例性实施例仅为本发明的示例性实施例。应该理解的是，在提交本申请时可以有包括在本发明的精神和范围内的多种改型和等同形式。
图1是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的透视图；图2是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的俯视图；图3是根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的截面图；图4是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的透视图；图5是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的分解透视图；并且图6是应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的截面图。
参照附图，根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块100构造成使用一个电机绕两根轴线旋转夹持装置以夹持壁板，而不论它们由于例如车型的改变而不同的维度、形状、尺寸和表面曲率。因此，用于夹持装置的旋转模块100可普遍应用于各种车型的壁板。
为此目的，根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块100，如图1至图3中所示，包括基部框架110、壳体120、操作电机130、齿轮单元140以及离合器单元150。基部框架110可安装在车间的地板上，并且通常可由移动单元(未示出)移动。
根据本示例性实施例，壳体120可具有形成于其中的安装空间126，并可包括第一连接部122和第二连接部124。第一连接部122的一端可以可旋转地连接至基部框架110的上部，并从壳体120中突出。第二连接部124可从壳体120中突出，并可以与第一连接部122垂直的方式布置。这里，第一连接部122通过固定板112连接至基部框架110，并且轴承B介于固定板112与第一连接部122之间。当第一连接部122相对于基部框架110旋转时，轴承B稳定地支撑第一连接部122的旋转。
在本发明的一些示例性实施例中，第一连接部122和第二连接部124可具有圆柱形形状，并可安装在壳体120的相互垂直的一个表面和一个相邻的表面。
操作电机130可安装在壳体120的外部下部，并且操作电机130的旋转轴穿透壳体120以便插入安装空间126。这里，操作电机130可以是例如伺服电机，其中操作电机13的旋转速度和旋转方向可以控制。
根据本示例性实施例，齿轮单元140可在壳体120的安装空间126中安装成对应于第一和第二连接部122、124以及操作电机130。齿轮单元140可通过接收来自操作电机130的转矩而旋转。
在本发明的说明性实施例中，齿轮单元140包括驱动锥齿轮142、第一从动锥齿轮144和第二从动锥齿轮146。驱动锥齿轮142可连接至操作电机130的旋转轴，并可位于壳体120的安装空间126的下部。第一从动锥齿轮144可朝向驱动锥齿轮142布置在第一连接部122上，并可与驱动锥齿轮142啮合。此外，第二从动锥齿轮146可朝向驱动锥齿轮142布置在第二连接部124上，并可与驱动锥齿轮142啮合。
这里，第一从动锥齿轮144垂直于驱动锥齿轮142布置。也就是，第一从动锥齿轮144在X轴上面朝基部框架110与驱动锥齿轮142啮合。此外，第二从动锥齿轮146可垂直于驱动锥齿轮142布置。也就是，第二从动锥齿轮146可在垂直于X轴的Z轴上与驱动锥齿轮142啮合。
另外，驱动锥齿轮142可布置在壳体120的下部，并可垂直于第一和第二从动锥齿轮144、146布置。也就是，驱动锥齿轮142可沿Y轴与第一和第二从动锥齿轮144、146啮合。因此，当驱动锥齿轮142由操作电机130旋转时，与驱动锥齿轮142啮合的第一和第二从动锥齿轮144、146分别绕X轴和Z轴旋转。
此外，离合器单元150可分别安装在第一连接部122和第二连接部124中，并连接至齿轮单元140。虽然本发明的说明性实施例描述为仅包括一个离合器单元150，本发明的说明性实施例也可包括多个离合器单元。
离合器单元150可将通过操作电机130旋转的齿轮单元140的转矩选择性地传递至第一连接部122或第二连接部124。因此，通过第一连接部122的旋转，壳体120相对于基部框架110旋转，或者一端连接至第二连接部124的连接板128被旋转。此时，壳体120通过第一连接部122的旋转而绕X轴旋转。另外，连接板128通过离合器单元150的操作而绕Z轴旋转。
在本发明的一些说明性实施例中，用于夹持壁板的夹持装置200可安装在连接板128的另一端。夹持装置200可包括一侧连接至连接板128的另一端的定位器210，一侧铰接至定位器210的前端的夹持器220，铰接至夹持器220的另一端的操作杆232，以及一侧铰接至定位器210的操作缸230。
根据本示例性实施例，如图4至图6中所示，离合器单元150包括电磁组件152、操作轴154、固定旋转件162、连接器168和例如圆形板簧的弹性部件176。电磁组件152分别安装在第一连接部122和第二连接部124中，并且当对电磁组件152供电时，电磁组件152产生电磁力。
根据本示例性实施例，操作轴154可以可旋转地插入电磁组件152中，并且具有从动锥齿轮144和146可安装于其上的一端，以及第一连结部156可形成于其上的另一端。
在本发明的说明性实施例中，凸缘158一体形成在操作轴154的另一端。凸缘158防止操作轴154从电磁组件152中脱离。另外，第一连结部156示例性地从操作轴154的另一端向固定旋转件162突出预定长度。此外，齿形成在第一连结部156的外周。
根据本示例性实施例，固定旋转件162离开操作轴154的另一端布置，并且可旋转地安装在电磁组件152上。
在固定旋转件162的一端可形成第二连结部164，并且固定旋转件162的另一端可固定至基部框架110或连接板128。也就是，固定旋转件162可在第一连接部122或第二连接部124中固定至基部框架110或连接板128。
这里，示例性地示出轴承B介于固定旋转件162与电磁组件152之间，固定旋转件162相对于电磁组件152稳定地旋转。此外，在固定旋转件162的另一端周向上可一体形成至少两根固定销166。固定销166可固定至基部框架110或连接板128。
根据本示例性实施例，可在固定旋转件162的另一端周向上彼此隔开形成三根固定销166。同时，第二连结部164从固定旋转件162的一端向操作轴154突出预定长度。齿形成在第二连结部164的外周。
根据本示例性实施例，连接器168可旋转且可滑动地插入固定旋转件162中。连接器168构造成在电磁组件152的电磁力作用下在固定旋转件162上滑动，以选择性地将第一连结部156连接至第二连结部164。
这里，第一啮合部172和第二啮合部174一体形成在连接器168的两个端部，对应于第一连结部156和第二连结部164。啮合部172和174形成在连接器168的两个端部的内周，以便与连结部156和164的外周啮合，并且对应于第一和第二连结部156、164的齿。
这里，第二啮合部174总是与固定旋转件162的第二连结部164啮合。也就是，在连接器168插入固定旋转件162中的状态下，当通过电磁组件152产生电磁力时，连接器168向操作轴154移动，并且第一啮合部172与第一连结部156啮合。因此，连接器168接收由齿轮单元140带动旋转的操作轴154的转矩并旋转。
此时，由于连接器168的第二啮合部174总是与固定旋转件162的第二连结部164啮合，所以固定旋转件162与连接器168一起旋转。因此，连接器168通过电磁组件152的电磁力选择性地将由齿轮单元140带动旋转的操作轴154与固定旋转件162连接。也就是，连接器168相对于基部框架110旋转第一连接部122，以绕X轴旋转壳体120或绕Z轴旋转连接板128。因此，可以控制夹持装置200沿两根轴线的角度。
根据本示例性实施例，弹性部件176可介于固定旋转件162与连接器168之间，并对连接器168施加弹性力。当电磁组件152未产生电磁力时，弹性部件176使连接器168滑动至与操作轴154相反的一侧，使得连接器168的第一啮合部172不与第一连结部156啮合。因此，操作轴154未与连接器168可操作地连结。这里，弹性部件176可以是圆形板簧。
以下，将详细说明根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块100的操作和功能。
图7和图8是示出应用于根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的离合器单元的操作的截面图，并且图9是示出根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块的操作的示意图。
当未对电磁组件152供电且未产生电磁力时，连接器168在弹性部件176的作用下移动至与操作轴154相反的一侧，并且操作轴154未与连接器168可操作地连结，如图7中所示。在这种情况下，连接器168的第二啮合部174与固定旋转件162的第二连结部164相应地啮合。
当操作电机130以这种方式旋转时，与驱动锥齿轮142啮合的从动锥齿轮144和146旋转操作轴154。然而，操作轴154的转矩未传递至固定旋转件162。因此，夹持装置200维持初始状态。
相反，当对电磁组件152供电且产生电磁力时，连接器168在电磁力的作用下向操作轴154滑动，如图8中所示。连接器168的第一和第二啮合部172、174分别与第一和第二连结部156、164啮合。
当操作电机130以这种方式旋转时，与驱动锥齿轮142啮合的从动锥齿轮144和146旋转操作轴154。随后，操作轴154的转矩通过第一连结部156和第一啮合部172传递至连接器168，并且连接器168旋转。此外，操作轴154的转矩通过第二连结部164和第二啮合部174传递至固定旋转件162，并且固定旋转件162旋转。此时，设置在第一连接部122中的离合器单元150通过固定至基部框架110的固定旋转件162使第一连接部122绕X轴旋转。因此，壳体120绕X轴旋转。
因此，如图9中所示，夹持装置200绕X轴旋转，并且可以控制沿X轴的角度。设置在第二连接部124中的离合器单元150使连接至固定旋转件162的连接板128绕Z轴旋转。因此，夹持装置200绕Z轴旋转，并且可以控制沿Z轴的角度。
根据本示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块100被构造为，使用一个操作电机130的转矩使夹持装置200绕X轴和Z轴旋转。因此，夹持装置200可夹持具有各种形状的多种不同壁板。因此，根据本发明的示例性实施例的用于夹持装置的旋转模块100被构造为，使用一个电机绕两根轴性旋转夹持装置以夹持壁板，而不论维度、尺寸、形状和表面曲率。
由于可通过驱动一个电机绕两根轴线旋转夹持装置，因此装置的结构可以简化，并可提高可制造性。此外，由于本发明可通用于各种车型的壁板，因此可缩减初始投资并可简化整个装置的结构。
尽管已结合目前被认为实际的示例性实施例说明了本发明，然而应当理解的是，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种改型和等同配置。

Claims (15)

1.一种用于夹持装置的旋转模块，包括：
基部框架；
壳体，其内形成有安装空间，并且设置有一端可旋转地连接至所述基部框架的上部的第一连接部，和垂直于所述第一连接部形成的第二连接部；
连接板，具有连接至所述第二连接部的一个端部；
夹持装置，安装在所述连接板的另一端，并配置成选择性地夹持壁板；
具有旋转轴的操作电机；
齿轮单元，在所述壳体的安装空间中安装成与所述第一和第二连接部以及所述操作电机的旋转轴相对应，并且配置成通过接收来自所述操作电机的转矩而旋转；以及
离合器单元，分别安装在所述第一连接部和所述第二连接部中，连接至所述齿轮单元，并配置成将所述齿轮单元的转矩选择性地传递至所述第一连接部或所述第二连接部，以分别旋转所述壳体和所述连接板，所述第一连接部和所述第二连接部中的离合器单元分别包括一个或多个离合器单元。
2.如权利要求1所述的旋转模块，其中所述齿轮单元包括：
驱动锥齿轮，连接至所述操作电机的旋转轴；
第一从动锥齿轮，与所述驱动锥齿轮啮合，并通过所述离合器单元选择性地连接至所述第一连接部；以及
第二从动锥齿轮，与所述第一从动锥齿轮垂直布置，与所述驱动锥齿轮啮合，并通过所述离合器单元选择性地连接至所述第二连接部。
3.如权利要求2所述的旋转模块，其中所述驱动锥齿轮绕第一轴线旋转，并且所述第一从动锥齿轮与所述驱动锥齿轮啮合，以便绕与所述第一轴线垂直的第二轴线旋转。
4.如权利要求3所述的旋转模块，其中所述第二从动锥齿轮与所述驱动锥齿轮啮合，以便绕与所述第一轴线和所述第二轴线垂直的第三轴线旋转。
5.如权利要求2所述的旋转模块，其中至少一个离合器单元包括：
电磁组件，配置成通过接收电流产生电磁力；
操作轴，可旋转地插入所述电磁组件中，并具有安装所述第一从动锥齿轮或所述第二从动锥齿轮的一端，和形成第一连结部的另一端；
固定旋转件，离开所述操作轴的另一端定位，可旋转地安装在所述电磁组件上，并具有形成第二连结部的一端和固定至所述基部框架或所述连接板的另一端；
连接器，可旋转且可滑动地插入所述固定旋转件中，并配置成通过所述电磁组件的电磁力在所述固定旋转件上滑动，以便选择性地将所述第一连结部连接至所述第二连结部；以及
弹性部件，介于所述固定旋转件与所述连接器之间，并且配置成对所述连接器施加弹性力。
6.如权利要求5所述的旋转模块，还包括凸缘，形成在所述操作轴的另一端，并配置成防止所述操作轴从所述电磁组件上脱离。
7.如权利要求5所述的旋转模块，其中所述第一连结部从所述操作轴的另一端向所述固定旋转件突出预定长度。
8.如权利要求5所述的旋转模块，其中轴承介于所述固定旋转件与所述电磁组件之间。
9.如权利要求5所述的旋转模块，其中在所述固定旋转件的另一端周向一体形成至少两根固定销，并且所述固定销固定至所述基部框架或所述连接板。
10.如权利要求5所述的旋转模块，其中所述第二连结部从所述固定旋转件的一端向所述操作轴突出预定长度。
11.如权利要求5所述的旋转模块，其中在所述连接器的两个端部对应于所述第一连结部和所述第二连结部一体形成第一啮合部和第二啮合部。
12.如权利要求11所述的旋转模块，其中齿形成在所述第一和第二连结部的外周。
13.如权利要求12所述的旋转模块，其中所述第一和第二啮合部分别形成在所述连接器的两个端部的内周，以便分别与所述第一和第二连结部的外周上的齿啮合。
14.如权利要求6所述的旋转模块，其中所述弹性部件是圆形板簧。
15.如权利要求1所述的旋转模块，其中所述第一连接部通过固定板连接至所述基部框架，并且轴承介于所述固定板与所述第一连接部之间。
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