CN103501971B - 具有用于轨道调整和线性调整的锯齿的模块化加工设备 - Google Patents

Abstract

一种模块化加工设备（10），具有用于提供模块化工具（12）的轨道调整和线性调整的锯齿（22）。所述模块化加工设备（10）包括具有相配轮廓表面（22）的一个安装部件（16）和一个底座联轴器（18），所述相配轮廓表面用于提供所述底座联轴器（18）相对于所述安装部件（16）的线性调整。一个间隔器（22）被设置成具有轮廓表面（70、74），其中这些轮廓表面（70、74）相配地并且可调整地连接到所述底座联轴器（18）的轮廓表面（64），用以实现所述模块化工具（12）围绕着纵轴（84）的旋转调整。所述模块化工具（12）具有一个轮廓表面（76），所述轮廓表面相配地并且可调整地连接到所述间隔器（22）的所述轮廓表面（74），用以实现围绕着所述纵轴（84）的旋转调整。一个偏置部件（92）与所述间隔器（22）和所述模块化工具（12）相接合，以用于将所述间隔器（22）偏置朝向所述底座部件（18）并且远离所述模块化工具（12）。

Description

具有用于轨道调整和线性调整的锯齿的模块化加工设备

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2011年2月8日提交的第61/440,464号美国临时专利申请案的优先权。

技术领域

本发明涉及一种具有轨道调整和线性调整的模块化加工设备，并且确切地说，涉及一种具有锯齿的模块化加工设备，所述锯齿为连接到所述模块化加工设备的模块化工具提供精确且重复的轨道调整、旋转调整和线性调整。

背景技术

随着机械操纵器和机械臂的出现，设计了各种加工组件和工件处理装置用以快速地与这些机械操纵器和机械臂连接和脱离，使得各种模块化加工组件可以与同一操纵器一起使用。优选将灵活性和可调整性设计到这些加工组件中，使得这些加工组件可以被配置用于各种工件配置。先前的加工组件已使用由若干托架和座架互连的管道系统的若干区段，所述托架和座架用于固定各种工件，但是这样的设计通常是刚性的并且在所述加工组件中提供很少调整或不提供调整。其他设计使用压制品或滑动座架(slide mount)来使管道的各区段能沿着线性的行进路径调整，但是这样的设计灵活程度有限，因为它们只提供一个度数或一个轴的调整。

其他已知的设计使用球座架来提供所述管道系统的旋转调整或轨道调整。这样的球座架通常提供一个托架，所述托架通过使用该托架和一个常规紧固件来收纳并且夹紧一个球面球。这些夹具的配置导致这样的球座架通常不提供360°的旋转运动。另外，这些设计容易发生滑动，尤其是当这样的加工座架暴露在各种油脂和油以及在工业环境中常见的随机力中时。如果所述球座架滑动，那么工件处理动臂可能会不与该工件对准，从而需要停下并重新调整工作站。这些停工在工业环境中会产生不需要的低效。

其他模块化加工设备使用相对的锯齿来提供第一和第二联轴器围绕着旋转轴的旋转调整或轨道调整。这些锯齿提供所述第一和第二联轴器相对于彼此的预定旋转调整，同时确保当这些锯齿接合在收紧位置时，这些联轴器不会相对于彼此旋转或滑动。锯齿的一个缺点是，它们提供预定数量的设定位置，从而限制了所述模块化加工设备的可能位置。锯齿调整的另一个缺点是，这些锯齿需彼此完全脱离才能调整联轴器的位置。因此，通过使锯齿相对于彼此旋转来调整这些联轴器，可能是相当繁琐且困难的任务。由于可能有若干件模块化工具连接到这些锯齿，因此对锯齿的定位进行调整可能变得更困难，尤其是在工业环境中。这些困难在工业环境中会产生不需要的低效。

期望的是提供一种模块化加工设备，所述设备提供一种快速而简单的调整机构，以提供模块化工具的大量多轴调整，而不存在模块化加工设备发生滑动和不对准的风险。

发明内容

本发明提供一种具有轮廓表面的模块化加工设备，这些轮廓表面用于提供一个模块化工具的轨道调整、旋转调整和线性调整。本发明的模块化加工设备提供一个可连接到操纵器的底座联轴器，其中所述底座联轴器具有第一轮廓表面。一个锁定部件提供第二和第三轮廓表面，其中所述第二轮廓表面相配地并且可调整地连接到所述底座联轴器的第一轮廓表面，用以实现所述底座联轴器围绕着纵轴的旋转调整。具有第四轮廓表面的模块化工具相配地并且可调整地连接到所述锁定部件的第三轮廓表面，以提供所述模块化工具围绕着所述纵轴的旋转调整。

附图说明

通过参考以下具体实施方式和附图，本发明的各种其他用途将变得更明显，在附图中：

图1是本发明的模块化加工设备的透视图；

图2是本发明的模块化加工设备的分解图；

图3是本发明的模块化加工设备的齿条的透视图；

图4是本发明的模块化加工设备的大体T形滑块的透视图；

图5是本发明的模块化加工设备的底座联轴器的透视图；

图6是本发明的模块化加工设备的间隔器上的轮廓表面的透视图；

图7是本发明的模块化加工设备的间隔器和轮廓表面的分解图；

图8是本发明的模块化加工设备的动臂杆的透视图；

图9是本发明的伸缩式动臂杆或模块化加工设备的透视图；

图10是本发明的第二实施例的透视图，示出了连接到凸缘座架的模块化加工设备的轨道调整；

图11是本发明的第二实施例的透视图，示出了连接到速卸接头(quickdisconnect)的模块化加工设备的轨道调整；

图12是本发明的第二实施例的正视平面图，示出了模块化加工设备的轨道调整；

图13是具有轨道调整和线性调整的本发明的模块化加工设备的第三实施例的透视图；

图14是具有轨道调整和线性调整的本发明的模块化加工设备的第四实施例的透视图；

图15是具有锁定盖组件的本发明的模块化加工设备的第五实施例的透视图；

图16是具有锁定盖组件的本发明的模块化加工设备的第五实施例的右侧分解图；以及

图17是具有锁定盖组件的本发明的模块化加工设备的第五实施例的左侧分解图。

具体实施方式

本发明提供一种模块化加工设备10，所述设备为连接到该模块化加工设备10的至少一个常规模块化工具12提供轨道调整、旋转调整和线性空间调整。如图1和图2所示，所述模块化加工设备10可以连接到速卸接头(未图示)的凸部分14，该凸部分又可以用所述速卸接头的凹部分(未图示)来收纳。所述速卸接头的凹部分连接到一个操纵器，例如机械臂(未图示)。速卸接头的凸部分14可以连接到一个齿条或安装部件16，该齿条或安装部件进而提供对可释放地并且可调整地连接到齿条16的底座联轴器18的线性调整。一个动臂20可以通过底座联轴器18与动臂20之间形成的相配轮廓表面22，而可释放地并且可调整地连接到底座联轴器18。动臂20延伸远离底座联轴器18，其中大体90°的弯头联轴器24通过第二组轮廓表面26而可释放地并且可调整地连接到动臂20的末端。具有铲斗臂(shovel arm)28的伸缩式动臂32随后可以通过使用第三组轮廓表面30而连接到弯头联轴器24上。伸缩式动臂32提供对铲斗臂28沿着伸缩式动臂32的纵轴的线性调整和旋转调整。模块化工具12，例如铲斗34，可以连接到铲斗臂28的末端，以与一个工件(未图示)相接合。其他模块化工具12可以包括气动爪、气动夹具、真空杯，以及其他的材料处理装置。包括底座联轴器18、动臂杆20、弯头联轴器24、伸缩式动臂32、铲斗臂28以及铲斗34所组成的相同或不同组合的类似组件，可以如先前所述附接到齿条16上，从而提供对多个模块化工具12的支撑和定位。

为了使模块化加工设备10具备第一度数的线性调整，通过使用常规紧固件36以及一对定位销杆38，来将齿条16定位并且连接到速卸接头的凸部分14。齿条16具有大体矩形的配置，其中的大体T形狭槽40在齿条16的长度上延伸，如图1至图3所示。齿条16的一侧42对T形狭槽40是开放的并且具有一个轮廓表面，例如锯齿44。锯齿44沿着齿条16的一侧42的整个长度，在T形狭槽40的两侧大体线性地延伸。齿条16可以用例如铝等高强度的轻质材料制成。

为了实现底座联轴器18相对于齿条16的线性调整，大体T形的滑块46相配地并且滑动地与齿条16中形成的T形狭槽40相接合，如图1至图4所示。T形滑块46具有在其中形成的螺纹孔隙47，用以收纳常规紧固件48，所述常规紧固件延伸通过一个孔隙49，该孔隙穿过底座联轴器18的第一侧50到达第二侧55而形成，如图1至图2和图5所示。底座联轴器18具有大体梯形的形状，其中底座联轴器18的第一侧50其中形成有两排大体平行的锯齿52，其中一个大体矩形的凹口54形成于这两排锯齿52之间。底座联轴器18的第一侧50中的矩形凹口54收纳设置在齿条16中的T形滑块46的一部分。通过使紧固件48以螺纹形式通过底座联轴器18的孔隙49并且进入到设置在齿条16T形滑块46中的螺纹孔隙47中，可以将底座联轴器18上的锯齿52稳固地匹配到设置在齿条16上的锯齿44上。垫圈56和弹簧58可以组装在紧固件48上，以与底座联轴器18接合，使得底座联轴器18被偏置成压靠着齿条16。当紧固件48被松开时，弹簧偏置力允许底座联轴器18仍与齿条16保持接合，使得底座联轴器18不会与齿条16脱离。一旦紧固件48被松开，用户只需在弹簧58的偏置力的反方向上拉动底座联轴器18即可使底座联轴器18的锯齿52与齿条16的锯齿44脱离，从而线性地调整底座联轴器18相对于齿条16的位置。因此，底座联轴器18可以沿着齿条16的纵轴而被线性地调整，如箭头59所示。

为了提供动臂20相对于底座联轴器18的轨道调整，轮廓表面22提供了一个齿形嵌件组件60，该齿形嵌件组件连接到并且位于底座联轴器18的第三侧59与动臂20的一端之间。齿形嵌件组件60包括具有带轮廓表面的大体圆柱配置的第一齿形嵌件62，所述轮廓表面在该第一齿形嵌件62的一侧上以大体圆形配置形成并且背向底座联轴器18，例如锯齿64，如图1至图2以及图6至图7所示。第一齿形嵌件62的相对侧与底座联轴器18的第三侧59邻近并且提供具有大体椭圆配置的突起66。第一齿形嵌件62上的突起66由底座联轴器18第三侧59中形成的大体椭圆凹口68来收纳。第一齿形嵌件62的锯齿64与齿形嵌件组件60的大体圆柱间隔器或锁定部件72的一侧上形成的一个轮廓表面(例如锯齿70)相配地结合。间隔器72上的锯齿70用与第一齿形嵌件62上所述类似的大体圆形的方式形成。间隔器72还具有形成于间隔器72相对侧上的另一轮廓表面，例如锯齿74。锯齿74用与间隔器72的锯齿70情况中所述类似的大体圆形的方式形成。间隔器72的锯齿74与齿形嵌件组件60的第二齿形嵌件78上形成的轮廓表面(例如锯齿76)相配地结合。第二齿形嵌件78与第一齿形嵌件62的类似之处在于，它在锯齿76的相对侧也提供一个从第二齿形嵌件78的相对侧延伸出去的大体椭圆形突起80。第二齿形嵌件78上的椭圆突起80相配地由动臂20的一端上设置的大体椭圆凹口82来收纳，如图1至图2和图8所示。动臂20、第二齿形嵌件78、间隔器72、第一齿形嵌件62，以及底座联轴器18的第三侧，均提供沿着公共纵轴84共轴地对准的孔隙。一个常规紧固件86沿着轴84延伸通过动臂20和齿形嵌件组件60的孔隙并且以螺旋形式进入设置在底座联轴器18中的螺纹孔隙87中。紧固件86通过使用齿形嵌件组件60而可调整地并且可释放地将动臂20连接到底座联轴器18。一个管状套管89沿着纵轴84延伸通过齿形嵌件组件60并且收纳紧固件86。弹簧88和垫圈90可以组装在紧固件86上，从而将动臂20偏置成压靠着齿形嵌件组件60，进而将齿形嵌件组件60偏置成压靠着底座联轴器18。这样有助于当紧固件86被松开时，紧固住动臂20相对于齿形嵌件组件60以及相对于底座部件18的位置。弹簧92和卡环94也设置在齿形嵌件组件60的第一齿形嵌件62与间隔器72之间，其中卡环94位于套管89的凹口95中。弹簧92将间隔器72偏置朝向第二齿形嵌件78并且远离第一齿形嵌件62。这样有助于当紧固件86被松开时，保持第一齿形嵌件62、间隔器72以及第二齿形嵌件78的位置。

为了提供底座联轴器18相对于动臂20的增量调整，位于齿形嵌件组件60的间隔器72相对侧上的锯齿70、74之间被偏移0.6°，如图6至图7所示。因此，间隔器72的第一侧上的锯齿70以15°的角度相间隔，从而围绕着大体圆形的间隔器72提供二十四(24)个齿70，这些齿与齿形嵌件组件60的第一齿形嵌件62的锯齿64相配地接合。间隔器72的相对侧上的锯齿74以14.4°的角度相间隔，从而在圆形间隔器72的相对侧上提供总共二十五(25)个锯齿74。间隔器72上的锯齿74与设置在齿形嵌件组件60的第二齿形嵌件78上的锯齿76相配地接合。齿形嵌件组件60的间隔器72上的偏移角提供了底座联轴器18与动臂20之间的大量的旋转调整，如箭头97所示。

为了能参考底座联轴器18和动臂30的位置，间隔器72具有形成于间隔器72的外表面上的字母数字标记96。字母数字标记96在间隔器72一侧上的锯齿74的每个根部处提供不同的字母98。不同的数字100则被设置在间隔器72的相对侧上的锯齿70的每个根部处。参考指示物102设置在齿形嵌件组件60的第一齿形嵌件62的外表面上，并且第二参考指示物104设置在齿形嵌件组件60的第二齿形嵌件70的外表面上。参考指示物102、104由分别附接到第一齿形嵌件60外表面和第二齿形嵌件78外表面上的一小段凸出材料制成。

通过使间隔器72的锯齿70、74分别在间隔器72的第一侧上以15°的间隔相隔开、在间隔器72的第二侧上以14.4°的间隔相隔开，可以用每0.6度的旋转间隔来提供底座联轴器18相对于动臂20的旋转调整或轨道调整。因此，模块化加工设备10提供底座联轴器18相对于动臂20的六百(600)种不同的增量旋转调整。例如，通过将第一齿形嵌件62上的参考指示物102放置在间隔器72的第一侧上的数字“1”上，第二齿形嵌件78上的参考指示物104可以被放置在这二十四(24)个字母98中的任何一个字母上(为了不与数字“1”和“0”发生混淆，字母“I”和“O”已被去除)，从而当第一齿形嵌件62上的参考指示物102位于数字“1”处时，提供二十四(24)种不同的增量位置。当第一齿形嵌件62上的参考指示物102被放置在间隔器72的第一侧上的数字“2”上时，第二齿形嵌件78上的参考指示物104可以移动到间隔器72的第二侧上的二十四(24)个字母98中的任何一个字母上，以提供额外的二十四(24)个增量位置。该过程可以继续以实现所有的六百(600)个位置的增量调整。

为了进一步延伸模块化工具12，动臂20中与底座联轴器18相对的一端，被连接到类似于齿形嵌件组件60的齿形嵌件组件106。也就是说，动臂20的这一端具有大体椭圆形凹口107，用于相配地收纳设置在齿形嵌件组件106的第一齿形嵌件上的大体椭圆形突起。齿形嵌件组件106类似地连接到90°弯头联轴器24，相似之处在于，该弯头联轴器24提供一个大体椭圆形凹口，该凹口用于相配地收纳设置在齿形嵌件组件106的第二齿形嵌件上的大体椭圆形突起。弯头联轴器24具有一个紧固件110，该紧固件延伸通过设置在弯头联轴器24的第一侧中的孔隙并且通过齿形嵌件组件106。紧固件110还以螺旋形式进入设置在动臂杆20末端中的螺纹孔隙108中。通过使紧固件110松开，可以通过旋转齿形嵌件组件106内的锯齿，而使弯头联轴器24相对于动臂20可旋转地进行调整。由于齿形嵌件组件106中的锯齿被偏移，如齿形嵌件组件60中所述，因此弯头联轴器24将相对于动臂20具有600个位置的旋转调整，如箭头111所示。

为了将伸缩式动臂32连接到弯头联轴器24，弯头联轴器24的相对侧被连接到与先前所述的齿形嵌件组件60相似的齿形嵌件组件112上。因此，弯头联轴器24提供一个大体椭圆形凹口，该凹口相配地收纳设置在齿形嵌件组件112的第一齿形嵌件上的大体椭圆形突起。通过使动臂32具有一个大体椭圆形凹口113，该凹口相配地收纳位于齿形嵌件组件112的第二齿形嵌件上的大体椭圆形突起，齿形嵌件组件112被连接到动臂32上，如图1至图2以及图9所示。一个常规紧固件114延伸通过一个共轴孔隙，该共轴孔隙延伸通过动臂32的末端并通过齿形嵌件组件112。紧固件114还延伸并且以螺旋形式进入设置在弯头联轴器108中的螺纹孔隙中，从而连接并且紧固以上所列元件。弹簧116和垫圈118可以组装到紧固件114上，以将动臂32偏置朝向齿形嵌件组件112，如先前在类似配置中所述。通过使紧固件114松开，齿形嵌件组件112中的锯齿可以相对于彼此旋转，以允许动臂32相对于弯头联轴器108具有600种旋转调整，如箭头120所示。

为了提供模块化工具12的进一步线性调整和旋转调整，动臂32可以具有伸缩式调整，其中动臂32的第一部分122收纳动臂32的第二部分或铲斗臂28。动臂32的第一部分122具有大体圆柱形配置，其中具有的狭槽126延伸通过动臂32的第一部分122一端处的壁。动臂32的第一部分122的狭槽126允许第一部分122的末端发生膨胀并且收纳动臂32的第二部分28。夹具128延伸到动臂32的第一部分122的狭槽部分上方。一个常规紧固件130延伸通过设置在夹具128中的孔隙，从而将动臂32的第二部分28可释放地紧固在动臂32的第一部分122内。当通过使紧固件130松开而使夹具128松开时，动臂32的第二部分28可以沿着动臂32的纵轴进行旋转或线性地调整。通过使用一个常规紧固件132，铲斗34被连接到动臂32的第二部分28的末端。如前所述，任何形式的模块化工具12可以连接到动臂32。因此，动臂32的伸缩式特征使得可以沿着动臂32的纵轴进行线性调整(如箭头134所示)以及围绕着该纵轴进行旋转调整(如箭头136所示)。

在另一个实施例中，齿形嵌件组件60，如先前所述，可以用于提供模块化加工设备10的多个轨道调整。如图11至图12所示，速卸接头138可以连接到一个操纵器(未图示)，例如机械臂或转换导轨/转换梁，或者该模块化加工设备10可以通过凸缘座架139连接到一个操纵器，如图10所示。如图11至图12所示，速卸接头138具有通过使用常规紧固件而连接到该操纵器的凹部分140。速卸接头138的凸部分142用速卸接头138的凹部分140来收纳。速卸接头138可以提供速卸接头138的凹部分140与凸部分142之间的气动连接和电气连接。

为了将模块化加工设备10连接到速卸接头138，如图11至图12所示，或连接到凸缘座架139，如图10所示，类似于先前所述的齿形嵌件组件60的齿形嵌件组件144被连接到速卸接头138的凸部分142的末端或连接到凸缘座架139。如图11至图12所示的速卸接头138的凸部分142以及如图10所示的凸缘座架139，均具有大体椭圆形凹口，该凹口用于收纳从齿形嵌件组件144的第一齿形嵌件延伸出去的一个大体椭圆形突起。齿形嵌件组件144还通过使用常规紧固件148而连接到连杆机构146。紧固件148延伸通过一个共轴孔隙，该共轴孔隙延伸通过连杆机构146、齿形嵌件组件144，以及凸缘座架139的速卸接头138的凸部分142。速卸接头138的凸部分142和凸缘座架139均具有用于以螺旋形式收纳紧固件148的螺纹孔隙。弹簧(未图示)和垫圈(未图示)也可以连接到紧固件148上，如先前在类似构造中所述，从而将连杆机构146偏置朝向齿形嵌件组件144。通过使紧固件148松开，齿形嵌件组件144可以旋转以提供连杆机构146相对于速卸接头138的凸部分142的轨道调整，如图12中的旋转轴150所示。由于齿形嵌件组件144的锯齿如齿形嵌件组件60中所述发生偏移，因此连杆机构146相对于速卸接头138或凸缘座架139将具有600种增量旋转调整。

连杆机构146具有大体矩形配置，其中该连杆机构146的每个末端处具有圆形端152。与连杆机构146的第一端相对的是连接到与齿形嵌件组件60相似的齿形嵌件组件154上的第二端。也就是说，连杆机构146具有大体椭圆形凹口，该凹口用于相配地收纳位于齿形嵌件组件154的第一齿形嵌件上的大体椭圆形突起。齿形嵌件组件154将连杆机构146连接到第二相似的连杆机构156，该连杆机构156与连杆机构146具有相似的配置。也就是说，连杆机构156具有大体椭圆形凹口，该凹口用于收纳位于齿形嵌件组件154的第二齿形嵌件上的大体椭圆形突起。一个常规紧固件158延伸通过一个共轴孔隙，该共轴孔隙延伸通过连杆机构146、齿形嵌件组件154，以及连杆机构156的第一端，其中紧固件158以螺旋形式进入设置在连杆机构156第一端中的螺纹孔隙中。弹簧(未图示)和垫圈(未图示)也可以组装到紧固件158上，如先前在类似配置中所述，其中连杆机构156被偏置朝向齿形嵌件组件154。当紧固件158被松开时，齿形嵌件组件154的锯齿可以旋转，从而由于齿形嵌件组件154中锯齿发生偏移的原因而提供连杆机构156相对于连杆机构146的600种轨道调整，如先前在齿形嵌件组件60中所述。

为了向模块化工具12提供轨道调整、旋转调整和线性调整，与连杆机构156第一端相对的连杆机构156第二端，可以具有连接到连杆机构156该端的伸缩式动臂160，如类似地在动臂32中所述。连杆机构156的第二端具有大体椭圆形凹口，该凹口收纳设置在动臂160上的大体椭圆形突起。一个紧固件延伸通过连杆机构156的第二端并且以螺旋形式进入动臂160中的螺纹孔隙中，以将动臂160紧固在连杆机构156上。因此，连杆机构156与连杆机构146一起，可以允许安装工具12进行轨道调整，如图12的径向轴161和162中所示。伸缩式动臂160还提供模块化工具12的线性调整和旋转调整，如先前关于类似的伸缩式动臂32所述。

在又另一个实施例中，模块化加工设备10提供一种方法，用于提供模块化工具12的线性调整和轨道调整，如图13和图14所示。模块化加工设备10提供一个90°弯头托架164，该托架可释放地并且可调整地连接到安装导轨166上。安装导轨166设有大体T形狭槽168，用于收纳大体T形滑块170。T形滑块170被锁扣在安装导轨166的T形狭槽168内，使得T形滑块170可以沿着安装导轨166的T形狭槽168滑动。一个常规紧固件172延伸通过设置在该90°弯头托架164中的一个孔隙并且以螺旋形式进入设置在T形滑块170中的螺纹孔隙中。该90°弯头托架164延伸穿过由安装导轨166中的T形狭槽166形成的开口，使得当紧固件172以螺旋形式进入T形滑块170中的螺纹孔隙中时，T形滑块170和90°弯头托架164收紧而压靠着安装导轨166，从而将90°弯头托架164相对于安装导轨166紧固在固定位置。因此，当紧固件172被松开时，通过使T形滑块170沿着安装导轨166滑动，90°弯头托架164可以沿着安装导轨166的纵轴而线性地调整，如箭头173所示。

90°弯头托架164的另一端向外延伸远离安装导轨166并且具有延伸通过该端并用于收纳紧固件176的一个孔隙。紧固件176还延伸通过一对大体圆形盘178、180，这对圆形盘178、180中的每一者上具有以大体圆形配置形成的相对且相配的锯齿182、184。紧固件176延伸通过共轴孔隙，这些共轴孔隙延伸通过90°弯头托架164并通过设置在圆形盘178、180中每一者中的孔隙。紧固件176还延伸到一个大体T形滑块186中，该滑块可滑动地被锁扣在大体矩形的连接导轨190中形成的大体T形狭槽188内。当紧固件176以螺旋形式进入T形滑块186中的螺纹孔隙中时，该T形滑块186和圆形盘178、180收紧压靠着连接导轨190，从而将90°弯头托架164相对于连接导轨190紧固在固定位置。然而，当紧固件176被松开时，T形滑块186被允许沿着连接导轨190线性地移动，并且圆形盘178、180被允许相对于彼此旋转，从而允许连接导轨190相对于安装导轨166旋转，如箭头192所指示。尽管圆形盘178、180不包括其间具有锯齿的间隔器，但是应了解，本发明预期在本实施例中使用齿形嵌件组件60，如前所述。

为了提供模块化工具12的进一步调整，模块化加工设备10提供类似于连接导轨190的一个额外的连接导轨194。连接导轨194还提供一个T形狭槽196以及一个大体T形滑块(未图示)，类似于先前在连接导轨190中所述。还在连接导轨190、194之间设置一对类似于盘178、180的圆形盘200、202，其中每个盘200、202具有一个圆形阵列的锯齿204、206。圆形盘200被安装成邻近于设置在连接导轨194中的T形滑块，并且圆形盘202被安装成邻近于连接导轨190的T形狭槽188。一个常规紧固件210共轴地延伸通过设置在T形滑块208中的孔隙、圆形盘200、202，以及设置在连接导轨194中的大体T形滑块198。在连接导轨190中并未设置T形滑块，因为紧固件210需延伸通过连接导轨190以便为紧固件210提供通道，因此盘200、202无法沿着连接导轨190线性地移动。然而，当紧固件210被松开时，T形滑块可以沿着连接导轨194滑动，以提供沿着安装导轨194的线性调整，如箭头198所示。圆形盘200、202也可以相对于彼此旋转，从而提供连接导轨194相对于连接导轨190的旋转调整或轨道调整，如箭头212所示。当紧固件210被收紧时，圆形盘200、202以及大体T形滑块198、208相对于连接导轨194、190紧固在固定位置。然而，由于紧固件210需穿过设置在连接导轨190的壁中的孔隙才能为用户提供紧固件210的通道，因此连接导轨194无法沿着连接导轨190线性地调整。

为了将模块化工具12紧固在连接导轨194上，在连接导轨194的一端处使用一个90°弯头托架214，如图13所示。该90°弯头托架214具有安装在90°弯头托架214与连接导轨194之间的一对圆形盘216、218。类似于盘178、180，圆形盘216、218中的每一者具有一个圆形阵列的相配锯齿220、222。圆形盘218被安装成邻近于设置在连接导轨194中的大体T形狭槽196。一个常规紧固件226共轴地延伸通过设置在安装导轨194中的一个孔隙，通过T形滑块224、圆形盘216、218，以及90°弯头托架214。同样，不使用T形滑块，因为紧固件226延伸通过连接导轨194。然而，当紧固件226被松开时，锯齿盘216、218可以相对于彼此旋转，从而提供模块化工具12相对于连接导轨194的旋转调整，如箭头227所示。当紧固件226被收紧时，圆形盘216、218被带到一起，以使盘216、218的锯齿220、222相配，从而将90°弯头托架214相对于连接导轨194紧固在固定位置。

为了向模块化工具12提供旋转调整，90°弯头托架214的相对端提供一个大体圆形盘228，该圆形盘上具有形成于其上的一个圆形阵列的锯齿230。模块化工具12具有通过四个常规紧固件234而连接到该模块化工具12上的安装托架232。安装托架232还具有安装在其上的一个圆形阵列的锯齿236，用于与设置在90°弯头托架214的圆形盘228上的锯齿230相配地接合。一个常规紧固件(未图示)共轴地延伸通过设置在90°弯头托架214中的一个孔隙、圆形盘228，以及安装托架232。当该紧固件被松开时，锯齿230、236可以被允许相对于彼此旋转，以提供模块化工具12的旋转调整，如箭头240所示。当紧固件238被收紧时，锯齿230、236彼此相配地紧固，从而允许模块化工具12可以相对于90°弯头托架保持在固定位置。

在图14所示的替代性实施例中，额外的连接导轨242可以先连接到连接导轨194上，然后再将该弯头联轴器214连接到模块化工具12上。与连接部件190和194相同的构造被用于使模块化加工设备具备模块化工具的额外度数的轨道调整和线性调整。

在本发明的另一个实施例中，齿形嵌件组件60可以在模块化加工设备300中用锁定盖组件302来替换，如图15中所示。在模块化加工设备300中，锁定盖组件302可以用于帮助将模块化工具12连接到一个速卸接头上，如类似地在先前实施例中所述，同时提供模块化工具12的轨道调整和旋转调整。锁定盖组件302与齿形嵌件组件60的相似之处在于，具有锯齿的两组轮廓表面(其中各组的齿数量不同)，被用于实现对锁定盖组件302的精细位置控制以及轻易调整，但是，这些调整方法不同于齿形嵌件组件60的调整方法。

图16和图17所示为锁定盖组件302的分解图，其包括一个安装部件或底座联轴器304，该安装部件或底座联轴器具有沿着纵轴310的大体圆柱形延伸件306，该延伸件具有一个面，该面中形成有四个狭槽308。安装部件304可以连接到动臂杆、联轴器，和/或速卸接头上，所述动臂杆、联轴器，和/或速卸接头又连接到一个操纵器上。锁定盖组件302还包括一个可移动部件312，所述可移动部件又连接到模块化工具12上。可移动部件312具有延伸通过该部件的一个孔隙314，该孔隙用于可旋转地收纳安装部件304的圆柱形延伸件306。可移动部件312具有一个轮廓表面，该轮廓表面具有以大体圆柱形方式径向地形成于其中的锯齿316。安装部件304还具有大体圆柱形底座部件318，该底座部件具有在该底座部件318的一端上形成的四个突片320，这些突片与安装部件304的圆柱形延伸件306的狭槽308以一种固定的关系相配地接合。底座部件318还部分地收纳在设置于可移动部件312中的孔隙314内。底座部件318还具有一个轮廓表面，该轮廓表面具有锯齿322，这些锯齿以大体圆柱形的方式径向地形成并且从底座部件318中与突片320相对的一端延伸出去。底座部件318的锯齿322适配在可移动部件312的锯齿316中，而不干扰其运动。锁定盖组件302进一步包括一个大体圆柱形锁定盖或锁定部件326，所述锁定盖或锁定部件具有在该锁定盖326的一端上形成的锯齿328的一个轮廓表面以及锯齿330的另一个轮廓表面。锯齿328、330以大体圆柱形方式径向地形成于其中并且彼此共轴地对准且同心，其中锯齿330的直径大于锯齿328。锁定盖326可以通过一个常规紧固件332而可释放地与锁定盖组件302相接合，该常规紧固件沿着纵轴310穿过锁定盖326、间隔器324、可移动部件312以及底座部件318这些装置中的适当大小的孔隙，以便被附接到安装部件304中的螺纹孔隙334中。

为了紧固住锁定盖组件302并且防止安装部件304相对于可移动部件312发生移动，紧固件332以螺旋形式进入螺纹孔隙334中，从而使锁定盖326将锁定盖326上的锯齿328与底座部件318的锯齿322相接合并且将锁定盖326的锯齿330与可移动部件312的锯齿316相接合。当紧固件332收紧压靠着锁定盖326时，第一狭槽308与第二突片320的接合、锯齿322、328的接合以及锯齿316、330的接合，防止了安装部件304相对于可移动部件312发生移动。

为了调整锁定盖组件302并且改变安装部件304与可移动部件312之间的几何关系，在不将紧固件332从螺纹孔隙334中完全移除的前提下，用螺旋形式将紧固件332松开，从而使锁定盖326中的锯齿328与底座部件318的锯齿322脱离并且使锁定盖326的锯齿330与可移动部件312的锯齿316脱离。安装部件304和可移动部件312随后可以围绕着纵轴310相对于彼此自由移动。操作者可以通过用手将安装部件304和可移动部件312操纵到所需位置来实现调整。锁定盖326随后可以围绕着纵轴310旋转以发现某一位置，在该位置处，锁定盖326的锯齿328可以与底座部件318的锯齿322相接合，同时锁定盖326的锯齿330可以与可移动部件312的锯齿316相接合。这是有可能的，因为这些轮廓表面上不等数量锯齿的组合提供约0.6度内的调整，方法是使锁定盖326相对于底座部件318的锯齿322和可移动部件312的锯齿316而旋转。锁定盖组件302随后可以通过用螺旋形式收紧紧固件332而将安装部件304与可移动部件312的相对位置固定在该位置，从而维持安装部件304与可移动部件312之间的这种调整后关系。

由于锁定盖326的锯齿328和底座部件318的锯齿322具有第一数量的齿，而锁定盖326的锯齿330和可移动部件312的锯齿316具有第二数量的齿，因此锁定盖组件302可以固定可移动部件312和安装部件304时所用的角分辨率是第一数量的齿和第二数量的齿的比率的函数。例如，如果锯齿328、322具有24个齿而锯齿330、316具有25个齿，那么锁定盖组件302的角分辨率约为0.6度，从而产生锁定盖组件302在其360°旋转内可以被设置的600种不同位置。为了找到锁定盖326的锯齿328、330与底座部件318的锯齿328和可移动部件312的锯齿316相接合的正确位置，旋转锁定盖326，直到锯齿328、322、330、316之间的最佳适配处被找到为止。

锁定盖组件302的不同实施例也可以包括一个偏置元件，该偏置元件有助于在调整过程中维持各个合适的轮廓表面之间的接合。在纵轴310上紧固件332与锁定盖326之间添加一种能被紧固件332通过的弹簧，这可以使锁定盖326被偏置压靠着可移动部件312和底座部件318，除非用户主动解除锁定盖326。

在操作中，本发明的模块化加工设备10经组装使得在由操纵者操纵时，模块化工具12能够接触到合适的工件并与之接合。如先前所述，模块化加工设备300可以线性地并且在轨道上进行调整，从而使模块化工具12能够相对于工件处于一个合适的位置。

虽然已结合某些实施例描述了本发明，但应了解，本发明不限于所揭示的实施例，相反，本发明意图涵盖所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置，本发明的范围应与最广泛的解释一致，从而在法律允许的情况下包含所有此类修改和等效结构。

Claims (18)

1.一种模块化加工设备，包括：

可连接到操纵器的底座联轴器，所述底座联轴器具有第一轮廓表面；

锁定部件，所述锁定部件具有第二轮廓表面和第三轮廓表面，其中所述第二轮廓表面和所述第三轮廓表面同心且在相同方向上纵向地延伸,且其中所述第二轮廓表面相配地并且可调整地连接到所述底座联轴器的所述第一轮廓表面，用以实现所述底座联轴器围绕着纵轴的旋转调整；以及

具有第四轮廓表面的模块化工具，所述第四轮廓表面相配地并且可调整地连接到所述锁定部件的所述第三轮廓表面，用以实现所述模块化工具围绕着所述纵轴的旋转调整。

2.如权利要求1所述的模块化加工设备，进一步包括：

偏置部件，所述偏置部件与所述锁定部件和所述模块化工具相接合，以用于使所述锁定部件朝向所述底座联轴器且远离所述模块化工具而偏置。

3.如权利要求1所述的模块化加工设备，其中所述第一轮廓表面和所述第二轮廓表面包括第一数量的锯齿，而所述第三轮廓表面和所述第四轮廓表面包括第二数量的锯齿。

4.如权利要求3所述的模块化加工设备，其中所述锁定部件将所述第一数量的锯齿与所述第二数量的锯齿组合起来，以提供比所述第一数量的锯齿或所述第二数量的锯齿更多的围绕着所述纵轴的旋转调整位置。

5.如权利要求4所述的模块化加工设备，其中所述锁定部件将所述第一数量的锯齿与所述第二数量的锯齿组合起来，以提供约0.6度的旋转调整分辨率。

6.如权利要求1所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述第一轮廓表面和所述第二轮廓表面与所述第三轮廓表面和所述第四轮廓表面共轴地对准并且同心，其中所述第一轮廓表面和所述第二轮廓表面的直径不同于所述第三轮廓表面和所述第四轮廓表面的直径。

7.如权利要求1所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述第一轮廓表面和所述第二轮廓表面与所述第三轮廓表面和所述第四轮廓表面共轴地对准，其中所述第一轮廓表面和所述第二轮廓表面的直径大体相同以及所述第三轮廓表面和第四轮廓表面的直径大体相同。

8.如权利要求1所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述底座联轴器具有第五轮廓表面，所述第五轮廓表面具有在其中形成的线性锯齿；以及

安装结构，所述安装结构具有第六轮廓表面，所述第六轮廓表面具有在其中形成的线性锯齿，并且所述第五轮廓表面和所述第六轮廓表面相配地接合，以提供所述底座联轴器相对于所述安装结构的线性调整。

9.一种模块化加工设备，包括：

可连接到操纵器的底座联轴器，并且所述底座联轴器具有径向延伸的第一组锯齿；

锁定部件，所述锁定部件具有径向延伸的第二组锯齿和第三组锯齿，其中所述第二组锯齿和所述第三组锯齿同心且在相同方向上纵向地延伸,且其中所述第二组锯齿相配地并且可调整地连接到所述底座联轴器的所述第一组锯齿，用以实现所述底座联轴器围绕着纵轴的旋转调整；以及

模块化工具，所述模块化工具具有径向延伸的第四组锯齿，所述第四组锯齿相配地并且可调整地连接到所述锁定部件的所述第三组锯齿，用以实现所述模块化工具围绕着所述纵轴的旋转调整。

10.如权利要求9所述的模块化加工设备，进一步包括：

偏置部件，所述偏置部件与所述锁定部件和所述模块化工具相接合，以用于将所述锁定部件朝向所述底座联轴器且远离所述模块化工具而偏置。

11.如权利要求10所述的模块化加工设备，其中所述第一组锯齿和所述第二组锯齿包括第一数量的锯齿，而所述第三组锯齿和所述第四组锯齿包括第二数量的锯齿。

12.如权利要求11所述的模块化加工设备，其中所述锁定部件将所述第一数量的锯齿与所述第二数量的锯齿组合起来，以提供比所述第一数量的锯齿或所述第二数量的锯齿更多的围绕着所述纵轴的旋转调整位置。

13.如权利要求12所述的模块化加工设备，其中所述锁定部件将所述第一数量的锯齿与所述第二数量的锯齿组合起来，以提供约0.6度的旋转调整分辨率。

14.如权利要求9所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述第一组锯齿和所述第二组锯齿与所述第三组锯齿和所述第四组锯齿共轴地对准并且同心，其中所述第一组锯齿和所述第二组锯齿的直径不同于所述第三组锯齿和所述第四组锯齿的直径。

15.如权利要求9所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述第一组锯齿和所述第二组锯齿以及所述第三组锯齿和所述第四组锯齿共轴地对准，其中所述第一组锯齿和所述第二组锯齿的直径大体相同以及所述第三组锯齿和所述第四组锯齿的直径大体相同。

16.如权利要求9所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述底座联轴器具有在其中形成的线性锯齿；以及

安装结构，所述安装结构具有在其中形成的线性锯齿，并且所述安装结构与所述底座联轴器的所述线性锯齿彼此相配地接合，以提供所述底座联轴器相对于所述安装结构的线性调整。

17.如权利要求9所述的模块化加工设备，进一步包括：

所述第一组锯齿、所述第二组锯齿、所述第三组锯齿和所述第四组锯齿均径向地形成并且周向地形成360度。

18.如权利要求9所述的模块化加工设备，其中所述底座联轴器进一步包括：

大体圆柱形底座部件，所述底座部件在所述底座部件的一端上具有形成于其中的所述第一组锯齿,并且所述底座部件还具有在所述底座部件的相对端中形成的多个突片；以及

安装部件，所述安装部件具有多个狭槽，所述狭槽用于相配地收纳所述底座部件的所述突片，以相对于所述安装部件来定位所述底座部件。