CN116867603A - 用于夹持开口部件的定位设备 - Google Patents

Abstract

一种用于夹持开口部件(20)的定位设备(100)，包括支架(11)、由支架(11)支撑的导杆(10)、通过螺纹连接至导杆(10)的连接块(13)、导杆(10)延伸穿过的从动件(7)、连接至从动件(7)端部的支撑部件(18)，以及一对按压臂(15)，每个按压臂包括夹持部(150)，夹持部(150)被配置为夹紧由支撑部件(18)支撑的开口部件(20)。第一连接部(151)经由铰链(14)连接至连接块(13)，第二连接部(152)位于夹持部(150)和第一连接部(151)之间，并且经由第一旋转轴(30)连接至从动件(7)。当连接块(13)位于第一位置时，一对按压臂(15)处于分离状态并且从动件(7)相对于支架(11)处于收缩状态，当连接块(13)位于第二位置时，一对按压臂(15)处于夹持状态并且从动件(7)相对于支架(11)处于延伸状态。可以减小定位设备的尺寸，降低结构复杂性和成本。

Description

用于夹持开口部件的定位设备

技术领域

本公开的示例性实施例主要涉及开口部件的加工设备领域，并且更特别地，涉及一种用于夹持开口部件的定位设备。

背景技术

在汽车中的开口部件(诸如安装支架)需要焊接的情况下，将首先把开口部件放置在定位设备上，然后通过定位设备转移到焊接位置。之后，可以经由通道将焊枪移至焊接位置附近，并对开口部件进行焊接。通常对开口部件的开口尺寸有一些要求。对开口尺寸的这种要求限制了定位设备的设计空间，并导致焊枪的通道狭窄。

传统的定位设备通常包括三个气动马达。在这些马达中，两个马达用于夹持开口部件，另外的马达用于沿导轨传送开口部件。然而，此类定位设备的尺寸通常相对较大，会占据焊枪的通道，并且因此对焊接可达性和焊接质量有很大影响。此外，这种定位设备的结构相对复杂，并且定位设备的调节也很复杂。

因此，需要一种用于定位开口部件的改进的解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的示例实施例的目的在于：提出一种用于夹持开口部件，以便以简单、节省空间、高效且安全的方式来实现开口部件的定位和夹持的定位设备。

在一方面，本公开的示例实施例提供了一种用于夹持开口部件的定位设备，包括：支架；导杆，导杆由支架支撑并且能够在马达的驱动下相对于支架旋转；连接块，连接块通过螺纹被连接至导杆，并且在导杆相对于支架旋转时，连接块能够沿导杆在第一位置和第二位置之间平移；从动件，导杆延伸穿过从动件，从动件能够相对于导杆平移；支撑部件，支撑部件被连接至从动件的端部，并且被配置为支撑开口部件；以及一对按压臂，每个按压臂包括：夹持部，夹持部被配置为夹持由支撑部件支撑的开口部件；第一连接部，第一连接部经由铰链连接至连接块；以及第二连接部，第二连接部位于夹持部和第一连接部之间，并且经由第一旋转轴连接至从动件，使得当连接块位于第一位置时，一对按压臂处于分离状态并且从动件相对于支架处于收缩状态，并且当连接块位于第二位置时，一对按压臂处于夹持状态并且从动件相对于支架处于延伸状态。

在一些实施例中，从动件包括：第一从动部，第一从动部连接至一对按压臂，并且包括适合于导杆插入的第一孔，其中支撑部件安装在第一从动部上；第二从动部，第二从动部与第一从动部隔开，并且包括适合于导杆插入的第二孔；以及第三从动部，第三从动部布置在第一从动部和第二从动部之间，并且包括凹口，其中连接块容纳在凹口中。

在一些实施例中，定位设备还包括：闭合块，闭合块连接至第二从动部的远离第一从动部的端部，并且包括围绕导杆且部分地封闭第二孔的突起；以及第一弹簧，第一弹簧的一端接触连接块，另一端接触闭合块的突起，并且第一弹簧被配置为当连接块位于第一位置时处于压缩状态，并且当连接块位于第二位置时处于自由状态。

在一些实施例中，定位设备还包括：第一指示部件，第一指示部件布置在闭合块的远离从动件的第一侧；以及第一传感器，第一传感器被配置为检测第一指示部件的位置，以指示从动件是否相对于支架处于收缩状态。

在一些实施例中，定位设备还包括：第二指示部件，第二指示部件布置在闭合块的与第一侧相对的第二侧；以及第二传感器，第二传感器被配置为检测第二指示部件的位置，以指示从动件是否相对于支架处于延伸状态。

在一些实施例中，支撑部件包括：插塞块，插塞块连接至从动件的端部；一对限制元件，一对限制元件布置在插塞块中，并且能够部分地突出至插塞块之外；以及第二弹簧，第二弹簧布置在一对限制元件之间，并且被配置为向一对限制元件施加推力，使得一对限制元件部分地突出至插塞块之外，以限制由插塞块支撑的开口部件的移动。

在一些实施例中，一对限制元件中的每个限制元件均为球形。

在一些实施例中，一对按压臂中的每个按压臂还包括辊，辊靠近第二连接部的边缘布置，并且被配置为引导相应的按压臂相对于支架的移动。

在一些实施例中，第一旋转轴包括环形槽，并且一对按压臂中的每个按压臂还包括止动销，止动销布置在第二连接部内并插入环形槽中。

在一些实施例中，马达是气动马达。

根据本公开的实施例，当马达驱动导杆旋转时，连接块可以沿导杆平移。由于连接块通过铰链连接至按压臂，按压臂继而又通过第一旋转轴连接至从动件，连接块的平移将导致按压臂在分离状态和夹持状态之间切换，并导致从动件在收缩状态和延伸状态之间切换。以这种方式，开口部件的定位和夹持可以同步实现。另外，由于按压臂和从动件的同步控制，定位设备的尺寸大大减小，结构复杂度和成本也大大降低。

附图说明

提供本文描述的附图以进一步解释本公开，并且附图构成本公开的一部分。本公开的示例实施例及其说明用于解释本公开，而非以任何方式限制本公开。

图1示出了根据本公开实施例的用于夹持开口部件的定位设备的透视图；

图2示出了图1所示的定位设备的局部示意图；

图3示出了当从另一个方向观察时，图1所示的定位设备的透视图；

图4示出了在按压臂处于分离状态的情况下，图1所示的定位设备的横截面图；并且

图5示出了在按压臂处于夹持状态的情况下，图1所示的定位设备的横截面图。

在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似元件。

具体实施方式

现在将参考附图中示出的几个示例实施例来描述本公开的原理。虽然在附图中示出了本公开的示例实施例，但应当理解的是，描述这些实施例的目的仅在于使本领域技术人员能够更好地理解并进而实现本公开，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。

术语“包括”或“包含”及其变体应理解为开放术语，意指“包括但不限于”。术语“或”应解读为“和/或”，除非上下文中另有明确说明。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“能够操作为”表示可以通过由用户或外部机构引起的操作来实现功能、动作、运动或状态。术语“一个实施例”和“实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对象。其他显式和隐式定义可以包含在下文中。除非上下文中另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

如上文所述，常规定位设备的尺寸通常相对较大，会占据焊枪的通道，并且因此对焊接可达性和焊接质量有很大影响；此外，常规定位设备的结构相对复杂，并且定位设备的调节也很复杂。根据本公开的实施例，提供了一种定位设备以同步实现开口部件的定位和夹持，从而减小了定位设备的尺寸，降低了定位设备的结构复杂性和成本。如将在以下段落中详细描述的，可以以各种方式实现上述构思。

下面将结合图1至图5对本公开的原理进行详细描述。首先参见图1和图2，图1示出了根据本公开实施例的用于夹持开口部件20的定位设备100的透视图，并且图2示出了图1所示的定位设备100的局部示意图。图2中省略了定位设备100的一些部件，以清楚地示出定位设备100的内部结构细节。

如图1和图2所示，本文描述的定位设备100包括支架11。支架11适于支撑和/或容纳定位设备100的其他部件。在一些实施例中，支架11包括第一侧板1、第二侧板2、第一支撑板5、第二支撑板6和顶板4。第二侧板2与第一侧板1相对布置。第一支撑板5与第二支撑板6平行地布置在第一侧板1和第二侧板2之间，并且彼此隔开。顶板4位于第一侧板1和第二侧板2上方，以覆盖定位设备100内的部件。在图2中，为了清楚地示出定位设备100的内部结构细节，未示出第二支撑板6和顶板4。应当理解，支架11的图示仅仅是示例性的，并且在不脱离本公开范围的情况下，也可以使用具有其他结构的支架。

如图1和图2所示，定位设备100还包括马达40、导杆10，以及连接在马达40和导杆10之间的传动机构。导杆10由第一支撑板5和第二支撑板6支撑，并且能够在马达40的驱动下相对于支架11旋转。例如，导杆10可以经由第一轴承91安装到第二支撑板6上，并经由第二轴承92安装到第一支撑板5上。利用这种布置，导杆10可以由第一支撑板5和第二支撑板6可靠地支撑，并且可以相对于支架11旋转。

在一些实施例中，传动机构包括连接至马达40的输出轴的第一带轮12、连接至导杆10的第二带轮61，以及连接在第一带轮12和第二带轮61之间的同步带42。利用这种布置，当马达40运转时，可以驱动导杆10相对于支架11旋转。应当理解，传动机构的图示仅仅是示例性的，并且在不脱离本公开范围的情况下，也可以使用具有其他结构的传动机构。

马达40的输出轴可以沿两个相反的方向旋转，从而驱动导杆10沿两个相反的方向旋转。在一些实施例中，马达40是气动马达。气动马达具有防爆功能，从而提高了定位设备100的安全性能。应当理解，在其他实施例中，马达40也可以是其他类型的马达，只要能够驱动导杆10沿两个相反的方向旋转即可。本公开的范围并非旨在限于此方面。

在一些实施例中，如图1和图2所示，定位设备100还包括连接块13、从动件7、支撑部件18和一对按压臂15。支撑部件18适于支撑开口部件20。按压臂15适于夹持由支撑部件18支撑的开口部件20。下面将结合图3至图5对上述部件的结构和相对布置进行详细描述。图3示出了当从另一个方向观察时，图1所示的定位设备100的透视图，图4示出了在按压臂15处于分离状态的情况下，图1所示的定位设备100的横截面图，并且图5示出了在按压臂15处于夹持状态的情况下，图1所示的定位设备100的横截面图。

如图3至图5所示，连接块13通过螺纹连接至导杆10。利用螺纹，当导杆10相对于支架11旋转时，连接块13可以沿导杆10在图4所示的第一位置和图5所示的第二位置之间平移。导杆10延伸穿过从动件7，并且从动件7可以相对于导杆10平移。每个按压臂15包括夹持部150、第一连接部151和第二连接部152。夹持部150适于夹持由支撑部件18支撑的开口部件20。第二连接部152位于夹持部150和第一连接部151之间，并且经由第一旋转轴30连接至从动件7。第一连接部151经由铰链14连接至连接块13。铰链14分别经由第二旋转轴52和第三旋转轴53连接至连接块13和第一连接部151。利用这种布置，当连接块13位于如图4所示的第一位置时，按压臂15处于分离状态，并且从动件7相对于支架11处于收缩状态；当连接块13位于如图5所示的第二位置时，按压臂15处于夹持状态，并且从动件7相对于支架11处于延伸状态。在按压臂15的分离状态下，开口部件20将不会由按压臂15夹持，在按压臂15的夹持状态下，开口部件20由按压臂15夹持。

根据本公开的实施例，当马达40驱动导杆10旋转时，连接块13可以沿导杆10平移。由于连接块13通过铰链14连接至按压臂15，按压臂15继而又通过第一旋转轴30连接至从动件7，连接块13的平移将导致按压臂15在分离状态和夹持状态之间切换，并导致从动件7在收缩状态和延伸状态之间切换。以这种方式，开口部件20的定位和夹持可以同步实现。另外，由于按压臂15和从动件7的同步控制，定位设备100的尺寸、结构复杂度和成本大大降低。

在一些实施例中，第一旋转轴30包括环形槽。相应地，每个按压臂15还包括止动销75，止动销75布置在第二连接部152内并插入环形槽中。止动销75可以防止按压臂15脱离第一旋转轴30。因此，从动件7与按压臂15之间的连接更为稳固。

在一些实施例中，如图3至图5所示，从动件7包括第一从动部71、第二从动部72及第三从动部73。第一从动部71连接至按压臂15，并且包括适合于导杆10插入的第一孔710。支撑部件18安装在第一从动部71的端部。支撑部件18可以直接安装在第一从动部71的端部，或通过中间连接部件19安装在第一从动部71的端部。第二从动部72与第一从动部71隔开，并且包括适合于导杆10插入的第二孔720。第三从动部73布置在第一从动部71和第二从动部72之间，并且包括凹口730。连接块13容纳在凹口730中。由于连接块13容纳在凹口730中，连接块13和从动件7所占用的空间可以减小，从而进一步减小定位设备100的整体尺寸。

在一些实施例中，如图3至图5所示，定位设备100还包括闭合块8和第一弹簧45。闭合块8连接至第二从动部72的远离第一从动部71的端部。例如，闭合块8可以经由螺栓连接至第二从动部72的端部。在其他实施例中，闭合块8可以以其他方式连接至第二从动部72的端部。本公开的范围并非旨在限于此方面。闭合块8包括围绕导杆10且部分地封闭第二孔720的突起81。第一弹簧45的一端与连接块13接触，第一弹簧45的另一端与闭合块8的突起81接触。当连接块13位于第一位置时，第一弹簧45处于压缩状态，如图4所示。当连接块13位于第二位置时，第一弹簧45处于自由状态，如图5所示。在自由状态下，第一弹簧45不被压缩或轻微压缩。当连接块13相对于导杆10从第二位置平移到第一位置时，第一弹簧45将逐渐被压缩。

在一些实施例中，如图3至图5所示，定位设备100还包括第一指示部件17和第一传感器74。第一指示部件17布置在闭合块8的远离从动件7的第一侧。第一传感器74布置在第二支撑板6上，并且被配置为检测第一指示部件17的位置，以指示从动件7是否相对于支架11处于收缩状态。在从动件7相对于支架11由延伸状态变为收缩状态的情况下，马达40的输出轴将停止旋转。第一指示部件17可以是各种形式。例如，第一指示部件17可以是指示杆。

在一些实施例中，如图1和图3-5所示，定位设备100还包括第二指示部件24和第二传感器84。第二指示部件24布置在闭合块8的与第一侧相对的第二侧。第二传感器84布置在顶板4上，并且被配置为检测第二指示部件24的位置，以指示从动件7是否相对于支架11处于延伸状态。在从动件7相对于支架11由收缩状态变为延伸状态的情况下，马达40的输出轴将停止旋转。第二指示部件24可以是各种形式。例如，第二指示部件24可以是指示块。

在一些实施例中，如图4至图5所示，支撑部件18包括插塞块9、一对限制元件16和第二弹簧47。插塞块9连接至从动件7的端部。插塞块9适于支撑开口部件20的内表面。插塞块9的形状与开口部件20的形状相匹配，以可靠地支撑开口部件20。限制元件16布置在插塞块9中，并且能够部分地突出至插塞块9之外。限制元件16可以具有各种形状。例如，每个限制元件16可以是球形的。第二弹簧47布置在限制元件16之间，并且被配置为向一对限制元件16施加推力，使得一对限制元件16部分地突出至插塞块9之外，以限制由插塞块9支撑的开口部件20的移动。在将开口部件20安装到支撑部件18上的过程中，限制元件16将被压入插塞块9。在开口部件20到达期望位置之后，限制元件16会突出至插塞块9之外，并由开口部件20上的对应孔接纳。以这种方式，由插塞块9支撑的开口部件20的移动能够由限制元件16限制。

在一些实施例中，如图2至图5所示，每个按压臂15还包括辊80，辊80靠近第二连接部152的边缘布置，并且被配置为引导相应的按压臂15相对于支架11的移动。当连接块13沿导杆10平移时，辊80可以沿支架11旋转，并进而引导相应的按压臂15相对于支架11的移动。

在下文中，将参考图4和图5描述定位设备100的示例操作过程。

如图4所示，连接块13相对于导杆10位于第一位置。此时，按压臂15处于分离状态，从动件7相对于支架11处于收缩状态。开口部件20安装到支撑部件18上之后，马达40的输出轴可以沿第一方向旋转，使得连接块13沿远离第一支撑板5的方向平移。连接块13可以经由铰链14驱动按压臂15沿远离第一支撑板5的方向移动。由于按压臂15连接至从动件7，从动件7将与按压臂15一起平移。在按压臂15的辊80移出支架11之后，连接块13可以经由铰链14驱动按压臂15朝彼此旋转。最后，连接块13将到达相对于导杆10的第二位置，并且支撑部件18支撑的开口部件20将由按压臂15夹持，准备用于焊接或装配，如图5所示。

如图5所示，连接块13相对于导杆10位于第二位置。此时，按压臂15处于夹持状态，并且从动件7相对于支架11处于延伸状态。当需要释放开口部件20时，马达40的输出轴可以沿与第一方向相反的第二方向旋转，使得连接块13沿朝向第一支撑板5的方向平移。在按压臂15移动到支架11中之前，连接块13可以经由铰链14驱动按压臂15远离彼此旋转。在按压臂15的辊80移回到支架11中之后，连接块13可以经由铰链14驱动按压臂15沿朝向第一支撑板5的方向移动，并且从动件7将与按压臂15一起平移。最后，连接块13将到达相对于导杆10的第一位置，并且支撑部件18支撑的开口部件20将由按压臂15释放，如图4所示。

应当理解，本公开的以上详细实施例仅用于例示或解释本公开的原理，并非旨在限制本公开。因此，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，任何修改、等效替代和改进等都应包括在本公开的保护范围内。同时，本公开所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同形式内的所有变型和修改。

Claims (10)

1.一种用于夹持开口部件(20)的定位设备(100)，包括：

支架(11)；

导杆(10)，所述导杆由所述支架(11)支撑，并且在马达(40)的驱动下能够相对于所述支架(11)旋转；

连接块(13)，所述连接块通过螺纹被连接至所述导杆(10)，并且在所述导杆(10)相对于所述支架(11)旋转时，所述连接块(13)能够沿着所述导杆(10)在第一位置和第二位置之间平移；

从动件(7)，所述导杆(10)延伸穿过所述从动件(7)，所述从动件(7)能够相对于所述导杆(10)平移；

支撑部件(18)，所述支撑部件(18)被连接至所述从动件(7)的端部，并且被配置为支撑所述开口部件(20)；以及

一对按压臂(15)，每个按压臂包括：夹持部(150)，所述夹持部(150)被配置为夹持由所述支撑部件(18)支撑的所述开口部件(20)；第一连接部(151)，所述第一连接部(151)经由铰链(14)被连接至所述连接块(13)；以及第二连接部(152)，所述第二连接部(152)位于所述夹持部(150)和所述第一连接部(151)之间，并且经由第一旋转轴(30)被连接至所述从动件(7)，使得当所述连接块(13)位于所述第一位置时，所述一对按压臂(15)处于分离状态并且所述从动件(7)相对于所述支架(11)处于收缩状态，并且当所述连接块(13)位于所述第二位置时，所述一对按压臂(15)处于夹持状态并且所述从动件(7)相对于所述支架(11)处于延伸状态。

2.根据权利要求1所述的定位设备(100)，其中所述从动件(7)包括：

第一从动部(71)，所述第一从动部(71)被连接至所述一对按压臂(15)，并且包括适合于所述导杆(10)插入的第一孔(710)，其中所述支撑部件(18)被安装在所述第一从动部(71)上；

第二从动部(72)，所述第二从动部(72)与所述第一从动部(71)被隔开，并且包括适合于所述导杆(10)插入的第二孔(720)；以及

第三从动部(73)，所述第三从动部(73)被布置在所述第一从动部(71)和所述第二从动部之间(72)，并且包括凹口(730)，其中所述连接块(13)被容纳在所述凹口(730)中。

3.根据权利要求2所述的定位设备(100)，还包括：

闭合块(8)，所述闭合块(8)被连接至所述第二从动部(72)的远离所述第一从动部(71)的端部，并且包括围绕所述导杆(10)且部分地封闭所述第二孔(720)的突起(81)；以及

第一弹簧(45)，所述第一弹簧(45)的一端接触所述连接块(13)，另一端接触所述闭合块(8)的突起(81)，并且所述第一弹簧(45)被配置为当所述连接块(13)位于所述第一位置时处于压缩状态，当所述连接块(13)位于所述第二位置时处于自由状态。

4.根据权利要求3所述的定位设备(100)，还包括：

第一指示部件(17)，所述第一指示部件(17)被布置在所述闭合块(8)的远离所述从动件(7)的第一侧；以及

第一传感器(74)，所述第一传感器(74)被配置为检测所述第一指示部件(17)的位置，以指示所述从动件(7)是否相对于所述支架(11)处于所述收缩状态。

5.根据权利要求4所述的定位设备(100)，还包括：

第二指示部件(24)，所述第二指示部件(24)被布置在所述闭合块(8)的与所述第一侧相对的第二侧；以及

第二传感器(84)，所述第二传感器(84)被配置为检测所述第二指示部件(24)的位置，以指示所述从动件(7)是否相对于所述支架(11)处于所述延伸状态。

6.根据权利要求1所述的定位设备(100)，其中所述支撑部件(18)包括：

插塞块(9)，所述插塞块(9)被连接至所述从动件(7)的端部；

一对限制元件(16)，所述一对限制元件(16)被布置在所述插塞块(9)中，并且能够部分地突出至所述插塞块(9)的外部；以及

第二弹簧(47)，所述第二弹簧(47)被布置在所述一对限制元件(16)之间，并且被配置为向所述一对限制元件(16)施加推力，使得所述一对限制元件(16)部分地突出至所述插塞块(9)之外，以限制由所述插塞块(9)支撑的所述开口部件(20)的移动。

7.根据权利要求6所述的定位设备(100)，其中所述一对限制元件(16)中的每个限制元件均为球形。

8.根据权利要求1所述的定位设备(100)，其中所述一对按压臂(15)中的每个按压臂还包括辊(80)，所述辊(80)被靠近所述第二连接部(152)的边缘布置，并且被配置为引导相应的按压臂(15)相对于所述支架(11)的移动。

9.根据权利要求1所述的定位设备(100)，其中所述第一旋转轴(30)包括环形槽，并且

其中所述一对按压臂(15)中的每个按压臂还包括止动销(75)，所述止动销被布置在所述第二连接部(152)内并被插入到所述环形槽中。

10.根据权利要求1所述的定位设备(100)，其中所述马达(40)是气动马达。