CN117366094B - 一种碳纤维基准系统标准球安装结构 - Google Patents

一种碳纤维基准系统标准球安装结构 Download PDF

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Abstract

本发明属于定位装置技术领域,涉及一种碳纤维基准系统标准球安装结构,包括碳纤维管、固定环和多个标准球组件,包括碳纤维管、非碳纤维材质的固定环和多个标准球组件;标准球组件围绕碳纤维管轴线上的同一点设置,固定环位于碳纤维管内,碳纤维管上设有与标准球组件个数对应的径向通孔,固定环上设有与径向通孔位置对应的径向螺孔;标准球组件包括依次连接的限位块、过渡螺丝和标准球,限位块具有与碳纤维管外壁紧贴的弧形面和从弧形面中间穿过的穿孔,过渡螺丝包括穿过穿孔并与径向螺孔配合的外螺纹。本结构实现了标准球的精确安装,避免了碳纤维管不能攻丝带来的连接不稳定问题。

Description

一种碳纤维基准系统标准球安装结构
技术领域
本发明涉及定位装置技术领域,特别涉及一种碳纤维基准系统标准球安装结构。
背景技术
在汽车生产的流水线上,白车身在经过一定的加工处理之后都需要进行精度测量,在离开流水线之前,白车身上会有数以百计的测量点需要完成检测。目前行业内通常使用激光雷达配合机械手臂给车架进行在线扫描,扫描出来的实物行程数据,和理论数据做对比推测出车架实际的生产偏差,而在比对过程中需要建立位置基准。
中国专利CN114353729A公开了一种车辆中心线的标定方法和系统,其中依靠前后参考装置的金属球作为参照位置。但是这里只考虑标定车辆的中心线,并不能对整个车架上的各个位置提供参考。如果搭建参考支架并设置多个金属球,连接型材大多数采用钢材料或铝合金材料,材料对温度变化过于敏感,参考会不准,不能匹配激光雷达检测的精度。为了使系统的质量更轻、结构精度高且连接强度可靠,系统的骨架采用碳纤维管作为连接材料,而标准球需要连接在碳纤维管上。但是碳纤维管本身是不能攻丝的,因为碳纤维管的材料一旦打穿会破坏纤维结构,就算形成螺牙也没有足够的连接强度,所以标准球不能用螺栓直接固定在碳纤维管的管壁上;但标准球的使用场合又要求有稳定可靠的连接关系。
因此有必要设计一种新的基准系统来解决以上问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种碳纤维基准系统标准球安装结构,能够使标准球精确固定在碳纤维管上,避免了碳纤维管不能攻丝带来的连接不稳定问题。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种碳纤维基准系统标准球安装结构,包括碳纤维管、非碳纤维材质的固定环和多个标准球组件;
所述标准球组件围绕所述碳纤维管轴线上的同一点设置,所述固定环位于所述碳纤维管内,所述碳纤维管上设有与所述标准球组件个数对应的径向通孔,所述固定环上设有与所述径向通孔位置对应的径向螺孔;
所述标准球组件包括依次连接的限位块、过渡螺丝和标准球,所述限位块具有与所述碳纤维管外壁紧贴的弧形面和从所述弧形面中间穿过的穿孔,所述过渡螺丝包括穿过所述穿孔并与所述径向螺孔配合的外螺纹;
所述碳纤维管的内壁与所述固定环的外壁之间留有厚度1-3mm的间隙,所述间隙内填充有连接胶。
具体的,所述碳纤维管的同一个轴向位置周边设置3-4个标准球组件,相邻标准球组件的轴向夹角为90°。
具体的,所述固定环的外壁中部围绕设置有导胶槽,所述导胶槽的槽壁、所述碳纤维管的内壁以及所述过渡螺丝的外壁围成连续的注胶流道。
进一步的,所述导胶槽的截面为弓形。
进一步的,所述固定环的两侧设有凸环,所述凸环的外径比所述碳纤维管的内径小0.1-0.5mm。
具体的,所述标准球包括依次连接的球体、柱体和螺纹柱,所述过渡螺丝还包括与所述螺纹柱配合的内螺纹,所述内螺纹与所述外螺纹具有相同的中轴线。
进一步的,所述过渡螺丝外设有凸缘,所述凸缘位于所述外螺纹的外端,所述凸缘的直径从靠近所述外螺纹一侧往另一侧依次递增,所述限位块在背对所述弧形面方向上凹设有导正面,所述导正面为旋转面且与所述凸缘结构匹配。
进一步的,所述柱体外壁设有腰形凸环。
进一步的,所述内螺纹的外侧边缘设有一对凹槽,两个凹槽绕所述过渡螺丝的轴线旋转对称。
本发明技术方案的有益效果是:
本结构利用非碳纤维材质的固定环作为螺纹固定标准球组件的基础,碳纤维管上只留径向通孔供过渡螺丝穿过,以限位块限制过渡螺丝的拧紧距离,实现了标准球的精确安装,避免了碳纤维管不能攻丝带来的连接不稳定问题。
附图说明
图1为实施例碳纤维基准系统标准球安装结构的局部立体图;
图2为实施例碳纤维基准系统标准球安装结构的爆炸图;
图3为碳纤维基准系统标准球安装结构在注胶时的剖面爆炸图;
图4为固定环的立体图;
图5为过渡螺丝的立体图。
图中数字表示:
1-碳纤维管,11-径向通孔;
2-固定环,21-径向螺孔,22-导胶槽,23-凸环;
3-标准球组件,31-限位块,311-弧形面,312-穿孔,313-导正面,32-过渡螺丝,321-外螺纹,322-内螺纹,323-凸缘,324-凹槽,33-标准球,331-球体,332-柱体,3321-腰形凸环,333-螺纹柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例:
如图1至图5所示,本发明的一种碳纤维基准系统标准球安装结构,包括碳纤维管1、非碳纤维材质的固定环2和多个标准球组件3;标准球组件3围绕碳纤维管1轴线上的同一点设置,固定环2位于碳纤维管1内,碳纤维管1上设有与标准球组件3个数对应的径向通孔11,固定环2上设有与径向通孔11位置对应的径向螺孔21。
如图2所示,碳纤维管1的同一个轴向位置周边设置3-4个标准球组件3,相邻标准球组件3的轴向夹角为90°。
如果该碳纤维管1是处在竖直位置的,那么其周围四个方向都要设置标准球33,所以碳纤维管1要在四周均布四个径向通孔11,固定环2上也要设置四个径向螺孔21;如果该碳纤维管1是处在水平位置的,那么其左、右、上三个方向才需要设置标准球33,所以碳纤维管1要在四周设置三个径向通孔11,固定环2上也要设置三个径向螺孔21。
如图3所示,碳纤维管1的内壁与固定环2的外壁之间留有厚度1-3mm的间隙,间隙内填充有连接胶(未画出)。
虽然标准球组件3与固定环2之间的相对关系是稳定的,但是过渡螺丝32与径向通孔11之间还会有缝隙,所以需要利用连接胶将碳纤维管1与固定环2的间隙填满,同时溢出到过渡螺丝32与径向通孔11之间,这样就能够避免标准球组件3与碳纤维管1的相对位置不稳定。
如图4所示,固定环2的外壁中部围绕设置有导胶槽22,导胶槽22的槽壁、碳纤维管1的内壁以及过渡螺丝32的外壁围成连续的注胶流道,导胶槽22的截面为弓形。
因为碳纤维管1的实际长度可能会很长,所以连接胶不能从碳纤维管1的管口注入,而是要从其中一个径向通孔11处注入,沿着注胶流道流动,然后再往两侧扩散到碳纤维管1与固定环2之间的间隙中。在保证至少有两个90°夹角的标准球组件3已经固定于固定环2的情况下,连接胶从未安装标准球组件3的位置将连接胶注入注胶流道,直到注胶流道的胶略微溢出,然后在连接胶尚未干固的情况下将最后一个标准球组件3安装到最后一个径向通孔11处,完成组装。因为径向螺孔21与过渡螺丝32匹配,为了避免过渡螺丝32给连接胶的扩散带来过大的阻力,导胶槽22的宽度要比径向螺孔21的大径更大(大径为径向螺孔21螺纹最深处的直径),这样连接胶可以绕过过渡螺丝32,继而充满注胶流道。弓形的导胶槽22结构更有利于连接胶在较低的阻力下扩散到间隙内。
如图4所示,固定环2的两侧设有凸环23,凸环23的外径比碳纤维管1的内径小0.1-0.5mm。
凸环23与碳纤维管1之间的间隙比固定环2外周其他位置的间隙更小,这使固定环2仍能放入碳纤维管1内,但只有空气能够通过的通道,而当连接胶到达凸环23时会产生非常大的阻力,这样就能够产生保压功能,使连接胶能够在注胶流道内充分扩散。
如图2、图3和图5所示,标准球组件3包括依次连接的限位块31、过渡螺丝32和标准球33,限位块31具有与碳纤维管1外壁紧贴的弧形面311和从弧形面311中间穿过的穿孔312,过渡螺丝32包括穿过穿孔312并与径向螺孔21配合的外螺纹321。
限位块31的弧形面311是与碳纤维管1的外壁直径相同曲面,在过渡螺丝32锁紧时,限位块31会控制对应的过渡螺丝32轴线穿过碳纤维管1的轴线。在组装时,先较松的将第一个过渡螺丝32拧到固定环2上的第一个径向螺孔21上,然后再将第二个过渡螺丝32穿过第二个限位块31拧到与第一个径向螺孔21呈90°夹角的第二个径向螺孔21上,然后分别适当拧紧两个过渡螺丝32,控制两个限位块31的弧形面311分别与碳纤维管1的外壁充分接触,这样就能够避免碳纤维管1被压扁变形,使碳纤维管1、固定环2与两个标准球组件3达到三坐标方向的精准定位,因为此时两个标准球组件3的轴线与碳纤维管1的轴线两两垂直。
如图2和图5所示,标准球33包括依次连接的球体331、柱体332和螺纹柱333,过渡螺丝32还包括与螺纹柱333配合的内螺纹322,内螺纹322与外螺纹321具有相同的中轴线。
球体331是作为检测基准的参照物,柱体332用来连接球体331与螺纹柱333。在前序组装步骤已经确定了过渡螺丝32轴线与碳纤维管1轴线的垂直关系以后,标准球33可以再与过渡螺丝32进行同轴安装,标准球33与过渡螺丝32在完成拧紧后轴向相对位置是固定的,所以球体331的球心到碳纤维管1的轴线距离也是固定的。
如图2和图5所示,过渡螺丝32外设有凸缘323,凸缘323位于外螺纹321的外端,凸缘323的直径从靠近外螺纹321一侧往另一侧依次递增,限位块31在背对弧形面311方向上凹设有导正面313,导正面313为旋转面且与凸缘323结构匹配。
导正面313可以是简单的锥面,也可以是旋转曲面,其设置的目的在于配合凸缘323使过渡螺丝32的轴线与径向螺孔21的轴线重合,有助于提升标准球组件3的位置精度。
如图2所示,柱体332外壁设有腰形凸环3321。
为了能将标准球33转动锁紧到过渡螺丝32上,标准球33结构不能是完全的旋转体结构,腰形凸环3321提供了一个供扳手施力以完成标准球33拧紧的位置。实际应用中,柱体332本身可以有两个平行于标准球33轴线的作用面,也可以在柱体332的侧壁设置滚花结构或者两个凸起结构来帮助拧紧。
如图5所示,内螺纹322的外侧边缘设有一对凹槽324,两个凹槽324绕过渡螺丝32的轴线旋转对称。
因为过渡螺丝32与标准球33是分体式结构,所以安装顺序是先将过渡螺丝32与碳纤维管1、固定环2和对应的限位块31固定,然后再将标准球33与过渡螺丝32固定。如果这里不设置凹槽324,过渡螺丝32对径向螺孔21的旋紧缺乏施力点,所以两个凹槽324可以提供使扁头形工具可以转动施力的位置,方便过渡螺丝32锁紧。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:包括碳纤维管、非碳纤维材质的固定环和多个标准球组件;
所述标准球组件围绕所述碳纤维管轴线上的同一点设置,所述固定环位于所述碳纤维管内,所述碳纤维管上设有与所述标准球组件个数对应的径向通孔,所述固定环上设有与所述径向通孔位置对应的径向螺孔;
所述标准球组件包括依次连接的限位块、过渡螺丝和标准球,所述限位块具有与所述碳纤维管外壁紧贴的弧形面和从所述弧形面中间穿过的穿孔,所述过渡螺丝包括穿过所述穿孔并与所述径向螺孔配合的外螺纹;
所述碳纤维管的内壁与所述固定环的外壁之间留有厚度1-3mm的间隙,所述间隙内填充有连接胶,所述固定环的外壁中部围绕设置有导胶槽,所述导胶槽的槽壁、所述碳纤维管的内壁以及所述过渡螺丝的外壁围成连续的注胶流道,所述固定环的两侧设有凸环;
所述标准球包括依次连接的球体、柱体和螺纹柱,所述过渡螺丝还包括与所述螺纹柱配合的内螺纹,所述内螺纹与所述外螺纹具有相同的中轴线;
所述过渡螺丝外设有凸缘,所述凸缘位于所述外螺纹的外端,所述凸缘的直径从靠近所述外螺纹一侧往另一侧依次递增,所述限位块在背对所述弧形面方向上凹设有导正面,所述导正面为旋转面且与所述凸缘结构匹配。
2.根据权利要求1所述的碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:所述碳纤维管的同一个轴向位置周边设置3-4个标准球组件,邻近标准球组件的轴向夹角为90°。
3.根据权利要求1所述的碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:所述导胶槽的截面为弓形。
4.根据权利要求1所述的碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:所述凸环的外径比所述碳纤维管的内径小0.1-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:所述柱体外壁设有腰形凸环。
6.根据权利要求1所述的碳纤维基准系统标准球安装结构,其特征在于:所述内螺纹的外侧边缘设有一对凹槽,两个凹槽绕所述过渡螺丝的轴线旋转对称。
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