用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置制造方法及图纸

一种用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置，适用于将车轮的紧固件安装到车辆上，或从车辆上拆卸车轮的紧固件。该装置具有支架以及安装在所述支架上的一组平行转轴，上述转轴的轴线按圆形阵列分布，或者可以等价的描述为，上述转轴的轴线等距分布在一个圆柱面上。这些转轴可以围绕各自的轴线分别旋转，并且这些转轴的一端能被用于握持及转动某种类型的螺纹紧固件。所述螺纹紧固件被构造成能够与车轮安装构件上另一种类型的螺纹紧固件构成螺纹副，用来将车轮固定到车轮安装构件上。该装置具有的调节机构，能够同步地调节所有转轴的位置，使得所有上述转轴的轴线所在圆柱面的直径，在第一直径和第二直径之间变化，从而调节转轴间距的大小。

【技术实现步骤摘要】
用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置相关专利的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2017年8月19日提交的序列号为62547757的美国临时申请以及2017年9月21日提交的序列号为62561486的美国临时申请的优先权。上述临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中，并且出于所有目的而成为本申请的一部分。
本专利技术涉及用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置和方法，所述圆形阵列螺纹紧固件包括但不限于汽车和其它公路/越野/工程车辆上的车轮紧固件，也包括一些机械设备上的应用场景，比如圆形人孔等。圆形阵列螺纹紧固件是指，多个相同的螺纹紧固件，他们的螺纹的轴线按圆形阵列分布，或者等价地说，这些螺纹紧固件的螺纹轴线等距分布于一个圆柱面上。在以下的描述中，螺纹紧固件有时简称紧固件，螺纹紧固件的螺纹的轴线有时简称紧固件的轴线，圆形阵列螺纹紧固件简称圆形阵列紧固件。
技术介绍
在大部分具有不固定的工作和操作对象的环境中，比如车辆维修站点，在安装或拆卸车轮的过程中，经常需要处理具有不同的车轮尺寸、不同的车轮紧固件安装模式(即不同的车轮紧固件数量或间距)、不同的车轮紧固件形状和尺寸的车辆，难于应用机器人，截止目前为止，车辆修理场所装卸轮胎都是人工操作，将数个车轮紧固件比如车轮螺母用人力驱动的扳手或动力驱动的扳手一个接一个拆下来或安装上去，并且当安装车轮时，还需要使用扭力扳手将每个车轮紧固件一个接一个紧固到规定扭矩，因此效率极其低下。车辆自身所处的位置也有可能会使所安装的车轮或车轮安装构件所处的空间有限，不太便于人工操作。此外，在车辆装配工厂中，虽然机器人已经被应用于车轮装配，但是，上述机器人只适用于安装固定型号的车轮。当多种车型在同一条车辆装配线上生产时，此时多种车型很可能具有多种车轮紧固件间距，为了适应装配要求，车轮装配机器人中的扳手模块上，多个车轮紧固件动力扳手的间距需要被人工调节，或者需要更换具有不同的上述间距的扳手模块，以便能够适应具有不同车轮紧固件安装模式的不同车轮。上述车轮紧固件动力扳手间距的调节，截止目前仍然是手动的，导致效率低下。即使直接更换另一个扳手模块，也会耗费另一个或者多个扳手模块的成本，其更换动作会占用生产时间，并耗费一定的人力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置，该装置不仅可以同时对圆形阵列上的多个螺纹紧固件进行安装/拆卸，还可以自动调节对应每个螺纹紧固件的动力驱动轴的间距，以适应不同尺寸圆形阵列螺纹紧固件的需要。本专利技术所述的螺纹紧固件安装/拆卸装置，其包括：支架和安装在上述支架上的多个细长平行转轴，上述转轴的轴线按圆形阵列分布，其等价描述是上述转轴的轴线等距分布在一个圆柱面上。上述转轴能够围绕各自的中心轴线旋转，上述转轴的一端被用于间接或直接地握持和转动相应螺纹紧固件的第一构件。上述多个螺纹紧固件第一构件，被构造成与相应的螺纹紧固件第二构件形成螺纹副，并且上述螺纹紧固件第二构件与第二基座构件连成一体，据此，能够将第一基座构件安装固定到上述第二基座构件与上述紧固件第一构件之间，或将第一基座构件从上述第二基座构件拆卸。该装置还具有调节机构，此调节机构能够同步地调节所有转轴的位置，使所有上述转轴的中心轴线所在圆柱面的直径，在第一直径和第二直径之间变化，上述第一直径不同于上述第二直径。本装置的有益效果在于，其具有多个动力驱动轴，能够对一个车轮上的多个车轮紧固件同时进行安装或拆卸操作，并且其可以选装扭矩控制功能，从而可以直接将所有车轮紧固件快速拧紧到规定的扭矩。并且，本装置能够根据指令自动地同步地迅速调节各驱动轴之间的间距，使得一个装置能够适用于多种不同的车轮紧固件间距。此外，本装置具有适当的体积，便于移动和安装。因此，本装置能够极大的提高生产和劳动效率，节省人力，并且在适当的应用场合中能够节约设备投资。附图说明为了说明的简单和清楚起见，附图中示出的元件不是按照共同的比例绘制的。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸相对于其它元件被夸大。在参考附图去阅读并理解权利要求书和随后的描述时，本专利技术的优点、特征和特性，以及相关结构要素的方法、操作和功能，以及零件的组合和制造经济性将变得显而易见。所有这些附图构成说明书的一部分，其中相同的数字在不同的各个附图中代表相同的零件或部件，其中：图1是本专利技术螺纹紧固件安装/拆卸工具的一个实施例的一侧的透视图。图2是图1所示螺纹紧固件安装/拆卸工具的一个部分：凸轮单元的透视图。图3是图1所示螺纹紧固件安装/拆卸工具的一个部分：导向单元的透视图。图4是图1所示螺纹紧固件安装/拆卸工具的正视图，其中展示了从正面看，转轴的轴线位于同一个圆形轨迹上的情形。图5是图1所示螺纹紧固件安装/拆卸工具的侧视图，展示了只包含一个套筒及相应的转轴、万向节、马达等零件的一个单独的传动链，其中所示的转轴在其轴向上处于未缩回的位置。图6是与图4对应的正视图。图7是与图5对应的侧视图，展示了只包含一个套筒及相应的转轴、万向节、马达等零件的一个单独的传动链，但是所示转轴在轴向上处于完全缩回的位置。图8是与图7对应的正视图。图9A是图1所示螺纹紧固件安装/拆卸工具的另一侧的局部透视图，而且展示了处于完全轴向缩回模式的单个传动链。图9B是类似于图9A的局部透视图，但是展示了用于操作调节器单元的机械结构。图10展示了一个附属测量工具的透视图，此附属测量工具用于基于本专利技术一个实施例的工具，上述附属测量工具能够测量车轮紧固件间距，随即被用于将上述螺纹紧固件安装/拆卸装置按照车轮紧固件间距进行初始化。图11展示了组成图10所示附属测量工具的卡钳单元和卡座单元的透视图。图12展示了图11中的卡座单元底部的透视图。图13中的透视图，展示了图10所示的附属测量工具与工具的转轴及滑板单元等其他部件在一起协同使用的场景。图13A是图13中滑板单元的分解图。图14是基于本专利技术的另一个实施例的螺纹紧固件安装/拆卸工具侧上方的透视图。图15是基于本专利技术的另一个实施例的螺纹紧固件安装/拆卸工具侧上方的透视图。图16是图15所示工具的一部分：圆盘和连杆构件的剖视图，此图中，转轴和连杆构件处于收缩状态。图17是图15所示工具的一部分：圆盘和连杆构件的剖视图，但转轴和连杆构件处于展开状态。图18是图15所示工具的一部分：调节机构的剖视图，该图中的转轴和连杆构件处于收缩状态。图19是基于本专利技术的又一个实施例的螺纹紧固件安装/拆卸工具的前侧上方的透视图。图20是图19所示实施例的后侧上方透视图。图21是图19所示实施例的凸轮单元的透视图。图22是图19所示实施例的导向单元的透视图。图23是图21和22所示凸轮单元和导向单元被组装在一起后的端视图。图24是图19所示实施例的驱动单元的透视图，其中展示了驱动单元上安装的反力杆。图25展示了一个基座的透视图，上述基座用于支撑一个基于本专利技术一个实施例的螺纹紧固件安装/拆卸工具，上述基座包含一个能够使上述工具绕其自身中心轴的轴线旋转的机构。具体实施方式在对本工具的详细构造及操作过程进行详细描述前，有必要对与车辆的车轮安装有关的构造及参数进行一定的介绍。车辆上的车轮，通常被多个螺纹紧固件(以下简称车轮紧固件或紧固件)，固定于车轮安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置，其特征在于：支架和安装在上述支架上的多个细长平行转轴，上述转轴的轴线按圆形阵列分布，其等价描述是上述转轴的轴线等距分布在一个圆柱面上；上述转轴能够围绕各自的轴线旋转，上述转轴的一端被用于间接或直接地握持和转动相应螺纹紧固件的第一构件；上述多个螺纹紧固件第一构件，被构造成与相应的螺纹紧固件第二构件形成螺纹副，并且上述螺纹紧固件第二构件与第二基座构件连成一体，据此，能够将第一基座构件安装固定到上述第二基座构件与上述紧固件第一构件之间，或将第一基座构件从上述第二基座构件拆卸；该装置还具有调节机构，此调节机构能够同步地调节所有转轴的位置，使所有上述转轴的轴线所在圆柱面的直径，在第一直径和第二直径之间变化，上述第一直径不同于上述第二直径。

【技术特征摘要】
2017.08.19 US 62/547757;2017.09.21 US 62/5614861.用于安装/拆卸圆形阵列螺纹紧固件的装置，其特征在于：支架和安装在上述支架上的多个细长平行转轴，上述转轴的轴线按圆形阵列分布，其等价描述是上述转轴的轴线等距分布在一个圆柱面上；上述转轴能够围绕各自的轴线旋转，上述转轴的一端被用于间接或直接地握持和转动相应螺纹紧固件的第一构件；上述多个螺纹紧固件第一构件，被构造成与相应的螺纹紧固件第二构件形成螺纹副，并且上述螺纹紧固件第二构件与第二基座构件连成一体，据此，能够将第一基座构件安装固定到上述第二基座构件与上述紧固件第一构件之间，或将第一基座构件从上述第二基座构件拆卸；该装置还具有调节机构，此调节机构能够同步地调节所有转轴的位置，使所有上述转轴的轴线所在圆柱面的直径，在第一直径和第二直径之间变化，上述第一直径不同于上述第二直径。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其进一步包括多个马达，上述转轴中的每一个都各自连接到上述马达中的一个，上述马达能够驱动上述转轴旋转，并且每个上述马达最多只驱动一个上述转轴旋转。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节机构具有包含第一构件和第二构件的调节器单元，上述第一构件能够相对于上述第二构件旋转，上述第一构件上具有多个按圆形阵列分布的第一孔，且上述第二构件上具有多个按圆形阵列分布的第二孔，上述每个第一孔至少部分地与对应的上述第二孔交叉重叠，并且上述转轴中的每一个都被容纳于上述相应的第一孔和第二孔的交叉重叠区域中，上述第一孔和第二孔被构造成使得上述第一和第二构件的相对旋转能够引起上述所有转轴的同步移动，上述每个转轴的移动，都具有相对于前述圆柱面的径向分量。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其具有多个上述调节器单元，上述调节器单元彼此间隔开，并且上述转轴延伸穿过上述间隔开的调节器单元。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，上述转轴安装在轴承上，上述轴承与前述孔的交叉重叠区域的边界接触。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：一个卡钳单元，其被用来与某两个相邻紧固件构件的位置匹配，从而测量紧固件构件的间距；以及控制电路，其接收来自上述卡钳单元的输入，并操作前述调节机构从而设定转轴的间距，使得上述转轴的间距等于上述紧固件构件的间距。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括多个微型激光器，上述微型激光器投射出的激光光束或线条能够实时标示本装置上的上述转轴所处的位置以及方位角。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：图像采集与机器视觉子系统，其用于测量紧固件构件的间距；以及控制系统，其具有来自上述图像采集与机器视觉子系统以及通信系统的输入，能够操作前述调节机构从而设定转轴间距，使得上述转轴间距等于上述紧固件构件的间距。9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转轴通过相应的柔性连接机构连接到相应马达上，以适应所述转轴的移动。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述柔性连接机构包含多个万向节，所述万向节将相应的马达连接到相应的转轴，所述马达被安装成可以摆动，从而所述马达的摆动以及连接其上的万向节能够容纳相应转轴的移动。11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述马达具有低扭矩和高扭矩操作模式。12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包含第二驱动机构，使得所述转轴受到平行于所述转轴的轴线并指向可握持目标紧固件那一侧的第二驱动方向上的驱动力。13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，进一步包含传感器子系统，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：文洪财，
申请(专利权)人：文洪财，
类型：新型
国别省市：加拿大,CA