底脚组合件的制作方法

文档序号:21788967发布日期:2020-08-07 20:40阅读:113来源:国知局
底脚组合件的制作方法

本发明属于仪器设备技术领域,具体涉及一种底脚组合件,其安装于仪器设备侧面或底面边角部位,起支承、固连等作用,同时兼具精准定位功能,可应用于电子设备或其他各类对可靠性、对接精度有较高要求的应用场合。



背景技术:

按照国家标准gb/t8582-2008《电工电子设备机械结构术语》中4.3.42条的定义,底脚是“支承机壳并使其不直接与安放面接触的构件”。底脚通常安装于仪器设备底部,在仪器设备与安装基体之间起支承、固连等作用,在特定场合中可兼具定位功能。底脚的强度和定位精度关系到仪器设备的工作可靠性和稳定性,对整机的安全、可靠工作有较大影响。

现有底脚按形状可分为直板形和“l”形,按照安装位置有底部安装和侧面安装两种形式,参见图1(a)、图1(b)、图1(c)。现有两种形式的底脚与设备之间均为简单面接触,通过焊接或螺纹连接实现固连。当设备与底脚间采用焊接方法连接时,其缺点在于:焊接时产生的高热量易造成板件变形导致定位精度偏低,另外当设备外壳与底脚为不同材质时会造成焊接工艺上的困难。当设备与底脚间采用螺纹连接时,其缺点在于:基体的冲击、振动载荷都是通过螺钉传递于设备,可靠性较底且不能发挥底脚材料的整体强度优势,同时螺纹连接中存在的配合间隙也会降低定位精度,在需要较高定位精度的场合应用受限。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是:如何提供一种底脚结构件,能够充分发挥底脚材料的整体强度优势,实现高载荷下的高精度、高可靠对接,同时在通常工艺条件下即可生产制造,不会额外带来工艺上的困难。

(二)技术方案

为解决上述技术问题,本发明提供一种底脚组合件,所述底脚组合件用于安装在设备壳体上,对设备壳体进行定位固定,对所述底脚组合件与设备壳体的安装过程进行坐标系定义如下:

定义设备壳体的垂直方向向上为z轴正方向,垂直方向向下为z轴负方向,左侧方向为x轴正方向,右侧方向为x轴负方向,前向方向为y轴正方向,后向方向为y轴负方向;

基于上述坐标系,所述底脚组合件设有四个底脚,分别安装于设备壳体的四个边角部位;四个底脚分为左前底脚、右后底脚、左后底脚及右后底脚,该四个底脚分成互为镜像体的两种结构形式;具体来说:左前底脚、右后底脚结构相同为同一零件;左后底脚、右前底脚结构相同为同一零件,而左前底脚、右后底脚和左后底脚、右前底脚之间互为沿y轴对称的镜像关系;

所述左前底脚21、右后底脚25、左后底脚24及右前底脚26分别包括:底脚主体、定位凸台1;所述底脚主体上设有用于与设备壳体3配合接触的接触面以及用于与安装基体接触的底部面,所述接触面边缘上设有安装凸台1,所述接触面上还设有安装孔2,用于通过连接螺钉22经所述安装孔2将底脚主体与设备壳体3相互连接;

所述定位凸台1为“l”形结构,即其包括沿接触面上边缘设置的水平部分以及与该水平部分一体连接的垂直部分,所述垂直部分设置为沿接触面一侧边缘向下延伸;

所述设备壳体上用于与所述接触面相匹配的安装面上对应位置设置有半开放式的安装凹槽,使用连接螺钉22将底脚主体与设备壳体3连为一体后,底脚主体上“l”形的定位凸台1与设备壳体3的安装凹槽形成半嵌入式结构,单个底脚用于限制设备在对应方向上的部分自由度,互为镜像体的两组共四个底脚组合则实现对设备壳体3三个方向六自由度的完全定位和可靠固连,实现对整机的精准定位和的高可靠安装。

其中,所述“l”形的定位凸台1的水平部的开放末端上设有导向斜面3。

其中,所述底脚主体为侧面为三角形的座体结构。

其中,所述安装孔2设置于接触面的中部。

其中,所述左前底脚、右后底脚结构相同为同一零件;左后底脚、右前底脚结构相同为同一零件,而而左前底脚、右后底脚和左后底脚、右前底脚之间互为沿y轴对称的镜像关系的含义是:

所述左前底脚、右后底脚上定位凸台1的垂直部分为沿接触面相同侧边缘向下延伸,所述左后底脚、右前底脚上定位凸台1的垂直部分为沿接触面相同侧边缘向下延伸,且左前底脚、右后底脚上定位凸台1的垂直部分与左后底脚、右前底脚上定位凸台1的垂直部分所沿的接触面的侧边缘为不同侧,由此在使用过程中形成左前底脚、右前底脚沿y轴互为镜像、左后底脚、右后底脚沿y轴互为镜像。

其中,在左前底脚安装后的情况下,可限制设备壳体3沿z轴双向、x轴正向、y轴正向的平移自由度和绕x轴的转动自由度;

所述右后底脚则是与左前底脚结构完全相同的同一零件,只是安装在设备壳体的右后位置,右后底脚安装完成后,可限制设备沿z轴双向、x轴负向、y轴负向各平移自由度和绕x轴的转动自由度;左前底脚、右后底脚组合,可限制设备在空间的三方向的平移自由度和绕x轴、y轴的两个转动自由度。

其中,在理论上,只需在x-y平面内设置简单的单向定位结构就可以限制剩余唯一的绕z轴的转动自由度;但在工程实际应用中,为了提高连接的可靠性,尤其是当设备承受x-y平面内的力矩载荷时的连接可靠性,需要设置加强辅助结构;为此,在设备壳体的左后、右前部位再安装两个底脚,此两底脚结构完全相同为同一零件,但与左前底脚、右后底脚互为镜像体,结构相异,不可互换;至此,两种结构、共四个底脚的组合完成了对设备的完全定位和可靠固连。

其中,所述底脚主体上“l”形的定位凸台1与设备壳体3安装凹槽之间的配合,可根据实际情况,在综合考量载荷、精度、加工成本因素后,在过渡配合或过盈配合中选择适当的配合性质和公差等级。

(三)有益效果

与现有技术相比较,本发明对“l”形底脚进行了以下两点结构改良设计:(1)沿底脚边缘设置“l”形定位凸台,对应于仪器设备安装面上的半开放式定位凹槽,二者装配后可完成对仪器设备部分自由度的限制,并实现底脚的高可靠承载;(2)互为镜像体的底脚零件组合使用,完全限制设备的空间三方向六自由度,实现对整机的精准定位和的高可靠安装。

附图说明

图1(a)、图1(b)、图1(c)是现有底脚安装结构示意图,其中,图1(a)是底部安装直板形底脚,图1(b)是侧面安装直板形底脚,图1(c)是侧面安装“l”形底脚。

其中,11:底脚;12:设备壳体;

图2(a)、图2(b)是本发明所述底脚组合件安装结构示意图,其中,图2(a)是左侧上方视角,图2(b)是右侧上方视角。

其中,21:左前底脚;2:连接螺钉;3:设备壳体;24:左后底脚;25:右后底脚;26:右前底脚;

图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)是本发明所述底脚零件结构示意图,其中,图3(a)、图3(b)是左前底脚、右后底脚零件结构,图3(c)、图3(d)是左后底脚、右前底脚零件结构。

其中,1:定位凸台;2:安装孔;3:导向斜面;

图4(a)、图4(b)是本发明所涉及的设备壳体安装接口结构示意图,其中,图4(a)是左侧前部安装接口结构,图4(b)是左侧后部安装接口结构。

其中,41:左前安装凹槽;2:安装孔;3:设备壳体;44:左后安装凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题,本发明提供一种底脚组合件,如图2(a)至图4(b)所示,所述底脚组合件用于安装在设备壳体上,对设备壳体进行定位固定,对所述底脚组合件与设备壳体的安装过程进行坐标系定义如下:

定义设备壳体的垂直方向向上为z轴正方向,垂直方向向下为z轴负方向,左侧方向为x轴正方向,右侧方向为x轴负方向,前向方向为y轴正方向,后向方向为y轴负方向;

基于上述坐标系,所述底脚组合件设有四个底脚,分别安装于设备壳体的四个边角部位;四个底脚分为左前底脚、右后底脚、左后底脚及右后底脚,该四个底脚分成互为镜像体的两种结构形式,每种结构形式各有两个零件;具体来说:左前底脚、右后底脚结构相同为同一零件,如图3(a)、(b)所示;左后底脚、右前底脚结构相同为同一零件,如图3(c)、(d)所示,而左前底脚、右后底脚和左后底脚、右前底脚之间互为沿y轴对称的镜像关系,结构不同;

所述左前底脚21、右后底脚25、左后底脚24及右前底脚26分别包括:底脚主体、定位凸台1;所述底脚主体上设有用于与设备壳体3配合接触的接触面以及用于与安装基体接触的底部面,所述接触面边缘上设有安装凸台1,所述接触面上还设有安装孔2,用于通过连接螺钉22经所述安装孔2将底脚主体与设备壳体3相互连接;

如图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)所示,所述定位凸台1为“l”形结构,即其包括沿接触面上边缘设置的水平部分以及与该水平部分一体连接的垂直部分,所述垂直部分设置为沿接触面一侧边缘向下延伸;

所述设备壳体上用于与所述接触面相匹配的安装面上对应位置设置有半开放式的安装凹槽,如图4(a)、图4(b)所示,图中为左侧安装面,在设备壳体右侧安装面上对称设有安装凹槽;使用连接螺钉22将底脚主体与设备壳体3连为一体后,底脚主体上“l”形的定位凸台1与设备壳体3的安装凹槽形成半嵌入式结构,单个底脚用于限制设备在对应方向上的部分自由度,互为镜像体的两组共四个底脚组合则可实现对设备壳体3三个方向六自由度的完全定位和可靠固连,实现对整机的精准定位和的高可靠安装。

其中,考虑到装配工艺性,所述“l”形的定位凸台1的水平部的开放末端上设有导向斜面3,如图3所示。

其中,所述底脚主体为侧面为三角形的座体结构。

其中,所述安装孔2设置于接触面的中部。

其中,所述左前底脚、右后底脚结构相同为同一零件;左后底脚、右前底脚结构相同为同一零件,而而左前底脚、右后底脚和左后底脚、右前底脚之间互为沿y轴对称的镜像关系的含义是:

所述左前底脚、右后底脚上定位凸台1的垂直部分为沿接触面相同侧边缘向下延伸,所述左后底脚、右前底脚上定位凸台1的垂直部分为沿接触面相同侧边缘向下延伸,且左前底脚、右后底脚上定位凸台1的垂直部分与左后底脚、右前底脚上定位凸台1的垂直部分所沿的接触面的侧边缘为不同侧,由此在使用过程中形成左前底脚、右前底脚沿y轴互为镜像、左后底脚、右后底脚沿y轴互为镜像。

其中,在左前底脚安装后的情况下,图3(a)为左前底脚定位凸台结构,图4(a)为设备壳体左前安装槽结构,二者连接后,参考图2(a)中坐标系,可限制设备壳体(3)沿z轴双向、x轴正向、y轴正向的平移自由度和绕x轴的转动自由度;

所述右后底脚则是与左前底脚结构完全相同的同一零件,只是安装在设备壳体的右后位置,参考图2(b)。右后底脚安装完成后,可限制设备沿z轴双向、x轴负向、y轴负向各平移自由度和绕x轴的转动自由度;左前底脚、右后底脚组合,可限制设备在空间的三方向的平移自由度和绕x轴、y轴的两个转动自由度。

其中,在理论上,只需在x-y平面内设置简单的单向定位结构就可以限制剩余唯一的绕z轴的转动自由度;但在工程实际应用中,为了提高连接的可靠性,尤其是当设备承受x-y平面内的力矩载荷时的连接可靠性,需要设置加强辅助结构;为此,在设备壳体的左后、右前部位再安装两个底脚,此两底脚结构完全相同为同一零件,但与左前底脚、右后底脚互为镜像体,结构相异,不可互换;至此,两种结构、共四个底脚的组合完成了对设备的完全定位和可靠固连。

其中,所述底脚主体上“l”形的定位凸台1与设备壳体3安装凹槽之间的配合,可根据实际情况,在综合考量载荷、精度、加工成本等因素后,在过渡配合或过盈配合中选择适当的配合性质和公差等级。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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