用于外围设备的快速连接的模块化可重新构造的工作单元的制作方法_3

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06安装,该螺栓螺纹连接到底板604中的螺纹特征。每个螺纹特征可以包括延伸的凸台608,该凸台608作用为将对接模块600与底板604精确对准,并且在对接模块600和底板604之间提供负载传递。凸台608可以包括锥形部,以允许初始对准。
[0049]底板604上的螺纹特征可以与壳体602上的插座610 (如图6B中所示)形成精确滑动配合,以精确对准对接模块600。在示例中,这些特征的非对称间隔确保仅有一个可实现的插入取向。
[0050]壳体600的安装和配准特征,如插座610作用为提供旋向性,使得对接模块600相对于底板604的姿态和取向被精确和唯一地限定。这允许在设计时被确定的所安装的外围设备的几何标定达到制造工艺的精度。因此,插座610可以是对接模块600内的结构特征,该结构特征与模块化对接区的凸台608结构特征对准,以使得对接模块600能够以固定的几何配置下插入,使得对接模块600相对于工作单元的取向被唯一限定。
[0051 ] 图7A-7B示出示例性对接模块700的插入。例如,对接模块700可以利用免工具方法插入。在这个示例中,对接模块700的壳体704上的一个或多个杠杆臂702与附接到安装板708上的钩706接合。当杠杆臂702与钩706接合时,在对接模块700和安装板708之间产生恒定的夹紧力。这个力能够利用弹簧710或者使用在杠杆臂702中的偏心(overcenter)凸轮轮廓712产生。在对接模块700被拆卸时,弹簧710允许杠杆臂翻转到上部位置。可以使用其他机构来产生通过在对接模块700和安装板708之间的恒定压力产生刚性连接的相同效果。
[0052]图8示出示例性对接模块800的仰视图。对接模块800实现外围电子设备和机壳电子设备之间的电快速连接。为了实现电快速连接,弹簧加载的销连接器802和804 (例如,弹簧针(pogo pin))可以用于接触抵靠在刚性PCB的箔片上。替换地,可以使用金属刀片连接器806以插入到配合的插座内。可以采用其他类似的快速连接技术,该快速连接技术允许在模块插入过程中对未对准有适当的容许量。
[0053]包括有壳体808的对接模块800包括PCB,该PCB提供快速连接连接器802、804、806和810。每个连接器在PCB或线束上引导(route)到外围设备的内部电子设备。每个连接器的位置和功能根据电接口规格而是固定的。这允许符合电接口规格的大量外围设备的模块化连接。
[0054]如图8中所示,连接器802是九针总线,连接器804是八针总线,且连接器806是五刀片电源总线。如果外围设备不支持特定连接器功能,连接器的位置可以留空,如连接器位置810所示。对接模块仅需要填充(populate)该特定模块所需要的通信和电源总线的引脚。几何布置使得连接器的弹簧引脚的缺失导致对用于该特定总线的外围设备不建立电连接。
[0055]对接模块800也被示出包括联接到底板的特征,如杠杆臂812a_812b,以及对准插座814a_814c。例如,对准插座814a_814c可以与延伸的凸台对齐,螺钉可以插入该凸台内以将对接模块紧固到底板上。
[0056]图9示出另一示例性对接模块900的仰视图。在图9中,为对接模块900设置了替代的弹簧连接器构造。在这种构造中,外围设备支持九针总线902和八针总线904以及电源总线。另一总线位置906不支持,并留空。因此,对接模块能够提供不同类型的总线,并且通过填充对接模块的不同部件位置,可以针对特定外围设备实现定制化的连接。
[0057]图10是示出工作单元1000的各部件的示例性功能架构的方块图。所述工作单元包括背板电气子系统1002,该背板电气子系统联接到客户端,如移动客户端1004和桌面客户端1006,或其他集成的显示器和输入装置,其提供图形用户接口以允许用户配置和编程工作单元1000。例如,移动客户端1004可以是平板装置,该平板装置与工作单元1000无线通信。
[0058]所述背板1002包括模块化对接区接口 1008、功率模块1010、通信模块1012、控制处理器1014、任务处理器1016、电源1018、局域网(LAN)接口 1020和安全接口 1022。
[0059]背板1002提供了对接接口 1008、功率模块1010、通信模块1012、以及CPU 1014和1016的电互连。背板1002可以包括一个或多个互连的PCB。模块化对接区接口 1008使得对接模块能够联接到工作单元1000。例如,对接接口 1008向安装的外围设备提供数字通信、电源和机械附接,并且可以限定所有可兼容外围设备所需的电、机械和软件标准。
[0060]功率模块1010将功率从电源1018分配到每个对接接口 1008以及处理器1014和1016。功率模块1010可以包括功率监视、软起动、安全停机和不间断电源特征。电源1018可以转换电池或线(AC)电力,以产生给所连接的外围设备和板载计算机供电所需的一个或多个供电电压。
[0061]通信模块1012可以将通信总线信号从每个对接接口 1008路由到CPU和LAN的网络接口。通信模块1012可以包括USB、EtherCAT、以太集线器、转换器或交叉穿过(crossover pass through)中的一种或多种,以及其他公共总线类型。LAN接口 1020提供从背板1002到其他装置的有线或无线网络连接。
[0062]控制处理器1014提供一个或多个被致动装置的确定的实时控制,并且在实时控制总线(如,EtherCAT)上传输给每个对接接口 1008。任务处理器1016提供任务执行服务、用于感测和觉察的计算、数据管理和分析服务、被致动装置的非实时控制以及对于外部装置的网络接口(USB、以太网)。根据需要,任务处理器1016和控制处理器1014可以是一个CPU上的不同核芯、单个核芯、在不同计算机上的不同核芯。
[0063]安全接口 1022提供外部安全装置1024(如,紧急停止)与背板1002的电和机械连接。
[0064]工作单元1000可以设置在机壳内,并且机壳的顶板作用为自动任务的标定的工作表面。该工作表面可以包括用于附接静止的项目以实现任务的安装点,如组装夹具。
[0065]为了将对接模块与机壳运动地配准,可以使用任何数量的方法。一个方法包括将背板1002的底板内的三个销接合到对接模块壳体内的三个狭槽中。这唯一地并精确地约束在安装时模块相对于底板的取向。
[0066]工作单元1000可以包括在安装外围设备时用于密封机壳的特征。例如,垫圈或橡胶0形圈可以安装到外围设备对接模块底侧上。机壳顶板具有配合的唇边特征。当模块被安装时,模块对机壳底板的夹紧力导致垫圈在外围设备和顶板之间形成密封。
[0067]工作单元1000可以附接到诸如工作台、墙壁或天花板的平坦表面上。底板可以包括通孔特征,使得螺栓可以从上面将底板附接到所述表面。可以采用可移除的插头密封件,以接近安装特征,同时保持机壳被密封。相反,底板可以包括螺纹孔特征,使得螺栓可以从下面将底板拉入所述表面。
[0068]工作单元1000可以包括灯(LED)和扬声器以在操作期间和配置期间向用户提供反馈。这些模式可以用于通知用户发生故障或者工作单元1000在工作。这些模式也可以用于增强用户体验。例如,一旦外围设备插入并且成功询问,则可以发出可听见的“咔哒声”。
[0069]工作单元1000的很多部件可以采取计算装置的形式,如图11中所示的,图11示出示例性计算装置1100的示意图。在一些示例中,图11所示的一些部件可以分布在多个计算装置中。但是,为了举例的缘故,各部件被示为且描述为一个示例性装置1100的一部分。装置1100可以是或包括移动装置、桌面计算机、平板计算机或可以被构造成执行在此描述的功能的类似装置。
[0070]装置1100可以包括接口 1102、传感器1104、数据存储器1106和处理器1108。图11中所示的部件可以通过通信链路1110联接到一起。通信链路1110被示为有线连接;但是,也可以使用无线连接。
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