CN100432457C - 三轴汇交等效复合球铰 - Google Patents
三轴汇交等效复合球铰 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100432457C CN100432457C CNB2007100214068A CN200710021406A CN100432457C CN 100432457 C CN100432457 C CN 100432457C CN B2007100214068 A CNB2007100214068 A CN B2007100214068A CN 200710021406 A CN200710021406 A CN 200710021406A CN 100432457 C CN100432457 C CN 100432457C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- axis
- ear
- monaural
- binaural
- equivalent compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 28
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 claims abstract description 25
- 210000000883 ear external Anatomy 0.000 claims abstract description 21
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 241001416181 Axis axis Species 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
本发明涉及一种三轴汇交等效复合球铰,属于刚性连接元件技术领域。主要由单耳(1)、单耳轴(2)、内耳(3)、外耳(4)、双耳轴(5)以及若干轴承等部件组成。其中双耳轴(5)中间开有通槽,槽壁开有轴孔,单耳(1)的耳环插入其中并通过单耳轴(2)连接;内耳(3)、外耳(4)通过嵌入的轴承分别安装于双耳轴(5)。本发明具有结构紧凑、简单,刚性大,转动范围大,容易加工的优点,可准确实现三轴汇交。可以应用在需要复合球铰的各种并联机构,如并联机器人、并联机床、运动模拟器等以及其他适用场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种三轴汇交等效复合球铰,属于一类刚性连接元件,可以应用于各种需要使用球铰的机构,如并联机构等。
背景技术
球铰是一类常用的空间运动副,一般来说有两种构型,一是基本型,即所谓“球-球窝”型;另外可用三个旋转副组合而成以实现球铰功能,称为等效球铰。
在某些应用场合,如“6-3”型的Stewart平台,要求六条支杆在动平台上两两一组,分别汇交到三个点,这就需要所谓复合球铰,这种复合球铰可以理解为“重合”的球铰,或者“并联”球铰。然而这种复合球铰的工程实现有较大的困难,许多应用中将两对球铰布置得很接近,形成准“6-3”型。这种结构不能在铰点实现三轴汇交,会带来一些欠缺,如造成附加力矩等.
参见“张立杰等,一种新型运动副及其在并联机床上的应用,机械工程学报,V14(12):P216-221”提出一种新型运动副,由两个复合球铰(文献中分别称为二重球铰和三重球铰)组成。参见“专利号为00114876.1的中国专利”将该复合球铰设计应用在无动平台式五条腿虚拟轴机床。这种复合球铰采用“球-球窝”式结构,具有转动范围较小、间隙较大,结构复杂,制造困难的缺点。
通过多个旋转副的组合可以实现复合球铰的功能,称为等效复合球铰。与“球-球窝”式复合球铰相比转动范围大,结构简单,容易加工。但是为了避免干涉,往往体积较大,且不易实现准确的三轴汇交。
技术方案
本发明的目的在于提供一种结构紧凑的三轴汇交等效复合球铰,一方面能保证其转动范围大、结构简单,容易加工的优点,另一方面最大限度地克服体积大的缺点。
一种三轴汇交等效复合球铰,其特征在于由单耳、单耳轴、内耳、双耳轴、外耳组成,内耳及外耳均为双耳结构;所述的双耳轴中间沿轴向开有通槽,且在垂直于通槽壁的方向开有轴孔;所述单耳分为支杆、耳臂、耳环三部分,在耳环中嵌有轴承;耳环插入双耳轴的通槽并通过单耳轴相连;所述的内耳通过嵌入的轴承安装于双耳轴上;所述的外耳通过嵌入的轴承安装于双耳轴上并在内耳外侧;在双耳轴的两端还装有轴向固定螺母,实现外耳、内耳等部件的轴向固定。
上所述的单耳耳臂轮廓及横截面中心线如果设计成偏离支杆的轴线。可使得单耳以单耳轴为转轴旋转时,双向最大旋转角度不对称,适用于不同的场合。
上述三轴汇交等效复合球铰,内耳转轴与外耳转轴重合。这限制了两耳绕转轴以外的相对转动,特别适合于需要限定滚珠丝杠轴向转动自由度的应用场合。
本发明的等效复合球铰由多个转动副实现的,经过特殊设计,结构紧凑、简单,刚性大,转动范围大,容易加工。可以应用在需要复合球铰的各种机构,如并联机器人、并联机床、运动模拟器等以及其他适用场合。
附图说明
图1是三轴汇交等效复合球铰的结构示意图。
图2是三轴汇交等效复合球铰的正视图。
图3是单耳及单耳上的轴承安装示意图。
图4是双耳轴示意图。
图5是三轴汇交等效复合球铰的A-A剖面图。
图1中标号名称:1.单耳,2.单耳轴,3.内耳,4.外耳,5.双耳轴。
图3中标号名称:6.支杆,7.深沟球轴承(支杆),8.平面轴承,9.双列深沟球轴承,10.耳环。
图4中标号名称:11.耳臂,12.通槽,13.通槽壁,14.双耳轴轴端螺纹,15.轴孔。
图5中标号名称:16.隔离环,17.单耳轴轴端螺纹,18.深沟球轴承(内耳),19.角接触球轴承,20.垫片。
具体实施方案
如图1~5所示,本发明所实现的三轴汇交等效复合球铰,主要由单耳1、单耳轴2、内耳3、外耳4、双耳轴5以及若干轴承等部件组成,内耳及外耳均为双耳结构。
双耳轴5中间沿轴向开有通槽12,且在垂直于通槽壁13的方向开有轴孔15。
单耳1可以分为支杆6、耳环10和耳臂11三个部分,在耳环10中嵌入双列深沟球轴承9,轴承9外圈与耳环10孔间采用紧配合,耳环10宽度和轴承9宽度相同,并插入双耳轴5的通槽12,通过单耳轴2连接;轴承9内圈端面与通槽壁13之间用垫片20隔离,以轴向固定轴承9内圈。
单耳轴2大部分位于双耳轴5内,两者形成十字节结构;单耳1的耳环10位于双耳轴5内,这种设计保证了复合球铰绕双耳轴5的大范围转动以及准确的三轴汇交。
以单耳轴2为旋转轴心,可以实现单耳1沿双耳轴5正负轴向的双向旋转;设计耳臂11的轮廓及横截面中心线偏离支杆6的轴线,使得绕耳环10双向最大旋转角度不对称。对于一些应用场合,如“6-3”型Stewart平台,由于其实际运动过程中,双向工作角度是不对称的,这种设计可以有效扩展平台的运动范围。内耳3、外耳4的转轴重合,限制了两耳绕转轴以外的相对转动,特别适合于需要限定滚珠丝杠轴向转动自由度的应用场合。
单耳轴2轴端加工螺纹17,通过螺母紧固实现单耳轴2及单耳轴2上部件轴向固定;单耳轴2与双耳轴轴孔15之间微过盈配合。
所述支杆6处安装有轴承(根据需要可以是成对角接触球轴承、平面轴承+深沟球轴承+角接触球轴承等型式),整个三轴汇交等效复合球铰可以支杆6的轴线为轴做360度旋转。
所述的内耳3通过嵌入的深沟球轴承18安装于双耳轴5上;所述的外耳4通过嵌入的角接触球轴承19安装于双耳轴5上并在内耳3外侧;内耳3内轴承18与外耳4内轴承19的内圈用隔离环16隔开;通过轴承18和轴承19,外耳4和内耳3可以分别以双耳轴5为旋转轴旋转。双耳轴5的两端加工螺纹14,通过螺母紧固实现内耳3、外耳4等双耳轴5轴上部件的轴向定位。
双耳轴5外径小于内耳3和外耳4孔径,可以穿过内耳3和外耳4安装。外耳4孔径大于内耳3孔径,便于分别安装嵌入的轴承19和轴承18。
Claims (3)
1、一种三轴汇交等效复合球铰,其特征在于由单耳(1)、单耳轴(2)、内耳(3)、外耳(4)、双耳轴(5)组成,内耳及外耳均为双耳结构;所述的双耳轴(5)中间沿轴向开有通槽,且在垂直于通槽壁(13)的方向开有轴孔(15);所述单耳(1)分为支杆(6)、耳臂(11)、耳环(10)三部分,在耳环(10)中嵌有轴承(9);耳环(10)插入双耳轴(5)的通槽(12)并通过单耳轴(2)相连;所述的内耳(3)通过嵌入的轴承安装于双耳轴(5)上;所述的外耳(4)通过嵌入的轴承安装于双耳轴(5)上并在内耳(3)外侧;在双耳轴(5)的两端安装有轴向固定螺母。
2、根据权利要求1所述的三轴汇交等效复合球铰,其特征在于所述的单耳耳臂(11)从顺耳环(10)的转轴方向观察,其轮廓及横截面中心线均偏离支杆(6)的轴线。
3、根据权利要求1或2所述的三轴汇交等效复合球铰,其特征在于:内耳(3)转轴与外耳(4)转轴重合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100214068A CN100432457C (zh) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | 三轴汇交等效复合球铰 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100214068A CN100432457C (zh) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | 三轴汇交等效复合球铰 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101033773A CN101033773A (zh) | 2007-09-12 |
CN100432457C true CN100432457C (zh) | 2008-11-12 |
Family
ID=38730464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2007100214068A Expired - Fee Related CN100432457C (zh) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | 三轴汇交等效复合球铰 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100432457C (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101852243B (zh) * | 2010-04-28 | 2012-06-20 | 清华大学 | 一种cac轴复合化铰链 |
CN104847783A (zh) * | 2014-02-13 | 2015-08-19 | 河北德辰工程技术有限公司 | 一种用于汽车底盘的新型铰接机构 |
CN107328561A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-07 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种飞机发动机吊挂接头疲劳试验设计方法 |
CN108150778A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-12 | 西安电子科技大学 | 一种三自由度复合铰链 |
CN111577779A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-25 | 九江精密测试技术研究所 | 一种重载精密虎克铰链 |
CN114619427B (zh) * | 2022-03-16 | 2024-04-16 | 上海智能制造功能平台有限公司 | 一种用于智能装配的6pus-3rrr双平台设备 |
CN114833811B (zh) * | 2022-03-16 | 2024-04-16 | 上海智能制造功能平台有限公司 | 一种用于智能装配的6pus机构及6pus-2pp双平台设备 |
CN114619432B (zh) * | 2022-03-17 | 2024-04-16 | 上海智能制造功能平台有限公司 | 一种用于智能装配的pr-3rrr双平台设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01150042A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | Toshiba Corp | マニピュレータ関節機構 |
CN1270874A (zh) * | 2000-05-18 | 2000-10-25 | 燕山大学 | 无动平台式五条腿虚拟轴机床 |
JP2000337350A (ja) * | 1999-05-25 | 2000-12-05 | Denkoo:Kk | ユニバーサルジョイント |
FR2802989A1 (fr) * | 1999-12-22 | 2001-06-29 | Prat S A | Dispositif de liaison universelle entre deux elements de structure |
US20020151368A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-10-17 | Chuck Chang | Automatically restorable universal connector |
CN1814416A (zh) * | 2006-02-28 | 2006-08-09 | 浙江工业大学 | 一种六自由度钢带并联机器人机构 |
CN2810871Y (zh) * | 2005-08-12 | 2006-08-30 | 北京航空航天大学 | 复合球铰关节 |
-
2007
- 2007-04-10 CN CNB2007100214068A patent/CN100432457C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01150042A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | Toshiba Corp | マニピュレータ関節機構 |
JP2000337350A (ja) * | 1999-05-25 | 2000-12-05 | Denkoo:Kk | ユニバーサルジョイント |
FR2802989A1 (fr) * | 1999-12-22 | 2001-06-29 | Prat S A | Dispositif de liaison universelle entre deux elements de structure |
CN1270874A (zh) * | 2000-05-18 | 2000-10-25 | 燕山大学 | 无动平台式五条腿虚拟轴机床 |
US20020151368A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-10-17 | Chuck Chang | Automatically restorable universal connector |
CN2810871Y (zh) * | 2005-08-12 | 2006-08-30 | 北京航空航天大学 | 复合球铰关节 |
CN1814416A (zh) * | 2006-02-28 | 2006-08-09 | 浙江工业大学 | 一种六自由度钢带并联机器人机构 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
一种新型运动副及其在并联机床上的应用. 张立杰,李永泉,黄真.机械工程学报,第41卷第12期. 2005 |
一种新型运动副及其在并联机床上的应用. 张立杰,李永泉,黄真.机械工程学报,第41卷第12期. 2005 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101033773A (zh) | 2007-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100432457C (zh) | 三轴汇交等效复合球铰 | |
WO2017124573A1 (zh) | 一种自带姿态传感的永磁球关节及其测量方法 | |
CN102518689A (zh) | 并联机床用高精度球铰结构 | |
WO2013063880A1 (zh) | 一种宏微驱动变形导轨精密回转装置 | |
JP2016537564A (ja) | ターボチャージャ二重ボールベアリングシステム | |
JP7325153B2 (ja) | 一字軸式ボールヒンジ伝動軸 | |
CN202480912U (zh) | 一种新型旋转座椅的旋转体机构 | |
CN210739117U (zh) | 一种铰点连接机构 | |
CN104534018A (zh) | 一种带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器 | |
CN207485871U (zh) | 一种内外圈分别为组合结构的滚珠轴承 | |
CN103352919B (zh) | 一种加强型实体圆锥滚子轴承 | |
CN107965222B (zh) | 一种大自由度万向铰链 | |
CN102108817B (zh) | 简易虎克铰链 | |
CN104712651A (zh) | 双列圆锥滚子调心重载荷滑动轴承 | |
CN2396230Y (zh) | 半球笼式同步万向联轴器 | |
CN203395023U (zh) | 一种实体保持架及加强型实体圆锥滚子轴承 | |
CN107932104A (zh) | 一种外球面球轴承机械加工用夹具 | |
CN211009754U (zh) | 差动摆线变速装置 | |
CN208024716U (zh) | 一种自预紧组合轴承 | |
CN206563071U (zh) | 一种正交传动机构 | |
CN2648242Y (zh) | 二自由度旋转机构 | |
CN2791338Y (zh) | 全推力多列球轴承 | |
CN201786954U (zh) | 一种三柱销式等速万向节 | |
CN105275978A (zh) | 一种整体式保持器重载满装密珠轴承 | |
CN205841508U (zh) | 一种保持架及具有其的交叉滚子轴承 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081112 Termination date: 20160410 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |