CN102059708A - 球铰 - Google Patents

Abstract

一种球铰，其包括球窝组件及球头。球头包括球体及设置在球体上的球柄。球窝组件内开设有容置腔，球体可转动地设置在该容置腔内。球窝组件包括位于容置腔侧壁上、沿容置腔整个周向延伸并与该球头外表面相切的切面。本发明球铰的球窝组件内侧壁上形成有沿容置腔整个周向延伸并与该球头外表面相切的切面，使球体可以在球窝组件内转动，而且加工更加方便。

Description

球铰

技术领域

本发明涉及一种球铰，尤其涉及一种可应用在机器人上的球铰。

背景技术

球铰是一种广泛用于机器人或者机械加工设备中的元件。一般球铰包括球窝及可转动地设置在球窝内的球头。球窝具有与球头的外表面相适配的内侧面，使球头可以贴合球窝内侧面并相对于球窝顺畅转动。

一般球窝采用挤压成型的方法制造，但是要保证球窝的内侧面为球形弧面的工艺难度较大，加工比较困难。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种加工方便的球铰。

一种球铰，其包括球窝组件及球头。球头包括球体及设置在球体上的球柄。球窝组件内开设有容置腔，球体可转动地设置在该容置腔内。球窝组件包括位于容置腔侧壁上、沿容置腔整个周向延伸并与该球头外表面相切的切面。

本发明球铰的球窝组件内侧面上形成有沿容置腔整个周向延伸并与该球头外表面相切的切面，使球体可以在球窝组件内转动，而且加工更加方便。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的球铰的组装立体图。

图2是图1所示的球铰沿III-III剖线的剖视图。

图3是图1所示球铰的分解立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明的球铰作进一步的详细说明。

请参见图1及图2，本发明较佳实施方式的球铰200包括球窝组件21及球头23。

球头23包括球体231及连接球体231外表面的球柄233。

球窝组件21内开设有容纳球体231的容置腔210，容置腔210的侧壁上形成有四个沿容置腔210整个周向延伸并与该球体231外表面相切的切面22。切面22抵接球体231的外表面，使球体231可以在容置腔210内转动。即容置腔210内包括有四个以球窝组件21的中轴线30为中心线的圆台形腔室(图未标)，切面22为对应圆台形腔室的侧面。切面22绕中轴线30在整个周向上延伸，并与球体231相切。

请同时参见图3，球窝组件21包括两个窝盖211、两个定位销212、四个螺母213、四个锁合螺钉214、一个垫片215、四个弹片217及两个固定螺钉219。窝盖211包括一个环形的盖体2111及从盖体2111边缘向外延伸的盖柄2113。盖体2111中部开设有大致呈圆形的容置部2112。容置部2112具有入口端2114及与该入口端2114相对的限位端2115，其中入口端2114直径用于放入球头23，限位端2115直径小于入口端2114直径，用于防止球头23从球窝组件21内脱出。两个切面22以邻接的方式形成在容置部2111的侧壁上。盖体2111上靠近边缘的位置开设有四个在盖体2111周向上间隔均匀分布的固定孔2117。盖体2111上还开设有两个的定位孔2118，每个定位孔2118位于两个相邻的固定孔2117之间，该定位孔2117与该定位销212相匹配。盖柄2113的横截面为半圆环形，盖柄2113上开设有两个与固定螺钉219相适配的固定孔2119。

垫片215形状与盖体2111具有入口端2114一侧的形状相对应，垫片215包括一个环形的本体2151及从该本体2151边缘向外平行延伸的两个长条形的延伸部2153。本体2151上开设有四个与窝盖211的定位孔2118一一对应的通孔2155及两个与窝盖211的定位孔2118一一对应的销孔2157。本体2151的内径与窝盖211的容置部2112入口端2114的直径相当。垫片215一般为橡胶材料制作。

锁合螺钉214包括杆部2141及位于杆部2141一端的螺帽2143。锁合螺钉214的杆部2141在远离螺帽2143一端形成有与螺母213配合的螺纹。弹片217为中部设有通孔(图未标)的碟形弹片。

球头23包括球体231及连接球体231外表面的球柄233。球体231的直径与窝盖211的容置部2112入口端2114的直径相当。

将球体231从一个窝盖211容置部2112的入口端2114放入容置部2112内，然后将垫片215、另一个窝盖211依次套在球体231上并设置在窝盖211具有入口端2114的表面上。两窝盖211的容置部2112入口端2114相结合，组成容置腔210，以将球体231部分收容。容置部2112的限位端2115的直径小于球体231的直径，限位端2115的侧壁可防止球体231从球窝组件21内脱出。球柄233从容置部2112的限位端2115延伸出窝盖211外。两盖柄2113结合形成一个横截面大致为圆形的连接柄(图未标)。垫片215的两个延伸部2153位于两盖柄2113相对的两侧边缘之间，以起到缓冲作用。然后，将定位销212穿过窝盖211的定位孔2118及垫片215的销孔2157，以定位窝盖211与垫片215。固定螺钉219穿过两盖柄2113的固定孔2119，并将两盖柄2113及垫片215的延伸部2153固定在一起。同时将锁合螺钉214的螺纹端依次穿过一个窝盖211的固定孔2117、垫片215的通孔2155及另一窝盖211的固定孔2117，并暴露在窝盖211外。弹片217套设在锁合螺钉214的螺纹端上，螺母213螺合于该螺纹端上压缩弹片217并锁紧，螺帽2143及螺母217分别抵压两窝盖，将两窝盖211与垫片215锁合在一起，同时弹片217也有弹力作用在窝盖211上，使两窝盖211与垫片215能够紧密结合。

球铰200可应用在机器人上，球铰200的球柄233及连接柄可分别与机器人手臂的两部分连接，而形成一个关节。由于容置部2112的限位端2115直径较小，当球体231设置在球窝组件21内时，球体231可以在球窝组件21内转动且不能脱出。容置部2112的内侧面上形成两个相连的切面22，每个切面22都与球体231的外表面相切，并在容置部2112的侧面上沿其整个周向延伸。这样，球体231与切面22部分抵接，同样可以转动，实现球铰200的功能。切面22可以由铣刀在容置部2112内旋转加工形成，加工非常简单方便。铰链200的球窝组件21为分体可拆卸结构，两个窝盖211与垫片215均可以单独加工，且当其中某个元件损坏时，可以拆下更换该元件，无需更换整个球窝组件21，节约使用成本。当然，切面22的数量及倾斜角度可以根据实际情况调整，可以为一个，也可以为多个。一般情况下，切面22的数量越多，球铰200的转动效果越好。而且，存在多个切面22时，相邻切面22可以邻接设置，也可以间隔设置。

当球铰200长久使用，垫片215发生磨损变薄时，弹片217可进一步压紧两窝盖211与垫片215，使其继续保持紧密结合状态，以避免球铰200发生松动。

另外，本发明的球铰200的球窝组件21采用分体结构，无需采用挤压成型的方式制造，在保证强度的情况下，可以将球窝组件21做的更薄，球体231容纳在球窝组件21内的部分更少，这样，球体231转动时球柄233将具有更大的转动角度。还可以在球柄233靠近球体231的位置上开设有环形的避位槽235，进一步增加球柄233的偏摆角度。本发明球铰200的球柄233最大偏摆角度可达50度。

可以理解，两个窝盖211的结构也可以不完全相同，可以在其中一个球盖211上单独做一些变化。比如，其中一个窝盖211的容置部2112比另外一个窝盖211的容置部2112更深，使球体231更多的部分收容其中，增强球头23转动时的稳定性。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种球铰，其包括球窝组件及球头，该球头包括球体及设置在该球体的球柄，该球窝组件开设有容置腔，该球体可转动地设置在该容置腔内，其特征在于：该球窝组件包括位于容置腔侧壁上、沿容置腔整个周向延伸并与该球头外表面相切的切面。

2.如权利要求1所述的球铰，其特征在于：该球窝组件包括两个可拆卸地固定在一起的球盖，每个球盖内形成有一个容置部，该容置腔由该两个容置部组成。

3.如权利要求2所述的球铰，其特征在于：该容置部包括用于放入该球体的入口端及防止该球体从该球窝组件内脱出的限位端。

4.如权利要求2所述的球铰，其特征在于：该两个球盖上均开设有固定孔，该球铰还包括穿设于该两球盖固定孔内的锁合螺钉及螺合在该锁合螺钉一端并抵压该球盖的螺母。

5.如权利要求4所述的球铰，其特征在于：该球铰还包括位于该两球盖之间的垫片。

6.如权利要求5所述的球铰，其特征在于：该球铰还包括套设在该锁合螺钉上，并位于该螺母及该球盖之间的弹片。

7.如权利要求4所述的球铰，其特征在于：该两球盖上均开设有定位孔，该球铰还包括穿设于该定位孔内的定位销。

8.如权利要求1所述的球铰，其特征在于：该球柄在靠近球体的位置上开设有环形的避位槽。

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