CN102221912A - 一种轨迹球装置及其底部支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨迹球装置及其底部支撑结构，该底部支撑结构设置在下固定架上，用于支撑下固定架中可滚动的轨迹球本体；该底部支撑结构包括由多个支撑件组成的上层支点作为支点；上层支点中的多个支撑件支撑在轨迹球本体之下并与轨迹球本体相接触。由于采用了支撑件作为支点，轨迹球本体支撑在多个支撑件的支点上，避免了轨迹球本体在滚动时受到来自支点处的影响，改善了与其相接触的各支点受力状况，从而减轻了各支点处的磨损情况，保持了移动轨迹的定位精度，延长了轨迹球装置的使用寿命。

Description

一种轨迹球装置及其底部支撑结构

技术领域

本发明涉及轨迹球装置及其内部的支撑结构领域，更具体的说，改进涉及的是一种轨迹球装置及其底部支撑结构。

背景技术

传统的轨迹球装置，不管是机械式的还是光电式的，其底部支撑结构采用的都是在多个支点处装有轴承或辊的技术手段，以保持球体转动的灵活性。

但是，使用轴承或辊支撑的轨迹球装置容易产生磨损，使用寿命不长。由于轨迹球本体并非具有绝对的圆度，与其相接触的各支点处存在受力不均，甚至会出现间隙并影响移动轨迹的定位精度。而球心相对轴线的滚动方式，以及轴承或辊滚动的方向性，也使得轨迹球本体的滚动易受到轴承或辊的影响，并在轨迹球本体与轴承或辊相接触转动时易产生噪音。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种轨迹球装置及其底部支撑结构，可减轻支点处的磨损，保持移动轨迹的定位精度，延长使用寿命。

本发明的技术方案如下：一种轨迹球装置的底部支撑结构，设置在下固定架上，用于支撑下固定架中可滚动的轨迹球本体；其中：该底部支撑结构包括由多个支撑件组成支点；所述支点中的多个支撑件支撑在轨迹球本体之下并与轨迹球本体相接触。

所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其中：所述支撑件设置为球形。

所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其中：支撑件可滚动设置。

所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其中：在下固定架内的底面上设置有多个十字型筋条与支点中的支撑件一一对应；在十字型筋条上端的交叉点处设置有适配现用支点支撑件的凹窝。

所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其中：该底部支撑结构还包括由多个支撑件组成备用支点；备用支点位于支点的下层；备用支点中的多个支撑件设置在轨迹球本体的下方并与轨迹球本体之间设置有间隙。

所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其中：在下固定架内的底面上设置有多个圆台与备用支点中的支撑件一一对应；在圆台的顶部设置有适配备用支点支撑件的凹窝。

一种轨迹球装置，包括上固定架、下固定架和轨迹球本体；上固定架固定连接在下固定架上，将轨迹球本体包裹在中间；轨迹球本体的上部从上固定架的中心孔中露出；轨迹球本体的下部支撑在下固定架中可滚动设置；其中：该底部支撑结构包括由多个支撑件组成支点；支点中的多个支撑件支撑在轨迹球本体之下并与轨迹球本体相接触。

所述的轨迹球装置，其中：该底部支撑结构还包括由多个支撑件组成备用支点；备用支点位于支点的下层；备用支点中的多个支撑件设置在轨迹球本体的下方并与轨迹球本体之间设置有间隙。

所述的轨迹球装置，其中：轨迹球装置的线路板倾斜设置在下固定架的外侧面；线路板上的光电发送和接收芯片位于轨迹球本体球心以下的位置，并适配在下固定架侧面的窗口处。

所述的轨迹球装置，其中：在下固定架上设置有泄水孔接头，用于连接排水管排出渗入到轨迹球装置内部的积水。

本发明所提供的一种轨迹球装置及其底部支撑结构，由于采用了支撑件作为支点，轨迹球本体支撑在多个支撑件的支点上，避免了轨迹球本体在滚动时受到来自支点处的影响，改善了与其相接触的各支点受力状况，从而减轻了各支点处的磨损情况，保持了移动轨迹的定位精度，延长了轨迹球装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明轨迹球装置的立体图。

图2是本发明轨迹球装置的剖视图。

图3是本发明轨迹球装置中底部支撑结构的俯视图。

图4是本发明轨迹球装置中底部支撑结构的立体图。

图5是本发明轨迹球装置的爆炸图。

图6为本发明轨迹球装置的另一较佳实施例的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

本发明的一种轨迹球装置的底部支撑结构，可以用在机械式、光电式轨迹球装置或激光式轨迹球装置中。在光电式轨迹球装置的具体实施方式中，如图1所示，该轨迹球装置的底部支撑结构设置在下固定架110上，用于支撑下固定架110中可滚动的轨迹球本体100；其中，如图2所示，该底部支撑结构包括可由多个支撑件120组成的上层支点作为支点；支点中的支撑件120数量可设置在3个到8个之间，优选以5个为例，支点中的5个支撑件120均可支撑在轨迹球本体100之下并与轨迹球本体100相接触。一般来说，任意三点能确定一个球上的平面且是最稳定的支撑，多于三个点有助于将应力分散，但同时对尺寸精度的要求会提高（尺寸偏差会造成某些点接触不到）。

基于上述轨迹球装置的底部支撑结构，本发明还提出了一种轨迹球装置，可以是机械式轨迹球装置，也可以是光电式轨迹球装置。以光电式轨迹球装置为例，如图1所示，包括上固定架140、下固定架110和轨迹球本体100；上固定架140固定连接在下固定架110上，将轨迹球本体100包裹在中间；轨迹球本体100的上部从上固定架140的中心孔中露出；轨迹球本体100的下部支撑在下固定架110中可滚动设置；其中，如图2所示，在该轨迹球装置的内部还设置有防水海绵150、防尘罩160和线路板170；防尘罩160设置在上固定架140与轨迹球本体100之间；防水海绵150设置在防尘罩160与上固定架140之间；线路板170设置在下固定架110的外侧壁上；该底部支撑结构包括可由多个支撑件120组成的上层支点作为支点；支点中的支撑件120数量可设置在3个到8个之间，优选以5个为例，支点中的5个支撑件120均可支撑在轨迹球本体100之下并与轨迹球本体100相接触。

与现有技术中的轨迹球装置及其底部支撑结构相比，本发明所提供的一种轨迹球装置及其底部支撑结构，由于采用了支撑件作为支点，轨迹球本体支撑在多个支撑件的支点上，避免了轨迹球本体在滚动时受到来自支点处的影响，改善了与其相接触的各支点受力状况，从而减轻了各支点处的磨损情况，保持了移动轨迹的定位精度，延长了轨迹球装置的使用寿命。

在本发明轨迹球装置及其底部支撑结构的优选实施方式中，进一步地，如图2所示，该底部支撑结构还包括可由多个支撑件130组成的下层支点作为备用支点；备用支点中的支撑件130数量也可设置在3个到8个之间，优选以3个为例，备用支点中的3个支撑件130设置在轨迹球本体100的下方并与轨迹球本体100之间设置有间隙。

尤其是在轨迹球装置在使用一段时间以后，当支点的支撑件120出现磨损变小后，所支撑的轨迹球本体100下移，与备用支点的支撑件130相接触；备用支点位于支点的下层；备用支点的支撑件130与支点的支撑件120共同支撑轨迹球本体100，减轻了支点支撑件120的受力状况，减缓了支点支撑件120的磨损情况，进一步减轻了各支点处的磨损情况，保持了移动轨迹的定位精度，延长了轨迹球装置的使用寿命。

较好的是，如图3所示，支点中多个支撑件120的球心均位于同一水平面；支点中的多个支撑件120围绕轨迹球本体均布设置。以确保支点中的各支撑件120在接触轨迹球本体滚动时受力均匀。

较好的是，备用支点中多个支撑件130的球心也均位于同一水平面；备用支点中的多个支撑件130围绕轨迹球本体均布设置。在当支点的支撑件120出现磨损后，以确保备用支点中的各支撑件130在接触轨迹球本体滚动时受力均匀。

进一步地，如图4所示，在下固定架110内的底面上设置有多个十字型筋条112与支点中的支撑件120一一对应；在十字型筋条112上端的交叉点处设置有适配支点支撑件120的凹窝，用于在轨迹球本体滚动时定位支点的支撑件120在凹窝内。十字筋条112也可采用非垂直相交的两条筋条代替，只要能定位可滚动的支撑件120即可。

较好的是，十字型筋条112由两条相互垂直交叉的筋条组成，其中一条筋条可沿穿过轨迹球本体球心的垂直面设置。此优选结构可避免最少的筋条与轨迹球本体相干涉，因此具有强度较好的支撑结构。

进一步地，在下固定架110内的底面上设置有多个圆台113与备用支点中的支撑件130一一对应；在圆台113的顶部设置有适配备用支点支撑件130的凹窝，用于在轨迹球本体滚动时定位备用支点的支撑件130在凹窝内。

较好的是，在圆台之间可采用环形筋相连接以提高整体支撑的强度，以及在十字型筋条之间也可采用环形筋相连接以提高整体支撑的强度。

在本发明光电式轨迹球装置的优选实施方式中，进一步地，如图4所示，下固定架110中的一个侧壁倾斜设置，在该倾斜的侧壁上设置有一窗口111；如图1所示，轨迹球装置的线路板170倾斜设置在下固定架110倾斜侧壁的外侧面，与下固定架110的底面形成锐角β；具体可通过螺钉将线路板170固定连接在下固定架110中倾斜侧壁的外壁上；由此可大大降低光电式轨迹球装置的高度或厚度。

线路板170上的光电发送和接收芯片171位于轨迹球本体100球心以下的位置，并适配在下固定架110侧面的窗口111处；窗口111处的下固定架110侧壁与光电发送和接收芯片171之间可设置防水硅胶172进行防水密封。

当然在本发明的另一较佳实施例中，也可以设置所述线路板170在下固定架110的底侧壁上，如图6所示，其依然可以实现本发明上述轨迹球及支撑结构。

此外，如图5所示，由于下固定架110内底面已没有任何电路，所以在下固定架110的侧壁上设置泄水孔接头114，泄水孔接头114位于靠近下固定架110底部的位置，用于连接排水管排出渗入到轨迹球装置内部的积水，由此可以低成本的方式将光电式轨迹球装置做成完全防水的结构。泄水孔接头也可设置在下固定架110的底部。

在具体实施过程中，轨迹球本体100可以设置成不锈钢球，不锈钢球的表面可以做喷砂处理；或者轨迹球本体100还可以设置成透明球，在线路板上发光二极管的照射下，整个球体可以具有晶莹剔透的发光效果，甚至防尘罩160也可以采用透明的材质制成；八个支撑件120和130均可以设置为球状滚动体，例如聚四氟乙烯、陶瓷或钢球等，耐磨且可以进一步降低与轨迹球本体100的摩擦系数。

例如，当轨迹球本体100为金属材料的不锈钢球，而支点中的支撑件120为聚四氟乙烯材料的树脂球时，因为聚四氟乙烯材料与金属材料之间的摩擦系数极低，因此可使支撑在所述支撑件120上滚动的轨迹球本体100更加灵活自如，操作者几乎感觉不到什么阻力。

此外，也可在支撑件120和130的表面涂覆特氟龙层来降低与轨迹球本体100的摩擦系数。

而当外界猛力撞击轨迹球本体100时，备用支点中的支撑件130还起到辅助支撑和缓冲撞击的作用，由此可使轨迹球装置具有防暴的功能。

再如，当轨迹球本体100采用不锈钢球时，所述防尘罩160可采用透明或半透明的材料制作，在线路板上设置的发光二极管的照射下，可以在光线较暗的环境或夜晚起到背光的作用。

当所述轨迹球本体100不采用不锈钢球时，可以设置连轨迹球本体100采用透明或半透明的材料制作，在线路板上设置的发光二极管的照射下，也可以在光线较暗的环境或夜晚起到背光的作用，以实现整个装置的背光效果。

在使用的光电式轨迹球装置中，轨迹球本体100的直径大小范围可优选φ38±4mm，支撑件的120和130直径大小范围均可优选φ4.0±1mm。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，例如，支点中支撑件120的数量可以改变，以及备用支点中支撑件130的数量也可以改变等；而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨迹球装置的底部支撑结构，设置在下固定架上，用于支撑下固定架中可滚动的轨迹球本体；其特征在于：该底部支撑结构包括由多个支撑件组成支点；所述支点中的多个支撑件支撑在轨迹球本体之下并与轨迹球本体相接触。

2.根据权利要求1所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其特征在于：所述支撑件设置为球形。

3.根据权利要求1所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其特征在于：支撑件可滚动设置。

4.根据权利要求1所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其特征在于：在下固定架内的底面上设置有多个十字型筋条与支点中的支撑件一一对应；在十字型筋条上端的交叉点处设置有适配支点支撑件的凹窝。

5.根据权利要求1所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其特征在于：该底部支撑结构还包括由多个支撑件组成备用支点；备用支点位于支点的下层；备用支点中的多个支撑件设置在轨迹球本体的下方并与轨迹球本体之间设置有间隙。

6.根据权利要求5所述的轨迹球装置的底部支撑结构，其特征在于：在下固定架内的底面上设置有多个圆台与备用支点中的支撑件一一对应；在圆台的顶部设置有适配备用支点支撑件的凹窝。

7.一种轨迹球装置，包括上固定架、下固定架和轨迹球本体；上固定架固定连接在下固定架上，将轨迹球本体包裹在中间；轨迹球本体的上部从上固定架的中心孔中露出；轨迹球本体的下部支撑在下固定架中可滚动设置；其特征在于：该底部支撑结构包括由多个支撑件组成支点；支点中的多个支撑件支撑在轨迹球本体之下并与轨迹球本体相接触。

8.根据权利要求7所述的轨迹球装置，其特征在于：该底部支撑结构还包括由多个支撑件组成备用支点；备用支点位于支点的下层；备用支点中的多个支撑件设置在轨迹球本体的下方并与轨迹球本体之间设置有间隙。

9.根据权利要求7或8所述的轨迹球装置，其特征在于：轨迹球装置的线路板倾斜设置在下固定架的外侧面；线路板上的光电发送和接收芯片位于轨迹球本体球心以下的位置，并适配在下固定架侧面的窗口处。

10.根据权利要求9所述的轨迹球装置，其特征在于：在下固定架上设置有泄水孔接头，用于连接排水管排出渗入到轨迹球装置内部的积水。

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