CN103867561A - 一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，所述垂直连接体纵面与垂直连接体横面相交，所述垂直一体纵轴承体和垂直一体横轴承体位于垂直连接体纵面、垂直连接体横面两侧，所述垂直一体纵轴承位于垂直一体纵轴承体两端，所述垂直一体横轴承位于垂直一体横轴承体两端，所述纵轴体和横轴体上设有紧固轴与支撑座螺母，所述纵锥面轴位于纵轴体下端，所述横锥面轴位于横轴体下端，所述纵轴体与纵轴支撑座连接，所述横轴体与横轴支撑座连接，所述纵锥面轴插入垂直一体纵轴承内，所述横锥面轴插入垂直一体横轴承内。本发明结构简单紧凑、旋转灵活，能够有效降低两个自由度转动轴及轴承的生产与维护费用。

Description

一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承

技术领域

本发明涉及机械轴及轴承技术领域，尤其是一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承。

背景技术

目前，在机器人运动臂、大型机械工作臂、太阳能跟踪等涉及两个自由度的空间运动机械，其旋转轴为两个自由度单体轴形式，即每个自由度设置一个轴与轴承，这种两个自由度转动轴及轴承存在的主要问题是：1.占用空间较大，不紧凑；2.机械强度不是很高，不适宜于风沙环境；3.生产及维护成本较高；因此需要对现有系统进行改进。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，由垂直一体轴承部分、锥形轴及紧固螺丝部分和轴支撑座部分组成，垂直一体轴承部分包括垂直连接体纵面、垂直连接体横面、垂直一体纵轴承体、垂直一体横轴承体、垂直一体纵轴承和垂直一体横轴承，锥形轴及紧固螺丝部分包括纵轴压紧内六角、横轴压紧内六角、紧固轴与支撑座螺母、纵锥面轴、横锥面轴、纵轴体和横轴体，轴支撑座部分包括纵轴支撑座和横轴支撑座，所述垂直连接体纵面与垂直连接体横面相交，所述垂直一体纵轴承体和垂直一体横轴承体位于垂直连接体纵面、垂直连接体横面两侧，所述垂直一体纵轴承位于垂直一体纵轴承体两端，所述垂直一体横轴承位于垂直一体横轴承体两端，所述纵轴压紧内六角位于纵轴体上端，所述横轴压紧内六角位于横轴体上端，所述纵轴体和横轴体上设有紧固轴与支撑座螺母，所述纵锥面轴位于纵轴体下端，所述横锥面轴位于横轴体下端，所述纵轴体与纵轴支撑座连接，所述横轴体与横轴支撑座连接，所述纵锥面轴插入垂直一体纵轴承内，所述横锥面轴插入垂直一体横轴承内。

作为优选，所述纵轴支撑座与垂直一体纵轴承体通过纵轴体连接。

作为优选，所述横轴支撑座与垂直一体横轴承体通过横轴体连接。

作为优选，所述垂直连接体纵面(1)、垂直连接体横面(2)、垂直一体纵轴承体(3)和垂直一体横轴承体(4)为一体结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用垂直一体轴承结构能够节约机械旋转连接处的空间，并且在两自由度方向全方位灵活旋转；轴与轴承为锥面滑动连接，机械承载力较大；轴与轴面为夹紧式连接，可以抵御沙尘的侵入，适用于风沙环境；锥形轴及锥面轴承，生产简单，润滑油更换周期较长，使得生产和运行维护费用较低。

附图说明

图1为本发明对一般机械强度的垂直一体轴承结构示意图；

图2为本发明对大机械强度的垂直一体轴承结构示意图；

图3为本发明对较大机械强度的垂直一体轴承结构示意图；

图4为本发明的应用案例示意图；

图中：1-垂直连接体纵面、2-垂直连接体横面、3-垂直一体纵轴承体、4-垂直一体横轴承体、5-垂直一体纵轴承、6-垂直一体横轴承、7-纵轴压紧内六角、8-横轴压紧内六角、9-纵轴支撑座、10-横轴支撑座、11-紧固轴与支撑座螺母、12-纵锥面轴、13-横锥面轴、14-纵轴体、15-横轴体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例中，一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，由垂直一体轴承部分、锥形轴及紧固螺丝部分和轴支撑座部分组成，垂直一体轴承部分包括垂直连接体纵面1、垂直连接体横面2、垂直一体纵轴承体3、垂直一体横轴承体4、垂直一体纵轴承5和垂直一体横轴承6，锥形轴及紧固螺丝部分包括纵轴压紧内六角7、横轴压紧内六角8、紧固轴与支撑座螺母11、纵锥面轴12、横锥面轴13、纵轴体14和横轴体15，轴支撑座部分包括纵轴支撑座9和横轴支撑座10，所述垂直连接体纵面1与垂直连接体横面2相交，所述垂直一体纵轴承体3和垂直一体横轴承体4位于垂直连接体纵面1、垂直连接体横面2两侧，所述垂直一体纵轴承5位于垂直一体纵轴承体3两端，所述垂直一体横轴承6位于垂直一体横轴承体4两端，所述纵轴压紧内六角7位于纵轴体14上端，所述横轴压紧内六角8位于横轴体15上端，所述纵轴体14和横轴体15上设有紧固轴与支撑座螺母11，所述纵锥面轴12位于纵轴体14下端，所述横锥面轴13位于横轴体15下端，所述纵轴体14与纵轴支撑座9连接，所述横轴体15与横轴支撑座10连接，所述纵轴支撑座9与垂直一体纵轴承体3通过纵轴体14连接，所述横轴支撑座10与垂直一体横轴承体4通过横轴体15连接，所述纵锥面轴12插入垂直一体纵轴承5内，所述横锥面轴13插入垂直一体横轴承6内。请参阅图1，在一般机械强度的两自由度旋转运动中，可采用这种结构，在这种结构中，垂直连接体纵面1或垂直连接体横面2板面厚度为垂直一体纵轴承体3或垂直一体横轴承体4直径的一半左右；若为一般机械强度要求，垂直连接体纵面1和垂直连接体横面2可用铸铁铸造，若严格机械强度则可用钢加工。为了加大机械强度，横轴支撑座或者纵轴支撑座可以做成一体。

实施例二

请参阅图2，在大机械强度的两自由度旋转运动中，可采用这种垂直一体结构，在这种结构中，垂直连接体纵面1或垂直连接体横面2板面厚度为垂直一体纵轴承体3或垂直一体横轴承体4的直径；垂直连接体纵面1和垂直连接体横面2为钢加工。

实施例三

请参阅图3，在较大机械强度的两自由度旋转运动中，可采用这种垂直一体结构，在这种结构中，垂直连接体纵面1和垂直连接体横面2为一体实心钢体。

本发明的工作原理是：垂直一体轴承部分为空间异面垂直轴承，两个轴承中心线在空间异面垂直；对应每一对轴承的两头为锥面轴，分别固定在各自支撑座上；每个轴的一头为锥形轴面，经淬火处理，另一头为内六角结构，用于和轴承的夹紧连接；轴与支撑座联结为螺丝连接，在螺丝上设置紧固螺母，以固定轴在支撑座上的位置；支撑座为钢制结构，其作用是为轴提供固定和支撑，支撑座的端面固定在母体机械上，可以为固定或运动一端，根据需要进行设置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，由垂直一体轴承部分、锥形轴及紧固螺丝部分和轴支撑座部分组成，其特征在于，垂直一体轴承部分包括垂直连接体纵面(1)、垂直连接体横面(2)、垂直一体纵轴承体(3)、垂直一体横轴承体(4)、垂直一体纵轴承(5)和垂直一体横轴承(6)，锥形轴及紧固螺丝部分包括纵轴压紧内六角(7)、横轴压紧内六角(8)、紧固轴与支撑座螺母(11)、纵锥面轴(12)、横锥面轴(13)、纵轴体(14)和横轴体(15)，轴支撑座部分包括纵轴支撑座(9)和横轴支撑座(10)，所述垂直连接体纵面(1)与垂直连接体横面(2)相交，所述垂直一体纵轴承体(3)和垂直一体横轴承体(4)位于垂直连接体纵面(1)、垂直连接体横面(2)两侧，所述垂直一体纵轴承(5)位于垂直一体纵轴承体(3)两端，所述垂直一体横轴承(6)位于垂直一体横轴承体(4)两端，所述纵轴压紧内六角(7)位于纵轴体(14)上端，所述横轴压紧内六角(8)位于横轴体(15)上端，所述纵轴体(14)和横轴体(15)上设有紧固轴与支撑座螺母(11)，所述纵锥面轴(12)位于纵轴体(14)下端，所述横锥面轴(13)位于横轴体(15)下端，所述纵轴体(14)与纵轴支撑座(9)连接，所述横轴体(15)与横轴支撑座(10)连接，所述纵锥面轴(12)插入垂直一体纵轴承(5)内，所述横锥面轴(13)插入垂直一体横轴承(6)内。

2.根据权利要求1所述的一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，其特征在于，所述纵轴支撑座(9)与垂直一体纵轴承体(3)通过纵轴体(14)连接。

3.根据权利要求1所述的一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，其特征在于，所述横轴支撑座(10)与垂直一体横轴承体(4)通过横轴体(15)连接。

4.根据权利要求1所述的一种垂直一体两自由度全方位旋转轴及轴承，其特征在于，所述垂直连接体纵面(1)、垂直连接体横面(2)、垂直一体纵轴承体(3)和垂直一体横轴承体(4)为一体结构。

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