CN103982537A - 一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置。本发明的机械装置包括：球副底座，连接架，限位螺钉，滑块，限位盘，球体尾轴，连接轴，球体。通过调节两个方向上的限位螺钉分别相对于滑块及连接架滑道的伸出长度，可以实现调节球副沿两个互相垂直方向上的摆动范围；同时通过球体尾轴的滑道与连接轴，连接轴与滑块，滑块与连接架的滑道的机械约束关系，使得球体只保留其自由摆动的能力，防止其绕自身轴线旋转。

Description

一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置

所属技术领域

本发明涉及一种球副装置，更具体地说，本发明涉及一种可用来调节球副摆动范围以及防止球副旋转的球副装置。

背景技术

球副，又称球面副，组成该运动副的两构件能够绕一球心作三个独立的相对转动，该运动副可以实现摆动与转动。在一些工程应用场合，只需要球副能够自由地摆动，而不需要球副能绕某一轴线转动；同时由于球副的特殊性，还需要限制并可以自由调节其摆动的运动范围，此时一般的球副就无法很好地达到这些工程实际要求。

发明内容

为了克服现有的普通球副无法自由调节自身的摆动范围，同时无法防止球副绕某一特定轴线转动的不足，本发明提供了一种球副装置，该球副装置不仅可用来自由调节球副的摆动范围，而且还能防止球副绕某一特定轴线转动。

本发明通过以下技术方案实现。

一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，其特征在于：机械装置包括：球副底座，连接架，限位螺钉，滑块，限位盘，球体尾轴，连接轴，球体。

球副底座与球体以球面副连接，连接架对称固定在球副底座上。连接架两端配有螺纹孔，限位螺钉与连接架通过螺纹孔连接。通过旋转限位螺钉，可以自由调节限位螺钉相对于连接架滑道的伸出长度。连接架内的滑道上下表面与滑块突出部分上下表面分别接触，滑块可以沿着连接架的滑道方向自由移动。球体尾轴与球体螺纹连接，球体尾轴上有一个长方形滑道，滑道宽度与引导轴直径相同，引导轴横穿过球体尾轴的滑道，与球体尾轴的滑道两个表面刚好接触。引导轴的两端与滑块分别以螺纹连接。限位螺钉通过滑块上的螺纹孔连接，通过旋转限位螺钉，可以自由调节限位螺钉相对于滑块的伸出长度。限位盘通过螺纹连接固定在限位螺钉末端。

该球副装置的具体工作流程为：通过控制球体尾轴运动，可以实现球体相对于球副底座的自由摆动。由于球体尾轴的滑道与连接轴，连接轴与滑块，滑块与连接架的滑道之间互相的机械约束关系，在不影响球体自由摆动的前提下，限制了球体相对于球副底座绕球体尾轴轴线的旋转运动，从而达到防旋转的目的。球体尾轴通过滑道可以沿着连接轴的轴向方向自由移动。通过调节滑块上的限位螺钉相对于滑块的伸出长度，使限位盘靠近或远离球体尾轴，通过限位盘与球体尾轴的接触，从而限制了球体在连接轴轴向方向上的移动范围。通过调节限位螺钉相对于滑块的伸出长度，可以调节球体沿连接轴轴向的摆动范围。在连接轴的移动下，滑块沿着连接架的滑道自由移动，通过调节连接架上的限位螺钉相对连接架滑道的伸出长度，使限位螺钉靠近或远离滑块，通过限位螺钉末端与滑块侧面接触，从而限制了球体沿连接架滑道方向的移动范围。通过调节限位螺钉相对于连接架滑道的伸出长度，可以调节球体沿连接架滑道方向的摆动范围。连接轴轴向与连接架滑道方向互相垂直。

本发明的有益效果是，通过调节两个互相垂直方向上的限位螺钉分别相对滑块及连接架滑道的伸出长度，可以实现调节球体沿两个互相垂直方向上的摆动范围；同时通过球体尾轴的滑道与连接轴，连接轴与滑块，滑块与连接架的滑道之间互相的机械约束关系，使得球体只保留其自由摆动的能力，防止球体绕球体尾轴轴线旋转。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置的结构示意图。

图2是一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置绕X轴摆动的原理示意图。

图3是一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置绕Y轴摆动的原理示意图。

其中：1.球副底座，2A～B.连接架，3A～D.限位螺钉，4A～B.滑块，5A～B.限位盘，6.球体尾轴，7.引导轴，8.球体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1所示，本发明包括球副底座1，连接架2A～B，限位螺钉3A～D，滑块4A～B，限位盘5A～B，球体尾轴6，引导轴7，球体8。

球副底座1与球体8以球面副连接，连接架2A～B对称固定在球副底座1上。连接架2A～B两端配有螺纹孔，限位螺钉3A～B与连接架2A通过螺纹孔连接。通过旋转限位螺钉3A～B，可以自由调节限位螺钉3A～B相对于连接架2A滑道的伸出长度。连接架2A～B内的滑道上下表面与滑块4A～B突出部分上下表面分别接触，滑块4A～B可以沿着连接架2A～B的滑道方向自由移动。球体尾轴6与球体8螺纹连接，球体尾轴6上有一个长方形滑道，滑道宽度与引导轴7直径相同，引导轴7横穿过球体尾轴6的滑道，与球体尾轴6的滑道两个表面刚好接触。引导轴7的两端与滑块4A～B分别以螺纹连接。限位螺钉3C～D通过滑块4A～B上的螺纹孔连接，通过旋转限位螺钉3C～D，可以自由调节限位螺钉3C～D相对于滑块4A～B的伸出长度。限位盘5A～B通过螺纹连接固定在限位螺钉3C～D末端。

该球副装置的具体工作流程为：通过控制球体尾轴6运动，可以实现球体8相对于球副底座1的自由摆动。由于球体尾轴6的滑道与连接轴7，连接轴7与滑块4A～B，滑块4A～B与连接架2A～B的滑道之间互相的机械约束关系，在不影响球体8自由摆动的前提下，限制了球体8相对于球副底座1绕球体尾轴6轴线的旋转运动，从而达到防旋转的目的。球体尾轴6通过滑道可以沿着连接轴7的轴向方向自由移动。通过调节滑块4A～B上的限位螺钉3C～D相对于滑块4A～B的伸出长度，使限位盘5A～B靠近或远离球体尾轴6，通过限位盘5A～B与球体尾轴6的接触，从而限制了球体8在连接轴7轴向方向上的移动范围。通过调节限位螺钉3C～D相对于滑块4A～B的伸出长度，可以调节球体8沿连接轴7轴向的摆动范围。在连接轴7的移动下，滑块4A～B沿着连接架2A～B的滑道自由移动，通过调节连接架2A～B上的限位螺钉3A～B相对连接架2A～B滑道的伸出长度，使限位螺钉3A～B靠近或远离滑块4A～B，通过限位螺钉3A～B末端与滑块4A侧面接触，从而限制了球体8沿连接架2A～B滑道方向的移动范围。通过调节限位螺钉3A～B相对于连接架2A～B滑道的伸出长度，可以调节球体8沿连接架2A～B滑道方向的摆动范围。连接轴7轴向与连接架2A～B滑道方向互相垂直。

参见图2，图3的坐标所示，定义垂直于球副底座1底面向上为Z向，沿连接架2A～B的滑道方向为X向，沿连接轴7轴向方向为Y向。

图2为一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置绕X轴摆动的原理示意图。当限位螺钉3A～B固定，限位螺钉3C～D通过螺纹副与滑块4A～B连接，旋转限位螺钉3C～D，限位螺钉3C～D将相对于滑块4A～B沿Y轴前进与后退，限位螺钉3C～D尾端的限位盘5A～B将对球体尾轴6产生沿Y轴方向的限位作用。通过改变限位螺钉3C～D相对滑块4A～B的伸出距离，可以限制球体8绕X轴的转动量，即球体尾轴6沿Y轴方向的移动量。

图3为一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置绕Y轴摆动的原理示意图。当限位螺钉3C～D固定，限位螺钉3A～B通过螺纹副与连接架2A连接，旋转限位螺钉3A～B，限位螺钉3A～B将相对于连接架2A沿X轴前进与后退，限位螺钉3A～B尾端将对滑块4A的侧面产生限位作用。滑块4A～B与引导轴7螺纹连接，引导轴7穿过球体尾轴6与球体尾轴6上的滑道接触，从而限位螺钉3A～B将对球体尾轴6产生沿X轴方向的限位作用。通过改变限位螺钉3A～B相对连接架2A滑道的伸出距离，可以限制球体8绕Y轴的转动量，即球体尾轴6沿X轴方向的移动量。

以上所述仅为本发明的几种具体实施例，以上实施例仅用于对本方面的技术方案和发明构思做说明而非限制本发明的权利要求范围。凡本技术领域中技术人员在本专利的发明构思基础上结合现有技术，通过逻辑分析、推理或有限实验可以得到的其他技术方案，也应该被认为落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，可实现球体绕球副中心的自由摆动，其特征是：该球副装置不仅可用来自由调节球副的摆动范围，而且还能防止球副绕某一特定轴线旋转，它的机械装置包括：球副底座(1)，连接架(2A～B)，限位螺钉(3A～D)，滑块(4A～B)，限位盘(5A～B)，球体尾轴(6)，引导轴(7)，球体(8)。

2.根据权利要求1所述的一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，其特征是：球副底座(1)与球体(8)以球面副连接，连接架(2A～B)对称固定在球副底座(1)上；连接架(2A～B)两端配有螺纹孔，限位螺钉(3A～B)与连接架(2A)通过螺纹孔连接；通过旋转限位螺钉(3A～B)，可以自由调节限位螺钉(3A～B)相对于连接架(2A)滑道的伸出长度；连接架(2A～B)内的滑道上下表面与滑块(4A～B)突出部分上下表面分别接触，滑块(4A～B)可以沿着连接架(2A～B)的滑道方向自由移动；球体尾轴(6)与球体(8)螺纹连接，球体尾轴(6)上有一个长方形滑道，滑道宽度与引导轴(7)直径相同，引导轴(7)横穿过球体尾轴(6)的滑道，与球体尾轴(6)的滑道两个表面刚好接触；引导轴(7)的两端与滑块(4A～B)分别以螺纹连接；限位螺钉(3C～D)通过滑块(4A～B)上的螺纹孔连接，通过旋转限位螺钉(3C～D)，可以自由调节限位螺钉(3C～D)相对于滑块(4A～B)的伸出长度；限位盘(5A～B)通过螺纹连接固定在限位螺钉(3C～D)末端。

3.根据权利要求1所述的一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，其特征是：通过控制球体尾轴(6)运动，可以实现球体(8)相对于球副底座(1)的自由摆动；由于球体尾轴(6)的滑道与连接轴(7)，连接轴(7)与滑块(4A～B)，滑块(4A～B)与连接架(2A～B)的滑道之间互相的机械约束关系，在不影响球体(8)自由摆动的前提下，限制了球体(8)相对于球副底座(1)绕球体尾轴(6)轴线的旋转运动，从而达到防旋转的目的；球体尾轴(6)通过滑道可以沿着连接轴(7)的轴向方向自由移动；通过调节滑块(4A～B)上的限位螺钉(3C～D)相对于滑块(4A～B)的伸出长度，使限位盘(5A～B)靠近或远离球体尾轴(6)，通过限位盘(5A～B)与球体尾轴(6)的接触，从而限制了球体(8)在连接轴(7)轴向方向上的移动范围；通过调节限位螺钉(3C～D)相对于滑块(4A～B)的伸出长度，可以调节球体(8)沿连接轴(7)轴向的摆动范围；在连接轴(7)的移动下，滑块(4A～B)沿着连接架(2A～B)的滑道自由移动，通过调节连接架(2A～B)上的限位螺钉(3A～B)相对连接架(2A～B)滑道的伸出长度，使限位螺钉(3A～B)靠近或远离滑块(4A～B)，通过限位螺钉(3A～B)末端与滑块(4A)侧面接触，从而限制了球体(8)沿连接架(2A～B)滑道方向的移动范围；通过调节限位螺钉(3A～B)相对于连接架(2A～B)滑道的伸出长度，可以调节球体(8)沿连接架(2A～B)滑道方向的摆动范围。连接轴(7)轴向与连接架(2A～B)滑道方向互相垂直。

4.根据权利要求1所述的一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，其特征是：当限位螺钉(3A～B)固定，限位螺钉(3C～D)通过螺纹副与滑块(4A～B)连接，旋转限位螺钉(3C～D)，限位螺钉(3C～D)将相对于滑块(4A～B)沿Y轴前进与后退，限位螺钉(3C～D)尾端的限位盘(5A～B)将对球体尾轴(6)产生沿Y轴方向的限位作用；通过改变限位螺钉(3C～D)相对滑块(4A～B)的伸出距离，可以限制球体(8)绕X轴的转动量，即球体尾轴(6)沿Y轴方向的移动量。

5.根据权利要求1所述的一种可调节摆动范围及防旋转的球副装置，其特征是：当限位螺钉(3C～D)固定，限位螺钉(3A～B)通过螺纹副与连接架(2A)连接，旋转限位螺钉(3A～B)，限位螺钉(3A～B)将相对于连接架(2A)沿X轴前进与后退，限位螺钉(3A～B)尾端将对滑块(4A)的侧面产生限位作用；滑块(4A～B)与引导轴(7)螺纹连接，引导轴(7)穿过球体尾轴(6)与球体尾轴(6)上的滑道接触，从而限位螺钉(3A～B)将对球体尾轴(6)产生沿X轴方向的限位作用；通过改变限位螺钉(3A～B)相对连接架(2A)滑道的伸出距离，可以限制球体(8)绕Y轴的转动量，即球体尾轴(6)沿X轴方向的移动量。