CN105065869A - 一种组合式空间旋转机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式空间旋转机构，属于机械设计领域，该装置包括平板底座、两个L型支撑架、螺栓轴、螺母、旋转方块、四个紧固螺栓和四个紧固螺母；所述平板底座上设有4对沉头U型槽，所述两个L型支撑架的竖直面上设有U型槽，水平面上设有两个螺栓孔；水平面螺栓孔与底板凹型槽配合；所述旋转方块设有通孔，在与通孔垂直的面上设有一个盲孔和螺栓孔；螺栓轴从L型支撑架U型槽穿入，贯穿旋转方块通孔通过螺母固定在L型支撑架上。本发明的组合式空间旋转机构充分考虑现实中可能的转动形式，能够很好模拟空间一维转动、空间二维组合转动；且将空间一维转动和空间组合二维转动在同一机构中实现，具有结构简单、灵活性强等优点。

Description

一种组合式空间旋转机构

技术领域

本发明属于机械设计领域，特别涉及一种组合式空间旋转机构。

技术背景

随着工业技术和国民经济的不断发展，越来越多的工业产品被运用到各种复杂、恶劣的环境中，在运行过程中承受着由于外界坏境引起的多种非设计旋转运动。例如，风力发电机一般安装在偏远的内陆或是近海区域，由于随机风力的作用，风力发电机机舱在高空悬支状态下产生明显的俯仰、翻滚和偏航运动。车辆在不平整路面上行驶或者急速换向时，车身也会出现类似的不同方向的转动。由于这些附加旋转运动的影响，产品运行性能和精度会受到影响，偏离产品设计阶段的预定目标。

目前大多数工业产品设计主要关注产品自身设计，未能顾及外界环境产生的各种旋转运动对产品性能的影响。从保证产品精度、提高产品适应性的角度来讲，需要对产品在多种旋转运动状态下的性能进行测试评估。因此，很有必要提出一种组合式空间旋转机构来模拟产品在实际运用中可能产生的旋转运动。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式空间旋转机构，用来模拟外界环境带来的旋转运动，通过零部件组合的方式实现多种形式的旋转运动，具有结构简单、灵活性强等特点。

本发明采用的技术方案是：

一种组合式空间旋转机构，其特征在于，包括平板底座、两个L型支撑架、螺栓轴、螺母、旋转方块、四个紧固螺栓和四个紧固螺母；

所述平板底座上设有4对沉头U型槽，且沉头U型槽以平板底座中心为中心等间隔90°对称分布在平板底座上；

所述两个L型支撑架的竖直面上设有U型槽，水平面上设有两个螺栓孔。水平面螺栓孔与底板凹型槽配合，通过4个紧固螺栓和紧固螺母固定在平板底座上(通过底板沉头U型槽的设计，可以实现L型支撑架在平板底座上的位置根据实际需要进行调节的目的)；

所述旋转方块设有通孔，在与通孔垂直的面上设有一个盲孔和螺栓孔。螺栓轴从一个L型支撑架U型槽穿入，贯穿旋转方块通孔，然后从另一个L型支撑架U型槽穿出，螺栓轴通过螺母固定在L型支撑架上，螺栓轴固定高度可沿L型支撑架竖直面上U型槽调节。(这样可以实现旋转方块绕螺栓轴的转动，通过调整两个L型支撑架间的距离可以控制旋转块是旋转还是固定不动)。

一种组合式空间旋转机构，其特征在于，装置还包括T型旋转轴、滚动轴承，所述T型旋转轴包括一段光轴和连接板，光轴与滚动轴承内圈配合，轴承外圈与旋转方块上盲孔配合，实现T型旋转轴绕旋转方块的转动。

本发明的工作原理：

利用本装置当只需要实现一维转动时，调节两支撑板距离，将旋转块由旋转方块输出单一旋转运动。

当需要实现空间内一维旋转运动时，可安装T型旋转轴，调节两支撑板距离将旋转块固定，通过旋转轴的运动实现定轴转动。转轴方向可通过旋转块的安装角度确定；

当需要实现空间内二维组合旋转运动时，增大两支撑板间的距离，使旋转块能绕螺栓轴转动，通过T型旋转轴运动实现定轴转动。

本发明的有益效果是：

1、本发明的组合式空间旋转机构充分考虑现实中可能的转动形式，能够很好模拟空间一维转动、空间二维组合转动；

2、本发明的组合式空间旋转机构采用简单部件组合的形式，将空间一维转动和空间组合二维转动在同一机构中实现，具有结构简单、灵活性强等优点。

附图说明

图1为本发明一种组合式空间旋转机构实施例1的立体结构示意图。

图2为本发明一种组合式空间旋转机构的平板底座结构示意图。

图3为本发明一种组合式空间旋转机构的L型支撑架结构示意图。

图4为本发明一种组合式空间旋转机构的旋转方块结构示意图。

图5为本发明一种组合式空间旋转机构的T型旋转轴结构示意图。

图6为本发明一种组合式空间旋转机构实施例1的旋转方块、滚动轴承、T型旋转轴的连接示意图。

图7为本发明一种组合式空间旋转机构实施例2的立体结构示意图。

图中标号说明：

1	平板底座	7	紧固螺栓	41	通孔
						2	L型支撑板	8	紧固螺母	42	盲孔
3	螺栓轴	9	滚动轴承	43	螺纹孔
						4	旋转方块	11	沉头U型槽	51	光轴
5	T型旋转轴	21	U型槽	52	连接板
						6	螺母	22	螺栓孔	53	螺栓孔

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对发明的技术方案做进一步说明如下：

本发明的组合式空间旋转机构的实施例1的组成结构如图1所示，本实施例中的空间旋转机构用来实现空间二维组合旋转运动，机构主要包括一个平板底座1、两个L型支撑架2、一个螺栓轴3、一个旋转方块4、一个螺母6、四个紧固螺栓7、四个紧固螺母8；

本实施例中的平板底座1为一块方形平板，可采用各种具有较大刚度的材料，例如45钢。平板底座上的4对沉头U型槽11以平板底座中心为中心等间隔90°对称分布在平板底座1上，如图2所示；

本实施例中两个L型支撑架2在竖直面上设有U型槽21，水平面上设有两个螺栓孔22，如图3所示；

本实施例中旋转方块4设有竖向通孔41，在与通孔41垂直的一个面上设有一个盲孔42和四个螺栓孔43，如图4所示。

本实施例还可包括一个T型旋转轴5、和、一个滚动轴承9(图6)；T型旋转轴5包括一段光轴51和连接板52，光轴51置于连接板52中心，在连接板52四角上设有四个螺栓孔53，光轴51的长度略大于旋转方块4的盲孔42深度，如图5所示。

本实施例中的螺栓轴3、螺母6，紧固螺栓7、紧固螺母8，滚动轴承9均为标准件，其规格只要采用与旋转方块通孔、L型支撑架螺栓孔、T型旋转轴匹配即可。

该实施例中本机构各部件的连接关系为：两个L型支撑架水平面螺栓孔22与平面底板同一直线上两对沉头U型11槽配合，通过4个紧固螺栓7和紧固螺母8固定在平板底座1上。两个L型支撑架的距离通过底板沉头U型槽调节，保证该距离大于旋转方块通孔41的长度。螺栓轴3从一个L型支撑架U型槽21穿入，贯穿旋转方块通孔41，然后从另一个L型支撑架U型槽21穿出，螺栓轴3通过螺母6固定在L型支撑架2上，螺栓轴3固定高度通过L型支撑架竖直面上U型槽调节，保证旋转方块4可以绕螺栓轴3转动，而不会与平板底座1发生运动干涉。如图6所示，轴承9外圈与旋转方块上盲孔42配合，T型旋转轴光轴51与滚动轴承9的内圈配合，实现T型旋转轴5绕旋转方块4的转动。

该实施例中T型旋转轴的连接板52为空间二维组合旋转运动的输出部件，其上的四个螺栓孔53是提供本机构与其他产品的机械接口。若采用其他连接方式，如胶连接，则该螺栓孔可不使用。

本发明的组合式空间旋转机构的实施例2的立体结构如图7所示，该组成结构与实施例1结构基本相同，不同之处在于：本实施例的两个L型支撑架2间的距离略小于旋转方块4通孔的长度，即旋转方块4固定，不能绕旋转轴3转动。此时，T型旋转轴5输出的为一维的旋转运动。该实施例中旋转轴的位置可根据实际需要，通过调整旋转方块4的固定角度进行调整。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种组合式空间旋转机构，其特征在于，包括平板底座、两个L型支撑架、螺栓轴、螺母、旋转方块、四个紧固螺栓和四个紧固螺母；

所述平板底座上设有4对沉头U型槽，且沉头U型槽以平板底座中心为中心等间隔90°对称分布在平板底座上；

所述两个L型支撑架的竖直面上设有U型槽，水平面上设有两个螺栓孔；水平面螺栓孔与底板凹型槽配合，通过4个紧固螺栓和紧固螺母固定在平板底座上；

所述旋转方块设有通孔，在与通孔垂直的面上设有一个盲孔和螺栓孔；螺栓轴从一个L型支撑架U型槽穿入，贯穿旋转方块通孔，然后从另一个L型支撑架U型槽穿出，螺栓轴通过螺母固定在L型支撑架上，螺栓轴固定高度通过沿L型支撑架竖直面上U型槽调节。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括T型旋转轴、滚动轴承，所述T型旋转轴包括一段光轴和连接板，光轴与滚动轴承内圈配合，轴承外圈与旋转方块上盲孔配合，实现T型旋转轴绕旋转方块的转动。

3.如权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述两个L型支撑架的距离略大于或略小于旋转方块通孔的长度，使得旋转方块绕螺栓轴转动或与两个L型支撑架固定不动。