CN107191471B - 球接头及包括该球接头的系统 - Google Patents

Abstract

提供一种被布置为将附接部分(12)联接至基座部分(14)的球接头(10)。所述球接头(10)包括：与所述附接部分(12)相关联并被提供有具有端部的槽(20，70)的球(11，71)；形成在所述基座部分(14)中并被提供有凹部(30)的球窝(13)；以及联接元件(40)。所述凹部(30)和所述槽(20，70)被布置为使得所述联接元件(40)的相应部分被允许在其中移动。所述凹部(30)、所述槽(20，70)和所述联接元件(40)的组合布置允许所述球(11，71)通过至少360度的旋转运动从第一端部位置移动到第二端部位置。所述凹部(30)比所述联接元件(40)位于其中的部分大。

Description

球接头及包括该球接头的系统

技术领域

本申请的发明涉及一种被布置为将附接部分联接至基座部分的球接头，并且进一步涉及一种包括这种球接头的系统。本发明具体地涉及一种用于联接可相对于基座部分倾斜并且进一步可围绕附接部分纵向轴线旋转的附接部分的球接头。

背景技术

球接头被用在许多不同的应用中，例如被用在用于要被放置或安装在水平或垂直表面上的设备的保持器装置中。保持器装置可包括通过球接头连接的附接部分和基座部分。球接头可允许附接部分例如通过旋转和/或倾斜运动而移动。

应用中，当电缆等被通过球接头布置时，希望提供限制附接部分相对于基座部分的旋转运动的旋转止动件。附接部分相对于基座部分的无限制旋转运动可引起以下问题：电缆可能被扭曲而不能起作用、可能被切断，或者连续旋转可能逐出电缆的连接器。

在球接头中产生旋转止动件的一种方式是提供围绕球接头的球的腰部的槽。位于球接头的球窝中的销伸入球的槽中。该槽形成有端部以便当在球的旋转期间沿所述槽移动时为销提供端部位置。因此，球在球窝中的旋转运动由端部位置限制。

然而，通过该方案，旋转运动被限制为小于360度的角度。换句话说，球不能在整个旋转跨度中旋转。这在例如具有作为附接部分的一部分的监控摄像机的应用中是不期望的限制。在此情况下，期望球(并因此附接部分)的至少360度旋转。

公开了一种可旋转的旋轴组件的文献US3312482提供了该问题的解决方案。该组件包括用于防止延伸通过旋轴的电气件过度扭曲的旋转限制装置。旋轴构件被布置在杯构件中，杯构件依次被布置在管状外壳中。第一协作止动机构被布置在旋轴外壳和杯构件上。第二协作止动机构被布置在杯构件和旋轴构件上。协作止动机构限制旋轴构件相对于旋轴外壳的旋转，同时仍允许至少360度的旋转。

然而，可能希望提供一种在其设计和功能方面改进的球接头。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有允许至少360度的旋转运动的旋转止动件的球接头。本发明的进一步的目的是提供一种球接头，该球接头允许与包括球的第一部分相对于包括球接头的球窝的第二部分的倾斜运动结合的旋转运动。本发明的具体目的是提供一种球接头，其中包括球的第一部分可相对于包括球窝的第二部分同时被旋转和倾斜，从而在相对于第二部分调节第一部分时提供自由度。

根据第一方面，将在下面的说明中显现的以上以及进一步的目的通过一种球接头实现，其被布置为将附接部分联接至基座部分，使得所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜，并使得所述附接部分能围绕其纵向轴线旋转，所述球接头包括：与所述附接部分相关联并被提供有具有端部的槽的球；形成在所述基座部分中并被提供有凹部的球窝；以及联接元件；其中所述球和所述联接元件被布置在所述球窝中，使得所述联接元件的一部分位于所述槽中，所述联接元件的另一部分位于所述凹部中，从而限制所述球的运动；其中所述凹部和所述槽被布置为使得所述联接元件的相应部分被允许在其中移动；其中所述槽、所述凹部和所述联接元件的组合布置允许所述球通过至少360度的旋转运动从第一端部位置移动到第二端部位置；并且其中所述凹部比所述联接元件位于其中的部分大，使得所述联接元件被允许在所述凹部的平面中自由移动。

因此提供了具有旋转止动件但是仍能够旋转多于360度的球接头。该效果是通过凹部、槽和联接元件的组合布置提供的。注意，凹部、槽和联接元件可以以多种多样的方式形成，以便实现该组合布置提供多于360度的旋转运动。除了将在下面的详细说明中例示的那些以外，在本发明的范围内可能的凹部、槽和联接元件的不同组合布置对于本领域技术人员来说是可获得的。

此外，创造性的球接头提供允许球相对于球窝的同时旋转运动和倾斜运动的优点。具体地说，至少在球在选择的倾斜范围内倾斜期间允许球旋转。选择的倾斜范围可以为0-90度，其中0度限定球的起始位置。因此，所述球(并因此包括所述球的相关联部分)不需要为了能够旋转被倾斜至选择的倾斜范围内特定的倾斜角度。因此，该球接头提供相对于球窝调节球的提高的范围和自由度。

该同时倾斜和旋转运动的效果通过凹部大于联接元件位于其中的部分而提供。凹部被布置为使得联接元件能够在该凹部的平面中自由移动。自由移动表示联接元件可在没有特定方向的引导的情况下，在凹部内，即沿着凹部的平面移动。抵触的设计将是如槽布置的凹部，移动时，联接元件将在凹部中沿特定的方向被引导。

该球接头的进一步优点是其紧凑的设计，这可提供简单的制造工艺，并且在安装时可提供省空间的系统。

所述槽可基本围绕所述球布置。

所述槽可被沿中纬线(equatorially)布置，使得间隙被提供在所述槽的端部之间。所述凹部可被布置为允许所述联接元件位于其中的部分移动对应于所述间隙的距离。

所述凹部可被布置为使得所述球的倾斜轴线延伸通过所述凹部。

在一个实施例中，所述槽螺旋地布置。所述槽可附加地基本沿中纬线布置。在该实施例中，所述槽可至少围绕所述球，即围绕所述球多于一转布置，从而允许所述球的旋转运动多于360度。通过凹部大于所述联接元件位于其中的部分以使所述联接元件能够自由移动的形式，所述联接元件能够在不迫所述使球侧向倾斜的情况下沿螺旋形的槽移动。侧向倾斜表示沿横向于由所述球接头提供的主倾斜方向的方向倾斜。

优选地，螺旋布置的槽围绕所述球延伸略多于一转，诸如在围绕所述球的1转和1又1/4转之间，因此允许所述球略多于360度的旋转运动。

根据以上任何实施例的凹部可以是圆形的。该设计从制造商的观点看可能是有利的。圆形的凹部可被布置为使得所述球的倾斜轴线延伸通过所述凹部的中心。

在一个实施例中，所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜至少90度。所述附接部分可预期倾斜90度，并因此已被设计为具有略多于90度的最大倾斜角度，以补偿制造期间的误差幅度。

所述联接元件可由钢或者任何其它等同的耐力材料制成。如果球被推动旋转越过任何端部位置，则所述联接元件易受到力的作用。通过以诸如钢的耐力材料制造所述联接元件，所述联接元件的抵抗力增大。所述附接部分(并因此相关联的球窝)和包括相关联的球的所述基座部分可由铝制成。

所述附接部分可以是监控摄像机、照明设备或者扬声器设备的一部分。在该应用范围内，术语“监控摄像机”也包括热传感器。

根据第二方面，将在下面的说明中显现的以上以及进一步的目的通过一种系统实现，该系统包括附接部分和基座部分，所述附接部分和基座部分由球接头联接，使得所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜，并使得所述附接部分能围绕其纵向轴线旋转，其中所述球接头根据以上公开的实施例中的任何一个布置。

该系统可进一步包括具有所述附接部分的监控摄像机。

以上关于第一方面公开的特征和优点也适用于该第二方面。为避免过度重复，参考上文。

一般地说，除非在此另作明确限定，在权利要求书中使用的所有术语根据其在本技术领域中通常的含义解释。除非另作明确陈述，所有对“一/一个/所述[元件、设备、部件、机构等]”的提及均被开放地解释为指所述元件、设备、部件、机构等的至少一个实例。

附图说明

现在将参考示出本发明的实施例的附图更详细地描述本发明以上公开的以及其它的方面。

图1a例示根据一个实施例的包括由球接头联接的附接部分和基座部分的系统。

图1b例示图1a中的系统，其中附接部分已相对于基座部分倾斜。

图2例示图1a和图1b中的球接头的球。

图3例示图1a和图1b中的球接头的球窝。

图4例示图1a和图1b中的球接头的部件如何相对于彼此布置。

图5a-图5c例示同时倾斜和旋转运动期间的图1a和图1b中的系统。

图6是例示图1a和图1b中的球接头的球、联接元件以及球窝的凹部之间的关系的特写。

图7例示根据另一实施例的球接头的球。

图8a-图8c例示在同时倾斜和旋转运动期间的包括带有图7的球的球接头的系统。

具体实施方式

现将参考其中示出本发明当前优选的实施例的附图更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为受限于在此阐述的实施例。

现在将参考图1-图6公开根据第一实施例的球接头。

图1a公开了包括附接部分12形式的第一部分和基座部分14形式的第二部分的系统1。附接部分12和基座部分14由球接头10联接。球接头10包括被布置在球窝13中的球11。球接头10的构造的一般目的是提供球10(并因此相关联的附接部分12)相对于球窝13(并因此相对于球窝13形成在其中的基座部分14)的旋转运动和倾斜运动。如由16a所指示，附接部分12被允许围绕其纵向轴线16旋转。也允许沿与由16a所指示的方向相反的方向旋转。

球11形成附接部分12的一部分。附接部分12进一步包括外壳17，摄像机设备(未示出)被布置在外壳17中。摄像机设备可例如为包括用于捕获监控场景的视觉图像或热图像的视觉图像传感器或热图像传感器的监控摄像机设备。窗口15被提供在外壳17中，用于使其中的摄像机设备能够具有外壳17的外侧的视野。

球窝13形成基座部分14的一部分。基座部分14进一步包括安装部件18。安装部件18被布置为附接到一表面(例如壁)。

因此，系统1被提供为可由基座部分14安装的摄像机装置，并且其中包括摄像机设备的附接部分12可围绕其纵向轴线16旋转并可相对于基座部分14倾斜。

图1b中，附接部分12已被倾斜至与起始位置(在图1a中例示)成90度的倾斜轴线。因此，摄像机设备的视野可以被调节。如由19a所指示，附接部分12可围绕其纵向轴线19旋转。也允许沿与由19a所指示的方向相反的方向旋转。

系统1被布置为使得球11可被固定在球窝13中，这意味着球11的任何运动被阻止。在系统1的该实施例中，通过将球11楔入球窝13中，球11可被固定在球窝13中。这可以通过向上推动球窝13的底部使得球11被推抵球窝13的上内壁而实现。可以替代地应用用于在球窝中固定球的其它常规方法。

注意，允许附接部分12相对于基座部分14旋转运动和倾斜运动的一般功能也可以通过其它球接头设计实现。换句话说，如以下公开的球接头10的构造细节也可以被应用于具有其它设计的球接头。

图2是球11的更详细的例示。臂23和盘构件22被提供为与球11连接。盘构件22可被附接到附接部分12的外壳17。

球11被提供有槽20。槽20被形成为具有端部。换句话说，槽20不围绕球11连续延伸。槽20被提供有端部以形成球11的旋转止动件，这意味着球11不应被允许无终止地旋转。旋转止动件的目的可以参考图4解释，其中球接头10被例示为有布置为从中通过的电缆41。电缆41可被提供在位于附接部分12的外壳17中的摄像机设备和基座部分14之间。通过限制球11的旋转运动，电缆41的旋转也受到限制，从而降低了因扭曲损坏甚至折断电缆41的风险。

返回图2，槽20被提供为从球11面向外部。因而槽20未被提供在球11的内表面上。

在该实施例中，由于槽20几乎围绕球延伸，槽20基本围绕球11布置。而且，槽20基本沿中纬线布置，使得间隙21被提供在槽20的端部之间。

球11不需要具有严格的球形，而是可替代地如图2中那样在一端被切去。球接头设计中已知的球11的其它形式也是可行的。

图3是球窝13的更详细的例示。球窝13包括用于接收球11以形成球接头10的腔31。本实施例中的球窝13由相连接的第一部件32和第二部件33组成。

球窝13被提供有凹部30。凹部30位于球窝13的内表面处。具体地，凹部30面向内并朝向腔31。凹部30被定位为使得当球11位于球窝13中时，球11的倾斜轴线延伸通过凹部30。

图4中例示球接头10的构造细节。球11被布置在球窝13中，更具体地说是在球窝13的腔31中。联接元件40被布置在球11和球窝13之间。联接元件40的一部分位于槽20中，并且联接元件40的另一部分位于凹部30中。联接元件40被形成为包括具有较小横截面的第一部分和具有较大横截面的第二部分的销元件。第一部分(可选地为部分地)位于槽20中。第二部分(可选地为部分地)位于凹部30中。

联接元件40能够在槽20中和凹部30中移动。换句话说，当球11被移动时，联接元件40可在槽20内和凹部30内移动。凹部30被布置为使得联接元件40能够在凹部30的平面中自由地移动。具体地说，凹部30被布置为比联接元件40位于其中的部分大。自由地移动表示联接元件40可以在没有沿特定方向的引导的情况下在凹部30内，即沿着凹部30的平面移动。相反，槽20被布置为以便于为联接元件40位于其中的部分提供引导的移动。

凹部30和槽20与位于其中的联接元件40的组合布置使球11能够通过旋转运动从第一端部位置移动至第二端部位置。由于防止了球11的无终止的旋转运动，从而提供了以上提到的旋转止动件。

注意，球接头10的部件不需要根据图4的箭头和指示组装。特别是对于图4中例示的实施例，当球窝13的部件32、33被连接时，球11不能直接插入腔31中。球接头10替代地通过围绕球11布置和连接第一部件32和第二部件33来组装，并且联接元件40被布置为使得其相应部分在槽20和凹部30中。

球接头10被构造为用于提供在至少选择的倾斜范围内的同时的旋转运动和倾斜运动。在该实施例中，倾斜范围为至少0-90度，其中球11在球窝13中的0度位置在图1a中例示，并且球11在球窝13中的90度位置在图1b中例示。图5a-图5c例示当从0度(图5a)的倾斜轴线处的第一端部位置开始向90度(图5c)的倾斜轴线处的第二端部位置同时旋转和倾斜时球11在球窝13中的三个位置。图5b例示在大约45度的倾斜轴线处和180度的旋转的中间位置。

球接头10的构造允许球11(并且因此相关联的附接部分12)的略多于360度(即略多于围绕球11的一转)的旋转运动。至少360度的旋转范围对于使附接部分12(并且因此本实施例中的摄像机设备)能够被旋转至任何位置同时仍提供旋转止动件有利。球接头10的布置也为球11能够至少在选择的范围(本实施例中为0-90度)内以任何倾斜角度旋转创造条件。这些组合功能通过凹部30被布置为如上所述使得联接元件40能够在凹部30的平面中自由移动而提供。

现将参考图6详细说明槽20、凹部30以及联接元件40的设计。联接元件40的较大横截面被表示为D，并且联接元件40的较小横截面被表示为d。联接元件40已到达槽20的一个端部。如果球11的旋转运动仅由槽20限定，则由于槽端部之间的间隙，球11将不能移动360度。由该间隙在槽端部之间提供的距离由b表示。然而，凹部30的布置比横截面D大，使得联接元件40能够在凹部30内移动由a表示的距离。通过距离a等于(如在本示例中)或大于距离b，球11能够旋转剩余角度，达到或超过360度的旋转，即完整一转或更多。

通过凹部30被布置为使得联接元件40能够在凹部30的平面中自由移动(因而不仅沿一个方向移动)，根据凹部30的形式，在多个倾斜角度下允许球的旋转运动。在该实施例中，其中凹部30为直径大于圆形横截面D的直径的圆形，任何倾斜角度下均允许球11的旋转运动。

为实现在选择的倾斜范围内的任何倾斜角度下的至少360度的旋转运动，凹部的形状应被选择为便于允许联接元件30在所选择的倾斜范围的所有倾斜角度下横过凹部对应于槽20的端部之间的间隙的至少最小距离的运动。

如从以上可以理解的，联接元件40、槽20和凹部30的布置和设计彼此依赖，并且被选择为便于实现球11在球窝13内的运动的期望功能，即允许球11在选择的倾斜范围内同时旋转和倾斜运动。根据选择的倾斜范围，凹部30可具有不同的最小需求。例如，对于0-90度的选择倾斜范围，凹部30可被成形为四分之三圆。然而，对于诸如减轻制造工艺的其它原因，可仍优选完整的圆。

现将参考图7-图8c公开球接头的第二实施例。

将公开实质不同于以上第一实施例的球接头的构造细节。其它构造细节可类似于第一实施例中对应的构造细节。

球接头包括在图7中例示的球71。球71被提供有槽70。类似于第一实施例的球接头，提供了臂73和盘构件72。球71形成附接部分的一部分。

槽70被螺旋地布置。槽70基本围绕球71布置。槽70围绕球71延伸略多于一转。从而提供球71比一转多一点(即略多于360度)的旋转运动。

图8a-图8c中例示球71(并因此相关联的附接部分)相对于基座部分74在第一端部位置和第二端部位置之间的运动。图8a-图8c例示当从0度(图8a)的倾斜轴线处的第一端部位置开始向90度(图8c)的倾斜轴线处的第二端部位置同时旋转和倾斜时球71在球窝75中的三个位置。图8b例示大约45度的倾斜轴线处和180度的旋转的中间位置。

球窝75被提供有凹部80和联接元件90。如第一实施例中一样，凹部80大于联接元件90位于其中的部分，使得联接元件90能够在凹部80的平面中自由移动。在该第二实施例中，凹部80的该形状提供球71在球窝75中旋转的可能性，从而由槽70引导联接元件90而不迫使球71侧向倾斜。侧向倾斜表示沿横向于图8b中指示的主倾斜方向的方向倾斜。

因此，除了多于360度的旋转运动，根据第二实施例的球接头提供相对于球窝75调节球71时的增加的自由度。大于联接元件90位于其中的部分的凹部80的形状也能够实现球71在选择的倾斜范围内的在球窝75中的旋转运动。如以上公开的，凹部80的有利的圆形设计提供任何倾斜角度的同时的旋转运动和倾斜运动。

联接元件40、90可由钢制成。系统的其它部件，诸如球11、71和球窝13、75的部件可由铝制成。

注意，以上例示的球接头可以以相反的方式构造，其中附接部分(第一部分)包括球窝，并且基座部分(第二部分)包括球。

本领域的技术人员了解，本发明绝不限于以上描述的优选实施例。相反，在随附权利要求范围内的许多修改和变体是可能的。例如，提供球中的槽、球窝的内表面中的凹部和联接元件的组合布置以实现球相对于球窝的同时旋转和倾斜运动的构思可被应用于各种其它常规设计的球接头。球接头可被应用在希望提供以上公开的球接头的有利效果的各种应用中。

Claims (12)

1.一种球接头，包括：

与附接部分相关联并被提供有具有端部的槽的球，其中所述槽基本沿中纬线延伸且围绕所述球基本一圈；

形成在基座部分中并被提供有凹部的球窝；以及

联接元件；

其中所述球接头被布置为将所述附接部分联接至所述基座部分，使得所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜，并使得所述附接部分能相对于所述基座部分旋转；

其中所述球和所述联接元件被布置在所述球窝中，使得所述联接元件的第一部分位于所述槽中，所述联接元件的第二部分位于所述凹部中，从而限制所述球的运动；

其中所述凹部和所述槽被布置为使得所述联接元件的所述第二部分被允许在所述凹部中移动；

其中所述槽、所述凹部和所述联接元件的组合布置允许所述球通过至少360度的旋转运动从第一端部位置移动到第二端部位置；并且

其中所述凹部比所述联接元件位于其中的所述第二部分大，使得所述联接元件被允许在所述凹部的平面中自由移动。

2.根据权利要求1所述的球接头，其中所述槽沿中纬线布置，使得间隙被提供在所述槽的端部之间，并且其中所述凹部被布置为允许所述联接元件位于其中的所述第二部分移动对应于所述间隙的距离。

3.根据权利要求1所述的球接头，其中所述凹部被布置为使得所述球的倾斜轴线延伸通过所述凹部。

4.根据权利要求1所述的球接头，其中所述槽螺旋地布置。

5.根据权利要求1所述的球接头，其中所述凹部是圆形的。

6.根据权利要求1所述的球接头，其中所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜至少90度。

7.根据权利要求1所述的球接头，其中所述联接元件由钢制成。

8.根据权利要求1所述的球接头，其中所述附接部分为监控摄像机设备、照明设备或者扬声器设备的一部分。

9.根据权利要求4所述的球接头，其中所述槽至少围绕所述球布置。

10.根据权利要求5所述的球接头，其中所述圆形凹部被布置为使得所述球的倾斜轴线延伸通过所述凹部的中心。

11.一种系统，包括附接部分和基座部分，所述附接部分和所述基座部分由球接头联接，使得所述附接部分能相对于所述基座部分倾斜，并使得所述附接部分能相对于所述基座部分旋转，其中所述球接头根据权利要求1布置。

12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括具有所述附接部分的监控摄像机设备。