CN107965222B - 一种大自由度万向铰链 - Google Patents

Abstract

本发明一种大自由度万向铰链，其中，包括定位壳体，所述定位壳体内定位设有凸耳旋转轴，所述凸耳旋转轴位于所述定位壳体外部的一端连接设有凸耳连接座；所述定位壳体包括：固定板、固定套筒，所述固定板固定设于所述固定套筒的端面所述固定板中心设有匹配于所述固定套筒的通孔，所述固定套筒的内壁中部设有一环形挡块，所述环形挡块的两端分别设有第一滚子轴承、第二滚子轴承，所述第一滚子轴承设于所述环形挡块远离所述固定板的一端。通过使用本发明一种大自由度万向铰链，有效地改善了连接铰链的结构，使其能够完成360°旋转，并且提升摆动角度，增大承载能力，且具有一定的牢固性，其结构简单，易于制造、安装。

Description

一种大自由度万向铰链

技术领域

本发明涉及连接部件技术领域，具体涉及一种大自由度万向铰链。

背景技术

众所周知，铰链又称合页是用来连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。铰链可由可移动的组件构成，或者由可折叠的材料构成。合页主要安装于门窗上,而铰链更多安装于橱柜上，按材质分类主要分为，不锈钢铰链和铁铰链；为让人们得到更好的享受又出现了液压铰链（又称阻尼铰链），其特点是在柜门关闭时带来缓冲功能，最大程度的减小了柜门关闭时与柜体碰撞发出的噪音，随着工业的发展铰链已经具有多种形式并且运用在工业机械中，主要为了分别实现摆动、旋转便于力的传递。现有的类型分为万向节、关节轴承，承受负荷、旋转或摆动角度都比较小;虎克铰结构外形体积比较笨重，同时生产成本较高，旋转或摆动角度也不是很理想。

发明内容

本申请提供一种大自由度万向铰链，用以解决现有技术中用于机械传动中的铰链结构不佳，导致摆动角度、旋转角度以及承载负荷不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种大自由度万向铰链，其中，包括定位壳体，所述定位壳体内定位设有凸耳旋转轴，所述凸耳旋转轴位于所述定位壳体外部的一端连接设有凸耳连接座；

所述定位壳体包括：固定板、固定套筒，所述固定板固定设于所述固定套筒的端面，所述固定板中心设有匹配于所述固定套筒的通孔，所述固定套筒的内壁中部设有一环形挡块，所述环形挡块的两端分别设有第一滚子轴承、第二滚子轴承，所述第一滚子轴承设于所述环形挡块远离所述固定板的一端；

所述凸耳旋转轴包括：凸耳连接块、隔板以及转轴，所述隔板设于所述第一滚子轴承背离所述环形挡块的一侧，所述隔板背离所述第一滚子轴承的一侧面设有所述凸耳连接块，所述隔板背离所述凸耳连接块一侧面中心垂直设有所述转轴；

所述转轴远离所述隔板的一端依次贯穿所述第一滚子轴承、所述环形挡块、所述第二滚子轴承，并且所述转轴探出所述第二滚子轴承的一端外侧套设有卡环。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述固定套筒远离所述固定板一端的开口内壁与所述隔板之间设有环形密封垫片。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述第一滚子轴承与所述第二滚子轴承均为圆锥滚子轴承。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述凸耳连接块与所述凸耳连接座之间设有连接销。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述通孔内设有端盖，所述端盖的外侧设有环形定位板，所述环形定位板与所述通孔之间为过盈配合。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述固定板沿所述固定套筒的外圈等距设有四个以上的定位孔。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述固定套筒的一侧壁内设有入油口。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述隔板面向所述第一滚子轴承的一侧面积大于所述第一滚子轴承的内孔横截面的面积。

上述的大自由度万向铰链，其中，所述凸耳连接块包括一个以上第一连接板，所述凸耳连接座包括二个以上第二连接板，所述第一连接板与所述第二连接板相间设置。

依据上述实施例的一种大自由度万向铰链，该方案具有以下的效果：

1、有效地改善了连接铰链的结构，使其能够完成360°旋转，并且提升摆动角度，增大承载能力，且具有一定的牢固性；

2、其结构简单，易于制造、安装。

附图说明

图1为一种大自由度万向铰链的主视图截面结构示意图；

图2为一种大自由度万向铰链的侧视图截面结构示意图；

图3为一种大自由度万向铰链的固定板另一种实施例的示意图；

图4为一种大自由度万向铰链的第一连接板与第二连接板结构变换的实施例示意图。

对应说明书附图内的附图标记参考如下：

定位壳体1、凸耳旋转轴2、凸耳连接座3、固定板4、固定套筒5、通孔6、环形挡块7、第一滚子轴承8、第二滚子轴承9、凸耳连接块10、隔板11、转轴12、卡环13、连接销14、端盖15、环形定位板16、入油口17、第一连接板18、第二连接板19、第三滚子轴承20、定位孔21、活塞22、环形密封垫片23。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1、2所示，在此图2为转轴12旋转90度后凸耳连接座3旋转后的视图。本发明一种大自由度万向铰链，其中，包括定位壳体1，定位壳体1内定位设有凸耳旋转轴2，凸耳旋转轴2位于定位壳体1外部的一端连接设有凸耳连接座3，进一步的，定位壳体1为固定部件，凸耳旋转轴2能够在定位壳体1内进行自转，位于定位壳体1外部的凸耳旋转轴2部分与凸耳连接座3连接，在此凸耳旋转轴2与凸耳连接座3之间进行旋转动力的传递。

定位壳体1包括：固定板4、固定套筒5，固定板4固定设于固定套筒5的端面，固定板4中心设有匹配于固定套筒5的通孔6，固定套筒5的内壁中部设有一环形挡块7，环形挡块7的两端分别设有第一滚子轴承8、第二滚子轴承9，第一滚子轴承8设于环形挡块7远离固定板4的一端；凸耳旋转轴2包括：凸耳连接块10、隔板11以及转轴12，隔板11设于第一滚子轴承8背离环形挡块7的一侧，隔板11背离第一滚子轴承8的一侧面设有凸耳连接块10，隔板11背 离凸耳连接块10一侧面中心垂直设有转轴12，进一步的，第一滚子轴承8与第二滚子轴承9 设于环形挡块7的两侧，再由转轴12插入第一滚子轴承8、环形挡块7、第二滚子轴承9，转轴 12能够利用第一滚子轴承8与第二滚子轴承9的特性在固定套筒5内能够进行自转。

转轴12远离隔板11的一端依次贯穿第一滚子轴承8、环形挡块7、第二滚子轴承9，并且转轴12探出第二滚子轴承9的一端外侧套设有卡环13，进一步的通过卡环13对转轴12的一端进行锁紧，防止凸耳连接块10在使用过程中脱出定位壳体1。

在本发明的具体实施例中，固定套筒5远离固定板4一端的开口内壁与隔板11之间设有环形密封垫片23，在此环形密封垫片23不仅能够将隔板11定位在固定套筒5开口的中心，并且还能够防止固定套筒5外侧的粉尘进入固定套筒5的腔体内，此外对固定套筒5内的润滑油具有防漏的效果。

在本发明的具体实施例中，第一滚子轴承8与第二滚子轴承9均为圆锥滚子轴承，进一步的，圆锥滚子轴承属于分离型轴承，轴承的内、外圈均具有锥形滚道，该类轴承按所装滚子的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承等不同的结构型式，单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷。当轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，所以当需要另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡，在此本发明中采用圆锥滚子轴承与角接触球轴承相比、承载能力大，极限转速低，并且圆锥滚子轴承能够承受一个方向的轴向载荷，能够限制转轴12或定位壳体1任意一个方向的轴向位移。

在本发明的具体实施例中，凸耳连接块10与凸耳连接座3之间设有连接销14，进一步的连接销14为旋转轴线，凸耳连接块10与凸耳连接座3均绕改旋转轴线旋转摆动。

在本发明的具体实施例中，通孔6内设有端盖15，端盖15的外侧设有环形定位板16，环形定位板16与通孔6之间为过盈配合，进一步的转轴12贯穿第一滚子轴承8、环形挡块7、第二滚子轴承9，并且在转轴12探出第二滚子轴承9的一端外侧套设有卡环13，完成卡环13的套设后将带有环形定位板16的端盖15嵌入通孔6内对固定套筒5的一端进行封闭防止粉尘进入固定套筒5内。

在本发明的具体实施例中，固定板4沿固定套筒5的外圈等距设有四个以上的定位孔21，如图1、3所示，进一步的图1中固定套筒5的端面设有固定板4，图2中固定套筒5的一侧设有固定板4，在此固定板4通过定位孔21内设置定位螺栓将定位壳体1整体进行固定，更进一步的四个以上的定位孔21能够使固定板4受力均匀增大受力的承载能力。

在本发明的具体实施例中，固定套筒5的一侧壁内设有入油口17，进一步的通过入油口17对固定套筒5内加入润滑油，在此入油口17内设有活塞22。

在本发明的具体实施例中，隔板11面向第一滚子轴承8的一侧面积大于第一滚子轴承8的内孔横截面的面积，进一步的当转轴12探出第二滚子轴承20的一端被卡环13固定后，其隔板11将第一滚子轴承8定位在环形挡块7的一侧。

在本发明的具体实施例中，如图1、4所示凸耳连接块10包括一个以上第一连接板18，凸耳连接座3包括二个以上第二连接板19，第一连接板18与第二连接板19相间设置，进一步的在本发明中第二连接板19的数量大于第一连接板18，第二连接板19的数量大于第一连接板18的数量，如图1所示第一连接板18的数量为一，第二连接板19的数量为二，两个第二连接板19将第一连接板18夹在中间通过连接销14贯穿连接，在此设第一连接板18的数量为N+1则第二连接板19的数量则为N+2，N为自然数，使得第一连接板18与第二连接板19相间设置；

更进一步的，如图4所示，本发明中的第二连接板19的数量小于第一连接板18，第一连接板18的数量为二，第二连接板19的数量为一，两个第一连接板18将第二连接板19夹在中间通过连接销14贯穿连接，在此第一连接板18的数量为N+2，则第二连接板19的数量为N+1，N为自然数，使得第二连接板19与第一连接板18相间设置。

以上两种实施例中连接销14仅贯穿第一连接板18与第二连接板19使第一连接板18 与第二连接板19连接，在第二种实施例中，连接销14与第一连接板18固定连接则第二连接板19与连接销14之间设有第三滚子轴承20；

在第二实施例中另一结构为，连接销14与第二连接板18固定连接则第一连接板19与连接销14之间设有第三滚子轴承20；

在第二种实施例中，第三滚子轴承20是针对于连接销14固定的结构而设置的，其效果需要在连接销14贯穿第一连接板18与第二连接板19后焊接实现相比第一种实施例为固定连接销14的结构其具有更好的牢固性但是不利于拆装。

综上所述，本发明一种大自由度万向铰链，有效地改善了连接铰链的结构，使其能够完成360°旋转，并且提升摆动角度，增大承载能力，且具有一定的牢固性，其结构简单，易于制造、安装。

以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种大自由度万向铰链，其特征在于，包括定位壳体，所述定位壳体内定位设有凸耳旋转轴，所述凸耳旋转轴位于所述定位壳体外部的一端连接设有凸耳连接座；

所述定位壳体包括：固定板、固定套筒，所述固定板固定设于所述固定套筒的端面所述固定板中心设有匹配于所述固定套筒的通孔，所述固定套筒的内壁中部设有一环形挡块，所述环形挡块的两端分别设有第一滚子轴承、第二滚子轴承，所述第一滚子轴承设于所述环形挡块远离所述固定板的一端；

所述凸耳旋转轴包括：凸耳连接块、隔板以及转轴，所述隔板设于所述第一滚子轴承背离所述环形挡块的一侧，所述隔板背离所述第一滚子轴承的一侧面设有所述凸耳连接块，所述隔板背离所述凸耳连接块一侧面中心垂直设有所述转轴；

所述转轴远离所述隔板的一端依次贯穿所述第一滚子轴承、所述环形挡块、所述第二滚子轴承，并且所述转轴探出所述第二滚子轴承的一端外侧套设有卡环。

2.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述固定套筒远离所述固定板一端的开口内壁与所述隔板之间设有环形密封垫片。

3.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述第一滚子轴承与所述第二滚子轴承均为圆锥滚子轴承。

4.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述凸耳连接块与所述凸耳连接座之间设有连接销。

5.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述通孔内设有端盖，所述端盖的外侧设有环形定位板，所述环形定位板与所述通孔之间为过盈配合。

6.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述固定板沿所述固定套筒的外圈等距设有四个以上的定位孔。

7.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述固定套筒的一侧壁内设有入油口。

8.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述隔板面向所述第一滚子轴承的一侧面积大于所述第一滚子轴承的内孔横截面的面积。

9.根据权利要求1所述的大自由度万向铰链，其特征在于，所述凸耳连接块包括一个以上第一连接板，所述凸耳连接座包括二个以上第二连接板，所述第一连接板与所述第二连接板相间设置。