CN110220084B - 一种三维万向关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维万向关节，包括第一壳体、第二壳体、第一驱动杆和第二驱动杆；所述第一壳体同轴连接在第二壳体的左端并可绕第二壳体的轴线方向转动；所述第一驱动杆可摆动地安装在第一壳体的左端；所述第二驱动杆可摆动地安装在第二壳体的右端。本万向关节可以实现三个自由度的转动，在调节各连接杆之间的相对角度时，第一驱动杆和第二驱动杆的相对角度可调节范围更大，可实现360度无死角转动，可以让使用者更方便，快速地调节物体到达适合观察的位置。

Description

一种三维万向关节

技术领域

本发明涉及万向关节结构技术领域，尤其涉及一种万向关节。

背景技术

万向关节在生活中应用广泛，可用于手机或平板等物体的支撑固定，通过调整万向关节各连接杆之间的相对角度，可实现变角度传递动力，使物体处于便于人们观察的位置。目前，有的万向关节包括两个或三个连接杆，各连接杆之间可以相互转动，但在使用时，仍然不便于调节各连接杆之间的目标角度，不能快速调整物体至适合人们观察的位置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种万向关节，其能方便调节各连接杆之间的相对角度，快速调整物体至适合人们观察的位置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种三维万向关节，包括第一壳体、第二壳体、第一驱动杆和第二驱动杆；所述第一壳体同轴连接在第二壳体的左端并可绕第二壳体的轴线方向转动；所述第一驱动杆可摆动地安装在第一壳体的左端；所述第二驱动杆可摆动地安装在第二壳体的右端。

作为上述技术方案的改进，所述第一驱动杆可绕自身轴线方向转动，所述第二驱动杆可绕自身轴线方向转动。

作为上述技术方案的改进，所述第一驱动杆和第二驱动杆分别通过齿轮副连接第一壳体和第二壳体，所述第一壳体通过齿轮副连接第二壳体；所述第一壳体和第二壳体均包括上壳体和下壳体，所述第一壳体和第二壳体上均设置有用于调节上壳体和下壳体之间张紧力的张力调节装置。

作为上述技术方案的改进，所述上壳体和下壳体相抵接，所述上壳体的内腔设置有定位柱，所述下壳体内腔设置有与定位柱定位配合的定位座。

作为上述技术方案的改进，所述张力调节装置包括螺栓和弹簧，所述上壳体具有通孔，所述螺栓的杆部穿过通孔和弹簧的内圈并连接下壳体，所述弹簧夹设在上壳体和螺栓的头部之间，所述螺栓的头部还可将上壳体锁紧在下壳体上。

作为上述技术方案的改进，所述张力调节装置还包括卡扣，所述卡扣套设在螺栓的杆部外，所述卡扣由上至下依次包括帽部、筒部和卡扣脚；所述帽部位于螺栓的头部的下方，所述帽部伸出通孔外且其外径大于通孔的内径；所述筒部安装在通孔内，所述上壳体在通孔的下端设置有止挡块，所述弹簧设置在筒部内，其上端抵压在筒部的顶端，其下端抵压在止挡块上；所述卡扣脚扣合在下壳体上。

作为上述技术方案的改进，所述第一驱动杆和第二驱动杆上均设置有第一齿轮，所述第一齿轮的上方和下方均设置有连接盘，所述连接盘的靠近第一齿轮的端面开设有第一弧形槽，所述第一弧形槽内设置有多个可与第一齿轮相啮合的轮齿，所述连接盘的远离第一齿轮的端面设置有第一端面齿盘，所述上壳体和下壳体均设有可与第一端面齿盘相啮合的第二端面齿盘。

作为上述技术方案的改进，所述第一壳体和第二壳体通过齿轮轴连接，所述齿轮轴的左端和右端均设置有第二齿轮，所述上壳体和下壳体均设置有第二弧形槽，所述第二弧形槽在第二齿轮的上方或下方处设置有多个可与第二齿轮相啮合的轮齿。

本发明的有益效果有：

本万向关节包括第一壳体、第二壳体、第一驱动杆和第二驱动杆，其中第一壳体可绕第二壳体的轴线方向转动，第一驱动杆可绕第一壳体的左端摆动，第二驱动杆可绕第二壳体的右端摆动。本万向关节可以实现三个自由度的转动，在调节各连接杆之间的相对角度时，第一驱动杆和第二驱动杆的相对角度可调节范围更大，可实现360度无死角转动，让使用者更方便，快速地调节物体到达适合观察的位置。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的爆炸图；

图3是本发明实施例中上壳体的结构示意图；

图4是本发明实施例中下壳体的结构示意图；

图5是本发明实施例中张力调节装置的装配示意图；

图6是本发明实施例中卡扣的结构示意图；

图7是本发明实施例中连接盘的俯视图；

图8是本发明实施例中图7的仰视图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明实施例提供了一种三维万向关节，包括第一壳体1、第二壳体2、第一驱动杆3和第二驱动杆4；第一壳体1可绕第二壳体2的轴线方向转动，第一驱动杆3可绕自身轴线方向转动并可绕第一壳体1的左端摆动，第二驱动杆4可绕自身轴线方向转动并可绕第二壳体2的右端摆动。在调节各连接杆之间的相对角度时，本万向关节可以实现五轴传动，第一驱动杆3和第二驱动杆4的相对角度可调节范围更大，可实现360度无死角转动，让使用者更方便，快速地调节物体到达适合观察的位置。

参见图2、图3和图4，所述第一壳体1和第二壳体2均包括上壳体5和下壳体6，所述上壳体5和下壳体6相抵接，所述上壳体5的内腔设置有定位柱51，所述下壳体6的内腔设置有与定位柱51定位配合的定位座61，所述定位柱51插在定位座61内，使上壳体5和下壳体6的定位更为准确。

参见图2、图3、图4、图7和图8，所述第一驱动杆3和第二驱动杆4分别通过齿轮副连接第一壳体1和第二壳体2，所述第一驱动杆3和第二驱动杆4上均设置有第一齿轮10，所述第一齿轮10的上方和下方均设置有连接盘11。参见图7和图8，所述连接盘11的靠近第一齿轮10的端面开设有第一弧形槽111，所述第一弧形槽111内设置有多个可与第一齿轮10相啮合的轮齿，第一驱动杆3和第二驱动杆4均通过第一齿轮10和第一弧形槽111之间的啮合传动实现绕自身轴线方向的转动。所述连接盘11的远离第一齿轮10的端面设置有第一端面齿盘112，参见图3和图4，所述上壳体5和下壳体6均设有可与第一端面齿盘112相啮合的第二端面齿盘12。第一驱动杆3通过第一端面齿盘112和第二端面齿盘12之间的啮合传动实现绕第一壳体1的左端进行摆动，第二驱动杆4通过第一端面齿盘112和第二端面齿盘12之间的啮合传动实现绕第二壳体2的右端进行摆动。

参见图2和图3，所述第一壳体1和第二壳体2通过齿轮轴13连接，所述齿轮轴13的左端和右端均设置有第二齿轮131，所述上壳体5和下壳体6均设置有第二弧形槽14，所述第二弧形槽14在第二齿轮131的上方或下方处设置有多个可与第二齿轮131相啮合的轮齿，第一壳体1和第二壳体2通过第二弧形槽14和第二齿轮131之间的啮合传动实现第一壳体1绕第二壳体2的轴线方向转动。

参见图5和图6，所述第一壳体1和第二壳体2上均设置有用于调节上壳体5和下壳体6之间张紧力的张力调节装置。所述张力调节装置包括螺栓7、弹簧8和卡扣9，所述螺栓7的杆部穿过上壳体5的通孔52和弹簧8的内圈并连接下壳体6，所述卡扣9套设在螺栓7的杆部外，参见图6，所述卡扣9由上至下依次包括帽部91、筒部92和卡扣脚93；所述帽部91位于螺栓7的头部的下方，所述帽部91伸出通孔52外且其外径大于通孔52的内径，当需要固定第一壳体1、第二壳体2、第一驱动杆3或第二驱动杆4的位置时，帽部91可以抵接在上壳体5的外表面上，不会掉入通孔52中；所述筒部92安装在通孔52内，所述上壳体5在通孔52的下端设置有止挡块53，所述弹簧8设置在筒部92内，弹簧8的上端抵压在筒部92的顶端，其下端抵压在止挡块53上；卡扣脚93扣合住下壳体6，当螺栓7不慎脱落时，可以防止上壳体5和下壳体6分离散开。

当转动第一驱动杆3、第二驱动杆4、第一壳体1或者第二壳体2时，齿轮副中轮齿相互挤压，上壳体5和下壳体6之间产生向外的张力，上壳体5和下壳体6之间产生的小空隙有利于实现转动。转动结束后，弹簧的张力使得上壳体5继续抵压在下壳体6上，可随时固定住第一驱动杆3和第二驱动杆4，能随时调整物体位置并随时将物体固定在合适的位置，方便使用者操作，使用手感良好。当帽部91抵压在上壳体5的外表面时，可以将上壳体5和下壳体6锁紧在一起，在特定场合使用时，可将第一驱动杆3固定住，只调节第二驱动杆4，使物体到达指定位置。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在发明实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种三维万向关节，其特征在于：包括第一壳体（1）、第二壳体（2）、第一驱动杆（3）和第二驱动杆（4）；所述第一壳体（1）同轴连接在第二壳体（2）的左端并可绕第二壳体（2）的轴线方向转动；所述第一驱动杆（3）可摆动地安装在第一壳体（1）的左端；所述第二驱动杆（4）可摆动地安装在第二壳体（2）的右端，所述第一驱动杆（3）和第二驱动杆（4）分别通过齿轮副连接第一壳体（1）和第二壳体（2），所述第一壳体（1）通过齿轮副连接第二壳体（2）；所述第一壳体（1）和第二壳体（2）均包括上壳体（5）和下壳体（6），所述第一壳体（1）和第二壳体（2）上均设置有用于调节上壳体（5）和下壳体（6）之间张紧力的张力调节装置，所述张力调节装置包括螺栓（7）和弹簧（8），所述上壳体（5）具有通孔（52），所述螺栓（7）的杆部穿过通孔（52）和弹簧（8）的内圈并连接下壳体（6），所述弹簧（8）夹设在上壳体（5）和螺栓（7）的头部之间，所述螺栓（7）的头部还可将上壳体（5）锁紧在下壳体（6）上，所述张力调节装置还包括卡扣（9），所述卡扣（9）套设在螺栓（7）的杆部外，所述卡扣（9）由上至下依次包括帽部（91）、筒部（92）和卡扣脚（93）；所述帽部（91）位于螺栓（7）的头部的下方，所述帽部（91）伸出通孔（52）外且其外径大于通孔（52）的内径；所述筒部（92）安装在通孔（52）内，所述上壳体（5）在通孔（52）的下端设置有止挡块（53），所述弹簧（8）设置在筒部（92）内，其上端抵压在筒部（92）的顶端，其下端抵压在止挡块（53）上；所述卡扣脚（93）扣合在下壳体（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种三维万向关节，其特征在于：所述第一驱动杆（3）可绕自身轴线方向转动，所述第二驱动杆（4）可绕自身轴线方向转动。

3.根据权利要求1所述的一种三维万向关节，其特征在于：所述上壳体（5）和下壳体（6）相抵接，所述上壳体（5）的内腔设置有定位柱（51），所述下壳体（6）内腔设置有与定位柱（51）定位配合的定位座（61）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种三维万向关节，其特征在于：所述第一驱动杆（3）和第二驱动杆（4）上均设置有第一齿轮（10），所述第一齿轮（10）的上方和下方均设置有连接盘（11），所述连接盘（11）的靠近第一齿轮（10）的端面开设有第一弧形槽（111），所述第一弧形槽（111）内设置有多个可与第一齿轮（10）相啮合的轮齿，所述连接盘（11）的远离第一齿轮（10）的端面设置有第一端面齿盘（112），所述上壳体（5）和下壳体（6）均设有可与第一端面齿盘（112）相啮合的第二端面齿盘（12）。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种三维万向关节，其特征在于：所述第一壳体（1）和第二壳体（2）通过齿轮轴（13）连接，所述齿轮轴（13）的左端和右端均设置有第二齿轮（131），所述上壳体（5）和下壳体（6）均设置有第二弧形槽（14），所述第二弧形槽（14）在第二齿轮（131）的上方或下方处设置有多个可与第二齿轮（131）相啮合的轮齿。