CN111365361A - 一种活节装配体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活节装配体，包括球座和球头，所述球座包括球座本体，该球座本体上设有球头腔，该球头腔内设有与其适配的所述球头，所述球座本体上开设有条形缺口，所述条形缺口延伸出所述球头腔的开口，所述球头腔对应的所述球座本体外设有环抱锁定机构，该环抱锁定机构从外侧抱紧所述球头腔对应的所述球座本体时，所述条形缺口允许其两边的所述球座本体部分向内变形以顶压和锁定所述球头。本发明的有益效果：球座本体具有一定的变形能力，便于球头放入和随意调整球头到适当角度，然后通过环抱锁定机构将球头锁定，结构简单可靠。
Description
技术领域
本发明属于活动连接件技术领域，具体涉及一种活节装配体。
背景技术
万向节即万向接头，是一种实现空间内变角度连接的机构，类似于一种“关节”，常见的有十字万向节、球铰机构等，广泛适用于工业、交通、医疗等各个领域。一般情况下，万向节随与其连接的构件的运动而变化，实现自由变换角度的功能。但某些情形下，还需要具有锁定功能以固定角度，使得与其相连的构件的位置固定。使用十字万向节时，两个运动平面相垂直的十字万向节串连，或十字万向节的两端分别与相应的构件转动连接，从而实现空间内的角度变换。专利文件CN206527709U公开了一种可变角度安装辅助治具，包括驱动部、从动部和调节装置，其中驱动部和从动部之间通过十字万向节连接，调节装置用来锁定驱动部和从动部之间的角度。球铰机构通过球壳与球头的配合，实现空间内角度变换。专利文献CN105715667A公开了一种球铰快速锁紧装置，其球铰座上连接有套筒，套筒内设置压紧块和顶推装置，顶推装置推动压紧块顶压球头以实现锁紧。但上述装置存在结构复杂、角度锁定不稳固等问题，对于调节好万向节的角度后需要长时间稳定锁定的情形，上述结构不能满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、锁定牢固的活节装配体。其技术方案如下：
一种活节装配体，包括球座和球头，所述球座包括球座本体，该球座本体上设有球头腔，该球头腔内设有与其适配的所述球头，其关键在于，
所述球座本体上开设有条形缺口，所述条形缺口延伸出所述球头腔的开口；
所述球头腔对应的所述球座本体外设有环抱锁定机构，该环抱锁定机构从外侧抱紧所述球头腔对应的所述球座本体时，所述条形缺口允许其两边的所述球座本体部分向内变形以顶压和锁定所述球头。
采用以上设计，其优点在于球座本体具有一定的变形能力，便于球头放入和随意调整球头到适当角度，然后通过环抱锁定机构将球头锁定，结构简单可靠。
作为优选技术方案，上述球座包括基座和齿状部，所述基座上设有内凹的支撑球面，所有所述齿状部环绕所述支撑球面设置，所述齿状部的固定端分别与所述支撑球面的边缘相连，所述齿状部的自由端顺着所述支撑球面的朝向伸出，所述齿状部的内侧面为球形曲面；
相邻两个所述齿状部之间的间隙形成所述条形缺口；
所有所述齿状部与所述基座围成的空腔形成所述球头腔，所述支撑球面与所有所述球形曲面形成与所述球头配合的球头腔面，所有所述齿状部的自由端围成所述球头腔的开口。
采用以上设计，其优点在于基座对球头起支撑作用，齿状部的自由端具有向外或向内变形的能力，以与环抱锁定机构将球头解锁和锁定，且锁定状态时，球形曲面和支撑球面形成的球头腔面与球头完全适配。
作为优选技术方案，上述球头腔的开口缩口。
采用以上设计，防止解锁状态时球头滑出，对球头稳定包裹。
作为优选技术方案，上述球形曲面对应所述齿状部的自由端的边缘连接有倒角斜面。
采用以上设计，便于球头装入。
作为优选技术方案，上述齿状部的内侧面与所述球头的外球面之间设有顶压凸起；
所述顶压凸起固定设置在所述齿状部的内侧面，且所述球头的外球面被所述顶压凸起顶压时发生变形；
或所述顶压凸起固定设置在所述外球面，且所述齿状部的内侧面被所述顶压凸起顶压时发生变形。
采用以上设计，在锁定状态时，顶压凸起压入其正对的表面，进一步增强了球头与球座之间的摩擦力，防止球头转动，提高稳固度。
作为优选技术方案，上述顶压凸起呈柱状、圆锥状、圆台状或半球状。
采用以上设计，便于成型制造。
作为优选技术方案，上述顶压凸起包括两个半圆板，两个所述半圆板交叉设置且一体成型，所述半圆板的直径边与所述齿状部的内侧面或所述球头的外球面固定连接，两个所述半圆板的弧形边位于同一个半球球面上，两个所述半圆板之间的空隙形成让位凹陷。
采用以上设计，整体呈半球的造型较圆滑，在解锁状态时便于球头转动，而在锁定状态时，又压入接触面防止转动，设置让位凹陷，便于变形的球头或球座进入凹陷，从而增强顶压凸起与球头或球座之间的摩擦力。
作为优选技术方案，上述球头对应所述齿状部的外球面上一体成型有所述顶压凸起；
所述齿状部至少靠近其内侧面的部分的硬度小于所述顶压凸起的硬度，所述齿状部压向所述球头时，所述齿状部发生变形使得所述顶压凸起压入所述齿状部的内侧面。
采用以上设计，发生弹性变形时，球头与球座之间摩擦力大，锁定牢靠；解锁后，弹性变形恢复或部分恢复，当球头转动到另一角度时，顶压凸起转动到新的位置，可重新锁定。
作为优选技术方案，上述齿状部的内侧面设有所述顶压凸起，所述顶压凸起呈圆锥状；
所述球头至少靠近其外表面的部分的硬度小于所述顶压凸起的硬度，所述齿状部压向所述球头时，所述顶压凸起压入或刺入所述球头外表面。
采用以上设计，锁定时圆锥状的顶压凸起能进入球头外表面，稳固锁定。
作为优选技术方案，上述环抱锁定机构包括锁紧螺母，所有所述齿状部的外侧面位于同一圆柱面上且设有外螺纹，在所有所述齿状部的外侧面上套设有所述锁紧螺母；
所述基座上设有第一连接杆，该第一连接杆背向所述球头腔延伸，在所述第一连接杆的自由端开设有内螺孔；
所述球头上设有第二连接杆，该第二连接杆从所述球头腔的开口伸出。
采用以上设计，锁定结构简单，第一连接杆和第二连接杆便于万向节与构件连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：球座本体具有一定的变形能力，便于球头放入和随意调整球头到适当角度，然后通过环抱锁定机构将球头锁定，结构简单可靠。
附图说明
图1为实施例一的第一个视角的结构示意图；
图2为实施例一的第二个视角的结构示意图；
图3为实施例一的基座的结构示意图；
图4为实施例一的分解结构示意图；
图5为图4中m1部放大图；
图6为实施例一的剖面结构示意图；
图7为图6中m2部放大图；
图8为实施例二的分解结构示意图；
图9为实施例二的基座的结构示意图；
图10为实施例二的剖面结构示意图；
图11为图10中m3部放大图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1～4所示，一种活节装配体，包括球座1和球头2，所述球座1包括球座本体，该球座本体上设有球头腔3，该球头腔3内设有与其适配的所述球头2。所述球座本体上开设有条形缺口4，所述条形缺口4延伸出所述球头腔3的开口，所述球头腔3对应的所述球座本体外设有环抱锁定机构6，该环抱锁定机构6从外侧抱紧所述球头腔3对应的所述球座本体时，所述条形缺口4允许其两边的所述球座本体部分向内变形以顶压和锁定所述球头2。
设置所述条形缺口4的目的在于：所述条形缺口4的存在降低了其所在位置的球座本体的强度，并形成让位空间，使得其两边的球座本体在外侧受到向内的推力或内侧受到向外的推力时，具有发生一定程度内倾或外倾的活动度，本领域技术人员应该认识到，所述条形缺口4可以是开设在球头腔3内壁上的槽状，也可以是贯穿球头腔3的壁的缝隙。
如图3所示，具体地，所述球座1包括基座1a和齿状部1c，所述基座1a上设有内凹的支撑球面1b，所有所述齿状部1c环绕所述支撑球面1b设置，所述齿状部1c的固定端分别与所述支撑球面1b的边缘相连，所述齿状部1c的自由端顺着所述支撑球面的朝向伸出，所述齿状部1c的内侧面为球形曲面1d。相邻两个所述齿状部1c之间的间隙形成所述条形缺口4。
所有所述齿状部1c与所述基座1a围成的空腔形成所述球头腔3，所述支撑球面1b与所有所述球形曲面1d形成与所述球头2配合的球头腔面，所有所述齿状部1c的自由端围成所述球头腔3的开口。
为使球头2不易脱出，所述球头腔3的开口缩口。该缩口是所有所述球形曲面1d顺着所述球头2的表面延伸超过所述球头2的最大直径圆后形成的，也即，球头腔3的开口形成的圆的直径小于所述球头2的直径。如图3，虚线指示平行于球头腔3的开口且经过球头腔3的球心线的位置。
所述环抱锁定机构6包括锁紧螺母，所有所述齿状部1c的外侧面位于同一圆柱面上且设有外螺纹(图中未示出)，在所有所述齿状部1c的外侧面上套设有所述锁紧螺母。
所述基座1a上设有第一连接杆7，该第一连接杆7背向所述球头腔3延伸，在所述第一连接杆7的自由端开设有内螺孔7a。所述球头2上设有第二连接杆8，该第二连接杆8从所述球头腔3的开口伸出。所述第一连接杆7和第二连接杆8分别用于与两个构件相连。
所述球座1和球头2是这样装配的：
安装时，旋转所述锁紧螺母至所述齿状部1c的固定端，此时所述齿状部1c的自由端具有受力时发生一定程度外倾的活动度，将所述球头2从所述球头腔3的开口塞入其内。活节装配体与构件连接后，根据需要调整第二连接杆8至适当的角度，然后旋转所述锁紧螺母至所述齿状部1c的自由端，即将球头2锁紧，此时第一连接杆7与第二连接杆8之间的角度被锁定。需要改变角度时，再次旋转所述锁紧螺母至所述齿状部1c的固定端，使所述齿状部1c的自由端解除约束，调整球头2至第二连接杆8到期望角度，再次旋转所述锁紧螺母进行锁定。
所述球头2的外径可以略大于(如大10～20μm)所述球头腔3的内径，以使得锁定状态时球头2被牢固锁紧。
为便于球头2进入球头腔3，所述球形曲面1d对应所述齿状部1c的自由端的边缘连接有倒角斜面1e。
为进一步提高锁定状态时活节装配体的稳固度，所述齿状部1c的内侧面与所述球头2的外球面之间设有顶压凸起5。本实施例中，所述顶压凸起5固定设置在所述外球面，且所述齿状部1c的内侧面被所述顶压凸起5顶压时发生变形。所述顶压凸起5呈柱状、圆锥状、圆台状或半球状，所述顶压凸起5的表面为完整型面，表面也可以具有让位凹陷5a。
如图4和5所示，所述球头2对应所述齿状部1c的外球面上一体成型有所述顶压凸起5。所述顶压凸起5包括两个半圆板，两个所述半圆板交叉设置且一体成型，所述半圆板的直径边与所述齿状部1c的内侧面或所述球头2的外球面固定连接，两个所述半圆板的弧形边位于同一个半球球面上，两个所述半圆板之间的空隙形成所述让位凹陷5a。所述半圆板的弧形边处设有倒角。
所述齿状部1c至少靠近其内侧面的部分的硬度小于所述顶压凸起5的硬度，所述齿状部1c压向所述球头2时，所述齿状部1c发生弹性变形使得所述顶压凸起5压入所述齿状部1c的内侧面。例如，所述齿状部1c可以使用高分子材料，而球头2和顶压凸起5采用金属材料。
如图5，顶压凸起5的整体造型呈半球状，便于解锁状态时调节球头2使其在球头腔3内自由转动。表面设置让位凹陷5a，其目的在于当顶压凸起5压入齿状部1c时，齿状部1c发生变形从而部分被挤压进入让位凹陷5a，而半圆板被夹持在齿状部1c内表面的变形部之间，如图6和7所示意，从而更好地防止锁定状态时球头2发生转动，保持稳固度。所述半圆板的弧形边处设置倒角，进一步便于齿状部1c部分变形被挤压进入让位凹陷5a。
这种关节装配体可以两次或多次调节关节角度。
实施例二
与实施例一的不同之处在于，如图8和9，所述顶压凸起5固定设置在所述齿状部1c的内侧面，且所述球头2的外表面被所述顶压凸起5顶压时发生变形。本实施例中，所述齿状部1c的内侧面设有所述顶压凸起5，所述顶压凸起5呈圆锥状。所述球头2至少靠近其外表面的部分的硬度小于所述顶压凸起5的硬度，所述齿状部1c压向所述球头2时，所述顶压凸起5压入或刺入所述球头2外表面，如图10和11所示。
这种设计使得在锁定状态时，球座1对球头2的抱持效果更好，更稳定。进一步地，还可以在所述球头腔3的内腔面与所述球头2的外球面之间填充有压敏胶。该实施例的活节装配体在调整到恰当角度并锁定后，不再变换角度，适合一次性使用。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种活节装配体，包括球座(1)和球头(2)，所述球座(1)包括球座本体，该球座本体上设有球头腔(3)，该球头腔(3)内设有与其适配的所述球头(2)，其特征在于：
所述球座本体上开设有条形缺口(4)，所述条形缺口(4)延伸出所述球头腔(3)的开口；
所述球头腔(3)对应的所述球座本体外设有环抱锁定机构(6)，该环抱锁定机构(6)从外侧抱紧所述球头腔(3)对应的所述球座本体时，所述条形缺口(4)允许其两边的所述球座本体部分向内变形以顶压和锁定所述球头(2)。
2.根据权利要求1所述的一种活节装配体，其特征在于：所述球座(1)包括基座(1a)和齿状部(1c)，所述基座(1a)上设有内凹的支撑球面(1b)，所有所述齿状部(1c)环绕所述支撑球面(1b)设置，所述齿状部(1c)的固定端分别与所述支撑球面(1b)的边缘相连，所述齿状部(1c)的自由端顺着所述支撑球面的朝向伸出，所述齿状部(1c)的内侧面为球形曲面(1d)；
相邻两个所述齿状部(1c)之间的间隙形成所述条形缺口(4)；
所有所述齿状部(1c)与所述基座(1a)围成的空腔形成所述球头腔(3)，所述支撑球面(1b)与所有所述球形曲面(1d)形成与所述球头(2)配合的球头腔面，所有所述齿状部(1c)的自由端围成所述球头腔(3)的开口。
3.根据权利要求2所述的一种活节装配体，其特征在于：所述球头腔(3)的开口缩口。
4.根据权利要求3所述的一种活节装配体，其特征在于：所述球形曲面(1d)对应所述齿状部(1c)的自由端的边缘连接有倒角斜面(1e)。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的一种活节装配体，其特征在于：所述齿状部(1c)的内侧面与所述球头(2)的外球面之间设有顶压凸起(5)；
所述顶压凸起(5)固定设置在所述齿状部(1c)的内侧面，且所述球头(2)的外球面被所述顶压凸起(5)顶压时发生变形；
或所述顶压凸起(5)固定设置在所述外球面，且所述齿状部(1c)的内侧面被所述顶压凸起(5)顶压时发生变形。
6.根据权利要求5所述的一种活节装配体，其特征在于：所述顶压凸起(5)呈柱状、圆锥状、圆台状或半球状。
7.根据权利要求6所述的一种活节装配体，其特征在于：所述顶压凸起(5)包括两个半圆板，两个所述半圆板交叉设置且一体成型，所述半圆板的直径边与所述齿状部(1c)的内侧面或所述球头(2)的外球面固定连接，两个所述半圆板的弧形边位于同一个半球球面上，两个所述半圆板之间的空隙形成让位凹陷(5a)。
8.根据权利要求6所述的一种活节装配体，其特征在于：所述球头(2)对应所述齿状部(1c)的外球面上一体成型有所述顶压凸起(5)；
所述齿状部(1c)至少靠近其内侧面的部分的硬度小于所述顶压凸起(5)的硬度，所述齿状部(1c)压向所述球头(2)时，所述齿状部(1c)发生变形使得所述顶压凸起(5)压入所述齿状部(1c)的内侧面。
9.根据权利要求6所述的一种活节装配体，其特征在于：所述齿状部(1c)的内侧面设有所述顶压凸起(5)，所述顶压凸起(5)呈圆锥状；
所述球头(2)至少靠近其外表面的部分的硬度小于所述顶压凸起(5)的硬度，所述齿状部(1c)压向所述球头(2)时，所述顶压凸起(5)压入或刺入所述球头(2)外表面。
10.根据权利要求1～4任意一项所述的一种活节装配体，其特征在于：所述环抱锁定机构(6)包括锁紧螺母，所有所述齿状部(1c)的外侧面位于同一圆柱面上且设有外螺纹，在所有所述齿状部(1c)的外侧面上套设有所述锁紧螺母；
所述基座(1a)上设有第一连接杆(7)，该第一连接杆(7)背向所述球头腔(3)延伸，在所述第一连接杆(7)的自由端开设有内螺孔(7a)；
所述球头(2)上设有第二连接杆(8)，该第二连接杆(8)从所述球头腔(3)的开口伸出。
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