CN111706607B - 气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承 - Google Patents
气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，属于关节轴承技术领域，包括关节支撑组件、固定磁力组件、动态磁力组件，所述关节支撑组件位于本装置最外侧，所述关节支撑组件内设置有固定磁力组件，所述固定磁力组件侧方设置有动态磁力组件，本发明科学合理，使用安全方便，本装置利用滑动磁铁对固定磁铁产生排斥推力，使固定磁铁带动关节轴承内圈无法进一步进行更大幅度的摆动，当关节轴承使用环境复杂时，安装在轴承固定槽内的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，既避免了传动杆对外界物体的误磕碰状况，还能够防止轴承固定槽内部传动杆对关节轴承外圈产生磕碰，使关节轴承不易损坏。
Description
技术领域
本发明涉及关节轴承技术领域，具体是气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承。
背景技术
关节轴承是一种球面滑动轴承，滑动接触表面是一个内球面和一个外球面，运动时可以任意角度旋转摆动，关节轴承广泛应用于机械领域，关节轴承使用环境复杂时，固定在关节轴承内圈的的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，现有关节轴承不能对内圈摆动幅度进行限制，不能够达到避免传动杆对外界物体的误磕碰状况，也不能够防止传动杆对轴承外圈造成磕碰，使关节轴承在无限位机械辅助的使用状态下易于损坏，所以人们需要气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，包括关节支撑组件、固定磁力组件、动态磁力组件、滑动组件、气压调节组件，所述关节支撑组件位于本装置最外侧，起到支撑其他部件的作用，所述关节支撑组件内设置有固定磁力组件，所述固定磁力组件起到控制本装置内外轴扭转程度的作用，所述固定磁力组件侧方设置有动态磁力组件，所述动态磁力组件起到配合固定磁力组件控制本装置内外轴扭转程度的作用，所述动态磁力组件侧方设置有滑动组件，所述滑动组件起到对动态磁力组件进行位置调节的作用，所述滑动组件侧方设置有气压调节组件，所述气压调节组件起到控制滑动组件位移的作用。
所述关节支撑组件包括关节轴承外圈、关节轴承球面槽、关节轴承内圈、轴承固定槽，所述关节轴承外圈位于本装置最外侧，所述关节轴承外圈中央开设有关节轴承球面槽，所述关节轴承球面槽内嵌入安装有关节轴承内圈，所述关节轴承内圈中央开设有轴承固定槽，将关节轴承外圈与外界关节轴承固定装置连接固定，关节轴承内圈在关节轴承球面槽内部转动实现关节轴承的基础作用，通过轴承固定槽与外界传动轴连接固定。
所述固定磁力组件包括固定磁力槽、固定磁铁，所述关节轴承内圈侧边开设有固定磁力槽，所述固定磁力槽内固定安装有固定磁铁，固定磁铁跟随关节轴承内圈转动，当固定磁铁转动至靠近滑动磁铁区域时，在同磁极相斥的作用下，滑动磁铁会对固定磁铁产生排斥推力，使固定磁铁带动关节轴承内圈无法进一步进行更大幅度的摆动，对关节轴承内圈摆动范围的有效固定可使关节轴承具有更高的安全性与环境适应性，当关节轴承使用环境复杂时，安装在轴承固定槽内的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，对关节轴承内圈摆动幅度进行限制，使关节轴承内圈只能在工作需要范围内进行转动，既避免了传动杆对外界物体的误磕碰状况，还能够防止轴承固定槽内部传动杆对关节轴承外圈产生磕碰，使关节轴承不易损坏。
所述动态磁力组件包括滑动槽、张力弹簧、滑动磁铁，所述关节轴承外圈内部开设有滑动槽，所述滑动槽开设在靠近关节轴承球面槽处，所述滑动槽与张力弹簧一端固定连接，所述张力弹簧另一端固定安装有滑动磁铁，所述滑动组件包括框状杆活动槽、滚轮滚动槽、框状杆、滚轮，所述滑动槽侧方开设有框状杆活动槽，所述框状杆活动槽远离滑动槽一端开设有滚轮滚动槽，所述框状杆活动槽有若干个，相邻的两个所述框状杆活动槽内共同安装有框状杆，所述框状杆一端与滑动磁铁连接固定，所述框状杆远离滑动磁铁一端位于滚轮滚动槽内，所述框状杆靠近滚轮滚动槽一端转动安装有滚轮，相邻的两个框状杆活动槽之间会形成一块滑动板，滑动板为关节轴承外圈的一部分，所述滚轮能够在滑动板上滑动，所述气压调节组件包括折叠密封褶筒、拉力弹簧、充气孔、单向橡胶阀片，所述滑动磁铁远离张力弹簧一端固定安装有折叠密封褶筒，所述滑动磁铁远离张力弹簧一端固定安装有拉力弹簧，所述拉力弹簧位于折叠密封褶筒内侧，所述折叠密封褶筒远离滑动磁铁一端与滑动槽侧壁固定连接，所述拉力弹簧远离滑动磁铁一端与滑动磁铁侧壁固定连接，所述滑动槽靠近拉力弹簧一端固定连通有充气孔，所述充气孔开设在关节轴承外圈内，所述充气孔远离滑动槽一端与关节轴承外圈外侧壁连接，所述充气孔内固定安装有单向橡胶阀片，利用外界充气管插入充气孔并顶开单向橡胶阀片，对折叠密封褶筒内部空间进行充气，随着折叠密封褶筒内部气压升高，滑动磁铁会被向张力弹簧方向顶动，这个过程中张力弹簧被压缩，拉力弹簧受到拉伸，可通过向折叠密封褶筒内充入不同空气量的方式使每个滑动磁铁位置都不同，使得关节轴承内圈向不同方向摆动受到的阻力位置不同，进而实现了对传动轴进行不同方向不规则限位的效果，使传动轴在复杂工作环境下能够根据周围物体位置进行不同方向限位程度的调节，滑动磁铁利用侧方的滚轮进行滚动摩擦移动，使滑动磁铁在移动过程中阻力小，本装置可利用管件顶开单向橡胶阀片将折叠密封褶筒内部空气放出，使滑动磁铁在张力弹簧与拉力弹簧的弹力下向充气孔方向移动，实现了滑动磁铁的双向调节。
所述固定磁铁有若干块，若干块固定磁铁将固定磁力槽填满，填满使关节轴承内圈表面光滑，利于轴承的低摩擦使用。
所述固定磁铁远离轴承固定槽一端为N极，便于受滑动磁铁的斥力对关节轴承内圈进行有效限位。
所述滑动磁铁靠近关节轴承球面槽一端为N极，便于对关节轴承内圈进行有效排斥限位。
所述滚轮滚动槽高度大于滚轮直径，使滚轮有足够的活动空间，避免滚轮卡住现象的出现。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本装置利用滑动磁铁对固定磁铁产生排斥推力，使固定磁铁带动关节轴承内圈无法进一步进行更大幅度的摆动，对关节轴承内圈摆动范围的有效固定可使关节轴承具有更高的安全性与环境适应性，当关节轴承使用环境复杂时，安装在轴承固定槽内的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，对关节轴承内圈摆动幅度进行限制，使关节轴承内圈只能在工作需要范围内进行转动，既避免了传动杆对外界物体的误磕碰状况，还能够防止轴承固定槽内部传动杆对关节轴承外圈产生磕碰，使关节轴承不易损坏；
本装置利用外界充气管插入充气孔并顶开单向橡胶阀片，对折叠密封褶筒内部空间进行充气，利用气压顶动滑动磁铁移动，可通过向折叠密封褶筒内充入不同空气量的方式使每个滑动磁铁位置都不同，使得关节轴承内圈向不同方向摆动受到的阻力位置不同，进而实现了对传动轴进行不同方向不规则限位的效果，使传动轴在复杂工作环境下能够根据周围物体位置进行不同方向限位程度的调节。
附图说明
图1为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的左斜视结构示意图；
图2为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的侧视剖面结构示意图；
图3为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的关节轴承外圈侧视剖面结构示意图；
图4为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的关节轴承内圈侧视剖面结构示意图；
图5为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的图3中A区域放大结构示意图；
图6为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的图5中B区域放大结构示意图；
图7为本发明气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承的图4中C区域剖面结构示意图。
图中标号：101、关节轴承外圈；102、关节轴承球面槽；103、关节轴承内圈；104、轴承固定槽；201、固定磁力槽；202、固定磁铁；301、滑动槽；302、张力弹簧；303、滑动磁铁；401、框状杆活动槽；402、滚轮滚动槽；403、框状杆；404、滚轮；501、折叠密封褶筒；502、拉力弹簧；503、充气孔；504、单向橡胶阀片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1～7所示，气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，包括关节支撑组件、固定磁力组件、动态磁力组件、滑动组件、气压调节组件，关节支撑组件位于本装置最外侧，起到支撑其他部件的作用，关节支撑组件内设置有固定磁力组件，固定磁力组件起到控制本装置内外轴扭转程度的作用，固定磁力组件侧方设置有动态磁力组件，动态磁力组件起到配合固定磁力组件控制本装置内外轴扭转程度的作用，动态磁力组件侧方设置有滑动组件，滑动组件起到对动态磁力组件进行位置调节的作用，滑动组件侧方设置有气压调节组件，气压调节组件起到控制滑动组件位移的作用。
关节支撑组件包括关节轴承外圈101、关节轴承球面槽102、关节轴承内圈103、轴承固定槽104，关节轴承外圈101位于本装置最外侧，关节轴承外圈101中央开设有关节轴承球面槽102，关节轴承球面槽102内嵌入安装有关节轴承内圈103，关节轴承内圈103中央开设有轴承固定槽104，将关节轴承外圈101与外界关节轴承固定装置连接固定，关节轴承内圈103在关节轴承球面槽102内部转动实现关节轴承的基础作用，通过轴承固定槽104与外界传动轴连接固定。
固定磁力组件包括固定磁力槽201、固定磁铁202，关节轴承内圈103侧边开设有固定磁力槽201，固定磁力槽201内固定安装有固定磁铁202，固定磁铁202跟随关节轴承内圈103转动，当固定磁铁202转动至靠近滑动磁铁303区域时，在同磁极相斥的作用下，滑动磁铁303会对固定磁铁202产生排斥推力，使固定磁铁202带动关节轴承内圈103无法进一步进行更大幅度的摆动，对关节轴承内圈103摆动范围的有效固定可使关节轴承具有更高的安全性与环境适应性，当关节轴承使用环境复杂时，安装在轴承固定槽104内的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，对关节轴承内圈103摆动幅度进行限制，使关节轴承内圈103只能在工作需要范围内进行转动，既避免了传动杆对外界物体的误磕碰状况，还能够防止轴承固定槽104内部传动杆对关节轴承外圈101产生磕碰，使关节轴承不易损坏。
动态磁力组件包括滑动槽301、张力弹簧302、滑动磁铁303，关节轴承外圈101内部开设有滑动槽301，滑动槽301开设在靠近关节轴承球面槽102处，滑动槽301与张力弹簧302一端固定连接，张力弹簧302另一端固定安装有滑动磁铁303，滑动组件包括框状杆活动槽401、滚轮滚动槽402、框状杆403、滚轮404，滑动槽301侧方开设有框状杆活动槽401，框状杆活动槽401远离滑动槽301一端开设有滚轮滚动槽402，框状杆活动槽401有若干个，相邻的两个框状杆活动槽401内共同安装有框状杆403，框状杆403一端与滑动磁铁303连接固定，框状杆403远离滑动磁铁303一端位于滚轮滚动槽402内，框状杆403靠近滚轮滚动槽402一端转动安装有滚轮404，相邻的两个框状杆活动槽401之间会形成一块滑动板，滑动板为关节轴承外圈101的一部分，滚轮404能够在滑动板上滑动，气压调节组件包括折叠密封褶筒501、拉力弹簧502、充气孔503、单向橡胶阀片504，滑动磁铁303远离张力弹簧302一端固定安装有折叠密封褶筒501，滑动磁铁303远离张力弹簧302一端固定安装有拉力弹簧502，拉力弹簧502位于折叠密封褶筒501内侧，折叠密封褶筒501远离滑动磁铁303一端与滑动槽301侧壁固定连接，拉力弹簧502远离滑动磁铁303一端与滑动磁铁303侧壁固定连接，滑动槽301靠近拉力弹簧502一端固定连通有充气孔503，充气孔503开设在关节轴承外圈101内，充气孔503远离滑动槽301一端与关节轴承外圈101外侧壁连接，充气孔503内固定安装有单向橡胶阀片504，利用外界充气管插入充气孔503并顶开单向橡胶阀片504，对折叠密封褶筒501内部空间进行充气，随着折叠密封褶筒501内部气压升高，滑动磁铁303会被向张力弹簧302方向顶动，这个过程中张力弹簧302被压缩，拉力弹簧502受到拉伸，可通过向折叠密封褶筒501内充入不同空气量的方式使每个滑动磁铁303位置都不同，使得关节轴承内圈103向不同方向摆动受到的阻力位置不同，进而实现了对传动轴进行不同方向不规则限位的效果，使传动轴在复杂工作环境下能够根据周围物体位置进行不同方向限位程度的调节，滑动磁铁303利用侧方的滚轮404进行滚动摩擦移动，使滑动磁铁303在移动过程中阻力小，本装置可利用管件顶开单向橡胶阀片504将折叠密封褶筒501内部空气放出，使滑动磁铁303在张力弹簧302与拉力弹簧502的弹力下向充气孔503方向移动，实现了滑动磁铁303的双向调节。
固定磁铁202有若干块，若干块固定磁铁202将固定磁力槽201填满，填满使关节轴承内圈103表面光滑，利于轴承的低摩擦使用。
固定磁铁202远离轴承固定槽104一端为N极，便于受滑动磁铁303的斥力对关节轴承内圈103进行有效限位。
滑动磁铁303靠近关节轴承球面槽102一端为N极，便于对关节轴承内圈103进行有效排斥限位。
滚轮滚动槽402高度大于滚轮404直径，使滚轮404有足够的活动空间，避免滚轮404卡住现象的出现。
工作原理：
将关节轴承外圈101与外界关节轴承固定装置连接固定，关节轴承内圈103在关节轴承球面槽102内部转动实现关节轴承的基础作用，通过轴承固定槽104与外界传动轴连接固定；
固定磁铁202跟随关节轴承内圈103转动，当固定磁铁202转动至靠近滑动磁铁303区域时，在同磁极相斥的作用下，滑动磁铁303会对固定磁铁202产生排斥推力，使固定磁铁202带动关节轴承内圈103无法进一步进行更大幅度的摆动，对关节轴承内圈103摆动范围的有效固定可使关节轴承具有更高的安全性与环境适应性，当关节轴承使用环境复杂时，安装在轴承固定槽104内的传动杆两端容易与外界装置产生磕碰，操作不当时还会误伤操作人员，对关节轴承内圈103摆动幅度进行限制，使关节轴承内圈103只能在工作需要范围内进行转动，既避免了传动杆对外界物体的误磕碰状况，还能够防止轴承固定槽104内部传动杆对关节轴承外圈101产生磕碰，使关节轴承不易损坏；
利用外界充气管插入充气孔503并顶开单向橡胶阀片504，对折叠密封褶筒501内部空间进行充气，随着折叠密封褶筒501内部气压升高，滑动磁铁303会被向张力弹簧302方向顶动，这个过程中张力弹簧302被压缩，拉力弹簧502受到拉伸，可通过向折叠密封褶筒501内充入不同空气量的方式使每个滑动磁铁303位置都不同，使得关节轴承内圈103向不同方向摆动受到的阻力位置不同，进而实现了对传动轴进行不同方向不规则限位的效果，使传动轴在复杂工作环境下能够根据周围物体位置进行不同方向限位程度的调节；
滑动磁铁303利用侧方的滚轮404进行滚动摩擦移动，使滑动磁铁303在移动过程中阻力小，本装置可利用管件顶开单向橡胶阀片504将折叠密封褶筒501内部空气放出，使滑动磁铁303在张力弹簧302与拉力弹簧502的弹力下向充气孔503方向移动，实现了滑动磁铁303的双向调节。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：包括关节支撑组件、固定磁力组件、动态磁力组件、滑动组件、气压调节组件，所述关节支撑组件位于本装置最外侧，起到支撑其他部件的作用，所述关节支撑组件内设置有固定磁力组件，所述固定磁力组件起到控制本装置内外轴扭转程度的作用，所述固定磁力组件侧方设置有动态磁力组件，所述动态磁力组件起到配合固定磁力组件控制本装置内外轴扭转程度的作用，所述动态磁力组件侧方设置有滑动组件，所述滑动组件起到对动态磁力组件进行位置调节的作用，所述滑动组件侧方设置有气压调节组件，所述气压调节组件起到控制滑动组件位移的作用，所述固定磁力组件包括固定磁力槽(201)、固定磁铁(202)，关节轴承内圈(103)侧边开设有固定磁力槽(201)，所述固定磁力槽(201)内固定安装有固定磁铁(202)，所述动态磁力组件包括滑动槽(301)、张力弹簧(302)、滑动磁铁(303)，关节轴承外圈(101)内部开设有滑动槽(301)，所述滑动槽(301)开设在靠近关节轴承球面槽(102)处，所述滑动槽(301)与张力弹簧(302)一端固定连接，所述张力弹簧(302)另一端固定安装有滑动磁铁(303)，所述滑动组件包括框状杆活动槽(401)、滚轮滚动槽(402)、框状杆(403)、滚轮(404)，所述滑动槽(301)侧方开设有框状杆活动槽(401)，所述框状杆活动槽(401)远离滑动槽(301)一端开设有滚轮滚动槽(402)，所述框状杆活动槽(401)有若干个，相邻的两个所述框状杆活动槽(401)内共同安装有框状杆(403)，所述框状杆(403)一端与滑动磁铁(303)连接固定，所述框状杆(403)远离滑动磁铁(303)一端位于滚轮滚动槽(402)内，所述框状杆(403)靠近滚轮滚动槽(402)一端转动安装有滚轮(404)，相邻的两个框状杆活动槽(401)之间会形成一块滑动板，滑动板为关节轴承外圈(101)的一部分，所述滚轮(404)能够在滑动板上滑动，所述气压调节组件包括折叠密封褶筒(501)、拉力弹簧(502)、充气孔(503)、单向橡胶阀片(504)，所述滑动磁铁(303)远离张力弹簧(302)一端固定安装有折叠密封褶筒(501)，所述滑动磁铁(303)远离张力弹簧(302)一端固定安装有拉力弹簧(502)，所述拉力弹簧(502)位于折叠密封褶筒(501)内侧，所述折叠密封褶筒(501)远离滑动磁铁(303)一端与滑动槽(301)侧壁固定连接，所述拉力弹簧(502)远离滑动磁铁(303)一端与滑动磁铁(303)侧壁固定连接，所述滑动槽(301)靠近拉力弹簧(502)一端固定连通有充气孔(503)，所述充气孔(503)开设在关节轴承外圈(101)内，所述充气孔(503)远离滑动槽(301)一端与关节轴承外圈(101)外侧壁连接，所述充气孔(503)内固定安装有单向橡胶阀片(504)。
2.根据权利要求1所述的气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：所述关节支撑组件包括关节轴承外圈(101)、关节轴承球面槽(102)、关节轴承内圈(103)、轴承固定槽(104)，所述关节轴承外圈(101)位于本装置最外侧，所述关节轴承外圈(101)中央开设有关节轴承球面槽(102)，所述关节轴承球面槽(102)内嵌入安装有关节轴承内圈(103)，所述关节轴承内圈(103)中央开设有轴承固定槽(104)。
3.根据权利要求1所述的气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：所述固定磁铁(202)有若干块，若干块固定磁铁(202)将固定磁力槽(201)填满。
4.根据权利要求3所述的气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：所述固定磁铁(202)远离轴承固定槽(104)一端为N极。
5.根据权利要求1所述的气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：所述滑动磁铁(303)靠近关节轴承球面槽(102)一端为N极。
6.根据权利要求1所述的气压辅助耦合解耦的滑动关节磁力轴承，其特征在于：所述滚轮滚动槽(402)高度大于滚轮(404)直径。
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