CN112088253B - 接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接头，特别是用于平行运动定位装置，所述接头具有至少三个旋转自由度，并包括刚性承载元件和以至少部分彼此重叠方式布置在承载元件上的至少两个可弹性变形的接头装置，其中各接头装置包括两个接头元件，并且各接头元件包括细长的腹板部分和布置在腹板部分的一端上用于将接头装置固定至上级单元的紧固部分，其中各接头装置的两个腹板部分沿背离载体元件的方向彼此交叉地延伸。

Description

接头

技术领域

本发明涉及一种接头以及具有这种接头的定位装置。

背景技术

根据DE 10 2017 115 050B3已知一种实心体接头，该实心体接头具有至少三个旋转自由度并试图模拟球形接头的轴承行为，但不具有在不可避免的分离扭矩方面的缺点。尽管其中公开的具有合适的实心接头的解决方案已经接近球形接头的轴承性能，但由于在各个旋转自由度上的刚性不同而存在某些缺点，因此该解决方案不适合某些应用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有至少三个旋转自由度的接头，即具有球形接头的功能，其具有相对于旋转自由度而言相同或大致相同的刚性。

用于说明书以下部分中的术语“基本上”在与例如角度、尺寸、位置、取向或方向的几何数据的规格有关的多个位置应理解为是指相应的几何数据与对应的指定几何数据相比可具有±5％的偏差，其中该偏差例如是由于制造或组装公差引起的。

根据本发明具有至少三个旋转自由度的接头包括刚性承载元件和以至少部分覆盖或彼此重叠方式布置在承载元件上的至少两个可弹性变形的接头装置。

两个可弹性变形的接头装置中的每一个包括两个接头元件，其中各接头元件包括细长、优选杆状的腹板部分和布置在腹板部分的一端处的紧固部分。设置该紧固部分是为了将接头附接到上级单元或上级单元的元件上，以便通过接头实现上级单元期望的移动性。术语“细长的腹板部分”描述了一种腹板部分，其纵向延伸明显大于其在垂直于纵向延伸的方向上的延伸，即其长度远大于其宽度和厚度或高度。

接头装置的两个腹板部分在背离承载元件的方向上以相互重叠彼此交叉的方式延伸。相应的交叉区域确保腹板部分在交叉区域中相对于彼此可进行一定的相对运动，从而在相应需求下，特别是在平行于承载元件延伸的平面或支撑元件所在的平面中的旋转运动或倾斜方面，产生接头装置有利的运动性。

在这种连接下有利的是，接头装置的两个腹板部分至少部分围成一个在60度至120度之间，优选在70度至95度之间的角度。

有利的是，一个接头装置的至少一个腹板部分并且优选地两个腹板部分至少在另一接头装置的两个腹板部分之间的部分中延伸。换句话说，一个接头装置的一个腹板部分或两个腹板部分穿过由另一接头装置的两个腹板部分形成的框架或其开口。这样，可比较容易地实现接头装置的交叉布置。

同样有利的是，一个接头装置的腹板部分相对于另一个接头装置的腹板部分以60度到90度之间的角度布置。这种布置导致根据本发明的接头特别有效的功能。

另外，有利的是，一个接头装置的腹板部分的交叉区域距支撑元件的距离不同于另一接头装置的腹板部分的交叉区域距支撑元件的距离。具体而言，有利的是，一个接头装置的腹板部分的交叉区域布置成比另一接头装置的腹板部分的交叉区域更靠近支撑元件。

此外，可能有利的是，一个接头元件包括两个紧固部分，它们布置在腹板部分的两端。因此，该接头元件可通过其中一个紧固部分固定在承载元件上，而同一接头元件的另一个紧固部分则用于固定至上级单元或上级单元的元件。

另外，可能有利的是，接头元件一件式制成，也就是说，紧固部分一件式实现，或者与腹板部分整体实现。结果，减少了接头元件或整个接头的零件，从而简化了接头的组装并且可更快或更经济地实施接头的组装。

另外，所有接头元件具有基本相同的几何形状可能是有利的。这简化了生产和制造工艺。

接头装置的两个接头元件彼此成镜像地布置也是有利的。由此，特别地，接头装置的腹板部分对称布置导致接头装置的相等对称变形行为，特别是绕所有旋转自由度基本相同的柔性。

此外，可能有利的是，在承载元件上布置至少一个可弹性变形的支撑元件。在这种情况下，支撑元件至少在两个接头装置中至少一个之间的部分中沿背离承载元件的方向延伸是特别有利的。借助于支撑元件，可以简单的方式将张力施加至接头元件的腹板部分上，从而导致接头元件在接头延伸方向上预张紧。

此外，可能有利的是，接头包括布置在承载元件上的四个接头装置和布置在承载元件上的两个支撑元件，其中，接头装置成对设置，并且支撑元件分别设置在承载元件的两端。

由于接头的相应对称结构，在承载元件的两侧实现了围绕所有旋转自由度基本相同的柔性。

本发明还涉及一种定位装置，特别是平行运动定位装置，其具有至少一个前述接头。

附图说明

图1示出本发明的示例性实施例。

具体实施方式

下面参照附图1来描述本发明的示例性实施例。该图示出根据本发明的接头1的实施例，该接头1包括总共四个接头装置3，其设置在由铝制成的基本刚性的承载元件2上，其中接头装置3是可弹性变形或柔性的并由弹簧钢制成。也可想到用于接头装置3的具有相应可弹性变形或柔性的其他材料，例如青铜，其是非磁性的并可用于根据本发明的接头在磁场中使用的情况下。在仅期望接头很小偏转的情况下，接头装置也可由陶瓷材料制成。

除铝之外，承载元件2也可由另一种金属制成，例如由钢或也由陶瓷制成，具有基本矩形形状，其中中间区域具有更大的厚度，并且承载元件朝向其两端在厚度上渐缩。

各接头装置3包括两个相同形状的接头元件4，其中各接头元件4具有细长、基本杆状的腹板部分5和与腹板部分5形成一体的两个紧固部分6，两个紧固部分6布置在腹板部分5的两端。但是，紧固部分6与细长的腹板部分5的一体式设计或者接头元件4的一体式设计并不是强制性的，因此紧固部分6也可连接到腹板部分5或以其他方式布置在腹板部分5上。

接头元件4的紧固部分6具有相同的形状，其中在图1中仅清楚地看到与承载元件2隔开的紧固部分6。接头元件4的两个紧固部分6中的每一个在腹板部分5的相应端部处以大致旗形方式延伸，然而，在腹板部分5两端的紧固部分6的延伸方向彼此相反。因此，各接头元件4具有大致Z形。各紧固部分6还包括两个通孔或凹口60。

接头装置3的两个接头元件4具有相同的形状，但彼此成镜像布置，各自相关的紧固部分6如此重叠，使得一个紧固部分6的两个通孔60恰好布置在邻接且相关的紧固部分6的通孔60上。这使得以螺钉形式的紧固元件8可延伸通过由叠置的通孔形成的孔，一方面可实现紧固部分6至承载元件2的连接，另一方面可实现至上级单元的元件100的连接，根据本发明的接头安装或插入在其上。

由于两个相邻且相关的紧固部分6的通孔60重叠布置，通过紧固元件8，除了与承载元件2或上级单元的元件100连接之外，还可建立接头装置3的两个接头元件4的连接。但是，接头装置3的两个接头元件4之间的这种连接不是强制性的，因此紧固部分6也可如此设计，使得通过它们仅实现它们之间的腹板部分5的必要固定。

可想到，接头装置3的腹板部分5与承载元件2之间的连接不通过螺钉实现，而是通过其他类型的连接实现，例如钎焊、熔焊、铆接或胶合。也可想到，腹板部分5与承载元件2的一体或整体式实现，同时省去了相应的紧固部分6。通过类推可想到，不通过螺钉来实现接头装置3的腹板部分5与上级单元之间的连接，而是使用之前列出的连接类型，例如钎焊、熔焊、铆接或胶合。甚至可想到，腹板部分5与上级结构或单元一件式的实施例。

根据图1，在各种情况下，在承载元件2的上侧21和下侧22两者上，都有两个接头元件4，这两个接头元件4通过它们相应的紧固部分6并使用螺钉8固定。在附接到承载元件2的上侧21的相应接头装置3的接头元件4处，腹板部分5如此布置，使得其沿背离承载元件2的方向延伸，并在后续路径上彼此交叉。即，腹板部分5从承载元件2沿偏离承载元件延伸方向或相对于承载元件延伸方向倾斜的方向延伸，其中该方向关于承载元件2相应侧面的角度小于90度。另外，布置在承载元件2的上侧21的两个接头元件4的腹板部分5沿背离承载元件2的方向如此延伸，使得它们关于承载元件2的上侧21跨过的平面倾斜地延伸。同时，两个腹板部分5基本上位于同一平面或者仅在它们的交叉区域中从共同平面出现。

同样，在安装至承载元件2的下侧22上的相应接头装置3的接头元件4上，腹板部分5如此布置，使得其沿背离承载元件2的方向延伸，并在后续路径上彼此交叉。然而，紧固至承载元件2的下侧22的接头元件4的两个腹板部分5的交叉区域定位成与附接至承载元件2的上侧21的接头元件4的两个腹板部分5的交叉区域相比更远离承载元件或距承载元件一定距离。由于交叉区域位于距承载元件2不同距离处，紧固至承载元件2的上侧21的接头元件4的两个腹板部分可在紧固至承载元件2的下侧22的接头元件的两个腹板部分5之间的部分中延伸，或者可穿过该部分。换句话说，布置在承载元件2的下侧22上的接头装置3的两个腹板部分5，由于更远离承载元件2的交叉区域，从而形成基本三角形的框架，布置在承载元件2的上侧21的接头装置3的两个腹板部分5可穿过该三角形框架。这意味着，接头装置3的接头元件4或它们的腹板部分5也包括彼此交叉的布置，即紧挨着接头装置3的两个腹板部分5的交叉布置。

类似于布置在承载元件2的上侧21的接头装置3的腹板部分5，布置在承载元件2的下侧22的两个接头元件4的腹板部分5沿背离承载元件2的方向如此延伸，使得其关于承载元件2的下侧22跨越的平面倾斜地布置。同时，两个腹板部分5基本上位于同一平面，或者仅在其交叉区域从公共平面出现。

布置在承载元件2的上侧21的接头装置3的两个腹板部分5所在的平面不平行于布置在承载元件2的下侧22的接头装置3的两个腹板部分5延伸所在的平面延伸。上述两个平面围成一个大约70度的角。

在承载元件2的两个朝外端部或端部部分之一上设置有可弹性变形的细长且平坦的支撑元件7，为清楚起见，在图1中在承载元件2的相对侧省略了该支撑元件7。支撑元件7的端部部分之一插入到所用的承载元件2的相应凹口中，并通过夹紧连接固定在该位置。也可想到其他类型的附接，例如螺纹连接、胶合、钎焊、熔焊等。

支撑元件7以其细长形状沿背离承载元件2的方向延伸，并在其相对端包括加宽端部，其在图1中不可见，其中该端部与上级单元的元件100或与元件100的凹口接合，最好通过夹紧连接。通过将支撑元件7连接到上级单元的元件100，支撑元件7受到压缩力作用，并且该压缩力在接头元件4上产生拉伸载荷，特别地，使它们的腹板部分5沿基本与支撑元件或接头延伸方向一致的方向产生相应的预张紧。

附图标记列表

1 接头

2 承载元件

21 (承载元件2的)上侧

22 (承载元件2的)下侧

3 接头装置

4 接头元件

5 腹板部分

6 紧固部分

7 支撑元件

8 紧固件

60 通孔

100 (上级单元的)元件

Claims (12)

1.一种接头(1)，所述接头具有至少三个旋转自由度，并包括刚性承载元件(2)和至少两个可弹性变形的接头装置(3)，所述接头装置(3)以至少部分重叠方式布置在所述承载元件(2)上，其中各所述接头装置(3)包括两个接头元件(4)，其中各所述接头元件(4)包括细长的腹板部分(5)和布置在所述腹板部分(5)的一端上、用于将所述接头装置(3)固定在上级单元上的紧固部分(6)，并且其中各接头装置(3)的两个腹板部分(5)沿背离所述承载元件(2)的方向彼此交叉地延伸，其特征在于，所述接头装置(3)的至少一个腹板部分(5)至少在另一接头装置(3)的两个腹板部分(5)之间的部分中延伸。

2.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，一个接头装置(3)的腹板部分(5)相对于另一接头装置(3)的腹板部分(5)成一定角度布置，其中所述角度在60度到90度之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，一个接头装置(3)的腹板部分(5)的交叉区域距所述承载元件(2)的距离不同于另一接头装置(3)的腹板部分(5)的交叉区域距所述承载元件(2)的距离。

4.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，接头元件(4)包括两个紧固部分(6)，其设置在所述腹板部分(5)的两端。

5.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述接头元件一件式制成。

6.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所有接头元件(4)具有基本相同的几何形状。

7.根据权利要求6所述的接头，其特征在于，接头装置(3)的所述两个接头元件(4)彼此成镜像布置。

8.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，至少一个可弹性变形的支撑元件(7)布置在所述承载元件(2)上。

9.根据权利要求8所述的接头，其特征在于，所述支撑元件(7)至少在所述两个接头装置(3)中至少一个之间的部分中沿背离所述承载元件(2)的方向延伸。

10.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述接头包括布置在所述承载元件(2)上的四个接头装置(3)和布置在所述承载元件(2)上的两个支撑元件(7)，其中所述接头装置(3)是成对的，并且所述支撑元件(7)分别位于所述承载元件(2)的两端。

11.一种定位装置，其包括根据前述权利要求中任一项所述的接头。

12.根据权利要求11所述的定位装置，其是平行运动定位装置。

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