CN112503065A - 一种固定组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定组件，涉及柔性体结构设计技术领域。该固定组件用于固定柔性轴，包括卡固体和卡座；卡固体的外周面为弧面，能够套装于柔性轴的轴孔内，且能够将柔性轴撑出鼓包；卡座具有卡孔，卡孔的孔壁与卡固体的外周面相适配，用于夹紧鼓包。该固定组件能够减少甚至避免柔性轴在往复弯曲形变过程中受到破坏的发生，不仅实现柔性轴的有效固定连接，而且能够保证甚至延长柔性轴的使用寿命。

Description

一种固定组件

技术领域

本发明涉及柔性体结构设计技术领域，具体而言，涉及一种固定组件。

背景技术

面对复杂的工作环境和操作要求，具有高柔顺性、环境适应性的柔性体结构引起了国内外学者和科研机构的广泛关注。目前大多柔性体的柔性轴类零件上需要分布装配若干刚性零件，以支撑柔性体的整体结构，并使其具有特定的功能。刚性零件在柔性轴上位置的确定需要刚性零件在柔性轴上的轴向固定，而刚性零件与柔性轴之间相互作用情况复杂，易产生缝隙或相对位移，难以轴向固定。

现有刚性零件在柔性轴上的轴向固定方式常采用顶丝固定，即在柔性轴上打孔，从零件向内穿顶丝固定，而柔性轴本身的柔性使得其在往复弯曲形变过程中不断受到顶丝破坏，最终会导致连接失效。此外，柔性轴上的刚性零件在工作时往往会受轴向力，该轴向力通过顶丝作用在柔性轴上，也会加速顶丝对柔性轴的破坏，加剧刚性零件与柔性轴之间的轴向错动。

发明内容

本发明的目的包括提供一种固定组件，以解决柔性轴在往复弯曲形变过程中容易受到破坏而导致连接失效的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种固定组件，用于固定柔性轴，该固定组件包括卡固体和卡座；

所述卡固体的外周面为弧面，能够套装于柔性轴的轴孔内，且能够将柔性轴撑出鼓包；

所述卡座具有卡孔，所述卡孔的孔壁与所述卡固体的外周面相适配，用于夹紧所述鼓包。

进一步地，所述卡固体为球体。

进一步地，所述卡固体为钢球。

进一步地，所述卡座包括可拆卸式固接的第一分座和第二分座，所述第一分座具有第一弧形凹陷，所述第二分座具有第二弧形凹陷；所述第一分座和所述第二分座固接后，所述第一弧形凹陷与所述第二弧形凹陷形成所述卡孔。

进一步地，所述第一分座与所述第二分座均为半圆柱体结构，且固接后形成所述卡座，所述卡孔与所述卡座共轴线设置。

进一步地，所述第一分座与所述第二分座之间具有锁紧结构。

进一步地，所述锁紧结构包括设于所述第一分座的锁体和设于所述第二分座的锁芯，所述锁体具有卡槽，所述锁芯具有与所述卡槽相适配的卡凸。

进一步地，所述锁体固设于所述第一分座，所述卡槽为开口槽，所述开口槽的开口部位具有弹性。

进一步地，所述开口槽的开口向外逐渐变大，且其中间部位具有第一限位肩，所述第一限位肩能够阻止所述卡凸脱出于所述卡槽。

进一步地，所述卡凸面向所述卡槽的外周面具有弧面，背向所述卡槽的外周面具有与所述第一限位肩相适配的第二限位肩；当所述卡凸卡接于所述卡槽后，所述第一限位肩与所述第二限位肩紧密相抵。

本发明所提供的固定组件具有如下有益效果：

本发明所提供的固定组件，用于固定柔性轴。使用时，将卡固体套装于柔性轴的轴孔内，并将柔性轴撑出鼓包，将该鼓包卡入至卡座的卡孔内，从而实现卡座对柔性轴的固定。由于，卡座与柔性轴之间的固定方式为卡固体的弧形外周面与柔性轴的内壁面紧密抵接，卡孔的孔壁与鼓包的外壁面紧密抵接，连接面为相应的接触面，受力面积较大，且受力均匀，鼓包牢固地卡在卡孔内不易脱出，与现有技术相比，不存在仅有小区域部位(例如，顶丝对柔性轴的固定)局部受力的问题，减少甚至避免柔性轴在往复弯曲形变过程中受到破坏的发生，不仅实现柔性轴的有效固定连接，而且能够保证甚至延长柔性轴的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的固定组件的剖面示意图；

图2为本实施例中，卡座的立体结构示意图；

图3为本实施例中，卡座的俯视示意图；

图4为本实施例中，卡座的分体结构示意图；

图5为本实施例中，第一分座的立体结构示意图；

图6为本实施例中，第二分座的立体结构示意图。

附图标记说明：

100-卡固体；

200-卡座；210-第一分座；220-第二分座；230-卡孔；240-锁紧结构；

241-锁体； 2411-卡槽； 2412-第一限位肩；

242-锁芯； 2421-卡凸； 2422-第二限位肩；

300-柔性轴；310-鼓包；

400-搭载平台。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种固定组件，用于固定柔性轴，结合图1-图6，具体如下所述。

结合图1-图4所示，本实施例所提供的固定组件用于固定柔性轴300，该固定组件包括卡固体100和卡座200；卡固体100的外周面为弧面，能够套装于柔性轴300的轴孔内，且能够将柔性轴300撑出鼓包310；卡座200具有卡孔230，卡孔230的孔壁与卡固体100的外周面相适配，用于夹紧鼓包310。

本实施例所提供的固定组件，用于固定柔性轴。使用时，将卡固体套装于柔性轴的轴孔内，并将柔性轴撑出鼓包，将该鼓包卡入至卡座的卡孔内，从而实现卡座对柔性轴的固定。由于，卡座与柔性轴之间的固定方式为卡固体的弧形外周面与柔性轴的内壁面紧密抵接，卡孔的孔壁与鼓包的外壁面紧密抵接，连接面为相应的接触面，受力面积较大，且受力均匀，鼓包牢固地卡在卡孔内不易脱出，与现有技术相比，不存在仅有小区域部位(例如，顶丝对柔性轴的固定)局部受力的问题，减少甚至避免柔性轴在往复弯曲形变过程中受到破坏的发生，不仅实现柔性轴的有效固定连接，而且能够保证甚至延长柔性轴的使用寿命。

本实施例中，如图1所示，卡固体100为球体。将卡固体100选择为球体结构，装入柔性轴300的轴孔内时，可以滚动进入，容易操作；由于其球面特性，不会对柔性轴的轴孔孔壁参数划伤，此外，球体结构的外形一致性较强，安装时无需考虑正反，适用性强。

具体的，卡固体100可以采用多种材质的球体，本实施例中，选择为钢球，能够保证卡固体100的刚度及强度，不易被卡座夹碎，具有使用寿命长的优点。在本申请的其他实施例中，还可以选择其他材质球体，只要能够实现本申请的卡固功能即可，在此不做限定。

需要说明的是，钢球的直径略大于柔性轴的轴孔孔径，可将柔性轴鼓出曲面(即鼓包)，其轴向位置可任意调整，钢球在与柔性轴内壁间摩擦力的作用下不会发生轴向窜动，以实现卡座在柔性轴上任意位置的定位，即柔性轴鼓出的曲面(即鼓包)对卡座的卡孔的约束作用可限制卡座的轴向位移。此外，柔性轴中钢球的数量可根据柔性轴所需要装配的零件个数增加或减少，以满足柔性轴的不同工作要求。

本实施例中，如图1-图4所示，卡座200包括可拆卸式固接的第一分座210和第二分座220，第一分座210具有第一弧形凹陷，第二分座220具有第二弧形凹陷；第一分座210和第二分座220固接后，第一弧形凹陷与第二弧形凹陷形成卡孔230。即，将卡座200设置为分体式结构，当需要将卡座200卡在柔性轴300的某位置时，将卡固体100装入至柔性轴300位于该位置的轴孔内，卡固体100在该位置撑出鼓包310，将第一分座210的第一弧形凹陷和第二分座220的第二弧形凹陷均对准于鼓包310，然后将第一分座210和第二分座220固定于一起，从而实现卡座200与柔性轴300的固定连接，此种方式，不存在安装时的位置干涉情况，安装及拆卸均非常便捷。

需要说明的是，第一分座210、第二分座220的数量可以为一个，也可以为多个。本实施例中，如图1-图4所示，一个第一分座210和一个第二分座220固定连接形成卡座200；在本申请的其他实施例中，第一分座210、第二分座220可以设置多个，此时，相应的第一分座210、第二分座220固定连接共同形成卡座200。

具体的，本实施例中，如图1-图6所示，第一分座210与第二分座220均为半圆柱体结构，且固接后形成卡座200，卡孔230与卡座200共轴线设置。如此设置，第一分座210与第二分座220可以标准化设计，制作方便，成本低。安装时，将两个半圆柱体结构的分座径向靠接对接即可，安装容易。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，第一分座与第二分座均可以为圆柱体结构，安装时，沿柔性轴的轴向，将各分座与卡固体依次安装，并使卡固体位于两分座之间，卡固体安装到位后，将两分座对接并固定，从而实现卡座与柔性轴的固定连接。

本实施例中，如图1-图4所示，第一分座210与第二分座220之间具有锁紧结构240。如此设置，可以将两分座锁紧，避免鼓包310脱出于卡孔230。

本实施例中，如图2-图4所示，锁紧结构240包括设于第一分座210的锁体241和设于第二分座220的锁芯242；如图4、图5所示，锁体241具有卡槽2411；如图4、图6所示，锁芯242具有与卡槽2411相适配的卡凸2421。当将第一分座210和第二分座220对接后，将锁芯242的卡凸2421卡入至锁体241的卡槽2411内，从而实现两分座之间的固定连接，具有易拆装的优点。

本实施例中，锁体241固设于第一分座210，卡槽2411为开口槽，开口槽的开口部位具有弹性。如此设置，当将卡凸2421卡入或脱出至卡槽2411内过程中，只需将卡槽2411的开口部位撑大即可，当装入或拆卸完毕后，开口部位的开口将自动回位，具有结构简单，容易实现的优点。

本实施例中，开口槽的开口向外逐渐变大，且其中间部位具有第一限位肩2412，第一限位肩2412能够阻止卡凸2421脱出于卡槽2411。开口槽的开口向外逐渐变大时，开口槽的大端具有导向作用；第一限位肩2412可以有效阻挡卡凸2421脱出于卡槽2411。

本实施例中，卡凸2421面向卡槽2411的外周面具有弧面，弧面具有导向性好的优点；卡凸2421背向卡槽2411的外周面具有与第一限位肩2412相适配的第二限位肩2422；当卡凸2421卡接于卡槽2411后，第一限位肩2412与第二限位肩2422紧密相抵。如此设置，卡凸2421面向卡槽2411的弧面和卡槽2411的开口向外逐渐变大的开口槽，便于卡凸2421顺利在开口槽的开口部位相对移动；第一限位肩2412和第二限位肩2422的设置，能够将卡凸2421牢固地卡在卡槽2411的设定位置，从而保证第一分座210和第二分座220间的连接稳固性。

本实施例中，第一分座210、第二分座220均设置有锁体241和锁芯242，且锁体241和锁芯242中心对称设置，如此设置，第一分座210和第二分座220可以设置为相同的结构，即，可以通过设置一种半圆柱状的分座即可，简化了结构，可以批量加工分座，从而降低加工成本。当然，各分座不仅可以为半圆柱结构，还可以为其他角度的柱状结构，例如；采用120°的圆柱状结构，90°的圆柱状结构，等等，还可以采用多种角度圆柱状结构，只要能够共同围成卡座200即可，在此不做限定。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，第一分座210与第二分座220的固定连接方式可以采用其他方式，例如，螺纹连接等。

综上所述，本实施例所提供的固定组件具有如下效果：

(1)本实施例提供一种固定组件，用于固定柔性轴，即一种刚性零件(卡座)在柔性轴上的曲面化轴向固定结构，将刚性零件设计为分离式结构，并利用柔性轴的柔性，借助钢球使其鼓出曲面，从而限制刚性零件沿柔性轴的轴向位移，结构简单，安装方便，使用寿命长，成本低。

(2)本实施例中，采用两组对称分布的卡锁机构(锁体和锁芯)来实现分离式零件(第一分座和第二分座)的刚性连接，故零件两个对半部分的锁紧及分离方便快速。

(3)本实施例中，利用钢球将柔性轴鼓出的曲面来限制刚性零件(卡座)沿柔性轴的轴向移动，故可根据所需刚性零件的位置灵活调整钢球在柔性轴中的位置，可实现刚性零件在柔性轴上任意位置的定位。

(4)本实施例中，采用的钢球与柔性轴内壁之间具有较大的摩擦力，可保证钢球在柔性轴弯曲过程中不发生轴向窜动，即保证刚性零件(卡座)的位置恒定。

(5)本实施例中，采用的钢球的数量可根据柔性体结构上需要装配的零件的个数增加或减少，故可满足柔性体结构的不同工作要求。

(6)本实施例中，不存在干预柔性轴弯曲运动的组件，故不会对柔性体结构的工作性能产生影响。

需要说明的是，本申请中涉及的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等方位描述，均结合图中视角为基准做的示意性说明，并不作为限定。

此外，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种固定组件，用于固定柔性轴(300)，其特征在于，包括卡固体(100)和卡座(200)；

所述卡固体(100)的外周面为弧面，能够套装于柔性轴(300)的轴孔内，且能够将柔性轴(300)撑出鼓包(310)；

所述卡座(200)具有卡孔(230)，所述卡孔(230)的孔壁与所述卡固体(100)的外周面相适配，用于夹紧所述鼓包(310)。

2.根据权利要求1所述的固定组件，其特征在于，所述卡固体(100)为球体。

3.根据权利要求2所述的固定组件，其特征在于，所述卡固体(100)为钢球。

4.根据权利要求3所述的固定组件，其特征在于，所述卡座(200)包括可拆卸式固接的第一分座(210)和第二分座(220)，所述第一分座(210)具有第一弧形凹陷，所述第二分座(220)具有第二弧形凹陷；所述第一分座(210)和所述第二分座(220)固接后，所述第一弧形凹陷与所述第二弧形凹陷形成所述卡孔(230)。

5.根据权利要求4所述的固定组件，其特征在于，所述第一分座(210)与所述第二分座(220)均为半圆柱体结构，且固接后形成所述卡座(200)，所述卡孔(230)与所述卡座(200)共轴线设置。

6.根据权利要求3或4所述的固定组件，其特征在于，所述第一分座(210)与所述第二分座(220)之间具有锁紧结构(240)。

7.根据权利要求6所述的固定组件，其特征在于，所述锁紧结构(240)包括设于所述第一分座(210)的锁体(241)和设于所述第二分座(220)的锁芯(242)，所述锁体(241)具有卡槽(2411)，所述锁芯(242)具有与所述卡槽(2411)相适配的卡凸(2421)。

8.根据权利要求7所述的固定组件，其特征在于，所述锁体(241)固设于所述第一分座(210)，所述卡槽(2411)为开口槽，所述开口槽的开口部位具有弹性。

9.根据权利要求8所述的固定组件，其特征在于，所述开口槽的开口向外逐渐变大，且其中间部位具有第一限位肩(2412)，所述第一限位肩(2412)能够阻止所述卡凸(2421)脱出于所述卡槽(2411)。

10.根据权利要求9所述的固定组件，其特征在于，所述卡凸(2421)面向所述卡槽(2411)的外周面具有弧面，背向所述卡槽(2411)的外周面具有与所述第一限位肩(2412)相适配的第二限位肩(2422)；当所述卡凸(2421)卡接于所述卡槽(2411)后，所述第一限位肩(2412)与所述第二限位肩(2422)紧密相抵。

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