CN1402074A - 角度调整装置 - Google Patents

Abstract

一种角度调整装置，它包括：一调整轴，其一端设置成球头并横向贯通地插入有一摇杆；一支承所述调整轴球头并允许所述调整轴在一定范围内作回转和倾斜运动的本体；一倾斜调整装置；一支承所述调整轴并可以本体为导向动作，又与所述倾斜调整装置连接的轴承；一回转调整装置，它与所述本体相连接并与所述摇杆相连接以带动摇杆使调整轴绕其轴线回转。由于将一球头调整轴与两个调整装置在本体中巧妙地结合，在一根调整轴上于倾斜和回转方向上可各通过一个调整装置在一定范围内同时或分别对调整轴进行角度调整。本发明的角度调整装置结构简单、体积小和成本低，且有利于防尘与润滑。

Description

角度调整装置

(1)技术领域

本发明涉及一种角度调整装置，尤其涉及一种精密角度调整器。

(2)背景技术

现有的角度调整装置可分为普通角度调整装置和精密角度调整装置两类。在普通角度调整装置中有一种球接头式角度调整器，它包括一球接头，通过两根螺杆的相对运动对球头轴进行倾斜或旋转角度调整；其特点是结构简单、体积小和成本低，虽可在一定范围的任意方向作角度调整，但不能作精密角度调整，只能实现倾斜或旋转中的一个方向的角度调整，而不能在一根轴上同时实现倾斜和旋转两个方向的角度调整。而在现有的精密角度调整装置大致包括两类：蜗轮式双轴角度调整器和螺杆式双轴角度调整器。前者包括：由精密轴承支承的互相垂直的两根轴，所述两轴均由蜗轮蜗杆作角度调整；由于蜗轮蜗杆的高传动比和高传动精度，可取得很高的角度调整精度；但这种蜗轮式双轴角度调整器结构复杂、成本高和体积大。后者包括由精密轴承支承的互相垂直的两根轴，所述轴与连杆相连接，精密螺杆通过连杆对轴的回转角度进行调整，其特点是结构简单、成本较低而可确保一定精度；当角度调整范围较小。

(3)发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、体积小、成本较低且能同时或分别在一根调整轴上作倾斜与旋转两方向精密调整的角度调整装置。

为实现上述目的，本发明的角度调整装置，它包括：一调整轴，其一端设置成球头并横向贯通地插入有一摇杆；一支承所述调整轴球头并允许所述调整轴在一定范围内作回转和倾斜运动的本体；一倾斜调整装置；一支承所述调整轴并可以本体为导向动作，又与所述倾斜调整装置连接的轴承；一回转调整装置，它与所述本体相连接并与所述摇杆相连接以带动摇杆使调整轴绕其轴线回转。

根据本发明，所述的倾斜调整装置为一其一端为球头的倾斜调整螺杆，所述的回转调整装置是一根其一端为球头的回转调整螺杆，它们分别与所述本体螺合并且其球头分别与所述的轴承和所述的摇杆相连接，以在一定范围内同时或分别在倾斜和回转方向上对所述球头调整轴进行角度调整。

根据本发明，所述倾斜调整装置和所述回转调整装置包括蜗轮蜗杆或齿轮传动装置和驱动机；倾斜调整杆一端与所述轴承相连接，倾斜调整杆的另一端可与所述倾斜调整装置的一固定在一转盘边缘的销子连接，转盘可设计为在与调整轴轴线大约垂直或平行的平面上定轴转动，转盘设计为在与调整轴轴线平行的平面上转动的好处是，倾斜调整杆与所述轴承间可用销子连接，结构可靠安定。转盘也可设计为凸轮，使倾斜调整杆的一端依凸轮曲线摇动，从而带动调整轴以调整轴球头为支点、在与调整轴轴线相平行的平面上倾斜；回转调整装置与所述的摇杆的一端相连接，此端在与调整轴轴线大约垂直的平面上通过上述转盘或凸轮转动或摇动，从而带动调整轴绕其轴线回转；用凸轮的好处是可由凸轮曲线控制运动速率；以在一定范围内同时或分别在倾斜和回转方向上对所述调整轴进行角度调整。

采用上述方案，本发明将一根球头调整轴与两个调整装置在本体中巧妙地结合，可在一根调整轴上在倾斜和回转方向上各通过一调整装置在一定范围内同时或分别对该调整轴进行角度调整；其结构简单、体积小和成本低。

为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳

实施例进行详细说明。

(4)附图说明

图1a是本发明一较佳实施例的螺杆式角度调整装置的纵剖视图；

图1b是沿图1a中A-A线所取的剖视图；

图1c是图1a中D区域的放大示意图；

图1d是沿图1a中B-B线所取的剖视图；

图1e是图1d中的F区域的放大示意图；

图2a是图1中球头调整轴的结构示意图图；

图2b是图2a的俯视图；

图3是图1中倾斜调整螺杆和回转调整螺杆的结构示意图；

图4a是图1e中所示的V型弹性挡圈的主视图；

图4b和图4C分别是图4a的中线上的侧视图；

图5a是图1中摇杆的主视图；

图5b是沿图5a中A-A线所取的剖视图；

图6a是图1中所示轴承的主视图；

图6b是沿图6a中B-B线所取的剖视图；

图7a是图1中所示壳体的纵剖视图；

图7b是图7a的俯视图；

图7c是沿图7a中B-B线的剖视图；

图8是图1中所示的支承块的剖视图；

图9a是本发明另一较佳实施例的电动式角度调整装置的纵剖视图；

图9b是沿图9a中A-A线所取的剖视图；

图9c是沿图9a中B-B线所取的剖视图；

图9d是沿图9c中的C向所视的向视图；

图9e图9a中的D部放大图；

图9f是图9a中的F部放大图；

图10a是图9中所示的轴承的主视图；

图10b是图10a的轴承的剖视图；

图11是图9中所示的调整轴的结构示意图；

图12a是图9中所示的倾斜调整杆的结构示意图；

图12b是沿图12a中A-A线所取的剖面图；

图13a是图9中所示的摇杆的主视图；

图13b是图13a的带局部剖视的俯视图；

图14a是图9中所示本体的纵剖视图；

图14b是图14a的俯视图；

图14c是沿图14b中B方向所视的向视图；

图15是图9中所示的一立轴的主视图；

图16是图9中所示的另一立轴的主视图。

图17是倾斜调整杆一端在与调整轴轴线相平行平面上转动的实施例的纵剖面图。

(5)具体实施方式

图1a至图8示出本发明一较佳实施例的螺杆式角度调整装置的结构。如图1所示，该螺杆式角度调整装置包括：

一壳体3，一支承块14嵌装在壳体3内，一端设置成球头61的球头调整轴6(如图2所示)，其球头与一支承块14的凹球面部142(如图8所示)，一磨擦块1和锁紧螺杆2装设在支承块螺孔141部，以使球头调整轴6的轴向位置被限定，但球头调整轴6仍可在一定范围内倾斜和转动。

一摇杆4的杆部穿设在调整轴6的长孔62(如图2中所示)中，一回转调整螺杆15旋入壳体3的螺孔34(如图7所示)，其球头102对准摇杆4的凹球面穴41，一V型弹性挡圈17嵌设在球头102和凹球面开口间使球头102定位，如图1d和图1e中所示，但可在一定角度范围内可自由转动，摇杆4的凹球面穴41处设有开缝43(如图5a所示)，V型弹性挡圈17压入时开缝会张开，而当V型弹性挡圈17压入到位后即弹性收紧。当然，也可不设开缝，V型弹性挡圈靠本身的弹性压入到位后弹开。

一倾斜调整螺杆10旋入壳体3的螺孔32，如图7a所示，一轴承12装设在壳体3内，轴承12的两侧121与壳体3的内腔两侧壁精密配合，调整轴6的轴部63穿过轴承12的轴承孔122前装入碟形弹簧16，并使倾斜调整螺杆10的球头102对准轴承12的开口孔123进入，倾斜调整螺杆10与回转调整螺杆15的结构是相同的，如图3所示。

盖板5通过小螺钉与壳体3上端面的螺孔33固定在壳体3上，盖板5设有纵向长孔，以将调整轴6的倾斜角度限定在设计范围内。当调整轴6以球头61为支点作倾斜运动时，由于碟形弹簧17的作用，盖板5的背面与轴承的圆弧面124(如图6b所示)之间的压力保持一定，以消除间隙。由于圆弧面124正是以调整轴的球头61为弧心的，通过回转调整螺杆15和倾斜调整螺杆10可对调整轴6进行倾斜和旋转两方向的精密调整。由于调整螺杆10和15对调整轴6具有定位作用，调整轴6的位置是安定的，如有必要可用锁紧螺钉2锁紧。在调整轴6的前端装上一支承座8，即可将被调整对象固定而对其作角度调整。

图9至图14c示出本发明的另一较佳实施例的电动式角度调整装置。如图9所示，该电动式角度调整装置包括：

一本体19(如图14所示)，一立轴39装入本体19，其伸入端通过紧配合或铆接等方式固定在本体底部的通孔191中。

一倾斜调整杆21和一摇杆34通过销36和34分别固定在蜗轮22和32上，但可绕各自的销转动，销与蜗轮的固定可采用紧配合或螺纹连接等方式实现。

一球头调整轴42装入本体19的球面穴193中(如图14a所示)；所述的蜗轮32、摇杆34和销40的组件和蜗杆33一起装入本体19；嵌装蜗轮安装在所述立轴41上并通过一挡圈38限定其轴向位置，蜗杆33由横向插入本体19的轴29及紧定螺钉45定位，同时摇杆34的杆部贯通地插入球头调整轴42的长孔422中(如图11所示)；所示蜗轮22、倾斜调整杆21、销36和蜗杆23一起装入本体19，其中蜗轮22装在立轴39上，用挡圈38限定轴向位置，蜗杆23由横向插入本体19的轴27及紧定螺钉45定位，同时一轴承20与一碟形弹簧51(如图9a和9e所示)装入本体及球头调整轴42上，倾斜调整杆21的球头211(如图12a所示)与轴承20的开口孔202(如图10所示)相嵌配。

一盖板35通过螺钉37固定在本体19的上端面上，所述碟形弹簧51可消除轴承曲面201(如图10b所示)与盖板35的背面的间隙；一压块49通过螺钉50固定在盖板35上以阻止倾斜调整杆21向上翘起。

所述轴27和29分别穿过本体侧壁通孔194和195(如图14c所示)而伸出本体，其输出端上装设有蜗轮26和28，用紧配合或紧定螺钉予以固定连接。

蜗杆24、31分别紧配地安装在电机25、30(如图9d所示)的驱动轴伸出端上，电机25、30通过螺钉47固定在本体19上。

磨擦块43、弹簧46和紧定螺钉44分别装入本体的与球面193连通的螺孔196中；一支承座48套设在调整轴42的伸出端上并以螺钉52锁定。

在上述实施例中，所述球头调整轴，其球头可与轴杆体一体形成(如图11所示)，也可使球头与调整轴的轴杆体分体紧密连接(如图2所示)。

在上述实施例中，壳体与支承块可作为分开的两构件而相配合组成一本体，如图1和图7所示；当然本发明的本体还可成一体形成，如图9和14所示。图17是本发明另一实施例；是倾斜调整杆一端在与调整轴轴线相平行平面上转动的的实施例。倾斜调整杆551通过销549及552将转盘550与轴承553连接，转盘转动带动调整轴倾斜。

本发明的电动式角度调整装置采用两个电机25、30通过两级蜗轮蜗杆啮合分别带动倾斜调整杆21和摇杆34对球头调整轴42的倾斜和回转方向上一定范围内进行角度调整，可以同时或分别反复循环动作，也可用一个电机控制倾斜或回转方向的一定范围内的角度调整，但这样不能同时控制倾斜和回转两方向的动作。

本发明的螺杆式和电动式角度调整装置可实现较大角度范围内的倾斜和回转两方向的精密角度调整，因而获得广泛的应用，例如：安装在照相机(摄像机)支承座上，增添适当零件即可对照相机(摄像机)的摄影进行精密调整，而用电动式角度调整装置可遥控自拍；用于对灯光如舞台投光灯的投射角度进行调整；用于对反光镜如汽车内或显微镜的反光镜的角度进行调整，既可用手调整也可进行精密调整；用于对传感器如激光传感器的光束的角度进行精密调整；用于对望远镜的角度进行精密调整；用于对电视机卫星接收天线的角度进行精密调整；用于对流体喷嘴如机床切削冷却液的喷嘴角度进行调整；用于对医疗器械如激光手术刀或放射线的角度进行精密调整；可用于航空及卫星设备的精密装置的角度调整；用于对投影仪的角度进行精密调整；用于对武器瞄准装置的角度进行精密调整；以及电动式角度调整装置可用作机器人就人造上下肢的关节使其灵活运动。

Claims (5)

1.一种角度调整装置，它包括：一调整轴，其一端设置成球头并横向贯通地插入有一摇杆；一支承所述调整轴球头并允许所述调整轴在一定范围内以所述调整轴球头为支点作回转和倾斜运动的本体；一倾斜调整装置；一支承所述调整轴并可以本体为导向动作，又与所述倾斜调整装置连接的轴承；一回转调整装置，它与所述本体相连接并与所述摇杆相连接以带动摇杆使调整轴绕其轴线回转。

2.如权利要求1所述的角度调整装置，其特征在于，所述的倾斜调整装置为一其一端为球头的倾斜调整螺杆，所述的回转调整装置是一根其一端为球头的回转调整螺杆，它们分别与所述本体螺合，所述调整螺杆球头分别与所述的轴承和所述的摇杆相连接，以在一定范围内同时或分别在倾斜和回转方向上对所述球头调整轴进行角度调整。

3.如权利要求1所述的角度调整装置，其特征在于，具有上述特征的角度调整装置所述倾斜调整装置和所述回转调整装置包括由蜗轮蜗杆或齿轮组成的传动机构及驱动机；一倾斜调整杆的一端与上述轴承连接，倾斜调整杆的另一端与所述倾斜调整装置连接并在与调整轴轴线大约垂直或平行的平面上转动或摇动，从而带动所述轴承与调整轴以调整轴球头为支点、以本体为导向倾斜；回转调整装置与所述的摇杆的一端相连接，此端在与调整轴轴线大约垂直的平面上转动或摇动，从而带动调整轴绕其轴线回转；以在一定范围内同时或分别在倾斜和回转方向上对所述调整轴进行角度调整。

4.如权利要求1所述的角度调整装置，其特征在于，所述调整轴的球头与调整轴的轴杆体分体紧密连接。

5.如权利要求1至3之任一项所述的角度调整装置，其特征在于，所述轴承在支承调整轴的轴承孔旁开设有一开口孔，它与所述倾斜调整装置的球头相嵌合，以使轴承在一定范围内倾斜的同时所述球头可在所述开口孔中转动；所述轴承与所述本体的两内侧壁相配合以起导向作用。

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