CN204942313U - 一种磁力万向节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种磁力万向节，包括球头和球瓦，其特征在于，所述球瓦采用几何开放型结构；所述球头和球瓦之间，采用磁力作为将球头几何中心固定机构固定空间点的作用力。能够有效实现球头和球瓦两连接件之间的4自由度旋转运动和较好的位置自保持能力，结构简单、装拆方便，易于小型化，将其用于小人肩关节中，手臂在翻书、绘画等动作过程中协调、自然。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁力万向节，特别是涉及一种既能做旋转运动又能做直线运动的磁力万向节。
背景技术
传统球头万向节，是指通过机械结构将球头中心拘束在机构内某一固定空间点上，使球头只能做旋转运动而不能做直线运动，从而使分别与球头和拘束结构相连接的两轴（构件）之间即使不在同一轴线上也能实现连接并传递运动和作用力的机械构件。为有效将球头几何中心拘束在腔体内，结构和制造工艺较复杂，同时限制了两轴（构件）的自由度界限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种几何结构开放，能绕X、Y、Z轴及球头轴旋转的，既能做旋转运动，又能做直线运动的磁力万向节。
本实用新型采用的技术方案如下：一种磁力万向节，包括球头和球瓦，其特征在于，所述球瓦采用几何开放型结构；所述球头和球瓦之间，采用磁力作为将球头几何中心固定机构固定空间点的作用力。
磁力作用形成稳定地将球头中心点O固定在其几何中心位置的磁力，但对球头绕X、Y、Z轴及连接柄的旋转却没有限制，构成几何结构开放但功能完整的磁力万向节。同时，球头转动时与几何形状匹配的臼型腔表面之间产生摩擦力，形成运动阻尼，使该万向节具有较好的位置自保持功能。
作为优选，所述球瓦包裹球头的球面面积小于球头的二分之一面积，使球头能够旋转到球头连杆轴线与球瓦连杆轴线之间的夹角小于等于90度。球头的几何形状特征，为其4自由度旋转运动提供了便捷条件。
由于磁力作用，开放型的球瓦结构，将球头中心稳定地拘束在球头几何中心点上的作用力源；由于电磁力的可调特性，使磁力万向节的应用范围更加灵活。
作为优选，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁材料，球瓦与被磁化球头之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
球头材料必须具备优良的磁化特性，以保证在磁铁形成的磁场中能被磁化，形成相吸磁力，使球头与磁铁连接在一起。
作为优选，所述球瓦的内表面采用永久性磁铁或电磁铁材料，而不是整个结构都采用永久性磁铁或电磁铁材料，能够有效降低成本。
作为优选，所述球头的外表面采用硬磁材料。
作为优选，所述球头为永久性磁铁或电磁铁材料，球头与被磁化球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
作为优选，所述球瓦的内表面采用硬磁性材料。
作为优选，所述球头的外表面采用永久性磁铁或电磁铁材料。
作为优选，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁材料，球头为永久性磁铁或电磁铁材料，球头与球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
作为优选，所述球瓦的内表面为永久性磁铁或电磁铁材料，球头的外表面为永久性磁铁或电磁铁材料。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能够有效实现球头和球瓦两连接件之间的4自由度旋转运动和较好的位置自保持能力，结构简单、装拆方便，易于小型化，将其用于小人肩关节中，手臂在翻书、绘画等动作过程中协调、自然。
附图说明
图1为本实用新型其中一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本说明书（包括任何摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例一
如图1所示，一种磁力万向节，包括球头2和球瓦1，所述球瓦1采用几何开放型结构；所述球头2和球瓦1之间，采用磁力作为将球头几何中心固定机构固定空间点的作用力。
在本具体实施例中，所述球瓦包裹球头的球面面积小于球头的二分之一面积，使球头能够旋转到球头连杆轴线与球瓦连杆轴线之间的夹角小于等于90度。
在本具体实施例中，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁，球瓦与被磁化球头之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
具体实施例二
与具体实施例一的区别在于，所述球瓦的内表面采用永久性磁铁或电磁铁。
具体实施例三
与具体实施例一或二的区别在于，所述球头的外表面采用硬磁材料。
具体实施例四
与具体实施例一的区别在于，所述球头为永久性磁铁或电磁铁，球头与被磁化球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
具体实施例五
与具体实施例四的区别在于，所述球瓦的内表面采用硬磁性材料。
具体实施例六
与具体实施例四或五的区别在于，所述球头的外表面采用永久性磁铁或电磁铁。
具体实施例七
与具体实施例一的区别在于，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁，球头为永久性磁铁或电磁铁，球头与球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
具体实施例八
与具体实施例七的区别在于，所述球瓦的内表面为永久性磁铁或电磁铁，球头的外表面为永久性磁铁或电磁铁。
Claims (10)
1.一种磁力万向节，包括球头和球瓦，其特征在于，所述球瓦采用几何开放型结构；所述球头和球瓦之间，采用磁力作为将球头几何中心固定机构固定空间点的作用力。
2.根据权利要求1所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦包裹球头的球面面积小于球头的二分之一面积，使球头能够旋转到球头连杆轴线与球瓦连杆轴线之间的夹角小于等于90度。
3.根据权利要求2所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁，球瓦与被磁化球头之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
4.根据权利要求3所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦的内表面采用永久性磁铁或电磁铁。
5.根据权利要求4或3所述的磁力万向节，其特征在于，所述球头的外表面采用硬磁材料。
6.根据权利要求2所述的磁力万向节，其特征在于，所述球头为永久性磁铁或电磁铁，球头与被磁化球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
7.根据权利要求6所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦的内表面采用硬磁性材料。
8.根据权利要求6或7所述的磁力万向节，其特征在于，所述球头的外表面采用永久性磁铁或电磁铁。
9.根据权利要求2所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦为永久性磁铁或电磁铁，球头为永久性磁铁或电磁铁，球头与球瓦之间异性相吸产生的磁力大于等于球头及球头连杆的重力、球头连杆承受载荷在Z轴方向上的分力、以及球头与磁铁间相对滑动在Z轴方向上的分力之和。
10.根据权利要求9所述的磁力万向节，其特征在于，所述球瓦的内表面为永久性磁铁或电磁铁，球头的外表面为永久性磁铁或电磁铁。
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Publications (1)
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| CN204942313U true CN204942313U (zh) | 2016-01-06 |
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Country Status (1)
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| CN106205323A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-07 | 叶强 | 仿真人体关节 |
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- 2015-09-14 CN CN201520706711.0U patent/CN204942313U/zh active Active
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