CN217441267U - 一种具有阻尼的球关节机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有阻尼的球关节机构，包括球体和能够容纳球体的壳体，所述球体的上部设有竖直的球柄，所述壳体内还安装有球托、弹性件和支撑件；所述球托用于承托球体，所述支撑件通过弹性件对球托提供弹性支撑，所述支撑件在壳体内的位置固定或可上下调节。上述技术方案中，由于支撑件通过弹性件对球托提供弹性支撑，这样就能使球托与球体之间处于紧贴状态，从而使球体在壳体内转动时获得阻尼力，当将支撑件在壳体内的位置设置为可上下调节时，这样就能对阻尼力的大小进行调整。

Description

一种具有阻尼的球关节机构

技术领域

本实用新型涉及球关节技术领域，具体涉及一种具有阻尼的球关节机构。

背景技术

球关节是一种常见的机械结构，它能够使得安装于其上的物体实现多个方向的自由摆动和旋转。例如，用于安装照相机和摄影机的云台就是一种典型的球关节。球关节通常由具有球形安装槽的壳体和球体构成，球体活动安装于壳体内。为了使球关节的球体在做三自由度的转动时实现运动的平稳可控，需要在壳体内设置阻尼，但是现有技术中提供的解决方案普遍存在结构复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单可靠的具有阻尼的球关节机构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有阻尼的球关节机构，包括球体和能够容纳球体的壳体，所述球体的上部设有竖直的球柄，所述壳体内还安装有球托、弹性件和支撑件；所述球托用于承托球体，所述支撑件通过弹性件对球托提供弹性支撑，所述支撑件在壳体内的位置固定或可上下调节。

上述技术方案中，由于支撑件通过弹性件对球托提供弹性支撑，这样就能使球托与球体之间处于紧贴状态，从而使球体在壳体内转动时获得阻尼力，当将支撑件在壳体内的位置设置为可上下调节时，这样就能对阻尼力的大小进行调整。

进一步地，所述球托具有与球体圆周面相吻合的弧形槽，在球体和球托之间装有衬垫。

进一步地，所述球体的侧面设有一个定位孔，所述壳体上设有定位销，当将定位销插入球体的定位孔内后，所述球体只能以该定位销为轴心作绕轴运动。

优选地，所述弹性件为弹簧或阻尼器，当弹性件为弹簧时，所述球托上和支撑件上用于连接弹簧的位置均设有弹簧导柱。

在一个实施例中，所述支撑件整体呈矮脚杯状，包括杯体、杯颈、杯座，杯体的下端面为圆锥面，杯体和杯座的圆周面与壳体内壁面为间隙配合，所述壳体对应支撑件圆锥面的位置横向安装有一根调节螺杆，该调节螺杆内侧端的端面也为圆锥面，调节螺杆的圆锥面与支撑件的圆锥面接触配合，当拧动调节螺杆使其向内移动时，调节螺杆内侧端的圆锥面会给支撑件的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件在壳体内向上移动，进而压缩弹性件的长度，当拧动调节螺杆使其向外移动时，支撑件在自身重力和弹性件弹力的共同作用下会向下移动。

在一个实施例中，所述支撑件整体为锥形盘，锥形盘的下端面为圆锥面，锥形盘的圆周面与壳体内壁面为间隙配合，在支撑件的下部安装有一根径向贯穿壳体的调节螺杆，该调节螺杆包括正反丝螺杆和旋钮，正反丝螺杆上装有一个左斜楔和一个右斜楔，左旋斜楔和右旋斜楔的上端均设有内凹的锥面且通过该锥面与支撑件的圆锥面接触配合，在调节螺杆的下方还安装有斜楔导向块，该斜楔导向块固定安装在壳体的下部且与左斜楔和右斜楔的下端接触配合，当拧动调节螺杆使左旋斜楔和右旋斜楔沿着调节螺杆相向移动时，左旋斜楔和右旋斜楔的锥面会给支撑件的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件在壳体内向上移动，进而压缩弹性件的长度，当拧动调节螺杆使左旋斜楔和右旋斜楔沿着调节螺杆反向移动时，支撑件在自身重力和弹性件弹力的共同作用下会向下移动。

进一步地，所述壳体的下部安装有底板和底座旋转体，所述底座旋转体可通过锁紧螺栓进行锁定。

进一步地，所述壳体上端的一侧设有一个用于避让球柄的U形缺口。将球柄扳转至壳体上的U形缺口，就能使对接平台相对壳体产生 90°左右的偏转。

在一个实施例中，所述壳体下部用于安装调节螺杆的位置设有一个可供左斜楔和右斜楔进出的开口，该开口可通过开口补块予以封堵。

在一个实施例中，所述壳体以调节螺杆的轴线为界分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间通过螺栓连接固定为一个整体。

本实用新型提供的具有阻尼的球关节机构通过在壳体内设置球托、弹性件和支撑件，就能使球体在转动时获得阻尼力，具有结构简单、稳定可靠的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的的具有阻尼的球关节机构俯视结构示意图；

图2为图1的A-A'线剖视结构示意图；

图3为图1的B-B'线剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中的的具有阻尼的球关节机构俯视结构示意图；

图5为图4的A-A'线剖视结构示意图；

图6为图4的B-B'线剖视结构示意图；

图7为图4的C-C'线剖视结构示意图；

图8为图7中的上壳体下结合面的结构示意图；

图9为图4的A-A'线另一种剖视结构示意图；

图10为图9中的壳体侧壁设有开口的结构示意图；

图11为本实用新型实施例2中的开口补块结构示意图；

图12为本实用新型实施例2中的调节螺杆结构示意图。

附图标记为：

1——球体 2——壳体 3——衬垫

4——球托 5——支撑件 6——调节螺杆

7——底板 8——脚架对接孔 9——底座旋转体

10——锁紧螺栓 11——U形缺口 12——弹性件

13——定位销 14——快装板 15——相机

16——左斜楔 17——右斜楔 18——斜楔导向块

19——开口补块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

实施例1

如图1至3所示的一种具有阻尼的球关节机构，包括球体1和能够容纳球体1的壳体2，球体1的上部设有竖直的球柄，壳体2的上端对球体1形成半包裹状态且在一侧设有一个用于避让球柄的U形缺口11，球柄的上端通过螺栓安装有快装板14，快装板14上用于安装相机15，壳体2内还安装有球托4、弹性件12和支撑件5；球托4 用于承托球体1，球托4具有与球体圆周面相吻合的弧形槽，在球体 1和球托4之间装有衬垫3，所述支撑件5通过弹性件12对球托4提供弹性支撑，支撑件5在壳体2内的位置固定或可上下调节；在球体 1的侧面设有一个定位孔，壳体2上设有定位销13，当将定位销13 插入球体1的定位孔内后，球体1在壳体2内只能以该定位销13为轴心作绕轴运动。

支撑件5整体呈矮脚杯状，包括杯体、杯颈、杯座，杯体的下端面为圆锥面，杯体和杯座的圆周面与壳体2内壁面为间隙配合，壳体 2对应支撑件5圆锥面的位置横向安装有一根调节螺杆6，该调节螺杆6内侧端的端面也为圆锥面，调节螺杆6的圆锥面与支撑件5的圆锥面接触配合，当拧动调节螺杆6使其向内移动时，调节螺杆6内侧端的圆锥面会给支撑件5的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件5 在壳体2内向上移动，进而压缩弹性件12的长度，当拧动调节螺杆 6使其向外移动时，支撑件5在自身重力和弹性件12弹力的共同作用下会向下移动。

弹性件12可以选用弹簧或阻尼器，本实施例采用的是弹簧，为了便于对弹簧进行定位，在球托4下部和支撑件5上部用于连接弹簧的位置均设有弹簧导柱。

壳体2的下部安装有底板7和底座旋转体9，底座旋转体9可通过锁紧螺栓10进行锁定，底座旋转体9的中部设有脚架对接孔8用于将整个球关节机构安装在三脚架上。

在本实施例中，由于支撑件5通过弹性件12对球托4提供弹性支撑，这样就能使球托4与球体1之间处于紧贴状态，从而使球体1 在壳体2内转动时获得阻尼力，当将支撑件5在壳体2内的位置设置为可上下调节时，这样就能对阻尼力的大小进行调整。

下面结合图2、3对阻尼器的工作原理和方式进行详细说明：

一、阻尼的产生方式

如图2、3所示，弹性阻尼力是由弹性件12伸缩变形并且通过衬垫3与球体1之间所产生的摩擦力而产生的。

二、阻尼力度的调节方式

如图2、3所示，当扭转调节螺杆6时，会带动支撑件5上下移动，进而使得弹性件12上下伸缩，从而通过球托4和衬垫3对球体1产生了不同的支撑力。因此使得在拍摄过程中球体1与衬垫3之间能够根据摄影需求产生出相应的动摩擦力和静摩擦力。

三、二自由度运行方式

当定位销13经壳体2插入球体1的定位孔内时，球体1便进入二自由度运行状态，即通过底座选旋转体作平面旋转和以定位销为轴心作绕轴运动。

四、一自由度运行方式

当定位销13经壳体2插入球体1的定位孔内时，并通过锁紧螺栓将底座旋转体进行锁定，球体1便进入一自由度运行状态，即只能以定位销为轴心作绕轴运动。

实施例2

如图8至10所示的一种具有阻尼的球关节机构，其实用新型构思、工作原理与实施例1完全一样，大部分结构也相同，只是在实施例1的基础上，为了实现支撑件5在壳体2内的位置能够上下调节且能够被锁定这种功能，采用了另一种结构来替代实施例1中的蜗轮蜗杆结构，其具体结构如图9、10所示：

支撑件5整体为锥形盘，锥形盘的下端面为圆锥面，锥形盘的圆周面与壳体2内壁面为间隙配合，在支撑件5的下部安装有一根径向贯穿壳体的调节螺杆6，该调节螺杆6包括正反丝螺杆和旋钮，正反丝螺杆上装有一个左斜楔16和一个右斜楔17，左斜楔16和右斜楔17的上端均设有内凹的锥面且通过该锥面与支撑件5的圆锥面接触配合，在调节螺杆6的下方还安装有斜楔导向块18，该斜楔导向块 18固定安装在壳体2的下部且与左斜楔16和右斜楔17的下端接触配合，当拧动调节螺杆6使左斜楔16和右斜楔17沿着调节螺杆6相向移动时，左斜楔16和右斜楔17的锥面会给支撑件5的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件5在壳体2内向上移动，进而压缩弹性件 12的长度，当拧动调节螺杆6使左斜楔16和右斜楔17沿着调节螺杆6反向移动时，支撑件5在自身重力和弹性件12弹力的共同作用下会向下移动。

由于左斜楔16和右斜楔17需要先安装在调节螺杆6的正反丝螺杆上，然后再作为一个整体安装到壳体2内。为了便于将装有左斜楔16和右斜楔17的调节螺杆6安装到壳体2内，本实施例提供了以下两种不同的方案。

第一种方案：将壳体2以调节螺杆6的轴线为界分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间再通过螺栓连接固定为一个整体，其具体结构参见图10至12。

装配方式：

1、首先将装有左斜楔16和右斜楔17的调节螺杆6轴两端放在与之配合的上壳体的半圆孔壁上；

2、将装配好的斜楔导向块18的下壳体与上壳体、左斜楔16和右斜楔17及调节螺杆6装配好，并用螺栓将上、下壳体进行紧固。

运行说明：

拧动调节螺杆6的旋钮，使得左斜楔16和右斜楔17在斜楔导向块18内进行直线相向或相反的方向运动，进而使得支撑件5上升或下降，从而使得弹簧12产生伸缩给予球托4、衬垫3与被上壳体上端限定位的球体1产生了不同的压力，因此便可得到拍摄活动所需要的球体1与衬垫3的动/静摩擦力阻尼。

第二种方案：在壳体2下部用于安装调节螺杆6的位置设一个可供左斜楔16和右斜楔17进出的开口，该开口可通过开口补块19予以封堵，具体结构参见图9至11。

装配方式：

1、首先将左斜楔16和右斜楔17等距旋至调节螺杆6上；

2、将装配好左斜楔16和右斜楔17调节螺杆从壳体开口处插入壳体内；

3、将开口补块19与调节螺杆6配合连接并与对应的壳体开口处相固定；

4、装上旋钮及斜楔导向块18；

5、装上带有底座旋转体9的底板7。

运行说明：

拧动调节螺杆6的旋钮，使得左斜楔16和右斜楔17在斜楔导向块18内进行直线相向或相反的方向运动，进而使得支撑件5上升或下降，从而使得弹簧12产生伸缩给予球托4、衬垫3与被上壳体上端限定位的球体1产生了不同的压力，因此便可得到拍摄活动所需要的球体1与衬垫3的动/静摩擦力阻尼。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。

Claims (10)

1.一种具有阻尼的球关节机构，包括球体（1）和能够容纳球体（1）的壳体（2），所述球体（1）的上部设有竖直的球柄，其特征在于：所述壳体（2）内还安装有球托（4）、弹性件（12）和支撑件（5）；所述球托（4）用于承托球体（1），所述支撑件（5）通过弹性件（12）对球托（4）提供弹性支撑，所述支撑件（5）在壳体（2）内的位置固定或可上下调节。

2.根据权利要求1所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述球托（4）具有与球体圆周面相吻合的弧形槽，在球体和球托之间装有衬垫（3）。

3.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述球体（1）的侧面设有一个定位孔，所述壳体（2）上设有定位销（13），当将定位销（13）插入球体（1）的定位孔内后，所述球体（1）在壳体（2）内只能以该定位销（13）为轴心作绕轴运动。

4.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述弹性件（12）为弹簧或阻尼器，当弹性件（12）为弹簧时，所述球托（4）上和支撑件（5）上用于连接弹簧的位置均设有弹簧导柱。

5.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述支撑件（5）整体呈矮脚杯状，包括杯体、杯颈、杯座，杯体的下端面为圆锥面，杯体和杯座的圆周面与壳体（2）内壁面为间隙配合，所述壳体（2）对应支撑件（5）圆锥面的位置横向安装有一根调节螺杆（6），该调节螺杆（6）内侧端的端面也为圆锥面，调节螺杆（6）的圆锥面与支撑件（5）的圆锥面接触配合，当拧动调节螺杆（6）使其向内移动时，调节螺杆（6）内侧端的圆锥面会给支撑件（5）的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件（5）在壳体（2）内向上移动，进而压缩弹性件（12）的长度，当拧动调节螺杆（6）使其向外移动时，支撑件（5）在自身重力和弹性件（12）弹力的共同作用下会向下移动。

6.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述支撑件（5）整体为锥形盘，锥形盘的下端面为圆锥面，锥形盘的圆周面与壳体内壁面为间隙配合，在支撑件（5）的下部安装有一根径向贯穿壳体（2）的调节螺杆（6），该调节螺杆（6）包括正反丝螺杆和旋钮，正反丝螺杆上装有一个左斜楔（16）和一个右斜楔（17），左斜楔（16）和右斜楔（17）的上端均设有内凹的锥面且通过该锥面与支撑件（5）的圆锥面接触配合，在调节螺杆（6）的下方还安装有斜楔导向块（18），该斜楔导向块（18）固定安装在壳体的下部且与左斜楔（16）和右斜楔（17）的下端接触配合，当拧动调节螺杆（6）使左斜楔（16）和右斜楔（17）沿着调节螺杆（6）相向移动时，左斜楔（16）和右斜楔（17）的锥面会给支撑件（5）的圆锥面施加向上的挤压力，迫使支撑件（5）在壳体（2）内向上移动，进而压缩弹性件（12）的长度，当拧动调节螺杆（6）使左斜楔（16）和右斜楔（17）沿着调节螺杆（6）反向移动时，支撑件（5）在自身重力和弹性件（12）弹力的共同作用下会向下移动。

7.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述壳体（2）的下部安装有底板（7）和底座旋转体（9），所述底座旋转体（9）可通过锁紧螺栓进行锁定。

8.根据权利要求1或2所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述壳体（2）上端的一侧设有一个用于避让球柄的U形缺口（11）。

9.根据权利要求6所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述壳体下部用于安装调节螺杆（6）的位置设有一个可供左斜楔（16）和右斜楔（17）进出的开口，该开口可通过开口补块（19）予以封堵。

10.根据权利要求6所述的具有阻尼的球关节机构，其特征在于：所述壳体以调节螺杆（6）的轴线为界分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间通过螺栓连接固定为一个整体。

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