[發明專利]精密高剛度柔性球形鉸鏈

無效

• 申請號: 201310277943.4
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103322028A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 李義
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: F16C11/06
• 分類號: F16C11/06
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于精密機械技術領域，具體涉及一種使用在高剛度柔性系統、光學系統支撐、精密測量和超精加工等方面的精密高剛度柔性球形鉸鏈。

背景技術

目前，現有鉸鏈結構缺乏柔性，而柔性支撐和連接結構又缺乏剛性，在支撐重要的零件結構時，由于缺乏柔性帶來結構的變形和應力，或者接觸部位因為很多球鉸為了保證轉動舒適，采用塑料等高分子材料，所以柔性太大又缺乏支撐剛度，使得很多結構很難調整到最佳設計精度，因而影響了整個系統的精度和可靠性。尤其在光學系統的支撐方面，尤為突出。

發明內容

本發明的目的在于提出一種精密高剛度柔性球形鉸鏈，解決現有技術存在的由于柔性差帶來的安裝支撐應力，和剛度低帶來的精度不穩定性誤差。

為實現上述目的，本發明的精密高剛度柔性球形鉸鏈包括球軸、外套、球鉸外環、鋼球、保持器、滾動鋼球、球鉸鎖緊外環和鎖緊螺母；

所述滾動鋼球嵌在所述保持器上，所述保持器通過滾動鋼球與所述球軸配合，所述保持器包括上下兩個半球碗結構，所述上下兩個半球碗結構接觸處均勻設置有鋼球，所述保持器放置在所述球鉸外環內，所述球鉸外環放置在所述外套內，所述球鉸鎖緊外環與所述外套通過螺紋連接，與所述保持器配合接觸，對內部施加力矩，所述球軸的球桿件穿過所述球鉸鎖緊外環中間開有的通孔與被支撐件連接，實現角度調節。

所述球形鉸鏈還包括鎖緊螺母，所述鎖緊螺母位于所述球鉸鎖緊外環上方與所述外套螺紋連接，鎖緊所述球鉸鎖緊外環，所述球軸的球桿件穿過所述球鉸鎖緊外環中間開有的通孔后再穿過所述鎖緊螺母中間開有的通孔與被支撐件連接。

調整所述球鉸鎖緊外環中間開有的通孔的直徑大小和所述鎖緊螺母中間開有的通孔的直徑的大小實現不同角度的調整角和柔性角的調節。

本發明的有益效果為：本發明的精密高剛度柔性球形鉸鏈的球軸加工性好，與球鉸外環采用鋼球接觸，具有非常好的柔性；球軸配合球鉸外環、滾動鋼球嵌在保持器上，組合成球形鉸鏈的鉸鏈主體，具有雙向剛度，通過球鉸鎖緊外環和鎖緊螺母實現預緊，形成球形鉸鏈獨立單元，一個或多個球形鉸鏈獨立單元，形成高剛度的柔性支撐系統；本發明的球形鉸鏈為雙向剛度沒有游隙，但可繞球軸回轉球心轉動，轉動摩擦力矩非常微小，可以實現很高的回轉精度；本發明在高剛度情況下，同時具有繞球軸回轉球心的自由轉動，安裝方便可靠性高。在保持高支撐剛度情況下具有非常好的柔性。

附圖說明

圖1為本發明的精密高精度柔性球形鉸鏈第一種結構示意圖；

圖2為本發明的精密高精度柔性球形鉸鏈第二種結構示意圖；

圖3為本發明的精密高精度柔性球形鉸鏈第三種結構示意圖；

其中：1、球軸，2、外套，3、球鉸外環，4、鋼球，5、保持器，6、滾動鋼球，7、球鉸鎖緊外環，8、鎖緊螺母。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

實施例一：

參見附圖1，本發明的精密高剛度柔性球形鉸鏈包括球軸1、外套2、球鉸外環3、鋼球4、保持器5、滾動鋼球6、球鉸鎖緊外環7和鎖緊螺母8；

所述滾動鋼球6嵌在所述保持器5上，所述保持器5通過滾動鋼球6與所述球軸1配合，所述保持器5包括上下兩個半球碗結構，所述上下兩個半球碗結構接觸處均勻設置有鋼球4，所述保持器5放置在所述球鉸外環3內，所述球鉸外環3放置在所述外套2內，所述球鉸鎖緊外環7與所述外套2通過螺紋連接，與所述保持器5配合接觸，對內部施加力矩，所述球軸1的球桿件穿過所述球鉸鎖緊外環7與被支撐件連接，實現角度調節。

所述球形鉸鏈還包括鎖緊螺母8，所述鎖緊螺母8位于所述球鉸鎖緊外環7上方與所述外套2螺紋連接，鎖緊所述球鉸鎖緊外環7。

所述球形鉸鏈與被支撐結構通過螺紋連接，通過球軸1的球桿件上的平面定位，所述球鉸鎖緊外環7上部和所述鎖緊螺母8中間開有通孔，所述鎖緊螺母8中間的通孔比所述球軸1的球桿件的直徑大2mm，即可保證±0.5°的柔性調整范圍；為微角度球形鉸鏈，調整腳和柔性叫均為±0.5°，用于柔性調整范圍小的支撐結構。

實施例二：

參見附圖2，本實施例與實施例一的區別在于：所述球軸1下端也有球桿件伸出，通過下端端部的方頭形實現定位。

實施例三：