[發(fā)明專利]球銷撥動式球關(guān)節(jié)三維軸

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310537050.9
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103557240A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭忠峰;孫學(xué)雁;王統(tǒng);馬文璇;初穎;唐俊穎
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16D3/16
• 分類號: F16D3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球關(guān)節(jié)傳動機構(gòu)，尤其是由球銷撥動弧形滑槽帶動三根相互垂直軸同時轉(zhuǎn)動的球銷撥動式球關(guān)節(jié)三維軸。

背景技術(shù)

在機械傳動機構(gòu)中，萬向聯(lián)軸節(jié)是將兩根軸連接起來實現(xiàn)同軸或不同軸傳動的常見機構(gòu)，但萬向聯(lián)軸節(jié)不能用于兩根軸垂直的場合，更不能用于連接三根相互垂直的軸的場合。在實際應(yīng)用中有很多場合是需要一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動同時帶動三根相互垂直軸同時轉(zhuǎn)動的情況，例如機械原理中的空間轉(zhuǎn)動自由度分解到三個垂直軸方向的轉(zhuǎn)動的問題、數(shù)學(xué)空間角度在三個空間直角坐標系的角度分解問題、機械制圖中空間直線和平面對三個投影面的投影變換問題等等。采用現(xiàn)有技術(shù)解決上述問題將使機構(gòu)和設(shè)備做的非常復(fù)雜、龐大，甚至無法實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種球銷撥動式球關(guān)節(jié)三維軸，該球銷撥動式球關(guān)節(jié)三維軸不僅能帶動三個相互垂直的軸轉(zhuǎn)動，而且還能即時準確將空間轉(zhuǎn)角分解到每個垂直軸上。以解決空間三維轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為平面二維轉(zhuǎn)角的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：球銷撥動式球關(guān)節(jié)三維軸包括球體、球銷、內(nèi)弧形滑道、外弧形滑道、X軸、Y軸、Z軸和銷；球體上設(shè)有球銷、Z軸滑槽和球銷孔，球銷是圓柱形，固定連接在球體上，?Z軸滑槽是通透的方形槽，球銷孔是通過球體中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷孔相垂直；?Z軸豎立擺放，Z軸上端設(shè)成Z軸滑塊頭，Z軸滑塊頭的兩側(cè)面與球體上的Z軸滑槽的兩側(cè)面接觸并形成間隙配合；在Z軸滑塊頭上設(shè)有軸銷孔，軸銷孔和球銷孔均是直徑相等的、同軸的、通過球體中心的通透的圓柱孔，軸銷孔和球銷孔內(nèi)插入銷，由銷作為鉸鏈軸連接球體和Z軸，使球體和Z軸能繞銷相對轉(zhuǎn)動，球體能直接帶動Z軸旋轉(zhuǎn)，X軸和Y軸水平擺放，Z軸、X軸和Y軸相互垂直，并使Z軸、X軸和Y軸的軸線相交于球體的中心，設(shè)X軸、Y軸和Z軸只能繞各自軸線旋轉(zhuǎn)；在X軸和Y軸與球體的連接端分別固定連接內(nèi)弧形滑道和外弧形滑道；內(nèi)弧形滑道和外弧形滑道均為球面的環(huán)形片狀，環(huán)形片狀內(nèi)均設(shè)有等寬的滑槽，內(nèi)弧形滑道和外弧形滑道的內(nèi)外表面均設(shè)為球面，內(nèi)弧形滑道的內(nèi)表面與球體表面接觸并配合，內(nèi)弧形滑道能在球體上滑動，外弧形滑道的內(nèi)表面與內(nèi)弧形滑道外表面接觸并配合，外弧形滑道能在內(nèi)弧形滑道上滑動，外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道的滑槽同時套住球體的球銷，滑槽兩側(cè)面與球銷圓柱面接觸并形成間隙配合，球銷在滑槽內(nèi)滑動帶動X軸、Y軸對應(yīng)轉(zhuǎn)動，球銷能通過X軸和Y軸的球銷槽；球體轉(zhuǎn)動時，能直接帶動Z軸旋轉(zhuǎn)，同時球銷撥動滑槽帶動外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道轉(zhuǎn)動，帶動X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)球體轉(zhuǎn)動帶動X軸Y軸Z軸的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：一個球關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動能帶動三個相互垂直的軸轉(zhuǎn)動，能即時準確將空間轉(zhuǎn)角分解到每個垂直軸上。以解決空間三維轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為平面二維轉(zhuǎn)角的問題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，機構(gòu)巧妙，具有較強的實用價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是表達整體結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2是整體結(jié)構(gòu)爆炸圖。

圖3是整體結(jié)構(gòu)主視圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是把圖1位置的球體水平旋轉(zhuǎn)45度后的立體圖。

圖6是圖5的主視圖。

圖7是圖6的俯視圖。

圖8是把圖1位置的X軸和Y軸對稱旋轉(zhuǎn)90度后的立體圖。

圖9是圖8的主視圖。

圖10是圖9的俯視圖。

圖11是把圖8位置的Z軸旋轉(zhuǎn)50度后的立體圖。

圖12是圖11的主視圖。

圖13是圖12的俯視圖。

圖14是把圖11位置的Z軸旋轉(zhuǎn)10度、X軸和Y軸對稱旋轉(zhuǎn)45度后的立體圖。

圖15是圖14的主視圖。

圖16是圖15的俯視圖。

圖中1.球體，2.內(nèi)弧形滑道，3.?Y軸，4.X軸，5.球銷，6.?外弧形滑道，7.滑槽，8.Z軸滑槽，9.Z軸，10.Z軸滑塊頭，11.銷,12.軸銷孔,?13.球銷槽，14.球銷孔。?

具體實施方式