[發明專利]球關節三維軸有效

申請號：	201310537058.5	申請日：	2013-11-04
公開（公告）號：	CN103557241A	公開（公告）日：	2014-02-05
發明（設計）人：	孫學雁;郭輝;程大鵬;趙琳;王云龍;李響	申請（專利權）人：	沈陽工業大學
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
地址：	110870 遼寧省沈陽***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	關節三維
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種球關節傳動機構，尤其是由球關節轉動帶動三根相互垂直軸同時轉動的球關節三維軸。

背景技術

在機械傳動機構中，萬向聯軸節是將兩根軸連接起來實現同軸或不同軸的傳動的常見機構，但萬向聯軸節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。在實際應用中有很多場合是需要一關節轉動同時帶動三根相互垂直軸同時轉動的情況，例如機械原理中的空間轉動自由度分解到三個垂直軸方向的轉動的問題、數學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。采用現有技術解決上述問題將使機構和設備做的非常復雜、龐大，甚至無法實現。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種球關節三維軸，該球關節三維軸不僅能帶動三個相互垂直的軸轉動，而且還能即時準確將空間轉角分解到每個垂直軸上。以解決空間三維轉角轉換為平面二維轉角的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：球關節三維軸包括球體、滑塊、動滑道、滑條、X軸、Y軸、Z軸和銷；球體上設有Z軸滑槽和XY軸滑槽，Z軸滑槽和XY軸滑槽均為方形槽，360度分布在球體上，Z軸滑槽的位置是豎立擺放，XY軸滑槽的位置與Z軸滑槽相垂直；?Z軸豎立擺放，Z軸上端設成Z軸滑塊頭，Z軸滑塊頭的兩側面與球體上的Z軸滑槽的兩側面接觸并形成間隙配合；在XY軸滑槽內和Z軸滑塊頭上設有銷孔，銷孔內插入銷，由銷固定連接Z軸滑槽兩側的球體，同時銷作為鉸鏈軸連接球體和Z軸，使球體和Z軸能繞銷相對轉動。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X軸、Y軸和Z軸位置固定，只能繞各自軸線旋轉；在X軸和Y軸與球體的連接端均固定連接滑條，動滑道和滑條是扇形片狀；動滑道內設有弧形滑槽，滑條兩側面與弧形滑槽的兩側面接觸并形成間隙配合，滑條在弧形滑槽內滑動；動滑道與滑塊固定連接，滑塊是長方體，滑塊的兩側面與球體上的XY軸滑槽的兩側面接觸并形成間隙配合,?滑塊能在XY軸滑槽內滑動。球體轉動時，帶動X軸、Y軸和Z軸對應轉動，即球體的空間轉角分解為三個垂直軸的平面轉角。球體繞Z軸轉動時，通過Z軸滑槽推動Z軸的Z軸滑塊頭直接帶動Z軸旋轉；球體繞X軸轉動時，通過XY軸滑槽推動滑塊、滑塊帶動動滑道，動滑道的弧形滑槽再帶動滑條、最終帶動X軸轉動；同理可得球體帶動Y軸轉動。

本發明的有益效果是：一個球關節轉動能帶動三個相互垂直的軸轉動，能即時準確將空間轉角分解到每個垂直軸上。以解決空間三維轉角轉換為平面二維轉角的問題。本發明結構簡單，機構巧妙，具有較強的實用價值。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是表達整體結構的立體圖。

圖2是整體結構爆炸圖。

圖3是表達中心內部結構的主視圖，采用局部剖畫法。

圖4是圖3左視圖。

圖5是把圖1位置的球體水平旋轉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90度后的立體圖。

圖9是圖8的主視圖。