[發明專利]一種球鉸鏈

在審

• 申請號: 201710166132.5
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106763138A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉東昊;劉捷明;王志偉
• 申請（專利權）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號: F16C11/06
• 分類號: F16C11/06
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 王喆

技術領域

本發明涉及一種驅動機構，更具體地，涉及一種球鉸鏈。

背景技術

目前市面上現有的球面副包括球體和球殼，該球面副中球殼與球體為同心結構，球殼用于限制球體在X、Y、Z軸方向上的移動，球面副中的球體可相對于球殼繞X、Y、Z軸轉動；上述球面副結構完全限制了球體在X、Y、Z軸方向上移動的自由度，對球體繞X、Y、Z軸轉動的自由度完全無限制。

還有一種常見的與球面副結構類似的球銷副，該球銷副在限制了球體相對于球殼在X、Y、Z軸方向上移動的自由度的同時，在球殼上設置銷槽，在球體上設置銷桿，通過銷桿與銷槽的配合，球體被限制了相對于球殼繞某一軸轉動的自由度；但該種結構球銷副的缺陷在于，當球體與球殼之間通過銷桿與銷槽的配合進行轉動時，在球體相對于球殼所轉動的角度不到銷桿與銷槽兩端配合的極限角度時，球體與球殼之間無法固定并進行力的傳遞，也就是說，當球體在沿銷槽開槽方向或相對于銷槽開槽方向進行轉動的過程中，球體與球殼之間無法通過銷桿與銷槽實現相對固定并進行力的傳遞和聯動。

同時，不論是上述現有的球面副還是球銷副，其結構主要都是通過球體與球殼之間球心重合、球面貼合來完成的自由度限制，其中球體和球殼需要預裝在一起，球體和球殼之間的運動為相對的摩擦運動，在使用運動過程中，二者相對的摩擦損耗大，使用壽命短。同時在某些特殊的機構場合，當根據實際情況，需要對球鉸鏈自由度進行選取限制時，由于現有球鉸鏈的球體和球殼之間不能實現兩者分離和接合兩種狀態的轉換，這就需要兩個或者更多機構的組合才能得以實現，進而導致機構的整體結構過于復雜，無論是在機構的生產制造環節還是在機構的裝配環節均存在諸多不便。

因此，需要提供一種全新的球鉸鏈結構，用以克服現有技術所存在的上述缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種全新結構的球鉸鏈。該球鉸鏈的球體與球殼既可分離又可接合，當兩者處于接合配合狀態時，球體與球殼可以聯動，球殼可以限制球體相對于球殼在Z軸方向上的旋轉和在X、Y軸方向上的移動，且球體與球殼之間的運動為純滾動運動方式。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種球鉸鏈，所述球鉸鏈包括頂部具有開口的球殼和設置在所述球殼內的球體；

所述球體與所述球殼之間設有用于限制球體相對于所述球殼在Z軸方向上進行旋轉的且相互配合的限位柱和限位孔。

本發明所提供的球鉸鏈，實現了球體與球殼之間的離合功能，即當兩者處于分離狀態時，驅動可分別獨立作用于球體或者球殼，球體和球殼獨立運動，互相之間不發生干涉。當兩者處于接合狀態時，驅動單獨作用于球體或者球殼，無論球體與球殼之間是何種角度位置關系，兩者均可進行力和轉矩的傳輸，并在X、Y軸方向上產生聯動，且通過球體與所述球殼之間所設有的相互配合的限位柱和限位孔，球鉸鏈中的球殼可以限制球體相對于球殼在Z軸方向上的旋轉和在X、Y軸方向上的移動。

優選地，在所述球體與球殼相配合時，至少有兩個限位柱位于與其對應的限位孔內。通過上述設計，球鉸鏈中球殼在限制球體相對于球殼在X、Y軸方向上移動的同時，又限制了球體相對于球殼在Z軸方向上的旋轉。

優選地，所述球殼開口的直徑大于所述球體的直徑；其便于球體與球殼之間的充分分離。

優選地，所述限位柱設于所述球體上，所述限位孔設置在所述球殼上。

優選地，所述限位柱設于所述球殼上，所述限位孔設置在所述球體上。

優選地，所述球體的外球面內切于所述球殼的內球面，所述球體在球殼內做滾動運動。球體的外球面內切于球殼的內球面，使得兩者之間可以做純滾動運動，通過限位柱與限位孔的嚙合，減少了球體與球殼之間在工作過程中的相對摩擦，提高了傳動效率，延長了球體與球殼作為運動機構的使用壽命。

優選地，所述限位柱和限位孔均按十字交叉陣列方式設置。

優選地，所述限位柱上與限位孔上相配合的表面設為相互配合的漸開面。其保證了在球體在沿X、Y平面內任意軸旋轉運動時，球體可以任意限位柱的中心為圓心做純滾動而無滑動運動，限位柱與限位孔間的受力更均勻，且嚙合傳動效率更高，使得球體與球殼之間的摩擦損耗最小，使用壽命更長。

優選地，所述限位孔為盲孔或通孔。

優選地，所述限位孔為盲孔。

本發明的有益效果如下：

1、本發明所提供的球鉸鏈，具有球體與球殼之間的離合功能，即球體與球殼既可分離使用又可接合使用。