[發(fā)明專利]一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810093651.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108117246B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿職;葉坤;夏鵬華;王松;張德三;蔣濤濤;李超;張勇;張麗;劉宗富
• 申請（專利權(quán)）人: 蚌埠凱盛工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C03B18/06
• 分類號: C03B18/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王亞洲

1.一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，包括拉邊桿和拉邊頭，拉邊桿內(nèi)設(shè)有與拉邊桿同軸的轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸，內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的外部套裝有支撐軸承；其特征在于，所述拉邊桿和拉邊頭通過關(guān)節(jié)件連接；所述拉邊桿的右端面中部向內(nèi)凹陷，在轉(zhuǎn)軸孔周圍形成凹部；

所述關(guān)節(jié)件的外周面形成第三左端面、第三球狀側(cè)面及第三右端面，第三右端面與拉邊頭連接；第三左端面及部分第三球狀側(cè)面套入所述凹部內(nèi)，第三球狀側(cè)面的外部套裝有與拉邊桿端面可拆卸連接的關(guān)節(jié)壓板，所述關(guān)節(jié)壓板的右端面位于第三球狀側(cè)面球心的右側(cè)；所述凹部內(nèi)側(cè)面和關(guān)節(jié)壓板的內(nèi)側(cè)面形成第二內(nèi)球面；第二內(nèi)球面與第三球狀側(cè)面之間形成所述關(guān)節(jié)件多自由度旋轉(zhuǎn)的外旋轉(zhuǎn)軌道；在拉邊桿軸線所在的任意平面上，第二內(nèi)球面的弧心角大于第三球狀側(cè)面的弧心角；

所述關(guān)節(jié)件包括外部的關(guān)節(jié)球頭和內(nèi)部的內(nèi)環(huán)，關(guān)節(jié)球頭的內(nèi)球面與外球面平行，關(guān)節(jié)球頭的外球面為第三球狀側(cè)面；內(nèi)環(huán)固定套裝在內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的左端頭部，在拉邊桿軸線所在的任意平面上，內(nèi)環(huán)的外球面弧心角小于關(guān)節(jié)球頭內(nèi)球面的弧心角；內(nèi)環(huán)的外球面和關(guān)節(jié)球頭的內(nèi)球面之間形成所述關(guān)節(jié)件多自由度旋轉(zhuǎn)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)軌道；

所述拉邊桿內(nèi)還安裝有貫穿拉邊桿的導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿的一端對準關(guān)節(jié)球頭的左端面，另一端與能驅(qū)動導(dǎo)桿左右運動的動力裝置連接；所述導(dǎo)桿包括至少兩對，其中一對中的兩個導(dǎo)桿分別位于轉(zhuǎn)軸孔的兩側(cè)，另一對中的兩個導(dǎo)桿分別位于轉(zhuǎn)軸孔的另兩側(cè)；在垂直于拉邊桿軸線的橫截面上，其中一對中的兩個導(dǎo)桿的圓心連線與另一對中的兩個導(dǎo)桿的圓心連線相互垂直。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述關(guān)節(jié)球頭的內(nèi)球面設(shè)有均勻分布的第一滾道，內(nèi)環(huán)的外球面設(shè)有與第一滾道數(shù)量相同且位置相應(yīng)的第二滾道，第一滾道和第二滾道均位于拉邊桿軸線所在的平面上；第一滾道和第二滾道之間設(shè)置有保持架，保持架上設(shè)有與第一滾道數(shù)量相同且位置相應(yīng)的保持架孔，保持架孔內(nèi)安裝有滾珠。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)與內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的頭部通過花鍵聯(lián)接；花鍵的兩端設(shè)有擋環(huán)，所述擋環(huán)的底部嵌入內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述拉邊桿的外邊緣設(shè)有冷卻套，冷卻套的右端面與關(guān)節(jié)壓板的左端面可拆卸連接；冷卻套內(nèi)設(shè)有冷卻管路，所述冷卻管路由拉邊桿的一端延伸至另一端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)桿的外部設(shè)有導(dǎo)套，所述導(dǎo)套設(shè)置于冷卻管路中。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述冷卻管路包括右端連通的第四進向冷卻管路和第四回向冷卻管路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述拉邊頭為空心結(jié)構(gòu)，包括由第一左側(cè)壁、第一右側(cè)壁和第一連接側(cè)壁圍成的殼體，第一左側(cè)壁中部設(shè)有第一進向冷卻通孔，第一左側(cè)壁近外邊緣處設(shè)有第一回向冷卻通孔；

所述內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸中部設(shè)有貫穿內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸兩端的第三進向冷卻管路；第三進向冷卻管路與第一進向冷卻通孔通過可旋轉(zhuǎn)接頭連通；第三進向冷卻管路的外側(cè)設(shè)有第三回向冷卻管路，第三回向冷卻管路右端與內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的右端面之間設(shè)有間距；

所述關(guān)節(jié)球頭內(nèi)設(shè)有貫穿第三左端面和第三右端面的第二回向冷卻通孔，第二回向冷卻通孔的兩端分別與第一回向冷卻通孔和連接管連通；所述內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上開設(shè)有第三回向冷卻通孔，第三回向冷卻通孔的兩端分別與連接管和第三回向冷卻管路連通；所述第一回向冷卻通孔、第二回向冷卻通孔、連接管及第三回向冷卻通孔一一對應(yīng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述第一左側(cè)壁近邊緣處均勻設(shè)置有多個第一回向冷卻通孔；所述第三回向冷卻通孔繞內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的軸線均勻分布。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多自由度旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述第一左側(cè)壁設(shè)有環(huán)狀密封溝槽，環(huán)狀密封溝槽設(shè)置于第一回向冷卻通孔的外部，環(huán)狀密封溝槽內(nèi)設(shè)有密封圈。