球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸，球體上設(shè)有球銷(xiāo)，Z軸、X軸和Y軸相互垂直，并使Z軸、X軸和Y軸的軸線(xiàn)相交于球體的中心，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內(nèi)均設(shè)有等寬的滑槽，內(nèi)弧形滑道能在球體上滑動(dòng)，外弧形滑道能在內(nèi)弧形滑道上滑動(dòng)，外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道的滑槽同時(shí)套住球體的球銷(xiāo)，球體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能直接帶動(dòng)Z軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)球銷(xiāo)撥動(dòng)滑槽帶動(dòng)外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)球關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)三個(gè)相互垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)巧妙，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種球關(guān)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是由球銷(xiāo)撥動(dòng)弧形滑槽帶動(dòng)三根相互垂直軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)是將兩根軸連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)同軸或不同軸傳動(dòng)的常見(jiàn)機(jī)構(gòu)，但萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)不能用于兩根軸垂直的場(chǎng)合，更不能用于連接三根相互垂直的軸的場(chǎng)合。在實(shí)際應(yīng)用中有很多場(chǎng)合是需要一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)三根相互垂直軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，例如機(jī)械原理中的空間轉(zhuǎn)動(dòng)自由度分解到三個(gè)垂直軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題、數(shù)學(xué)空間角度在三個(gè)空間直角坐標(biāo)系的角度分解問(wèn)題、機(jī)械制圖中空間直線(xiàn)和平面對(duì)三個(gè)投影面的投影變換問(wèn)題等等。采用現(xiàn)有技術(shù)解決上述問(wèn)題將使機(jī)構(gòu)和設(shè)備做的非常復(fù)雜、龐大，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸，該球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸不僅能帶動(dòng)三個(gè)相互垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能即時(shí)準(zhǔn)確將空間轉(zhuǎn)角分解到每個(gè)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(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸包括球體、球銷(xiāo)、內(nèi)弧形滑道、外弧形滑道、X軸、Y軸、Z軸和銷(xiāo)；球體上設(shè)有球銷(xiāo)、Z軸滑槽和球銷(xiāo)孔，球銷(xiāo)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(xiāo)孔是通過(guò)球體中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷(xiāo)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(xiāo)孔，軸銷(xiāo)孔和球銷(xiāo)孔均是直徑相等的、同軸的、通過(guò)球體中心的通透的圓柱孔，軸銷(xiāo)孔和球銷(xiāo)孔內(nèi)插入銷(xiāo)，由銷(xiāo)作為鉸鏈軸連接球體和Z軸，使球體和Z軸能繞銷(xiāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，球體能直接帶動(dòng)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(xiàn)相交于球體的中心，設(shè)X軸、Y軸和Z軸只能繞各自軸線(xiàn)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(dòng)，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(dòng)，外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道的滑槽同時(shí)套住球體的球銷(xiāo)，滑槽兩側(cè)面與球銷(xiāo)圓柱面接觸并形成間隙配合；球體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能直接帶動(dòng)Z軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)球銷(xiāo)撥動(dòng)滑槽帶動(dòng)外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)弧形滑道帶動(dòng)X軸旋轉(zhuǎn)，外弧形滑道帶動(dòng)Y軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)球體轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)X軸、Y軸、Z軸的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:一個(gè)球關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)三個(gè)相互垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，能即時(shí)準(zhǔn)確將空間轉(zhuǎn)角分解到每個(gè)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(wèn)題。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)巧妙，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是表達(dá)整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0008]圖2是整體結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0009]圖3是整體結(jié)構(gòu)主視圖。
[0010]圖4是圖3的俯視圖。
[0011]圖5是把圖1位置的球體水平旋轉(zhuǎn)45度后的立體圖。
[0012]圖6是圖5的主視圖。
[0013]圖7是圖6的俯視圖。
[0014]圖8是把圖1位置的X軸和Y軸對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)90度后的立體圖。
[0015]圖9是圖8的主視圖。
[0016]圖10是圖9的俯視圖。
[0017]圖11是把圖8位置的Z軸旋轉(zhuǎn)50度后的立體圖。
[0018]圖12是圖11的主視圖。
[0019]圖13是圖12的俯視圖。
[0020]圖14是把圖11位置的Z軸旋轉(zhuǎn)10度、X軸和Y軸對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)45度后的立體圖。
[0021]圖15是圖14的主視圖。
[0022]圖16是圖15的俯視圖。
[0023]圖中1.球體，2.內(nèi)弧形滑道，3.Y軸，4.X軸，5.球銷(xiāo)，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(xiāo)，12.軸銷(xiāo)孔，13.球銷(xiāo)槽，14.球銷(xiāo)孔。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在圖1至圖4中，表示本實(shí)用新型的構(gòu)造組成和零部件的連接和位置關(guān)系，球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸包括球體1、球銷(xiāo)5、內(nèi)弧形滑道2、外弧形滑道6、X軸4、Y軸3、Ζ軸9和銷(xiāo)11 ;球體I上設(shè)有球銷(xiāo)5、Ζ軸滑槽8和球銷(xiāo)孔14，球銷(xiāo)5是圓柱形，固定連接在球體I上，Z軸滑槽8是通透的方形槽，球銷(xiāo)孔14是通過(guò)球體I中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷(xiāo)孔14相垂直；Z軸9豎立擺放，Z軸9上端設(shè)成Z軸滑塊頭9，Z軸滑塊頭9的兩側(cè)面與球體I上的Z軸滑槽8的兩側(cè)面接觸并形成間隙配合；在Z軸滑塊頭9上設(shè)有軸銷(xiāo)孔12，軸銷(xiāo)孔12和球銷(xiāo)孔14均是直徑相等的、同軸的、通過(guò)球體I中心的通透的圓柱孔，軸銷(xiāo)孔12和球銷(xiāo)孔14內(nèi)插入銷(xiāo)11，由銷(xiāo)11作為鉸鏈軸連接球體I和Z軸9，使球體I和Z軸9能繞銷(xiāo)11相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，球體I能直接帶動(dòng)Z軸9旋轉(zhuǎn)，X軸4和Y軸3水平擺放，Z軸9、Χ軸4和Y軸3相互垂直，并使Z軸9、X軸4和Y軸3的軸線(xiàn)相交于球體I的中心，設(shè)X軸4、Y軸3和Z軸9只能繞各自軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)；在X軸4和Y軸3與球體I的連接端分別固定連接內(nèi)弧形滑道2和外弧形滑道6 ;內(nèi)弧形滑道2和外弧形滑道6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7，內(nèi)弧形滑道2和外弧形滑道6的內(nèi)外表面均設(shè)為球面，內(nèi)弧形滑道2的內(nèi)表面與球體I表面接觸并配合，內(nèi)弧形滑道2能在球體I上滑動(dòng)，外弧形滑道6的內(nèi)表面與內(nèi)弧形滑道2外表面接觸并配合，外弧形滑道6能在內(nèi)弧形滑道2上滑動(dòng)，外弧形滑道6和內(nèi)弧形滑道2的滑槽7同時(shí)套住球體的球銷(xiāo)5，滑槽7兩側(cè)面與球銷(xiāo)圓柱面接觸并形成間隙配合；球體I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能直接帶動(dòng)Z軸9旋轉(zhuǎn)，同時(shí)球銷(xiāo)5撥動(dòng)滑槽7帶動(dòng)外弧形滑道6和內(nèi)弧形滑道2轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)弧形滑道2帶動(dòng)X軸4旋轉(zhuǎn)，外弧形滑道6帶動(dòng)Y軸3旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)球體I轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)X軸4、Y軸3、Z軸9的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)。
[0025]圖5、圖6、圖7是把圖1位置的球體I水平旋轉(zhuǎn)45度后的實(shí)施例。
[0026]圖8、圖9、圖10是把圖1位置的X軸4和Y軸3對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)90度后的的實(shí)施例。
[0027]圖11、圖12、圖13是把圖8位置的Z軸9旋轉(zhuǎn)30度后的的實(shí)施例。
[0028]圖14、圖15、圖16是把圖11位置的Z軸9旋轉(zhuǎn)10度，X軸4和Y軸3對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)45度后的的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種球銷(xiāo)撥動(dòng)式球關(guān)節(jié)三維軸，包括球體、球銷(xiāo)、內(nèi)弧形滑道、外弧形滑道、X軸、Y軸、Z軸和銷(xiāo)，其特征是:球體上設(shè)有球銷(xiāo)、Z軸滑槽和球銷(xiāo)孔，球銷(xiāo)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(xiāo)孔是通過(guò)球體中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷(xiāo)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(xiāo)孔，軸銷(xiāo)孔和球銷(xiāo)孔均是直徑相等的、同軸的、通過(guò)球體中心的通透的圓柱孔，在軸銷(xiāo)孔和球銷(xiāo)孔內(nèi)插入銷(xiāo)，由銷(xiāo)作為鉸鏈軸連接球體和Z軸，使球體和Z軸能繞銷(xiāo)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，球體能直接帶動(dòng)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(xiàn)相交于球體的中心，X軸、Y軸和Z軸只能繞各自軸線(xiàn)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(dòng)，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(dòng)，外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道的滑槽同時(shí)套住球體的球銷(xiāo)，滑槽兩側(cè)面與球銷(xiāo)圓柱面接觸并形成間隙配合；球體轉(zhuǎn)動(dòng)能直接帶動(dòng)Z軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)球銷(xiāo)撥動(dòng)滑槽帶動(dòng)外弧形滑道和內(nèi)弧形滑道轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)弧形滑道帶動(dòng)X軸旋轉(zhuǎn)、外弧形滑道帶動(dòng)Y軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)球體轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)X軸Y軸Z軸的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】F16D3/16GK203627569SQ201320688582
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】王統(tǒng), 馬文璇, 初穎, 唐俊穎, 孫學(xué)雁 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)