專利名稱：一體化鉸鏈機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械制造、機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種集成回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸功能的鉸鏈機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的全球化進(jìn)程日益加快，制造業(yè)面臨著激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，因此企業(yè)必須快速而有效地響應(yīng)市場(chǎng)變化，推出滿足市場(chǎng)的新產(chǎn)品。為了利用有限的資源提高企業(yè)的生產(chǎn)能力就要求有效地利用現(xiàn)有的生產(chǎn)裝備，通過(guò)對(duì)裝備的重構(gòu)而改變產(chǎn)品的工藝、產(chǎn)量、質(zhì)量等。
在制造裝備中，大量使用了回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸這類基本的運(yùn)動(dòng)副部件，其中回轉(zhuǎn)鉸鏈允許兩個(gè)構(gòu)件繞一根軸進(jìn)行相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)向鉸鏈兩個(gè)構(gòu)件繞兩根相互垂直的軸進(jìn)行相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；球鉸則允許兩個(gè)構(gòu)件繞三根相互垂直的軸進(jìn)行相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在根據(jù)需要對(duì)裝備進(jìn)行重構(gòu)時(shí)，不可避免地將涉及回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸的需要相互更換的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種集成回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸功能的鉸鏈機(jī)構(gòu)，可以用于需要重構(gòu)的裝備中，減少了鉸鏈的數(shù)量并降低了成本，以滿足機(jī)構(gòu)快速變化的需求。
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸功能的一體化鉸鏈機(jī)構(gòu)，其特征在于該鉸鏈機(jī)構(gòu)包括在回轉(zhuǎn)軸軸線方向上依次設(shè)置的萬(wàn)向鉸十字軸、萬(wàn)向鉸上軸、萬(wàn)向鉸下軸、圓螺母、頂環(huán)、回轉(zhuǎn)軸軸承、回轉(zhuǎn)軸檔蓋和回轉(zhuǎn)軸，在所述萬(wàn)向鉸十字軸兩個(gè)軸向上分別設(shè)置的十字軸軸承和十字軸檔蓋，以及用來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈或球鉸功能的鎖緊銷釘；所述回轉(zhuǎn)軸的軸線通過(guò)萬(wàn)向鉸十字軸的兩個(gè)軸的交點(diǎn)；所述萬(wàn)向鉸十字軸的一個(gè)軸兩端分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔，所述萬(wàn)向鉸十字軸的另一個(gè)軸兩端也分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔，所述十字軸檔蓋上設(shè)有與所述萬(wàn)向鉸十字軸上錐銷孔相對(duì)應(yīng)的錐孔；所述回轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有位于與回轉(zhuǎn)軸軸線平行但不重合的兩根軸線上的兩個(gè)錐孔，所述回轉(zhuǎn)軸檔蓋上設(shè)有與所述回轉(zhuǎn)軸上錐孔相對(duì)應(yīng)的錐銷孔；通過(guò)在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的如下位置設(shè)置鎖緊銷釘實(shí)現(xiàn)不同功能所述各錐銷孔處均不設(shè)置鎖緊銷釘，實(shí)現(xiàn)球鉸功能；在所述回轉(zhuǎn)軸的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊回轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向鉸鏈功能；在所述萬(wàn)向鉸十字軸兩個(gè)軸軸端上的錐銷孔和十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊萬(wàn)向鉸十字軸的兩個(gè)軸實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能；
在所述萬(wàn)向鉸十字軸一個(gè)軸軸端上的錐銷孔和十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊該軸，并在所述回轉(zhuǎn)軸的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊回轉(zhuǎn)軸，從而實(shí)現(xiàn)繞萬(wàn)向鉸十字軸軸端未鎖緊的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能。
本發(fā)明所述萬(wàn)向鉸下軸是由萬(wàn)向鉸的下軸和所述回轉(zhuǎn)軸的外殼組成的。
本發(fā)明所述十字軸軸承和十字軸檔蓋的數(shù)量各為四個(gè)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)使用適當(dāng)?shù)逆i緊方式，該鉸鏈機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸功能，在需要重構(gòu)的裝備中，減少了鉸鏈的數(shù)量并降低了成本，滿足機(jī)構(gòu)快速變化的需求；另外其構(gòu)成的球鉸與傳統(tǒng)球鉸相比具有更易對(duì)旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行標(biāo)定的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解圖。
圖2a為本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2b為圖2a的A-A剖視圖。
圖2c為圖2a的C向視圖。
圖2d為圖2a的B-B剖視圖。
圖3為本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的鎖緊銷釘位置分解圖。
圖4a為萬(wàn)向鉸十字軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4b為圖4a的左視圖。
圖5a為回轉(zhuǎn)軸檔蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5b為圖5a的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)闡述本發(fā)明所述的集成回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈和球鉸功能的鉸鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。
如圖1所示，本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)包括在回轉(zhuǎn)軸軸線方向上依次設(shè)置的萬(wàn)向鉸十字軸1、萬(wàn)向鉸上軸2、萬(wàn)向鉸下軸3、圓螺母4、頂環(huán)5、回轉(zhuǎn)軸軸承6和7、回轉(zhuǎn)軸檔蓋8和回轉(zhuǎn)軸9，在所述萬(wàn)向鉸十字軸兩個(gè)軸向上分別設(shè)置的十字軸軸承(標(biāo)號(hào)10表示其中之一)和十字軸檔蓋(標(biāo)號(hào)11表示其中之一)，以及用來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈或球鉸功能的鎖緊銷釘(標(biāo)號(hào)12表示其中之一)。萬(wàn)向鉸下軸3是由萬(wàn)向鉸的下軸和所述回轉(zhuǎn)軸的外殼組成的。十字軸軸承和十字軸檔蓋的數(shù)量各為四個(gè)。萬(wàn)向鉸十字軸置于四個(gè)十字軸軸承上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)以合成萬(wàn)向鉸功能，回轉(zhuǎn)軸置于回轉(zhuǎn)軸軸承上實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈的功能?；剞D(zhuǎn)軸檔蓋8和十字軸檔蓋分別通過(guò)螺釘固定在萬(wàn)向鉸下軸3和萬(wàn)向鉸上軸2的相應(yīng)位置上，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸軸承6、7及萬(wàn)向鉸十字軸軸承的定位。
如圖2a-2d所示，回轉(zhuǎn)軸9的軸線通過(guò)萬(wàn)向鉸十字軸1的兩個(gè)軸的交點(diǎn)，即萬(wàn)向軸的中心；所述萬(wàn)向鉸十字軸1的一個(gè)軸兩端分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔20和22，所述萬(wàn)向鉸十字軸1的另一個(gè)軸兩端也分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔19和21，所述十字軸檔蓋上設(shè)有與所述萬(wàn)向鉸十字軸上錐銷孔相對(duì)應(yīng)的錐孔；所述回轉(zhuǎn)軸9的一端設(shè)有位于與回轉(zhuǎn)軸軸線平行但不重合的兩根軸線上的兩個(gè)錐孔，所述回轉(zhuǎn)軸檔蓋8上設(shè)有與所述回轉(zhuǎn)軸上錐孔相對(duì)應(yīng)的錐銷孔23和24；通過(guò)在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的不同位置設(shè)置鎖緊銷釘實(shí)現(xiàn)不同功能。
所述鎖緊銷釘為內(nèi)螺紋圓錐銷，可用相應(yīng)的拔銷螺釘(標(biāo)號(hào)13表示其中之一)將鎖緊的鎖緊銷釘(標(biāo)號(hào)14表示其中之一)拔出以解鎖。
將鎖緊銷釘14和16分別插入十字軸1的與其對(duì)應(yīng)的錐銷孔20和22時(shí)，繞十字軸1與鎖緊銷釘14和16平行的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被鎖死，同理，將鎖緊銷釘12和15分別插入十字軸1的與其對(duì)應(yīng)的錐銷孔19和21時(shí)，繞十字軸1與鎖緊銷釘12和15平行的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被鎖死，而將鎖緊銷釘17和18分別插入回轉(zhuǎn)軸擋蓋8的與其對(duì)應(yīng)的錐銷孔23和24時(shí)，繞回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被鎖死。
萬(wàn)向鉸上軸2上的六個(gè)環(huán)形均布的孔(標(biāo)號(hào)25表示其中之一)和回轉(zhuǎn)軸9上六個(gè)環(huán)形分布的孔(標(biāo)號(hào)26表示其中之一)作為所述鉸鏈機(jī)構(gòu)與其他機(jī)構(gòu)或構(gòu)件的接口。
圖3為本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的鎖緊銷釘位置分解圖。本發(fā)明的鉸鏈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)球鉸功能時(shí)，所述各錐銷孔處均不設(shè)置鎖緊銷釘；該鉸鏈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向鉸鏈功能時(shí)，將所述回轉(zhuǎn)軸9的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘17和18，鎖緊回轉(zhuǎn)軸9；本發(fā)明的鉸鏈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈功能時(shí)，有以下3種方式1)在萬(wàn)向鉸十字軸1兩個(gè)軸軸端上的錐銷孔19、20、21和22，及十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘12、14、15和16，鎖緊萬(wàn)向鉸十字軸1的兩個(gè)軸實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能；2)在萬(wàn)向鉸十字軸1的一個(gè)軸軸端上的錐銷孔19和21，及十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘12和15，鎖緊該軸，并在所述回轉(zhuǎn)軸9的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋8上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘17和18，鎖緊回轉(zhuǎn)軸9，從而實(shí)現(xiàn)繞萬(wàn)向鉸十字軸軸端未鎖緊的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能；3)在萬(wàn)向鉸十字軸1的另一個(gè)軸軸端上的錐銷孔20和22，及十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘14和16，鎖緊該軸，并在所述回轉(zhuǎn)軸9的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋8上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘17和18，鎖緊回轉(zhuǎn)軸9，從而實(shí)現(xiàn)繞萬(wàn)向鉸十字軸軸端未鎖緊的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能。
本發(fā)明所述鉸鏈機(jī)構(gòu)作為提供兩個(gè)機(jī)構(gòu)繞三根相互垂直的軸進(jìn)行相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而作為球鉸使用時(shí)，由于三根軸所在的位置均可通過(guò)軸所在軸孔進(jìn)行測(cè)量，因此其構(gòu)成的球鉸與傳統(tǒng)球鉸相比具有更易對(duì)旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行標(biāo)定的特點(diǎn)。
圖4a和圖4b中表示了萬(wàn)向鉸十字軸1上的用于鎖緊的四個(gè)錐銷孔19、20、21和22的示意位置。
圖5a和圖5b中表示了回轉(zhuǎn)軸檔蓋8上用于鎖緊的兩個(gè)錐銷孔23和24的示意位置。
權(quán)利要求
1.一體化鉸鏈機(jī)構(gòu)，其特征在于該鉸鏈機(jī)構(gòu)包括在回轉(zhuǎn)軸軸線方向上依次設(shè)置的萬(wàn)向鉸十字軸(1)、萬(wàn)向鉸上軸(2)、萬(wàn)向鉸下軸(3)、圓螺母(4)、頂環(huán)(5)、回轉(zhuǎn)軸軸承(6和7)、回轉(zhuǎn)軸檔蓋(8)和回轉(zhuǎn)軸(9)，在所述萬(wàn)向鉸十字軸(1)兩個(gè)軸向上分別設(shè)置的十字軸軸承和十字軸檔蓋，以及用來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈或球鉸功能的鎖緊銷釘；所述回轉(zhuǎn)軸(9)的軸線通過(guò)萬(wàn)向鉸十字軸(1)的兩個(gè)軸的交點(diǎn)；所述萬(wàn)向鉸十字軸(1)的一個(gè)軸兩端分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔，所述萬(wàn)向鉸十字軸(1)的另一個(gè)軸兩端也分別設(shè)有位于與所述軸的軸線平行但不重合的一根軸線上的錐銷孔，所述十字軸檔蓋上設(shè)有與所述萬(wàn)向鉸十字軸(1)上錐銷孔相對(duì)應(yīng)的錐孔；所述回轉(zhuǎn)軸(9)的一端設(shè)有位于與回轉(zhuǎn)軸軸線平行但不重合的兩根軸線上的兩個(gè)錐孔，所述回轉(zhuǎn)軸檔蓋(8)上設(shè)有與所述回轉(zhuǎn)軸上錐孔相對(duì)應(yīng)的錐銷孔；通過(guò)在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的如下位置設(shè)置鎖緊銷釘實(shí)現(xiàn)不同功能所述各錐銷孔處均不設(shè)置鎖緊銷釘，實(shí)現(xiàn)球鉸功能；在所述回轉(zhuǎn)軸的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊回轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向鉸鏈功能；在所述萬(wàn)向鉸十字軸兩個(gè)軸軸端上的錐銷孔和十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊萬(wàn)向鉸十字軸的兩個(gè)軸實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能；在所述萬(wàn)向鉸十字軸一個(gè)軸軸端上的錐銷孔和十字軸檔蓋上相應(yīng)錐孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊該軸，并在所述回轉(zhuǎn)軸的錐孔和回轉(zhuǎn)軸檔蓋上相應(yīng)錐銷孔中設(shè)置鎖緊銷釘，鎖緊回轉(zhuǎn)軸，從而實(shí)現(xiàn)繞萬(wàn)向鉸十字軸軸端未鎖緊的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)鉸鏈功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸鏈機(jī)構(gòu)，其特征在于所述萬(wàn)向鉸下軸是由萬(wàn)向鉸的下軸和所述回轉(zhuǎn)軸的外殼組成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸鏈機(jī)構(gòu)，其特征在于所述十字軸軸承和十字軸檔蓋的數(shù)量各為四個(gè)。
全文摘要
一體化鉸鏈機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開(kāi)了一種一體化鉸鏈機(jī)構(gòu)，包括在回轉(zhuǎn)軸軸線方向上依次設(shè)置的萬(wàn)向鉸十字軸、萬(wàn)向鉸上軸、萬(wàn)向鉸下軸、圓螺母、頂環(huán)、回轉(zhuǎn)軸軸承、回轉(zhuǎn)軸擋蓋和回轉(zhuǎn)軸，在所述萬(wàn)向鉸十字軸兩個(gè)軸向上分別設(shè)置的十字軸軸承和十字軸擋蓋，以及用來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈或球鉸功能的鎖緊銷釘；通過(guò)在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)的不同位置設(shè)置鎖緊銷釘鎖緊相應(yīng)的軸，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈或球鉸功能。此機(jī)構(gòu)可以用于需要重構(gòu)的裝備中，減少了鉸鏈的數(shù)量并降低了成本，以滿足機(jī)構(gòu)快速變化的需求；且其構(gòu)成的球鉸與傳統(tǒng)球鉸相比具有更易對(duì)旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行標(biāo)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E05D7/085GK1641178SQ200410000008
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月2日
發(fā)明者汪勁松, 唐曉強(qiáng), 林春深, 段廣洪, 石俊山 申請(qǐng)人:清華大學(xué)