球銷撥動式球關節(jié)三維軸的制作方法
【專利摘要】一種球銷撥動式球關節(jié)三維軸，球體上設有球銷，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，在X軸和Y軸與球體的連接端分別固定連接內弧形滑道和外弧形滑道；內弧形滑道和外弧形滑道內均設有等寬的滑槽，內弧形滑道能在球體上滑動，外弧形滑道能在內弧形滑道上滑動，外弧形滑道和內弧形滑道的滑槽同時套住球體的球銷，球體轉動時，能直接帶動Z軸旋轉，同時球銷撥動滑槽帶動外弧形滑道和內弧形滑道轉動，帶動X軸和Y軸旋轉，從而實現一個球關節(jié)轉動能帶動三個相互垂直的軸轉動。本實用新型結構簡單，機構巧妙，具有較強的實用價值。
【專利說明】球銷撥動式球關節(jié)三維軸
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種球關節(jié)傳動機構，尤其是由球銷撥動弧形滑槽帶動三根相互垂直軸同時轉動的球銷撥動式球關節(jié)三維軸。
【背景技術】
[0002]在機械傳動機構中，萬向聯軸節(jié)是將兩根軸連接起來實現同軸或不同軸傳動的常見機構，但萬向聯軸節(jié)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(jié)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(fā)明內容】

[0003]為了解決上述問題，本實用新型提供一種球銷撥動式球關節(jié)三維軸，該球銷撥動式球關節(jié)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。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:球銷撥動式球關節(jié)三維軸包括球體、球銷、內弧形滑道、外弧形滑道、X軸、Y軸、Z軸和銷；球體上設有球銷、Z軸滑槽和球銷孔，球銷是圓柱形，固定連接在球體上，Z軸滑槽是通透的方形槽，球銷孔是通過球體中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷孔相垂直；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Z軸滑塊頭上設有軸銷孔，軸銷孔和球銷孔均是直徑相等的、同軸的、通過球體中心的通透的圓柱孔，軸銷孔和球銷孔內插入銷，由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，球體能直接帶動Z軸旋轉，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軸只能繞各自軸線旋轉；在X軸和Y軸與球體的連接端分別固定連接內弧形滑道和外弧形滑道；內弧形滑道和外弧形滑道均為球面的環(huán)形片狀，環(huán)形片狀內均設有等寬的滑槽，內弧形滑道和外弧形滑道的內外表面均設為球面，內弧形滑道的內表面與球體表面接觸并配合，內弧形滑道能在球體上滑動，外弧形滑道的內表面與內弧形滑道外表面接觸并配合，外弧形滑道能在內弧形滑道上滑動，外弧形滑道和內弧形滑道的滑槽同時套住球體的球銷，滑槽兩側面與球銷圓柱面接觸并形成間隙配合；球體轉動時，能直接帶動Z軸旋轉，同時球銷撥動滑槽帶動外弧形滑道和內弧形滑道轉動，內弧形滑道帶動X軸旋轉，外弧形滑道帶動Y軸旋轉，從而實現球體轉動帶動X軸、Y軸、Z軸的對應旋轉。
[0005]本實用新型的有益效果是:一個球關節(jié)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。本實用新型結構簡單，機構巧妙，具有較強的實用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0007]圖1是表達整體結構的立體圖。
[0008]圖2是整體結構爆炸圖。
[0009]圖3是整體結構主視圖。
[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軸對稱旋轉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10度、X軸和Y軸對稱旋轉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.內弧形滑道，3.Y軸，4.X軸，5.球銷，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，12.軸銷孔，13.球銷槽，14.球銷孔。
【具體實施方式】
[0024]在圖1至圖4中，表示本實用新型的構造組成和零部件的連接和位置關系，球銷撥動式球關節(jié)三維軸包括球體1、球銷5、內弧形滑道2、外弧形滑道6、X軸4、Y軸3、Ζ軸9和銷11 ;球體I上設有球銷5、Ζ軸滑槽8和球銷孔14，球銷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，球銷孔14是通過球體I中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷孔14相垂直；Z軸9豎立擺放，Z軸9上端設成Z軸滑塊頭9，Z軸滑塊頭9的兩側面與球體I上的Z軸滑槽8的兩側面接觸并形成間隙配合；在Z軸滑塊頭9上設有軸銷孔12，軸銷孔12和球銷孔14均是直徑相等的、同軸的、通過球體I中心的通透的圓柱孔，軸銷孔12和球銷孔14內插入銷11，由銷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11相對轉動，球體I能直接帶動Z軸9旋轉，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的軸線相交于球體I的中心，設X軸4、Y軸3和Z軸9只能繞各自軸線旋轉；在X軸4和Y軸3與球體I的連接端分別固定連接內弧形滑道2和外弧形滑道6 ;內弧形滑道2和外弧形滑道6均為球面的環(huán)形片狀，環(huán)形片狀內均設有等寬的滑槽7，內弧形滑道2和外弧形滑道6的內外表面均設為球面，內弧形滑道2的內表面與球體I表面接觸并配合，內弧形滑道2能在球體I上滑動，外弧形滑道6的內表面與內弧形滑道2外表面接觸并配合，外弧形滑道6能在內弧形滑道2上滑動，外弧形滑道6和內弧形滑道2的滑槽7同時套住球體的球銷5，滑槽7兩側面與球銷圓柱面接觸并形成間隙配合；球體I轉動時，能直接帶動Z軸9旋轉，同時球銷5撥動滑槽7帶動外弧形滑道6和內弧形滑道2轉動，內弧形滑道2帶動X軸4旋轉，外弧形滑道6帶動Y軸3旋轉，從而實現球體I轉動帶動X軸4、Y軸3、Z軸9的對應旋轉。
[0025]圖5、圖6、圖7是把圖1位置的球體I水平旋轉45度后的實施例。
[0026]圖8、圖9、圖10是把圖1位置的X軸4和Y軸3對稱旋轉90度后的的實施例。
[0027]圖11、圖12、圖13是把圖8位置的Z軸9旋轉30度后的的實施例。
[0028]圖14、圖15、圖16是把圖11位置的Z軸9旋轉10度，X軸4和Y軸3對稱旋轉45度后的的實施例。
【權利要求】
1.一種球銷撥動式球關節(jié)三維軸，包括球體、球銷、內弧形滑道、外弧形滑道、X軸、Y軸、Z軸和銷，其特征是:球體上設有球銷、Z軸滑槽和球銷孔，球銷是圓柱形，固定連接在球體上，Z軸滑槽是通透的方形槽，球銷孔是通過球體中心的通透的圓柱孔，方形槽與球銷孔相垂直；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Z軸滑塊頭上設有軸銷孔，軸銷孔和球銷孔均是直徑相等的、同軸的、通過球體中心的通透的圓柱孔，在軸銷孔和球銷孔內插入銷，由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，球體能直接帶動Z軸旋轉；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，X軸、Y軸和Z軸只能繞各自軸線旋轉；在X軸和Y軸與球體的連接端分別固定連接內弧形滑道和外弧形滑道；內弧形滑道和外弧形滑道均為球面的環(huán)形片狀，環(huán)形片狀內均設有等寬的滑槽，內弧形滑道和外弧形滑道的內外表面均設為球面，內弧形滑道的內表面與球體表面接觸并配合，內弧形滑道能在球體上滑動，外弧形滑道的內表面與內弧形滑道外表面接觸并配合，外弧形滑道能在內弧形滑道上滑動，外弧形滑道和內弧形滑道的滑槽同時套住球體的球銷，滑槽兩側面與球銷圓柱面接觸并形成間隙配合；球體轉動能直接帶動Z軸旋轉，同時球銷撥動滑槽帶動外弧形滑道和內弧形滑道轉動，內弧形滑道帶動X軸旋轉、外弧形滑道帶動Y軸旋轉，從而實現球體轉動帶動X軸Y軸Z軸的對應旋轉。
【文檔編號】F16D3/16GK203627569SQ201320688582
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權日:2013年11月4日
【發(fā)明者】王統, 馬文璇, 初穎, 唐俊穎, 孫學雁 申請人:沈陽工業(yè)大學