本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，更具體地，涉及一種球鉸鏈。

背景技術(shù)：

目前市面上現(xiàn)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(jié)構(gòu)，球殼用于限制球體在X、Y、Z軸方向上的移動(dòng)，球面副中的球體可相對(duì)于球殼繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；上述球面副結(jié)構(gòu)完全限制了球體在X、Y、Z軸方向上移動(dòng)的自由度，對(duì)球體繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度完全無(wú)限制。

還有一種常見的與球面副結(jié)構(gòu)類似的球銷副，該球銷副在限制了球體相對(duì)于球殼在X、Y、Z軸方向上移動(dòng)的自由度的同時(shí)，在球殼上設(shè)置銷槽，在球體上設(shè)置銷桿，通過銷桿與銷槽的配合，球體被限制了相對(duì)于球殼繞某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度；但該種結(jié)構(gòu)球銷副的缺陷在于，當(dāng)球體與球殼之間通過銷桿與銷槽的配合進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在球體相對(duì)于球殼所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不到銷桿與銷槽兩端配合的極限角度時(shí)，球體與球殼之間無(wú)法固定并進(jìn)行力的傳遞，也就是說，當(dāng)球體在沿銷槽開槽方向或相對(duì)于銷槽開槽方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，球體與球殼之間無(wú)法通過銷桿與銷槽實(shí)現(xiàn)相對(duì)固定并進(jìn)行力的傳遞和聯(lián)動(dòng)。

同時(shí)，不論是上述現(xiàn)有的球面副還是球銷副，其結(jié)構(gòu)主要都是通過球體與球殼之間球心重合、球面貼合來(lái)完成的自由度限制，其中球體和球殼需要預(yù)裝在一起，球體和球殼之間的運(yùn)動(dòng)為相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，在使用運(yùn)動(dòng)過程中，二者相對(duì)的摩擦損耗大，使用壽命短。同時(shí)在某些特殊的機(jī)構(gòu)場(chǎng)合，當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，需要對(duì)球鉸鏈自由度進(jìn)行選取限制時(shí)，由于現(xiàn)有球鉸鏈的球體和球殼之間不能實(shí)現(xiàn)兩者分離和接合兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，這就需要兩個(gè)或者更多機(jī)構(gòu)的組合才能得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，無(wú)論是在機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)還是在機(jī)構(gòu)的裝配環(huán)節(jié)均存在諸多不便。

因此，需要提供一種全新的球鉸鏈結(jié)構(gòu)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種全新結(jié)構(gòu)的球鉸鏈。該球鉸鏈的球體與球殼既可分離又可接合，當(dāng)兩者處于接合配合狀態(tài)時(shí)，球體與球殼可以聯(lián)動(dòng)，球殼可以限制球體相對(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)和在X、Y軸方向上的移動(dòng)，且球體與球殼之間的運(yùn)動(dòng)為純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)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(shè)置在所述球殼內(nèi)的球體；

所述球體與所述球殼之間設(shè)有用于限制球體相對(duì)于所述球殼在Z軸方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的且相互配合的限位柱和限位孔。

本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈，實(shí)現(xiàn)了球體與球殼之間的離合功能，即當(dāng)兩者處于分離狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)可分別獨(dú)立作用于球體或者球殼，球體和球殼獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互相之間不發(fā)生干涉。當(dāng)兩者處于接合狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單獨(dú)作用于球體或者球殼，無(wú)論球體與球殼之間是何種角度位置關(guān)系，兩者均可進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸，并在X、Y軸方向上產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，且通過球體與所述球殼之間所設(shè)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(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)和在X、Y軸方向上的移動(dòng)。

優(yōu)選地，在所述球體與球殼相配合時(shí)，至少有兩個(gè)限位柱位于與其對(duì)應(yīng)的限位孔內(nèi)。通過上述設(shè)計(jì)，球鉸鏈中球殼在限制球體相對(duì)于球殼在X、Y軸方向上移動(dòng)的同時(shí)，又限制了球體相對(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)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(yōu)選地，所述限位柱設(shè)于所述球體上，所述限位孔設(shè)置在所述球殼上。

優(yōu)選地，所述限位柱設(shè)于所述球殼上，所述限位孔設(shè)置在所述球體上。

優(yōu)選地，所述球體的外球面內(nèi)切于所述球殼的內(nèi)球面，所述球體在球殼內(nèi)做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。球體的外球面內(nèi)切于球殼的內(nèi)球面，使得兩者之間可以做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，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(duì)摩擦，提高了傳動(dòng)效率，延長(zhǎng)了球體與球殼作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命。

優(yōu)選地，所述限位柱和限位孔均按十字交叉陣列方式設(shè)置。

優(yōu)選地，所述限位柱上與限位孔上相配合的表面設(shè)為相互配合的漸開面。其保證了在球體在沿X、Y平面內(nèi)任意軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，球體可以任意限位柱的中心為圓心做純滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，限位柱與限位孔間的受力更均勻，且嚙合傳動(dòng)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(zhǎng)。

優(yōu)選地，所述限位孔為盲孔或通孔。

優(yōu)選地，所述限位孔為盲孔。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈，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。

2、本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈，基于其所具有的離合功能，當(dāng)球體與球殼處于分離狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)可分別獨(dú)立作用于球體或者球殼，球體和球殼獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互相之間不發(fā)生干涉。當(dāng)兩者處于接合狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單獨(dú)作用于球體或者球殼，無(wú)論球體與球殼之間是何種角度位置關(guān)系，兩者均可進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸，并在X、Y軸方向上產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。

3、本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈，通過球體與所述球殼之間設(shè)置的相互配合的限位柱和限位孔，實(shí)現(xiàn)球殼可以限制球體相對(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)和在X、Y軸方向上的移動(dòng)，其保證了在球體在沿X、Y平面內(nèi)任意軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，球體可以任意限位柱的中心為圓心做純滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

4、本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈中球體在球殼內(nèi)做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，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(duì)摩擦，提高了傳動(dòng)效率，延長(zhǎng)了球體與球殼作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示出本實(shí)用新型所提供的球鉸鏈裝配示意圖。

圖2示出本實(shí)用新型中球體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3示出本實(shí)用新型中球殼的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一：

如圖1至3所示，本實(shí)用新型所提供的一種球鉸鏈，所述球鉸鏈包括頂部具有開口21的球殼2和設(shè)置在所述球殼2內(nèi)的球體1；優(yōu)選的，所述球體1上設(shè)置有球桿11；所述球體1與所述球殼2之間設(shè)有用于限制球體1相對(duì)于所述球殼2在Z軸方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的且相互配合的限位柱和限位孔；具體為，所述限位柱3設(shè)于所述球體1上，所述限位孔4設(shè)置在所述球殼2上，限位孔4為通孔設(shè)置。優(yōu)選的，位于所述球體1上的限位柱3及球殼2上的限位孔4均匹配的按十字交叉陣列方式設(shè)置，限位柱3上與限位孔4上相配合的表面為相互配合的漸開面；且在所述球體1與球殼2相配合時(shí)，至少有兩個(gè)限位柱3位于與其對(duì)應(yīng)的限位孔4內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述球殼2開口21的直徑大于所述球體1的直徑；所述球體1的外球面內(nèi)切于所述球殼2的內(nèi)球面，球體1在球殼2內(nèi)做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的球鉸鏈，具有球體1與球殼2之間的離合功能，即球體1與球殼2既可分離使用又可接合使用。基于其所具有的離合功能，當(dāng)球體1與球殼2處于分離狀態(tài)時(shí)，外部驅(qū)動(dòng)可分別獨(dú)立作用于球體1或者球殼2，球體1和球殼2獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互相之間不發(fā)生干涉。當(dāng)兩者處于接合狀態(tài)時(shí)，外部驅(qū)動(dòng)單獨(dú)作用于球體1或者球殼2時(shí)，無(wú)論球體1與球殼2之間是何種角度位置關(guān)系，兩者均可進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸，并在X、Y軸方向上產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。且通過球體1與所述球殼2之間設(shè)置的相互配合的限位柱和限位孔，實(shí)現(xiàn)了球殼2可以限制球體1相對(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)和在X、Y軸方向上的移動(dòng)，其保證了在球體1在沿X、Y平面內(nèi)任意軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，球體1可以任意限位柱4的中心為圓心做純滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)；通過限位柱3與限位孔4之間的嚙合，本實(shí)用新型中球體1在球殼2內(nèi)做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減少了球體1與球殼2之間在工作過程中的相對(duì)摩擦，提高了傳動(dòng)效率，延長(zhǎng)了球體1與球殼2作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命。因此，該球鉸鏈機(jī)構(gòu)可以用于VR座椅運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，玩家既可以主動(dòng)控制座椅端(即球頭端)，又可以受底座端(球殼端)被動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)兼容多種VR游戲，增加產(chǎn)品兼容性和游戲趣味性。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述限位柱設(shè)于所述球殼的內(nèi)球面上，所述限位孔設(shè)置在所述球體的外球面上，該設(shè)置在球體外球面上的限位孔為盲孔設(shè)置。

本實(shí)施例所提供的球鉸鏈結(jié)構(gòu)方式，同樣實(shí)現(xiàn)了球體與球殼之間的離合功能，即當(dāng)兩者處于分離狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)可分別獨(dú)立作用于球體或者球殼，球體和球殼獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互相之間不發(fā)生干涉。當(dāng)兩者處于接合狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單獨(dú)作用于球體或者球殼，無(wú)論球體與球殼之間是何種角度位置關(guān)系，兩者均可進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸，并在X、Y軸方向上產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，且通過球體與所述球殼之間所設(shè)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(duì)于球殼在Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)和在X、Y軸方向上的移動(dòng)。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。