一种新型复合球铰关节的制作方法

1.本实用新型涉及球铰关节技术领域，具体是一种新型复合球铰关节。


背景技术：

2.并联机床是一种加工设备，是并联机器人技术和机床技术相结合的产物，在理论上，并联机构相对于串联机构具有许多优势，比如刚度高、精度好、运动速度快而灵活等，因此，近些年来出现了多种并联机床产品，但随着研究的不断深入，人们发现并联机床的高精度和高刚度很难体现出来，再加上这种机构本身工作空间比较小，因此并联机床的发展受到了一些阻碍，这其中，缺乏高精度和高刚性的并联机床专用铰链关键部件是重要原因之一，并联机床含有大量的关节，这些关节的精度和刚性直接影响到整机的性能，球铰型关节在各类并联机床中应用非常广泛。
3.目前用于并联机床的球铰形式一般有两种，一种是由球和球窝组成的直接球铰，另外一种是由三个转动副间接形成的等效球铰，这两种形式中，第一种球铰由于是直接采用球和球窝结构，其摆动范围一般都很小，在45度以下，因此大大限制了并联机床的工作空间，第二种球铰的摆动空间虽然有所改善，但球铰体积相对较大，实现三个转轴共点和相互垂直都有很高的难度，而且零件多易产生装配误差，结构刚性弱，所以目前的球铰结构很难同时满足摆动角度大、刚性好、易于制造等特点，因此，本领域技术人员提供了一种新型复合球铰关节，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种新型复合球铰关节，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型复合球铰关节，包括承载座，所述承载座的内部活动安装有球头，且承载座的上表面安装有端盖，所述承载座的下表面安装有底座，所述底座的上表面中段位置处安装有与球头滑动连接的垫板，所述球头上固定安装有球杆，且球头的表面开设有滑轨，所述承载座的内部对称安装有插筒，所述插筒内部滑动安装有插杆，所述插杆一端贯穿插筒并开设有球窝，所述球窝内活动安装有与滑轨适配的球形滑块。
6.作为本实用新型更进一步的方案：所述插杆的一端插设入插筒内部并安装有限位板，所述插筒与限位板中间设有弹簧。
7.作为本实用新型更进一步的方案：所述承载座与端盖之间等间距均匀安装有第一螺栓，且承载座与底座之间等间距均匀安装有第二螺栓。
8.作为本实用新型更进一步的方案：所述底座的下端安装有连接法兰，所述球杆的上端焊接有连接杆。
9.作为本实用新型更进一步的方案：所述垫板为一种球面结构，且垫板的内部开设有与球头适配的凹槽。
10.作为本实用新型更进一步的方案：所述滑轨呈环形结构，两个所述球形滑块的中心连线均分球头。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，采用球窝结构，便于设备的生产，通过弹簧的舒张使得插杆由插筒内部顶出，进一步使得球形滑块与滑轨相抵，再结合端盖实现球头安装时的稳定性，防止球头脱离，提高球铰关节的刚性，通过球窝与球形滑块的活动连接，实现球形滑块的全方位转动，从而有利于球头活动时的滑动连接，大幅度提高球头、球杆的摆动角度。
附图说明
12.图1为一种新型复合球铰关节的结构示意图；
13.图2为一种新型复合球铰关节的内部结构示意图；
14.图3为一种新型复合球铰关节中球形滑块的安装结构示意图。
15.图中：1、承载座；2、端盖；3、底座；4、连接法兰；5、球头；6、滑轨；7、球杆；8、连接杆；9、球形滑块；10、第一螺栓；11、垫板；12、第二螺栓；13、插杆；14、插筒；15、球窝；16、弹簧。
具体实施方式
16.请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种新型复合球铰关节，包括承载座1，承载座1的内部活动安装有球头5，且承载座1的上表面安装有端盖2，承载座1的下表面安装有底座3，底座3的上表面中段位置处安装有与球头5滑动连接的垫板11，球头5上固定安装有球杆7，且球头5的表面开设有滑轨6，承载座1的内部对称安装有插筒14，插筒14内部滑动安装有插杆13，插杆13一端贯穿插筒14并开设有球窝15，球窝15内活动安装有与滑轨6适配的球形滑块9，球形滑块9与滑轨6相抵，再结合端盖2实现球头5安装时的稳定性，防止球头5脱离，提高球铰关节的刚性，通过球窝15与球形滑块9的活动连接，实现球形滑块9的全方位转动，从而有利于球头5活动时的滑动连接，大幅度提高球头5、球杆7的摆动角度。
17.在图3中，插杆13的一端插设入插筒14内部并安装有限位板，插筒14与限位板中间设有弹簧16，通过弹簧16的舒张使得插杆13由插筒14内部顶出，进一步使得球形滑块9与滑轨6相抵，再结合端盖2实现球头5安装时的稳定性，防止球头5脱离，提高球铰关节的刚性。
18.在图2中，承载座1与端盖2之间等间距均匀安装有第一螺栓10，便于端盖2的拆卸安装，且承载座1与底座3之间等间距均匀安装有第二螺栓12，便于底座3的拆卸安装。
19.在图1中，底座3的下端安装有连接法兰4，便于本实用新型的安装固定，球杆7的上端焊接有连接杆8。
20.在图2中，垫板11为一种球面结构，且垫板11的内部开设有与球头5适配的凹槽，可以提高球头5安装和摆动时的稳定性，进一步提高球铰关节的刚性连接。
21.在图2中，滑轨6呈环形结构，通过滑轨6的环形设计，有利于增加球头5的摆动幅度，两个球形滑块9的中心连线均分球头5，提高球形滑块9与滑轨6连接的稳定性，从而提高球头5安装的稳定性。
22.本实用新型的工作原理是：采用球窝结构，便于设备的生产，通过弹簧16的舒张使得插杆13由插筒14内部顶出，进一步使得球形滑块9与滑轨6相抵，再结合端盖2实现球头5安装时的稳定性，防止球头5脱离，提高球铰关节的刚性，通过球窝15与球形滑块9的活动连
接，实现球形滑块9的全方位转动，从而有利于球头5活动时的滑动连接，大幅度提高球头5、球杆7的摆动角度，此外通过底座3上的垫板11中的凹槽与球头5相抵，可以提高球头5安装和摆动时的稳定性，进一步提高球铰关节的刚性连接，通过连接法兰4便于本实用新型的安装固定。
23.以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种新型复合球铰关节，包括承载座(1)，其特征在于，所述承载座(1)的内部活动安装有球头(5)，且承载座(1)的上表面安装有端盖(2)，所述承载座(1)的下表面安装有底座(3)，所述底座(3)的上表面中段位置处安装有与球头(5)滑动连接的垫板(11)，所述球头(5)上固定安装有球杆(7)，且球头(5)的表面开设有滑轨(6)，所述承载座(1)的内部对称安装有插筒(14)，所述插筒(14)内部滑动安装有插杆(13)，所述插杆(13)一端贯穿插筒(14)并开设有球窝(15)，所述球窝(15)内活动安装有与滑轨(6)适配的球形滑块(9)。2.根据权利要求1所述的一种新型复合球铰关节，其特征在于，所述插杆(13)的一端插设入插筒(14)内部并安装有限位板，所述插筒(14)与限位板中间设有弹簧(16)。3.根据权利要求1所述的一种新型复合球铰关节，其特征在于，所述承载座(1)与端盖(2)之间等间距均匀安装有第一螺栓(10)，且承载座(1)与底座(3)之间等间距均匀安装有第二螺栓(12)。4.根据权利要求1所述的一种新型复合球铰关节，其特征在于，所述底座(3)的下端安装有连接法兰(4)，所述球杆(7)的上端焊接有连接杆(8)。5.根据权利要求1所述的一种新型复合球铰关节，其特征在于，所述垫板(11)为一种球面结构，且垫板(11)的内部开设有与球头(5)适配的凹槽。6.根据权利要求1所述的一种新型复合球铰关节，其特征在于，所述滑轨(6)呈环形结构，两个所述球形滑块(9)的中心连线均分球头(5)。

技术总结
本实用新型涉及球铰关节技术领域，具体是一种新型复合球铰关节，所述承载座的内部活动安装有球头，且承载座的上表面安装有端盖，所述承载座的下表面安装有底座，所述底座的上表面中段位置处安装有与球头滑动连接的垫板，所述球头上固定安装有球杆，且球头的表面开设有滑轨。本实用新型结构简单，采用球窝结构，便于设备的生产，通过弹簧的舒张使得插杆由插筒内部顶出，进一步使得球形滑块与滑轨相抵，再结合端盖实现球头安装时的稳定性，防止球头脱离，提高球铰关节的刚性，通过球窝与球形滑块的活动连接，实现球形滑块的全方位转动，从而有利于球头活动时的滑动连接，大幅度提高球头、球杆的摆动角度。球杆的摆动角度。球杆的摆动角度。


技术研发人员：阳海涛
受保护的技术使用者：阳海涛
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/3/25