万向支架的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及连接件，具体地说是一种万向支架，包括基座、内环及外环，其中基座包括支座及环座，该环座与支座螺纹连接；所述外环位于内环与环座之间，该外环通过连接轴及轴承与所述环座相连接，外环可相对于环座转动；所述内环通过连接轴及轴承与外环相连接，内环可相对于外环转动，且内环在外环的带动下相对于环座转动。本实用新型将基座分为了可螺纹连接起来的支座与环座，在环座与内、外环连接后，可将尺寸偏大的零件安装在内环上，然后再将环座与支座连接，即实现了将较大尺寸零件安装在万向支架内部的目的。
【专利说明】万向支架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及连接件，具体地说是一种万向支架。
【背景技术】
[0002]万向支架是一种输出轴可以相对于输入轴绕任意方向偏转的构件。它具有两个相互垂直的旋转自由度，通过将两个旋转自由度组合起来，实现了轴线绕任意方向偏转的功倉泛。
[0003]现有的万向支架多是由基座、内环、外环以及连接轴组成的，由于结构尺寸和万向支架偏转范围的限制，现有万向支架的基座大多是呈类似一个碗型的结构，基座的碗口虽然较大，但是底部尺寸较小，无法将尺寸偏大的零件安装在万向支架内环上。
实用新型内容
[0004]为了解决尺寸偏大的零件无法安装的问题，本实用新型的目的在于提供一种万向支架。该万向支架实现了将尺寸大于基座通孔的零件安装在万向支架的内环上。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]本实用新型包括基座、内环及外环，所述基座包括支座及环座，该环座与支座螺纹连接；所述外环位于内环与环座之间，该外环通过连接轴及轴承与所述环座相连接，外环可相对于环座转动；所述内环通过连接轴及轴承与外环相连接，内环可相对于外环转动，且内环在外环的带动下相对于环座转动。
[0007]其中:所述环座为环状，该环座的一侧与支座的一端螺纹连接成碗状，在环座的一侧及支座的一端分别设有用于连接的配合螺纹及定位面；所述支座的另一端为圆盘，支座的两端之间为圆柱；所述环座的圆周面上设有相对的、用于安装轴承的第一、二沉孔以及相对的、用于内环连接轴安装的第一、二光孔；所述第一、二沉孔与第一、二光孔间隔设置，第一、二沉孔同轴，第一、二光孔同轴，且两条轴线共面并相互垂直；
[0008]所述外环的转动轴与内环的转动轴共面，且相互垂直；所述外环为圆环形，其圆周面上均布有四个用于安装连接轴的螺纹孔，相对的两个螺纹孔同轴，四个螺纹孔的两条轴线共面且相互垂直；所述外环的一侧面上对称开有两个缺口 ；外环的内外圆周面均为弧面；
[0009]所述内环的圆周面上开有相对的、用于安装轴承的第三、四光孔，两个光孔同轴，在第三、四光孔的外侧均设有平台；所述内环的外圆周面均为弧面；
[0010]所述轴承上设有轴肩；所述环座上分别设有相对的第一、二沉孔，第一、二沉孔同轴；所述内环的圆周面上开有相对的第三、四光孔，两个光孔同轴，在第三、四光孔的外侧均设有平台；所述轴承的个数为四个，分别安装在第一、二沉孔及第三、四光孔内，其中安装在第一、二沉孔内的轴承的轴肩抵接于沉孔的大孔，安装在第三、四光孔内的轴承的轴肩抵接于孔外侧的平台上；所述连接轴的一端与外环螺纹连接，另一端分别与第一、二沉孔及第三、四光孔内的轴承相连接；所述内环的第三、四光孔通过轴承及连接轴分别与外环上两个相对的螺纹孔相连接，内环可绕第三、四光孔的轴线转动；所述外环另外两个相对的螺纹孔通过轴承及连接轴分别与环座上的第一、二沉孔相连接，外环可绕第一、二沉孔的轴线转动，内环可在外环的带动下绕第一、二沉孔的轴线转动。
[0011]本实用新型的优点与积极效果为:
[0012]1.本实用新型将基座分为了可螺纹连接起来的支座与环座，在环座与内、外环连接后，可将尺寸偏大的零件安装在内环上，然后再将环座与支座连接，即实现了将较大尺寸零件安装在万向支架内部的目的。
[0013]2.本实用新型结构简单，易于安装、拆卸。
[0014]3.本实用新型环座与外环之间、外环与内环之间通过连接轴与轴承连接，使得外环及内环的旋转精度高，转动灵活、无卡点，内环可以相对于环座绕任意方向旋转，具有多
自由度。
[0015]4.本实用新型体积小，质量轻。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的内部结构示意图；
[0017]图2为本实用新型的主视剖视图；
[0018]图3为本实用新型的立体结构示意图之一；
[0019]图4为本实用新型的立体结构示意图之二 ；
[0020]图5为本实用新型支座的主视剖视图；
[0021]图6为本实用新型支座的立体结构示意图之一；
[0022]图7为本实用新型支座的立体结构示意图之二 ；
[0023]图8为本实用新型环座的主视剖视图；
[0024]图9为本实用新型环座的立体结构示意图之一；
[0025]图10为本实用新型环座的立体结构示意图之二 ；
[0026]图11为本实用新型外环的结构示意图；
[0027]图12为本实用新型外环的剖面示意图；
[0028]图13为本实用新型安装连接轴后的外环结构示意图；
[0029]图14为本实用新型内环的结构示意图；
[0030]图15为本实用新型内环的剖面示意图；
[0031]图16为本实用新型轴承的结构示意图；
[0032]图17为本实用新型轴承的剖面示意图；
[0033]图18为本实用新型连接轴的结构示意图；
[0034]其中:1为支座,2为环座,201为第一沉孔,202为第二沉孔,203为第一光孔,204为第二光孔，3为外环，31为第一螺纹孔，32为第二螺纹孔，33为第三螺纹孔，34为第四螺纹孔,35为缺口，4为内环,41为第三光孔,42为第四光孔,43为平台，5为连接轴,51为第一连接轴，52为第二连接轴，53为第三连接轴，54为第四连接轴，6为轴承，7为配合螺纹，8为定位面。
【具体实施方式】[0035]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0036]如图1?10所示，本实用新型包括基座、外环3、内环4、连接轴5及轴承6，内环4位于内层，外环3位于中层，基座位于外层；基座包括支座I及环座2，该环座2为环状、内外圆周面均为弧面结构，以避免在万向支架转动时，与外环产生干涉；环座2的一侧与支座I的一端螺纹连接成碗状，在环座2的一侧及支座I的一端分别设有用于连接的配合螺纹7及定位面8。支座I的另一端为圆盘，支座I的两端之间为圆柱。环座2的圆周面上设有相对的、用于安装轴承6的第一、二沉孔201、202，第一、二沉孔201、202同轴,第一、二沉孔201,202的大孔径与轴承6的外径相匹配；环座2的圆周面上还设有相对的、用于内环连接轴安装的第一、二光孔203、204，第一、二光孔203、204同轴且与第一、二沉孔201、202间隔设置，第一、二沉孔201、202所在的轴线与第一、二光孔203、204所在的轴线在同一个平面上，并且两条轴线相互垂直。
[0037]如图11、图12及图13所示，外环3为圆环形，其圆周面上均布有四个M3、用于安装连接轴5的螺纹孔，分别为第一?四螺纹孔31?34 ;其中，相对的第一、二螺纹孔31、32同轴，相对的第三、四螺纹孔33、34同轴，第一、二螺纹孔31、32所在的轴线与第三、四螺纹孔33、34所在的轴线在同一平面且相互垂直。在外环3的一个侧面上对应开有两个缺口 35，两个缺口 35分别位于第一、二螺纹孔31、32的一侧，避免在万向支架的旋转范围内，内环连接的零件与外环产生干涉；外环3的内外圆周面均为弧面，以避免万向支架在转动时与内环4、环座2干涉。
[0038]如图14、图15所示，内环4为一侧带有阶梯柱的圆盘，圆盘的圆周面上开有相对的、用于安装轴承6的第三、四光孔41、42，两个光孔同轴，在第三、四光孔41、42的外侧分别铣出平台43 ;内环4的外圆周面为弧面，以避免在万向支架转动时与外环干涉。
[0039]如图16、图17所示，轴承6上设有轴肩61，本实用新型轴承6的个数为四个。如图18所示，连接轴5上也设有轴肩，本实用新型连接轴5的个数与轴承6配套，也为四个。
[0040]本实用新型的安装及工作原理为:
[0041]将配套的四个轴承6分别压入环座2的第一、二沉孔201、202内及内环4的第三、四光孔41、42内，第一、二沉孔201、202内的轴承6的轴肩61被压入沉孔的小孔内，轴承6抵接于沉孔的大孔；第三、四光孔41、42内的轴承6的轴肩61被压入光孔内，轴承6抵接于平台43 ;轴承6分别通过环座2上的沉孔及内环4上的平台轴向定位。然后，将第一、二连接轴51、52分别螺纹连接在外环3上相对的第一、二螺纹孔31、32上，第一、二连接轴51、52上的轴肩朝外；连接好后将第一、二连接轴51、52的另一端分别与环座2上第一、二沉孔201,202内的轴承6的内圈相连接，外环3即可绕第一、二沉孔201、202的轴线相对于环座2转动。再将第三、四连接轴53、54分别螺纹连接在外环3上相对的第三、四螺纹孔33、34上，安装时可通过环座2上的第一、二光孔203、204进行安装，第三、四连接轴53、54的轴肩朝内；连接好后将第三、四连接轴53、54的另一端分别与内环4上第三、四光孔41、42内的轴承6的内圈相连接，内环4既可绕第三、四光孔41、42的轴线相对于外环3旋转，又可随同外环3 —起绕第一、二沉孔201、202的轴线相对于环座2旋转；外环3设有缺口 35的一侧朝外，即朝向内环4阶梯柱的一侧，根据需要调整轴承间隙。最后，调整环座2和内环4的同轴度和万向支架的轴承间隙使其符合要求。由于第一、二沉孔201、202的轴线与第三、四光孔41、42的轴线相互垂直，使得内环4可以向任意方向转动，本实用新型内环4的旋转范围为±40°。
[0042]环座4通过轴承6及连接轴5与内环4、外环3相连，实现自由偏转的功能；环座2与内环4、外环3连接后，将需要安装的零件安装在内环4上，然后再将支座I与环座2螺纹连接，即实现了将尺寸偏大的零件安装在万向支架内环上的目的。
[0043]本实用新型连接轴通过螺纹与外环的四个螺纹孔相连接，螺纹采用配做，同时起定位和固定作用。连接轴与轴承内圈的配合为间隙配合，间隙量为O?0.002mm ;轴承外圈与环座、内环上的各个孔为过盈配合，过盈量为O?0.002_。
[0044]本实用新型为了保证万向支架的精度，轴承和连接轴均采用选配的方式装配。根据环座、内环上各个孔的尺寸选择轴承的外径，使得轴承外径与各个孔内径的配合过盈量在O?0.002_之间；再根据选择好的轴承的内径尺寸，选择与之相配的连接轴，保证轴承内径与连接轴的配合间隙在O?0.002_之间。通过拧紧或松动连接轴来调整环座与外环、外环与内环之间的间隙，使其保持一致。
【权利要求】
1.一种万向支架，包括基座、内环及外环，其特征在于:所述基座包括支座(1)及环座(2),该环座(2)与支座(1)螺纹连接；所述外环(3)位于内环(4)与环座(2)之间，该外环(3 )通过连接轴(5 )及轴承(6 )与所述环座(2 )相连接，外环(3 )可相对于环座(2 )转动；所述内环(4)通过连接轴(5)及轴承(6)与外环(3)相连接，内环(4)可相对于外环(3)转动，且内环(4)在外环(3 )的带动下相对于环座(2 )转动。
2.按权利要求1所述的万向支架，其特征在于:所述环座(2)为环状，该环座(2)的一侧与支座(1)的一端螺纹连接成碗状，在环座(2)的一侧及支座(1)的一端分别设有用于连接的配合螺纹(7)及定位面(8);所述支座(1)的另一端为圆盘，支座(1)的两端之间为圆柱；所述环座(2)的圆周面上设有相对的、用于安装轴承(6)的第一、二沉孔(201、202)以及相对的、用于内环连接轴安装的第一、二光孔(203、204)。
3.按权利要求2所述的万向支架，其特征在于:所述第一、二沉孔(201、202)与第一、二光孔(203、204)间隔设置，第一、二沉孔(201、202)同轴,第一、二光孔(203、204)同轴，且两条轴线共面并相互垂直。
4.按权利要求1所述的万向支架，其特征在于:所述外环(3)的转动轴与内环(4)的转动轴共面，且相互垂直。
5.按权利要求1或4所述的万向支架，其特征在于:所述外环(3)为圆环形，其圆周面上均布有四个用于安装连接轴(5)的螺纹孔，相对的两个螺纹孔同轴，四个螺纹孔的两条轴线共面且相互垂直。
6.按权利要求5所述 的万向支架，其特征在于:所述外环(3)的一侧面上对称开有两个缺口(35);外环(3)的内外圆周面均为弧面。
7.按权利要求1所述的万向支架，其特征在于:所述内环(4)的圆周面上开有相对的、用于安装轴承(6)的第三、四光孔(41、42)，两个光孔同轴，在第三、四光孔(41、42)的外侧均设有平台(43)。
8.按权利要求1或7所述的万向支架，其特征在于:所述内环(4)的外圆周面均为弧面。
9.按权利要求1所述的万向支架，其特征在于:所述轴承(6)上设有轴肩(61);所述环座(2)上分别设有相对的第一、二沉孔(201、202)，第一、二沉孔(201、202)同轴；所述内环(4)的圆周面上开有相对的第三、四光孔(41、42)，两个光孔同轴，在第三、四光孔(41、42)的外侧均设有平台(43);所述轴承(6)的个数为四个，分别安装在第一、二沉孔(201、202)及第三、四光孔(41、42)内，其中安装在第一、二沉孔(201、202)内的轴承的轴肩(61)抵接于沉孔的大孔，安装在第三、四光孔(41、42)内的轴承的轴肩(61)抵接于孔外侧的平台(43)上；所述连接轴(5)的一端与外环(3)螺纹连接，另一端分别与第一、二沉孔(201、202)及第三、四光孔(41、42)内的轴承(6)相连接。
10.按权利要求9所述的万向支架，其特征在于:所述内环(4)的第三、四光孔(41、42)通过轴承(6)及连接轴(5)分别与外环(3)上两个相对的螺纹孔相连接，内环(4)可绕第三、四光孔(41、42)的轴线转动；所述外环(3)另外两个相对的螺纹孔通过轴承(6)及连接轴(5)分别与环座(2)上的第一、二沉孔(201、202)相连接，外环(3)可绕第一、二沉孔(201、202)的轴线转动，内环(4)可在外环(3)的带动下绕第一、二沉孔(201、202)的轴线转动。
【文档编号】F16M11/14GK203560681SQ201320784752
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】侯绪奎, 张心宇, 王恩德, 曹晖 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所