侧的套筒7.1，套筒7.1左端封闭，且套筒7.1左端同轴连接有套管7.2，套管7.2管腔与套筒7.1筒腔直径相同且同轴连通，套筒7.1左端环绕套管设有两半圆槽7.3，两半圆槽7.3彼此不相连，且两半圆槽7.3深度渐变，内嵌套组件7中套管7.2同轴装配在内嵌轴组件5中圆套5.2中，且套管7.2外壁与圆套
5.2内壁之间有空隙，内嵌轴组件5中的支撑轴5.3同轴伸入内嵌套组件7的套管7.2中，内嵌轴组件5的螺纹孔5.4中分别螺合安装有保持柱4、20，两保持柱4、20右端分别伸入圆套5.2内并伸入套管7.2与圆套5.2之间空隙，且两保持柱4、20右端分别连接有弹簧21、19，两弹簧21、19右端分别转动装配有滚珠6、18，且两滚珠6、18—一对应卡入内嵌套组件7中套筒左端两半圆槽7.3中。
[0019]内嵌套组件7的套管7.2内，内嵌轴组件5的支撑轴5.3上套装有一对结构相同的轴承8、10，两轴承8、10之间还设有套在支撑轴5.3上的隔圈，由隔圈隔开两轴承8、10，右端的轴承10右侧的支撑轴5.3上从左至右还依次套装由螺母、光栅12、光栅支架13，其中外螺母11通过与内嵌套组件7中套筒7.1右端螺合压紧轴承10外圈，内螺母16通过与内嵌轴组件5中的支撑轴5.3右端螺合压紧轴承10内圈，光栅12与光栅支架13之间间隔一定距离，且光栅支架13右侧面两对称位置分别安装有读数头14、15。
[0020]轴承8、10分别由套装在支撑轴5.3上的内圈、套在内圈外的外圈构成，对应的，隔圈由套装在支撑轴5.3上并隔开两轴承内圈的内隔圈17、套在内隔圈17外并隔开两轴承外圈的外隔圈9构成，螺母由螺合装配在右端轴承内圈右侧面的内螺母16、套在内螺母16外并螺合装配在右端轴承外圈右侧面的外螺母11构成。
[0021]本发明关节装配在关节式坐标测量机时结构图如图1所示，包括三个摆动关节1、2、3。
[0022]如图2所示，本发明关节包括内嵌轴组件5，内嵌套组件7，两个相同的轴承8、10，两个相同的弹簧19、21，两个相同的保持柱20、4，两个相同的滚珠18、6，内隔圈17，外隔圈9，内螺母16，外螺母11，光栅支架13，光栅12，读数头14、15;内嵌轴组件5和内嵌套组件7之间有两个轴承8、10，两个轴承8、10通过内隔圈17和外隔圈9隔开，通过两个轴承8、10，内嵌轴组件5和内嵌套组件7可以相对旋转，利用内螺母16和外螺母11压紧轴承10的内圈和外圈，将光栅12安装在内嵌轴5的一端，光栅支架13安装在光栅12的一侧，固定在内嵌套7上，将读数头14、15安装在光栅支架13上，光栅12与光栅支架13是有一定的距离的。
[0023]如图3所示，内嵌轴组件5的轴座上开有两个螺纹孔，用以固定两个保持柱20、4，两个弹簧19、21套在保持柱20、4上面，在内嵌套组件7上，和内嵌轴组件5上的螺纹孔对应的面上开有两个深度渐变的槽，用以让滚珠18、6沿其运动；当内嵌轴组件5和内嵌套组件7相对旋转时，套在保持柱20、4上的两个弹簧19、21将分别带动两个滚珠18、6在内嵌套组件7上的槽内运动，由于槽的深度是逐渐变小的，所以在滚珠18、6的运动过程中，滚珠18、6会压缩弹簧19、21，同时弹簧19、21将给滚珠18、6—个反向的作用力，使滚珠18、6在运动过程中对槽的压力增大，从而滚珠18、6和槽之间的摩擦力增大，也就是在内嵌轴组件5和内嵌套组件7做相对旋转运动的时候，阻力逐渐增大，从而实现关节式坐标测量机的重力平衡；内嵌套组件7上的两个深度渐变的槽之间是有间隔的，不相连，当内嵌轴组件5和内嵌套组件7相对旋转时，弹簧19、21会带动滚珠18、6在槽内滚动，当滚动到槽的另一端时，滚珠18、6就会被阻挡，从而起到限位的作用。这样该摆动关节就同时具有了平衡和限位功能。
【主权项】
1.一种利用内置压簧实现力平衡和机构限位的摆动关节，其特征在于:包括有管套形的支撑，以及设置在支撑内的内嵌轴组件、内嵌套组件，其中内嵌轴组件包括同轴装配在支撑内左侧的圆形轴座，轴座右侧面同轴连接有相对轴座右侧面扩径的圆套，轴座右侧面中心同轴连接有从圆套伸出的支撑轴，轴座侧壁两对称位置分别沿轴座中心轴线方向设有螺纹孔，且螺纹孔右端分别穿过圆套左侧与圆套内连通，所述内嵌套组件包括同轴装配在支撑内右侧的套筒，套筒左端封闭，且套筒左端同轴连接有套管，套管管腔与套筒筒腔直径相同且同轴连通，套筒左端环绕套管设有两半圆槽，两半圆槽彼此不相连，且两半圆槽深度渐变，所述内嵌套组件中套管同轴装配在内嵌轴组件中圆套中，且套管外壁与圆套内壁之间有空隙，内嵌轴组件中的支撑轴同轴伸入内嵌套组件的套管中，内嵌轴组件的螺纹孔中分别螺合安装有保持柱，两保持柱右端分别伸入圆套内并伸入套管与圆套之间空隙，且两保持柱右端分别连接有弹簧，两弹簧右端分别转动装配有滚珠，且两滚珠一一对应卡入内嵌套组件中套筒左端两半圆槽中； 所述内嵌套组件的套管内，内嵌轴组件的支撑轴上套装有一对结构相同的轴承，两轴承之间还设有套在支撑轴上的隔圈，由隔圈隔开两轴承，右端的轴承右侧的支撑轴上从左至右还依次套装由螺母、光栅、光栅支架，其中外螺母通过与内嵌套组件中套筒右端螺合压紧轴承外圈，内螺母通过与内嵌轴组件中的支撑轴右端螺合压紧轴承内圈，光栅与光栅支架之间间隔一定距离，且光栅支架右侧面两对称位置分别安装有读数头。2.根据权利要求1所述的一种同时带平衡和限位机构的关节式坐标测量机摆动关节，其特征在于:所述轴承分别由套装在支撑轴上的内圈、套在内圈外的外圈构成，对应的，隔圈由套装在支撑轴上并隔开两轴承内圈的内隔圈、套在内隔圈外并隔开两轴承外圈的外隔圈构成，螺母由螺合装配在右端轴承内圈右侧面的内螺母、套在内螺母外并螺合装配在右端轴承外圈右侧面的外螺母构成。
【专利摘要】本发明公开了一种利用内置压簧实现力平衡和机构限位的摆动关节，包括内嵌轴组件、内嵌套组件、两个相同的轴承、两个相同的弹簧、两个相同的滚珠、内隔圈、外隔圈、内螺母、外螺母、光栅支架、光栅、读数头；内嵌轴组件和内嵌套组件可以通过轴承实现相对旋转；当内嵌轴组件和内嵌套组件相对旋转时，弹簧会带动滚珠在槽内滚动，由于槽的深度逐渐变小，所以在运动过程中，滚珠会压缩弹簧，弹簧对滚珠有反向的作用力，使滚珠和槽之间的摩擦力增大，从而实现关节式坐标测量机的重力平衡；当内嵌轴组件和内嵌套组件相对旋转时，弹簧会带动滚珠在槽内滚动，当滚珠滚动到槽的另一端时，就会被阻挡，从而起到了限位的作用。
【IPC分类】G01B21/00, F16C11/04, F16F15/123
【公开号】CN105443568
【申请号】CN201510925779
【发明人】于连栋, 赵会宁, 刘宁宁, 李维诗, 韩丽玲, 贾华坤, 姜一舟
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月10日