一种工作台三维转动调节机构的制作方法

本发明涉及三维转动调节设备领域，特别涉及一种用于工作台三维转动的调节机构。

背景技术：

调节工作台的三维转动，增加工作台在应用中的适应性，尤其是在康复装置中，工作台的三维转动需要满足康复需求。目前，自动调节机构在三维转动调节中也应用广泛，但是驱动控制数目较多，而且整体结构相对复杂，在一些设备中无法充分发挥人为主动性；手动调节机构的空间利用率低，整体布局不紧凑。

技术实现要素：

为了解决现有技术中工作台三维转动调节机构驱动控制数目多且空间利用率低的问题，本发明提出一种工作台三维转动调节机构。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种工作台三维转动调节机构，手动调节机构包括：转动件一、转动件二、手动摇杆、锁紧柱体，转动件一为圆环状结构，转动件一绕其轴线旋转，转动件一的侧部设置有锁紧孔；转动件二设置在转动件一内部，其转动轴线与转动件一中心截面的竖直对称轴线重合，转动件二上设置锁紧孔，且与转动件一的锁紧孔同轴；手动摇杆穿过转动件一和转动件二，并在转动件一和/或转动件二内转动，手动摇杆的一端用于铰接工作台；

转动件一转动的安装在依托架体的通孔内，锁紧柱体与转动件一的锁紧孔和/或转动件二的锁紧孔配合，锁紧柱体设置在转动件一的锁紧孔内，锁紧柱体处于空置状态，锁紧柱体设置在转动件一的锁紧孔内并锁紧在依托架体上将锁紧转动件一，锁紧柱体同时设置在转动件一和转动件二的锁紧孔内将锁紧转动件二；

驱动手动摇杆随着转动件一和/或转动件二转动，实现对工作台三维转动的驱动。

优选的是，所述转动件一设置为内部具有多半圆空腔体的环形结构，转动件一内部平台顶端的中心设置有轴柱，所述转动件一的锁紧孔位于平台一侧并沿着其侧部的中心线，且从平台顶端贯通转动件一。

优选的是，所述转动件二设置为侧部具有一对u形槽口的桶形结构，转动件二底端中心处设置有轴孔，转动件二内靠近顶端处横向设置一横轴，且一对u形槽口对称分布在所述横轴的两侧，其中一个u形槽口的下方设置为与其连通的侧平部，该侧平部与转动件一的平台一侧齐平，所述转动件二的锁紧孔位于该侧平部上并与转动件一的锁紧孔同轴，且与转动件一的锁紧孔贯通；

转动件一的轴柱与转动件二的轴孔配合，所述手动摇杆的转动部设置在转动件二的横轴上，在转动件一和/或转动件二内转动；

转动件一的轴柱与转动件二的轴孔配合，所述手动摇杆设置在转动件二的横轴上；当转动件一被锁紧，驱动手动摇杆带动工作台做偏转运动或俯仰运动；当转动件二被锁紧，驱动手动摇杆带动工作台做横滚运动或俯仰运动。

优选的是，手动调节机构还包括滑动组件，其包括滑杆、滑块和转动副，所述滑杆包括一个杆体和一个框体，所述杆体和所述框体连接，所述框体设置在工作台的底部，且框体的中心用于与工作台的中心同轴连接；所述滑块固定设置在所述杆体上；滑块滑动设置在所述杆体上，并与转动副连接；所述转动副与手动摇杆连接。

优选的是，所述锁紧柱体包括锁紧柱，所述锁紧柱的中部设置有螺纹部，两端设置为锥形状；所述转动件一的锁紧孔和转动件二的锁紧孔内设置为螺纹部；

锁紧柱的螺纹部与转动件一的螺纹部和/或转动件二的螺纹部配合，当锁紧柱的螺纹部与转动件一内的螺纹部配合，锁紧柱体处于空置状态，当锁紧柱的螺纹部同时与转动一内的螺纹部和转动件二内的螺纹部配合，锁紧转动件二，当锁紧柱的螺纹部与转动件一内的螺纹部配合并顶紧在安装转动件一的通孔内，锁紧转动件一。

优选的是，所述锁紧柱体包括锁紧柱、卡凸和拉环，卡凸设置在锁紧柱的侧部，拉环设置在紧邻锁紧柱的卡凸的外侧端；

所述转动件一和转动件二的锁紧孔均包括柱孔和卡槽，柱孔设置为多半圆形状，卡槽位于柱孔一侧并与柱孔连通，锁紧柱体的锁紧柱与转动件一和/或转动件二的柱孔间隙配合，卡凸与对应的卡槽配合，卡环位于卡凸的外侧端，用以从外侧拉动卡环进而驱动锁紧柱，其中，转动件一的锁紧孔包括两个具有预设距离的卡槽，安装转动件一的通孔内设置有与锁紧孔同轴的定位孔；

当锁紧柱体的卡凸设置在转动件一的锁紧孔上部的卡槽内，锁紧柱体处于空置状态，当锁紧柱体的卡凸设置在转动件一的锁紧孔下部的卡槽内，锁紧柱体的锁紧柱锁紧在定位孔内用于锁紧转动件一，当锁紧柱体的卡凸设置在转动件二的锁紧孔的卡槽内，同时锁紧柱体的锁紧柱位于转动件一的锁紧孔的柱孔内用于锁紧转动件二。

优选的是，工作台三维转动调节机构还包括自动调节机构，自动调节机构包括三个ups支链、三个电动推杆、底平台和顶平台，顶平台和底平台同轴设置，顶平台的顶端用于与工作台的底端连接，顶平台的底端与所述框体连接；一个电动推杆安装在一个ups支链的移动副上，三个ups支链呈异面直线分布，每个电动推杆的两端均设置有虎克铰，每个电动推杆一端的虎克铰与底平台连接，另一端的虎克铰结合旋转铰形成球铰与顶平台的底部连接；自动调节机构作用于工作台，实现工作台的三维转动。

优选的是，自动调节机构还包括球铰链杆，球铰链杆的球铰端与顶平台的底端连接，球铰链杆的固定端设置在底平台上，球铰链杆用于加强所述顶平台转动的平稳性。

优选的是，工作台三维转动调节机构还包括摆动机构和摆动平台，摆动机构包括底座、连接板一、连接板二、电机、驱动轴、一对曲杆、连接转轴、转动副和摆动转轴，所述连接板一和连接板二向下倾斜的设置在底座的一侧，并具有预设的间隔且具有相同的倾斜度；所述电机设置在连接板一上，电机的电机轴与所述驱动轴连接，驱动轴沿着底座的侧边向连接板二的方向延伸；所述任一个曲杆设置为u形状，两个曲杆相背放置，所述连接转轴沿着两个曲杆的一条对角线方向分别与两个曲杆连接，连接转轴处于偏转状态；沿着两个曲杆的另一条对角线，一个曲杆的端部与所述驱动轴的作用端连接，另一个曲杆的端部与连接板二连接；所述连接转轴的中部设置有四棱柱，该四棱柱通过转动副与摆动转轴连接；摆动转轴与摆动平台连接；所述摆动平台用于连接自动调节机构或/和手动调节机构。

优选的是，所述任一个曲杆包括一对u形杆和一对耳板，一对u形杆的一端与一个耳板连接，一对u形杆之间具有间隔，该间隔用于容纳所述连接转轴；任一个u形杆的两个侧部分别向外侧倾斜。

本发明的有益效果为：本发明的工作台三维转动调节机构，利用手动调节机构的转动件一、转动件二、手动摇杆和锁紧柱体的独特结构设计和配合，实现对工作台三维转动的驱动，满足工作台的自适应性。手动调节机构的安装件转动件一非常小巧，既便于安装，又不占用空间；手动摇杆可根据待调节结构的空间调整手动摇杆的大小和弯度，便于在小型设备上使用。整体手动调节机构布局紧凑，提高空间利用率。

本发明的工作台三维转动调节机构可应用在康复装置、牵引装置、运动装置等需要灵活转动的装置上，充分发挥人为主动性。手动调节机构只需将转动件一安装在可利用的依托架体上，依托架体可借助于现有的支架，也可单独设置，结合实际需要使用。

本发明还可利用自动调节机构实现自动调节，当锁紧柱体处于空置状态时，可驱动电动推杆，实现自动调节。自动调节机构和手动调节机构切换使用，进一步实现精确、平稳的调节工作台的姿态。自动调节机构和手动调节机构布局紧凑，提高空间利用率。

本发明还可利用摆动机构和摆动平台对自动调节机构和手动调节机构的摆动角度进行调节，或单独对手动调节机构的摆动角度进行调节，有助于调节工作台的不同姿态，提高三维转动调节机构的灵活性。摆动机构和摆动平台直接作为依托架体使用。本发明的摆动机构和摆动平台可以实现对放置在摆动平台上的任何装置或机构的摆动角度调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中的手动调节机构的结构示意图；

图2为图1中的转动件一的结构示意图；

图3为图1中的转动件二的结构示意图；

图4为图1中的锁紧柱体的结构示意图；

图5为实施例2中的转动件一、转动件二和锁紧柱体的装配示意图；

图6为实施例2中的锁紧柱体的结构示意图；

图7为实施例3中的摆动机构和摆动壳体的装配示意图；

图8为图7中的摆动机构的结构示意图；

图9为实施例4中的自动调节机构的结构示意图；

图10为实施例4中的工作台三维转动调节机构的结构示意图。

图中：

1、转动件一；2、转动件二；3、手动摇杆；4、锁紧柱体；5、滑块；6、滑杆；7、转动副；8、摆动平台；9、摆动机构；11、锁紧孔；12、轴柱；13、柱孔；14、卡槽；21、锁紧孔；22、横轴；23、u形槽口；24、侧平部；41、锁紧柱；42、卡凸；43、拉环；81、球铰链杆；82、顶平台；83、电动推杆；84、底平台；91、底座；92、连接板一；93、连接板二；94、电机；95、驱动轴；96、曲杆；97、连接转轴；98、转动副；99、摆动转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种工作台三维转动调节机构的手动调节机构包括：转动件一1、转动件二2、手动摇杆3、锁紧柱体4，转动件一1为圆环状结构，转动件一1绕其轴线旋转，转动件一1的侧部设置有锁紧孔11；转动件二2设置在转动件一1内部，其转动轴线与转动件一1中心截面的竖直对称轴线重合，转动件二2上设置锁紧孔21，且与转动件一1的锁紧孔11同轴；手动摇杆3穿过转动件一和转动件二，并在转动件一和/或转动件二内转动，手动摇杆的一端用于铰接工作台；转动件一转动的安装在依托架体的通孔内，锁紧柱体与转动件一的锁紧孔和/或转动件二的锁紧孔配合，锁紧柱体处于空置状态、锁紧转动件一或转动件二。

锁紧柱体与转动件一的锁紧孔和/或转动件二的锁紧孔配合的方式为：当锁紧柱体4设置在转动件一的锁紧孔内，锁紧柱体处于空置状态，驱动手动摇杆在转动件一和转动件二内转动进而驱动工作台；锁紧柱体设置在转动件一的锁紧孔内并锁紧在依托架体上将锁紧转动件一，驱动手动摇杆在转动件二内转动进而驱动工作台做偏转或俯仰运动；锁紧柱体同时设置在转动件一和转动件二的锁紧孔内将锁紧转动件二，驱动手动摇杆在转动件一内转动进而驱动工作台做横滚运动，实现对工作台三维转动的驱动。

如图1所示，工作台三维转动调节机构还包括滑动组件，其包括滑块5、滑杆6和转动副7，滑杆6包括一个杆体和一个框体，杆体和框体连接，框体设置在工作台的底部，且框体的中心用于与工作台的中心同轴连接，避免与滑动组件产生干涉；滑块5滑动设置在杆体上，并与转动副7连接；转动副7与手动摇杆3连接。

如图1所示，手动摇杆3包括手柄部、转动部和连接部三部分，转动部一侧通过一个向下的弯曲部再倾斜向上延伸设置为连接部，转动部另一侧直接倾斜向上延伸为手柄部；转动部在转动件一和/或转动二内转动；连接部与待调节的工作台的底端连接。手动摇杆可根据实际的空间调节长短和弯度，更有利于在实际中应用。

如图2所示，转动件一1设置为内部具有多半圆空腔体的环形结构，转动件一内部平台顶端的中心设置有轴柱12，锁紧孔11从平台一侧沿着其侧部的中心线，锁紧孔11从平台顶端贯通转动件一。转动件一的结构设计紧凑，可同时与锁紧柱体和依托架体配合，同时与锁紧柱体和转动件二配合，实现对转动件一或转动件二的锁紧，进而实现对工作台的偏转运动、横滚运动和俯仰运动的调节；锁紧孔的位置设计既能保证与轴柱同轴设置，同时提高对转动件一和转动件二的紧凑性配合，提高空间利用率。

如图3所示，转动件二2设置为侧部具有一对u形槽口23的桶形结构，转动件二底端中心处设置有轴孔，转动件二2内靠近顶端处横向设置一横轴22，且一对u形槽口对称分布在横轴22的两侧，其中一个u形槽口的下方设置为与其连通的侧平部24，该侧平部与转动件一的平台一侧齐平，锁紧孔21位于该侧平部上设置有与转动件一的锁紧孔11同轴，且锁紧孔21与锁紧孔11贯通；转动件一的轴柱与转动件二的轴孔配合，手动摇杆3的转动部设置在转动件二2的横轴22上。转动件二结构设计更加巧妙，即放置在转动件一内部相对转动一转动，同时使手动摇杆穿过后绕着横轴转动，转动件一、转动件二及手动摇杆之间的配合，实现工作台的三维运动。

如图4所示，锁紧柱体4包括锁紧柱41、卡凸42和拉环43，卡凸42设置在锁紧柱41的侧部，拉环43设置在紧邻锁紧柱41的卡凸42的外侧端。如图3至图4所示，转动件一1的锁紧孔11和转动件二2的锁紧孔21均包括柱孔13和卡槽14，柱孔13设置为多半圆形状，卡槽14位于柱孔一侧并与柱孔13连通，锁紧柱体4的锁紧柱41与转动件一和/或转动件二的柱孔13间隙配合，卡凸42于对应的卡槽14配合，卡环43位于卡凸42的外侧端，用以从外侧拉动卡环进而驱动锁紧柱，其中，转动件一1的锁紧孔11包括两个具有预设距离的卡槽14，安装转动件一的通孔内设置有与锁紧孔同轴的定位孔，用于锁紧转动件一和摆动壳体，或锁紧转动件一和转动件二。锁紧柱体4直接手动调节。

锁紧柱体4与转动件一的锁紧孔和/或转动件二的锁紧孔配合的方式为：当锁紧柱体的卡凸设置在转动件一的锁紧孔上部的卡槽内，锁紧柱体处于空置状态，转动件一和转动件二自由转动；当锁紧柱体的卡凸设置在转动件一的锁紧孔下部的卡槽内，锁紧柱体的锁紧柱插入至安装转动件一的通孔内用于锁紧转动件一，转动件二相对转动，驱动手动摇杆，手动摇杆带动工作台做偏转运动或俯仰运动；当锁紧柱体的卡凸设置在转动件二的锁紧孔的卡槽内，锁紧柱体的锁紧柱同时位于转动件一的锁紧孔的柱孔内用于锁紧转动件二，转动件二不能相对转动件一转动，只能随着转动件一转动，驱动手动摇杆，手动摇杆带动工作台做横滚运动或俯仰运动。

实施例2：在实施例1的基础上，如图5和图6所示，转动件一的锁紧孔11和转动件二的锁紧孔21均为少半圆开口状，锁紧柱体包括锁紧柱41，锁紧柱的中部设置有螺纹部，两端设置为锥形状；转动件一1的锁紧孔11和转动件二2的锁紧孔21内设置为螺纹部。

锁紧柱的螺纹部与转动件一的螺纹部和/或转动件二的螺纹部配合方式为：当锁紧柱的螺纹部与转动件一内的螺纹部配合，锁紧柱体处于空置状态，转动件一和转动件二均可转动；当锁紧柱的螺纹部与转动一内的螺纹部和转动件二内的螺纹部配合，锁紧转动件二，转动件二不能相对转动件一转动，只能随着转动件一转动，驱动手动摇杆，带动工作台做横滚运动或俯仰运动；当锁紧柱的螺纹部与转动件一内的螺纹部配合并顶紧在安装转动件一的通孔内壁上，锁紧转动件一，转动件二相对转动，驱动手动摇杆，带动工作台做偏转运动或俯仰运动。锁紧柱体直接手动推动。实施例1中的锁紧方式和实施例2中的锁紧方式结构简单，便于操作。

实施例3：在实施1或实施例2的基础上，如图7和图8所示，手动调节机构直接设置在摆动平台8上由摆动机构9驱动，摆动机构9包括底座91、连接板一92、连接板二93、电机94、驱动轴95、一对曲杆96、连接转轴97、转动副98和摆动转轴99，连接板一92和连接板二93向下倾斜的设置在底座91的一侧，并具有预设的间隔且具有相同的倾斜度；电机94设置在连接板一92上，电机94的电机轴与驱动轴95连接，驱动轴沿着底座的侧边向连接板二的方向延伸；任一个曲杆96设置为u形状，两个曲杆相背放置，连接转轴97沿着两个曲杆的一条对角线方向分别与两个曲杆连接，连接转轴处于偏转状态；沿着两个曲杆的另一条对角线，一个曲杆的端部与驱动轴的作用端连接，另一个曲杆的端部与连接板二连接；连接转轴97的中部设置有四棱柱，该四棱柱通过转动副98与摆动转轴99连接；摆动转轴与摆动平台连接。

任一个曲杆96包括一对u形杆和一对耳板，一对u形杆的一端与一个耳板连接，一对u形杆之间具有间隔，该间隔用于容纳连接转轴；任一个u形杆的两个侧部分别向外侧倾斜。曲杆的结构设计便于曲杆与连接转轴的连接，便于一个曲杆与驱动轴的连接，便于另一个曲杆与连接板二的连接，同时不会产生干涉。

摆动机构驱动摆动平台摆动，摆动平台带动实施例1或实施例2中的手动调节机构摆动，更便于调节工作台的姿态。

实施例4：在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，如图9所示，工作台三维转动调节机构还包括自动调节机构，其包括球铰链杆81、三个ups支链、三个电动推杆83、底平台84和顶平台82，顶平台82的顶端用于与工作台的底端连接，顶平台的底端与滑动组件的框体连接；球铰链杆81的球铰端与顶平台82的底端连接，球铰链杆81的固定端设置在底平台84上，球铰链杆用于加强顶平台82转动的平稳性；一个电动推杆83安装在一个ups支链的移动副上，三个ups支链呈异面直线分布，每个电动推杆83的两端均设置有虎克铰，每个电动推杆一端的虎克铰与底平台连接，另一端的虎克铰结合旋转铰形成球铰与顶平台的底部连接；自动调节机构作用于工作台，实现工作台的三维转动。

实施例4在实施例1或实施例2或实施例3的调节基础上同时实现自动调节，当实施例1或实施例2中的锁紧柱体处于空置状态时，即可调节自动调节机构，实现自动调节和手动调节的切换，即手动调节机构处于驱动状态，自动调节机构处于随动状态。提高对工作台姿态调整的灵活性。

实施例4中的自动调节机构和实施例1至实施例3中的任一个实施例结合使用，更便于调节工作台的姿态。图10为实施例1、实施例3和实施例4结合的结构示意图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。