专利名称：一种两转动自由度的组合式铰链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式铰链，特别涉及一种两转动自由度的组合式铰链。
背景技术：
在工业领域中，各运动机构或连杆之间通常需要采用铰链连接，在众多连接中， 一种不 考虑自转自由度的两转动自由度铰链经常被使用，特别是运用在杆件之间的连接中。
在许多现代化的轻工业领域，经常会使用具有多个杆件的执行机构，在高速运动中，运 动杆件上的铰链部分频繁转动，故磨损较严重，连接精度慢慢下降，严重时需要进行更换。 因此铰链部分的连接间隙问题，以及能否方便、简捷、快速地更换铰链成为了工业生产中自 动化设备需要解决的重要问题。现有铰链在实现上述功能的同时拆卸和加工等方面都存在较 大的改进空间。
一个现有铰链为封闭式的万向节铰链，也称胡克铰链，该铰链在运动过程中，由于磨损 后无法自动补偿间隙，长时间使用后会导致设备运动精度降低；第二个现有铰链为球销副铰 链，该铰链制作工艺要求高，拆卸不便，长时间的运动磨损会产生间隙，从而导致设备运动 精度降低；第三个铰链为成对使用的球铰链，该铰链的加工工艺要求较高，加工周期较长， 且成本较高。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种方便拆卸，加工工艺简单，且 易于消除铰链间隙的两转动自由度的组合式铰链。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 一种两转动自由度的组 合式铰链，包括固定件和一对结构相同、通过转动副对称安装在所述固定件两端的铰部件， 所述铰部件之间连接有拉紧部件；所述铰部件包括与所述固定件可转动连接的转轴I，与所 述转轴I通过销轴开放式铰接的转轴II，所述销轴与所述转轴I轴线垂直；所述拉紧部件包括 中心线与所述转轴I轴线平行的拉紧弹性件，所述拉紧弹性件的两端分别与所述转轴II转动 连接。
所述拉紧弹性件的两端分别通过对称布置的相同连接结构与所述转轴II连接，所述连接结构包括安装在所述转轴II下部销孔内的开口销，所述开口销内安装有弹性部件和两个顶销 ，所述每个顶销位于所述弹性部件的一端，所述每个顶销的外端延伸顶紧在一个轴套内，所 述轴套可转动地安装在连接架的连接臂内，所述连接架的一端与所述拉紧弹性件的端部连接 ，另一端通过两个所述连接臂与所述轴套连接。
所述轴套为外表面是阶梯形的铜套，所述阶梯形铜套的台肩靠在所述连接臂的内侧。
所述转轴I的端部设置有向外的半圆形开口，所述转轴I通过所述半圆形开口与固定在转 轴II上的销轴配合与所述转轴II开放式铰接。
本发明具有的优点和积极效果是方便拆卸，加工工艺简单，且较传统铰链易于消除铰 链的间隙。此外，本发明采用的连接方式可以自动补偿磨损产生的间隙，具有使用寿命长的 特点。
图l为本发明的结构示意图2为本发明中一个铰部件的分解结构示意图3为本发明中拉紧部件一端的连接结构分解示意图。
图中1、固定件，2、铰部件，3、拉紧部件，4、转轴I， 5、销轴，6、紧定 螺钉，7、转轴II， 8、开口销，9、铜套，10、弹簧，11、连接架，12、连接螺钉，13、拉 紧弹性件，14、顶销。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下
请参阅图1 图3，本发明一种两转动自由度的组合式铰链，包括固定件l、 一对结构相 同、通过转动副对称安装在固定件1两端的铰部件2、拉紧部件3。
在本实施例中，每个铰部件2包括转轴I4、销轴5，螺钉6，转轴117。转轴I4插入固定件 l中，转轴I4可绕固定件1轴向旋转。销轴5插入转轴II7与转轴I4接头处的销孔内，销轴5两 端的平面通过拧紧紧定螺钉6而固定，销轴5与转轴I4垂直，转轴I4的端部设置有向外的半圆 形开口，转轴I4通过其半圆形开口与销轴5配合连接，转轴II7可绕销轴5相对旋转，在拉紧 部件3的共同作用下，转轴I4与转轴II7形成开放式铰接。销轴5与转轴II7的固定可采用多种 结构形式，例如销轴5与转轴II7通过螺栓直接固紧。上述转轴I与转轴II的开放式铰接也 可以采用转轴II的上端设置向内的半圆形开口，转轴I的端部固接销轴，销轴与转轴I垂直 ，半圆形开口与销轴配合，其它结构与上述结构相同。在本实施例中，拉紧部件3包括开口销8、两个铜套9、弹簧IO、连接架ll、连接螺钉12 和中心线与所述转轴I轴线平行的拉紧弹性件13、两个顶销14。开口销8装入转轴II7下部的 销孔内，弹簧IO、顶销14、 15装入开口销8内，弹簧10的两端一端有一个顶销14，铜套9与连 接架ll两连接臂上的销孔转动配合安装，铜套9的外表面为阶梯形，铜套9外表面上的台肩靠 在连接架ll两连接臂的内侧，顶销14压縮弹簧10并装入铜套9内的阶梯孔中，通过弹簧10的 弹性和阶梯孔的台肩，顶销14会将铜套9顶住，从而可将连接架11与转轴II7相连。螺钉12穿 过连接架11尾部的光孔与拉紧弹性件13的一端连接。拉紧弹性件13另一端与转轴II7的连接 结构与前述结构对称。上述拉紧部件3用于将铰链部件2的一对转轴II7在转轴I的轴向拉紧。 铜套9也可以为其他耐磨材料制成的轴套。可以通过在连接架ll两连接臂的外侧固接孔挡将 轴套限位在两连接臂的销孔内。上述拉紧部件也可采用中心线与转轴I轴线平行的拉紧弹性 件与其两端的转轴II直接连接。与本实施例中的拉紧部件3比较，不易保证安装精度，从而 影响组合铰链的运动精度。
本实施例的安装过程分如下两个过程 一、铰部件2的安装转轴I4直接插入到配有轴 承的固定件l中，销轴5插入转轴II7与转轴I4接头处的销孔内，并使销轴5两端平面正对紧定 螺钉孔，后通过紧定螺钉6将销轴5两端平面顶紧，从而限制销轴5的转动。二、拉紧部件3的 安装将开口销8插入到转轴II7下部的销孔内，且使开口销8两端与转轴II7外表面平齐，弹 簧10放入开口销8内，开口销8两端插入两个顶销14;连接架11与拉紧弹性件13连接，铜套9 与连接架ll两连接臂上的销孔可转动配合连接；在转轴II7的任意一侧，将顶销14完全置入 同侧的铜套9中，在转轴II7的另一侧，用细长顶针穿过铜套9端面小孔将其同侧的顶销14压 下，移动该铜套9与顶销14同轴后，拔出顶针，顶销14受弹簧作用，自动插入到铜套9中，完 成拉紧部件与铰部件之间的连接。
本发明易于拆卸，加工工艺简单，且较传统铰链易于消除铰链的间隙，与传统的胡克铰 有同样的自由度但又与传统胡克铰有本质上的区别，便于一个主杆件与另外两个相同分杆件 之间实现两转动自由度的同时可方便拆卸地连接。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具 体实施方式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本发明的启示下，在不脱 本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很 多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种两转动自由度的组合式铰链，包括固定件和一对结构相同、通过转动副对称安装在所述固定件两端的铰部件，其特征在于，所述铰部件之间连接有拉紧部件；所述铰部件包括与所述固定件可转动连接的转轴I，与所述转轴I通过销轴开放式铰接的转轴II，所述销轴与所述转轴I轴线垂直；所述拉紧部件包括中心线与所述转轴I轴线平行的拉紧弹性件，所述拉紧弹性件的两端分别与所述转轴II转动连接。
2 根据权利要求l所述的两转动自由度的组合式铰链，其特征在于， 所述拉紧弹性件的两端分别通过对称布置的相同连接结构与所述转轴II连接，所述连接结构 包括安装在所述转轴II下部销孔内的开口销，所述开口销内安装有弹性部件和两个顶销，所 述每个顶销位于所述弹性部件的一端，所述每个顶销的外端延伸顶紧在一个轴套内，所述轴 套可转动地安装在连接架的连接臂内，所述连接架的一端与所述拉紧弹性件的端部连接，另 一端通过两个所述连接臂与所述轴套连接。
3 根据权利要求2所述的两转动自由度的组合式铰链，其特征在于， 所述轴套为外表面是阶梯形的铜套，所述阶梯形铜套的台肩靠在所述连接臂的内侧。
4 根据权利要求1 3中任意一项所述的两转动自由度的组合式铰链 ，其特征在于，所述转轴I的端部设置有向外的半圆形开口，所述转轴I通过所述半圆形开口 与固定在转轴II上的销轴配合与所述转轴II开放式铰接。
全文摘要
本发明公开了一种两转动自由度的组合式铰链，包括固定件和一对结构相同、通过转动副对称安装在所述固定件两端的铰部件，所述铰部件之间连接有拉紧部件；所述铰部件包括与所述固定件可转动连接的转轴I，与所述转轴I通过销轴开放式铰接的转轴II，所述销轴与所述转轴I轴线垂直；所述拉紧部件包括中心线与所述转轴I轴线平行的拉紧弹性件，所述拉紧弹性件的两端分别与所述转轴II转动连接。本发明方便拆卸，加工工艺简单，且较传统铰链易于消除铰链的间隙。此外，本发明采用的连接方式可以自动补偿磨损产生的间隙，具有使用寿命长的特点。
文档编号F16C11/04GK101649855SQ200910307829
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者张利敏, 梅江平, 赵学满, 田 黄 申请人:天津大学