具有致动器的转动接头、框架构造套件和具有转动接头的框架的制作方法

本发明涉及转动接头、使用转动接头的框架构造套件和具有转动接头的框架。

背景技术：

在航空、土木工程或建筑领域，用于建筑工作的横梁、托梁和构架被设计成经受弯曲力，弯曲力垂直于相应横梁的延伸方向而作用。常规的横梁可以被用作一体式部件，所述一体式部件具有位于边缘处的凸缘和在凸缘之间跨越的连结板。可选地，取代连结板，切割器研磨支柱可以用于平行行进的纵向支撑杆之间，因而由于更少的材料用于形成横梁而导致横梁的重量减少。该支柱可以用于三维桁架结构，如文件ep0986685b1或ep1358392b1中所述。

然而，在该横梁或构架中引入局部负荷可以导致扭转力矩，扭转力矩利用纵向支撑杆被引导至支柱的附接接头。该扭转力矩又可以在纵向支撑杆中导致额外力矩，所述额外力矩将必须通过局部加固装置被补偿，从而抵消获得的一些或所有重量优势。

文件us6,622,447b1中公开了用于建筑模型和结构的模块化结构系统，模块化结构系统使用具有球形对称性的多个连接毂构件和具有纵向对称性的多个支柱构件，其中支柱构件能够可移除地接合连接毂构件，相对于连接毂构件，将支柱构件放置在对应的径向和切向位置处。

每个文件ca2237020a1和de3800547a1都公开了一组结构元件，所述一组结构元件使用支撑杆和用于插入头部的圆柱形连接元件从而生成支撑结构，插入头部设置在支撑杆的端侧。

文件de3736784a1公开了具有棒状元件的节点桁架系统，棒状元件可枢转地连接到节点主体。文件us4,161,088a公开了管和球式桁架阵列，其中桁架阵列的外桁弦包括外中空管元件，外中空管元件具有结构t形元件和内棒，结构t形元件在与其中层板表面被支撑在桁架阵列上的平面垂直的平面中从其外表面向外径向地延伸，内棒沿着其纵向轴线行进通过管。大致球状中空构件，诸如球形中空构件，被提供，大致球状中空构件为多个桁架构件所共用，所述多个桁架构件通过螺栓连接而连结到球形构件。

根据特定应用，有利的可以是，经由框架内侧的接头安装棒或支柱，使得棒或支柱在相应接头中的定向和/或长度可以主动地被改变和/或调整。例如，有利的可以是，为框架设置长度可调节的棒或支柱状连接件。可选地或另外地，有利的可以是，提供其中可以调节棒或支柱状连接件的对准或定向的框架。该可调节的连接件例如可以用于常规框架结构的公差补偿或，例如，用于相对于飞行器的其它部件移动飞行器的某些部件，其它部件例如为飞机襟翼。特别在航空领域中的依靠可调节框架连接件的其它应用例如利用可适应结构，所谓的变形结构，例如具有可变几何构造和形状的由可调节构架工件组成的可适应飞机翼部。其它变形飞机结构包括翼部盖、襟翼、机头需帽等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于构建框架的简单的和轻质的解决方案，该解决方案补偿连接进入框架的接头中的额外扭转力矩并且可以主动地适应。

通过具有根据权利要求1所述的特征的转动接头、具有根据权利要求14所述的特征的框架构造套件和具有根据权利要求15所述的特征的框架以实现该目的。

根据本发明的第一方面，转动接头包括在第一端部处具有包括基本球形的凹形支承表面的承窝棒凸缘的承窝棒、环绕承窝棒并且具有螺纹扳拧头部的壳体螺母、具有基本球形的凸形支承表面和围绕凸形支承表面的螺纹侧壁的球棒、和被构造成用于致动承窝棒凸缘和球棒的相对运动的接头致动器。球棒的螺纹侧壁的直径对应于壳体螺母的螺纹扳拧头部的直径。

根据本发明的第二方面，框架构造套件包括根据本发明的第一方面的至少一个转动接头和至少一个互连支柱，所述至少一个互连支柱连接到至少一个转动接头的承窝棒的第二端部或连接到至少一个转动接头的球棒。

根据本发明的第三方面，框架包括多个互连支柱和根据本发明的第一方面的附接到多个支承结构的多个转动接头，多个互连支柱中的每个都连接到所述多个转动接头的承窝棒或球棒。

本发明基于的第一目的是通过使用球窝式转动接头来改善由支柱或棒组成的框架的连接点。固定连接部件由单个突出球棒形成，单个突出球棒具有基本(至少部分地)球形的凸形外表面。球棒的围绕凸形外表面的侧壁设置有与壳体螺母接合的(圆柱形)螺纹接合表面。可移动连接部件由承窝棒形成，承窝棒具有基本(至少部分地)球形的凹形外表面。凹形外表面的基本形状主要地可以对应于固定连接部件的凸形外表面的形状，使得两个连接部件都可以与彼此接触，并且类似于球窝式连接件，接触的凸形和凹形外表面可以相对于彼此以滑动方式移动。

为了抑制可移动连接部件以不从固定连接部件的凸形外表面分离，壳体螺母在承窝棒上滑动。壳体螺母在其内壁上具有与固定连接部件的(圆柱形)螺纹接合表面对应的内螺纹。可移动连接部件可以具有大致锥形形状，即具有凹形外表面的端部相对于延伸棒部具有凸缘。壳体螺母的开口可以具有如下的直径，所述直径大于延伸棒部的直径但是小于凸缘式端部的直径。因此，当壳体螺母以螺纹接合固定连接部件的螺纹接合表面时，壳体螺母将凸缘式端部夹紧在壳体螺母开口的边缘和固定连接部件之间，使得可移动连接部件将被固定以防止从固定连接部件分离，即可移动连接部件在延伸棒部的方向上远离固定连接部件的线性运动将被机械地抑制。

沿着固定连接部件(“球”部件)和可移动连接部件(“承窝”部件)的接触表面，承窝棒相对于固定连接部件的附接结构的转动可以被实现。相对于转动接头的接触表面连接到承窝棒的支柱上的侧向力矩将导致承窝棒沿着固定连接部件的外表面的移位。因而，由于可移动连接部件相对于固定连接部件的补偿滑动，垂直于支柱/承窝棒的定向作用的任何弯曲力矩将相对于转动接头消失。这又表示转动接头将基本免于否则可以作用于转动接头的任何弯曲力矩。连接到该转动接头的支柱的轴线将总是朝转动接头的中心定向，从而在支柱的任何负载状态下最优地平衡转动接头。

本发明基于的第二目的是通过为转动接头提供致动器来改善由支柱或棒组成的框架的连接点，所述致动器可以用于主动地调节框架或框架的至少部分。为此，接头致动器被构造成用于致动承窝棒凸缘以及因而承窝棒自身和球棒的相对运动。常规的转动接头经常仅提供一维转动自由度。相反，根据本发明的转动接头主要地可以提供二维的自由运动。因此，转动接头的数量可以减少一半。进一步地，本发明提供机会以相对于(转动的)旋转中心的较短距离执行致动。致动可以特别直接地被提供至壳体螺母中的承窝棒凸缘。通过在框架的至少一些转动接头中应用致动器，可以设计能够被主动地(再)调节的框架。例如，安装至该转动接头的棒或支柱可以在定向上移位而不依赖于彼此。在二维或三维的框架中连接多个棒或支柱与该转动接头提供了以下可能性，即生成具有可变几何构造和形状的复杂的完全可适应(变形)结构。

在以下权利要求中发现本发明的有利实施例和改进。

根据转动接头的实施例，接头致动器被布置在壳体螺母和承窝棒凸缘之间。因此，在相对于转动接头的中心的较短距离处，致动器的负载可以直接地引入壳体螺母中。接头致动器因此可以一体形成至转动接头中并且被容纳在壳体螺母中。

根据转动接头的实施例，接头致动器被构造成用于致动承窝棒和承窝棒凸缘相对于球棒的转动。因而，承窝棒可以主动地转动到其基线位置外。接头致动器可以被构造成类似于线性致动器，使得承窝棒和承窝棒凸缘可以转动进入一个固定转动方向。然而，接头致动器还可以被构造成用于使得转动方向可以对应于承窝棒凸缘在转动接头中的运动范围而任意地在二维平面中设置。

根据转动接头的实施例，接头致动器被构造成用于通过在球棒的凸形支承表面上利用其凹形支承表面来滑动承窝棒凸缘，从而致动承窝棒凸缘和球棒的相对运动。

根据转动接头的实施例，接头致动器被构造成用于在球棒的凸形支承表面上在部分球形表面中利用其凹形支承表面自由地移动承窝棒凸缘。在本实施例中，承窝棒凸缘和承窝棒不仅能主动地转动进入一个或数个方向上，而且运动范围包括在部分球形表面上的主动运动。该实施例提供突出的灵活性，使得主动地致动包括多个该转动接头的可调节框架。

根据转动接头的实施例，接头致动器被构造成环绕承窝棒凸缘的环形致动器。环形致动器是一个有利实施例，提供了承窝棒凸缘和承窝棒的球面移动的致动。

根据转动接头的可替换的实施例，接头致动器包括至少一个线性致动器。线性致动器可以用于致动进入一个(一个线性致动器)或数个(超过一个线性致动器)方向中的转动。

根据转动接头的实施例，接头致动器被构造成用于将电能、磁能、热能、液压能和/或气动能转换成移动。在一个有利的实施例中，缸或流体马达可以被使用，并且使用液压动力或压力以便于机械操作。在另一有利的实施例中，通过真空或压缩空气而形成的能量可以在高压下被转换成线性运动或转动。例如，mems(“微机电系统”)热致动器可以被使用，其中微机电装置通过热膨胀放大而生成移动。施加热能或磁能的致动器通常是紧凑的、轻质的、经济的并且实现较高功率密度。这些致动器可以使用形状记忆材料(smm)，诸如形状记忆合金(sma)或磁性形状记忆合金(msma)。

根据转动接头的实施例，接头致动器是电动的、机械的或机电的致动器。

根据转动接头的实施例，致动器包括压电式马达。压电式马达可以被设置成使用逆压电效应的非常小的和节能的构造，借此线性运动或转动通过声学或超声波振动而被生成。

根据转动接头的实施例，压电式马达包括行波马达、蠕动马达、矩形四象限马达或粘滑马达等。蠕动马达可以例如用于致动线性移动，然而行波马达可以用于产生转动/球面移动。这些马达可以被构造成非常小的构造。

根据转动接头的实施例，壳体螺母在螺纹扳拧头部的相反侧具有螺母孔，螺母孔的直径大于承窝棒的直径，但是小于承窝棒凸缘的直径。这样，承窝棒凸缘给出足够的活动余地以沿着球棒支承表面旋转，但是不能够从垂直于其表面的球棒分离。

根据转动接头的实施例，承窝棒凸缘的凹形支承表面的曲率对应于球棒的凸形支承表面的曲率。这能使在两个可移动部件之间实现平滑接触，从而减少接头中的内摩擦力。

附图说明

将参照随附的附图图示的示例性实施例更详细地描述本发明。

附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被包含在该说明书中并且构成该说明书的部分。附图图示本发明的实施例，并且连同描述用于解释本发明的原理。由于本发明的其它实施例和本发明的许多期望优点通过参照以下详细描述变得更好理解，所以将被很容易地认识到。附图的元件不一定相对于彼此成比例。在图中，除非另有指示，否则类似的附图标记表示类似的或功能上类似的构件。

图1a示意性地图示了根据本发明的实施例的具有转动接头的框架。

图1b示意性地图示了根据本发明的另一实施例的具有转动接头的框架。

图2示意性地图示了根据本发明的又一实施例的具有转动接头的框架。

图3a示意性地图示了根据本发明的另一实施例的具有附接支柱的转动接头的剖视图，其中承窝棒被布置在基线位置处。

图3b示意性地图示了图3a的转动接头的剖视图，其中承窝棒转动至其基线位置外。

图4示意性地图示了根据本发明的还一实施例的具有附接支柱的转动接头的剖视图，其中承窝棒转动至其基线位置外。

图5a示意性地图示了图4的转动接头的详细剖视图。

图5b示意性地图示了图5a的沿着线a-a的转动接头的详细剖视图。

在图中，除非另有指示，否则类似的附图标记表示类似的或功能上类似的构件。任何方向术语，比如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上方”、“下方”、“水平的”、“竖直的”、“后方”、“前方”，并且类似的术语仅用于说明目的而不旨在将实施例限定至附图所示的特定装置。

虽然特定实施例被图示和描述在本文中，但是本领域的技术人员将认识到，在没有脱离本发明范围的情况下各种可选的和/或等同的实现方式可以用于替代示出和描述的特定实施例。总体上，本申请旨在覆盖本文中讨论的特定实施例的任何改变或变化。

具体实施方式

图1a示意性地图示了根据本发明的实施例的具有转动接头10的框架100。框架100包括多个侧向和对角地行进的棒或支柱20，棒或支柱20可以经由转动接头10在接头区域30处在彼此之间互连。每个接头区域30都可以具有一个或数个转动接头10，每个转动接头10都连接到支柱/棒20的到达特定接头区域30中的端部。每个支柱20都可以连接至转动接头10中的一个的承窝棒2或球棒6，如下所述。转动接头10可以设置有根据本发明的实施例的接头致动器11，被构造成用于致动承窝棒2和球棒6的相对运动，因而和连接支柱20在框架100中的相对运动。主要地，数对转动接头10也可以经由一对互连棒或支柱20和定位在支柱20中间的步进驱动器9而被长度可调节地彼此连接。每对支柱20都可以安装至相应的步进驱动器9，使得在两个转动接头10之间形成连接的两个支柱20的长度可借助于步进驱动器9来调节，并且因此可以延伸或缩短。框架100可以具有大致二维布局，即支柱20和接头10大致地位于可以是平坦的或弧形的一个延伸平面中。在图1a的示例性情况中，框架100成构架的形状，构架具有两个大致平行横梁(在图中从左下方行进至右上方)和对角错列式交叉梁，平行横梁通过互连支柱20的第一子组形成，对角错列式交叉梁在两个大致平行横梁之间并且由互连支柱20的第二子组形成。

框架100还可以具有大致三维布局，即对于由支柱20的子组限定的每个第一延伸平面，支柱20的另一子组以一定方式连接到转动接头10，所述方式限定在非零角度下相对于第一延伸平面布置的至少一个另外的第二延伸平面。如本文所述的转动接头10大致表示球形的接头或承窝式接头，其中具有基本球形的或至少部分球形的凸形外支承表面的固定部件与铰接部件的基本球形的最小部分球形的凹形反支承表面滑动接触。固定部件可以是接头构件，诸如托架、固定装置或保持器，而铰接和可移动部件可以是支柱、棒或其它的桁架元件，诸如如图1a所示的支柱20。

在每个接头区域30中互连的支柱20的数量可以改变，并且可以特别不受限于图1a示出的两个、三个或五个的明确数量。具体地，每个接头区域30处的互连支柱2的数量可以是大于一的任意数值。为此目的，在每个接头区域30处使用的转动接头10可以具有至少等于或大于互连支柱20的数量的多个互连组件。此外，转动接头10的种类、类型和特定设计可以根据其所用于的特定接头区域30而改变。

通常地，一组转动接头10和一组互连支柱20可以形成框架构造套件，框架构造套件可以用于构成改变的延伸部、尺寸、形状和复杂度的不同框架。因而，尽管可以有利的是尽可能使用很少不同类型的转动接头10和很少不同类型的互连支柱20以保证框架设计的较高灵活性和容易的实现方式，但是也可以的是使用更多不同类型的转动接头10和/或互连支柱20以特别能够使框架构造套件适合于框架的特定需要和限制条件以及其意图应用领域。

本文公开的框架和转动接头可以用于许多应用中，包括但是不受限于，飞机的翼部构造、常规的飞机结构、其它飞行器、土木工程、儿童玩具的应用等。特定应用涉及飞机中的框架构造。该框架包括，例如，连接棒，连接棒用于将构件紧固在机身结构上和/或用于产生可调节或变形飞机结构，类似于翼部盖、襟翼、机头盖帽等。

常规的连接棒通常在两个端部之间具有中心支柱部分，以用于在两个接头或托架之间互连连接棒。常规的棒可以具有能够朝端部区域成锥形的中空圆柱形中心部分。端部区域可以具有柄和在两侧布置在柄端部处的眼，以用于将棒连接到机身结构。为了将棒连接至飞机的结构，夹具或叉状托架可以附接至结构。夹具(或托架)可以具有孔，孔可以对准柄端部的眼使得穿过孔和眼的螺栓将棒枢转地连接到夹具(或托架)。

相对于该常规的棒，本文中所述的支柱20的连接机构较大地减少用于将支柱20机械地连接到结构或框架的单独部件的数量，框架诸如为图1a中的框架100。另外，根据本发明的连接机构可以调节棒/支柱连接件在框架100或结构中的定向和/或对准，并且因而使得可以建造能够适应特定使用情况的需要的灵活框架100。特别地，根据本发明的系统提供构成框架100的灵活的和简单的方式，所述方式可以主动地适应或调节，例如作为变形飞机结构的部件。转动接头10的接头致动器11可以用于调整飞机结构的几何形状和轮廓，类似于例如翼部。另外地，用于支柱20和转动接头10的较少的单独部件的用途要求更容易相对于将被紧固至其上的托架或夹具定位支柱20。这又导致降低制造成本和构成框架的更高吞吐量。

作为框架100的另一变化例，图1b示出了由支柱的第一子组形成的两个主横梁，两个横梁借助于两个端部转动接头10在其相应的端部区段处互连。通过互连横梁的端部，横梁成大致弧形形状。当两个横梁中的支柱20的数量不同时，或当两个横梁中的支柱20的总长度不同时，框架100可以具有二维外轮廓t，二维外轮廓t可以例如与翼部轮廓的横截面匹配。当然，用于不同应用的其它轮廓也可以被近似。在两个横梁之间，对角错列式交叉梁由支柱20的第二子组形成。

通过在上横梁中使用诸如步进驱动器9的致动器，例如可以近似二维外轮廓t，步进驱动器9迭代地可以调节上横梁的构成支柱20的长度以尽可能与外轮廓t紧密匹配。步进驱动器9可以被构造成用于调节支柱20的长度。

图1b的多个二维框架100可以组合至三维框架100。二维框架100的“部分”可以通过支柱20的第三子组互连在对应的转动接头10之间，支柱20的所述第三子组也可以配置有步进驱动器9。从而，完整的三维外翼部轮廓t可以利用框架结构被近似。

步进驱动器9可以被预设成马上近似翼部轮廓t的静态值。因为支柱20的长度已经最优地被调节，因此之后步进驱动器9不一定需要被控制。可选地或另外地，然而，框架可以遭受改变的应力或负载状态，改变的应力或负载状态经过一段时间动态地要求根据那些改变的外应力或负载状态以再调节步进驱动器9。

每个步进驱动器9都可以包括阴螺纹管道，阴螺纹管道可以在第一步进驱动器端部处接合一个支柱20的螺纹柄，并且在第二步进驱动器端部处接合另一支柱20的螺纹柄。为了调节两个转动接头10的连接件的长度，每个步进驱动器9都可以被构造成用于通过向外驱动两个支柱20以调节连接件的长度，并且因而延伸连接件在两个转动接头10之间的长度，或通过向内驱动两个支柱20以调节连接件的长度，并且因此缩短连接件在两个转动接头10之间的长度。可以手动地(例如通过简单地转动机械步进驱动器9)或例如利用适当构造的电操作步进驱动器/马达9来自动地完成连接件长度的调节。

作为框架100的另一变化例，图2左侧示出了由支柱20的子组形成的一个示例性横梁，每对支柱20借助于一个转动接头10在其相应的端部处互连。在这种情况下，所有的转动接头10设置有根据本发明的实施例的接头致动器11。相对于图1a和1b的框架100，图2示出的框架不使用步进驱动器9。

每个支柱20都可以连接至转动接头10中的一个的承窝棒2或球棒6，如下所述。接头致动器11被构造成于致动承窝棒2和球棒6的相对运动，因而和连接支柱20在框架100中的相对运动。因此，通过使用接头致动器11以相对于彼此移动支柱20，框架100的形状可以主动地适应。图2的左侧示出笔直定向中的框架100，其中所有转动接头10都被构造有基线位置处的连接支柱20。图2的右侧另一方面图示了在每个相应的转动接头10中支柱20已经移动到基线位置外之后的相同框架100。通过不依赖于彼此地致动每个转动接头10，框架100的形状或几何形状可以以灵活方式改变。

图2的框架100因此可以在未使用任何步进驱动器9的情况下被调节成一定形状。因而，在本发明的情况下不需要步进驱动器9，以产生简单的、轻质的和灵活的可以主动地适应的框架。可以通过致动转动接头10因而和支柱20来直接地实现框架100的任何形式和形状改变。通过使用根据本发明的具有接头致动器11的转动接头10，具有形状的三维改变的变形结构可以以简单方式实现。例如，可以根据那些改变的外应力或负载状态，经过一段时间通过在框架100中致动接头连接件，根据改变的应力或负载状态以动态再调节框架100。例如，在没有使用任何步进驱动器9的情况下，而是替代地提供根据本发明的具有接头致动器11的一些或所有转动接头10，图1b中图示的框架100可以被很好地同样地构造。

图3a示意性地图示了根据本发明的实施例的具有附接支柱20的一个转动接头10的剖视图，其中承窝棒2被布置在基线位置处。图3b示意性地图示了图3a的转动接头10的剖视图，其中承窝棒2转动至其基线位置外。图4示意性地图示了根据本发明的可替换的实施例的具有附接支柱20的转动接头10的剖视图，其中承窝棒2转动至其基线位置外。

图3a和3b的转动接头10包括承窝棒2，例如为具有锥形中部的大致圆柱形承窝棒2。在承窝棒2的第一端部处-图3a中的左手侧-承窝棒2具有附接至其中的承窝棒凸缘5。承窝棒凸缘5可以与承窝棒2的中部一体地制成。承窝棒凸缘5在第一端部处具有基本(至少部分地)球形的凹形支承表面5a，即支承表面5a具有曲率，其中所述曲率的半径位于承窝棒2外侧。

大致圆柱形壳体螺母1环绕承窝棒2并且具有螺纹扳拧头部1a。螺纹扳拧头部1a可以具有角度外形，例如用于扳拧工具的六角外形，以夹紧在其上并且将转矩施加到壳体螺母1上。壳体螺母1在承窝棒2的凸缘侧上具有开口，在凸缘侧上的开口的直径超过壳体螺母1的相反侧上的开口的直径。换句话说，壳体螺母1在螺纹扳拧头部1a的相反侧具有螺母孔1c，螺母孔1c的直径d小于螺纹扳拧头部1a的开口的直径。螺纹扳拧头部1a具有在其内壁上形成的阴螺纹式内螺纹1b。

螺母孔1c的直径大于承窝棒2的直径，使得壳体螺母1能够沿着顺着承窝棒2的延伸轴线的滑动路径l移动。然而，承窝棒凸缘5形成有与螺母孔1c的直径d相比更大的直径，使得壳体螺母1可以不在承窝棒凸缘5上滑动离开承窝棒2。

转动接头10进一步包括球棒6，球棒6具有球棒头部，球棒头部具有螺纹侧壁6b和基本(至少部分地)球形的凸形支承表面6a，即支承表面6a具有曲率，其中曲率的半径位于球棒6内侧。球棒6的螺纹侧壁6b的直径对应于壳体螺母1的螺纹扳拧头部1a的直径。承窝棒凸缘5的凹形支承表面5a的曲率特别对应于球棒6的凸形支承表面6a的曲率，使得承窝棒2和球棒6之间的平滑接触区域被保证。为了组装转动接头10，承窝棒2和球棒6的支承表面5a和6a分别地接触。然后，壳体螺母1在承窝棒凸缘5上被引导并且螺纹地接合球棒6的螺纹侧壁6b。这在壳体螺母1的内洞和球棒6之间提供了承窝棒凸缘5的壳体。

壳体螺母1然后被拧紧至以下的点处，在该点处，承窝棒凸缘5在相应的接触表面5a和6a处牢固地保持与球棒6接触。然而，壳体螺母1的拧紧被选择成使得承窝棒凸缘5和球棒头部仍然能够相对于彼此滑动或转动，如图3b所示。转动s将以转动角度θ使承窝棒5移动至球棒6的轴线外。可能的最大转动角度θ将通过螺母孔直径d和壳体螺母1的高度h之间的比率而确定。

转动接头10进一步包括接头致动器11，接头致动器11被构造成用于致动承窝棒凸缘5，以及因而承窝棒2自身和连接至其中的支柱20，和球棒6的相对运动。接头致动器11因而可以被构造成用于致动承窝棒2相对于球棒6的转动s。将在下文与图5a和5b结合进一步地详细描述接头致动器11。

球棒6可以通常附接至任何支承结构7，诸如托架、保持器、支撑横梁或任何其它的适当机构。还可以向相同支承结构7提供具有不同延伸方向的超过一个的球棒6，以提供用于多个支柱20的互连节点。

图3a和3b的承窝棒2可以具有螺纹柄，螺纹柄具有承窝棒螺纹4。螺纹柄可以定位在与具有承窝棒凸缘5的端部相反的端部上。在承窝棒5的中部，扳拧外形3可以布置在承窝棒2的圆周上。扳拧外形3可以例如是用于扳拧工具的一系列成角度的表面，诸如六角表面，以夹紧在承窝棒2上并且围绕其主延伸轴线在承窝棒2上施加转矩。

螺纹柄可以用于将承窝棒2连接至支柱20。为此目的，支柱20可以具有定位在第一支柱端部处的对应阴螺纹承窝棒管道22a。阴螺纹承窝棒管道22a可以与承窝棒2的螺纹柄螺纹地接合。另外地，支柱扳拧头部24可以设置在支柱20的端部上以具有装置，从而在接合承窝棒2与支柱20时，用于向施加在承窝棒扳拧外形3上的转矩施加反抗力。

承窝棒20的螺纹柄有利地允许调节承窝棒2从支柱20突出的距离，从而使得构造有转动接头10和支柱的框架，诸如图1a和1b的框架100，能够相对于不同的互连节点之间的支柱长度而灵活地设计。

支柱20自身可以包括桁架横梁，桁架横梁例如被建造有等大的框架。那些桁架横梁例如可以包括围绕中心轴线分布的多个大致纵向行进桁弦构件。多个连结板构件可以被提供，以之字形、对角线或否则以网格状方式跨越在桁弦构件之间。桁架横梁的中心直径特别可以大于承窝棒2的直径。因而，可以将支柱20的端部设置成锥形区域，其中桁弦构件22从中心部分朝支柱20的端部成锥形。

图4示意性地图示了根据本发明的可替换的实施例的具有附接支柱20的转动接头10的剖视图，其中承窝棒2转动至其基线位置外。

类似于图3a和3b的转动接头10，图7的转动接头10包括承窝棒2，例如为具有锥形中部的大致圆柱形承窝棒2。在承窝棒2的第一端部处-图4中的右手侧-承窝棒2具有附接至其中的承窝棒凸缘5。承窝棒凸缘5可以与承窝棒2的中部一体地制成。承窝棒凸缘5在第一端部处具有基本(至少部分地)球形的凹形支承表面5a，即支承表面5a具有曲率，其中所述曲率的半径位于承窝棒2外侧。

图4的转动接头10进一步包括球棒6，球棒6具有球棒头部，球棒头部具有螺纹侧壁6b和基本(至少部分地)球形的凸形支承表面6a，即支承表面6a具有曲率，其中曲率的半径位于球棒6内侧。球棒6的螺纹侧壁6b的直径对应于壳体螺母1的螺纹扳拧头部1a的直径。承窝棒凸缘5的凹形支承表面5a的曲率特别对应于球棒6的凸形支承表面6a的曲率，使得承窝棒2和球棒6之间的平滑接触区域被保证。为了组装图4的转动接头10，承窝棒2和球棒6的支承表面5a和6a分别地接触。然后，壳体螺母1在承窝棒凸缘5上被引导并且螺纹地接合球棒6的螺纹侧壁6b。这在壳体螺母1的内洞和球棒6之间提供了承窝棒凸缘5的壳体。

然而，相对于图3a和3b的转动接头10，图4的转动接头10具有其连接至支柱20的球棒6。例如，球棒6可以在支柱20的端部处一体地形成。当壳体螺母1螺纹地接合球棒6的螺纹侧壁6b时，夹紧托架8，例如球棒6的环形夹紧托架套管和支柱20的端部，可以至少部分地附接至转动接头10。这进一步地固定壳体螺母1相对于支柱20的定位，并且防止壳体螺母10由于振动或其它机械张力导致的偶然松开。

转动接头10进一步包括接头致动器11，接头致动器11被构造成用于致动承窝棒凸缘5，以及因而连接至其中的承窝棒2，和球棒6，因而和连接至其中的承窝棒2，的相对运动。接头致动器11因而可以被构造成用于致动承窝棒2相对于球棒6的转动s。将在下文与图5a和5b结合进一步地详细描述接头致动器11。

图5a示意性地图示了图4的转动接头10的详细剖视图。图5b示意性地图示了图5a的沿着线a-a的转动接头10的详细剖视图。

转动接头10包括接头致动器11，接头致动器11被构造成用于致动承窝棒凸缘5和球棒6的相对运动。在该示例性实施例中，接头致动器11被布置在壳体螺母1和承窝棒凸缘5之间。通过在球棒6的凸形支承表面6a上利用其凹形支承表面5a来滑动承窝棒凸缘5，从而接头致动器11致动承窝棒凸缘5和球棒6的相对运动。在该情况下，承窝棒2和承窝棒凸缘5的转动可以相对于球棒6触发(如图5a和5b中的箭头指示)。然而，在该特定实施例中，接头致动器11被构造成环绕承窝棒凸缘5的环形致动器，使得其可以在球棒6的凸形支承表面6a上在部分球形表面中利用其凹形支承表面5a移动承窝棒凸缘5。这能使承窝棒2(承窝棒凸缘5)在转动接头10中最大程度地自由运动。因此，使用类似于此的转动接头10，可以构成多个支柱20和转动接头10的完全地可适应的变形的框架100(类似于图2中图示的框架)，其中：每个支柱20都可以连接至一个转动接头10的承窝棒2或球棒6。

接头致动器11可以被构造成用于将电能转换成移动。接头致动器11可以例如是机电致动器，机电致动器包括一个或数个压电式马达，例如类似于行波马达、蠕动马达或粘滑马达等。然而，根据接头系统和对应框架的特定尺寸，和其特别需要和限制条件以及其意图应用领域，不同技术和几何构造可以被选择用于接头致动器11。替代地，接头致动器11可以被构造成线性致动器，线性致动器能够仅在单个的固定方向上旋转承窝棒2(承窝棒凸缘5)。可选地，接头致动器11可以包括数个线性致动器使得数个转动方向可以被实现。相应地，不同的致动器技术可以是有利的。对于一些应用，液压或气动致动器可以是优选的，其中液压或气动压力被转换成线性运动或转动。

在前述详细描述中，在一个或多个示例或意图阐述本发明的示例中，各种特征被组合到一起。应该理解，以上描述预期为说明性的而非限制性的。意图是覆盖所有的供选方案、修改例和等同例。在审阅上述说明书时，许多其它的示例将对本领域的技术人员是显而易见的。

实施例被选择和描述以最好地解释本发明的原理和其实际应用，从而能使在本领域的技术人员最好地利用本发明和具有适于特定预期用途的各种修改的多个实施例。在审阅上述说明书时，许多其它的示例将对本领域的技术人员是显而易见的。

附图标记列表

1壳体螺母

1a壳体螺母螺纹扳拧头部

1b壳体螺母内螺纹

1c壳体螺母孔

2承窝棒

3承窝棒扳拧外形

4承窝棒螺纹柄

5承窝棒凸缘

5a承窝棒凹形支承表面

6球棒

6a球棒凸形支承表面

6b球棒螺纹侧壁

7支承结构

8夹紧托架

9步进驱动器

10转动接头

11接头致动器

20互连支柱

30转动接头区域

100框架

s转动

θ转动角度

d螺母孔直径

l螺母运动

h壳体高度