一种球铰链的制作方法

本发明涉及运动副技术领域，更具体地说，涉及一种球铰链。

背景技术：

机械设备中，通常采用十字运动副实现绕两个垂直相交的轴转动，但是，十字运动副的承载能力较差；另外，十字运动副中两级轴的配合精度较低，零件数量也较多，导致成本较高。

综上所述，如何实现绕两个垂直相交的轴转动，以提高承载能力，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种球铰链，实现绕两个垂直相交的轴转动，以提高承载能力。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种球铰链，包括：设置有球形槽的底座，与所述球形槽球面配合且能够绕第一轴线和第二轴线转动的球头，限制所述球头绕所述第三轴线旋转的限位结构；

其中，所述第三轴线与所述球形槽深度方向的中心线共线，所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线两两垂直相交，且交点过所述球头的球心。

优选地，所述限位结构包括：限位件，设置于所述底座且用于限制所述限位件绕所述第三轴线旋转的限位槽；

其中，所述球头可转动地设置在所述限位件上，或所述球头与所述限位件固定相连，所述限位槽具有供所述限位件绕所述第二轴线旋转的让位空间，所述第一轴线和所述限位件的轴线共线。

优选地，所述限位件贯穿所述球头，或所述限位件设置在所述球头的两侧。

优选地，所述限位件的端面为球面。

优选地，所述底座包括至少两个固定相连的分座，且所述限位结构中设置于所述底座上的结构由至少两个所述分座对接而成。

优选地，所述分座的对接面为台阶面。

优选地，所述底座为弹性底座，且所述底座为一体式结构。

优选地，所述球头远离所述底座的一端设置有连接部，所述连接部为旋转对称形结构。

优选地，所述底座为正多边形结构。

优选地，所述球头为耐磨金属件或具有自润滑性的塑料件，所述底座为耐磨金属件或具有自润滑性的塑料件。

本发明提供的球铰链中，球头和底座的球形槽球面配合，使得球头能够绕第一轴线和第二轴线转动，同时利用限位结构限制球头绕第三轴线转动，保证了球头仅能绕第一轴线和第二轴线转动，其中，第一轴线、第二轴线和第三轴线两两垂直相交且交点过球头的球心，从而实现了绕两个垂直相交的轴转动；同时，球头和底座的球形槽球面配合，二者的接触面积较大，较现有技术采用十字运动副相比，有效提高了承载能力。

同时，本发明提供的球铰链中，球头和球形槽的球面配合精度比十字运动副中两级轴的配合精度较高；而且，上述球铰链的零件数量也较少，降低了成本。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的球铰链的结构示意图；

图2为图1的a-a向剖视图；

图3为图1的b-b向剖视图；

图4为本发明实施例提供的球铰链的轴测图。

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做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。

如图1-4所示，本发明实施例提供的一种球铰链，其特征在于，包括：设置有球形槽的底座，与球形槽球面配合且能够绕第一轴线和第二轴线转动的球头1，限制球头1绕第三轴线旋转的限位结构；其中，第三轴线与球形槽深度方向的中心线共线，第一轴线、第二轴线和第三轴线两两垂直相交，且交点过球头1的球心。

具体地，如图4所示，直线l1即为第一轴线，直线l2即为第二轴线、直线l3即为第三轴线。

本发明实施例提供的球铰链中，球头1和底座的球形槽球面配合，使得球头1能够绕第一轴线和第二轴线转动，同时利用限位结构限制球头1绕第三轴线转动，保证了球头1仅能绕第一轴线和第二轴线转动，其中，第一轴线、第二轴线和第三轴线两两垂直相交且交点过球头1的球心，从而实现了绕两个垂直相交的轴转动；同时，球头1和底座的球形槽球面配合，二者的接触面积较大，较现有技术采用十字运动副相比，有效提高了承载能力。

同时，本发明实施例提供的球铰链中，球头1和球形槽的球面配合精度比十字运动副中两级轴的配合精度较高；而且，上述球铰链的零件数量也较少，降低了成本。

上述球铰链中，对于限位结构的具体结构，根据实际需要进行设计。优选地，上述限位结构包括：限位件4，设置于底座且用于限制限位件4绕第三轴线旋转的限位槽5；其中，球头1可转动地设置在限位件4上，或球头1与限位件4固定相连，限位槽5具有供限位件4绕第二轴线旋转的让位空间，第一轴线和限位件4的轴线共线。

当然，也可调换限位件4和限位槽5的位置，即限位件4设置在底座上，限位槽5设置在球头1上，并不局限于上述实施例。

当球头1可转动地设置在限位件4上，优选选择限位件4的横截面呈圆形，以保证球头1绕第一轴线转动。

当球头1与限位件4固定相连时，球头1与限位件4可为两个单独的部件，也可为一体式结构，本发明实施例对此不做限定。

为了保证球头1在绕第一轴线转动过程中的稳定性，上述限位件4贯穿球头1，或限位件4设置在球头1的两侧。

当然，也可选择限位件4仅位于球头1的一侧，并不局限于上述实施例。

为了便于球头1绕第二轴线转动，上述限位件4的端面为球面。当然，也可选择上述限位件4的端面为弧面或者其他面，并不局限于此。

上述球铰链中，限位结构的部分结构设置在底座上，限位结构的另一部分结构设置在球头1上。因此，限位结构的存在会影响底座和球头1的装配，导致装配难度加大。为了便于装配，降低装配难度，上述底座包括至少两个固定相连的分座，且限位结构中设置于底座上的结构由至少两个分座对接而成。具体地，当限位结构中的限位槽5设置在底座上时，则限位槽5由至少两个分座对接而成。

对于分座的数目，可根据实际需要进行选择。为了减少零部件，优先选择上述分座为两个，分别为第一分座2和第二分座3，限位槽5由第一分座2和第二分座3对接而成，如图2所示。

具体地，第一分座2和第二分座3可沿第二轴线对接，如图4所示，此时，底座由第一轴线和第三轴线所确定的平面分为第一分座2和第二分座3；第一分座2和第二分座3还可沿第三轴线对接，此时，底座由第一轴线和第二轴线所确定的平面分为第一分座2和第二分座3。

上述底座中，也可选择分座沿其他方向对接，并不局限于上述实施例。

为了便于安装和拆卸，优先选择相邻的两个分座可拆卸地固定相连，例如相邻的两个分座通过螺纹连接件实现可拆卸地固定相连。

上述分座的对接面可为平面、弧面或台阶面等。为了便于对接分座，优先选择上述分座的对接面为台阶面，如图3所示。

降低装配难度还可通过其他方式实现，例如，上述底座为弹性底座，此时，可选择底座为一体式结构。

上述球铰链中，球头1需要和与其配合的装置连接，以实现传动。具体地，球头1远离底座的一端设置有连接部11。为了便于连接和使用，上述连接部11为旋转对称结构，例如正多边形结构、星型结构、或齿轮形结构等。具体地，当连接部11呈正多边形，例如，连接部11呈正六边形或正八边形等。这样，可实现多角度安装。

上述球铰链中，上述底座需要进行固定。优选地，上述底座为正多边形结构，连接部11呈正四边形、正五边形、正六边形或正八边形等。这样，可实现多边型定位或圆周方向上多孔定位，从而方便了定位。

对于上述球头1和底座的材质，可根据实际需要进行选择。为了提高使用寿命，降低转动阻力，上述球头1为耐磨金属件或具有自润滑性的塑料件。上述球头1为含油粉末冶金件。

相应地，上述底座为耐磨金属件或具有自润滑性的塑料件。进一步地，上述底座为含油粉末冶金件。

当然，也可选择上述球头1和底座为其他材质，并不局限于上述实施例。

上述球铰链具有两个自由度，具体地，绕垂直相交的第一轴线和第二轴线转动，可适用于任何仅需要上述两个自由度的场合，本发明实施例对球铰链的应用不做限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。