一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节及其装配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种万向铰节及其装配方法，尤其涉及一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节及其装配方法，属于机械传动部件制造技术领域。
【背景技术】
[0002]万向铰节是多自由度位姿调整平台的一个重要部件，它决定着位姿调整平台运动平稳性。目前，市场上常见的万向铰节主要有两种，即十字形万向铰节与球形万向铰节。球形万向铰节主要依靠钢球传递扭矩，由于钢球与外壳是点接触，容易出现钢球或外壳磨损，导致万向铰节的灵活程度大大减弱，降低其使用寿命，所以需要定期对其进行维护，另外球形万向铰节结构复杂，加工难度较高，且加工精度很难保证。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种结构简单，易于加工，同时装配与维护方便，故障率较低的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节及其装配方法以解决上述技术问题。
[0004]本发明为了达到以上目的，是通过以下技术方案来实现的:提供一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，该万向铰节由上连接头、上转动副、下转动副、十字轴、深沟球轴承以及轴承端盖组成，其特征在于:上转动副与下转动副开口交错布置，十字轴处于中间位置，通过深沟球轴承与上转动副和下转动副连接，轴承孔用轴承端盖进行密封；上连接头与上转动副上部的阶梯轴通过一对角接触轴承连接，角接触轴承用挡环与紧固螺母进行固定。
[0005]进一步地，所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述上转动副和下转动副各开有两个轴承孔，所述深沟球轴承安装在轴承孔内，用轴承端盖进行密封，密封时需要安装端盖垫片，每个轴承端盖用三个端盖螺栓进行固定。
[0006]进一步地，所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述上连接头带有螺纹，通过螺纹与位姿调整平台的动力臂连接，所述一对角接触轴承之间用垫片隔开，避免转动时发生干涉。
[0007]进一步地，所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述角接触轴承用紧固螺母对内圈进行定位，紧固螺母与上转动副上部的阶梯轴螺杆连接，用挡环对外圈进行定位，挡环通过紧固螺栓与上连接头固定。
[0008]进一步地，所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述下转动副上开有两个螺栓孔，通过螺栓孔与位姿调整平台进行连接。
[0009]根据本发明的另一方面，还提供一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节装配方法，其特征在于:包括如下步骤:步骤1:将十字轴短轴两端放置在上转动副的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承从上转动副两侧轴承孔装入。
[0010]步骤2:将十字轴长轴两端放置在下转动副的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承从下转动副两侧轴承孔装入。
[0011]步骤3:在四个轴承孔上依次安装端盖垫片、轴承端盖和端盖螺栓，端盖垫片在安装前需浸透油，然后将各端盖螺栓拧紧进行密封。
[0012]步骤4:将上连接头套在上转动副的阶梯轴上，然后依次装上角接触轴承和垫片，将紧固螺母拧紧，之后装上挡环用紧固螺栓固定。
[0013]步骤5:所有部件安装好后，将万向铰节安装在位姿调整平台进行试运行，保证其运行平稳无干涉。
[0014]本发明的有益效果是:可以实现位姿调整平台多自由度运动，与常用的球形铰节相比其结构简单易于加工，同时装配与维护方便，故障率较低，可在各种多自由度运动装置上推广与应用。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的整体结构示意图。
[0016]图2是本发明的全剖视图。
[0017]图3是本发明的外部结构示意图。
[0018]图中:1.上连接头2.上转动副201.阶梯轴202.阶梯轴螺杆3.端盖螺栓4.轴承端盖5.十字轴6.下转动副601.螺栓孔7.紧固螺母8.紧固螺栓9.挡环10.角接触轴承11.垫片12.深沟球轴承。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]参见图1~图3—种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，该万向铰节由上连接头(1)、上转动副(2)、下转动副(6)、十字轴(5)、深沟球轴承(12)以及轴承端盖(4)组成。上转动副(2)与下转动副(6)开口交错布置，十字轴(5)处于中间位置，通过深沟球轴承
(12)与上转动副(2)和下转动副(6)连接，轴承孔用轴承端盖(4)进行密封；上连接头(1)与上转动副(2)上部的阶梯轴(201)通过一对角接触轴承(10)连接，角接触轴承(10)用挡环(9)与紧固螺母(7)进行固定。
[0021]所述上转动副(2)和下转动副(6)各开有两个轴承孔，所述深沟球轴承(12)安装在轴承孔内，用轴承端盖(4)进行密封，密封时需要安装端盖垫片，每个轴承端盖(4)用三个端盖螺栓(3)进行固定。
[0022]所述上连接头(1)带有螺纹，通过螺纹与位姿调整平台的动力臂连接，所述一对角接触轴承(10)之间用垫片(11)隔开，避免转动时发生干涉。
[0023]所述角接触轴承(10)用紧固螺母(7)对内圈进行定位，紧固螺母(7)与上转动副
(2)上部的阶梯轴螺杆(202)连接，用挡环(9)对外圈进行定位，挡环(9)通过紧固螺栓(8)与上连接头(1)固定。
[0024]所述下转动副(6)上开有两个螺栓孔(601)，通过螺栓孔(601)与位姿调整平台进行连接。
[0025]一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节装配方法，包括如下步骤:步骤1:将十字轴(5 )短轴两端放置在上转动副(2 )的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴(5 )轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承(12)从上转动副(2)两侧轴承孔装入。
[0026]步骤2:将十字轴(5)长轴两端放置在下转动副(6)的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴(5)轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承(12)从下转动副(6)两侧轴承孔装入。
[0027]步骤3:在四个轴承孔上依次安装端盖垫片、轴承端盖(4)和端盖螺栓(3)，端盖垫片在安装前需浸透油，然后将各端盖螺栓(3 )拧紧进行密封。
[0028]步骤4:将上连接头(1)套在上转动副(2)的阶梯轴(201)上，然后依次装上角接触轴承(10)和垫片(11)，将紧固螺母(7)拧紧，之后装上挡环(9)用紧固螺栓(8)固定。
[0029]步骤5:所有部件安装好后，将万向铰节安装在位姿调整平台进行试运行，保证其运行平稳无干涉。
[0030]以上所述是本发明的具体实施例，但本发明并不受限于以上实施例，还可以有各种变化与改进，凡在本发明的精神和原则之内所作的替换与改进，均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，该万向铰节由上连接头(1)、上转动副(2)、下转动副(6)、十字轴(5)、深沟球轴承(12)以及轴承端盖(4)组成，其特征在于:上转动副(2)与下转动副(6)开口交错布置，十字轴(5)处于中间位置，通过深沟球轴承(12)与上转动副(2)和下转动副(6)连接，轴承孔用轴承端盖(4)进行密封；上连接头(1)与上转动副(2)上部的阶梯轴(201)通过一对角接触轴承(10)连接，角接触轴承(10)用挡环(9)与紧固螺母(7)进行固定。2.根据权利要求1所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述上转动副(2)和下转动副(6)各开有两个轴承孔，所述深沟球轴承(12)安装在轴承孔内，用轴承端盖(4)进行密封，密封时需要安装端盖垫片，每个轴承端盖(4)用三个端盖螺栓(3)进行固定。3.根据权利要求1所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述上连接头(1)带有螺纹，通过螺纹与位姿调整平台的动力臂连接，所述一对角接触轴承(10)之间用垫片(11)隔开，避免转动时发生干涉。4.根据权利要求1所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述角接触轴承(10)用紧固螺母(7)对内圈进行定位，紧固螺母(7)与上转动副(2)上部的阶梯轴螺杆(202)连接，用挡环(9)对外圈进行定位，挡环(9)通过紧固螺栓(8)与上连接头(1)固定。5.根据权利要求1所述的用于多自由度位姿调整平台的万向铰节，其特征在于:所述下转动副(6)上开有两个螺栓孔(601)，通过螺栓孔(601)与位姿调整平台进行连接。6.—种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节装配方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:将十字轴(5)短轴两端放置在上转动副(2)的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴(5)轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承(12)从上转动副(2)两侧轴承孔装入； 步骤2:将十字轴(5)长轴两端放置在下转动副(6)的轴承孔中，然后使放入轴承孔中的十字轴(5)轴线与轴承孔轴线对齐，同时将两个深沟球轴承(12)从下转动副(6)两侧轴承孔装入； 步骤3:在四个轴承孔上依次安装端盖垫片、轴承端盖(4)和端盖螺栓(3)，端盖垫片在安装前需浸透油，然后将各端盖螺栓(3)拧紧进行密封； 步骤4:将上连接头(1)套在上转动副(2)的阶梯轴(201)上，然后依次装上角接触轴承(10)和垫片(11)，将紧固螺母(7)拧紧，之后装上挡环(9)用紧固螺栓(8)固定； 步骤5:所有部件安装好后，将万向铰节安装在位姿调整平台进行试运行，保证其运行平稳无干涉。
【专利摘要】本发明公开了一种用于多自由度位姿调整平台的万向铰节及其装配方法，属于机械传动部件制造技术领域。该万向铰节由上连接头、上转动副、下转动副、十字轴、深沟球轴承以及轴承端盖组成，上转动副与下转动副开口交错布置，十字轴处于中间位置，通过深沟球轴承与上转动副和下转动副连接，轴承孔用轴承端盖进行密封；上连接头与上转动副上部的阶梯轴通过一对角接触轴承连接，角接触轴承用挡环与紧固螺母进行固定。本发明可以实现位姿调整平台多自由度运动，与常用的球形铰节相比其结构简单易于加工，同时装配与维护方便，故障率较低，可在各种多自由度运动装置上推广与应用。
【IPC分类】F16C11/04, F16M11/12
【公开号】CN105299401
【申请号】CN201510832213
【发明人】方成, 赵刚, 章翔, 秦威, 王强, 张学豪, 阮丹
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月25日