專(zhuān)利名稱(chēng)：滾球式萬(wàn)向輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及萬(wàn)向輪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種滾球式的萬(wàn)向輪。
背景技術(shù)：
目前，偏心式萬(wàn)向輪是應(yīng)用最廣泛的萬(wàn)向輪之一，這種萬(wàn)向輪所承受物體的重心總是偏離萬(wàn)向輪的觸地點(diǎn)，因而產(chǎn)生一定的偏心力矩。由于該偏心力矩的作用，長(zhǎng)時(shí)間使用，容易產(chǎn)生機(jī)械變形；當(dāng)萬(wàn)向輪承載的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，該萬(wàn)向輪首先要在觸地點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，方向一致時(shí)，物體才能運(yùn)動(dòng)，因而使用偏心式萬(wàn)向輪時(shí)，必須有一定的萬(wàn)向輪旋轉(zhuǎn)空間。
另一種常見(jiàn)的萬(wàn)向輪是滾球式萬(wàn)向輪，其滾球本體可以在一個(gè)罩殼內(nèi)萬(wàn)向滾動(dòng)，有的在罩殼內(nèi)添加一些滾珠，以減小滾球本體與罩殼之間的摩擦。該種萬(wàn)向輪由于承載物的重心和觸地點(diǎn)在同一條鉛垂線上，不存在偏心力矩，因而可以承載較大的載荷。但是，在使用時(shí)，滾球本體和罩殼之間是滑動(dòng)摩擦，而對(duì)于在罩殼內(nèi)部添加滾珠的滾球式萬(wàn)向輪來(lái)說(shuō)，滾珠和罩殼之間、滾珠和滾球本體之間也都存在著滑動(dòng)摩擦，因而其摩擦阻力較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種滾球式萬(wàn)向輪，以解決滾球式萬(wàn)向輪摩擦阻力大的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是滾球式萬(wàn)向輪，包括一個(gè)滾球本體，一個(gè)下部具有開(kāi)口的罩殼，所述罩殼內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置，每一個(gè)減摩裝置包括一個(gè)可繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐裝置，所述固定軸線指向所述滾球本體的球心；安裝于所述支撐裝置的第一滾動(dòng)件和第二滾動(dòng)件，所述第一滾動(dòng)件是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，其滾動(dòng)表面與所述滾球本體的球面相接觸，所述第二滾動(dòng)件的滾動(dòng)表面直接或間接頂靠于所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面。
由于支撐裝置的固定軸線指向所述滾球本體的球心，所以當(dāng)支撐裝置繞該軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一滾動(dòng)件的滾動(dòng)表面就會(huì)時(shí)刻與滾球本體的球面相接觸。當(dāng)滾動(dòng)本體滾動(dòng)時(shí)，減摩裝置總是先圍繞著固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粷L動(dòng)件與滾球本體的滾動(dòng)方向相適應(yīng)時(shí)，第一滾動(dòng)件開(kāi)始與滾球本體相對(duì)滾動(dòng)，其接觸面間的摩擦是滾動(dòng)摩擦。由于第二滾動(dòng)件的滾動(dòng)表面直接或間接頂靠于所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面，所以，減摩裝置在圍繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，第二滾動(dòng)體在與其相接觸的頂靠面上作滾動(dòng)，使其接觸面間的摩擦也為滾動(dòng)摩擦。也就是說(shuō)，第一滾動(dòng)件與滾球本體之間、以及第二滾動(dòng)件與其接觸面之間均為滾動(dòng)摩擦，從而大大減少了摩擦阻力。
作為一種改進(jìn)，第二滾動(dòng)件是可在環(huán)形軌道內(nèi)滾動(dòng)的多個(gè)球形滾珠，這些滾珠的球心到滾球本體球心的連線構(gòu)成一個(gè)圓錐面，所述滾球本體的球心到第一滾動(dòng)件回轉(zhuǎn)軸線的垂線落在所述圓錐面的一條母線上。所述垂線方向就是滾球本體和第一滾動(dòng)件之間作用力的傳遞方向，所述母線方向就是罩殼和第二滾動(dòng)件之間作用力的傳遞方向，這兩個(gè)力在一條直線上，使支撐裝置不會(huì)受轉(zhuǎn)矩的作用，不容易發(fā)生機(jī)械變形。
作為一種改進(jìn)，第二滾動(dòng)件是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，滾輪至少是兩個(gè)，這些滾輪呈圓弧形陣列，其陣列半徑與所述第一滾動(dòng)件繞所述固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)半徑相應(yīng)，所述這些滾輪的滾動(dòng)面與所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面相接觸。其效果是，滾球本體與第一滾動(dòng)件之間作用力的傳遞方向以及罩殼與第二滾動(dòng)件之間作用力的傳遞方向近似在一條直線上，從而使支撐裝置不會(huì)受到轉(zhuǎn)矩的作用，不容易發(fā)生機(jī)械變形。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述罩殼是鴨梨形殼體，所述減摩裝置為一個(gè)，該減摩裝置安裝于所述鴨梨形殼體的梨柄部，在所述罩殼的下部開(kāi)口附近安裝有環(huán)形陣列的第三滾動(dòng)件，所述第三滾動(dòng)件的滾動(dòng)表面與所述滾球本體的表面相接觸。所述第三滾動(dòng)件的環(huán)形陣列面位于將該滾球式萬(wàn)向輪水平放置時(shí)水平指向所述滾球本體球心的平面上。其效果是，使?jié)L動(dòng)本體與所述罩殼的相對(duì)位置保持不變，并且其兩者之間的摩擦力最小。
作為另一種改進(jìn)，所述罩殼的下部開(kāi)口處安裝有與所述罩殼可拆分連接的擋圈。擋圈的作用是，限制滾球本體從罩殼的下部開(kāi)口脫出，使罩殼的開(kāi)口尺寸最大，便于零部件的裝配，同時(shí)還可以阻擋雜物進(jìn)入罩殼。
作為另一種改進(jìn)，它還包括一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置。其效果是，當(dāng)滾球式萬(wàn)向輪所支撐的載物體的位置調(diào)整好后，通過(guò)制動(dòng)裝置使?jié)L動(dòng)本體制動(dòng)，從而使載物體保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的剖視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中減摩裝置的剖視圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的剖視圖；圖5是圖4中第二滾動(dòng)件的安裝示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例4中減摩裝置的剖視圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例5的剖視圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例6中減摩裝置的剖視圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例7的剖視圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例8的剖視圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例9的剖視圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例10的剖視圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1滾球式萬(wàn)向輪，如圖1所示，包括一個(gè)滾球本體1，一個(gè)上部固定有連接件4、下部具有開(kāi)口的罩殼2，所述罩殼2是與所述滾球本體1同心的半球形殼體；所述減摩裝置3為多個(gè)，為了使?jié)L球本體1受力均勻，其數(shù)量至少為三個(gè)，并呈均勻的環(huán)形陣列。所述罩殼2內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置3。
所述每一個(gè)減摩裝置3包括一個(gè)頂板33，安裝于所述頂板33的第一滾動(dòng)件31和第二滾動(dòng)件32，樞軸34固定于罩殼2內(nèi)壁，其軸線指向所述滾球本體1的球心，頂板33套設(shè)于繞轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸34，并通過(guò)鉚接實(shí)現(xiàn)軸向定位，當(dāng)然也可以通過(guò)軸用擋圈等形式定位。所述第一滾動(dòng)件31是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，其滾動(dòng)面與所述滾球本體1的表面相接觸；第二滾動(dòng)件32是多個(gè)球形滾珠，罩殼2設(shè)有環(huán)形凹槽21(如圖2所示)，頂板33也設(shè)有相應(yīng)的環(huán)形凹槽，這兩個(gè)環(huán)形凹槽形成一個(gè)環(huán)形軌道，這些球形滾珠就設(shè)置在這個(gè)環(huán)形軌道內(nèi)，從而使第二滾動(dòng)件32的滾動(dòng)表面與罩殼2的內(nèi)壁相接觸；所述這些滾珠的球心到滾球本體1球心的連線形成一個(gè)圓錐面，滾球本體1的球心到第一滾動(dòng)件回轉(zhuǎn)軸線的垂線位于所述圓錐面的一條母線上。由于樞軸34的軸線指向所述滾球本體1的球心，所以當(dāng)頂板33繞該軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一滾動(dòng)件31的滾動(dòng)表面就會(huì)時(shí)刻與滾球本體1的球面相接觸。
所述罩殼2的下部開(kāi)口處安裝有擋圈5，擋圈5通過(guò)螺栓51與所述罩殼2固定連接。擋圈5的作用是，限制滾球本體1從罩殼2的下部開(kāi)口脫出，使罩殼2的開(kāi)口尺寸最大，便于零部件的裝配，同時(shí)還可以阻擋雜物進(jìn)入罩殼2。
本實(shí)施例中的連接件4是一個(gè)桿形連接件，其頂部設(shè)有可與載物體連接的螺紋，其底部固定于罩殼2外表面并具有一個(gè)沿徑向的開(kāi)口槽。在罩殼2的頂部、連接件4的固定部位安裝有一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置6，其作用是，當(dāng)滾球式萬(wàn)向輪所支撐的載物體的位置調(diào)整好后，通過(guò)制動(dòng)裝置6使?jié)L動(dòng)本體1制動(dòng)，從而使載物體保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。
所述滾球本體制動(dòng)裝置6包括一個(gè)從罩殼2頂端伸入罩殼2內(nèi)部的制動(dòng)推桿62，該制動(dòng)推桿62具有一個(gè)位于所述罩殼內(nèi)部的第一端和位于所述罩殼外部的第二端；與制動(dòng)推桿62的第一端連接的制動(dòng)塊61；與制動(dòng)推桿62的第二端鉸接的操縱桿64；套設(shè)于所述制動(dòng)推桿62并夾壓于操縱桿64與罩殼外表面之間的彈簧63；所述操縱桿64在所述連接件的開(kāi)口槽內(nèi)與所述連接件4鉸接；一個(gè)與所述操縱桿64鉸接的回止開(kāi)關(guān)65，所述回止開(kāi)關(guān)的卡齒與設(shè)置于連接件開(kāi)口槽側(cè)部的鋸齒槽41卡接。按壓操縱桿64，制動(dòng)推桿62帶動(dòng)制動(dòng)塊向滾球本體1移動(dòng)，制動(dòng)塊61與滾球本體1表面產(chǎn)生摩擦力，實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)；回止開(kāi)關(guān)的卡齒卡接在鋸齒槽41內(nèi)，可以使該滾球式萬(wàn)向輪保持制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)回止開(kāi)關(guān)的卡齒脫離鋸齒槽41時(shí)，彈簧63使制動(dòng)推桿62向上移動(dòng)，制動(dòng)塊61與滾球本體1表面脫離接觸，從而使該滾球式萬(wàn)向輪處于自由滾動(dòng)狀態(tài)。
本實(shí)施例中，減摩裝置3可以繞一條通過(guò)滾球本體1的球心的固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其第一滾動(dòng)件31與所述滾球本體1的球面相接觸，第二滾動(dòng)件32的滾動(dòng)表面與罩殼2的內(nèi)表面相接觸，作為第二滾動(dòng)件32的這些滾珠的球心到滾球本體1球心的連線形成一個(gè)圓錐面，滾球本體1的球心到第一滾動(dòng)件回轉(zhuǎn)軸線的垂線位于所述圓錐面的一條母線上。所述垂線方向就是滾球本體1和第一滾動(dòng)件31之間作用力的傳遞方向，所述母線方向就是罩殼2和第二滾動(dòng)件32之間作用力的傳遞方向，這兩個(gè)力在一條直線上，使樞軸34不會(huì)受轉(zhuǎn)矩的作用，不容易發(fā)生機(jī)械變形。滾球本體1滾動(dòng)時(shí)，減摩裝置3總是先圍繞著樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粷L動(dòng)件31與滾球本體1的滾動(dòng)方向相適應(yīng)時(shí)，第一滾動(dòng)件31開(kāi)始與滾球本體1相對(duì)滾動(dòng)，其接觸面間的摩擦是滾動(dòng)摩擦；減摩裝置3在圍繞著樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，第二滾動(dòng)體32在環(huán)形軌道內(nèi)滾動(dòng)，其接觸面之間的摩擦也為滾動(dòng)摩擦。由此，與公知技術(shù)相比，該滾球式萬(wàn)向輪在整個(gè)使用過(guò)程中，各主要摩擦副之間的摩擦力均為滾動(dòng)摩擦，阻力大大減小。
實(shí)施例2滾球式萬(wàn)向輪，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于減摩裝置3的安裝方式。如圖3所示，罩殼2設(shè)有一個(gè)向內(nèi)側(cè)延伸的凸緣39，其上設(shè)有導(dǎo)向通孔，所述導(dǎo)向通孔的軸線指向滾球本體1的球心；支撐件38具有一個(gè)與導(dǎo)向通孔適配的芯軸和一個(gè)支撐盤(pán)，作為第一滾動(dòng)件31的滾輪安裝于支撐盤(pán)的內(nèi)側(cè)端面，滾珠式第二滾動(dòng)件32安裝于支撐盤(pán)外側(cè)端面和罩殼內(nèi)壁所形成的導(dǎo)向槽內(nèi)，支撐件38的芯軸向外伸出所述罩殼，其端部設(shè)有一個(gè)軸向定位銷(xiāo)軸或軸用擋圈。支撐件38定位盤(pán)的結(jié)構(gòu)可以像實(shí)施例1一樣，保證這些滾珠的球心到滾球本體1球心的連線形成一個(gè)圓錐面，滾球本體1的球心到第一滾動(dòng)件回轉(zhuǎn)軸線的垂線位于所述圓錐面的一條母線上。這種安裝方式的優(yōu)點(diǎn)是便于減摩裝置3的裝配。
實(shí)施例3如圖4所示，滾球式萬(wàn)向輪，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，包括一個(gè)滾球本體1，一個(gè)上部固定有連接件4、下部具有開(kāi)口的罩殼2，所述罩殼2內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置3。所述每一個(gè)減摩裝置3包括安裝于頂板33的第一滾動(dòng)件31和第二滾動(dòng)件32，頂板33繞固定于罩殼2內(nèi)壁的樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)，樞軸34軸線的延伸線指向所述滾球本體1的球心，所述罩殼2的下部開(kāi)口處安裝有擋圈5，在罩殼2的頂部、連接件4的固定部位安裝有一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置6。
其不同之處在于，第二滾動(dòng)件32是至少兩個(gè)可分別繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，這些滾輪呈弧形陣列，第二滾動(dòng)件32滾動(dòng)面與所述罩殼2的內(nèi)側(cè)表面相接觸。這樣，可以保證第二滾動(dòng)件32在繞所述樞軸34的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生扭曲變形。所述弧形陣列的半徑與所述第一滾動(dòng)件31繞所述樞軸34的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)半徑相應(yīng)(如圖5所示)，其效果是，使?jié)L球本體1與第一滾動(dòng)件31之間作用力的傳遞方向以及罩殼2與第二滾動(dòng)件32之間作用力的傳遞方向近似在一條直線上，從而使樞軸34不會(huì)受到轉(zhuǎn)矩的作用，不容易發(fā)生機(jī)械變形。
擋圈5與所述罩殼2螺紋連接。與實(shí)施例1相比，其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，罩殼2和擋圈5需分別加工出內(nèi)、外螺紋。
本實(shí)施例中連接件4是一個(gè)座形連接件，其上設(shè)有可與載物體連接的連接孔，其下部固定于罩殼2外表面并具有一個(gè)開(kāi)口槽。
所述滾球本體制動(dòng)裝置包括一個(gè)從罩殼2頂端伸入罩殼內(nèi)部的制動(dòng)推桿62，該制動(dòng)推桿62具有一個(gè)位于所述罩殼內(nèi)部的第一端和位于所述罩殼外部的第二端；與制動(dòng)推桿的第一端連接的制動(dòng)塊61；在與制動(dòng)推桿的第二端鉸接的凸輪66，套設(shè)于所述制動(dòng)推桿62并夾壓于所述凸輪66與罩殼外表面之間的彈簧63，所述凸輪66在所述開(kāi)口槽內(nèi)與連接件4鉸接；固定于所述凸輪66的操縱桿64伸出所述連接件4的開(kāi)口槽。按下操縱桿64，凸輪66推動(dòng)制動(dòng)推桿62向滾球本體1移動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)塊61與滾球本體1表面接觸時(shí)，產(chǎn)生摩擦力，實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)；松開(kāi)操縱桿64，彈簧63使制動(dòng)推桿62向上移動(dòng)，制動(dòng)塊61與滾球本體1表面脫離接觸，從而使該滾球式萬(wàn)向輪處于自由滾動(dòng)狀態(tài)。
本實(shí)施例的原理和效果與實(shí)施例1基本相同，滾球本體1滾動(dòng)時(shí)，減摩裝置3總是先圍繞著樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粷L動(dòng)件31與滾球本體1的滾動(dòng)方向相適應(yīng)時(shí)，第一滾動(dòng)件31開(kāi)始與滾球本體1相對(duì)滾動(dòng)，其接觸面間的摩擦是滾動(dòng)摩擦；其不同之處在于，減摩裝置3在圍繞著樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，第二滾動(dòng)體32隨頂板33繞樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)，其與罩殼2的內(nèi)表面相對(duì)滾動(dòng)，因此，與公知技術(shù)相比，該滾球式萬(wàn)向輪在整個(gè)使用過(guò)程中，各主要摩擦副之間的摩擦力均為滾動(dòng)摩擦，同樣可以達(dá)到減小摩擦阻力的效果。
實(shí)施例4滾球式萬(wàn)向輪，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3基本相同，其不同之處在于減摩裝置3的安裝方式。如圖6所示，頂板33具有一個(gè)套設(shè)于樞軸34的凸緣，該凸緣的內(nèi)表面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有滾針軸承3a，使樞軸34與頂板33之間實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦，從而進(jìn)一步減小減摩裝置3在繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。
實(shí)施例5滾球式萬(wàn)向輪，如圖7所示，包括一個(gè)滾球本體1，一個(gè)上部固定有連接件4、下部具有開(kāi)口的近似半球形罩殼2，所述罩殼2內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置3。所述每一個(gè)減摩裝置3包括一個(gè)設(shè)有軸向通孔的階梯軸36，階梯軸36的一端設(shè)有螺紋，該端伸出罩殼2外部并通過(guò)一個(gè)螺母37將其固定于罩殼2上，階梯軸36的軸線指向滾球本體1的球心；一個(gè)底端設(shè)有圓形凸緣芯軸35，該芯軸35可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于階梯軸36的軸向通孔，其伸出端設(shè)有軸向定位的卡銷(xiāo)。所述階梯軸36的軸肩和芯軸35的凸緣之間安裝一副推力軸承，其兩個(gè)推力盤(pán)之間夾持的一列滾珠為第二滾動(dòng)件32，作為第一滾動(dòng)件31的滾輪安裝于所述推力軸承的一個(gè)推力盤(pán)的端面，其位置與第二滾動(dòng)件32相應(yīng)，所述第一滾動(dòng)件31的滾動(dòng)表面與滾球本體1相接觸。
芯軸35在階梯軸36的軸向通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其摩擦是滑動(dòng)摩擦，考慮到減摩裝置3繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)只是一種調(diào)整運(yùn)動(dòng)，其目的只是讓第一滾動(dòng)件31適應(yīng)滾球本體1的滾動(dòng)方向，當(dāng)?shù)谝粷L動(dòng)件31適應(yīng)了滾球本體1的滾動(dòng)后，這種調(diào)整運(yùn)動(dòng)就告結(jié)束，所以，滾球式萬(wàn)向輪的摩擦阻力主要來(lái)自第一滾動(dòng)件31與滾球本體1的相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦。就本實(shí)施例而言，第一滾動(dòng)件31與滾球本體1之間的摩擦是滾動(dòng)摩擦，因此，與公知技術(shù)相比，該滾球式萬(wàn)向輪同樣可以達(dá)到減小摩擦阻力的效果。
與實(shí)施例1相比，所述這些第二滾動(dòng)體32的球心到滾球本體1球心的連線也形成一個(gè)圓錐面，該圓錐面的軸線與所述芯軸35固定軸線重合，但是滾球本體1的球心到第一滾動(dòng)件31回轉(zhuǎn)軸線的垂線并不位于所述圓錐面的任一條母線上。其帶來(lái)的影響是，滾動(dòng)本體1對(duì)第一滾動(dòng)件31的作用力將沿芯軸35的徑向產(chǎn)生一個(gè)分力，這個(gè)分力對(duì)芯軸35來(lái)說(shuō)，意味著一個(gè)轉(zhuǎn)矩，長(zhǎng)時(shí)間使用容易使芯軸35變形。但是，如果滾球本體1的直徑比較大，推力軸承的直徑又比較小，那么這個(gè)分力就比較小，這種影響就可以忽略不計(jì)。
所述罩殼2的下部開(kāi)口處安裝有擋圈5，它是通過(guò)偏心輪裝置52將擋圈5夾緊于所述罩殼2。其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)擋圈5的快速裝卸。
本實(shí)施例中連接件4是一個(gè)座形連接件，其上設(shè)有可與載物體連接的連接孔。
該滾球式萬(wàn)向輪還包括一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置6。所述滾球本體制動(dòng)裝置6包括一個(gè)鉸接于所述罩殼2內(nèi)壁凸耳的凸輪66，一端連接于凸輪66、另一端伸出所述罩殼外部的操縱桿64，一個(gè)連接于操縱桿64的伸出端和罩殼的外表面的彈簧63。壓下操縱桿64，凸輪66轉(zhuǎn)動(dòng)，其表面與滾球本體1的表面接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)滾球本體1的摩擦制動(dòng)，抬起操縱桿64，凸輪66脫離與滾球本體1的接觸，在彈簧63的作用下，滾球本體1保持自由滾動(dòng)狀態(tài)。
實(shí)施例6滾球式萬(wàn)向輪，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5基本相同，其不同之處在于減摩裝置3的安裝方式。如圖8所示，省去芯軸35，階梯軸36是一個(gè)實(shí)心軸，螺母37將階梯軸36固定于罩殼2上，階梯軸36的軸線指向滾球本體的球心。推力軸承安裝于階梯軸36軸頸上，并通過(guò)鉚接或軸用擋圈實(shí)現(xiàn)推力軸承的軸向定位。第一滾動(dòng)件31安裝于推力軸承的一個(gè)推力盤(pán)上，該推力盤(pán)相對(duì)于階梯軸36可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施例7滾球式萬(wàn)向輪，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于，減摩裝置3和制動(dòng)裝置6的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中，減摩裝置3包括一個(gè)滾輪式第一滾動(dòng)件31；一個(gè)固定于罩殼2的樞軸34，該樞軸34的軸線指向滾球本體1的球心；一個(gè)可繞樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)的頂板33；所述第一滾動(dòng)件31安裝于頂板33，第一滾動(dòng)件31的滾動(dòng)表面與滾球本體1的球面相接觸；所述樞軸34是一個(gè)鉚釘式結(jié)構(gòu)，在鉚釘頭的端面與頂板33的一個(gè)端面之間以及罩殼2的內(nèi)側(cè)表面與頂板33的另一個(gè)端面之間分別安裝有一列沿環(huán)形軌道滾動(dòng)的球形滾珠，這些滾珠就是第二滾動(dòng)件32。載物體的重力依次通過(guò)罩殼2、第二滾動(dòng)件32、頂板33和第一滾動(dòng)件31傳向滾球本體1。該實(shí)施例結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但頂板33容易變形，承載能力小。
制動(dòng)裝置6包括一個(gè)弧形彈簧片67，固定于所述彈簧片67下表面的制動(dòng)塊61；所述彈簧片67的一端鉚接于所述罩殼內(nèi)壁，另一端伸出罩殼外部并與設(shè)置于所述罩殼2的鋸齒槽22卡接。
實(shí)施例8滾球式萬(wàn)向輪，如圖10所示，包括一個(gè)滾球本體1，一個(gè)上部固定有連接件4、下部具有開(kāi)口的罩殼2。所述連接件4是一個(gè)座形連接件，其底部設(shè)有與載物體連接的連接孔；所述罩殼是鴨梨形殼體；所述鴨梨形殼體的梨柄部安裝有一個(gè)減摩裝置3，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的減摩裝置3相同，因而其具有摩擦力小，支撐件不容易變形的優(yōu)點(diǎn)，但由于其只能安裝一個(gè)，所以其承載力相對(duì)于實(shí)施例1小。當(dāng)然，本實(shí)施例中也可以采用一種不同于實(shí)施例1的第二滾動(dòng)件32，例如，將第二滾動(dòng)件32設(shè)為圓錐臺(tái)形滾柱。
在所述罩殼2的下部開(kāi)口處設(shè)有若干個(gè)環(huán)形陣列的開(kāi)口槽，每個(gè)開(kāi)口槽內(nèi)安裝有一個(gè)第三滾動(dòng)件7，該第三滾動(dòng)件7是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，這些滾輪的滾動(dòng)表面分別與所述滾球本體1的表面相接觸，這些滾輪最好安裝于將該萬(wàn)向輪水平放置時(shí)指向滾動(dòng)本體1球心的水平面上，這樣，其與滾動(dòng)本體1的摩擦力最小。第三滾動(dòng)件7的作用是，使?jié)L動(dòng)本體1與所述罩殼2的相對(duì)位置保持不變。
擋圈5通過(guò)螺釘連接于罩殼2的下部開(kāi)口，并設(shè)有與所述罩殼開(kāi)口槽相應(yīng)的槽口。
在所述罩殼2的側(cè)部安裝有一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置6，其包括一個(gè)鉚接于所述罩殼2內(nèi)壁的彈簧片68，固定于罩殼2開(kāi)口處的支撐架，鉸接于支撐架的變形壓板69。按壓變形壓板69，使彈簧片68變形并緊貼滾動(dòng)本體1的球面，實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)。
實(shí)施例9滾球式萬(wàn)向輪，如圖11所示，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例8相似，也具有一個(gè)鴨梨形罩殼2，所述鴨梨形罩殼2的梨柄部安裝有一個(gè)減摩裝置3，在所述罩殼2的下部開(kāi)口處設(shè)有若干個(gè)環(huán)形陣列的開(kāi)口槽，每個(gè)開(kāi)口槽內(nèi)安裝有一個(gè)第三滾動(dòng)件7，該第三滾動(dòng)件7是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，這些滾輪的滾動(dòng)表面分別與所述滾球本體1的表面相接觸。
所述減摩裝置3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3中的減摩裝置相似，包括安裝于頂板33的第一滾動(dòng)件31和第二滾動(dòng)件32，頂板33繞樞軸34轉(zhuǎn)動(dòng)，樞軸34軸線的延伸線指向所述滾球本體1的球心。其與實(shí)施例3的唯一不同之處在于，樞軸34是連接件4在罩殼2的延伸部分。連接件4是一個(gè)桿形連接件，其一端設(shè)有與載物體連接的螺紋，其另一端從罩殼2的梨柄部伸入罩殼2，其軸線指向滾球本體1的球心。
實(shí)施例10滾球式萬(wàn)向輪，如圖12所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例9基本相同，其不同之處在于，所述樞軸34是一個(gè)階梯軸，其上安裝有一副推力軸承3b，推力軸承3b沿軸向頂靠在罩殼2的內(nèi)表面和頂板33的上表面之間，其效果是，減小由于軸向力的作用而在頂板33的上表面與樞軸34的定位端面之間產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力，并且能夠承載更大的重力。
還有一個(gè)不同之處就是，第三滾動(dòng)件7是安裝于凹坑內(nèi)的多個(gè)球形滾珠，所述凹坑環(huán)形陣列于罩殼側(cè)壁。同樣的，這些滾珠的安裝位置也最好位于將該萬(wàn)向輪水平放置時(shí)指向滾動(dòng)本體1球心的水平面上，這樣，其與滾動(dòng)本體1的摩擦力最小。
另外，所有這些實(shí)施例中提到滾輪，可以是鼓形、球面形，也可以是圓柱形，其回轉(zhuǎn)處最好設(shè)有滾針軸承，以減小摩擦力。罩殼2可以是回轉(zhuǎn)體形式，也可以設(shè)置成漏空形式。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，只要在滾球本體和罩殼之間設(shè)有可繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的減摩裝置，且該固定軸線指向滾球本體的球心，且該減摩裝置包括與滾球本體的球面相接觸第一滾動(dòng)件和直接或間接頂靠于所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面的第二滾動(dòng)件，都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.滾球式萬(wàn)向輪，包括一個(gè)滾球本體(1)，一個(gè)下部具有開(kāi)口的罩殼(2)，其特征在于所述罩殼(2)內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置(3)，每一個(gè)減摩裝置(3)包括一個(gè)可繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐裝置，所述固定軸線指向所述滾球本體(1)的球心；安裝于所述支撐裝置的第一滾動(dòng)件(31)和第二滾動(dòng)件(32)，所述第一滾動(dòng)件(31)是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，其滾動(dòng)表面與所述滾球本體(1)的球面相接觸，所述第二滾動(dòng)件(32)的滾動(dòng)表面直接或間接頂靠于所述罩殼(2)的內(nèi)側(cè)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述第二滾動(dòng)件(32)是可在環(huán)形軌道內(nèi)滾動(dòng)的多個(gè)球形滾珠；或者所述第二滾動(dòng)件(32)是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪。
3.如權(quán)利要求2所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于作為第二滾動(dòng)件(32)的這些滾珠，其球心到滾球本體(1)球心的連線構(gòu)成一個(gè)圓錐面，所述滾球本體(1)的球心到第一滾動(dòng)件(31)回轉(zhuǎn)軸線的垂線落在所述圓錐面的一條母線上；或者作為第二滾動(dòng)件(32)的滾輪至少是兩個(gè)，這些滾輪呈圓弧形陣列，其陣列半徑與所述第一滾動(dòng)件(31)繞所述固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)半徑相應(yīng)，所述這些滾輪的滾動(dòng)面與所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面相接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述罩殼(2)的下部開(kāi)口處安裝有與所述罩殼(2)可拆分連接的擋圈(5)。
5.如權(quán)利要求1至4所述的任一種滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述罩殼(2)是與所述滾球本體(1)同心的半球形殼體；所述減摩裝置(3)至少為三個(gè)，并呈環(huán)形陣列。
6.如權(quán)利要求1至4所述的任一種滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述罩殼(2)是鴨梨形殼體，所述減摩裝置(3)為一個(gè)，該減摩裝置(3)安裝于所述鴨梨形殼體的梨柄部。
7.如權(quán)利要求6所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于在所述罩殼(2)的下部開(kāi)口附近安裝有環(huán)形陣列的第三滾動(dòng)件(7)，所述第三滾動(dòng)件(7)的滾動(dòng)表面與所述滾球本體(1)的球面相接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述第三滾動(dòng)件(7)的環(huán)形陣列面位于將該滾球式萬(wàn)向輪水平放置時(shí)水平指向所述滾球本體(1)球心的平面上。
9.如權(quán)利要求8所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于所述第三滾動(dòng)件(7)是安裝于罩殼側(cè)壁凹坑內(nèi)的球形滾珠，或者所述第三滾動(dòng)件(7)是安裝于所述罩殼開(kāi)口槽內(nèi)的可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪。
10.如權(quán)利要求1所述的滾球式萬(wàn)向輪，其特征在于它還包括一個(gè)滾球本體制動(dòng)裝置(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滾球式萬(wàn)向輪，它包括一個(gè)滾球本體，一個(gè)下部具有開(kāi)口的罩殼，所述罩殼內(nèi)安裝有若干個(gè)減摩裝置，每一個(gè)減摩裝置包括一個(gè)可繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐裝置，所述固定軸線指向所述滾球本體的球心；安裝于所述支撐裝置的第一滾動(dòng)件和第二滾動(dòng)件，所述第一滾動(dòng)件是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，其滾動(dòng)表面與所述滾球本體的球面相接觸，所述第二滾動(dòng)件是可在環(huán)形軌道內(nèi)滾動(dòng)的多個(gè)球形滾珠；或者是可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，其滾動(dòng)表面直接或間接頂靠于所述罩殼的內(nèi)側(cè)表面。在使用過(guò)程中，第一滾動(dòng)件與滾球本體之間，以及第二滾動(dòng)件與其接觸面之間均為滾動(dòng)摩擦，從而大大減少了摩擦阻力。
文檔編號(hào)B60B33/08GK1803478SQ20061004229
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月21日
發(fā)明者白云山 申請(qǐng)人:白云山