萬向支架的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及連接件，具體地說是一種萬向支架，包括基座、內環及外環，其中基座包括支座及環座，該環座與支座螺紋連接；所述外環位于內環與環座之間，該外環通過連接軸及軸承與所述環座相連接，外環可相對于環座轉動；所述內環通過連接軸及軸承與外環相連接，內環可相對于外環轉動，且內環在外環的帶動下相對于環座轉動。本實用新型將基座分為了可螺紋連接起來的支座與環座，在環座與內、外環連接后，可將尺寸偏大的零件安裝在內環上，然后再將環座與支座連接，即實現了將較大尺寸零件安裝在萬向支架內部的目的。
【專利說明】萬向支架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及連接件，具體地說是一種萬向支架。
【背景技術】
[0002]萬向支架是一種輸出軸可以相對于輸入軸繞任意方向偏轉的構件。它具有兩個相互垂直的旋轉自由度，通過將兩個旋轉自由度組合起來，實現了軸線繞任意方向偏轉的功倉泛。
[0003]現有的萬向支架多是由基座、內環、外環以及連接軸組成的，由于結構尺寸和萬向支架偏轉范圍的限制，現有萬向支架的基座大多是呈類似一個碗型的結構，基座的碗口雖然較大，但是底部尺寸較小，無法將尺寸偏大的零件安裝在萬向支架內環上。
實用新型內容
[0004]為了解決尺寸偏大的零件無法安裝的問題，本實用新型的目的在于提供一種萬向支架。該萬向支架實現了將尺寸大于基座通孔的零件安裝在萬向支架的內環上。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0006]本實用新型包括基座、內環及外環，所述基座包括支座及環座，該環座與支座螺紋連接；所述外環位于內環與環座之間，該外環通過連接軸及軸承與所述環座相連接，外環可相對于環座轉動；所述內環通過連接軸及軸承與外環相連接，內環可相對于外環轉動，且內環在外環的帶動下相對于環座轉動。
[0007]其中:所述環座為環狀，該環座的一側與支座的一端螺紋連接成碗狀，在環座的一側及支座的一端分別設有用于連接的配合螺紋及定位面；所述支座的另一端為圓盤，支座的兩端之間為圓柱；所述環座的圓周面上設有相對的、用于安裝軸承的第一、二沉孔以及相對的、用于內環連接軸安裝的第一、二光孔；所述第一、二沉孔與第一、二光孔間隔設置，第一、二沉孔同軸，第一、二光孔同軸，且兩條軸線共面并相互垂直；
[0008]所述外環的轉動軸與內環的轉動軸共面，且相互垂直；所述外環為圓環形，其圓周面上均布有四個用于安裝連接軸的螺紋孔，相對的兩個螺紋孔同軸，四個螺紋孔的兩條軸線共面且相互垂直；所述外環的一側面上對稱開有兩個缺口 ；外環的內外圓周面均為弧面；
[0009]所述內環的圓周面上開有相對的、用于安裝軸承的第三、四光孔，兩個光孔同軸，在第三、四光孔的外側均設有平臺；所述內環的外圓周面均為弧面；
[0010]所述軸承上設有軸肩；所述環座上分別設有相對的第一、二沉孔，第一、二沉孔同軸；所述內環的圓周面上開有相對的第三、四光孔，兩個光孔同軸，在第三、四光孔的外側均設有平臺；所述軸承的個數為四個，分別安裝在第一、二沉孔及第三、四光孔內，其中安裝在第一、二沉孔內的軸承的軸肩抵接于沉孔的大孔，安裝在第三、四光孔內的軸承的軸肩抵接于孔外側的平臺上；所述連接軸的一端與外環螺紋連接，另一端分別與第一、二沉孔及第三、四光孔內的軸承相連接；所述內環的第三、四光孔通過軸承及連接軸分別與外環上兩個相對的螺紋孔相連接，內環可繞第三、四光孔的軸線轉動；所述外環另外兩個相對的螺紋孔通過軸承及連接軸分別與環座上的第一、二沉孔相連接，外環可繞第一、二沉孔的軸線轉動，內環可在外環的帶動下繞第一、二沉孔的軸線轉動。
[0011]本實用新型的優點與積極效果為:
[0012]1.本實用新型將基座分為了可螺紋連接起來的支座與環座，在環座與內、外環連接后，可將尺寸偏大的零件安裝在內環上，然后再將環座與支座連接，即實現了將較大尺寸零件安裝在萬向支架內部的目的。
[0013]2.本實用新型結構簡單，易于安裝、拆卸。
[0014]3.本實用新型環座與外環之間、外環與內環之間通過連接軸與軸承連接，使得外環及內環的旋轉精度高，轉動靈活、無卡點，內環可以相對于環座繞任意方向旋轉，具有多
自由度。
[0015]4.本實用新型體積小，質量輕。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的內部結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的主視剖視圖；
[0018]圖3為本實用新型的立體結構示意圖之一；
[0019]圖4為本實用新型的立體結構示意圖之二 ；
[0020]圖5為本實用新型支座的主視剖視圖；
[0021]圖6為本實用新型支座的立體結構示意圖之一；
[0022]圖7為本實用新型支座的立體結構示意圖之二 ；
[0023]圖8為本實用新型環座的主視剖視圖；
[0024]圖9為本實用新型環座的立體結構示意圖之一；
[0025]圖10為本實用新型環座的立體結構示意圖之二 ；
[0026]圖11為本實用新型外環的結構示意圖；
[0027]圖12為本實用新型外環的剖面示意圖；
[0028]圖13為本實用新型安裝連接軸后的外環結構示意圖；
[0029]圖14為本實用新型內環的結構示意圖；
[0030]圖15為本實用新型內環的剖面示意圖；
[0031]圖16為本實用新型軸承的結構示意圖；
[0032]圖17為本實用新型軸承的剖面示意圖；
[0033]圖18為本實用新型連接軸的結構示意圖；
[0034]其中:1為支座,2為環座,201為第一沉孔,202為第二沉孔,203為第一光孔,204為第二光孔，3為外環，31為第一螺紋孔，32為第二螺紋孔，33為第三螺紋孔，34為第四螺紋孔,35為缺口，4為內環,41為第三光孔,42為第四光孔,43為平臺，5為連接軸,51為第一連接軸，52為第二連接軸，53為第三連接軸，54為第四連接軸，6為軸承，7為配合螺紋，8為定位面。
【具體實施方式】[0035]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0036]如圖1?10所示，本實用新型包括基座、外環3、內環4、連接軸5及軸承6，內環4位于內層，外環3位于中層，基座位于外層；基座包括支座I及環座2，該環座2為環狀、內外圓周面均為弧面結構，以避免在萬向支架轉動時，與外環產生干涉；環座2的一側與支座I的一端螺紋連接成碗狀，在環座2的一側及支座I的一端分別設有用于連接的配合螺紋7及定位面8。支座I的另一端為圓盤，支座I的兩端之間為圓柱。環座2的圓周面上設有相對的、用于安裝軸承6的第一、二沉孔201、202，第一、二沉孔201、202同軸,第一、二沉孔201,202的大孔徑與軸承6的外徑相匹配；環座2的圓周面上還設有相對的、用于內環連接軸安裝的第一、二光孔203、204，第一、二光孔203、204同軸且與第一、二沉孔201、202間隔設置，第一、二沉孔201、202所在的軸線與第一、二光孔203、204所在的軸線在同一個平面上，并且兩條軸線相互垂直。
[0037]如圖11、圖12及圖13所示，外環3為圓環形，其圓周面上均布有四個M3、用于安裝連接軸5的螺紋孔，分別為第一?四螺紋孔31?34 ;其中，相對的第一、二螺紋孔31、32同軸，相對的第三、四螺紋孔33、34同軸，第一、二螺紋孔31、32所在的軸線與第三、四螺紋孔33、34所在的軸線在同一平面且相互垂直。在外環3的一個側面上對應開有兩個缺口 35，兩個缺口 35分別位于第一、二螺紋孔31、32的一側，避免在萬向支架的旋轉范圍內，內環連接的零件與外環產生干涉；外環3的內外圓周面均為弧面，以避免萬向支架在轉動時與內環4、環座2干涉。
[0038]如圖14、圖15所示，內環4為一側帶有階梯柱的圓盤，圓盤的圓周面上開有相對的、用于安裝軸承6的第三、四光孔41、42，兩個光孔同軸，在第三、四光孔41、42的外側分別銑出平臺43 ;內環4的外圓周面為弧面，以避免在萬向支架轉動時與外環干涉。
[0039]如圖16、圖17所示，軸承6上設有軸肩61，本實用新型軸承6的個數為四個。如圖18所示，連接軸5上也設有軸肩，本實用新型連接軸5的個數與軸承6配套，也為四個。
[0040]本實用新型的安裝及工作原理為:
[0041]將配套的四個軸承6分別壓入環座2的第一、二沉孔201、202內及內環4的第三、四光孔41、42內，第一、二沉孔201、202內的軸承6的軸肩61被壓入沉孔的小孔內，軸承6抵接于沉孔的大孔；第三、四光孔41、42內的軸承6的軸肩61被壓入光孔內，軸承6抵接于平臺43 ;軸承6分別通過環座2上的沉孔及內環4上的平臺軸向定位。然后，將第一、二連接軸51、52分別螺紋連接在外環3上相對的第一、二螺紋孔31、32上，第一、二連接軸51、52上的軸肩朝外；連接好后將第一、二連接軸51、52的另一端分別與環座2上第一、二沉孔201,202內的軸承6的內圈相連接，外環3即可繞第一、二沉孔201、202的軸線相對于環座2轉動。再將第三、四連接軸53、54分別螺紋連接在外環3上相對的第三、四螺紋孔33、34上，安裝時可通過環座2上的第一、二光孔203、204進行安裝，第三、四連接軸53、54的軸肩朝內；連接好后將第三、四連接軸53、54的另一端分別與內環4上第三、四光孔41、42內的軸承6的內圈相連接，內環4既可繞第三、四光孔41、42的軸線相對于外環3旋轉，又可隨同外環3 —起繞第一、二沉孔201、202的軸線相對于環座2旋轉；外環3設有缺口 35的一側朝外，即朝向內環4階梯柱的一側，根據需要調整軸承間隙。最后，調整環座2和內環4的同軸度和萬向支架的軸承間隙使其符合要求。由于第一、二沉孔201、202的軸線與第三、四光孔41、42的軸線相互垂直，使得內環4可以向任意方向轉動，本實用新型內環4的旋轉范圍為±40°。
[0042]環座4通過軸承6及連接軸5與內環4、外環3相連，實現自由偏轉的功能；環座2與內環4、外環3連接后，將需要安裝的零件安裝在內環4上，然后再將支座I與環座2螺紋連接，即實現了將尺寸偏大的零件安裝在萬向支架內環上的目的。
[0043]本實用新型連接軸通過螺紋與外環的四個螺紋孔相連接，螺紋采用配做，同時起定位和固定作用。連接軸與軸承內圈的配合為間隙配合，間隙量為O?0.002mm ;軸承外圈與環座、內環上的各個孔為過盈配合，過盈量為O?0.002_。
[0044]本實用新型為了保證萬向支架的精度，軸承和連接軸均采用選配的方式裝配。根據環座、內環上各個孔的尺寸選擇軸承的外徑，使得軸承外徑與各個孔內徑的配合過盈量在O?0.002_之間；再根據選擇好的軸承的內徑尺寸，選擇與之相配的連接軸，保證軸承內徑與連接軸的配合間隙在O?0.002_之間。通過擰緊或松動連接軸來調整環座與外環、外環與內環之間的間隙，使其保持一致。
【權利要求】
1.一種萬向支架，包括基座、內環及外環，其特征在于:所述基座包括支座(1)及環座(2),該環座(2)與支座(1)螺紋連接；所述外環(3)位于內環(4)與環座(2)之間，該外環(3 )通過連接軸(5 )及軸承(6 )與所述環座(2 )相連接，外環(3 )可相對于環座(2 )轉動；所述內環(4)通過連接軸(5)及軸承(6)與外環(3)相連接，內環(4)可相對于外環(3)轉動，且內環(4)在外環(3 )的帶動下相對于環座(2 )轉動。
2.按權利要求1所述的萬向支架，其特征在于:所述環座(2)為環狀，該環座(2)的一側與支座(1)的一端螺紋連接成碗狀，在環座(2)的一側及支座(1)的一端分別設有用于連接的配合螺紋(7)及定位面(8);所述支座(1)的另一端為圓盤，支座(1)的兩端之間為圓柱；所述環座(2)的圓周面上設有相對的、用于安裝軸承(6)的第一、二沉孔(201、202)以及相對的、用于內環連接軸安裝的第一、二光孔(203、204)。
3.按權利要求2所述的萬向支架，其特征在于:所述第一、二沉孔(201、202)與第一、二光孔(203、204)間隔設置，第一、二沉孔(201、202)同軸,第一、二光孔(203、204)同軸，且兩條軸線共面并相互垂直。
4.按權利要求1所述的萬向支架，其特征在于:所述外環(3)的轉動軸與內環(4)的轉動軸共面，且相互垂直。
5.按權利要求1或4所述的萬向支架，其特征在于:所述外環(3)為圓環形，其圓周面上均布有四個用于安裝連接軸(5)的螺紋孔，相對的兩個螺紋孔同軸，四個螺紋孔的兩條軸線共面且相互垂直。
6.按權利要求5所述 的萬向支架，其特征在于:所述外環(3)的一側面上對稱開有兩個缺口(35);外環(3)的內外圓周面均為弧面。
7.按權利要求1所述的萬向支架，其特征在于:所述內環(4)的圓周面上開有相對的、用于安裝軸承(6)的第三、四光孔(41、42)，兩個光孔同軸，在第三、四光孔(41、42)的外側均設有平臺(43)。
8.按權利要求1或7所述的萬向支架，其特征在于:所述內環(4)的外圓周面均為弧面。
9.按權利要求1所述的萬向支架，其特征在于:所述軸承(6)上設有軸肩(61);所述環座(2)上分別設有相對的第一、二沉孔(201、202)，第一、二沉孔(201、202)同軸；所述內環(4)的圓周面上開有相對的第三、四光孔(41、42)，兩個光孔同軸，在第三、四光孔(41、42)的外側均設有平臺(43);所述軸承(6)的個數為四個，分別安裝在第一、二沉孔(201、202)及第三、四光孔(41、42)內，其中安裝在第一、二沉孔(201、202)內的軸承的軸肩(61)抵接于沉孔的大孔，安裝在第三、四光孔(41、42)內的軸承的軸肩(61)抵接于孔外側的平臺(43)上；所述連接軸(5)的一端與外環(3)螺紋連接，另一端分別與第一、二沉孔(201、202)及第三、四光孔(41、42)內的軸承(6)相連接。
10.按權利要求9所述的萬向支架，其特征在于:所述內環(4)的第三、四光孔(41、42)通過軸承(6)及連接軸(5)分別與外環(3)上兩個相對的螺紋孔相連接，內環(4)可繞第三、四光孔(41、42)的軸線轉動；所述外環(3)另外兩個相對的螺紋孔通過軸承(6)及連接軸(5)分別與環座(2)上的第一、二沉孔(201、202)相連接，外環(3)可繞第一、二沉孔(201、202)的軸線轉動，內環(4)可在外環(3)的帶動下繞第一、二沉孔(201、202)的軸線轉動。
【文檔編號】F16M11/14GK203560681SQ201320784752
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】侯緒奎, 張心宇, 王恩德, 曹暉 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所