一种球关节装置及机械设备制造方法及图纸

本申请公开了一种球关节装置及机械设备，该球关节装置包括：弹性套组件，内部形成有容置腔，容置腔包括具有第一开口部的球形腔体；滑套，套设于弹性套组件的外侧壁上，滑套远离球形腔体的一端凸出于弹性套组件，形成有第二开口部；第一连接组件，穿设于第二开口部；第二连接组件，包括容置于球形腔体的旋转球体件，旋转球体件自第一开口部暴露出；其中，在第一连接组件由第一外接件带动朝抵接或远离滑套一端的内侧壁运动时，滑套收缩或恢复弹性套组件对应形成的球形腔体，以对旋转球体件进行制动或解锁。通过上述方式，本申请的球关节装置结构简单，自锁可靠，且不需要额外的控制装置，仅依靠关节结构自身的受力特点便能够实现自锁。锁。锁。

【技术实现步骤摘要】
一种球关节装置及机械设备


[0001]本专利技术涉及机械装置
，尤其涉及一种球关节装置及机械设备。

技术介绍

[0002]在外骨骼设计中经常需要使用球关节，例如：人的踝关节，髋关节，腕关节和肩关节等关节都是三自由度关节。特别是在被动式外骨骼设计中，在运动阶段，外骨骼的关节需要和穿戴者的关节实现同步运动，而在穿戴者的关节保持静止进行传递力量阶段，需要外骨骼的关节进行锁死，辅助穿戴者进行力量的传递，从而减缓穿戴者关节的受力。因此需要设计一种结构简单，能够灵活实现自锁模式和运动模式两种模式转换的三自由度关节。
[0003]然而，针对三自由度关节，通常是使用三个单自由度旋转副串联构成，以在每个旋转副处设置锁死机构进行锁死。而三个单自由度旋转副串联通常会导致体积过大，锁死机构复杂，锁死和解锁两种模式之间切换复杂的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供的一种球关节装置及机械设备，能够解决现有技术中的球关节装置体积过大，锁死机构复杂，锁死和解锁两种模式之间切换复杂的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种球关节装置，其中，该球关节装置包括：弹性套组件，弹性套组件内部形成有容置腔，容置腔包括具有第一开口部的球形腔体；滑套，套设于弹性套组件的外侧壁上，滑套远离球形腔体的一端凸出于弹性套组件，并形成有第二开口部；第一连接组件，第一连接组件的一端穿设于第二开口部，其另一端用于连接第一外接件；第二连接组件，包括旋转球体件，旋转球体件容置于球形腔体，旋转球体件的球体半径小于球形腔体的球体半径，且旋转球体件自第一开口部暴露出，以用于连接第二外接件，并由第二外接件带动在球形腔体内向任一方向运动；其中，在第一连接组件由第一外接件带动朝抵接或远离滑套一端的内侧壁运动时，滑套收缩或恢复弹性套组件对应形成的球形腔体，以对旋转球体件进行制动或解锁。
[0006]其中，滑套一端的内侧壁上形成有朝向第一方向的定位台阶，弹性套组件对应球形腔体的外侧壁为锥形面，第一连接组件的一端抵接于定位台阶，以带动滑套一端沿第二方向来回运动，从而使滑套收缩或恢复弹性套组件对应形成的球形腔体；其中，第一方向为滑套的延伸方向，第二方向垂直第一方向。
[0007]其中，球关节装置还包括弹性挡圈，滑套一端的内侧壁上形成有挡圈沟槽，弹性挡圈嵌设于挡圈沟槽，第一连接组件包括连接杆和径向轴承，径向轴承套设在连接杆的外侧壁上，且其一端抵接于定位台阶，另一端抵接于弹性挡圈。
[0008]其中，球关节装置还包括销轴，滑套的一端边缘形成有开口朝向第一方向的第一限位槽，第一连接组件的侧壁上形成有通孔，销轴穿过通孔，以容置第一限位槽。
[0009]其中，球关节装置还包括限位钉，滑套靠近球形腔体的另一端的侧壁上形成有第二限位槽，弹性套组件的外侧壁上对应第二限位槽形成有第一连接孔，限位钉的一端穿过
第二限位槽，以嵌入第一连接孔中；其中，第二限位槽在第二方向上的长度大于限位钉的直径。
[0010]其中，弹性套组件包括第一弹性套件和第二弹性套件，第一弹性套件和第二弹性套件相对滑套的中心轴呈对称设置，且至少部分第一弹性套件和第二弹性套件的内侧壁相互配合，以形成球形腔体。
[0011]其中，第一弹性套件与第二弹性套件相间隔设置，且第一弹性套件和第二弹性套件的侧壁上分别对应形成有至少一个沿第二方向延伸的通槽。
[0012]其中，球关节装置还包括端盖，端盖套设于第一连接组件的外侧壁上，并覆盖第二开口部。
[0013]其中，旋转球体件包括弹性球壳、球体以及定位稍，弹性球壳包覆球体设置，弹性球壳上形成有第二连接孔，球体对应第二连接孔形成有第三连接孔，定位稍穿设于第二连接孔和第三连接孔中，以连接弹性球壳和球体。
[0014]为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种机械设备，其中，该机械设备包括第一外接件、第二外接件以及球关节装置，第一外接件连接球关节装置的第一连接组件，第二外接件连接球关节装置的旋转球体件，第二外接件用于带动旋转球体件在球关节装置中的球形腔体内向任一方向运动，第一外接件用于带动第一连接组件对旋转球体件进行制动或解锁；其中，该球关节装置为如上任一项所述的球关节装置。
[0015]本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的球关节装置中的弹性套组件内部形成有容置腔，该容置腔包括具有第一开口部的球形腔体，而滑套套设在弹性套组件的外侧壁上，滑套远离球形腔体的一端凸出于弹性套组件，形成有第二开口部，第一连接组件的一端穿设于第二开口部，另一端用于连接第一外接件，而第二连接组件中的旋转球体件容置于球形腔体中，并自第一开口部暴露出，以在第一连接组件由第一外接件带动朝抵接或远离滑套一端的内侧壁运动时，该滑套能够收缩或恢复弹性套组件对应形成的球形腔体，以利用弹性组件与旋转球体之间产生的摩擦力实现三自由度的自锁或解锁，从而仅依靠球关节装置自身的受力特点和几何形状便能够实现自锁，而无需要额外的控制系统，以使结构相较简单，且自锁可靠。此外，当该摩擦力不足以提供球关节装置自锁时所需要的力时，便会产生打滑，以能够避免对其他构件造成损坏，以能够适用于自锁和变阻尼关节等场景，使用范围较广。
附图说明
[0016]图1是本申请球关节装置一实施例的结构示意图；
[0017]图2是图1中球关节装置的爆炸结构示意图；
[0018]图3是图1中球关节装置的剖视图；
[0019]图4是图1中球关节装置中的第一连接组件一详细结构示意图；
[0020]图5是图1中球关节装置中的弹性套组件一详细结构示意图；
[0021]图6是图1中球关节装置中的第二连接组件一详细结构示意图；
[0022]图7是本申请机械设备一实施例的框架示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0024]本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球关节装置，其特征在于，所述球关节装置包括：弹性套组件，所述弹性套组件内部形成有容置腔，所述容置腔包括具有第一开口部的球形腔体；滑套，套设于所述弹性套组件的外侧壁上，所述滑套远离所述球形腔体的一端凸出于所述弹性套组件，并形成有第二开口部；第一连接组件，所述第一连接组件的一端穿设于所述第二开口部，其另一端用于连接第一外接件；第二连接组件，包括旋转球体件，所述旋转球体件容置于所述球形腔体，所述旋转球体件的球体半径小于所述球形腔体的球体半径，且所述旋转球体件自所述第一开口部暴露出，以用于连接第二外接件，并由所述第二外接件带动在所述球形腔体内向任一方向运动；其中，在所述第一连接组件由所述第一外接件带动朝抵接或远离所述滑套一端的内侧壁运动时，所述滑套收缩或恢复所述弹性套组件对应形成的所述球形腔体，以对所述旋转球体件进行制动或解锁。2.根据权利要求1所述的球关节装置，其特征在于，所述滑套一端的内侧壁上形成有朝向第一方向的定位台阶，所述弹性套组件对应所述球形腔体的外侧壁为锥形面，所述第一连接组件的一端抵接于所述定位台阶，以带动所述滑套一端沿第二方向来回运动，从而使所述滑套收缩或恢复所述弹性套组件对应形成的所述球形腔体；其中，所述第一方向为所述滑套的延伸方向，所述第二方向垂直所述第一方向。3.根据权利要求2所述的球关节装置，其特征在于，所述球关节装置还包括弹性挡圈，所述滑套一端的内侧壁上形成有挡圈沟槽，所述弹性挡圈嵌设于所述挡圈沟槽，所述第一连接组件包括连接杆和径向轴承，所述径向轴承套设在所述连接杆的外侧壁上，且其一端抵接于所述定位台阶，另一端抵接于所述弹性挡圈。4.根据权利要求2所述的球关节装置，其特征在于，所述球关节装置还包括销轴，所述滑套的一端边缘形成有开口朝向所述第一方向的第一限位槽，所述第一连接组件的侧壁上形成有通孔，所述销轴穿过所述通孔，以容置所述第一限位槽。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春杰，吴新宇，王卓，杨芳亮，刘耀，刘贻达，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：