[发明专利]一种三自由度铰链

说明书

技术领域

本发明涉及铰链设计领域，特别是一种三自由度铰链。

背景技术

随着机械自动化水平的提高，铰链以其在机械结构、适用范围、灵活性等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋势，广泛应用于各种机械传动。球面副常出现在机构主动件的连接处，特别是主动件与机架出现球面副时，给机构的运动控制带来许多不便。球铰链因为几乎无法安装控制元件，无法实现主动控制，同时球铰链一般也只应用在被动场合。目前尚未见有关既拥有球铰链功能，又具有结构简单、便于制造、可控可调、可靠性高等优良性能的铰链创新发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种三自由度铰链，它既拥有球铰链功能，又具有结构简单、便于制造、可控可调、可靠性高等优良性能，可以根据功能需求或环境的变化，柔性调输入，精确地实现转动动作。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种三自由度铰链，包括铰链支链、插销、卡槽和轴销。

所述铰链支链包括第一铰链支链和第二铰链支链，第一铰链支链和第二铰链支链通过轴销铰接，轴销与外部零件连接。

所述插销包括第一插销、第二插销、第三插销和第四插销。

所述卡槽包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽的一端通过第一插销和第一铰链支链铰接，第一卡槽的另一端通过第二插销与外部零件铰接，第一卡槽的两端口轴线垂直，第二卡槽的一端通过第三插销和第二铰链支链铰接，第二卡槽的另一端通过第四插销与外部零件铰接，第二卡槽的两端口轴线垂直。

工作原理及过程：通过第一铰链支链和第二铰链支链铰接的轴销实现第一个转动副，通过第二插销与外部零件铰接，利用第一卡槽的转动实现第二个转动副，通过第四插销与外部零件铰接，利用第二卡槽的转动实现第三个转动副，三个转动副在第一铰链支链和第二铰链支链的链接下精确地实现转动动作，使所述三自由度铰链具有可控、可调、输出柔性等性能，使铰链适应不同任务，灵活应用于不同场合和不同的工作对象。

本发明的突出优点在于：

1、本发明铰链为三自由度复合铰链机构，通过转动副来实现球面副的功能，它具有结构简单、便于制造的特性。

2、铰链在被使用时，可以根据功能需求或环境的变化，柔性调节输入，精确地实现转动动作，可控可调、可靠性高。

附图说明

图1为本发明所述的三自由度铰链的结构示意图。

图2为本发明所述的三自由度铰链的卡槽水平结构示意图。

图3为本发明所述的三自由度铰链的卡槽竖直结构示意图。

图4为本发明所述的三自由度铰链的卡槽水平时与外部零件连接结构示意图。

图5为本发明所述的三自由度铰链的卡槽竖直时与外部零件连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明所述的三自由度铰链，包括铰链支链、插销、卡槽和轴销，具体结构和连接方式为：

所述铰链支链包括第一铰链支链2和第二铰链支链9，所述插销包括第一插销3、第二插销5、第三插销8和第四插销6，所述卡槽包括第一卡槽4和第二卡槽7，第一铰链支链和第二铰链支链通过轴销1铰接，轴销1与外部零件连接，第一卡槽4的一端通过第一插销3和第一铰链支链2铰接，第一卡槽4的另一端通过第二插销5与外部零件铰接，第一卡槽4的两端口轴线垂直，第二卡槽7的一端通过第三插销8和第二铰链支链9铰接，第二卡槽7的另一端通过第四插销6与外部零件铰接，第二卡槽7的两端口轴线垂直。

所述三自由度铰链的工作原理及过程：通过第一铰链支链2和第二铰链支链铰接9的轴销1实现第一个转动副，通过第二插销5与外部零件铰接，利用第一卡槽4的转动实现第二个转动副，通过第四插销6与外部零件铰接，利用第二卡槽7的转动实现第三个转动副，三个转动副在第一铰链支链和第二铰链支链的链接下精确地实现转动动作，使所述三自由度铰链具有可控、可调、输出柔性等性能，使铰链适应不同任务，灵活应用于不同场合和不同的工作对象。

如图4、图5所示，所述三自由度铰链可以应用于机械框架结构、工业机器人等领域，与所述三自由度铰链的轴销1连接、第二插销5铰接以及第四插销6铰接的外部零件为机械框架结构中的杆件、工业机器人的手臂等零件。

显然，以上实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域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，均属于本发明保护的范围。