[发明专利]一种可变阻力自润滑的关节结构

说明书

技术领域

本发明属于轴承领域，特别涉及一种可变阻力的单元自润滑关节结构，可应用于所有需要轴向载荷的产品设备中。

背景技术

关节结构一般用于需要轴向载荷的产品设备中，普通关节结构的内外球面间隙固定，摩擦系数恒定，且使用寿命短，很难应用到需要反复调整且耐磨的场合中。特别是近年来出现的可穿戴式头戴智能设备，由于不同人员之间的头围大小、眼睛间距等都不一样，需要在实际应用中实时调整头戴设备的可视位置，而目前市面上所提供的可调节机构(如鹅颈管、常规关节轴承等)，通常存在载荷能力不足、定位精度不高、调节定位的位置稳定性差等缺点。

发明内容

本发明的技术解决问题：可以保持万向调节功能，且弥补上述缺点的关节结构的不足，提供一种可变阻力的单元自润滑关节结构，为任意方向调节且位置可调节实现稳定，可以应用于且不仅限于可穿戴设备领域，为机器人关节、手术机械臂等相关载荷组件提供稳定、可调的支撑解决方案，以符合市场的各类实际需求。

本发明技术解决方案：

一种可变阻力的单元自润滑关节结构，其结构形式如下：两端外球面的球头轴，与所述球头轴两端外球面配合的球头套，用于固定和锁紧球头轴和球头套的支架；球头轴的外球面与球头套内球面之间是球面配合，并能够摩擦滑动，滑动方向为任意方向，摩擦滑动的阻尼力通过调节球头外球面与球头套内球面之间的间隙来控制。球头套开有一处矩形槽，此矩形槽从外圆柱面贯彻于内球面，支架开有一处矩形槽，用松紧螺钉的收紧调节方式穿过球头套的矩形槽锁紧支架上矩形槽的同时压紧球头套与球头轴的内、外球面，通过调节松紧螺钉，控制球头轴与球头套间的摩擦阻力来调节关节调节机构的载荷能力。

一种可变阻力的单元自润滑关节结构，采用材料如下：

球头轴采用的材料是金属材料或外围包裹金属材料的其他材料，或是温度稳定性高不易变形的高分子塑料；球头套采用具有自润滑作用的赛钢料(POM)、聚四氟乙烯编织复合材料、聚醚醚酮(PEEK)；关节架采用硬铝金属、PC塑料材料、聚醚醚酮(PEEK)高分子材料以及复合炭纤维材料。

一种可变阻力的单元自润滑关节结构，用以下加工方式可实现：

球头轴通过数控加工中心(CNC)加工、注塑方式实现，配合抛光、电镀工艺使得的表面光洁度达到3.2微米以上、圆度达到0.05毫米以上；球头套的圆度达到0.05毫米以上，通过收紧结构的收紧程度动态调节就能获得从零到无穷大的负载力，达到所需的载荷要求和万向调节功能。

同时，球头轴之间通过支架压紧球头套连接，可实现关节长度的多级叠加。载荷固定于末端的球头轴的一端，可作伸缩并万向旋转。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提供的关节结构，不但可以任意方向进行调整，还可以在一定载荷下固定在某个位置，并且在长期使用该关节后，往往会因为球头轴与球头套的内、外球面之间的磨损而变得松动，通过调节松紧螺钉，重新将关节进行紧固，使结构长期使用。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的结构分解图；

图3是本发明实施例1的调节方向示意图；

图4是本发明实施例1的多级结构示意图。

图5是本发明实施例2的结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构分解图；

图7是本发明实施例2的调节方向示意图；

图8是本发明实施例2的多级结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行详细说明，有助于使本方面的目的和功能更加清楚。此处所阐述的具体实施例仅用于解释本发明，实施例中所展现的具体外形、尺寸等并不限定于本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种可变阻力单元自润滑关节轴承，仅展现与本发明相关的部分。

如图1所示，本发明的一种可变阻力单元自润滑关节轴承，含3个部分：两端外球面的球头轴P1，与所述球头轴两端外球面配合的球头套P2，用于固定球头轴和球头套的支架P3，本实施例中的球头轴P1采用的材料是不锈钢材料，球头套P2采用具有自润滑作用的赛钢料(POM)，支架P3采用硬铝金属材料。球头轴P1通过数控加工中心(CNC)加工实现，抛光后的表面光洁度达到3.2微米、圆度达到0.05毫米，球头套P2的圆度达到0.05毫米。

如图1所示，球头轴P1包裹在球头套P2中，球头套P2包裹在支架P3中。