[发明专利]球头锁紧装置与应用方法

权利要求书

1.一种球头锁紧装置，其特征在于，包含承载结构、球窝(2)以及径位调节机构；所述球窝(2)与径位调节机构均安装在承载结构上；所述球窝(2)内部设置有容物槽，容物槽内部形成对接空间；

球窝(2)上设置有一个或多个调节孔(15)，对接空间通过调节孔(15)与外部空间连通；所述径位调节机构穿设在调节孔(15)中；

承载结构上设置有变径导轨(5)，变径导轨(5)包含变径凸台(16)，变径凸台(16)包含档位部(17)，多个档位部(17)中包含有自由档位(31)、防逃逸档位(32)以及锁紧档位(33)；

径位调节机构沿轴向的两端中，其中一端滑动安装在变径凸台(16)上，另一端沿球窝(2)径向方向滑动到达对接空间中；

所述承载结构包含支撑台(6)，变径导轨(5)转动安装在支撑台(6)上；

自由档位(31)、防逃逸档位(32)、锁紧档位(33)依次平滑过渡连接，自由档位(31)、防逃逸档位(32)、锁紧档位(33)在支撑台(6)径向方向上由外到内依次布置；

所述径位调节机构包含卡爪(11)与顶头(13)；

卡爪(11)上设置有拉引槽(14)，拉引槽(14)与变径凸台(16)相匹配；顶头(13)在容物槽中的径向位置能够调节，所述径位调节机构与调节孔(15)在数量上一一对应或存在不同；

所述拉引槽(14)的槽壁面上设置有滚轮(19)，卡爪(11)通过滚轮(19)连接到变径凸台(16)上；

调节孔(15)中还设置有直线轴承(12)，顶头(13)通过直线轴承(12)安装在调节孔(15)中；

自由档位(31)、防逃逸档位(32)、锁紧档位(33)均为弧形结构，对应的弯曲半径分别为R3、R2、R1，且有R3R2R1，相邻两种半径之间通过两段圆弧过渡，每段圆弧与相邻的半径相切，两段圆弧之间也相切；

卡爪(11)位于自由档位(31)、防逃逸档位(32)、锁紧档位(33)上时，分别对应球头锁紧装置处于自由状态、防逃逸状态、锁紧状态；当锁紧装置要从自由状态到防逃逸状态时，转动变径导轨(5)，卡爪(11)从最大半径位置运动到中间半径位置；当卡爪(11)运动到两段圆弧的切点时，变径凸台(16)与顶头(13)之间的压力角最大，为38.66°；根据摩擦力计算公式：f＝μN，式中：f为摩擦力，μ为摩擦系数，N为正压力；f sin38.66°＞N cos38.66°，即tan38.66°＞1/μ，即μ＞1.25时，无论给变径导轨(5)施加多大的力，变径导轨(5)都无法驱动卡爪(11)和顶头(13)沿径向运动；所述拉引槽(14)的槽壁面上设置有滚轮(19)，卡爪(11)通过滚轮(19)连接到变径凸台(16)上；调节孔(15)中还设置有直线轴承(12)，顶头(13)通过直线轴承(12)安装在调节孔(15)中。

2.根据权利要求1所述的球头锁紧装置，其特征在于，所述变径导轨(5)还包含转盘(18)，多个变径凸台(16)紧固安装在转盘(18)上；

支撑台(6)上设置有弧形导轨(9)，转盘(18)上设置有弧形滑块(7)，所述弧形滑块(7)滑动安装在弧形导轨(9)上。

3.根据权利要求2所述的球头锁紧装置，其特征在于，所述支撑台(6)上还安装有微动开关(3)，微动开关(3)的数量与单个变径凸台(16)上档位部(17)的数量相对应；

转盘(18)的外周面上设置有侧边凸起(20)，侧边凸起(20)能够触发微动开关(3)。

4.根据权利要求3所述的球头锁紧装置，其特征在于，所述微动开关(3)连接有指示灯，微动开关(3)与指示灯在数量上一一对应。

5.根据权利要求2所述的球头锁紧装置，其特征在于，所述变径导轨(5)上还设置有手柄；所述手柄包含可折叠手柄(10)；

承载结构还包含球窝(2)保护套，球窝(2)保护套与支撑台(6)紧固连接；球窝(2)保护套上设置有手柄夹持夹(8)，可折叠手柄(10)折叠时近端到达手柄夹持夹(8)中。