[发明专利]一种二自由度和三自由度可转换的球关节结构

权利要求书

1.一种二自由度和三自由度可转换的球关节结构，其特征在于，包括：

具有容置腔的外壳体(40)；

位于所述外壳体(40)的容置腔内且可在所述容置腔内转动的中空球体(10)，所述球体(10)的下半球面上开设有对称中心面位于所述球体(10)的竖直中心平面上的一槽体(11)；

竖直插设在所述外壳体(40)内且位于所述球体(10)下方、轴心线通过所述球体(10)球心的限动销柱(20)；

设置在所述外壳体(40)内用于驱使所述限动销柱(20)做竖直方向的直线往复运动的第一蜗轮蜗杆组件(30)；

其中，所述第一蜗轮蜗杆组件(30)驱使所述限动销柱(20)的顶部插入或是退出所述槽体(11)以实现所述球体(10)转动自由度的调节；

还包括一设置在所述球体(10)的中空腔内且与所述限动销柱(20)的顶部相配合以使所述球体(10)复位的扭簧组件(90)；所述扭簧组件(90)包括一紧固在所述球体(10)中空腔内的扭簧座(91)、具有一第一支臂(921)和一第二支臂(922)且通过枢接轴(93)枢接在所述扭簧座(91)上的扭簧(92)、一紧固在所述扭簧座(91)上且位于所述第一支臂(921)与所述第二支臂(922)之间的限位螺栓(94)，其中，所述扭簧(92)的枢接轴线垂直于所述槽体(11)所在的竖直中心平面，当所述限动销柱(20)的顶部插入所述槽体(11)并转动所述球体(10)时，所述限动销柱(20)沿着所述槽体(11)的分布方向推动所述第一支臂(921)或是所述第二支臂(922)。

2.如权利要求1所述的二自由度和三自由度可转换的球关节结构，其特征在于，所述第一蜗轮蜗杆组件(30)包括一第一蜗轮(31)和一第一蜗杆(32)，所述外壳体(40)上成型有相连通的一第一蜗轮腔(412)和一第一蜗杆腔(413)，所述外壳体(40)内还成型有一用于插设所述限动销柱(20)的防转孔(411)，所述防转孔(411)连通位于其上方的所述外壳体(40)容置腔和位于其下方的所述第一蜗轮腔(412)，所述限动销柱(20)包括一插设在所述防转孔(411)内的柱体(21)、一成型在所述柱体(21)顶部可插入所述球体(10)内的短销(22)，其中，所述第一蜗轮(31)螺纹连接于所述柱体(21)，所述柱体(21)的外圆周壁上还成型有与所述防转孔(411)相配合的止转平面(211)。

3.如权利要求1所述的二自由度和三自由度可转换的球关节结构，其特征在于，所述外壳体(40)包括一成型有所述容置腔的基壳(41)、一卡设在所述基壳(41)顶部开口端上的顶环(42)，其中，所述顶环(42)与所述球体(10)的球面之间还夹设有一防尘垫(50)，所述防尘垫(50)的内圈壁上成型有一环形槽(51)，所述防尘垫(50)内圈顶部的孔径值M小于所述球体(10)上与所述防尘垫(50)顶部相对应处球面的直径值N从而使得所述防尘垫(50)的顶部在所述环形槽(51)的作用下张紧在所述球体(10)上。

4.如权利要求1所述的二自由度和三自由度可转换的球关节结构，其特征在于，还包括一位于所述外壳体(40)的容置腔内用于支撑所述球体(10)的球座(60)，所述球座(60)与所述球体(10)之间还夹设有一衬片(70)，其中，所述球座(60)和所述衬片(70)的底部均成型有供所述限动销柱(20)穿设的第一通孔。

5.如权利要求4所述的二自由度和三自由度可转换的球关节结构，其特征在于，还包括一设置在所述外壳体(40)上用于调整所述球座(60)与所述衬片(70)之间间隙大小以实现所述球体(10)锁紧定位的第二蜗轮蜗杆组件(80)。