枢转接头制造技术

一种枢转接头，具有：第一构件，其具有位于一端的球体；固定件，其具有一个或多个支承表面，其位于第一构件的球体上；和第二构件，其具有位于一端的一个或多个支承表面，该端定位到第一构件的球体上。第一和第二构件可绕球体中心旋转。该类型的枢转接头适合用于例如Ｓｔｅｗａｒｔ平台的设备中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种枢转接头，特别地，涉及一种高精度的枢转接头。更 具体地，本专利技术涉及一种能够使两个构件产生绕同 一点的旋转运动的枢转 接头。
技术介绍
美国专利6662461公开了一种设备，其包括位于一结构体上的球形支 承体，在球形支承体安装构件，以使所述构件产生旋转运动。每个球形支 承体包括安装在所述结构体内的磁性承窝(magnetic socket)中的球体。每 个球体支承两个构件。每个构件设置有^f兹性承窝，该承窝将所述构件以万 能枢转方式保持到其各自的球体。国际申请WO2004/063579公开了 一种枢转接头，其中球体保持在第一 结构体的容纳器中。两个支柱通过支承表面与球体接触。每一个支柱在其 一端设置有孔，所述支柱部分地容纳球体并配合在球体上面。所述两个支 柱偏压在 一起以保证球体和支柱之间在支柱的支承表面上的接触。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种枢转接头，该枢转接头包括第一构件，其具有位于一端的至少部分球形的区域；固定件，其具有一个或多个支承表面，所述固定件位于第一构件的至少部分球形的区域上；第二构件，其具有位于一端的一个或多个支承表面，所述端定位到第一构件的至少部分球形的区域上；以使得第一和第二构件可以绕至少部分球形的区域的中心旋转。 至少部分球形的区域可以包括球体。优选地，提供偏压装置以抵靠着至少部分球形的区域偏压支承表面中的一个或者二者。偏压装置可以例如包括^磁性体、重力或者弹簧。固定件和第二构件中的一个或者二者可以形成其中容纳有至少部分球 形的区域的组件。第一和第二支承表面与球体可以具有三个接触点。第一和/或第二支承 表面与球体可以具有线接触(也就是，呈圆形)。本专利技术的第二方面包括一种设备，该设备包括 上部结构体和下部结构体，其通过多个支柱彼此连接；其中支柱通过本专利技术的第一方面所述的枢转接头连接到上部结构体和 下部结构体中的至少一个。优选地，附图说明现将参照附图更加详细地描述本专利技术的实施方式，其中图1示出本专利技术的枢转接头的侧视图2是承窝的第一实施方式的平面视图3是承窝的第二实施方式的平面视图4是承窝的第三实施方式的侧视图5是示出使用图1所示的枢转接头的设备的透视图；和图6是用于图5的设备的支柱。具体实施例方式图1示出本专利技术的枢转接头。第一构件IO在其一端设置有球体12。该 球体12尽可能为精确的球状。该球体可以通过已知的方法连接到该构件， 例如通过焊接、螺紋配合或者胶粘就位，或者支柱和球体可以形成为一体。 尽管使用术语"球体"，但是球体可以不是完全球状的。在支柱的末端上具 有一个或多个部分球形的区域是足够的。球体12位于承窝14中，承窝14设置在固定结构体16中。承窝14具 有基本圆形的开口(在图2和图3中的18)以容纳球体12。图2和图3示出 承窝的两个实施方式的平面视图。在图2中，三个衬垫20a、 20b、 20c设置 在开口 18的内圓周周围以提供承窝和球体之间的三点接触。衬垫可以由其它特征替代，且优选地位于倾斜的表面上。在图3中，形成的开口 18具有 三个接触球体的突起22a、 22b、 22c,从而形成三个接触点。这些突起可以 与承窝是一体的或者通过特征例如球轴承形成。在这两个实施方式中，三 面接触使得球体能准确地定位在承窝内。球体和承窝的这种布置允许球体 在承窝内旋转，同时防止平移运动，从而允许其上连接有球体的构件旋转。图4示出承窝的另一个实施方式的横截面侧视图。在该实施方式中， 承窝具有圓锥截面24,球体通过球体和推体之间的圆周接触被支承。在这些承窝的实施方式的每一个中，在承窝内设置磁性体以吸引球体， 磁性体优选地由钢制成。这将球体保持在承窝内，同时允许其旋转。这样， 承窝内的球体的中心保持固定。另一偏压装置可以用于替代磁性体，例如 重力(gravity)或者弹簧。如果使用弹簧，其可以安装在第一构件10和固定 结构体16之间以将球体12限制(trap)就位。至此所述的这种布置使得单个构件能够相对于固定结构体旋转。但是， 在单个接头上设置两个构件也是希望的。第二构件26如图所示安装到枢转接头8上。构件26在其一端设置有 承窝28。该承窝28具有与参照图2-4所述的类似的形式。承窝28位于第一构件提供的球体12上。这样，具有承窝末端的构件 26能够绕球体12的中心30旋转，从而绕与具有球体末端的构件的旋转中 心相同的中心^走转。如前所述，第二构件可以偏压就位，例如通过^兹性体、 重力或者弹簧。如果使用弹簧，其可以安装在第二构件26和固定件16之 间从而将球体12限制就位。在替代的布置中，球体可以限制在固定结构体中或者固定结构体与承 窝28的组合中，通过将固定结构体和承窝28之一或二者形成为其中封装 有球体的组件，留出使得球体能够旋转的数微米的间隙。该枢转接头能够用于例如Stewart平台的设备，其包括底座、上部结构 体和数个例如六个连接底座到上部结构体的支柱。支柱两端可转动地安装 到底座和上部结构体，并且所述支柱的支架(mount)之间的长度是可调节 的，以改变上部结构体相对于底座的位置。美国专利6，662，461公开了这样的一种设备，其中六个支柱将底座连接 到上部结构体。在上部结构体和底座的每一个上均设置三个枢转接头，在6每一个枢转接头上安装两个支柱。图5是具有底座32和上部结构体34的设备的透视图。三个枢转接头 36a、 36b、 36c位于上部结构体34中，并且三个枢转接头38a、 38b、 38c 位于底座32中。六个支柱40a-f连接上部结构体34到底座32,并且其每一 端都安装到枢转接头上。每一个枢转接头可以具有如图1所示的布置，一 个支柱连接到球体而另 一支柱具有与球体接合的承窝。图6是适合用于图5所示的设备的支柱的侧视图。支柱40是由伸缩配 合在一起的内部件42和外部件44组成。球体12设置在支柱的一端，而承 窝28设置在另一端内部。支柱在任何时候的长度是在一端上的球体12与 安装有承窝28的球体之间的距离的精确量度。该长度通过部件42内的任 何方便的传感系统(transducer system)例如规尺(未示出)进行测量，连接到部 件44上的读取头(未示出)在部件42上移动。如图6所示的类型的支柱40可以以交替的方向安装在设备中，以使得 一个支柱的承窝端安装在另一支柱的球体端上。这具有仅需要一种设计的 支柱的优点。或者，可以使用两种类型的支柱， 一种是在其每一端具有球 体，而另一种是在其每一端具有承窝。尽管上面的实施例描述承窝通过磁性装置偏压到球体上，但是其它偏 压装置也是可以的。例如，球体和承窝可以在重力作用下保持在一起。枢转接头的这种设计具有数个优点。通过将球体连接到支柱之一上， 支柱与球体相邻的端可以制造得比其一端具有承窝的支柱所需要的更薄。这是因为承窝优选地与球体具有三个点接触，并且三个点分开得越宽，承 窝相对于球体的定位越好。这样，两个支柱的运动范围能够比两个支柱通过承窝安装到球体上的情况下更大。另 一 个优点是在伸缩支柱内的规尺能够连接到球体，从而提高球体到 球体的距离的测量精度。该类型的设备能够例如用作坐标测量机或者机床，其中在上部结构体 和底座之一上增加臂，而且在其上安装操作模块例如测量探针或者工具。 待测量或者机加工的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种枢转接头，包括：　第一构件，其具有位于一端的至少部分球形的区域；　固定件，其具有一个或多个支承表面，该固定件位于所述第一构件的所述至少部分球形的区域上；　第二构件，其具有位于一端的一个或多个支承表面，所述端定位到所述第 一构件的至少部分球形的区域上；　以使得所述第一构件和第二构件可以绕所述至少部分球形的区域的中心旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫罗伯茨麦克默特里，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]