自鎖式球形接頭制造技術(shù)

一種自鎖式球形接頭包括第一細(xì)長(zhǎng)件、球體和第二細(xì)長(zhǎng)件。第一細(xì)長(zhǎng)件包括置于一端的容置器。容置器具有限定井狀物的內(nèi)表面。球體可置于井狀物中旋轉(zhuǎn)。球體由多個(gè)分部形成，這些分部可相對(duì)彼此朝向并且遠(yuǎn)離球軸移動(dòng)。第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移。處于鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，球體的外表面與內(nèi)表面摩擦接合，以防止球體在井狀物中旋轉(zhuǎn)。球形接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，球體可在井狀物中旋轉(zhuǎn)。將第二細(xì)長(zhǎng)件沿球軸按壓，使球形接頭從鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。

Self locking spherical joint

A self-locking spherical joint includes a first elongated member, a sphere, and a second elongated member. The first elongate member includes a holder disposed at one end. An internal surface of a well shaped object. A sphere can be rotated in a well. The sphere is formed from a plurality of segments that are oriented relative to each other and moving away from the axis. Second the slender member can be moved along the shaft. When locked, the outer surface of the ball engages with the inner surface to prevent the ball from rotating in the well. When the ball joint is in a non locking structure, the sphere can rotate in the well like object. Press the second elongated member along the ball shaft so that the ball joint changes from the locking structure to the non locking structure.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
自鎖式球形接頭
本專利技術(shù)涉及球形接頭，更具體地，涉及包括自鎖機(jī)構(gòu)的球形接頭。
技術(shù)介紹
球形接頭使得兩種連接物聯(lián)接在一起，同時(shí)使連接物能夠圍繞接頭在所有三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度(DOF)旋轉(zhuǎn)。一些球形接頭包括鎖定機(jī)構(gòu)，使得球形接頭鎖定，在一個(gè)或多個(gè)自由度將連接物彼此固定。通常地，鎖定機(jī)構(gòu)包括外部件，其移動(dòng)至與球形接頭的球體接觸，這樣外部件和球體的接合將球形接頭鎖定。這類鎖定件的限制是，當(dāng)向其中一個(gè)連接物施加力，使該連接物相對(duì)彼此圍繞已鎖定的球形接頭移動(dòng)時(shí)，外部件施加在球體上的力必須增大或大于施加至連接物上的力。當(dāng)向其中一個(gè)連接物施加很大的力以使該連接物相對(duì)彼此移動(dòng)時(shí)，對(duì)使用者而言很難通過外部件向球體施加足夠大的力，來鎖定球形接頭。因此，一直需要一種球形接頭，該球形接頭能夠在已經(jīng)向連接物施加很大力的前提下，將兩個(gè)連接物相對(duì)彼此鎖定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)一般涉及一種自鎖式球形接頭，其偏向鎖定結(jié)構(gòu)，此時(shí)球形接頭的臂或連接物相對(duì)彼此固定。在鎖定狀態(tài)下，球形接頭設(shè)置為利用連接物上的力來提升連接物相對(duì)彼此的鎖定或固定，并充當(dāng)自動(dòng)制動(dòng)器。作為自動(dòng)制動(dòng)器，為了移動(dòng)球形接頭所施加的力越大，接頭的鎖定力越大。通過將其中一個(gè)連接物壓向球形接頭，使球形接頭轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定狀態(tài)，其使得球形接頭的連接物能夠相對(duì)彼此在一個(gè)或多個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)松開被按壓的連接物時(shí)，球形接頭恢復(fù)至鎖定狀態(tài)。預(yù)期的是，比起連接物在除了朝向球形接頭以使球形接頭解鎖的方向上所經(jīng)受的力，按壓連接物所需的力比較小。在本專利技術(shù)的一方面，自鎖式球形接頭包括第一細(xì)長(zhǎng)件、球體和第二細(xì)長(zhǎng)件。第一細(xì)長(zhǎng)件包括置于一端的容置器。該容置器具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定了可旋轉(zhuǎn)地容置球體的井狀物。該球體限定了球軸以及圍繞球軸的通道。該球體由多個(gè)分部形成，該分部可朝向并遠(yuǎn)離球軸移動(dòng)。球體的分部相互配合限定了球體的外表面。第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移，并具有第一端部和第二端部。該第一端部置于球體的通道中。在自鎖式球形接頭的鎖定結(jié)構(gòu)中，球體的外表面與限定井狀物的內(nèi)表面摩擦接合，以防止球體在井狀物中旋轉(zhuǎn)。在自鎖式球形接頭的非鎖定結(jié)構(gòu)中，球體可在井狀物中旋轉(zhuǎn)。將第二細(xì)長(zhǎng)件沿球軸壓向容置器，使自鎖式球形接頭從鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。在一些方面，自鎖式球形接頭偏向鎖定結(jié)構(gòu)。自鎖式球形接頭可包括偏壓件，該偏壓件置于井狀物中，并與第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部接合，以促使自鎖式球形接頭向鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。在一些方面，球體的多個(gè)分部處于鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)在相鄰分部之間限定第一間隙，處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)在相鄰分部限定第二間隙，其中第二間隙小于第一間隙。在非鎖定結(jié)構(gòu)，第二間隙可基本為零，這樣相鄰分部彼此接觸。第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部可包括平面和在相鄰平面交匯處所限定的邊。第一端部的邊可置于球體的相鄰分部間的間隙中，這樣第二細(xì)長(zhǎng)件的旋轉(zhuǎn)將邊與其中一個(gè)相鄰分部接合，使球體分部向外移動(dòng)，并與限定了容置器井狀物的內(nèi)表面接合。自鎖式球形接頭的幾何形狀可設(shè)計(jì)為，使第二細(xì)長(zhǎng)件的旋轉(zhuǎn)增加接頭的鎖定力。此外，為了旋轉(zhuǎn)第二細(xì)長(zhǎng)件所施加的力越大，自鎖式球形接頭的鎖定能力越強(qiáng)。在某些方面，自鎖式球形接頭包括圍繞球體的緊縮件，該緊縮件可促使球體的多個(gè)分部移向球軸。該緊縮件可促使每個(gè)分部移向相鄰分部，以減少球體的直徑。在特別的方面，第二細(xì)長(zhǎng)件限定了圍繞球軸設(shè)置的內(nèi)腔，并且第一細(xì)長(zhǎng)件限定了與井狀物連通的孔道。自鎖式球形接頭可包括栓以及孔道，該栓置于內(nèi)腔中，該孔道使第一細(xì)長(zhǎng)件和第二細(xì)長(zhǎng)件彼此對(duì)齊，同時(shí)使自鎖式球形接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)僅在一個(gè)自由度內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在某些方面，球體至少一部分的通道是截錐形，并且第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部是截錐形。球體的整個(gè)通道可為截錐形。第二細(xì)長(zhǎng)件的第二端部可從球體伸出。在某些方面，第二細(xì)長(zhǎng)件和球體之間的接觸長(zhǎng)度在處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)比處于鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)更大。在鎖定結(jié)構(gòu)中，第二細(xì)長(zhǎng)件可設(shè)置為在具有高載荷情況下?lián)锨@樣自鎖式球形接頭在鎖定結(jié)構(gòu)滑動(dòng)。在本專利技術(shù)的另一方面，自鎖式球形接頭包括第一細(xì)長(zhǎng)件、球體以及第二細(xì)長(zhǎng)件。第一細(xì)長(zhǎng)件包括置于一端的容置器。該容置器具有限定了井狀物的內(nèi)表面。該球體可旋轉(zhuǎn)地置于井狀物中，并具有外表面。球體限定了球軸和圍繞球軸的通道。第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移，并包括置于球體的通道內(nèi)的一部分。在自鎖式球形接頭的鎖定結(jié)構(gòu)中，球體的外表面與限定了井狀物的內(nèi)表面摩擦接合，以防止球體在井狀物中旋轉(zhuǎn)。在自鎖式球形接頭的非鎖定結(jié)構(gòu)中，球體可在井狀物中旋轉(zhuǎn)。第二細(xì)長(zhǎng)件沿球軸被壓向容置器，將自鎖式球形接頭轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。在某些方面，球體包括圍繞球軸設(shè)置的多個(gè)分部。多個(gè)分部可朝著以及遠(yuǎn)離球軸移動(dòng)，以改變球體的外表面所限定的球體直徑。或者，球體可由彈性可壓縮材料制成，這樣由球體的外表面限定的球體直徑可變化。在本專利技術(shù)的另一方面，人體模型包括第一解剖結(jié)構(gòu)、第二解剖結(jié)構(gòu)以及第一解剖結(jié)構(gòu)和第二解剖結(jié)構(gòu)之間的接頭。該接頭包括自鎖式球形接頭，來提供第一解剖結(jié)構(gòu)和第二解剖結(jié)構(gòu)之間的選擇性運(yùn)動(dòng)。自鎖式球形接頭包括第一細(xì)長(zhǎng)件、球體以及第二細(xì)長(zhǎng)件。該第一細(xì)長(zhǎng)件包括置于一端的容置器。該容置器具有限定了井狀物的內(nèi)表面。第一細(xì)長(zhǎng)件置于第一解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)，并相對(duì)該第一解剖結(jié)構(gòu)固定。球體可旋轉(zhuǎn)地置于井狀物中，并限定球軸和圍繞該球軸的通道。球體由多個(gè)分部形成，該多個(gè)分部可朝向以及遠(yuǎn)離球軸移動(dòng)。球體的分部相互配合限定了球體的外表面。第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移，并具有第一端部和第二端部。第一端部置于球體的通道中，第二端部置于第二解剖結(jié)構(gòu)中并相對(duì)第二解剖結(jié)構(gòu)固定。在人體模型的接頭的鎖定結(jié)構(gòu)中，球體的外表面與限定井狀物的內(nèi)表面摩擦接合，以防止第一解剖結(jié)構(gòu)與第二解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)彼此移動(dòng)。在人體模型的接頭的非鎖定結(jié)構(gòu)中，球體可在井狀物中旋轉(zhuǎn)，使得第一解剖結(jié)構(gòu)和第二解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)彼此移動(dòng)。將第一解剖結(jié)構(gòu)壓入接頭，使接頭從鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。在某些方面，當(dāng)接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，第一解剖結(jié)構(gòu)和第二解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)彼此在三個(gè)自由度上可移動(dòng)。或者，當(dāng)接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，第一解剖結(jié)構(gòu)和第二解剖結(jié)構(gòu)可相對(duì)彼此僅在一個(gè)自由度上移動(dòng)。進(jìn)一步地，為保持一致性，本文所描述的任意方面可與本文所描述的任意或所有其他方面共同應(yīng)用。附圖說明在下文中，參照附圖對(duì)本專利技術(shù)的不同方面進(jìn)行描述，該附圖并入本專利技術(shù)，并構(gòu)成本專利技術(shù)的一部分，其中：圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鎖定球形接頭的示例；圖2為根據(jù)本專利技術(shù)的自鎖式球形接頭的透視圖；圖3為圖2球形接頭的部件相分離的爆炸圖；圖4為沿圖2剖面線4-4的剖視圖，其示出了處于鎖定結(jié)構(gòu)的球形接頭；圖5為圖3球形接頭的球體處于鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)的正視圖；圖6為圖4的球體處于非鎖定結(jié)構(gòu)的正視圖；圖7為圖2的球形接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖8為圖2的球形接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)的剖視圖，其具有栓，將球形接頭限制在單一旋轉(zhuǎn)自由度；圖9為圖2的球形接頭處于鎖定結(jié)構(gòu)的剖視圖，其具有在高載荷下彎曲的桿，以使該球形接頭離合；圖10為根據(jù)本專利技術(shù)所提供的人體模型的透視圖，其在肩關(guān)節(jié)包括處于鎖定結(jié)構(gòu)的圖2的球形接頭，并且在肘關(guān)節(jié)包括處于鎖定結(jié)構(gòu)的圖8的球形接頭；圖11為圖10的人體模型的透視圖，其在肩關(guān)節(jié)具有處于非鎖定結(jié)構(gòu)的球形接頭，在肘關(guān)節(jié)具有處于鎖定結(jié)構(gòu)的球形接頭；圖12為圖11的人體模型的透視圖，其在肩關(guān)節(jié)具有圍繞肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)后恢復(fù)鎖定結(jié)構(gòu)的球形接頭，在肘關(guān)節(jié)具有本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自鎖式球形接頭，其特征在于，包括：第一細(xì)長(zhǎng)件，其包括置于一端的容置器，所述容置器具有限定了井狀物的內(nèi)表面；球體，所述球體可旋轉(zhuǎn)地置于井狀物中，所述球體限定球軸和圍繞所述球軸的通道，所述球體由多個(gè)分部形成，所述分部朝向以及遠(yuǎn)離所述球軸移動(dòng)，所述球體的所述分部相互配合限定了球體的外表面；以及第二細(xì)長(zhǎng)件，所述第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移，具有第一端部和第二端部，所述第一端部置于球體的通道中，其中所述自鎖式球形接頭具有鎖定結(jié)構(gòu)，這樣所述球體的外表面與限定了所述井狀物的內(nèi)表面摩擦接合，以防止球體在井狀物中旋轉(zhuǎn)，其中所述自鎖式球形接頭具有非鎖定結(jié)構(gòu)，這樣球可在井狀物中旋轉(zhuǎn)，其中將第二細(xì)長(zhǎng)件沿球軸壓向容置器，使自鎖式球形接頭從鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.29 US 14/982,4201.一種自鎖式球形接頭，其特征在于，包括：第一細(xì)長(zhǎng)件，其包括置于一端的容置器，所述容置器具有限定了井狀物的內(nèi)表面；球體，所述球體可旋轉(zhuǎn)地置于井狀物中，所述球體限定球軸和圍繞所述球軸的通道，所述球體由多個(gè)分部形成，所述分部朝向以及遠(yuǎn)離所述球軸移動(dòng)，所述球體的所述分部相互配合限定了球體的外表面；以及第二細(xì)長(zhǎng)件，所述第二細(xì)長(zhǎng)件可沿球軸平移，具有第一端部和第二端部，所述第一端部置于球體的通道中，其中所述自鎖式球形接頭具有鎖定結(jié)構(gòu)，這樣所述球體的外表面與限定了所述井狀物的內(nèi)表面摩擦接合，以防止球體在井狀物中旋轉(zhuǎn)，其中所述自鎖式球形接頭具有非鎖定結(jié)構(gòu)，這樣球可在井狀物中旋轉(zhuǎn)，其中將第二細(xì)長(zhǎng)件沿球軸壓向容置器，使自鎖式球形接頭從鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉擎i定結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述自鎖式球形接頭偏向鎖定結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2的自鎖式球形接頭，其特征在于，進(jìn)一步包括置于井狀物中的偏壓件，所述偏壓件與第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部接合，促使自鎖式球形接頭向鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。4.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述自鎖式球形接頭處于鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，所述球體的多個(gè)分部在相鄰分部間限定了第一間隙，自鎖式球形接頭處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，所述球體的多個(gè)分部在相鄰分部之間限定了第二間隙，所述第二間隙小于所述第一間隙。5.根據(jù)權(quán)利要求4的自鎖式球形接頭，其特征在于，處于非鎖定結(jié)構(gòu)時(shí)，所述球體的相鄰分部彼此接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部包括平面和在相鄰平面的交匯處所限定的邊。7.根據(jù)權(quán)利要求6的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述第一端部的邊置于球體相鄰分部之間的間隙中，這樣桿的旋轉(zhuǎn)使所述邊與其中一個(gè)相鄰分部相接合，將分部外移，與限定了井狀物的內(nèi)表面接合。8.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，進(jìn)一步包括圍繞球體的緊縮件，所述緊縮件促使球體的多個(gè)分部移向球軸。9.根據(jù)權(quán)利要求8的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述緊縮件促使球體的每個(gè)分部移向相鄰分部，以減小球體的直徑。10.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述第二細(xì)長(zhǎng)件限定圍繞球軸設(shè)置的內(nèi)腔，所述第一細(xì)長(zhǎng)件限定與井狀物連通的孔道。11.根據(jù)權(quán)利要求10的自鎖式球形接頭，其特征在于，進(jìn)一步包括栓，所述栓置于所述內(nèi)腔和孔道內(nèi)，將所述第一細(xì)長(zhǎng)件和第二細(xì)長(zhǎng)件彼此對(duì)齊，同時(shí)使所述自鎖式球形接頭僅在一個(gè)自由度上旋轉(zhuǎn)。12.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述球體的至少一部分通道為截錐形，所述第二細(xì)長(zhǎng)件的第一端部為截錐形。13.根據(jù)權(quán)利要求12的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述球體的整個(gè)通道為截錐形。14.根據(jù)權(quán)利要求1的自鎖式球形接頭，其特征在于，所述第二細(xì)長(zhǎng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：利瓦伊·薩頓，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：里奧·D·伯恩斯坦家族有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó),US