專利名稱：既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球形關(guān)節(jié)，具體涉及一種既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，主要用于公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，隨著交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備的應(yīng)用場合也越來越廣泛。現(xiàn)有的熱再生浙青路面公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備在進(jìn)行公路面養(yǎng)護(hù)或鋪路作業(yè)時(shí)，一般采用將浙青料置于填補(bǔ)坑內(nèi)后，再需利用具有一定面積的通過加熱板蓋在需要養(yǎng)護(hù)修理的浙青路面上對(duì)路面材料進(jìn)行加熱。加熱板與路面之間的距離大小對(duì)于加熱效果、加熱均勻性都至關(guān)重要。但被加熱路面常常存在不同方向的傾斜。對(duì)路面進(jìn)行加熱時(shí)，如果加熱板平面相對(duì)于路面的不能自動(dòng)適應(yīng)，當(dāng)路面存在任一方向的傾斜時(shí)，必將使得加熱板與路面之間的距離不等，造成加熱不均勻，影響路面的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。目前，國內(nèi)所有同類機(jī)型的加熱板處于加熱路面狀態(tài)時(shí)，相對(duì)于設(shè)備基礎(chǔ)底盤只能垂直升降，不能在鉛垂面內(nèi)調(diào)整角度，即不能自動(dòng)適應(yīng)路面的傾斜。這種路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，為了保證對(duì)路面的修補(bǔ)痕跡美觀，同時(shí)能夠方便地適應(yīng)作業(yè)環(huán)境，常常需要加熱板在水平面(與路面平行的平面)內(nèi)旋轉(zhuǎn)一定角度。因此，一個(gè)功能完善的加熱板，不僅需要在全方位的垂直面內(nèi)自由浮動(dòng)，以保證自動(dòng)適應(yīng)路面的任意方向傾斜，同時(shí)需要在水平面內(nèi)被操縱旋轉(zhuǎn)。一個(gè)普通的球形關(guān)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間在垂直平面內(nèi)(當(dāng)球鉸軸線垂直于路面時(shí))的全方位浮動(dòng)，但不能實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的相互驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。因此，使用普通球形關(guān)節(jié)只能解決一半問題，不能解決全部問題。這就要求之間調(diào)將浙青料加熱壓制與被修補(bǔ)路面水平，即完成作業(yè)；當(dāng)修補(bǔ)路面或鋪設(shè)路面存在坡度時(shí)，現(xiàn)有的加熱板由于其自身結(jié)構(gòu)限制，僅可在水平平面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而無法垂直浮動(dòng)，使得作業(yè)無法利用養(yǎng)護(hù)設(shè)備直接進(jìn)行，而需人工替代。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，主要解決了公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備在針對(duì)帶有坡度的路面進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由于加熱板無法垂直浮動(dòng)而導(dǎo)致作業(yè)無法進(jìn)行的問題。該球形關(guān)節(jié)既可在給定平面(平行于路面的平面)內(nèi)全方位垂直浮動(dòng)，又可通過人為操縱在給定平面內(nèi)使相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件與球形關(guān)節(jié)同步浮動(dòng)，但相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件無法相對(duì)于球形關(guān)節(jié)水平旋轉(zhuǎn)；因此，該球形關(guān)節(jié)滿足了浙青路面熱再生養(yǎng)護(hù)車加熱板既在垂直平面內(nèi)全方位浮動(dòng)又在水平面內(nèi)操縱旋轉(zhuǎn)的功能要求，使得這種加熱板既能自動(dòng)適應(yīng)路面任意方向的傾斜又能根據(jù)需要操縱旋轉(zhuǎn)，提高了熱再生浙青路面養(yǎng)護(hù)車的整機(jī)性能。除了上述應(yīng)用之外，該球形關(guān)節(jié)也可用于其他既需要在一個(gè)平面內(nèi)浮動(dòng)又需要在另一個(gè)正交平面內(nèi)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的場合。[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下該既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)包括球頭、球頭軸、以及包裹球頭的上球窩和下球窩，球頭軸一端與球頭固定連接，另一端穿過上球窩并伸出，球頭軸上設(shè)置有上驅(qū)動(dòng)板，上驅(qū)動(dòng)板與球頭軸的中心軸垂直；所述上驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有設(shè)置有至少兩個(gè)立筋，上球窩上設(shè)置有與立筋相適配的立板組，一個(gè)立板組包括兩個(gè)立板，立筋嵌入立板的間隙中，立筋上設(shè)置有一個(gè)鋼球，鋼球直徑與立板間距相同。上述立筋為4個(gè)，4個(gè)立筋以球頭軸的中心軸輻射均布在上驅(qū)動(dòng)板上。設(shè)立筋的長度為a，上驅(qū)動(dòng)板與上球窩之間的最大垂直距離為b，a與b應(yīng)使上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于上球窩的運(yùn)動(dòng)傾斜角度< ±10°。上述立筋與立板的長度相等。上述上球窩由兩個(gè)半球窩拼接組成，上驅(qū)動(dòng)板由兩個(gè)半驅(qū)動(dòng)板拼接組成。上述上球窩上的立筋及鋼球可以與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板互換位置，互換不影響其功能。上球窩上的立筋與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板可以相對(duì)滑動(dòng)和滾動(dòng)使得兩部分之間可以自由浮動(dòng)。該既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)在設(shè)計(jì)、裝配正確狀態(tài)下，上球窩上的立筋將與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板相嵌合，可以相對(duì)滑動(dòng)也可以相對(duì)滾動(dòng)。上球窩上的立筋與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板相互嵌合使得兩者之間在與球頭軸線相垂直的平面內(nèi)連成一體，不能相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但其中一部分在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以驅(qū)動(dòng)另一部分一起轉(zhuǎn)動(dòng)。上球窩上的立筋與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板可以相對(duì)滑動(dòng)和滾動(dòng)使得兩部分之間可以自由浮動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明提供的球形關(guān)節(jié)可以在給定平面內(nèi)，實(shí)現(xiàn)上下垂直浮動(dòng)，這樣使得公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備進(jìn)行作業(yè)時(shí)，用球形關(guān)節(jié)的球頭軸和下球窩分別連接固定架和加熱板，即可使加熱板相對(duì)于固定架在水平面360°范圍內(nèi)上下擺動(dòng)一定角度，滿足了加熱板轉(zhuǎn)動(dòng)適應(yīng)路面坡度養(yǎng)護(hù)和鋪設(shè)的要求，同時(shí)，當(dāng)需要在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)加熱板時(shí)，可以通過液壓或機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球頭軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)加熱板一起轉(zhuǎn)動(dòng)。該球形關(guān)節(jié)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了垂直面內(nèi)全方位浮動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的功能，而且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低。

圖1為本發(fā)明球形關(guān)節(jié)立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明球形關(guān)節(jié)整體結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖3為本發(fā)明球形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖；圖4為本發(fā)明球形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖；圖5為本發(fā)明球形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖。附圖明細(xì)如下1-上球窩；2_球頭；3_下球窩；4_上驅(qū)動(dòng)板；5_立筋；6_立板；7_球頭軸；8_鋼球。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述該球形關(guān)節(jié)包括球頭、球頭軸、以及包裹球頭的上球窩和下球窩，球頭軸一端與球頭固定連接，另一端穿過上球窩并伸出。上球窩可以采用由兩個(gè)半球窩拼接組成，這樣便于安裝和更換零部件，當(dāng)然也可以加工成一體件，但成本較高且不易安裝、更換。上球窩和下球窩包裹在球頭上，上球窩與下球窩之間剛性鏈接形成空心球窩，與球頭一起構(gòu)成普通球形關(guān)節(jié)。球頭與球窩之間在通過球頭軸線的所有平面內(nèi)可以有限轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，在垂直于球頭軸線的平面內(nèi)可以無限轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參照圖3、圖4、圖5。上驅(qū)動(dòng)板與球頭軸剛性鏈接，上驅(qū)動(dòng)板平面與球頭軸線垂直。上球窩外部有數(shù)個(gè)(一般為4個(gè))均布的輻射狀立筋，每一個(gè)立筋上對(duì)稱安裝一個(gè)鋼球。上驅(qū)動(dòng)板的一個(gè)平面上也有與立筋數(shù)量相同的一組等間距立板，其間距與立筋上的鋼球直徑相同，上球窩上的立筋及鋼球可以與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板互換位置，互換不影響其功能。本發(fā)明提供了兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上球窩的立筋鋼球相對(duì)于下球窩上驅(qū)動(dòng)板的等間距立板的內(nèi)板面軸向運(yùn)動(dòng)而限制沿球桿加熱板繞球頭軸線的周向運(yùn)動(dòng)，具體方案如下1、立筋鋼球徑向布置在上球窩外面，等間距立板徑向布置在上驅(qū)動(dòng)板的下面上；驅(qū)動(dòng)板包括平行設(shè)置的兩片上立筋，下限位板包括一片下立筋，兩片上立筋以下立筋為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置，下立筋插入兩片上立筋之間的間隙內(nèi)，下立筋上固定設(shè)置有鋼球，兩片上立筋之間的垂直距離與鋼球直徑相同或間隙配合，鋼球的設(shè)置即滿足了上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于下限位板沿軸向運(yùn)動(dòng)的要求，又采用了線接觸的方式避免了面接觸的大量摩擦力產(chǎn)生導(dǎo)致功耗提高的問題；上立筋的長度小于蓋板與上球窩之間的最大垂直距離，下立筋的長度小于蓋板與上球窩之間的最大垂直距離，設(shè)上立筋的長度為a，蓋板與上球窩之間的最大垂直距離為b，在滿足b> a的同時(shí)，實(shí)際工作中具體選擇數(shù)值時(shí)，一般是以蓋板帶動(dòng)上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于上球窩的傾斜角度做為參考標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行確定，以公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備中應(yīng)用為例，路面傾斜角度一般最大為±10°，3與13應(yīng)滿足蓋板帶動(dòng)上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于上球窩的傾斜角度為±10°，±10°的傾斜范圍確定后，a與b的加工尺寸也隨之確定；上驅(qū)動(dòng)板可以為三組、四組甚至更多，以球桿軸向?yàn)橹行钠骄植蓟蚍瞧骄植荚谏w板上，具體組數(shù)以及分布方式應(yīng)結(jié)合實(shí)際工況具體分析，但以四組平均分布為佳。2、立筋鋼球徑向布置在上驅(qū)動(dòng)板的下面，等間距立板徑向布置在上球窩外面上；上述上驅(qū)動(dòng)板包括一片上立筋，下限位板包括平行設(shè)置的兩片下立筋，兩片下立筋以上立筋為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置，上立筋插入兩片下立筋之間的間隙內(nèi)，上立筋上固定設(shè)置有鋼球，兩片下立筋之間的垂直距離與鋼球直徑相同或間隙配合；下立筋的長度小于蓋板與上球窩之間的最大垂直距離，上立筋的長度小于蓋板與上球窩之間的最大垂直距離；其原理與方案I相同。本發(fā)明提供了兩種用于上球窩相對(duì)于下球窩上驅(qū)動(dòng)板可以沿球桿軸繞球心在垂直面內(nèi)擺動(dòng)向運(yùn)動(dòng)而限制沿球桿繞球心周向運(yùn)動(dòng)的技術(shù)方案，但并不限于上述兩種技術(shù)方案，凡實(shí)現(xiàn)該功能的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供的球形關(guān)節(jié)在設(shè)計(jì)、裝配正確狀態(tài)下，上球窩上的立筋將與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板相嵌合，可以相對(duì)滑動(dòng)也可以相對(duì)滾動(dòng)。上球窩上的立筋與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板相互嵌合使得兩者之間在與球頭軸線相垂直的平面內(nèi)連成一體，不能相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但其中一部分在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以驅(qū)動(dòng)另一部分一起轉(zhuǎn)動(dòng)。上球窩上的立筋與上驅(qū)動(dòng)板上的等間距立板可以相對(duì)滑動(dòng)和滾動(dòng)使得兩部分之間可以自由浮動(dòng)。該球形關(guān)節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中，特別是針對(duì)于帶有坡度的路面進(jìn)行作業(yè)時(shí)，通過機(jī)械方式直接使加熱板與路面完全貼合，極大地提高了作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，包括球頭、球頭軸、以及包裹球頭的上球窩和下球窩，球頭軸一端與球頭固定連接，另一端穿過上球窩并伸出，其特征在于所述球頭軸上設(shè)置有上驅(qū)動(dòng)板，上驅(qū)動(dòng)板與球頭軸的中心軸垂直；所述上驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有設(shè)置有至少兩個(gè)立筋，上球窩上設(shè)置有與立筋相適配的立板組，一個(gè)立板組包括兩個(gè)立板，立筋伸入立板的間隙中，立筋上設(shè)置有一個(gè)鋼球，鋼球直徑與立板間距相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述立筋為4個(gè)，4個(gè)立筋以球頭軸的中心軸輻射均布在上驅(qū)動(dòng)板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于設(shè)立筋的長度為a，上驅(qū)動(dòng)板與上球窩之間的最大垂直距離為b，a與b應(yīng)使上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于上球窩的運(yùn)動(dòng)傾斜角度≤±10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述立筋與立板的長度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述上球窩由兩個(gè)半球窩拼接組成，上驅(qū)動(dòng)板由兩個(gè)半驅(qū)動(dòng)板拼接組成。
6.一種既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，包括球頭、球頭軸、以及包裹球頭的上球窩和下球窩，球頭軸一端與球頭固定連接，另一端穿過上球窩并伸出，其特征在于所述球頭軸上設(shè)置有上驅(qū)動(dòng)板，上驅(qū)動(dòng)板與球頭軸的中心軸垂直；所述上球窩上設(shè)置有設(shè)置有至少兩個(gè)立筋，上驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有與立筋相適配的立板組，一個(gè)立板組包括兩個(gè)立板，立筋伸入立板的間隙中，立筋上設(shè)置有一個(gè)鋼球，鋼球直徑與立板間距相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述立筋為4個(gè)，4個(gè)立筋以球頭軸的中心軸輻射均布在上驅(qū)動(dòng)板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于設(shè)立筋的長度為a，上驅(qū)動(dòng)板與上球窩之間的最大垂直距離為b，a與b應(yīng)使上驅(qū)動(dòng)板相對(duì)于上球窩的運(yùn)動(dòng)傾斜角度≤±10°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述立筋與立板的長度相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，其特征在于所述上球窩由兩個(gè)半球窩拼接組成，上驅(qū)動(dòng)板由兩個(gè)半驅(qū)動(dòng)板拼接組成。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)，主要解決了公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備在針對(duì)帶有坡度的路面進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由于加熱板無法垂直浮動(dòng)而導(dǎo)致作業(yè)無法進(jìn)行的問題。該既可全方位垂直浮動(dòng)又可水平鎖死一起轉(zhuǎn)動(dòng)的球形關(guān)節(jié)包括球頭、球頭軸、以及包裹球頭的上球窩和下球窩，球頭軸上設(shè)置有上驅(qū)動(dòng)板，上驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有設(shè)置有至少兩個(gè)立筋，上球窩上設(shè)置有與立筋相適配的立板組，立筋上設(shè)置有一個(gè)鋼球，鋼球直徑與立板間距相同。該球形關(guān)節(jié)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了垂直面內(nèi)全方位浮動(dòng)和水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的功能，而且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低。
文檔編號(hào)E01C23/14GK202899012SQ201220559948
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月28日
發(fā)明者宋揚(yáng), 李書涵, 黃銅生 申請人:西安達(dá)剛路面機(jī)械股份有限公司