球接頭的製作方法

2023-06-22 20:38:26

本申請的發明涉及一種被布置為將附接部分聯接至基座部分的球接頭，並且進一步涉及一種包括這種球接頭的系統。本發明具體地涉及一種用於聯接可相對於基座部分傾斜並且進一步可圍繞附接部分縱向軸線旋轉的附接部分的球接頭。

背景技術：

球接頭被用在許多不同的應用中，例如被用在用於要被放置或安裝在水平或垂直表面上的設備的保持器裝置中。保持器裝置可包括通過球接頭連接的附接部分和基座部分。球接頭可允許附接部分例如通過旋轉和/或傾斜運動而移動。

應用中，當電纜等被通過球接頭布置時，希望提供限制附接部分相對於基座部分的旋轉運動的旋轉止動件。附接部分相對於基座部分的無限制旋轉運動可引起以下問題：電纜可能被扭曲而不能起作用、可能被切斷，或者連續旋轉可能逐出電纜的連接器。

在球接頭中產生旋轉止動件的一種方式是提供圍繞球接頭的球的腰部的槽。位於球接頭的球窩中的銷伸入球的槽中。該槽形成有端部以便當在球的旋轉期間沿所述槽移動時為銷提供端部位置。因此，球在球窩中的旋轉運動由端部位置限制。

然而，通過該方案，旋轉運動被限制為小於360度的角度。換句話說，球不能在整個旋轉跨度中旋轉。這在例如具有作為附接部分的一部分的監控攝像機的應用中是不期望的限制。在此情況下，期望球(並因此附接部分)的至少360度旋轉。

公開了一種可旋轉的旋軸組件的文獻us3312482提供了該問題的解決方案。該組件包括用於防止延伸通過旋軸的電氣件過度扭曲的旋轉限制裝置。旋軸構件被布置在杯構件中，杯構件依次被布置在管狀外殼中。第一協作止動機構被布置在旋軸外殼和杯構件上。第二協作止動機構被布置在杯構件和旋軸構件上。協作止動機構限制旋軸構件相對於旋軸外殼的旋轉，同時仍允許至少360度的旋轉。

然而，可能希望提供一種在其設計和功能方面改進的球接頭。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種帶有允許至少360度的旋轉運動的旋轉止動件的球接頭。本發明的進一步的目的是提供一種球接頭，該球接頭允許與包括球的第一部分相對於包括球接頭的球窩的第二部分的傾斜運動結合的旋轉運動。本發明的具體目的是提供一種球接頭，其中包括球的第一部分可相對於包括球窩的第二部分同時被旋轉和傾斜，從而在相對於第二部分調節第一部分時提供自由度。

根據第一方面，將在下面的說明中顯現的以上以及進一步的目的通過一種球接頭實現，其被布置為將附接部分聯接至基座部分，使得所述附接部分能相對於所述基座部分傾斜，並使得所述附接部分能圍繞其縱向軸線旋轉，所述球接頭包括：與所述附接部分相關聯並被提供有具有端部的槽的球；形成在所述基座部分中並被提供有凹部的球窩；以及聯接元件；其中所述球和所述聯接元件被布置在所述球窩中，使得所述聯接元件的一部分位於所述槽中，所述聯接元件的另一部分位於所述凹部中，從而限制所述球的運動；其中所述凹部和所述槽被布置為使得所述聯接元件的相應部分被允許在其中移動；其中所述槽、所述凹部和所述聯接元件的組合布置允許所述球通過至少360度的旋轉運動從第一端部位置移動到第二端部位置；並且其中所述凹部比所述聯接元件位於其中的部分大，使得所述聯接元件被允許在所述凹部的平面中自由移動。

因此提供了具有旋轉止動件但是仍能夠旋轉多於360度的球接頭。該效果是通過凹部、槽和聯接元件的組合布置提供的。注意，凹部、槽和聯接元件可以以多種多樣的方式形成，以便實現該組合布置提供多於360度的旋轉運動。除了將在下面的詳細說明中例示的那些以外，在本發明的範圍內可能的凹部、槽和聯接元件的不同組合布置對於本領域技術人員來說是可獲得的。

此外，創造性的球接頭提供允許球相對於球窩的同時旋轉運動和傾斜運動的優點。具體地說，至少在球在選擇的傾斜範圍內傾斜期間允許球旋轉。選擇的傾斜範圍可以為0-90度，其中0度限定球的起始位置。因此，所述球(並因此包括所述球的相關聯部分)不需要為了能夠旋轉被傾斜至選擇的傾斜範圍內特定的傾斜角度。因此，該球接頭提供相對於球窩調節球的提高的範圍和自由度。

該同時傾斜和旋轉運動的效果通過凹部大於聯接元件位於其中的部分而提供。凹部被布置為使得聯接元件能夠在該凹部的平面中自由移動。自由移動表示聯接元件可在沒有特定方向的引導的情況下，在凹部內，即沿著凹部的平面移動。牴觸的設計將是如槽布置的凹部，移動時，聯接元件將在凹部中沿特定的方向被引導。

該球接頭的進一步優點是其緊湊的設計，這可提供簡單的製造工藝，並且在安裝時可提供省空間的系統。

所述槽可基本圍繞所述球布置。

所述槽可被沿中緯線(equatorially)布置，使得間隙被提供在所述槽的端部之間。所述凹部可被布置為允許所述聯接元件位於其中的部分移動對應於所述間隙的距離。

所述凹部可被布置為使得所述球的傾斜軸線延伸通過所述凹部。

在一個實施例中，所述槽螺旋地布置。所述槽可附加地基本沿中緯線布置。在該實施例中，所述槽可至少圍繞所述球，即圍繞所述球多於一轉布置，從而允許所述球的旋轉運動多於360度。通過凹部大於所述聯接元件位於其中的部分以使所述聯接元件能夠自由移動的形式，所述聯接元件能夠在不迫所述使球側向傾斜的情況下沿螺旋形的槽移動。側向傾斜表示沿橫向於由所述球接頭提供的主傾斜方向的方向傾斜。

優選地，螺旋布置的槽圍繞所述球延伸略多於一轉，諸如在圍繞所述球的1轉和1又1/4轉之間，因此允許所述球略多於360度的旋轉運動。

根據以上任何實施例的凹部可以是圓形的。該設計從製造商的觀點看可能是有利的。圓形的凹部可被布置為使得所述球的傾斜軸線延伸通過所述凹部的中心。

在一個實施例中，所述附接部分能相對於所述基座部分傾斜至少90度。所述附接部分可預期傾斜90度，並因此已被設計為具有略多於90度的最大傾斜角度，以補償製造期間的誤差幅度。

所述聯接元件可由鋼或者任何其它等同的耐力材料製成。如果球被推動旋轉越過任何端部位置，則所述聯接元件易受到力的作用。通過以諸如鋼的耐力材料製造所述聯接元件，所述聯接元件的抵抗力增大。所述附接部分(並因此相關聯的球窩)和包括相關聯的球的所述基座部分可由鋁製成。

所述附接部分可以是監控攝像機、照明設備或者揚聲器設備的一部分。在該應用範圍內，術語「監控攝像機」也包括熱傳感器。

根據第二方面，將在下面的說明中顯現的以上以及進一步的目的通過一種系統實現，該系統包括附接部分和基座部分，所述附接部分和基座部分由球接頭聯接，使得所述附接部分能相對於所述基座部分傾斜，並使得所述附接部分能圍繞其縱向軸線旋轉，其中所述球接頭根據以上公開的實施例中的任何一個布置。

該系統可進一步包括具有所述附接部分的監控攝像機。

以上關於第一方面公開的特徵和優點也適用於該第二方面。為避免過度重複，參考上文。

一般地說，除非在此另作明確限定，在權利要求書中使用的所有術語根據其在本技術領域中通常的含義解釋。除非另作明確陳述，所有對「一/一個/所述[元件、設備、部件、機構等]」的提及均被開放地解釋為指所述元件、設備、部件、機構等的至少一個實例。

附圖說明

現在將參考示出本發明的實施例的附圖更詳細地描述本發明以上公開的以及其它的方面。

圖1a例示根據一個實施例的包括由球接頭聯接的附接部分和基座部分的系統。

圖1b例示圖1a中的系統，其中附接部分已相對於基座部分傾斜。

圖2例示圖1a和圖1b中的球接頭的球。

圖3例示圖1a和圖1b中的球接頭的球窩。

圖4例示圖1a和圖1b中的球接頭的部件如何相對於彼此布置。

圖5a-圖5c例示同時傾斜和旋轉運動期間的圖1a和圖1b中的系統。

圖6是例示圖1a和圖1b中的球接頭的球、聯接元件以及球窩的凹部之間的關係的特寫。

圖7例示根據另一實施例的球接頭的球。

圖8a-圖8c例示在同時傾斜和旋轉運動期間的包括帶有圖7的球的球接頭的系統。

具體實施方式

現將參考其中示出本發明當前優選的實施例的附圖更充分地描述本發明。然而，本發明可以以許多不同的形式體現，並且不應被解釋為受限於在此闡述的實施例。

現在將參考圖1-圖6公開根據第一實施例的球接頭。

圖1a公開了包括附接部分12形式的第一部分和基座部分14形式的第二部分的系統1。附接部分12和基座部分14由球接頭10聯接。球接頭10包括被布置在球窩13中的球11。球接頭10的構造的一般目的是提供球10(並因此相關聯的附接部分12)相對於球窩13(並因此相對於球窩13形成在其中的基座部分14)的旋轉運動和傾斜運動。如由16a所指示，附接部分12被允許圍繞其縱向軸線16旋轉。也允許沿與由16a所指示的方向相反的方向旋轉。

球11形成附接部分12的一部分。附接部分12進一步包括外殼17，攝像機設備(未示出)被布置在外殼17中。攝像機設備可例如為包括用於捕獲監控場景的視覺圖像或熱圖像的視覺圖像傳感器或熱圖像傳感器的監控攝像機設備。窗口15被提供在外殼17中，用於使其中的攝像機設備能夠具有外殼17的外側的視野。

球窩13形成基座部分14的一部分。基座部分14進一步包括安裝部件18。安裝部件18被布置為附接到一表面(例如壁)。

因此，系統1被提供為可由基座部分14安裝的攝像機裝置，並且其中包括攝像機設備的附接部分12可圍繞其縱向軸線16旋轉並可相對於基座部分14傾斜。

圖1b中，附接部分12已被傾斜至與起始位置(在圖1a中例示)成90度的傾斜軸線。因此，攝像機設備的視野可以被調節。如由19a所指示，附接部分12可圍繞其縱向軸線19旋轉。也允許沿與由19a所指示的方向相反的方向旋轉。

系統1被布置為使得球11可被固定在球窩13中，這意味著球11的任何運動被阻止。在系統1的該實施例中，通過將球11楔入球窩13中，球11可被固定在球窩13中。這可以通過向上推動球窩13的底部使得球11被推抵球窩13的上內壁而實現。可以替代地應用用於在球窩中固定球的其它常規方法。

注意，允許附接部分12相對於基座部分14旋轉運動和傾斜運動的一般功能也可以通過其它球接頭設計實現。換句話說，如以下公開的球接頭10的構造細節也可以被應用於具有其它設計的球接頭。

圖2是球11的更詳細的例示。臂23和盤構件22被提供為與球11連接。盤構件22可被附接到附接部分12的外殼17。

球11被提供有槽20。槽20被形成為具有端部。換句話說，槽20不圍繞球11連續延伸。槽20被提供有端部以形成球11的旋轉止動件，這意味著球11不應被允許無終止地旋轉。旋轉止動件的目的可以參考圖4解釋，其中球接頭10被例示為有布置為從中通過的電纜41。電纜41可被提供在位於附接部分12的外殼17中的攝像機設備和基座部分14之間。通過限制球11的旋轉運動，電纜41的旋轉也受到限制，從而降低了因扭曲損壞甚至折斷電纜41的風險。

返回圖2，槽20被提供為從球11面向外部。因而槽20未被提供在球11的內表面上。

在該實施例中，由於槽20幾乎圍繞球延伸，槽20基本圍繞球11布置。而且，槽20基本沿中緯線布置，使得間隙21被提供在槽20的端部之間。

球11不需要具有嚴格的球形，而是可替代地如圖2中那樣在一端被切去。球接頭設計中已知的球11的其它形式也是可行的。

圖3是球窩13的更詳細的例示。球窩13包括用於接收球11以形成球接頭10的腔31。本實施例中的球窩13由相連接的第一部件32和第二部件33組成。

球窩13被提供有凹部30。凹部30位於球窩13的內表面處。具體地，凹部30面向內並朝向腔31。凹部30被定位為使得當球11位於球窩13中時，球11的傾斜軸線延伸通過凹部30。

圖4中例示球接頭10的構造細節。球11被布置在球窩13中，更具體地說是在球窩13的腔31中。聯接元件40被布置在球11和球窩13之間。聯接元件40的一部分位於槽20中，並且聯接元件40的另一部分位於凹部30中。聯接元件40被形成為包括具有較小橫截面的第一部分和具有較大橫截面的第二部分的銷元件。第一部分(可選地為部分地)位於槽20中。第二部分(可選地為部分地)位於凹部30中。

聯接元件40能夠在槽20中和凹部30中移動。換句話說，當球11被移動時，聯接元件40可在槽20內和凹部30內移動。凹部30被布置為使得聯接元件40能夠在凹部30的平面中自由地移動。具體地說，凹部30被布置為比聯接元件40位於其中的部分大。自由地移動表示聯接元件40可以在沒有沿特定方向的引導的情況下在凹部30內，即沿著凹部30的平面移動。相反，槽20被布置為以便於為聯接元件40位於其中的部分提供引導的移動。

凹部30和槽20與位於其中的聯接元件40的組合布置使球11能夠通過旋轉運動從第一端部位置移動至第二端部位置。由於防止了球11的無終止的旋轉運動，從而提供了以上提到的旋轉止動件。

注意，球接頭10的部件不需要根據圖4的箭頭和指示組裝。特別是對於圖4中例示的實施例，當球窩13的部件32、33被連接時，球11不能直接插入腔31中。球接頭10替代地通過圍繞球11布置和連接第一部件32和第二部件33來組裝，並且聯接元件40被布置為使得其相應部分在槽20和凹部30中。

球接頭10被構造為用於提供在至少選擇的傾斜範圍內的同時的旋轉運動和傾斜運動。在該實施例中，傾斜範圍為至少0-90度，其中球11在球窩13中的0度位置在圖1a中例示，並且球11在球窩13中的90度位置在圖1b中例示。圖5a-圖5c例示當從0度(圖5a)的傾斜軸線處的第一端部位置開始向90度(圖5c)的傾斜軸線處的第二端部位置同時旋轉和傾斜時球11在球窩13中的三個位置。圖5b例示在大約45度的傾斜軸線處和180度的旋轉的中間位置。

球接頭10的構造允許球11(並且因此相關聯的附接部分12)的略多於360度(即略多於圍繞球11的一轉)的旋轉運動。至少360度的旋轉範圍對於使附接部分12(並且因此本實施例中的攝像機設備)能夠被旋轉至任何位置同時仍提供旋轉止動件有利。球接頭10的布置也為球11能夠至少在選擇的範圍(本實施例中為0-90度)內以任何傾斜角度旋轉創造條件。這些組合功能通過凹部30被布置為如上所述使得聯接元件40能夠在凹部30的平面中自由移動而提供。

現將參考圖6詳細說明槽20、凹部30以及聯接元件40的設計。聯接元件40的較大橫截面被表示為d，並且聯接元件40的較小橫截面被表示為d。聯接元件40已到達槽20的一個端部。如果球11的旋轉運動僅由槽20限定，則由於槽端部之間的間隙，球11將不能移動360度。由該間隙在槽端部之間提供的距離由b表示。然而，凹部30的布置比橫截面d大，使得聯接元件40能夠在凹部30內移動由a表示的距離。通過距離a等於(如在本示例中)或大於距離b，球11能夠旋轉剩餘角度，達到或超過360度的旋轉，即完整一轉或更多。

通過凹部30被布置為使得聯接元件40能夠在凹部30的平面中自由移動(因而不僅沿一個方向移動)，根據凹部30的形式，在多個傾斜角度下允許球的旋轉運動。在該實施例中，其中凹部30為直徑大於圓形橫截面d的直徑的圓形，任何傾斜角度下均允許球11的旋轉運動。

為實現在選擇的傾斜範圍內的任何傾斜角度下的至少360度的旋轉運動，凹部的形狀應被選擇為便於允許聯接元件30在所選擇的傾斜範圍的所有傾斜角度下橫過凹部對應於槽20的端部之間的間隙的至少最小距離的運動。

如從以上可以理解的，聯接元件40、槽20和凹部30的布置和設計彼此依賴，並且被選擇為便於實現球11在球窩13內的運動的期望功能，即允許球11在選擇的傾斜範圍內同時旋轉和傾斜運動。根據選擇的傾斜範圍，凹部30可具有不同的最小需求。例如，對於0-90度的選擇傾斜範圍，凹部30可被成形為四分之三圓。然而，對於諸如減輕製造工藝的其它原因，可仍優選完整的圓。

現將參考圖7-圖8c公開球接頭的第二實施例。

將公開實質不同於以上第一實施例的球接頭的構造細節。其它構造細節可類似於第一實施例中對應的構造細節。

球接頭包括在圖7中例示的球71。球71被提供有槽70。類似於第一實施例的球接頭，提供了臂73和盤構件72。球71形成附接部分的一部分。

槽70被螺旋地布置。槽70基本圍繞球71布置。槽70圍繞球71延伸略多於一轉。從而提供球71比一轉多一點(即略多於360度)的旋轉運動。

圖8a-圖8c中例示球71(並因此相關聯的附接部分)相對於基座部分74在第一端部位置和第二端部位置之間的運動。圖8a-圖8c例示當從0度(圖8a)的傾斜軸線處的第一端部位置開始向90度(圖8c)的傾斜軸線處的第二端部位置同時旋轉和傾斜時球71在球窩75中的三個位置。圖8b例示大約45度的傾斜軸線處和180度的旋轉的中間位置。

球窩75被提供有凹部80和聯接元件90。如第一實施例中一樣，凹部80大於聯接元件90位於其中的部分，使得聯接元件90能夠在凹部80的平面中自由移動。在該第二實施例中，凹部80的該形狀提供球71在球窩75中旋轉的可能性，從而由槽70引導聯接元件90而不迫使球71側向傾斜。側向傾斜表示沿橫向於圖8b中指示的主傾斜方向的方向傾斜。

因此，除了多於360度的旋轉運動，根據第二實施例的球接頭提供相對於球窩75調節球71時的增加的自由度。大於聯接元件90位於其中的部分的凹部80的形狀也能夠實現球71在選擇的傾斜範圍內的在球窩75中的旋轉運動。如以上公開的，凹部80的有利的圓形設計提供任何傾斜角度的同時的旋轉運動和傾斜運動。

聯接元件40、90可由鋼製成。系統的其它部件，諸如球11、71和球窩13、75的部件可由鋁製成。

注意，以上例示的球接頭可以以相反的方式構造，其中附接部分(第一部分)包括球窩，並且基座部分(第二部分)包括球。

本領域的技術人員了解，本發明絕不限於以上描述的優選實施例。相反，在隨附權利要求範圍內的許多修改和變體是可能的。例如，提供球中的槽、球窩的內表面中的凹部和聯接元件的組合布置以實現球相對於球窩的同時旋轉和傾斜運動的構思可被應用於各種其它常規設計的球接頭。球接頭可被應用在希望提供以上公開的球接頭的有利效果的各種應用中。