CN108026962A - 用于将附件可释放地固定至外部物体的装置 - Google Patents

Abstract

一种允许将附件可释放地固定至轴或其它外部物体的球面轴承。该球面轴承包括截头的柔性球形芯部，该球形芯部具有穿过该球形芯部的中心以使该芯部附接至轴或外部物体的环形孔。绕着该球形芯部的区段由球形芯部中的卸荷切口形成，相对于环形孔偏移的偏转弯曲点由芯部中的卸荷切口形成。两件式座和带式夹具对芯部提供压力以及轴或其它外部物体的固定。

Description

用于将附件可释放地固定至外部物体的装置

背景技术

当使用机械装置作业时，通常希望将装置的元件或整个装置连接至诸如轴的外部物体。所连接的物体或轴可以从几乎任何来源中产生，并且其范围可以从独立式或浮动式轴到牢固定位的轴或专门设计成用于安装装置的其它物体。轴甚至可以是另一个装置的元件。

根据机械场合，通常不仅希望与轴连接，而且希望至少暂时地将被连接至轴的任何部件相对于轴锁定在特定方位。随后，可能希望改变被连接或安装元件的方位。为此，过去已经提供了各种锁定装置，这些锁定装置可以被锁定在位并且可以被释放以进行调节。

一般而言，用于使装置转动并随后将该装置锁定在沿着轴的任意点处的技术现状是使用三个独立的机构：允许沿着该轴的平移以及绕着该轴的转动的一个机构，以及允许绕着本身垂直于该轴的轴线的两条互相垂直的轴线的转动的两个其它机构。

用于实现这种目的的机构的组件的复杂性和尺寸以及必须对三个机构进行定向并随后锁定三个机构来获得特定位置或定向的低效率在最好的情况下也是繁琐的，并且在操作者尝试在三维空间中对准连接时可能令操作者感到失望。有时使用单个机构，这种机构使得能同时进行绕着全部三条轴线的转动以及以单个运动形式沿着轴的轴线的平移，并且随后通过单个锁定运动被固定在位。

通常，这种解决方案使用轴承座和球形芯部都设有开口部(split)的球面对准轴承或接头，并且将夹持机构结合在该座上以将该座收紧在该芯部上并因此将该芯部收紧在轴上。然而，为了获得轴承对轴的最大夹持压力，需要将座中的开口部和芯部中的开口部对准在大致同一平面上。

这又使得这种***难以使用，导致使用者感到失望，并且由于取决于芯部与夹具对准的方式而需要可变的夹持力，导致夹持不可靠。需要更好的方法来可释放地、可靠地且可调节地夹持装置，同时使被夹持且定位在一起的装置对准并保持这种对准，而不需要把精力集中在包括芯部和夹持机构的元件的对准上。

发明内容

提供了一种用于将附件可释放地固定至轴或其它外部物体的球面轴承。球面轴承包括截头的柔性球形芯部，该球形芯部具有穿过该球形芯部的中心以将该芯部附接到轴或外部物体上的环形孔。绕着球形芯部的区段由球形芯部中的卸荷切口产生，相对于环形孔偏移的偏转弯曲点由芯部的卸荷切口形成。

座围绕球形芯部。座被设计成当可释放的夹持机构被施加至座时挤压芯部。夹持机构使芯部的区段绕着偏转弯曲点朝着轴偏转，以将芯部固定在轴上并且将座固定在芯部上。球形芯部一般具有球形芯部直径，并且轴或外部物体通常具有轴或物体直径，其中球形芯部直径与轴/物体直径之比大于约1.5。

提供了一种用于将附件可释放地固定至轴的方法。该方法包括提供用于球面轴承的球形芯部以及钻出穿过芯部的中心的环形孔。通过在芯部中形成卸荷切口并且将卸荷切口布置成提供相对于环形孔偏移的偏转弯曲点来绕着球形芯部形成区段。

提供了一种座，其围绕球形芯部并且包括用于挤压球形芯部的夹持机构。附件被附接至座，并且轴被布置在环形孔中。利用夹持机构压紧座和球形芯部。夹持压力使区段绕着偏转弯曲点朝着轴偏转，以将芯部固定在轴上、将座固定在芯部上并且将附件固定在座上。当期望附件的移动性时，释放夹持机构来释放附件的固定。

在一些可设想的实施例中，提供了一种两件式座，其通过具有收紧机构的带式夹具被绕着球形芯部压紧。这些实施例使得能增强对球体的环向压紧，以固定诸如轴的被固定物体。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的具有卸荷切口图案(relief cut pattern)的球面轴承芯部的透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的包括位于轴承座中的轴承芯部的球面轴承的透视图；

图3是根据本发明的一个实施例的球面轴承的俯视图，其中螺钉被布置在座的耳部中；

图4是根据本发明的一个实施例的包括位于座中的附件安装孔的球面轴承的俯视横截面图；

图5是根据本发明的一个实施例的具有铰接座的球面轴承的透视图；

图6是根据本发明的一个实施例的具有结构修改的球面轴承芯部的俯视横截面图；

图7是根据本发明的一个实施例的球面轴承组件的透视图；

图8是图7的球面轴承组件的分解视图；

图9是根据本发明的一个实施例的球形芯部的透视图；

图10是根据本发明的一个实施例的球形芯部的透视图；

图11是根据本发明的一个实施例的球形芯部的透视图；

图12是根据本发明的一个实施例的球形芯部的透视图；

图13是根据本发明的一个实施例的球面轴承组件的透视图；

图14是根据本发明的一个实施例的球形芯部的透视图；

图15是根据本发明的一个实施例的球面轴承组件的透视图；

图16是图15的球面轴承组件的分解视图；

图17是根据本发明的一个实施例的球面轴承组件的透视图；以及

图18是根据本发明的一个实施例的球面轴承组件的透视图。

具体实施方式

提供了一种球面轴承，该球面轴承在将附件可释放地固定至轴时不仅允许容易地对准，而且允许容易地保持对准，球面轴承有时也被称为球面接头。这种接头包括球形内芯部，该球形内芯部由绕着该芯部的座围绕。这种接头装置不需要使座和芯部仔细对准就能有效地执行其功能。为了克服保持被附接至轴承的物体的对准和/或固定的问题，球形内芯部被修改成具有一系列被称为卸荷切口的结构修改，以在轴承或接头被夹持在轴上时确保最大的固定性，而不管芯部相对于夹具座的方位。

图1示出了这种球形芯部100的实施例，该球形芯部100提供穿过该芯部100的中心的环形孔101，以便紧固至示例性的外部物体，在这种情况中，示例性的外部物体是安装轴109，其形状为圆形、用虚线描绘以表示到根据本发明的球形芯部100的一种可能附接。如图1所示，芯部100呈截头球体100的形式。图1的截头球体100在该球体100的顶部以及类似地在其底部处被截短。截头球体尤其常用于球面轴承的芯部，并且在图1中对其的描绘使得能容易地看到对该球体作出的结构修改。

球形芯部100具有球形芯部直径，并且轴109具有轴直径或“物体直径”，其中球形芯部直径与轴/物体直径之比大于约1.5。这种相对较高的直径比至少具有两个主要优点。首先，球形芯部与轴/物体相对较高的直径比允许轴109在初始定位期间和通过轴承固定之前的较大角运动。其次，较大的球体尺寸允许较大的力矩臂，以抵抗轴上的角度倾斜和侧向载荷。

图1示出了一种可被用于球形芯部100中的卸荷切口103的图案102。尽管芯部100中的卸荷切口103从环形孔到该芯部100的外部没有贯穿芯部100，但是其被制成从顶部到底部穿过该芯部100的整个厚度，使得内部卸荷切口槽底106和外部卸荷切口槽底107都大致平行于穿过芯部100的环形孔101的轴线。如图1所示，对于卸荷切口108，该切口从环形孔101贯穿芯部100通到芯部100的外部。然而，位于芯部100的外部球形表面上的卸荷切口103从芯部100的顶部完全延伸至底部。

卸荷切口102的图案给球形芯部区段104形成一系列有效偏转的弯曲点105。弯曲点105相对于环形孔101的中心线偏移，使得区段104上的压力总会使得区段104朝着轴偏转。这具有几个优点，其中通过区段104与轴的均匀接触来提供改进的固定，并且允许以最小的夹持压力进行有效的固定。由于所需的夹持压力最小，因此芯部的可释放性也得到提高。

图2示出了包括外部构件或座201的球面轴承组件200，其中外部构件或座201和内部构件即球形芯部202在大致通过环形孔206的中心线的平面上通过卸荷切口设有开口部203及204。卸荷切口构成结构修改，这个术语也可适于座和芯部。座201设置有夹持机构205，该夹持机构205在被收紧时挤压球形芯部202，使球形芯部202收紧在穿过该芯部202的环形孔206的轴207上。被夹持部件中产生的摩擦力使轴固定在芯部202中并且使芯部202固定在座201中，从而实际上形成摩擦锁定的球形接头。这种设计的独特之处在于芯部202中的大致通过环形孔206的轴线的一系列径向卸荷切口，它们使得芯部202在被压紧时绕着轴207均匀地偏转，而不管该芯部中的开口部203相对于座中的开口部204的定向。大于1.5的相对高的芯部直径与轴直径之比有助于轴承的固定。

图3是组装的轴承组件300的实施例，其示出了被装在轴承座302中的球形芯部301。在图3中，座通过螺钉303卡固，该螺钉303延伸穿过夹具座的耳部304并且被拧入到其中一个耳部304中，以在被拧紧时在耳部304上提供固定芯部301所需的压力。

虽然在图3中使用螺钉303来提供使座302闭合并且使芯部301固定所需的力，但是可以使用任何其它足够坚固的闭合机构来将座拉靠到一起。例如，可以使用螺栓或“C”形夹具来将耳部304拉靠到一起。

返回图3的实施例，除了如图所示的开口部305外，轴承座302是实心的。尽管如此，由闭合机构303(在这种情况下为设有螺纹的螺钉303)提供的力足以在闭合机构303被收紧时有效地固定轴承并且在闭合机构303被松开时释放轴承。在芯部直径与轴直径之比大于1.5的条件下，这种固定被优化。

在图3中考虑了卸荷切口306及307的布置。内部卸荷切口306大致从中心环形孔308向外辐射状伸展，并且设有芯部开口部312以使得芯部301在座302被收紧时能稍微变形。切口306将内部芯部表面分段，并且如此形成的内部区段309能够在芯部301通过由轴承座302引起的闭合压力变形时接合穿过环形孔308的轴的表面。通过类似的方式，外部卸荷切口307提供区段310，区段310使得芯部301能弯曲并且仍使得芯部301的外表面能在座302被收紧时与夹具座311的内表面接合。

卸荷切口306及307的一个目的是增加芯部301的柔性，使得芯部301可以柔性地接合轴和轴承座302的表面。切口306及307还在轴承组件300内部提供额外的空间以便发生弯曲，并最小化固定芯部301所需的闭合力。

在图3中，内部卸荷切口306与外部卸荷切口307相反。虽然这种布置对于本发明的成功操作不是所必需的，但是以这种方式形成卸荷切口提供了额外的柔性。

卸荷切口306及307的这种图案给球形芯部区段309及310形成了一系列有效偏转的弯曲点313。弯曲点313相对于轴孔308即环形孔308的中心线偏移，使得区段309及310上的压力总是使它们朝着轴偏转，并且如此形成的偏转弯曲点313使得球形芯部301能适应所使用的中心轴的形状和轴承座302的形状的微小变化，同时最大化内部芯部区段309与轴以及外部芯部区段310与座302之间的接触表面面积。这通过区段309及310的均匀接触来提供改进的固定，从而允许以最小的夹持压力进行有效的固定。由于所需的夹持压力最小，尤其是在芯部直径与轴直径之比大于1.5的情况下，轴承组件300的可靠性和可释放性得到提高。

由于内部卸荷切口底部314和外部卸荷切口底部315彼此平行并且与环形孔308的轴线平行，因此从另一个视角来看，这种布置的效果在于提供包围在芯部301内并且由内部卸荷切口306的外端314和外部卸荷切口307的内端315限定的柔性圆筒形箍圈(band)，该柔性圆筒形箍圈适应轴(未在图3中示出)或轴承座302中的缺陷。

此外，在使用不是大致圆形的轴的情况中，轴承组件300能够适应这种轴并最大化其固定这种轴的能力。

在另一个实施例中，图4示出了轴承组件400，其中轴承座401包括设有螺纹的安装插孔402。该实施例示出了轴承座401可以如何修改以使得组装的轴承400被固定至另一件装置，以便使得其它装置能被安装在轴承组件400上或者使得轴承组件400能被安装在另一件装置上。通过这种方式，轴承组件400可被用于将两件或更多件装置连接在一起。为此，轴承组件400包括附加的安装插孔。

如图4所示，安装插孔402延伸穿过轴承座401并延伸至轴承404的外表面403，并且如果需要，安装插孔402可被用于在设有螺纹的装置实际接触芯部403的表面时帮助固定轴承。

在又一个实施例中，图5示出了轴承组件500，其中铰接部501包括轴承座502的一部分。这是本发明能够设计的柔性的另一个示例。图5描绘了不是圆形的轴506，该轴506被以虚线描绘以表示与根据本发明的轴承芯部504的一种可能的面接。

在一些应用场合中，需要在正要使用时将轴承与轴承座组装在一起，如在配合或尺寸限制了安装的场合中。图5示出了这种柔性的一个实施例。在该实施例中，增加了铰接部501，使得如果轴承芯部504已经被安装在轴506上，则座502可以被安装而无需使座502沿着轴滑动。更确切地说，座502可以从垂直于轴506的位置安装在轴承芯部504上。

根据另一个方面，座可以被构造成两部分，并且利用与图3所示的元件304类似的两组耳部来固定。这种布置的示例可以是安装在表面上的轴台。这种轴台具有固定在位于一侧上的轴台基部和位于另一侧上的轴台保持器之间的轴芯。轴台的两端可以利用类似于图3的耳部304和螺钉303布置的螺钉固定在一起。

在轴承芯部504由足够柔性的材料制成的实施例中，由于轴承芯部504包括开口部505，因此轴承芯部504可以在轴上滑动。随后，座502可以被安装在轴承芯部504上，即使座由非柔性材料制成。当轴的端部难以接近但需要安装球面轴承时，这种柔性非常有用。

在另一个实施例中，可以如图1所示的元件108描绘地、但在多个不同的位置切穿芯部，并且多件式芯部可被用于围绕轴并且可以通过座保持在位。随后，座可以被夹持并收紧，以可释放地将轴承固定在轴上。

在又一个实施例中，芯部可以被铰接以绕着轴布置，使可夹持座被设置在铰接芯部上，以将轴承固定在轴上。

返回图5所示的实施例，座502的侧面形成有平坦部503，以使得轴承500能被安装在平坦表面上。在其它实施例中，座可以被类似地修改为许多不同的形式，以适应应用场合的实际需要。

例如，在空间有限的不同实施例中，座可以被分成能够绕着芯部组装并且利用带式夹具固定在一起的两件或更多件。收紧带式夹具随后挤压绕着芯部的座，并且可以根据带式夹具被调节的松紧程度固定或释放轴承。

在又一个实施例中，图6示出了球形芯部600可以如何修改以提供增强的柔性并且增强上文参照图3所讨论的箍紧作用(banding effect)。在该实施例中，内部卸荷切口601的外端614和外部卸荷切口602的内端615被扩宽，以增加球形芯部600的柔性。通过选择卸荷切口的设计，可以获得不同的柔性特性，并且可以获得诸如增强的箍紧强度、偏转、弯曲以及轴或座接触压力分布的其它效果。

在其它实施例中，轴承组件可以包括不同的材料，以改进轴承组件的性能。

例如，可以选择不同的材料来使轴承提供更多或更少的“空隙(lash)”。在一个示例中，可以选择非常柔性的轴承材料来使得在转矩突然被施加在中心轴或轴承座上时轴承能吸收大小有限的力。

在另一个实施例中，如果需要，可以选择材料的组合，以给内部区段和外部区段的接触表面提供不同摩擦系数，从而允许接头的受控滑移。此外，还可以选择用于轴承座的材料，以提供特定的摩擦和/或转矩响应特性。

在另一个实施例中，可以对环形孔和/或球形表面的表面光洁度进行改进，以提供特定的摩擦响应。例如，这些表面可以被改进或涂覆，以在轴承被夹持时增强摩擦结合。

应理解到，在本发明的一些预期实施例中，座可以被构造成没有如图3所示的实施例中的耳部304，而是具有将座剖分的一个或多个卸荷切口。例如，图7描绘了包括球形芯部700a的球面轴承组件700，该球形芯部700a具有芯部开口部701a、位于环形孔701的每个开口处的切面截头部(chamfered truncation)705以及形成球形芯部区段704的卸荷切口703的图案702。带式夹具707围绕轴承座706，以将座706挤压在轴承芯部700a上。

将图7与图8的同一球面轴承组件700的分解视图进行比较。卸荷切口703从芯部700a的顶部处的切面截头部705完全延伸至芯部700a的底部处的匹配截头部(未在图7和图8中示出)。轴承座706被分成由座开口部711隔开的座基部708和座盖709部分。带式夹具707被定位成当被附接至轴承组件700时配合到绕着座基部708和座盖709延伸的环形凹部710中，以将基部708和盖709固定在一起，使得当足够的夹持力被施加至带式夹具707时，轴承被固定。收紧螺钉712延伸穿过位于夹具开口部714处的两个耳部713，以使得能将带式夹具707收紧到足以用于固定的夹持力。座基部708包括具有安装孔716的安装凸缘715，以允许座基部708与外部物体的固定接合，使得任何轴或其它接合构件在通过轴承组件700固定时保持在相对固定位置。

本发明的多功能性在图7和图8所示的实施例中得到了证明。所描绘的球面接头轴承700利用与简化的球形芯部700a联接的两件式座706和带式夹具707来实现增强的强度、功能性和制造效率。与带式夹具707结合使用的座基部708和座盖709提供了与球形芯部700a最佳顺应的柔性座构型。当被收紧时，带式夹具707产生均匀的环向张力，当被施加至由座开口部711隔开的横截面几乎恒定的座基部708和座盖709时，这种环向张力起作用以减小座706的直径并以非常均匀的带状方式挤压球状芯部700a。对球形芯部700a的这种均匀挤压使得能使用仅包括外部卸荷切口703的简化球形芯部700a。

在典型的球形芯部100中，如图1所示，在内部和外部卸荷切口103之间形成的弯曲点105在球形芯部中形成功能性弯曲环。当使用更硬的座构型时，增加这种弯曲环的直径变得越来越有利，这实质上使弯曲点105更靠近球形芯部100的外径。诸如在图2中的座200或者在图5中由轴承组件502和铰接部501形成座的情况中，考虑使用相对刚性的座。当被夹持机构(诸如图2所示的夹持机构205)挤压至减小的直径时，这种座倾向于不均匀地偏转，其直径的侧向减小大于纵向减小，由此以更坚果钳状的方式挤压球形芯部202(图5中的504)。对于这些类型的座，由于较宽间隔的弯曲点使得球形芯部区段能更容易地朝着被容纳的外部物体(诸如轴)偏转，因此期望球形芯部具有最大直径的弯曲环。相比之下，诸如图7中的座706的不太刚性的带式夹具型座给所有球形芯部区段704施加近于均匀的挤压载荷，而不管弯曲环的直径。因此，进一步参照图7，与带式夹具型座706结合使用的球形芯部700a包括直接邻近轴环形孔701定位的最小直径弯曲环，以有效地消除内部卸荷切口。

由此可见，本发明的带式夹具型实施例，诸如在图7和图8中示出和描述的那些实施例，不仅提供了最佳的座－球面轴承顺应性以及球面轴承－轴/外部物体顺应性，而且这种实施例还利用了制造成本较低的几何构型。例如，在图7和图8中，所示的两件式座706由于其不包括诸如图2所示的座201的封闭球形腔，因此可以被更容易地加工或模制。类似地，球形芯部700a由于内部卸荷切口已经被完全取消，因此可以被更高效地加工或模制。此外，预期与本发明一起使用类型的可用带式夹具也是可商购的，并且相对便宜。

尽管本发明的实施例已经在图7和图8中被示出和描述为包括具有切面截头部705的球形芯部700a，但应理解到，缺少这种切面或者以其它方式具有最小附加截头部的球形芯部也可以被考虑在本发明的预期范围内。例如，图9描绘了球形芯部800，该球形芯部800具有由卸荷切口803的图案802隔开的球形芯部区段804，其中区段804的球形外表面和芯部开口部801a延伸至环形孔开口801的边缘805，而没有将边缘805与区段804的球形外表面隔开的截头切面，使得球体截头部的大小被最小化成适应轴或其它被固定物体所需的大小。这种最小化的截头部还使当轴承组件内的芯部800及其固定的物体在固定前被定位在最大转动位置时被捕获在座内的球体面积最大化。

将进一步理解到，类似的最小截头球体还可以包括内部卸荷切口和外部卸荷切口。例如，图10描绘了球形芯部900，该球形芯部900具有由内部卸荷切口906的图案902和外部卸荷切口907的图案908隔开的球形芯部区段904，其中区段904的球形外表面和芯部开口部901a延伸至环形孔开口901的边缘905，而没有将边缘905与区段904的球形外表面隔开的截头切面。在该实施例中，球体截头部也被最小化成适应轴或其它被固定物体所需的大小。

本发明还构思到将内部卸荷切口和外部卸荷切口组合在截头球体的情况中。例如，图11描绘了本发明的球形芯部1000，该球形芯部1000具有类似地由内部卸荷切口1006的图案1002和外释隙切口1007的图案1008隔开的球形芯部区段1004，其中区段1004的球形外表面、环形孔1001和芯部开口部1001a延伸至平坦的截头表面1005，该截头表面1005将区段1004的球形外表面与环形孔1001隔开。

本发明进一步构思到将内部卸荷切口和外部卸荷切口组合在高截头(highlytruncated)球体的情况中。例如，图12描绘了本发明的球形芯部1100，该球形芯部1100具有类似地由内部卸荷切口1106的图案1102和外部卸荷切口1107的图案1108隔开的球形芯部区段1104，其中区段1104的球形外表面、环形孔1101和芯部开口部1101a延伸至平坦的高截头表面1105，该高截头表面1105将区段1104的球形外表面与环形孔1101隔开。内部卸荷切口1106和外部卸荷切口1107从顶部平坦截头表面1105延伸至位于芯部1100的底部处的匹配平坦截头表面(未在图12中示出)。

将图12的球形芯部1100与图1的高截头芯部100进行比较。根据这种比较，可以理解到，本发明构思到外部卸荷切口(诸如图12的外部卸荷切口1107)可以延伸到球体的低截头(slightly truncated)或高截头表面中(诸如延伸到图12的高截头表面1105中)，或者可以被限制成仅在区段的外部球形表面内延伸(诸如图1的外部卸荷切口103)。然而，通常通过使弯曲点(或弯曲环)更远离芯部的中心来增加球形芯部的柔性。

例如，如果芯部100和芯部1100都使用类似的构造材料和尺寸，与图12中更靠内定位的弯曲点1103相比，在图1中更靠近图1中的区段104的外部球形表面定位的弯曲点105更倾向于增加柔性。

作为如本发明构思的元件的进一步组合的示例，图13描绘了本发明的球面轴承组件1200，该球面轴承组件1200具有与图7所示类型的轴承座706、座基部708、座盖709和带式夹具707组合的图1所示类型的球形芯部100。

本发明还构思到仅具有内部卸荷切口的球形芯部。例如，图14描绘了高截头球形芯部1300，该高截头球形芯部1300具有由内部卸荷切口1306的图案1302隔开的球形芯部区段1304，其中区段1304仅由内部卸荷切口1306隔开，并且除了在芯部开口部1301a处外，沿着区段1304的球形外表面不存在外部卸荷切口的图案，环形孔1301通过高截头表面1305与区段1304的球形外表面隔开。

应理解到，在本发明的预期范围内，带式夹具可以结合不同类型的收紧机构。此外，本发明的接头组件还可以结合不同类型的安装特征，以保证被固定物体的稳固固定。

例如，图15描绘了本发明的球面轴承组件1400，该球面轴承组件1400利用图7所示类型的仅具有外部卸荷切口703的图案702的球形芯部700a，外部卸荷切口703延伸至靠近环形孔701的开口的低截头表面705。通过带式夹具1407使轴承座1406的座基部1408和座盖1409绕着芯部700a压紧，该带式夹具1407与基部1408和盖1409接合并且在凹部1410处挤压座1406，以挤压并固定芯部700a。带式夹具1407利用延伸穿过位于带开口部1414处的两个带耳部1417的T型螺栓1413来收紧并且通过收紧旋钮1412调节至固定紧度。图16是图15的轴承组件1400的分解视图，其中基部1408和盖1409在图15所示的座开口部1411处被彼此隔开。

将图15与图16比较，座基部1408包括多个安装腿1415，每个安装腿1415具有螺纹孔1416。在所示的实施例中，安装腿1415被直接形成在基部1408的结构中，并且通常使螺纹孔1416定向成使得能接合公共平坦表面(未示出)。这种布置使得一旦通过利用T型螺栓1413收紧带式夹具1407来完成固定，轴承组件1400就能将被固定物体以固定关系固定至平坦表面。由于使得能利用合适的设有螺纹的硬件(未示出)来容易地将座1408从平坦表面卸下以及使座1408相对于平坦表面转动90度或180度，四个安装腿1415呈方形图案的特定布置尤其有用。尽管本发明被示出和描述为使用四腿式附接装置，但应理解到，其它固定附件装置也在本发明的预期范围内。

图17示出了本发明的轴承组件1500，该轴承组件1500也利用如图7、图15及图16所示类型的球面轴承芯部700a，并且具有图15和图16所示类型的轴承座1406，该轴承座1406包括通过座开口部1411与座盖1409隔开的座基部1408，四个安装腿1415被定位在该座基部1408上。带式夹具包括软管夹具(hose clamp)1507，该软管夹具1507绕着凹部1410挤压座的基部1408和盖1409，并且利用收紧螺钉1512收紧，该收紧螺钉1512与沿着夹具1507的长度的一部分定位的凹口1513接合。

尽管本发明的利用绕着芯部压紧座的带式夹具的实施例被示出为结合平坦的带状箍环(belt-like strap)，但是应理解到，也可以使用其它与箍环等同的结构来实现绕着座的环向挤压，诸如线、链条、绳索、缆索、高抗张强度带以及其它环形连锁装置。例如，图18示出了本发明的轴承组件1600，该轴承组件1600具有图1和图13所示类型的具有高截头的球形芯部100。轴承座1606的座基部1608和座盖1609包括用于容纳缆索夹具1607的深凹部1610，缆索夹具1607具有缆索1612和缆索张紧机构1613，以对座1606和芯部100提供固定环向挤压。缆索张紧机构1613包括位于缆索开口部1614处的缆索收紧螺钉1616，以使得能利用座1606的最终压紧来张紧缆索夹具1607。座基部1608包括具有安装孔1617的安装凸缘1615，以允许座基部1608与外部物体的稳固接合，并且允许通过轴承组件1600固定的物体的相对固定。

本领域技术人员将认识到，本发明能够具有与所示出和描述的实施例不同的实施例。应理解到，在不脱离本发明本身的情况下，所公开的装置和方法的结构的细节能够以各种方式进行改变。因此，优选实施例的附图和详细描述将被视为包括不脱离本发明的精神和范围的等同物。

Claims (14)

1.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

球形芯部，所述球形芯部具有顶部、底部、中心、球形外周面以及穿过所述芯部的所述中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述球形芯部进一步包括：

所述环形孔从所述球形芯部的所述顶部延伸至所述底部，所述球形外周面延伸至所述环形孔，以及绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由形成在所述球形外周面中的多个外部卸荷切口和绕着所述环形孔形成的多个内部卸荷切口的其中至少一个限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述外部卸荷切口的内端和一个所述内部卸荷切口的外端的其中至少一个处；

围绕所述球形芯部的两件式柔性座；

用于径向地夹持所述柔性座以挤压所述球形芯部的可释放夹持机构，所述夹持机构包括带式夹具，并且被定位成当所述夹持机构被收紧时提供压力并减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

2.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

截头球形芯部，所述截头球形芯部具有通过球形外周面连接的相反的顶部表面和底部表面，并且进一步包括穿过所述芯部的中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述芯部进一步包括：

绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由在所述球形外周面中并绕着所述环形孔形成的多个外部卸荷切口限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述外部卸荷切口的内端处；

围绕所述球形芯部的两件式柔性座；

用于径向地夹持所述柔性座以挤压所述球形芯部的可释放夹持机构，所述夹持机构包括带式夹具，并且被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

3.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

截头球形芯部，所述截头球形芯部具有通过球形外周面连接的相反的顶部表面和底部表面，并且进一步包括穿过所述芯部的中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述芯部进一步包括：

绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由绕着所述环形孔形成的多个内部卸荷切口限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述内部卸荷切口的外端处；

围绕所述球形芯部的两件式柔性座；

用于径向地夹持所述柔性座以挤压所述球形芯部的可释放夹持机构，所述夹持机构包括带式夹具，并且被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

4.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

球形芯部，所述球形芯部具有顶部、底部、中心、球形外周面以及穿过所述芯部的所述中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述球形芯部进一步包括：

所述环形孔从所述球形芯部的所述顶部延伸至所述底部，所述球形外周面延伸至所述环形孔，以及绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由在所述球形外周面中并绕着所述环形孔形成的多个外部卸荷切口的其中至少一个限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述外部卸荷切口的内端处；

围绕所述球形芯部的两件式柔性座；

用于径向地夹持所述柔性座以挤压所述球形芯部的可释放夹持机构，所述夹持机构包括带式夹具，并且被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

5.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

球形芯部，所述球形芯部具有顶部、底部、中心、球形外周面以及穿过所述芯部的所述中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述球形芯部进一步包括：

所述环形孔从所述球形芯部的所述顶部延伸至所述底部，所述球形外周面延伸至所述环形孔，以及绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由绕着所述环形孔形成的多个内部卸荷切口限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述内部卸荷切口的外端处；

围绕所述球形芯部的两件式柔性座；

用于径向地夹持所述柔性座以挤压所述球形芯部的可释放夹持机构，所述夹持机构包括带式夹具，并且被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

6.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

球形芯部，所述球形芯部具有球形外周面以及穿过所述芯部的中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述球形芯部进一步包括：

所述环形孔从所述球形芯部的所述顶部延伸至所述底部，所述球形外周面延伸至所述环形孔，以及绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由绕着所述环形孔形成的多个卸荷切口的其中至少一个限定；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述卸荷切口的端部处；

围绕所述球形芯部的座；

可释放的带式夹具，所述带式夹具包括：

周向带，所述带绕着所述座的周边延伸；以及

带收紧件，所述带收紧件被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述周向带的直径以绕着所述座施加环向压力，以便挤压所述球形芯部并减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

7.根据权利要求6所述的球面轴承，其特征在于，还包括具有座基部和座盖的两件式座，当所述座被所述带式夹具压紧时，所述基部和所述盖被位于其间的座开口部隔开。

8.根据权利要求6所述的球面轴承，其特征在于，还包括：

具有座基部和座盖的两件式座，当所述座被所述带式夹具压紧时，所述基部和所述盖被位于其间的座开口部隔开；以及

所述座基部和所述座盖具有用于在所述座被所述带式夹具压紧时定位所述带式夹具的凹部。

9.根据权利要求6所述的球面轴承，其特征在于，所述带收紧件是t型螺栓、收紧螺钉、缆索张紧机构、收紧旋钮和齿轮中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的球面轴承，其特征在于，所述带式夹具的所述带是带状条、链条、线材、缆索、软管夹具、绳索和高拉伸强度带中的至少一种。

11.一种用于将附件可释放地固定至外部物体的球面轴承，所述轴承包括：

球形芯部，所述球形芯部具有球形外周面以及穿过所述芯部的中心以使所述芯部附接至所述外部物体的环形孔，所述球形芯部进一步包括：

所述环形孔从所述球形芯部的所述顶部延伸至所述底部，所述球形外周面延伸至所述环形孔，以及绕着所述环形孔径向定位的多个区段，所述区段由绕着所述环形孔形成的多个卸荷切口的其中至少一个限定，所述卸荷切口是邻近所述环形孔定位的内部切口和沿着所述芯部的所述球形外周面定位的外部切口的其中至少一种；以及

多个偏转弯曲点，每个所述点在所述芯部中被形成在一个所述卸荷切口的端部处；

围绕所述球形芯部的两件式座，所述座具有座基部和座盖，当所述座被带式夹具压紧时，所述基部和所述盖被位于其间的座开口部隔开；

可释放的带式夹具，所述带式夹具包括：

周向带，所述带绕着所述座的周边延伸；以及

带收紧件，所述带收紧件被定位成当所述夹持机构被收紧时减小所述周向带的直径以绕着所述座施加环向压力，以便挤压所述球形芯部并减小所述柔性座的直径，以使所述区段绕着所述偏转弯曲点偏转并顺应所述外部物体的外表面，从而将所述芯部固定在所述外部物体上并将所述座固定在所述芯部上；以及

所述球形芯部具有球形芯部直径，并且所述外部物体具有物体直径，其中所述球形芯部直径与所述物体直径之比大于约1.5。

12.根据权利要求11所述的球面轴承，其特征在于，所述座基部和所述座盖具有用于在所述座被所述带式夹具压紧时定位所述带式夹具的凹部。

13.根据权利要求11所述的球面轴承，其特征在于，所述带收紧件是t型螺栓、收紧螺钉、缆索张紧机构、收紧旋钮和齿轮中的至少一种。

14.根据权利要求11所述的球面轴承，其特征在于，所述带式夹具的所述带是带状条、链条、线材、缆索、软管夹具、绳索和高拉伸强度带中的至少一种。