人偶球形关节及人偶骨架的制作方法

本发明涉及一种人偶，特别涉及一种人偶球形关节及人偶骨架。

背景技术：

当前，实体娃娃被很多的消费者所喜爱，由于实体娃娃(人偶)的骨架部分为了还原真实人体的关节效果，常采用如图7所示的铰接方式作为人偶骨架的关节以及脊椎，此种结构具有以下不足：1.活动范围不足，仅可以实现前后单方向的转动；2.铰接件经过多次转动摩擦后磨损严重，导致关节松动，但是无法修复；3.铰接件之间的摩擦力不可控，为了保持相应肢体的姿势，在组装时会把铰接件拧的非常紧，导致最终消费者使用时要用很大的力才能转动关节。由于铰接的方式存在诸多问题，导致最终的产品无法能够很好的模仿真实人体的关节效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种人偶球形关节及人偶骨架，要解决的技术问题是提高仿真度以及关节的耐磨性。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案实现：一种人偶球形关节，包括一底座、设于底座中的至少一个关节窝、球头、压板以及弹性体；球头、压板的数量与关节窝的数量相等；底座中具有底座腔，关节窝以及弹性体设于底座腔中，关节窝可沿底座腔的轴线方向直线移动，关节窝背离弹性体的一面上设有与球头的球面相适配的内球面，内球面的深度小于球头的半径，球头与内球面相适配连接；在关节窝受外力后使弹性体受压变形，在关节窝失去外力后弹性体复位并推动关节窝一同复位；在压板上设有压板通孔，压板通孔的直径小于球头的直径，以在压板与关节窝之间形成第一间距；压板固定在底座位于关节窝的一端上，以使球头被限位于关节窝上。

在压板上设有与压板通孔连通的球头导向槽，在关节窝的边缘上设有与内球面连通的第一缺口，在底座位于关节窝的一端边缘上设有第二缺口，第二缺口与底座腔连通，第一缺口、第二缺口与球头导向槽相对。

在压板上设有贯穿压板相对两端且与压板通孔连通的球头直线通槽，以将压板分割成两半，在关节窝的相对两端边缘上分别设有与内球面连通的第一缺口，在底座位于关节窝的一端相对的边缘上分别设有第二缺口，第二缺口与底座腔连通，第一缺口、第二缺口与球头导向槽相对。

在底座腔的腔壁上设有关节窝限位槽，关节窝限位槽沿底座腔的轴向延伸，在关节窝的外壁上设有与关节窝限位槽相适配的限位凸条。

进一步地，弹性体为压缩弹簧。

进一步地，在关节窝与弹性体相对的一端上设有弹性体限位柱，弹性体套在弹性体限位柱上，弹性体限位柱与底座腔的底部之间设置有第二间距。

进一步地，关节窝设有两个，底座腔具有两个敞口，以使底座腔形成通腔，两个关节窝分别设于底座腔的相对两端内，弹性体设置在两个关节窝之间。

进一步地，在关节窝与弹性体相对的一端上设有弹性体限位柱，弹性体套在两个弹性体限位柱上，两个弹性体限位柱之间设置有第二间距。

本发明还公开了一种人偶骨架，包括关节以及脊椎，关节以及脊椎由所述的人偶球形关节构成。

本发明与现有技术相比，通过在一底座中设置弹性体、关节窝、球头以及压板，实现多方向转动以模仿关节以及脊椎的转动，通过弹性体能够实现在受力情况下轻松的实现转动，而转动完成后弹性体能够将关节窝与球头相互挤压并提供足够的磨擦力，从而使关节或脊椎保持该转动后姿势，以满足使用需求，由于使用的球形关节，从而提高了人偶的仿真度，采用弹性体，在使用中具有一定的压缩量，随着球头与内球面的磨损，弹性体能够对关节窝进行支撑，以使内球面与球头接触，从而克服球头与内球面在长期使用中所无法避免的磨损问题，使球头与内球面始终保持零间隙。

附图说明

图1-1是本发明的实施例1的人偶球形关节的结构示意图。

图1-2是本发明的实施例1的人偶球形关节的外部结构示意图。

图1-3是本发明的实施例1的人偶球形关节的分解示意图。

图1-4是本发明的实施例1的人偶球形关节的剖面图。

图2-1是本发明的实施例2的人偶球形关节的结构示意图。

图2-2是本发明的实施例2的人偶球形关节的外部结构示意图。

图2-3是本发明的实施例2的人偶球形关节的分解示意图。

图2-4是本发明的实施例2的人偶球形关节的剖面图。

图3-1是本发明的实施例3的人偶球形关节的结构示意图。

图3-2是本发明的实施例3的人偶球形关节的外部结构示意图。

图3-3是本发明的实施例3的人偶球形关节的分解示意图。

图3-4是本发明的实施例3的人偶球形关节的剖面图。

图4-1是本发明的实施例4的人偶球形关节的结构示意图。

图4-2是本发明的实施例4的人偶球形关节的外部结构示意图。

图4-3是本发明的实施例4的人偶球形关节的分解示意图。

图4-4是本发明的实施例4的人偶球形关节的剖面图。

图5-1是本发明的实施例5的人偶球形关节的结构示意图。

图5-2是本发明的实施例5的人偶球形关节的外部结构示意图。

图5-3是本发明的实施例5的人偶球形关节的分解示意图。

图5-4是本发明的实施例5的人偶球形关节的剖面图。

图6是本发明人偶骨架的结构示意图。

图7是现有技术的结构示意图。

图8是本发明底座上具有延长段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1-1、图1-2、图1-3和图1-4所示，为本发明的第一种人偶球形关节的结构示意图，该第一种人偶球形关节可作为人偶骨架中关节以及脊椎的基本结构进行使用，其包括一底座1、设于底座1中的至少一个关节窝2、球头3、压板4以及弹性体5；在本发明中球头3、压板4的数量与关节窝2的数量相等；此结构中，底座1中具有底座腔11，底座腔11贯穿底座1的其中一端表面，形成敞口，弹性体5被放置在底座腔11中，弹性体5的一端与底座腔11的底部接触，关节窝2置于底座腔11位于敞口的一端，关节窝2可沿底座腔11的轴线方向直线移动，在关节窝2背离弹性体5的一面上设有与球头3的球面相适配的内球面21，内球面21的深度小于球头3的半径，球头3与内球面21相适配连接；在压板4上设有压板通孔41，压板通孔41的直径小于球头3的直径，球头3被压板4限位，从而在压板4与关节窝2之间形成第一间距26，第一间距26用于克服球头3与内球面21的磨损问题，第一间距26为0.2-0.5mm；压板4固定在底座1位于关节窝2的一端敞口上，以使球头3被限位于关节窝2上无法脱离，球头3部分球体从压板通孔41中裸露在外。

当转动球头3时，关节窝2受外力后朝弹性体5方向移动使弹性体5受压变形，球体3的活动空间增大，从而能够朝任意方向转动；在关节窝2失去外力后弹性体5复位并推动关节窝2一同复位，球头3受关节窝以及压板4的紧压无法转动，从而实现球头3的定位。

如图1-1、图1-2、图1-3和图1-4所示，在球头3裸露在压板通孔41外的这部分球体上设置有用于连接的连接柱31，以满足与其它部件进行连接。

如图1-2所示，本发明中底座1的形状为圆柱体，底座腔11沿底座1的轴线方向延伸，压板4为圆形片状，具体地，在底座1位于敞口的一端外壁上设有一周凸台12，压板4的直径与凸台12的直径相等并通过螺丝紧固在凸台12上；在底座1的外壁上设有螺纹或在底座1远离球头3的一端上设有延长段15(图8所示)，以实现与其它部件进行连接。

如图1-3所示，关节窝2的外形为圆柱体，其长度小于底座腔11的长度。

如图1-3和图1-4所示，在底座腔11的腔壁上设有关节窝限位槽13，关节窝限位槽13沿底座腔11的轴向延伸，在关节窝2的外壁上设有与关节窝限位槽13相适配的限位凸条23，以使关节窝2被限制沿底座腔11的轴线方向移动；具体地，关节窝限位槽13设有多个，沿底座腔11的腔壁设置一周，相应地，限位凸条23的数量与关节窝限位槽13的数量相等，沿关节窝2的外壁分布一周。

如图1-3和图1-4所示，弹性体5优选为压缩弹簧，为了保证弹性体5被牢固的限制在底座腔11中，在关节窝2与弹性体5相对的一端上设有弹性体限位柱24，弹性体5套在弹性体限位柱24上，弹性体限位柱24与底座腔11的底部之间设置有第二间距25，提供关节窝2足够的移动空间，使球头3在内球面21中实现转动。

实施例2：

如图2-1、图2-2、图2-3和图2-4所示，为本发明中的第二种人偶球形关节的结构示意图，在实施例1的基础上，将关节窝2球头3、压板4的数量设置为两个，底座腔11具有两个敞口，以使底座腔11形成通腔，两个关节窝2分别设于底座腔11的相对两端的敞口内，弹性体5设置在两个关节窝2之间，具体地，当弹性体5优选为压缩弹簧时，两个弹性体限位柱24之间具有第二间距25。

上述实施例2的人偶球形关节可以作为脊椎，具体地，将多个人偶球形关节相互之间进行连接，从而模仿人体的脊椎相关的动作。

如图2-1所示，当将实施例2与一个以上的实施例1组合时可作为肩关节以及髋关节进行使用，从而模仿人体的肩关节以及髋关节的相关动作。

实施例3：

如图3-1、图3-2、图3-3和图3-4所示，为本发明的第三种人偶球形关节的结构示意图，第三种人偶球形关节是在实施例2的基础上的变形，在两个压板4上设有与压板通孔41连通的球头导向槽42，在两个关节窝2的边缘上设有与内球面21连通的第一缺口22，在底座1的两端敞口边缘上设有第二缺口14，第二缺口14与底座腔11连通，第一缺口22、第二缺口14与球头导向槽42相对；具体地，球头导向槽42、第一缺口22、第二缺口14的宽度略大于连接柱31的直径，压板4的厚度大于球头3的半径，压板通孔41的孔壁与球头3的外表面相适配以形成弧形壁，第二缺口14为弧形槽，第二缺口14形成于凸台12上。

如图3-1所示，两个球头导向槽42设置在相同的一侧，从而能够使两个球头3上的连接柱31朝相同的一侧转动至相互平行。

上述的实施例3可作为膝关节和肘关节，从而可以模仿膝关节和肘关节的弯曲。

实施例4：

如图4-1、图4-2、图4-3和图4-4所示，为本发明第四种人偶球形关节的结构示意图，第四种人偶球形关节是在实施例1的基础上的变形，在压板4上设有贯穿压板4相对两端且与压板通孔41连通的球头直线通槽43，以将压板4分割成两半，在关节窝2的相对两端边缘上分别设有与内球面21连通的第一缺口22，在底座1位于关节窝2一端敞口的相对两端边缘上分别设有第二缺口14，第二缺口14与底座腔11连通，第一缺口22、第二缺口14与球头导向槽42相对，球头直线通槽43、第一缺口22、第二缺口14的宽度均略大于连接柱31的直径具体地，压板4的厚度略小于球头3球体的半径，第二缺口14为弧形槽，第二缺口14形成于凸台12上。

上述的实施例4可作为腕关节，从而模仿腕关节的转动以及弯曲。

实施例5：

如图5-1、图5-2、图5-3和图5-4所示，为本发明的第五种人偶球形关节的结构示意图，第五种人偶球形关节是在实施例1的基础上的变形，在压板4上设有与压板通孔41连通的球头导向槽42，在关节窝2的边缘上设有与内球面21连通的第一缺口22，在底座1位于关节窝2的一端边缘上设有第二缺口14，第二缺口14与底座腔11连通，第一缺口22、第二缺口14与球头导向槽42相对；球头导向槽42、第一缺口22、第二缺口14的宽度均略大于连接柱31的直径，具体地，第二缺口14为弧形槽，第二缺口14形成于凸台12上。

上述的实施例5可作为踝关节，从而模仿踝关节的转动以及弯曲。

如图6所示，本发明还公开了一种人偶骨架，该骨架100包括关节200以及脊椎300，其中关节200包括肩关节201、肘关节202、腕关节203、髋关节204、膝关节205以及踝关节206，肩关节201、肘关节202以及腕关节203之间均分别通过第一直通管400连接，脊椎300与髋关节204之间通过一y形支架401连接，髋关节204、膝关节205以及踝关节206之间均分别通过第二直通管402连接，踝关节206与脚掌403连接，脊椎300中仅腰椎部分采用本发明中所述的人偶球形关节，脊椎的其余部分均为直通管。

以下为了便于理解，将实施例1-实施例5中的五种人偶球形关节用字母a-e进行区分，其中实施例1为人偶球形关节a501、实施例2为人偶球形关节b502、实施例3为人偶球形关节c503、实施例4为人偶球形关节d504、实施例5为人偶球形关节e505。

如图6所示，作为本发明中人偶骨架的一种优选方式，其中，肩关节201由人偶球形关节a501与人偶球形关节b502的组合构成，骨架中锁骨以及颈椎部分由十字形支架405构成，具体地，肩关节201中人偶球形关节a501的底座1采用螺纹连接或焊接的方式与十字形支架405中作为锁骨的支杆4051连接，通过将人偶球形关节a501的连接柱31与人偶球形关节b502上的其中一个连接柱31连接，将人偶球形关节a501与人偶球形关节b502连接在一起，然后将该人偶球形关节b502另一个连接柱31通过螺纹连接或焊接的方式与第一直通管a4001连接；

肘关节202由人偶球形关节c503构成，具体地，该人偶球形关节c503其中一端的连接柱31通过螺纹连接或焊接的方式与第一直通管a4001的一端连接，人偶球形关节c503另一端的连接柱31通过螺纹连接或焊接的方式与第一直通管b4002的一端连接；

腕关节203由人偶球形关节d504构成，具体地，该人偶球形关节d504的底座1通过螺纹连接或焊接的方式与第一直通管b4002的另一端连接，人偶球形关节d504的连接柱31则与手掌进行连接即可；

髋关节204由人偶球形关节a501与人偶球形关节b502的组合构成，具体地，该人偶球形关节a501的底座1通过螺纹连接或焊接的方式与y形支架401的u形分支4011连接，人偶球形关节a501的连接柱31与人偶球形关节b502其中一端的连接柱31相连，人偶球形关节b502另一端的连接柱31则与第二直通管a4021的一端连接；

膝关节205由人偶球形关节c503构成，具体地，该人偶球形关节c503其中一端的连接柱31通过螺纹连接或焊接的方式与第二直通管a4021的另一端连接，人偶球形关节c503另一端的连接柱31通过螺纹连接的方式与第二直通管b4022的一端连接；

踝关节206由人偶球形关节e505构成，具体地，该人偶球形关节e505的连接柱31通过螺纹连接方式与第二直通管b4022的另一端连接，人偶球形关节e505的底座1与脚掌连接固定；

脊椎中腰椎采用两个人偶球形关节a501与多个人偶球形关节b502相互连接组成，具体地，人偶球形关节b502设有两个，这两个人偶球形关节b502之间通过相对的两个连接柱31相互连接，位于两端的两个人偶球形关节a501的底座1分别与十字形支架405下端的竖杆4052以及y形支架401的竖杆4012连接固定，而两个人偶球形关节a501的连接柱31则分别与两个人偶球形关节b502中与之相对的连接柱31相连接。

通过上述的多种实施例相组合的方式构成人偶骨架。

本发明的人偶球形关节在无外力扳动球头3的情况下，此时关节窝2的内球面21与压板4的压板通孔41的孔壁所共同形成的内球面与球头3的外球面之间是0间隙，同时在弹性体5回弹力的支撑下，内球面与外球面之间形成足够大的摩擦力，使此关节相应的上、下部骨骼可以克服重力引起的下垂或扭力，从而保持相应的姿势；而在足够大的外力扳动球头3的情况下，关节窝2在底座腔11中发生相对位移，这时球头3与压板通孔41的孔壁之间形成空隙，使球头3实现转动。外力消失后，在弹性体5回弹力的作用下，关节窝2会迅速复位，使关节、骨骼保持扳动后的姿势。

本发明具体有以下优点：

采用球形结构，实现关节的万向转动，极大的提高仿真度；

采用弹簧的回弹力支撑球头与凹面的紧密结合，从而提供足够且合适的摩擦阻力，使相应的肢体不但可以保持姿势，也可以轻松扭动。

弹簧在使用中具有一定的压缩量，随着球头与内球面的磨损，球头与内球面之间会出现间隙，弹簧由于为压缩弹簧，因此能够始终对关节窝施加作用力，让内球面与球头接触，从而克服球体与内球面在长期使用中所无法避免的磨损问题，使球头与内球面始终保持零间隙的结合。

通过调整弹簧的强度等参数调整关节的松紧力，从而取得松紧力的量化数据，在制造过程中实现量化标准。

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