专利名称：用于将环形转发器单元连接于轮胎上的设备及方法
技术领域：
本发明整体涉及将通讯转发器加入轮胎中的设备及方法，更具体而言，涉及用于将环形转发器和天线单元附装于环形轮胎表面上的自动化设备及方法。
背景技术：
通常使用包括天线在内的环形设备来以射频按照电子方式传送轮胎或车轮标识数据或其它数据。这种设备包括射频标签或转发器，其包括数据容量至少足以保留轮胎或车辆的标标识信息的集成电路芯片。其它数据如转发器处的轮胎膨胀压力或轮胎或车轮温度，可以与标识数据一起通过转发器被传送。
环形天线安装于轮胎上并且以射频从转发器向安装于车轮组件上的读数器传送数据。天线和转发器可以在轮胎的“预硫化”制造过程中被加入轮胎中。轮胎与天线之间的连接的整体性通过预硫化成型程序而得到大大提高。然而，在实践中非常难以这样做。在制造过程中，子午线轮胎与斜交轮胎都经受相当大的直径扩大过程。斜交轮胎在被插入通常具有胶囊的硫化机中时沿直径方向膨胀，该胶囊用于将生胎压成封闭着其的模具的环形形状。子午线轮胎在轮胎成型或成形过程期间经受沿直径的膨胀，并且在硫化过程期间经受进一步的沿直径的膨胀。因此，在预硫化过程中嵌入轮胎中的任何天线和与其相关联的电子标签必须能够经受显著的应变，而这种应变可能会导致部件失效。特别地，电子标签和标签与天线之间的连接易受来自从预硫化成型强加于轮胎上的力的损坏。
为了避免在硫化程序中损坏电子标签或标签与环形天线之间的连接，一种已知的替代方法是将标签和天线成型于分离的环形单元中以便在硫化后连接于轮胎上。环形单元可在轮胎硫化之后通过粘合剂或其它已知方法被连接于轮胎上。尽管这种方法避免了在轮胎制造过程中损坏标签电子电路，但是在硫化后程序中将天线和标签粘合连接于轮胎上具有某些缺点。首先，这种程序为劳动密集型，增加了制造过程的成本。其次，按照手动程序将标签单元安放于轮胎上可能由于人员误差而低于准确度要求，从而导致在转发器与远处的接收器之间达不到最优通讯链接的要求。
因此，就需要一种方便、成本经济并且可靠的用于将环形转发器单元连接于轮胎上的设备及方法。这种程序应当还能保证电子电路的功能安全性并且保持天线与标签电子电路之间的牢固电连接。还需要用于将环形转发器单元连接于轮胎上的任何此类设备及方法具有最小的劳动量以便减少人员误差和制造成本。最后，理想地，这种程序将包括上述预硫化和硫化后成型替代方案的优点，但是避免了它们的缺点。
发明内容
使用本发明的设备及方法用于将环形转发器单元连接于环形轮胎表面上，转发器单元为具有联接于环形天线上的传感器壳体的类型。根据本发明的一个方面，设备包括旋转式转台和臂，转台用于可支承地转动具有处于可接近配置的环形轮胎表面的轮胎，而臂置于转台附近并且具有臂端工具，臂端工具用于在轮胎旋转时将转发器单元逐段地连接于环形轮胎表面上。工具包括接合着传感器壳体并且将传感器壳体安放于环形轮胎表面上的预定位置处的夹紧机构和接合着环形天线并且在轮胎旋转时将环形天线逐段地沿着环形轮胎表面定位的引导机构。粘合剂材料涂布器喷嘴可置于引导机构与夹紧机构之间以便在轮胎旋转时将粘合剂材料涂布于环形天线与环形轮胎表面之间。根据本发明的另一个方面，还可以使用支承着转发器单元的预备站，臂在预备站与转台和在预备站处接合着传感器壳体的夹紧机构之间运动以便将转发器单元从预备站运送至转台。
根据本发明的另外一个方面，公开了一种用于将环形转发器单元连接于环形轮胎表面上的方法，并且这种方法包括以下步骤a.将轮胎安装于支承台上，轮胎具有被可接近地配置的环形轮胎表面；b.将臂定位于接近支承台处，臂具有位于远端的工具装置；c.通过臂工具装置将转发器单元的一段支承于环形轮胎表面上；d.在初始相对位置与最终相对位置之间建立臂工具装置与轮胎之间的相对旋转；以及e.在轮胎和臂工具装置相对旋转时，逐段地将转发器天线段连接于环形轮胎表面上。
本发明方法的另外一个方面为通过支承着轮胎的台的旋转而建立臂工具装置与轮胎之间的相对旋转。这种方法的另一个方面包括以下步骤通过置于臂的远端的夹紧装置夹紧传感器壳体；将传感器壳体保持于环形轮胎表面上的分度位置上；通过置于臂的远端处的引导装置设备而逐段地引导环形天线靠在环形轮胎表面上；并且在轮胎旋转时逐段地将粘合剂材料涂布于环形天线与环形轮胎表面之间。根据这种方法制造的轮胎为本发明的另外一个方面。
这样，本发明就提供了一种用于将环形转发器单元连接于轮胎上的有效、可靠、自动且成本经济的设备及方法，并且满足工业对于这种系统的需要。
以下将通过实例并参照附图对本发明进行描述，其中图1为根据本发明构置的臂端工具组件的俯视图。
图2为其局部部件分解俯视透视图。
图3为引导机构组件的侧视图；图4为沿着线4-4剖开的图3的引导机构组件的横向剖视图。
图5为引导机构组件的部件分解透视图。
图6为夹紧机构组件的底视透视图。
图7为粘合剂涂布器机构的左前透视图。
图8为在程序的拾取阶段根据本发明构置的环形转发器单元组件站的透视图。
图9为沿图8的线9-9剖开的在程序的拾取阶段臂端工具的放大透视图。
图10为在程序的涂布阶段环形转发器单元组件站的透视图。
图11为在程序的涂布阶段臂端工具的放大透视图，示出了在图10中标为“图11”的部分。
图12为在涂布阶段开始时臂端工具的放大透视图。
图13为部分以剖面示出的轮胎的透视图，根据本发明环形转发器单元已加入其中。
图14为轮胎定中心和夹紧装置的俯视透视图。
图15为图14的转发器夹紧机构的详图。
图16为夹紧机构的俯视透视图，图示带有处于打开位置的夹紧指。
图17为夹紧机构的俯视透视图，示出了水平致动器已被移入以便定位轭机构。
图18为斜角致动器的俯视透视图，其已移入以便将轭定位成与转发器处于歧离关系。
图19为夹紧机构的放大俯视透视图，示出了与转发器处于歧离关系的轭。
具体实施例方式
在本文中使用时，“转发器“为能够监控例如充气轮胎内的空气压力之类的条件并随后该信息传送至外部装置的任意电子设备(装置)。外部装置可为RF(射频)读数器/询问器，或者仅为RF接收器。当转发器为“有源”并且具有其自己的电源时，可以使用简单的接收器。当接收器为“无源”并且由来自读数器/询问器的射频信号提供电力时，将使用读数器/询问器。在任一种情况中，转发器都与外部装置相结合形成总体轮胎条件监控/警报系统的部件。在本文中使用时，“传感器”是指检测轮胎条件并且根据其传送读数的转发器。在常规型系统中，天线被联接于形成了转发器单元的一个或多个传感器上。天线可以为各种构型，其中之一为环形体或者环。这样，天线与传感器就一起包括环形转发器单元。为了本公开内容与本发明的目的，环形转发器单元不是专指传感器或转发器。即，在实践本发明时，可以包装和使用更宽范围的通常可得到的转发器、传感器及相关电子电路。
如上所述，为了发送或接收RF信号，转发器必须具有天线。天线在本发明中最好为环形构型并且优选地通过后制造程序加入轮胎中。在本文中使用时，在不背离本发明原理的情况下，“环形天线”可为圆形、长方形、对称或不对称形。然而，天线的优选构型为圆形并且其尺寸优选地适于与其所连接的轮胎胎侧区域重叠。天线可以包括单根金属线或多根线股。各种可从市场上得到的转发器、传感器以及其它电装置与由常规传导材料形成的环形天线结合配置适用于符合本发明的原理。
天线金属线的适用材料包括钢、铝、铜或其它导电金属线。如本专利文献所公开，一般认为金属线直径对于用作转发器的导线来说并无严格要求。为了提高耐用性，优选使用包括多股细线的钢绞线。其它可用的导线选择包括带状缆线、柔性电路、导电薄膜、导电橡胶等等。
首先参看图13，所示的环形转发器单元132布置于轮胎134内。轮胎134由如橡胶或橡胶组合物之类的常规材料利用常规装置而形成，并且轮胎可以包括子午线型或斜交帘布层构型。典型轮胎134构置成具有胎面136、胎肩138、环形胎侧140以及终端胎圈142。形成的内衬层144限定了胎腔146。轮胎134意欲用于具有延伸至外部轮辋凸缘表面152的周边轮辋凸缘150的环形轮辋上的安装位置上。轮辋具有常规型构型并且包括具有适当强度的金属如钢。
提供了环形天线154，并且其可以但不一定必须具体实现为正弦构型。替代地，天线154在需要的情况下可以构置成替代型式或者包括直形金属线，并且天线可以是细丝金属线或软线或绞合线。金属线的适用材料包括钢、铝、铜或其它导电金属线。如前所述，金属线直径一般并不视作天线运行情况的关键方面，并且优选地采用多股细线。天线154的曲线形式提供了灵活性并且使得其在制造与使用期间被损坏的风险得以最小，如下所述。
继续参看图13，优选为四边形几何形状的传感器壳体156被包括于转发器单元132中并且容放着一个或更多用于检测轮胎参数如压力和温度的传感器。作为设备132的部分，包括形成所示环形构型的由材料构成的承载条158。承载条158由工业上常见的电绝缘的、优选半刚性的弹性材料例如橡胶或塑料形成。形成的条158封装着天线金属线154的至少一部分和传感器壳体156的至少一部分以便形成整体式环形组件。因此，在后制造阶段中，转发器单元132在通常为圆形的半刚性整体式组件中包括天线154、传感器壳体156以及承载条158，其易于运输和操作以便附连于轮胎134上。环形转发器单元132的直径为其所连接于的轮胎134的尺寸的函数，对此通过下文将得以理解。
参看图1和2，所公开的工具10用于将环形转发器单元附连于环形轮胎内表面上。工具10基本上包括夹紧器机构12、粘合剂涂布机构14以及引导机构16。尽管机构12、14和16被设置成在逐段将环形单元连接于轮胎上时共同配合作用，但是本发明的原理将适用于本发明所属领域的普通技术人员所清楚的目的在于将环形设备附连于环形表面上的各种其它应用中。
参看图3、4和5，引导机构16包括一对L形引导指18、20，它们在打开和闭合关系之间相对于彼此而做枢轴转动。将会清楚，指18、20还可在操作高度与待用高度之间升高和降低。机构16包括市场上可买到的类型的垂直提升缸22和枢轴缸24，以便使指18、20分别沿着垂直和枢轴路径往复运动。一对齿轮26、27被置于相邻关系并且用于启动和控制指18、20的枢轴运动。
一对控制阀28、30控制着缸22的操作并且调节着缸22引起指18、20垂直运动的速度。一对控制阀32A和32B类似地安装于缸24上并且用于调节指18、20相对于彼此枢轴运动的速度和范围。齿条34联接于缸24上并且沿着线性路径往复运动以便接合着齿轮26、27从而实现并控制器枢轴运动。接近开关36安装于阀24上并且当到达冲程结束条件时指示缸24的线性位置。开关38同样地控制着缸22的操作并且用于指示在操作和待用高度处组件的垂直位置，对此应当理解。
继续参看图3、4和5，提供的壳体块40具有一对穿过其延伸的相邻通孔41。套筒42、44分别紧紧容放于孔41内并且齿轮26、27分别固定地安装于套筒42、44的顶部。圆柱形轴46、48分别延伸穿过齿轮26、27和套筒42、44。臂托架50安装于组件上方并且包括一对与延伸穿过轴46、48的轴向孔对齐的侧向凸缘51、53。U形夹52位于托架50的外端处。每个圆柱形轴46、48带有向外延伸的键舌54、56，它们位于沿着套筒42、44的内表面沿轴向延伸的键槽58、60内。应当理解，当键舌位于其对应的键槽内时，轴46、48在套筒42、44内往复运动。
垫圈62、64安装于块40的底部，与孔41对齐，而挡圈66、68从底部安装靠在相应的垫圈62、64上。指夹70、71从底部安装。每个夹70、71具有尺寸适于紧紧容放相应轴46、48的下端的通孔。从图3中将会注意到，引导指18、20连接于相应的夹70、71上。因此，引导机构16的安装就将引导指18、20紧固于轴46、48的底端上，而当轴46、48在套筒42、44内运动时，其将沿着往复垂直路径改变引导指的垂直位置。提升缸22如图所示安装于块40上并且包括联接于U形夹52上的圆柱销69。相应地，圆柱销69的延伸和缩回将致动U形夹52的线性运动从而使轴46、48在套筒42、44内垂直运动以便升高和降低引导指18、20。
继续，枢轴缸组件包括安装托架72，安装托架72具有从其向外伸出的安装凸缘73。U形通道74沿着托架72向前延伸并且用于在齿条34沿着线性路径远离托架72运动时稳定齿条34。缸24包括缸轴76，其通过凸缘73突出并且在前端联接于齿条34上。轴76的往复运动实现了齿条34的往复线性运动。应当理解，齿条34对齐以便接合齿轮26、27。齿条34沿着线性路径的运动因此就被转变成齿轮26、27的旋转运动，而齿轮26、27又旋转套筒42、44从而给予轴46、48在套筒42、44内的旋转运动。轴46、48的旋转运动用于使得引导指18、20在互相相对的闭合位置与打开位置之间旋转，该闭合位置限定了其间的引导通道，如图3中所示。阀32A和32B控制着阀24的操作并且齿条的线性运动的范围通过操作接近开关36而指示。此处所述的部件对于工业来说可从市场上买到。
螺母75将缸24连接于凸缘73上。类似地，螺母78将垂直缸22紧固于块40上。有肩螺钉80延伸穿过臂托架50的凸缘51、53并且进入轴46、48的中心孔中以便将臂托架50紧固于轴上。因此，U形夹52的线性运动就转变成轴46、48在套筒42、44内的垂直运动。其它安装螺钉82(示出了四个)可用来将齿轮26、27紧固于缸42、44上，如上所述。
参看图2和6，夹紧器机构12包括相对的弓形爪84、86，它们分别固定安装于相邻枢轴臂90、92的下侧。枢轴臂为U形并且可绕枢轴转动地安装于夹紧器块93内以便使得臂90、92从图2和6所示的互相平行(“闭合”)关系向外摆动至分叉(“打开”)的相互关系。这样，爪84、86就被在图2和6所示的闭合位置之间带入打开的分叉位置以便用于下述目的。
整体式臂94在一端连接于主体93上并且从其向外水平地伸出。安装销96和螺钉98从臂94延伸以便将机构12附装于安装托架99上，如图2中所示。接近开关100、102安装于主体93上并且用于指示爪90、92的打开和闭合，如下所述。控制阀104、106操作连接以便操纵主体93内的致动缸(未示出)，由此实现爪84、86在打开和闭合位置之间的运动。上述的致动缸、主体和控制器都可在市场上买到。
前进至图2、7和9，粘合剂涂布器机构16包括市场上可买到类型的气动填密枪108。枪108具有与基本上为U形横截面的横向带壁通道112连通的喷嘴端110。枪108容放于弓形半圆形壳体114、116之间。相隔的支承杆118、120从壳体114、116向着托架122向前延伸。市场上可买到类型的反射激光位移传感器单元124置于机构16的前端附近。T形安装托架126从壳体114、116向外伸出并且包括呈螺钉128形式的连接硬件以便用于将机构16连接于机器人臂的端部上。枪从前端向外部13向外延伸。
在图8、9和10中，示出了使用本臂端工具的典型工作站系统。具有上表面162的转台160带动位于其上的轮胎134旋转。预备站164包括具有延伸水平臂168的自由站立式台架166，臂168构置成用于接收和悬挂多个处于并排关系的预装配的环形转发器单元132。台架166基本上面对着包括支承台170的机器人站。市场上可买到类型的枢轴转动机器人臂组件172可绕枢轴转动地安装于台70上并且在预备站164与轮胎支承台160之间摆动延伸臂176。臂176包括末端终止于远端180处的可绕枢轴转动地联接的末臂端段178。前述的臂端工具10通过T形托架126可绕枢轴转动地安装于臂端180上，如图9所示。这样悬挂之后，工具10就由壁段178在站160、164之间往复运送。
从图11和12中将可以理解夹紧器机构12、粘合剂涂布系统14以及引导机构16的相对位置。通常，部件系统12、14和16串联并且按照夹紧器机构12在前、粘合剂涂布系统14在中间而引导机构在后的顺序设置。粘合剂喷嘴端130连接于粘合剂泵送系统上，粘合剂泵送系统根据需要供应已知类型的粘合剂例如工业胶或环氧树脂。三种基本模块，系统12、14、16固定连接于臂端18上并且将用于各种尺寸的轮胎。尽管以上描述了特定的机构12、14、16，但本发明并不限于所示所述的设备。用于通过逐段安放方式将环形设备安放和应用于环形表面上的其它机构也在本发明的考虑之内。
在所示的实施例中，模块12、14和16连接于市场上可买到的机器人的臂上。一种适用的机器人为由ABB Inc.，501Merritt 7，Norwalk，CT，06851制造和销售的ABB型IRB1400。这种机器人可进行对环形环直径、轮胎环形表面角度以及接触高度进行编程。转台160还包括市场上可买到的常规型构型的卡盘和压紧机构(未示出)，以便将轮胎134保持于表面162上的固定位置中。轮胎卡盘将轮胎定中心并紧固于转台上。
在操作时，将一个或更多环形转发器单元放置于邻近转台160处，优选地但并不一定放置于以上所示所述的支承台架164上。可将多个环形转发器单元沿着台架的臂168放置并且顺序地从臂上拾取。臂168上每个环形转发器单元的方位使得便于由臂端工具10够到下一个可用环形转发器单元的传感器壳体156。
机器人臂178延伸与轮胎134的内部形成接触并且通过喷嘴110涂布粘合剂小补片，从而形成分度位置以便随后定位环形转发器单元。粘合剂补片优选地但并不一定必须安放于轮胎卡盘的压紧机构的径向位置处。机器人臂178然后从轮胎出来并移向预备夹具164。臂端工具在转发器单元和枢轴转动至打开位置的夹紧器机构臂90、92上方运动。当臂枢轴转动至闭合位置中时，爪84、86夹紧传感器壳体156，同时引导机构16的引导指18、20在邻近壳体156的柔性天线段周围闭合。两个金属线指18、20这样就在其间形成了松散地接合着天线条158的通道。在夹紧器机构12和引导机构16接合于转发器单元的其相应部分处的情况下，位于引导机构与夹紧器机构之间的天线154的段就被保持于喷嘴通道112的中心。
机器人臂172随后将转发器单元从预备夹具164上取走并且将其安放于转台表面162上的轮胎134的内部中。传感器壳体156的基座被压入先前涂布于轮胎中的粘合剂补片中，沿径向与轮胎卡盘的压紧机构一致。然后打开夹紧器机构12，爪84、86就向外做枢轴转动。压紧机构192进入轮胎的内部并且接触传感器壳体156的上表面。
随后，当粘合剂通过喷嘴110泵送时，转台162就旋转，包围着转发器天线并将其粘附于轮胎内部环形表面上。当卡盘旋转时，当进入的天线段被拉过引导指18、20时，其就被导入喷嘴通道112中。引导指18、20将天线相对于轮胎表面保持于适当高度以便保证适当地粘附。当轮胎旋转时，压紧机构保持转发器传感器壳体156相对于轮胎固定。这样就防止了天线通过喷嘴110拖曳并且防止了引导指将转发器传感器壳体从其位于轮胎中的原始位置处移出。
图14-19中示出了将轮胎保持就位于转台上以及在轮胎旋转时保持着转发器并且将天线附装于轮胎上的一种典型机构。概括地说，提供的这种机构用于将环部件(优选但不必是转发器封装)的一段临时保持就位于轮胎的内表面上，同时使得轮胎旋转以便完成环状部件的安装。在柔性环部件安装期间，轮胎被安放于水平的旋转转台上。作为前述更大操作的一部分，柔性环部件被安装于轮胎的下侧内表面上并且将粘合剂涂布于环的整个圆周上，从而使得环被结合于轮胎上。在其最终位置上，环为圆形并且与轮胎的旋转中心同轴。环的位置优选地但不必一定距离轮辋凸缘的顶部大约10毫米。
如前所述，为了安装环，环的转发器壳体通过机器人臂保持并且与先前涂布于轮胎上的粘合剂小补片形成接触。然后机器人臂松脱转发器并且固定机构移入位置并与逐段被拉过引导器的环部件的柔性部分形成接触。当环的柔性部分穿过引导器时，粘合剂被连续地喷射于环上及其周围，从而将其紧固于轮胎上。固定机构与环的标签部分形成侧向接触以便使得环不能相对于轮胎发生径向运动。这样就防止了由于环的柔性部分穿过引导器摩擦而使得环移位。
转台定中心机构包括多个定中心夹具182A、B、C、D，它们各自分别包括伸长的指186A、B、C、D，每个指分别具有端帽部分184A、B、C、D。垂直限位挡块190从每个指186延伸并且用于将每个指保持离开转台上表面162预定距离。指186被设置成圆形模式并且各从转台160的中心在开口188A、B、C、D内沿径向运动。指186通过任意常见的常规型联动装置(未示出)来操纵以便沿径向往复运动，从而保证指始终距离转台160的中心处于相同半径处。轮胎134被安放于转台160上，并且随后操纵指联动装置以便使得所有的指186在下胎圈区域处与轮胎的内径形成接触。在指已沿径向移出并且与胎圈形成径向接触之后，就垂直向下致动指以便使得每个指186上的帽184与底部胎圈的上表面形成接触。每个指的垂直运动也受到可调节限位挡块190的限制，因此所有各帽的最终高度就处于共同高度。每个挡块190由水平支承臂191从相应指186延伸。指和帽用于将轮胎紧固于转台上，以便将轮胎定中心成与转台的中心同轴，并且还稍微向下牵拉轮胎的下胎圈区域以便使得下胎圈区域的整个上表面都位于与转台的上表面处于固定距离的单个表面中。优选使用这种定中心方法，但是如果需要，在本发明的实践之内还可以替代地使用其它已知固定方法和设备。
参看图14和15，固定机构192被安装于指之一186D上。固定机构192与其所安装于的指一起沿径向和垂直方向运动。对于任意给定的轮胎134，标签或转发器156被相对于轮胎的下胎圈安放于已知位置和方位处。由于指与轮胎的下胎圈区域形成绝对接触，所以标签相对于指186的几何形状的理想最终位置就已知。
提供了固定机构192以便连接于转台上并且提供用于将环形环(例如但不必一定为转发器壳体)的预定部分固定于轮胎上的位置上并且当轮胎在转台上旋转时将预定环部分保持就位的装置。机构192包括以叉形式表示的保持器端194。如果特定应用需要的话，可以布置其它替代形状的保持端。机构192还包括沿径向向内放置的弓形托架臂196，其包括弓形狭槽198。安装托架200连接于狭槽198上并且可调节成替代斜角位置并且由固定螺钉202保持于此位置上。提供的气动装置204向带有线性引导器206的气动线性缸施加致动压力，该线性引导器206沿径向向外沿着往复式线性路径移动轭204。斜角气动致动器208安装于托架200上并且联接于弓形臂196上。斜角致动器208沿着斜角路径带动叉194进入与转发器壳体156的保持关系，其中叉194跨在壳体156上以便禁止其侧向运动。滑台210用于支承气动致动器206、208并且通过适当的硬件安装于转台上，如图所示。致动器206和208以及相关台210作为一个组件为市场上可买到的类型，例如由SMC Corp.制造的Air Slide Table Series MKS，该公司的企业地点位于3011N.Franklin Rd.，Indianapolis，IN 46226。
固定机构192通过以上描述因此将得到理解，因而对于本发明的实践，可以但不必一定包括两个运动轴线。使用单个致动路径以将保持装置带入与环形环部分的保持关系的机构意欲包含于本发明的范围之内。在所示类型的两轴线系统中，第一轴线为水平线性轴线，其平行于转台160的表面并且处于其所连接的指的运动方向上。第二轴线处于指的运动平面中但是与转台表面成锐角。每个运动都由其自己的气动致动器206、298操纵。水平致动器206沿线性路径操作并且在本文中可互换地被此称作“线性致动器”。线性致动器206安装于指186D上。斜角致动器208通过托架200安装于水平致动器206上，托架200可进行手动调节以便改变操作角度。调节托架设计成用于绕着距离轮胎的底部胎圈区域的“胎趾”已知距离的点提供旋转中心。
在操作时，对托架200进行调节以便使得致动角度近似平行于穿过位于转发器区域中的轮胎的横截面。叉装置104连接于角度致动器208的外侧运动部分上。叉194设计成适配于转发器壳体156上的矩形突块上方以便使得叉与矩形突块的侧面形成紧密接触。这种接触防止了标签和环在安装环期间相对于轮胎沿侧向运动。
在操作时，水平和斜角致动器206、208首先处于缩回位置，因此没有机构的部分突出超过指的接触表面之外。将轮胎134安放于转台顶162上并且操作指联动装置(未示出)以便使得所有各指186沿径向向外运动并且止靠于轮胎的下胎圈上。然后将所有各指垂直向下操纵以便将下胎圈保持于距离转台已知距离的固定平面中。将机器人臂工具带入转发器想要安放于的区域中的轮胎的内腔中。转发器的定位被限定为与连接着固定机构192的指相同的角度“时钟”位置。粘合剂小补片如上所述通过机器人臂工具喷射于转发器将要安放于的区域中的轮胎上。机器人臂然后从轮胎移出并且拾取环形组件132，将环形单元夹紧并支承于转发器壳体处。机器人返回轮胎内部并且将标签压入粘合剂补片中(参看图14和15)。然后机器人臂上的夹紧器就打开以便松开转发器(图16)。
然后，位于固定机构192上的水平致动器206就受到气动致动以便使得机构沿径向向外运动(图17)。然后操纵角度致动器208以便将叉带入与转发器壳体形成紧密桥接关系(图18和19)。在将粘合剂喷射于承载条158上及其周围上时旋转转台。在轮胎的几乎整转期间，叉194都保持与转发器壳体156的保持位置。在已经完成一定程度的旋转之后，在承载条158与轮胎134之间就有充分的粘合剂结合，以致承载条与引导器之间的摩擦将不能引起条相对于轮胎运动。在旋转中的这个点上，将角度致动器缩回，使得叉与转发器壳体156脱离保持接合关系。同时缩回线性致动器。将包含环形组件单元132的轮胎随后从转台上拆下并且系统就准备好接受另一个轮胎。
通过上文应当理解，本发明实现了环形组件与环形表面之间的有效、可靠连接。本发明可应用于需要将环形环连接于环形表面上的应用场合中，特别是将传感器单元连接于轮胎上的应用场合中。机构重复地将轮胎紧固于旋转的转台上并且实现将转发器初始连接于轮胎表面上。机构192用于将转发器保持于轮胎上同时逐段地将环形单元粘附于轮胎上。机构192肯定地并且自动地将转发器保持就位于轮胎上的基准位置上而不会对传感器单元造成损坏。
尽管上述优选实施例设想轮胎134在转台160上旋转而臂端工具10和压紧机构192按照需要发挥功能，但可将轮胎保持静止于台面上而将臂端工具10构置成在轮胎内旋转也在本发明的考虑范围之内。在替代构型中，臂端工具和轮胎的相对旋转运动通过臂工具而非轮胎的旋转而实现。在一些应用中，轮胎和工具可都相对于彼此运动。在本文中使用时，术语“旋转”不意欲特指一整转。在非闭合天线构型的一些应用场合中，部分旋转可足以将转发器和天线单元连接于轮胎上。
同样，尽管优选，但天线和转发器不需要一定为完全闭合圆形构型。本发明可应用于将伸长的天线(即不需要为圆形或环形)连接于伸长的轮胎表面上。转发器的初始连接、固定机构的操作、由臂端工具将天线逐段地连接操作将相应地如上所述进行。因此，在关于天线使用术语“伸长的”时，该术语意欲涵盖闭合圆形构型以及其它伸长的几何形状。
尽管上述优选实施例设想轮胎134在转台160上旋转而臂端工具10和压紧机构192按照需要发挥功能，但可将轮胎保持静止于台面上而将臂端工具10构置成在轮胎内旋转也在本发明的考虑范围之内。在替代构型中，臂端工具和轮胎的相对旋转运动通过臂工具而非轮胎的旋转而实现。在所有其它方面中，机构和设备按照如前所述方式发挥功能以便将环形设备逐段地应用于轮胎的目标环形表面上。
可以根据此处所提供的描述来给出本发明的变型。尽管以上为了对本发明进行示例说明示出了特定的典型实施例及细节，但本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不背离本发明的范围的情况下，可对其进行各种变化和改动。因此，应当理解，可对所述的特定实施例进行改变，而其将属于由以下附属权利要求所限定的本发明的完整范围内。
权利要求
1.一种用于将伸长的转发器单元连接于伸长的轮胎表面上的设备，转发器单元为具有联接于伸长的天线上的转发器壳体的类型，这种设备的特征在于a.用于支承轮胎以便使得可接近伸长的轮胎表面的台；b.置于转台附近并且在远端处具有工具装置的臂，工具装置用于将伸长的天线逐段地连接于伸长的轮胎表面上；以及c.用于建立轮胎与臂工具装置之间在初始相对位置与最终相对位置之间的相对运动的装置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于用于使得台相对于臂工具装置旋转的装置。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于工具装置包括接合着转发器壳体以便将转发器壳体安放于伸长的轮胎表面上的分度位置处的夹紧装置；接合着伸长的天线以便将伸长的天线逐段地沿着伸长的轮胎表面定位的引导装置；以及置于引导装置与夹紧装置之间以便逐步将粘合剂材料涂布于伸长的天线的段与伸长的轮胎表面之间的粘合剂涂布器喷嘴。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征还在于用于在轮胎和臂工具装置基本上到达最终相对位置时使得引导装置从伸长的天线上脱离接合的装置。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于引导装置包括至少两个枢轴转动夹紧指，用于在其间容放着伸长的天线并且将伸长的天线相对于伸长的轮胎表面保持于优选位置。
6.一种用于将伸长的转发器单元连接于伸长的轮胎表面上的方法，转发器单元为具有联接于伸长的天线上的转发器壳体的类型，这种方法的特征在于以下步骤a.将轮胎安装于支承台上，轮胎具有被可接近地配置的伸长的轮胎表面；b.将臂定位于接近支承台处，臂具有位于远端的工具装置；c.通过臂工具装置将转发器单元的一段支承于伸长的轮胎表面上；d.建立臂工具装置与轮胎之间在初始相对位置与最终相对位置之间的相对运动；以及e.在轮胎和臂工具装置相对运动时，逐段地将转发器天线段连接于伸长的轮胎表面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于通过旋转支承着轮胎的台来建立臂工具装置与轮胎之间的相对旋转的步骤。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征还在于以下步骤通过置于臂的远端处的夹紧装置夹紧传感器壳体；将传感器壳体保持于伸长的轮胎表面上的分度位置处；通过置于臂的远端处的引导装置设备逐段地引导伸长的天线到伸长的轮胎表面上；以及当在臂的远端处的设备之间的相对旋转进行时，逐段地将粘合剂材料涂布于伸长的天线与伸长的轮胎表面之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征还在于以下步骤当轮胎接近最终相对位置时将夹紧装置从传感器壳体上脱离接合；以及当轮胎到达最终相对位置时将粘合剂材料涂布于转发器单元的最后段上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于在轮胎旋转时逐段地引导天线通过粘合剂涂布器喷嘴的步骤。
全文摘要
用本发明的设备及方法将环形转发器单元连接于环形轮胎表面，转发器单元具有联接于环形天线的传感器壳体。设备包括旋转式转台和臂，转台转动具有环形轮胎表面的轮胎，臂置于转台附近且具有臂端工具，臂端工具在轮胎旋转时将转发器单元逐段地连接于环形轮胎表面。工具包括接合传感器壳体且将传感器壳体安放于环形轮胎表面的预定位置的夹紧机构和接合环形天线且在轮胎旋转时将环形天线逐段地沿环形轮胎表面定位的引导机构。粘合剂涂布喷嘴置于引导机构与夹紧机构之间以将粘合剂涂布于环形天线与环形轮胎表面之间。还用支承转发器单元的预备站，臂在预备站与转台和在预备站处接合传感器壳体的夹紧机构之间运动以将转发器单元从预备站运至转台。
文档编号B29C65/54GK1733451SQ20051009173
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月15日 优先权日2004年8月13日
发明者D·R·韦弗, J·C·莱蒂里, G·E·图布, D·R·休斯顿, J·M·哈特, W·A·雷克斯, R·A·伯奇 申请人:固特异轮胎和橡胶公司