专利名称：一种汽车轮胎用机械手及其涨紧方法
技术领域：
本发明涉及机械手，尤其涉及一种汽车轮胎用机械手及其涨紧方法。
背景技术：
轮胎是汽车不可缺少的部件之一。一般来讲，一辆汽车至少装配有四个轮胎。由于轮胎本身具有一定的寿命，同时车辆在行驶过程中，难免出现轮胎意外破损等突发状况，因此在汽车的整个寿命周期中，往往需要对轮胎进行多次更换。目前在世界范围内，汽车的数量已经十分可观，因此对轮胎的需求已经处于较高水平。而且随着人民生活水平的不断提高，人们对出行的便利性要求也会越来越高，汽车的数量还会继续增加。因此，轮胎的需求量还会继续上升。轮胎需求的提升，对轮胎制造企业的生产效率提出了更高的要求。目前的轮胎生产中，从下料一直到成品产出，往往分为多个工序步骤。在绝大多数的轮胎生产企业中，各个工序步骤之间的衔接往往依靠人工进行:通过人工将上一步骤的产品输送至下一步骤进行处理。随着轮胎需求量的增加，旧有的人工搬运的运输方式已经无法满足轮胎生产企业对生产率的要求，同时用人成本的上升也导致企业开始考虑自动化的生产方式。而现有的运输设备又不适用于轮胎的夹持和运输。现在人们渴望一种汽车轮胎用机械手及其涨紧方法来解决现实中的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种汽车轮胎用机械手及其涨紧方法。一种汽车轮胎用机械手包括步进电机、机械手连接架、基板、右固定板、右支撑块、右连接架、右丝杠螺母、蜗轮、圆螺母、蜗杆、弹性联轴器、左丝杠螺母、左连接架、抗拉板、左支撑块、左固定板、右丝杠、左丝杠、连接轴、电机键、连接键、蜗杆键、左轴承、右轴承、丝杠连接键；弹性联轴器一端与步进电机连接并由电机键周向固定，弹性联轴器另一端与连接轴上端连接并由连接键周向固定，连接轴下端顺次穿过蜗杆和圆螺母，蜗杆轴向由圆螺母固定，蜗杆周向由蜗杆键固定，右固定板上端固定在基板右侧，左固定板上端固定在基板左侦牝左固定板和右固定板之间顺次连接有左轴承、左丝杠、蜗轮、右丝杠、右轴承，蜗轮和右丝杠由丝杠连接键周向固定，左丝杠螺母装配在左丝杠上，左连接架固定在左丝杠螺母上，左支撑块固定在左连接架上，右丝杠螺母装配在右丝杠上，右连接架固定在右丝杠螺母上，右支撑块固定在右连接架上，抗拉板分别与左固定板下端和有固定板下端连接，步进电机固定在基板上面，同时蜗杆与蜗轮配合，基板固定在机械手连接架上。汽车轮胎用机械手的右丝杠和左丝杠螺纹导程相同、线数相同、旋向相反。汽车轮胎用机械手的涨紧方法包括以下步骤:
1)机械手处于收缩状态时，移动至轮胎处，使右支撑块和右支撑块在轮胎轴向位于轮胎的两侧胎壁之间； 2)步进电机通过蜗杆带动蜗轮正向转动；3)蜗轮带动左丝杠和右丝杠正向转动，左丝杠带动左丝杠螺母向左移动，右丝杠带动右丝杠螺母向右移动，左丝杠螺母和右丝杠螺母之间的距离逐渐增大，由于左丝杠和右丝杠导程相同、线数相同、旋向相反，左丝杠螺母和右丝杠螺母移动速度和移动距离均相等；
4)左丝杠螺母经由左连接架带动左支撑块向左移动，右丝杠螺母经由右连接架带动右支撑块向右移动，左支撑块和右支撑块之间的距离逐渐增大；
5)当左支撑块和右支撑块均与轮胎胎面内侧接触后，步进电机停止转动，此时机械手处于展开状态，轮胎被机械手从内侧涨紧；
6)当被机械手涨紧的轮胎输送到指定位置后，步进电机通过蜗杆带动蜗轮反向转动；
7)蜗轮带动左丝杠和右丝杠反向转动，左丝杠带动左丝杠螺母向右移动，右丝杠带动右丝杠螺母向左移动，左丝杠螺母和右丝杠螺母之间的距离逐渐减小；
8)左丝杠螺母经由左连接架带动左支撑块向右移动，右丝杠螺母经由右连接架带动右支撑块向左移动，左支撑块和右支撑块之间的距离逐渐减小，释放被涨紧的轮胎；
9)当机械手回复至收缩状态时，步进电机停止转动。本发明代替了人工动作，采用了步进电机作为动力源，动作幅度、速度均可在控制器中进行调节和修改，可以适用于不同直径的轮胎，减少了传感器的使用，降低了结构复杂程度和控制难度；采用了两级减速机构来实现动力传递:第一级采用蜗轮蜗杆传递动力，实现了反向自锁，保证了涨紧的可靠性和安全性；第二级采用了两根旋向相反的滚珠丝杠配合丝杠螺母进行传动 ，使得两侧的支撑块可以同时向相反方向运动，放大了移动距离，提升了涨紧速度，缩小了机构体积，同时还保证了轮胎在涨紧时的自动定心。除此之外，该机械手还具有结构简单、可靠性高、工作稳定、成本低、效率高、适用范围广等优点。
图1为本发明收缩时的结构示意 图2为本发明展开时的结构示意 图3为本发明的电机轴向连接关系爆炸 图4为本发明卸除机械手连接架、电机及电机轴向上的零件的爆炸 图中，步进电机1、机械手连接架2、基板3、右固定板4、右支撑块5、右连接架6、右丝杠螺母7、蜗轮8、圆螺母9、蜗杆10、弹性联轴器11、左丝杠螺母12、左连接架13、抗拉板14、左支撑块15、左固定板16、右丝杠17、左丝杠18、连接轴19、电机键20、连接键21、蜗杆键22、左轴承23、右轴承24、丝杠连接键25。
具体实施例方式如图1、2、3、4所示，一种汽车轮胎用机械手包括步进电机1、机械手连接架2、基板
3、右固定板4、右支撑块5、右连接架6、右丝杠螺母7、蜗轮8、圆螺母9、蜗杆10、弹性联轴器11、左丝杠螺母12、左连接架13、抗拉板14、左支撑块15、左固定板16、右丝杠17、左丝杠18、连接轴19、电机键20、连接键21、蜗杆键22、左轴承23、右轴承24、丝杠连接键25 ;弹性联轴器11 一端与步进电机I连接并由电机键20周向固定，弹性联轴器11另一端与连接轴19上端连接并由连接键21周向固定，连接轴19下端顺次穿过蜗杆10和圆螺母9，蜗杆10轴向由圆螺母9固定，蜗杆IO周向由蜗杆键固定，右固定板4上端固定在基板3右侧，左固定板16上端固定在基板3左侧，左固定板16和右固定板4之间顺次连接有左轴承23、左丝杠18、蜗轮8、右丝杠17、右轴承24，蜗轮8和右丝杠17由丝杠连接键25周向固定，左丝杠螺母12装配在左丝杠18上，左连接架13固定在左丝杠螺母12上，左支撑块15固定在左连接架13上，右丝杠螺母7装配在右丝杠17上，右连接架6固定在右丝杠螺母7上，右支撑块5固定在右连接架6上，抗拉板14分别与左固定板16下端和有固定板4下端连接，步进电机I固定在基板3上面，同时蜗杆10与蜗轮8配合，基板3固定在机械手连接架2上。汽车轮胎用机械手的右丝杠17和左丝杠18螺纹导程相同、线数相同、旋向相反。汽车轮胎用机械手的涨紧方法包括以下步骤:
1)机械手处于如图1所示的收缩状态时，移动至轮胎处，使右支撑块15和右支撑块5在轮胎轴向位于轮胎的两侧胎壁之间；
2)步进电机I通过蜗杆10带动蜗轮8正向转动；
3)蜗轮9带动左丝杠18和右丝杠17正向转动，左丝杠18带动左丝杠螺母12向左移动，右丝杠17带动右丝杠螺母7向右移动，左丝杠螺母12和右丝杠螺母7之间的距离逐渐增大，由于左丝杠18和右丝杠17导程相同、线数相同、旋向相反，左丝杠螺母12和右丝杠螺母7移动速度和移动距离均相等；
4)左丝杠螺母12经由左连接架13带动左支撑块15向左移动，右丝杠螺母7经由右连接架6带动右支撑块5向右移动，左支撑块15和右支撑块5之间的距离逐渐增大；
5)当左支撑块15和右支撑块5均与轮胎胎面内侧接触后，步进电机I停止转动，此时机械手处于展开状态，轮胎被机械手从内侧涨紧，此时机械手状态如图2所示；
6)当被机械手涨紧的轮胎输送到指定位置后，步进电机I通过蜗杆10带动蜗轮8反向转动；
7)蜗轮8带动左丝杠18和右丝杠17反向转动，左丝杠18带动左丝杠螺母12向右移动，右丝杠17带动右丝杠螺母7向左移动，左丝杠螺母12和右丝杠螺母7之间的距离逐渐减小；
8)左丝杠螺母12经由左连接架13带动左支撑块15向右移动，右丝杠螺母7经由右连接架6带动右支撑块5向左移动，左支撑块15和右支撑块5之间的距离逐渐减小，释放被涨紧的轮胎；
9)当机械手回复至如图1所示的收缩状态时，步进电机I停止转动。
权利要求
1.一种汽车轮胎用机械手，其特征在于包括步进电机(I)、机械手连接架(2)、基板(3)、右固定板(4)、右支撑块(5)、右连接架(6)、右丝杠螺母(7)、蜗轮(8)、圆螺母(9)、蜗杆(10)、弹性联轴器(11)、左丝杠螺母(12)、左连接架(13)、抗拉板(14)、左支撑块(15)、左固定板(16)、右丝杠(17)、左丝杠(18)、连接轴(19)、电机键(20)、连接键(21)、蜗杆键(22),左轴承(23)、右轴承(24)、丝杠连接键(25);弹性联轴器(11)一端与步进电机(I)连接并由电机键(20)周向固定，弹性联轴器(11)另一端与连接轴(19)上端连接并由连接键(21)周向固定，连接轴(19)下端顺次穿过蜗杆(10)和圆螺母(9)，蜗杆(10)轴向由圆螺母(9)固定,蜗杆(10)周向由蜗杆键固定,右固定板(4)上端固定在基板(3)右侧,左固定板(16)上端固定在基板(3)左侧,左固定板(16)和右固定板(4)之间顺次连接有左轴承(23)、左丝杠(18)、蜗轮(8)、右丝杠(17)、右轴承(24)，蜗轮(8)和右丝杠(17)由丝杠连接键(25)周向固定，左丝杠螺母(12)装配在左丝杠(18)上，左连接架(13)固定在左丝杠螺母(12 )上，左支撑块(15 )固定在左连接架(13 )上，右丝杠螺母(7 )装配在右丝杠(17 )上，右连接架(6)固定在右丝杠螺母(7)上，右支撑块(5)固定在右连接架(6)上，抗拉板(14)分别与左固定板(16)下端和有固定板(4)下端连接，步进电机(I)固定在基板(3)上面，同时蜗杆(10)与蜗轮(8)配合，基板(3)固定在机械手连接架(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎用机械手，其特征在于所述右丝杠(17)和左丝杠(18 )螺纹导程相同、线数相同、旋向相反。
3.—种如权利要求1所述的汽车轮胎用机械手的涨紧方法，其特征在于包括以下步骤: I)机械手处于收缩状态时，移动至轮胎处，使右支撑块(15)和右支撑块(5)在轮胎轴向位于轮胎的两侧胎壁之间；。
2 )步进电机(I)通过蜗杆(10 )带动蜗轮(8 )正向转动；。3)蜗轮(9)带动左丝杠(18)和右丝杠(17)正向转动，左丝杠(18)带动左丝杠螺母(12)向左移动，右丝杠(17)带动右丝杠螺母(7)向右移动，左丝杠螺母(12)和右丝杠螺母(7)之间的距离逐渐增大，由于左丝杠(18)和右丝杠(17)导程相同、线数相同、旋向相反，左丝杠螺母(12)和右丝杠螺母(7)移动速度和移动距离均相等； 4)左丝杠螺母(12)经由左连接架(13)带动左支撑块(15)向左移动，右丝杠螺母(7)经由右连接架(6)带动右支撑块(5)向右移动，左支撑块(15)和右支撑块(5)之间的距离逐渐增大； 。5 )当左支撑块(15 )和右支撑块(5 )均与轮胎胎面内侧接触后，步进电机(I)停止转动，此时机械手处于展开状态，轮胎被机械手从内侧涨紧； 。6)当被机械手涨紧的轮胎输送到指定位置后，步进电机(I)通过蜗杆(10)带动蜗轮(8)反向转动； 。 7)蜗轮(8)带动左丝杠(18)和右丝杠(17)反向转动，左丝杠(18)带动左丝杠螺母(12)向右移动，右丝杠(17)带动右丝杠螺母(7)向左移动，左丝杠螺母(12)和右丝杠螺母(7)之间的距离逐渐减小； 。8)左丝杠螺母(12)经由左连接架(13)带动 左支撑块(15)向右移动，右丝杠螺母(7)经由右连接架(6)带动右支撑块(5)向左移动，左支撑块(15)和右支撑块(5)之间的距离逐渐减小，释放被涨紧的轮胎；9)当机械 手回复至收缩状态时，步进电机(I)停止转动。
全文摘要
本发明公开了一种汽车轮胎用机械手及其涨紧方法。它包括步进电机、机械手连接架、基板、右固定板、右支撑块、右连接架、右丝杠螺母、蜗轮、圆螺母、蜗杆、弹性联轴器、左丝杠螺母、左连接架、抗拉板、左支撑块、左固定板、右丝杠、左丝杠、连接轴、电机键、连接键、蜗杆键、左轴承、右轴承、丝杠连接键。本发明适用于对生产过程中的轮胎进行涨紧。机械手处于收缩状态时，移动至待输送轮胎处后，电机旋转最终带动左支撑块和右支撑块运动直到接触轮胎胎面内侧，实现轮胎从内侧的涨紧。本发明具有结构简单、可靠性高、工作稳定、成本低、适用范围广等优点，可以较好地替代目前轮胎生产企业广泛采用的人工输送方式，从而提升生产效率。
文档编号B60C25/05GK103253095SQ20131018381
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月17日 优先权日2013年5月17日
发明者刘宇澄, 徐浩, 洪灵, 贾相武, 胡树根, 宋小文, 王耘 申请人:浙江大学