一种轮胎自封胶贴合系统的制作方法

本实用新型属于轮胎贴胶技术领域，具体涉及一种轮胎自封胶贴合系统。

背景技术：

自封胶轮胎是一种特殊的安全轮胎，用于提高驾乘的安全性。自封胶轮胎内壁通常都自贴合有一层耐温高分子自封胶，以尖锐物刺穿举例：当轮胎受到尖锐物刺穿后，内部的自封胶能够流动包裹在尖锐物体表面；当尖锐物被移除时，内部的自封胶自动流动到刺穿孔密封，防止轮胎气压泄漏，确保轮胎稳定运转。上述耐温高分子自封胶初看简单，实际上加工及贴胶工艺都很复杂，原因在于汽车轮轮胎需经受较大的高低温温差和长期承载压力工作的考验，并且对动平衡、高速行驶、产品耐久性的安全指标要求特别高，要承受-40℃的低温，并且在车辆高速运行时汽车轮轮胎被扎破、刺穿后，耐温高分子自封胶还需自补而不泄气。目前自封胶轮胎存在的缺陷在于：一方面，附着力较差，这会导致轮胎在工作时，会出现局部自封胶从轮胎表面掉落的现象。另一方面，粘度问题，这会使得附着在轮胎内壁的自封胶容易产生向周围扩散的现象。此外，由于进行自封胶自贴合操作时，贴胶机的贴胶头需伸入轮胎内圈区域工作，因此如何既能保证贴胶动作的流畅性，又能确保轮胎在贴胶操作时的自身位置稳定性，还能使得夹具与贴胶机的动作路径互不干涉，以确保贴胶效果，始终是业内亟待解决的问题。为了解决上述存在的问题，相关厂商及研究院所莫不费劲心思来求谋解决之道，但长久以来一直未见适用的自封胶自贴合设备被发现。因此，如何能创设一种新的适用于耐温高分子自封胶的自贴合设备，用于提升自封胶轮胎的使用安全性及可靠性，使其真正能使汽车普通轮胎升级迈向产业化市场化，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界积蓄改进的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种布局紧凑合理的轮胎自封胶贴合系统，从而实现基于轮胎的精确定位、固定、翻转、转动及贴胶的系列化和批量化生产功能，贴胶机的贴胶动作的流畅性、可靠性及高效性均能得到有效保证。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种轮胎自封胶贴合系统，其特征在于包括轮胎定位及翻转装置以及位于轮胎定位及翻转装置的翻转侧的用于执行贴胶操作的贴胶机；轮胎定位及翻转装置又包括轮胎定位固定夹具以及用于固定及翻转轮胎定位固定夹具的摆动底座，其中：

所述轮胎定位固定夹具包括用于托撑轮胎的托盘，托盘下方布置有用于抓取和定位轮胎的定位组件，定位组件上设置胀紧爪，托盘上设置用于避让胀紧爪动作路径的预留口，胀紧爪可在径向驱动单元的作用下沿预留口作径向动作，从而使得两组以上的胀紧爪与轮胎下缘间构成胀紧式的固定配合；定位组件处向下延伸有轴线与轮胎轴线同轴的转杆，转杆同轴且回转配合于定位转台上；转杆同时与旋转电机的动力输出轴间构成动力配合，从而带动轮胎定位固定夹具作绕轮胎的回转动作；

所述摆动底座包括可沿水平线作回转动作的水平转轴，水平转轴回转配合于回转座上；水平转轴的轴身与所述定位转台相固接，从而在水平转轴作回转动作时同时驱动轮胎定位固定夹具作翻转动作，进而实现轮胎由便于放胎的轴线铅垂姿态和便于贴胶机的贴胶头伸入的轴线水平姿态的来回切换操作；轮胎处于轴线水平姿态时，轮胎位于轮胎定位固定夹具与贴胶机之间区域处。

优选的，所述水平转轴的两端简支梁式的配合在位于基板上的回转座上，并通过摆动电机驱动来产生回转动作；摆动底座上还布置有用于确保回转座作90°摆动的感应开关。

优选的，水平转轴轴身处沿轴长方向依序均布两组固定耳，固定耳固接翻转框架，翻转框架内固定定位转台；所述旋转电机安置在固定框架上，并与转杆间形成带传动配合。

优选的，所述定位组件包括同轴布置在托盘下方的水平底板，所述水平底板的上板面处设置径向轨道，径向轨道上滑轨配合有滑移块，滑移块与胀紧爪的底端相固接，从而便于胀紧爪产生径向动作；定位组件还包括夹设于水平底板与托盘之间且与水平底板同轴的法兰板，所述法兰板处布置第一水平铰接座，滑移块处设置与第一水平铰接座轴线相平行的第二水平铰接座，连杆顶端与第一水平铰接座相铰接，连杆底端与第二水平铰接座相铰接；以彼此配合的一组第一水平铰接座、一组连杆、一组第二水平铰接座、一组滑移块、一组径向轨道及一组胀紧爪构成一组胀紧单元，各胀紧单元绕法兰板轴线周向布置。

优选的，所述水平底板的下板面处同轴的向下延伸出所述转杆；所述径向驱动单元为径向驱动气缸，径向驱动单元的活塞缸端固定于水平底板上，且径向驱动单元的活塞杆段轴向向上延伸并与法兰板的悬臂间构成固接配合。

优选的，所述滑移块上固接t型连接板，t型连接板的水平前端固接滑移块，t型连接板的水平后端设置第二水平铰接座，t型连接板的铅垂顶端与胀紧爪的底端固接。

优选的，所述水平底板为环形板结构，所述法兰板的下板面处同轴的向水平底板处延伸出轴向导杆，轴向导杆与水平底板的环腔间构成孔轴套接式的铅垂导向配合。

优选的，所述轮胎定位固定夹具还包括用于驱动托盘产生相对定位组件的轴向动作的轴向驱动气缸，所述轴向驱动气缸的活塞缸端固定在水平底板上，轴向驱动气缸的活塞杆端轴向向上延伸并与托盘下盘面间构成固接配合；定位组件与托盘之间产生轴向相近动作时，位于托盘下方的胀紧爪的工作端可沿预留口伸出至托盘盘面以上并高于轮胎下缘高度。

优选的，所述预留口外形呈孔型长度方向沿轮胎径向延伸的长方孔状；所述胀紧爪外形呈沿轮胎轴向延伸的长方板状。

优选的，胀紧爪的顶端构成所述工作端，胀紧爪的顶端呈向轮胎内壁方向延伸的折角状或弯钩状。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型服务于已有或在研发的带有机械臂的贴胶机，从而实现基于轮胎的精确定位、固定、翻转、转动及贴胶的系列化和批量化生产功能，贴胶机的贴胶动作的流畅性、可靠性及高效性均能得到有效保证。

对于本实用新型而言，工作时，或轮胎不动而贴胶机的贴胶头主动回转；或如本实用新型所设计的，轮胎在转杆的回转作用下而相对自身轴线回转。在本实用新型中，贴胶机的贴胶头一旦伸入轮胎内圈区域，就无需作回转动作，只需确保贴胶头朝下并作在线的适应性的微调动作，回转动作完全交由旋转电机实现，这能有效降低机器的无用功，保证贴胶效率的最大化，也能使得刚出贴胶头的胶液在重力作用下自然而迅速的与轮胎内壁粘合；随着轮胎的不断回转，胶液在被轮胎带动上行的同时自然固化，后续胶液则不断进入轮胎内壁处进行附着，自封胶的自贴合效果和效率均能得到进一步提升。

更具体操作时，当轮胎沿生产线行进至本实用新型旁侧时，可通过辅助的过渡夹爪抓取轮胎并放置于托盘上。之后，托盘与定位组件间产生铅垂向也即轴向的相近动作，使得位于托盘下方的定位组件处胀紧爪经由预留口伸出托盘盘面并高于轮胎下缘高度。再后，在径向驱动单元的作用下，胀紧爪开始沿预留口作径向动作，此时，胀紧爪可看作类似三爪卡盘式的同步外扩动作，即可使得两组以上的胀紧爪与轮胎下缘间构成胀紧式的固定配合。随后，轮胎在摆动底座的作用下产生翻动动作，使得轮胎由轴线铅垂姿态转为轴线水平姿态，以便于位于本实用新型一侧的贴胶机的贴胶头能自然伸入轮胎定位固定夹具所递来的轮胎的内圈区域处。由于轮胎只有下缘被本实用新型夹紧定位，因此在轮胎被翻转呈轴线水平姿态后，贴胶机的贴胶头就能沿轮胎另一侧水平伸入轮胎内圈区域处，以便实现无阻碍的顺畅的自封胶自贴合目的，操作的灵活度、流畅度及高效性均能得到可靠保证。

2)、对于水平转轴而言，其动力来源为摆动电机，并依靠简支梁方式来回转配合在回转座上，从而提升其动作稳定性及可靠性。水平转轴上布置固定耳以便螺纹配合定位转台。此外的，水平转轴在旋转并带动整个夹具翻转时，其翻转角度实际上是可以根据现场情况酌情调整的。本实用新型通过90°监控的感应开关，如角度传感器等，从而人为的将轮胎定位固定夹具的翻转角度限定为90°。这样，每次轮胎放置时刚好处于轴线铅垂状态，因此很容易被放置在托盘上；而每次轮胎翻转时刚好处于90°的轴线水平姿态，因此很容易实现轮胎的“递出”，以方便贴胶头贴胶，操作灵活且方便。

3)、对于定位组件而言，实际使用时可以通过单组的定位块配合单组的可作升降及径向移动功能的胀紧爪来形成一组胀紧单元，来保证其工作目的。本实用新型优选采用以彼此配合的一组第一水平铰接座、一组连杆、一组第二水平铰接座、一组滑移块、一组径向轨道及一组胀紧爪构成一组胀紧单元，实质上该胀紧单元形成了类似伞骨结构，也即一旦法兰板在径向驱动单元的作用下产生轴向动作，即类似人力打开伞骨一样，所有胀紧单元均同步产生动作，稳定且准确的将力由法兰板传递至连杆再至滑移块，进而驱动位于滑移块上的胀紧爪产生外行动作，最终实现对轮胎下缘的胀紧式定位及固定功能。

4)、对于径向驱动单元而言，实际操作时可以是外置电机带动的丝杆滑移块机构，也可以是类似曲柄滑移块机构来作为主动力；本实用新型优选径向驱动气缸，以缩减使用成本，并利用气缸的小型化特点来降低占用空间。工作时，径向驱动单元直接施力于法兰板上的悬臂上，从而保证法兰板的可控升降功能。t型连接板作为过渡连接件，则起到同时衔接连杆、胀紧爪及滑移块的功能

5)、考虑到胀紧单元作为伞骨结构，需要导杆结构来保证动作的精度性，因此设置了轴向导杆。通过轴向相对水平底板处环腔的轴向滑移动作，从而保证定位组件处各动件的工作可靠性及精准性。

6)、上述中，表述了托盘与水平底板之间，可以是托盘主动动作而水平底板不动，也可以是托盘不动而水平底板相对托盘产生升降动作，甚至两者可同时的相对产生相近及相离动作。本实用新型通过设计轴向驱动气缸，从而使得托盘主动相对水平底板升降，而水平底板高度不作变化，从而实现轮胎主动降低且下缘进入胀紧爪的胀紧区域内，其工作可靠灵活。

7)、作为预留口，其可以是缺口结构，也可以是本实用新型所述的贯穿式的长方孔结构，只需能实现避让胀紧爪的径向及轴向动作功能即可。胀紧爪可以是正常的长方板，也可以在工作端设置折角或弯钩，从而保证相对轮胎下缘的可靠抓取效果，此处就不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型应用于生产线上时的布置位置图；

图2为图1的正视图；

图3为图1的俯视图；

图4为轮胎定位固定夹具的立体结构示意图；

图5为图4的结构爆炸图；

图6为图4的正视图；

图7和图8为法兰板作轴向动作时，胀紧爪的径向位移变化图；

图9为轮胎定位固定夹具的工作状态立体图；

图10为图9的剖视图；

图11为本实用新型的装配示意图；

图12为图11的工作状态图；

图13为图12的剖视图；

图14为摆动底座与旋转电机之间的结构爆炸图；

图15为贴胶机相对本实用新型的布置位置图。

本实用新型各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-轮胎b-上缘c-下缘

10-轮胎内轮廓测量装置20-轮胎自清洁装置

30-轮胎定位翻转夹具

31-托盘31a-预留口31b-轴向驱动气缸

32-定位组件32a-胀紧爪32b-水平底板

32c-径向轨道32d-滑移块32e-法兰板

32f-第一水平铰接座32g-第二水平铰接座32h-连杆

32i-径向驱动单元32j-悬臂32k-t型连接板

32l-轴向导杆32m-转杆

33-定位转台34-旋转电机

40-摆动底座

41-水平转轴41a-固定耳42-基板

43-回转座44-摆动电机

50-贴胶机

60-进料输送带61-定中组件

70-出料输送带80-过渡夹爪

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-15，对本实用新型的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本实用新型应用于生产线上时，整个生产线的具体实施方式如图1-3所示，其包括沿轮胎a输送路径依序布置的进料输送带60、轮胎内轮廓测量装置10、轮胎自清洗装置20、过渡夹爪80、轮胎定位及翻转装置、贴胶机50及出料输送带70。

在图1-3的具体实施例中：实际工作时，轮胎a首先被放置在作为生产线入口的进料输送带60上，经由定中组件61定中后，轮胎a先经由轮胎内轮廓测量装置10测量轮胎内轮廓曲线，并将轮胎内轮廓曲线参数发送至贴胶机50处。之后，经测廓后的轮胎a被转入轮胎自清洗装置20，实现轮胎a内壁的激光清洁操作。再后，轮胎a被过渡夹爪80夹取并送入轮胎定位及翻转装置及贴胶机50处实现自封胶自贴合操作。自封胶自贴合完毕后的轮胎a，即被送至作为生产线出口的出料输送带70处，最终完成整套自封胶轮胎的自贴合流程。

在描述之前，需作以下说明：如图13所示的，文中的轮胎的上缘b即轮胎上趾口端，相应的轮胎的下缘c即轮胎下趾口端，上缘b与下缘c的描述为业内俗语。同时，轮胎定位及翻转装置的主要部件包括摆动底座40以及布置在摆动底座40上的轮胎定位固定夹具30。其中：

轮胎定位及翻转装置包括沿轮胎a轴向由上而下依序布置的托盘31、定位组件32及回转组件。托盘31外形参照图4-5所示，为带有预留口31a的圆板，且托盘31轴线与待固定的轮胎轴线同轴。

定位组件32位于托盘31正下方，包括水平底板32b、带有轴向导杆32l的法兰板32e、胀紧单元及径向驱动单元32i。水平底板32b为环板结构，且同轴的布置在托盘31下方，法兰板32e与水平底板32b同轴且位于水平底板32b与托盘31之间处。实际装配时，如图5-8所示，彼此配合的一组第一水平铰接座32f、一组连杆32h、一组第二水平铰接座32g、一组滑移块32d、一组径向轨道32c及一组胀紧爪32a构成了一组胀紧单元，实质上该胀紧单元形成了类似伞骨结构。一旦法兰板32e在径向驱动单元32i的作用下产生轴向动作，就如同人力打开伞骨一样，所有胀紧单元均如图7-8所示的同步产生伞骨收放动作，稳定且准确的将力由法兰板32e传递至连杆32h再至滑移块32d处，进而驱动位于滑移块32d上的胀紧爪32a产生同步的外行动作。轴向导杆32l的设计，起到的是类似导向杆的功能，从而在如图5所示的两组对法兰板32e处悬臂32j施力的径向驱动气缸的推拉作用下，能始终确保整个胀紧单元的动作可靠性。

对于托盘31而言，其也需要具备铅垂升降或者说是沿轮胎a的轴向的往复动作功能，这依赖于轴向驱动气缸31b来实现。在图5所示结构，轴向驱动气缸31b与径向驱动单元32i一样，也为轴对称布置的两组。在必要时，也可参照轴向导杆32l来设计配套轴向驱动气缸31b使用的导柱结构，来保证托盘31的精确升降功能。

回转组件包括定位转台33、旋转电机34及转杆32m。转杆32m一体式的同轴固定在水平底板32b的下板面处，并向下延伸直至与定位转台33间形成轴承回转配合。工作时，通过旋转电机34的驱动来带动转杆32m转动，即可实现轮胎定位固定夹具产生绕轮胎轴线的回转动作，以便于如图15所示的贴胶机50的贴胶头沿轮胎周向进行自封胶自贴合。

对于摆动底座40而言，其构造如图11-15所示，包括水平转轴41，水平转轴41的两端简支梁式的配合在基板42上的回转座43上，并通过摆动电机44驱动来产生回转动作。水平转轴41上设置固定耳41a，如图12所示的，固定耳41a固接翻转框架，翻转框架内固定定位转台33；所述旋转电机34安置在固定框架上，并与转杆32m间形成带传动配合。这样，一旦摆动电机44工作，即驱动水平转轴41转动，定位转台33随之产生摆动动作，而与定位转台33关联的整套轮胎定位固定夹具30也就产生的如图11-12所示的90°的俯仰动作。

当轮胎沿生产线行进至本实用新型旁侧时，首先通过辅助的过渡夹爪抓取轮胎a并放置于托盘31上，参照图9所示。之后，轴向驱动气缸31b工作，使得托盘31下沉，相对的，此时原本位于托盘31盘面下方的胀紧爪32a会沿预留口31a突出托盘31表面，直至胀紧爪32a的工作端高度高于轮胎下缘。再后，在径向驱动单元32i的作用下，法兰板32e下行，推动各连杆32h下沉，使得t型连接板32k推动各滑移块32d沿径向轨道32c外行，带动胀紧爪32a外行，此时胀紧爪32a开始沿预留口31a作径向向外动作，具体参照图7-8及图10所示。胀紧爪32a可看作类似三爪卡盘式的同步外扩动作，可使得两组以上的胀紧爪32a与如图9所示的轮胎a的下缘c间构成胀紧式的固定配合。随后，摆动底座40处摆动电机44开始动作，带动整个夹具产生90°下翻，也即从图11所示状态变为图12-13所示状态。最后，贴胶机50开始动作，贴胶头如图15所示的伸入图12所示的轮胎a的内圈区域处，开始自封胶自贴合操作。

从图15所示状态中，显然可以看出，此种状态下的轮胎a，下缘c位于轮胎定位及翻转装置所在方向，并被胀紧爪32a所夹持；上缘b位于贴胶机所在方向，从而利于贴胶头无障碍伸入，且轮胎可在旋转电机34驱动下作顺畅的周向转动，以便于贴胶头进行无障碍贴胶，工作效率极高。

当然，对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。