CN103901054A - X光检验机及其扩胎旋转驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述X光检验机及其扩胎旋转驱动方法，针对立式检测机通过从子口处向外扩张的定位、定中与旋转驱动方式，以实现提高轮胎高速旋转时的稳定性，进而提高X光检验成像质量、改善X光检验质量与效率的目的。X光检验机包括有铅房，X光运动装置，成像系统运动装置；扩胎旋转驱动装置，具有一机架，至少1组导杆体，其侧部通过安装架安装于机架；导套，通过轴承同轴地套设于导杆体中以承载轮胎、按压轮胎子口并驱动轮胎旋转；连杆，中部固定地轴设于机架，其一侧端连接于用以轴设安装架的销轴，其另一侧端连接于滑动架；滑动架，在机架上通过第一驱动装置往复直线运动；第二驱动装置，用于连接并驱动导套沿轴向转动以驱动轮胎旋转。

Description

X光检验机及其扩胎旋转驱动方法

技术领域

本发明涉及一种应用于轮胎X光检验机的整机结构与扩胎旋转驱动方法的改进，属于橡胶机械与工业自动化控制领域。

背景技术

为提高机动车轮胎的生产质量和安全使用周期，在制造过程中需要进行一系列在线检测项目。如采用X射线对轮胎内层进行探伤检测，通过射线透过轮胎所产生的信号反馈以在接收装置上成像，进而验证轮胎内部是否出现断层、气泡、钢丝断裂等性能缺陷，并根据检验结果对轮胎进行鉴定分级。

现有的X光检验机，通常是将被检测轮胎竖直地或横向地放置在转辊上，通过驱动X光管伸入到子口内部进行射线取像。在检测开始与进行过程中，通常是由2组以上的抱臂从外侧夹持被检测轮胎的胎面部位，以实现轮胎与包括上述抱臂部件在内的定中装置的轴心重合，即先进行定中操作。然后，在一组抱臂轴向旋转的带动下，轮胎绕其轴心旋转以配合X光管在子口内部的取像。

如上述现有技术特征，主要存在以下缺点与不足：

1、轮胎胎面具有一定深度的花纹，当抱臂在夹持并驱动旋转的过程中易受到表面不平整的影响，轮胎在高速旋转时易跳动、不稳定，从而影响到X光检验成像的图像质量，易导致检验质量的下降；

2、从胎面外侧夹持并旋转驱动轮胎，X光检验的主要区域如胎面、胎侧会相应

地形成一定的形变，也直接会影响到检验成像的图像质量。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述X光检验机及其扩胎旋转驱动方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而针对立式检测机与测试方法，通过从子口处向外扩张的定位、定中与旋转驱动方式，以实现提高轮胎高速旋转时的稳定性，进而提高X光检验成像质量、改善X光检验质量与效率的目的。

另一发明目的在于，为便于X光管从子口处进入轮胎内部而增加扩子口机构、以及在旋转过程中保持子口扩张的稳定性设计，以进一步地实现降低轮胎被检验区域形变的目的。

为实现上述发明目的，所述的X光检验机主要包括有：

用于密闭检测轮胎的铅房、以及设置于铅房中的以下装置，

X光运动装置，用于将X光管输送至轮胎子口处以发射X光；

成像系统运动装置，用于将探测器输送至轮胎一侧以接收X光并成像；

与现有技术的区别之处在于，还包括有扩胎旋转驱动装置，以用于承载轮胎并在检测过程中驱动轮胎旋转。

扩胎旋转驱动装置，具有一机架，以及，

至少1组导杆体，其侧部通过安装架安装于机架；

导套，通过轴承同轴地套设于导杆体中以承载轮胎、按压轮胎子口并驱动轮胎旋转；

连杆，中部固定地轴设于机架，其一侧端连接于用以轴设安装架的销轴，其另一侧端连接于滑动架；

滑动架，在机架上通过第一驱动装置往复直线运动；

第二驱动装置，用于连接并驱动导套沿轴向转动以驱动轮胎旋转。

如上述基本方案特征，通过导杆体承载导套以将其从子口处支撑被检测轮胎。滑动架的直线运动影响到与连杆连接的侧端相对于轮胎轴心的位置与摆动方向，因为连杆的中部固定地轴设于机架，则其另一侧端基于杠杆原理而通过安装架最终带动导套沿轮胎径向移动，即完成按压轮胎子口和驱动轮胎旋转时的作用力传递。

与上述过程相反的是，当滑动架反方向直线运动时，连杆带动导套反向摆转而释放轮胎、即返回仅是支撑轮胎子口的状态，轮胎在检测完毕后可直接卸载。

上述方案的主要作用体现在，为配合X光管进入轮胎内部、探测器接收X光而成像的前提条件是，如何实现从轮胎子口处按压并定位轮胎、以及如何稳定地驱动轮胎旋转。

相比较于胎面定位与旋转驱动的现有技术，由于轮胎的子口处没有花纹，在高速旋转过程中能够维持轮胎径向与轴向上的稳定性，不会出现明显地窜动与摆动，因此有助于提高X光检验成像的质量、进而相应地改善X光检验质量。

另外，导套按压轮胎的子口，子口处材料与胎面、胎侧部位的材料差别并不会形成直接地力的传递，因此在旋转驱动的同时，并不会造成胎面、胎侧等部位的形变，也就是说不会影响到X光检验成像的质量。这与现有技术从胎面外部定位并旋转驱动的技术相比，具有较显著地提高与改善。

针对上述提及的第一驱动装置，可以有多种驱动与传动机构实现，例如电机减速机驱动、气缸、电缸与油缸驱动等，又如同步带-带轮传动机构、以及齿轮-齿条、丝杠-丝母传动机构，在此不再重复与展开说明。

基于本发明目的与上述设计构思，较为优选与细化的驱动方案选择是，所述的第一驱动装置包括有，设置于机架的第一电机，第一电机的输出轴通过第一组带轮与第一组同步带驱动连接第一丝母，套设于第一丝母的第一丝杆连接于滑动架；

滑动架通过第一滑块滑动连接于第一导轨。

从类似的设计角度出发，较为优选的第二驱动装置方案是，包括有第二电机通过第二组带轮与第二组同步带驱动连接套设于导套的导套带轮。

为进一步地提高X光管从子口处进入轮胎内部的便利性，可在完成轮胎定位之后采取如下扩充子口的结构设计：

在导套中，通过轴承同轴地套设有导杆；

在导杆与导套之间、沿轴向设置有滑键与滑槽；

在导杆一侧端设置有用于扩充轮胎子口的挡盘，其另一侧端安装于转动体，转动体通过一转轴轴设于一支架；

支架通过第三驱动装置沿导套轴向往复移动。

基于上述扩充子口机构，导杆与导套可同步旋转、或是导杆相对于导套做轴向移动以带动端部的挡盘将轮胎子口沿轴向向外侧扩充，以提供较大的空间由X光管进入轮胎内部。

可在导杆上设置沿轴向通长的滑槽，在导套上设置有插入滑槽的滑键，滑键也是沿轴向设置。

则导套旋转时，通过滑键拨动滑槽以带动导杆同步地旋转；

当导杆沿轴向做直线运动时，滑键则起到限位块与导向块的作用，保持导杆轴向移动的稳定性。

当然也可以在导套上设置沿轴向通长的滑槽，而在导杆上设置有插入滑槽的滑键，两者之间的相互作用是相同的。

由于导杆的轴向直线运动是由第三驱动装置驱动支加实现的，而支架并不需要随导杆沿轮胎径向摆动，因此为避免导杆出现蹩死问题，需采取如上在导杆侧端与支架之间设置的转动体，通过转动体带动导杆沿轴向直线运动，当导杆摆转过程中由转动体绕其转轴做跟随摆转。

为足以抵消从导杆体一侧传递来的摆转力对于支架固定结构的应力影响，较为可行的改进措施可以是，转轴与导杆之间的轴心直线距离，与销轴与导套之间的轴心直线距离相等，即导杆体与转动体的摆转半径相等。

针对上述扩充子口机构的第三驱动装置的优选方案是，第三驱动装置包括有，第三电机通过第三组带轮与第三组同步带驱动连接第三丝母，套设于第三丝母的第三丝杆连接于支架；支架通过第三滑块滑动连接于第三导轨。

 

基于上述发明设计构思与X光检验机的结构改进，本发明同时还可实现下述扩胎旋转驱动方法：

将轮胎竖向地置于导套上，

通过第一驱动装置，滑动架沿直线运动以实现连杆绕其轴设点摆动，以带动导杆体沿轮胎径向摆转，导套从内向外侧按压子口处以定位轮胎；

X光管从子口处进入轮胎内部；

在第二驱动装置的驱动下，导套沿轴向驱动轮胎旋转。

其中，针对X光管从子口处进入轮胎内部的扩充子口实施步骤有：

在第三驱动装置的驱动下，导杆沿导套轴向移动，挡盘向外侧扩充轮胎子口以允许X光管进入轮胎内部。

同时，还通过沿轴向设置的滑键，导杆在导套的带动下同步地旋转；

导杆体沿轮胎径向摆转过程中，导杆带动转动体相对于支架同步地摆动。

为进一步地避免在摆转机构与固定连接、轴向驱动机构之间的应力破坏，可将转轴与导杆、销轴与导套之间的轴心直线距离设置地相等，以实现导杆体与转动体的摆转半径相等。

 

如上所述，本发明X光检验机及其扩胎旋转驱动方法具有以下优点：

1、采取从子口处向外扩张定中轮胎并驱动旋转的方式，能够有效地提高轮胎高速旋转时的稳定性，进而提高X光检验成像质量。

2、基于针对子口处的按压与旋转驱动的检验手段，可显著地降低轮胎被检验区域（胎面与胎侧部位）的形变，进而直接地改善X光检验质量与效率。

3、实现子口扩充以方便X光管进入的结构与方法，使得X光管定位与进出方式得以简化，而且有选择余地而采用较大体积、成像更高的X光管。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是所述X光检验机的结构示意图；

图2是图1的侧向示意图；

图3是扩胎旋转部分的结构示意图；

图4是图3的侧向示意图；

图5是图3的俯向示意图；

图6是扩充子口部分的结构示意图；

图7是图6的俯向部分结构示意图；

如图1至图7所示，铅房1，X光运动装置2，成像系统运动装置3，扩胎旋转驱动装置4，机架5，导杆体6，导套7，连杆8，销轴9，安装架10，导杆11，滑键12，滑槽13，挡盘14，转动体15，转轴16，支架17，滑动架18，X光管20，探测器30；

第三电机60，第三组带轮61，第三组同步带62，第三丝母63，第三丝杆64，第三滑块65，第三导轨66；

第二电机70，第二组带轮71，第二组同步带72，导套带轮73；

第一电机80，第一组带轮81，第一组同步带82，第一丝母83，第一丝杆84，第一滑块85，第一导轨86。

具体实施方式

实施例1，如图1至图7所示，所述的X光检验机包括有：

铅房1，用于提供密闭环境以检测轮胎；

X光运动装置2，用于将X光管20输送至轮胎子口处以发射X光；

成像系统运动装置3，用于将探测器30输送至轮胎一侧以接收X光并成像；

扩胎旋转驱动装置4，用于承载轮胎并在检测过程中驱动轮胎旋转，其包括有，

机架5，在机架5底部固定一支座，支座的竖直面上装有导轨，导轨滑块上固定下述滑动架18；

2组导杆体6，其侧部通过安装架10对称地安装于机架5，每一组导体杆6呈垂向分布；

导套7，通过轴承同轴地套设于导杆体6中以承载轮胎、按压轮胎子口并驱动轮胎旋转；

2个对称设置的连杆8，各自中部通过固定轴轴设于机架5，其一侧端通过一直连杆连接于用以轴设安装架10的销轴9（即通过销轴9可改变安装架10的摆转状态，从而间接地控制导杆体6的摆转），其另一侧端连接于滑动架18；

滑动架18，在机架5上通过第一驱动装置往复直线运动；第一驱动装置包括有，设置于机架5的第一电机80，第一电机80的输出轴通过第一组带轮81与第一组同步带82驱动连接第一丝母83，套设于第一丝母83的第一丝杆84的顶端连接于滑动架18；滑动架18通过第一滑块85滑动连接于第一导轨86；

第一电机80驱动第一丝母83以实现第一丝杆84沿垂向运动，从而实现滑动架18垂向运动，滑动架18带动连杆8摆动，从而实现2组导杆体6同步地摆转，实现按压轮胎子口听扩胎动作；

第二驱动装置，用于连接并驱动导套7沿轴向转动以驱动轮胎旋转；第二驱动装置包括有，第二电机70通过第二组带轮71与第二组同步带72驱动连接套设于导套7的导套带轮73；

导杆11，通过轴承同轴地套设在导套7中；沿导杆11轴向设置有滑槽13，沿导套7轴向设置有凸出的滑键12；导杆11可以通过滑键12实现相对于导套7的轴向移动、以及伴随导套7的轴向旋转；

在导杆11一侧端设置有用于扩充轮胎子口的挡盘14，其另一侧端安装于转动体15，转动体15通过一转轴16轴设于一支架17；支架17通过第三驱动装置沿导套7轴向往复移动；

其中，转轴16与导杆11之间的轴心直线距离，与销轴9与导套7之间的轴心直线距离相等，可以实现转动体15随导杆11的同步摆转运动；

第三驱动装置包括有，第三电机60通过第三组带轮61与第三组同步带62驱动连接第三丝母63，套设于第三丝母63的第三丝杆64连接于支架17；支架17通过第三滑块65滑动连接于第三导轨66。

通过固定在支架17上的第三电机60驱动第三丝杠64旋转，实现支架17沿导套7轴向的直线运动，支架17通过转动体15与导杆11之间铰轴连接，实现导杆11相对于导套7轴向的直线滑动，从而实现挡盘14在轮胎旋转过程中始终能够将子口加以扩充，以利于X光管20的进出。

 

基于上述X光检验机的使用，可实施下述扩胎旋转驱动方法：

将轮胎竖向地置于导套7上，

通过第一驱动装置，滑动架18沿直线运动以实现连杆8绕其轴设点摆动，以带动导杆体6沿轮胎径向摆转，导套7从内向外侧按压子口处以定位轮胎；

在第三驱动装置的驱动下，导杆11沿导套7轴向移动，挡盘14向外侧扩充轮胎子口以允许X光管20进入轮胎内部；

在第二驱动装置的驱动下，导套7沿轴向驱动轮胎旋转；

通过沿轴向设置的滑键12，导杆11在导套7的带动下同步地旋转；

导杆体6沿轮胎径向摆转过程中，导杆11带动转动体15相对于支架17同步地摆动；

将转轴16与导杆11、销轴9与导套7之间的轴心直线距离设置地相等，以实现导杆体6与转动体15的摆转半径相等；

具体的检测过程如下：

在轮胎规格识别之后，将轮胎定中夹紧并通过翻转装置将轮胎由水平状态翻转90°以呈竖直状态；

输送至铅房1内的检测工位；

导杆体6沿轮胎径向摆转，导套7从内向外侧按压子口处以撑住并定位轮胎；

导杆11沿导套7轴向移动，挡盘14向外侧扩充轮胎子口以允许X光管20进入轮胎内部；

成像的探测器30和X光管20根据轮胎检测尺寸规格自动调整到相应的工作位置；

在第二驱动装置的驱动下，导套7沿轴向驱动轮胎旋转；

X光管20发出射线，成像系统通过接收透过轮胎的X射线而还原成轮胎内部结构图像；

当完成轮胎一圈检测后，X光管20停发射线，X光运动装置2、成像系统运动装置3分别复位，

轮胎被送出铅房1，一条轮胎的检测过程完成。

Claims (10)

1.一种X光检验机，包括有用于密闭检测轮胎的铅房（1）、以及设置于铅房（1）中的以下装置，

X光运动装置（2），用于将X光管（20）输送至轮胎子口处以发射X光；

成像系统运动装置（3），用于将探测器（30）输送至轮胎一侧以接收X光并成像；

扩胎旋转驱动装置（4），用于承载轮胎并在检测过程中驱动轮胎旋转，其特征在于：所述的扩胎旋转驱动装置（4）包括有，

机架（5），

至少1组导杆体（6），其侧部通过安装架（10）安装于机架（5）；

导套（7），通过轴承同轴地套设于导杆体（6）中以承载轮胎、按压轮胎子口并驱动轮胎旋转；

连杆（8），中部固定地轴设于机架（5），其一侧端连接于用以轴设安装架（10）的销轴（9），其另一侧端连接于滑动架（18）；

滑动架（18），在机架（5）上通过第一驱动装置往复直线运动；

第二驱动装置，用于连接并驱动导套（7）沿轴向转动以驱动轮胎旋转。

2.根据权利要求1所述的X光检验机，其特征在于：所述的第一驱动装置包括有，设置于机架（5）的第一电机（80），第一电机（80）的输出轴通过第一组带轮（81）与第一组同步带（82）驱动连接第一丝母（83），套设于第一丝母（83）的第一丝杆（84）连接于滑动架（8）；

滑动架（18）通过第一滑块（85）滑动连接于第一导轨（86）。

3.根据权利要求2所述的X光检验机，其特征在于：所述的第二驱动装置包括有，第二电机（70）通过第二组带轮（71）与第二组同步带（72）驱动连接套设于导套（7）的导套带轮（73）。

4.根据权利要求1、2或3所述的X光检验机，其特征在于：在导套（7）中，通过轴承同轴地套设有导杆（11），

在导杆（11）与导套（7）之间、沿轴向设置有滑键（12）与滑槽（13）；

在导杆（11）一侧端设置有用于扩充轮胎子口的挡盘（14），其另一侧端安装于转动体（15），转动体（15）通过一转轴（16）轴设于一支架（17）；

支架（17）通过第三驱动装置沿导套（7）轴向往复移动。

5.根据权利要求4所述的X光检验机，其特征在于：转轴（16）与导杆（11）之间的轴心直线距离，与销轴（9）与导套（7）之间的轴心直线距离相等。

6.根据权利要求5所述的X光检验机，其特征在于：所述的第三驱动装置包括有，第三电机（60）通过第三组带轮（61）与第三组同步带（62）驱动连接第三丝母（63），套设于第三丝母（63）的第三丝杆（64）连接于支架（17）；

支架（17）通过第三滑块（65）滑动连接于第三导轨（66）。

7.如权利要求1至6中任意权项所述X光检验机的扩胎旋转驱动方法，其特征在于：将轮胎竖向地置于导套（7）上，

通过第一驱动装置，滑动架（18）沿直线运动以实现连杆（8）绕其轴设点摆动，以带动导杆体（6）沿轮胎径向摆转，导套（7）从内向外侧按压子口处以定位轮胎；

X光管（20）从子口处进入轮胎内部；

在第二驱动装置的驱动下，导套（7）沿轴向驱动轮胎旋转。

8.根据权利要求7所述的扩胎旋转驱动方法，其特征在于：在第三驱动装置的驱动下，导杆（11）沿导套（7）轴向移动，挡盘（14）向外侧扩充轮胎子口以允许X光管（20）进入轮胎内部。

9.根据权利要求8所述的扩胎旋转驱动方法，其特征在于：通过沿轴向设置的滑键（12），导杆（11）在导套（7）的带动下同步地旋转；

导杆体（6）沿轮胎径向摆转过程中，导杆（11）带动转动体（15）相对于支架（17）同步地摆动。

10.根据权利要求9所述的扩胎旋转驱动方法，其特征在于：将转轴（16）与导杆（11）、销轴（9）与导套（7）之间的轴心直线距离设置地相等，以实现导杆体（6）与转动体（15）的摆转半径相等。

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