CN104169108A - 用于处理轮胎-轮毂组件的系统和方法 - Google Patents

用于处理轮胎-轮毂组件的系统和方法 Download PDF

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CN104169108A CN201280070888.5A CN201280070888A CN104169108A CN 104169108 A CN104169108 A CN 104169108A CN 201280070888 A CN201280070888 A CN 201280070888A CN 104169108 A CN104169108 A CN 104169108A
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Abstract

本发明公开了一种用于处理轮胎(T)和轮毂(W)以形成轮胎轮毂组件(TW)的设备(300)。设备(300)包括轮胎支撑元件(316),该轮胎支撑元件(316)包括第一轮胎支撑元件(316a)、第二轮胎支撑元件(316b)和第三轮胎支撑元件(316c)。每一个第一、第二和第三支撑元件(316a、316b、316c)包括上表面(316')和下表面(316″)。设备(300)包括多个轮胎配合装置(320),该轮胎配合装置(320)包括第一轮胎配合柱(322b')和第二轮胎配合柱(322c')。还公开了一种用于处理轮胎(T)和轮毂(W)以形成轮胎轮毂组件(TW)的方法。

Description

用于处理轮胎-轮毂组件的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求美国非临时申请13/340,270的优先权,该非临时申请的申请日为2011年12月29日,这些都考虑作为本申请所公开的部分并且以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及轮胎-轮毂组件并且涉及用于装配轮胎-轮毂组件的系统和方法。
背景技术
在本领域中可知,通过数个步骤进行轮胎-轮毂组件装配。通常,用传统方法实施这些步骤需要显著的资金投入和人力监督。为了克服现有技术的缺陷,本发明通过提出一种简单的用于装配轮胎-轮毂组件的系统和方法。
附图说明
现在,将通过实施例和附图对本发明作进一步描述,其中:
图1A为根据本发明示例性实施例的用于处理轮胎和轮毂的子站的透视图;
图1B为图1A的子站的顶视图;
图1C为图1A的子站一部分的透视图;
图2A-2J所示为根据本发明示例性实施例的按照图1A的剖切线2A-2A的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图3A-3J所示为根据本发明示例性实施例的按照图2A-2J中的箭头线3A-3J的子站、轮胎和轮毂的局部顶视图;
图4A为根据本发明示例性实施例的用于处理轮胎和轮毂的子站的透视图;
图4B为图4A的子站的顶视图;
图4C为图4A的子站的一部分的透视图;
图5A-5J所示为根据本发明示例性实施例的按照图4A的剖切线5A-5A的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图5D'和5E'所示为根据本发明示例性实施例的按照图4A的剖切线5A-5A的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图6A-6J所示为根据本发明示例性实施例的按照图5A-5J中的箭头线6A-6J的子站、轮胎和轮毂的局部顶视图;
图7A为根据本发明示例性实施例的用于处理轮胎和轮毂的子站的透视图;
图7B为图7A的子站的顶视图;
图7C为图7A的子站一部分的透视图;
图8A-8G所示为根据本发明示例性实施例的按照图7A的剖切线8A-8A的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图9A-9G所示为根据本发明示例性实施例的按照图8A-8G中的箭头线9A-9G的子站、轮胎和轮毂的局部顶视图;
图10A为根据本发明示例性实施例的用于处理轮胎和轮毂的子站的透视图;
图10B为图10A的子站的顶视图;
图10C为图10A的子站一部分的透视图;
图11A-11J所示为根据本发明示例性实施例的按照图10A的剖切线11A-11A的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图12A-12J所示为根据本发明示例性实施例的按照图11A-11J中的箭头线12A-12J的子站、轮胎和轮毂的局部顶视图;
图13A为根据本发明示例性实施例的用于处理轮胎和轮毂的子站的透视图;
图13B为图13A的子站的顶视图;
图13C为图13A的子站一部分的透视图;
图14A-14J所示为根据本发明示例性实施例的按照图13A的剖切线14A-14J的子站、轮胎和轮毂的侧局部剖视图;
图15A-15J所示为根据本发明示例性实施例的按照图14A-14J中的箭头线15A-15J的子站、轮胎和轮毂的局部顶视图;
图16A为示例性的轮胎的顶视图;
图16B为根据图16A的剖切线16B-16B的轮胎剖视图;
图16C为图16A的轮胎的侧视图;
图16D为图16A的轮胎的底视图;
图17A为示例性的轮毂的顶视图;以及
图17B为图17A的轮毂的侧视图。
具体实施方式
附图示例性地描述了用于装配轮胎-轮毂组件的装置和方法的实施例。基于上述情况,一般理解到本文所用的术语仅仅是为了方便而简化,并且用于描述本发明的术语应当包含本领域普通技术人员所给出的广泛含义。
在描述本发明的实施例之前,参照图16A-16D,其所示为一示例性的轮胎T。进一步,在本说明书公开内容中,从图1A开始参照轮胎T的“上”“下”“左”“右”和“侧”;虽然这些术语可以用于描述轮胎T的具体部分和方位,但是可以根据与轮胎T支撑机构有关的轮胎T的方位来采取这些命名方式。因此,以上命名方式不应该被用来限制所要求的本发明的范围,而是在本文中临时地用于描述本发明的实施例。
在一个实施例中,轮胎T包括上轮胎壁表面TSU(如图16A所示)、下轮胎壁表面TSL(如图16D所示)以及连接上轮胎壁表面TSU和下轮胎壁表面TSL的胎面TT(如图16B-16C所示)。参照图16B,上轮胎壁表面TSU可以上升离开胎面TT,到达峰顶随后倾斜地下降并在终止处形成圆周形的上胎圈TBU;类似地,下轮胎壁表面TSL可以上升离开胎面TT,到达峰顶随后倾斜地下降并在终止处形成圆周形的下胎圈TBL
如图16B所示,当轮胎T处于松弛非扁压的状态时(还如图3A-3F、6A-6G、9A-9C所示),上胎圈TBU,形成圆形的上轮胎开口TOU;类似地,当轮胎T处于松弛非扁压的状态时,下胎圈TBL形成圆形的下轮胎开口TOL。应理解到,向轮胎T施加外力时,可以对轮胎T进行物理操作,由此,可以临时地扰乱一个或更多的上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL,使得一个或更多的上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL不完全保持圆形,但是,例如可操作为椭圆形(如图3G-3I、6H-6I、9D-9F所示)。
参照图16B,当处于松弛非扁压的状态时,每一个上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL,分别形成上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D。此外,如图16A-16B所示,当处于松弛非扁压的状态时,上轮胎壁表面TSU和下轮胎壁表面TSL限定轮胎T以包含轮胎直径TD
参照图16A-16B和16D,轮胎T还包括通道TP。上轮胎开口TOU或下轮胎开口TOL接入通道TP。参照图16B,当轮胎T处于松弛非扁压的状态时,上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP以包含直径TP-D。还参照图16B,轮胎T包含圆周空腔TAC,该空腔TAC与通道TP连通。当轮胎T和轮毂W结合后,向圆周空腔TAC通入压缩空气从而为轮胎T充气。
当轮胎T配置为靠近以下始于图1A来公开描述的机构时,设置一部分轮胎T的下轮胎壁表面TSL靠近该机构。在某些情况下,该机构可以提供三个支撑点,并且同样地,可以设置轮胎T的下轮胎壁表面TSL的三个部分来靠近该机构。因此,为了标识轮胎T的下轮胎壁表面TSL的三个示例性的部分,这些部分设置为靠近该机构,在图16D标记参考符号TSL-1、TSL-2和TSL-3,使其分别称为“轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第一部分”、“轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第二部分”、“轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第三部分”。因为轮胎T可以相对于该机构来移动,这三个支撑点必然不会受到图16D的示例性标识所限制,而且同样地,这三个支撑点可以位于轮胎T的下轮胎壁表面TSL的其它区域。
此外,当轮胎T配置为与机构或者轮毂靠近时(如图17A-17B所示),如下面的公开内容所述,所写的说明书可以参照轮胎T的“左”部或者“右”部。照图16C所示为相对于支撑元件S的轮胎T;提供支撑元件S(以虚线示出),以便建立用于描述轮胎T的“左”部和“右”部的参照系。在图16C中,轮胎T配置在“非滚动的”方位,使得胎面TT设置为不与虚线的支撑元件S相邻接,但是,下轮胎壁表面TSL设置为靠近虚线的支撑元件S。为了普通地表示轮胎T的“左”部和“右”部,中心插入线DL等分“非滚动”方位的轮胎T并将其分开两半。
如前所述,用参考符号TP-D、TOU-D、TOL-D对轮胎T的多个直径进行标记。根据几何定律,直径穿过圆心或者穿过本发明中的轮胎T的轴中心,轮胎T的轴中心还替代地被称作轮胎T的旋转轴。几何定律还包含弦的概念,弦即是两端点都位于圆周上的线段;根据几何定律,直径是圆上最长的弦。
在下面的说明中,轮胎T可以相对于机构进行运动;由此,在某些情况下,可以参照轮胎T的弦来描述本发明的实施例。参照图16A,轮胎T的多个弦通常标示为TC1、TC2(即,直径TD)和TC3
弦TC1可称为“左”轮胎弦。弦TC3可称为“右”轮胎弦。弦TC3可以等同于轮胎直径TD,并称为“中”弦。左和右轮胎弦TC1、TC3都包含的几何特性为,其长度比中弦TC2/轮胎直径TD的长度短。
为了参照左轮胎弦TC1和右轮胎弦TC3位置,标示左轮胎切线TTAN-L和右轮胎切线TTAN-R。左弦TC1与左轮胎切线TTAN-L大约间隔开四分之一(1/4)轮胎直径TD。右弦TC3与右轮胎切线TTAN-R大约间隔开四分之一(1/4)轮胎直径TD。每一个左和右弦TC1、TC3与中弦TC2大约间隔开四分之一(1/4)轮胎直径TD。以上来自直径TD的参考间隔只是作为示例,不应该理解为用约四分之一(1/4)的比例来限制本发明的范围;因此,根据需要也可以定义其它比例。
此外,在本说明书下面描述,轮胎T可以相对于机构进行运动。参照图16C,参考箭头U的运动示为向上运动或者箭头D的运动示为向下运动。此外,参考箭头L的运动示为向左或者向后运动,参照箭头R的运动示为向右或者向前运动。
在描述本发明的实施例之前,参照图17A-17B,其所示为一示例性的轮毂W。进一步,在本说明书公开内容中,从图1A开始参照轮毂W的“上”“下”“左”“右”和“侧”;虽然这些术语可以用于描述轮毂W的具体部分和方位,但是可以根据与轮毂W支撑机构有关的轮毂W的方位来采取这样的命名方式。因此,以上命名方式不应该被用来限制所要求的本发明的范围,只是在本文中被临时地用来描述本发明的实施例。
在一个实施例中,轮毂W包括上边缘表面WRU、下边缘表面WRL以及连接上边缘表面WRU和下边缘表面WRL的外圆周表面WC。参照图17B,上边缘表面WRU形成轮毂直径WD。从上边缘表面WRU到下边缘表面WRL,与圆周WC有关的轮毂直径WD可以是非恒定值。从上边缘表面WRU到下边缘表面WRL,在关于圆周WC的非恒定的直径中,由上边缘表面WRU形成的轮毂直径WD最大。轮毂的直径WD大致相等,但是比轮胎T的通道TP的直径TP-D稍大;相应地,一旦轮毂W设置在轮胎T的通道TP内,可以使轮胎弯曲和摩擦地固定到轮毂W,这是轮毂直径WD约等于但是稍大于轮胎T通道TP的直径TP-D而产生的结果。
轮毂W的外圆周表面WC还包括上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。上胎圈座WSU形成接近上边缘表面WRU的圆周形的尖端、角或者凹部。下胎圈座WSL形成接近下边缘表面WRL的圆周形的尖端、角或者凹部。对轮胎T充气后,压缩空气使上胎圈TSU靠紧设置在上胎圈座WSU的“座”;类似地,对轮胎T充气后,压缩空气使下胎圈TSL靠紧设置在下胎圈座WSL的“座”。
轮毂W的外圆周WC的非恒定直径进一步形成轮毂“槽底中心”WDC。轮毂槽底中心WDC可以包含轮毂W外圆周WC的非恒定直径中的最少直径。功能上,轮毂槽底中心WDC可以帮助安装轮胎T到轮毂W。
轮毂W的外圆周WC的非恒定直径进一步形成上“安全胎圈”WSB。在一个实施例中,上安全胎圈可以设置在接近上胎圈座WSU的位置。如果轮胎T的圆周空腔TAC内的压缩空气逃离到外界空气,上胎圈TBU可能从上胎圈座WSU“卸落”;由于安全胎圈WSB靠近上胎圈座WSU,安全胎圈WSB有助于缓解上胎圈TBU从上胎圈座WSU的“卸落”,使上胎圈TBU维持在相对于上胎圈座WSU的基本坐落方位。在一些实施例中,轮毂W可以包括下安全胎圈(没有示出);然而,根据需要,上和/或下安全胎圈可以包含在轮毂W内,其不必为了实践本发明而在下面的公开内容中描述。
参照图1A,根据一个实施例示出了处理子站10,用于处理轮胎-轮毂组件TW。由处理子站10实施的“处理”可以包括“接合”或“安装”轮胎T到轮毂W的动作,用于形成轮胎-轮毂组件TW。“接合”或“安装”动作可以表示对轮胎T和轮毂W进行物理装配、连接或结合,使得称为公部分的轮毂W可插入到称为母部的轮胎T的通道TP
如下列附图所描述和展示,虽然处理子站10的期望结果是使轮胎T和轮毂W进行接合或安装,以形成轮胎-轮毂组件TW,应注意到,处理子站10不为轮胎-轮毂组件TW的轮胎T的圆周空腔TAC进行充气,也不处理轮胎T的上胎圈TBU或下胎圈TBL靠紧轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL的“压座(seating)”动作(因为“压座”动作通常是由充气步骤来产生,在其中的轮胎-轮毂组件TW已被充气)。因此,在接合或安装轮胎T到轮毂W后,轮胎T的上胎圈TBU或者下胎圈TBL可以配置为邻近和/或设置为靠近轮毂W的外圆周表面WC
在一个实施例中,“单元化”工作站可以包含处理子站10作为其一部分。单元化工作平台可以包括其它用于处理轮胎-轮毂组件TW的子站(没有示出);其它子站例如可以包括:清洗子站、封堵子站、充气子站、匹配标记子站、平衡子站等。词语“单元化”指的是:子站从事生产轮胎-轮毂组件TW而无需后续分散的以其它方式配置在传统装配线上的工作站,需要沿着装配线对部分装配的轮胎-轮毂组件TW进行“拾放(handed-off)”(“拾放”指的是,装配线需要通过装配线第一工作站保持部分装配的轮胎-轮毂组件,然后将轮胎-轮毂组件释放到装配线中的后续工作站,用于进一步处理)。更确切地,单元化工作站提供一个具有多个子站的工作站,每一个子站执行轮胎-轮毂组件TW装配处理的具体工作。在实施这种装配处理的过程中减少或者完全消除“拾放”轮胎和/或轮毂。因此,对于传统轮胎-轮毂装配线所占有/租用所占的场地,还对于必须为每一个定义装配线的独立工作站提供维护,单元化工作站显著地降低这些成本和投入。所以,在生产轮胎-轮毂组件TW的时候,采用单元化工作站可显著地减少资金投入和人力监督。
参照图1A,处理子站10包括一装置12。装置12可以称作机械臂。机械臂12可以设置在与单元化工作站的多个子站(例如包括处理子站10)相关的大体为中间的位置。机械臂12可以安装到基座/基体部(没有示出)并从中伸出,基座/基体部与地面G连接。
机械臂12可以包括末端执行器14。末端执行器14可以包括爪、夹或其它用于可拆卸地固定轮毂W到机械臂12的工具。在处理子站10执行处理的整个过程中,末端执行器14使机械臂12能够保持且不松开轮毂W(如果用在单元化工作站时,能够在轮胎-轮毂组件TW的装配处理过程中保持且不松开轮毂W)。由此,末端执行器14最小化了对机械臂12的需求或无需机械臂12来“拾放”轮胎-轮毂组件TW到后续子站(没有示出)。
处理子站10可以实施包含(1)轮胎收容子站和(2)安装子站的多种功能/职责。轮胎收容子站通常包含有一个或更多个轮胎T,使其配置在“准备”位置然后接合到轮毂W。安装子站通常包含协助轮胎T接合到轮毂W(例如,在轮胎T的通道内放置轮毂W)的机构。
参照图1A,可以通过末端执行器14将轮毂W接合到机械臂12来触发处理子站10的初始化。还可以通过支撑元件16上的轮胎T的定位来触发处理子站10的初始化。支撑元件16可以包括第一支撑元件16a、第二支撑元件16b和第三支撑元件16c。每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c包括上表面16'和下表面16″。
每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c的下表面16″可以分别连接至少一个第一支脚元件18a、至少一个第二支脚元件18b和至少一个第三支脚元件18c。每一个至少一个第一、第二和第三支脚元件18a、18b、18c分别包括一长度,使每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c从底下的地面G抬升或隔开。虽然机械臂12没有直接与支撑元件16连接(而是可以连接到地面G),由于支撑元件16经由支脚元件18a-18c连接到地面G,机械臂12通过普通方式连接地面G,可以说机械臂12可结合(interfaceable with)(作为下面公开内容所述的运动D1-D12的结果)和/或直接连接到支撑元件16。
处理子站10还可以包括多个轮胎配合装置20。多个轮胎配合装置20可以包括:连接到第一支撑元件16a上表面16'的第一轮胎配合装置20a;连接到第二支撑元件16b上表面16'的第二轮胎配合装置20b;以及连接到第三支撑元件16c上表面16'的第三轮胎配合装置20c。
参照图1B-1C,第一轮胎配合装置20a可以包括物块22a,该物块22a具有配合轮胎面的侧面22a'。每一个第二和第三轮胎配合装置20b、20c可以包括物块22b、22c,物块22b、22c具有配合轮胎壁的上表面22b'、22c'。
第二和第三轮胎配合装置20b、20c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'可以彼此共面。第二和第三轮胎配合装置20b、20c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'可以配置使得它们相对于地面G的间隔大于第一支撑元件16a的上表面16'相对于地面G的间隔;由此,第二和第三轮胎配合装置20b、20c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'可以配置为与第一支撑元件16a的上表面16'不共面的关系。
可以从第二轮胎配合装置20b的配合轮胎壁的上表面22b'伸出第一轮胎面配合柱30a。可以从第三轮胎配合装置20c的配合轮胎壁的上表面22c'伸出第二轮胎面配合柱30b。
参照图1B,第二和第三支撑元件16b、16c是由缺口或第一间距S1来分隔。第一轮胎面配合柱30a是通过缺口或第二间距S2与第二轮胎面配合柱30b进行分隔。第二间距S2比第一间距S1更大。第一间距S1可以约等于且仅仅轻微大于轮毂W的直径WD;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第一间距S1。第二间距S2可以约等于轮胎T的左弦TC1和右弦TC3;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第二间距S2。
如图2A所示且参照图3A,在轮胎T接合到轮毂W之前,可以说,轮胎T配置在第一松弛非扁压的方位,使得上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP以包含直径TP-D。当轮胎T最终接合到轮毂W时(如图2J所示),上胎圈TBU和下胎圈TBL可以配置为分别地接近但不是坐落与轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL相邻;然后,例如在充气子站(没有示出)对轮胎T进行充气后,上胎圈TBU和下胎圈TBL可以分别坐落到(即靠近设置到)轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。此外,当轮胎T接合到毂W时(如图2J所示),可以说,轮胎T配置在第二基本松弛但稍微扁压的方位,使得通道TP的直径TP-D基本上符合圆形和基本近似它的轮胎T的第一松弛非扁压方位的几何形状。
参照图2A,机械臂12配置在相对于支撑元件16隔开的方位,图中包含的轮胎T配置在“准备”位置。“准备”位置可以包括,轮胎T的胎面TT配置靠近第一轮胎配合装置20a的物块22a的配合轮胎面的前表面22a'。“准备”位置还可以包括,轮胎T以相对于第一支撑元件16a的上表面16'的第一偏转方位角θ1来配置。
轮胎T的第一偏转方位角θ1可以由第二和第三轮胎配合装置20b、20c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'与第一支撑元件16a的上表面16'的非共面关系来产生,使得:(1)下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置靠近第一支撑元件16a的上表面16';(2)下轮胎壁表面TSL的第二部分TSL-2配置靠近第二轮胎配合装置20b的物块22b的配合轮胎壁的上表面22b'(注意到,图2A是依照图1A的剖切线的剖视图,因此第二部分TSL-2没有在图2A中体现,但是在图3A中示出);以及(3)下轮胎壁表面TSL的第三部分TSL-3配置靠近第三轮胎配合装置20c的物块22c的配合轮胎壁的上表面22c'。由此,当轮胎T以第一偏转方位角θ1来配置时,支撑元件16可以为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供位于TSL-1、TSL-2、TSL-3的三点式支撑(在图1A中更清楚地显示),而轮胎T的下轮胎壁表面TSL的剩下部分不会直接接触支撑元件16的上表面16'、22b'、22c'的任何其它部分。
处理子站10可以执行安装过程,通过触发控制器C(如图1A所示)向电机M(如图1A所示)发送一种或更多的信号以驱动机械臂12的电机进行运动(依照箭头方向D1-D12,如图2A-2J所示)。替代地或者除了用控制器C实现自动操作之外,根据储存在存储器的输入,可以由一个或者更多的手动操作输入O(例如以操纵杆的方式、按压按钮或类似的方式来实现)以产生运动D1-D12。
如图2A所示,依照箭头方向D1的第一向下D运动可以减少机械臂12相对于支撑元件16的空间方位间隔。依照箭头方向D2的第二运动可以使末端执行器14例如以逆时针方向带动轮毂W旋转。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D1、D2的运动。
参照图2B,当在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分时,依照箭头方向D1、D2的运动就可能停止,使得轮毂W的槽底中心WDC的第一(如左边)部分被配置靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分。因为轮胎T的第一(如左边)部分胎面TT被配置靠近第一轮胎配合装置20a的物块22a的配合轮胎面的前表面22a',由机械臂12引起的轮毂W的后续运动会防止轮胎T离开(例如向左L)第二和第三支撑元件16b、16c。
继续参照图2B,依照箭头方向D3的第三运动可以使轮毂W向前(例如向右R)移动。依照箭头方向D4的第四运动可以使末端执行器14例如以顺时针方向带动轮毂W旋转(即是与箭头方向D2相反的旋转方向)。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D3、D4的运动。
参照图2C,当在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分时,依照箭头方向D3、D4的运动可能停止,使得轮毂W的槽底中心WDC和下胎圈座WSL的第二(如右边)部分被配置为接近但不与下胎圈TBL的第二(如右边)部分相邻,并且离开轮胎T的上胎圈TBU的第二(如右边)部分。如上所述,因为轮胎T的第一(如左边)部分胎面TT配置靠近第一轮胎配合装置20a的物块22a的配合轮胎面的前表面22a',由机械臂12引起的轮毂W的后续运动D3、D4会防止轮胎T离开(例如向左L)第二和第三支撑元件16b、16c。
继续参照图2C,依照箭头方向D5的第五运动可以使轮毂W向前(例如向右)移动。依照箭头方向D6的第六运动可以使末端执行器14例如以逆时针方向带动轮毂W旋转(即是与箭头方向D4相反的旋转方向)。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D5、D6的运动。
参照图2D,当相对于轮胎T来调整轮毂W的方位时,依照箭头方向D5、D6的运动可能停止,该调整如下所述:(1)在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分,但配置为远离且不靠近上胎圈TBU的第一(如左边)部分,但是接近但不与轮胎T的下胎圈TBL相邻;以及(2)在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分,但配置为远离且不靠近下胎圈TBL的第二(如右边)部分,但是接近但不与轮胎T的上胎圈TBU的第二(如右边)部分相邻。
此外,如图2D所示,依照箭头方向D5、D6的运动可以使得轮毂W设置在轮胎T的通道TP内并且与轮胎T部分连接,使得机械臂12利用轮毂W向前(例如,向右R)移动轮胎T,使其从“准备”位置移动到“部分安装”位置。当轮胎T配置在关于轮毂W的“部分安装”位置时,第一轮胎配合装置20a的物块22a的配合轮胎面的前表面22a'不再配置为靠近轮胎T的胎面TT;但是轮胎T的一个或更多的胎面TT和下轮胎壁表面TSL配置为部分靠近第一支撑元件16a的上表面16'。
虽然不再配置在“准备”位置,支撑元件16仍然为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供“三点式”支撑,使得下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置为靠近上表面16',而轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第二和第三部分TSL-1、TSL-2仍然配置为靠近第二和第三轮胎配合装置20b、20c的配合轮胎壁的物块22b、22c的上表面22b'、22c'。然而,将图2D中轮胎T的方位与图2A-2C的轮胎T的方位进行比较时,在图2D中三个支撑点已经共同更接近地聚集,因此,配置的轮胎T第二偏转方位角θ2大于第一偏转方位角θ1
继续参照图2D,依照箭头方向D7的第七运动,可以产生一个或更多的进一步向前运动,以及轮毂W的进一步向下D和进一步向前(例如向右R)的运动。依照箭头方向D8的第八运动可以使末端执行器14例如以进一步逆时针方向来转动轮毂W。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D7、D8的运动。
参照图2E,当相对于轮胎T来调整轮毂W的方位时,依照箭头方向D7、D8的运动可能停止,该调整如下所述:(1)在轮胎T的通道TP外并且以对着轮胎T的下轮胎壁表面TSL的方位定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分;以及(2)在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的一部分(例如右边部分)下外边缘表面WRL(接近轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分),并且与轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分相邻。
根据第三轮胎配合装置20c的虚线的物块22c(作为轮毂W和轮胎T的定位结果),依照箭头方向D7、D8的机械臂12的运动使得一部分轮毂W配置在缺口或第一间距S1中,并且使得右轮胎弦TC3(对应如顶视图3E所示)接近但是稍微配置到第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的左边,使得一部分轮胎T配置在缺口或第二间距S2中但是不靠近第一和第二轮胎面配合柱30a、30b。
因为缺口或第一间距S1可以约等于但大于轮毂W的直径,从而使得机械臂12移动轮毂W进入/通过缺口或第一间距S1,并处于第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'的下面;然而,轮胎T的直径大于缺口或第一间距S1,机械臂12的运动阻止了带有轮毂W的轮胎T通过缺口或第一间距S1的运动。不带有轮胎T的轮毂W可以穿过缺口或第一间距S1,因此使得前述的轮毂W的至少第一(如右边)部分轮毂W(接近例如轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分)“插入”穿过轮胎T的通道TP,从而在轮胎T的通道TP外并且以间隔的对着轮胎T的下轮胎壁表面TSL的方位,配置轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分。
轮毂W插入穿过轮胎T的通道TP,因此,轮毂W的安全座WSB的第一(如左边)部分设置为靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分。此外,使安全座WSB配置靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分,并且将轮毂W的下外边缘表面WRL配置靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分,因此,从机械臂12传输基本向下的力DF到轮毂W,然后传输到前述的位于安全座WSB和下外边缘表面WRL的、轮毂W的接触点,由此,使基本向下的力DF从轮毂W分散到轮胎T。从轮毂W传送到达轮胎T的基本向下的力DF,是从轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第一、第二和第三部分TSL-1、TSL-2、TSL-3分散且到达支撑元件16的上表面16'、22b'、22c'。
继续参照图2E,依照箭头方向D9的第九运动可以使轮毂W向前移动(例如向右)。依照箭头方向D10的第十运动可以使末端执行器14例如以顺时针方向带动轮毂W旋转(即是与箭头方向D8相反的旋转方向)。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D9、D10的运动。
参照图2F和3F,当相对于轮胎T调整轮毂W的方位时,依照箭头方向D9、D10的运动可能停止,该调整如下所述:(1)轮毂W和轮胎T在之前已经“跳过”第一和第二轮胎面配合柱30a、30b,从而使得轮毂W和轮胎T在第一和第二轮胎面配合柱30a、30b前方(如右边R)定位;(2)由于轮毂W和轮胎T相对于第一和第二轮胎面配合柱30a、30b在前方定位,大约四分之三(3/4)轮胎T向着第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的前方配置(如图3F所示),使得轮胎T的左弦TC1与第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的第二间距S2对齐,由于左弦TC1与第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的第二间距S2对齐,轮胎T的胎面TT的第一胎面部分TT1和第二胎面部分TT2设置为靠近且分别与第一和第二轮胎面配合柱30a、30b直接接触;(3)轮毂W的下外边缘表面WRL,配置为与第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'的基本共面的关系;(4)轮胎T的下胎圈TBL的第一(如左边)部分设置为靠近轮毂W的槽底中心WDC的第一(如左边)部分;以及(5)轮毂W的下外边缘表面WRL部分(接近例如右边部分)下外边缘表面WRL(接近轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分)保持设置在轮胎T的通道TP内,并且靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分。
因为轮毂W的下外边缘表面WRL配置为与第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'基本共面的关系,轮胎T不再直接接触第一支撑元件16a。此外,如前所述,因为轮胎T的直径TD大于缺口或第一间距S1,下外边缘表面WR-L与配合轮胎壁的上表面22b'、22c'定位共面,因此使轮胎T的下轮胎壁表面TSL大约四分之一(1/4)至一半(1/2)的第一(如左边)部分,设置为靠近第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'。
继续参照图2F,依照箭头方向D11的第十一运动,可以引起轮毂W的向下D运动,使得轮毂W的下外边缘表面WRL(接近轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC)基本接近但是配置在第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c'的下面。依照箭头方向D12的第十二运动,可以引起轮毂W的背向(例如向左L)运动。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D11、D12的运动。
参照图2G,由于依照箭头方向D1-D12的运动,轮胎T的下胎圈TBL在第二和第三轮胎配合装置20b、20c的物块22b、22c的配合轮胎壁的上表面22b'、22c’配置为弯曲的基本弧形的方位。进一步,由于轮毂W的初始向后(例如向左L)运动,轮胎T通过第二间距S2(如图3G所示)从左弦TC1向右弦TC3前进;如图3G所示,因为左弦TC1和右弦TC3之间的弦(例如包括中弦TC2)的长度大于左弦TC1和右弦TC3的长度,第一和第二轮胎面配合柱30a、30b通过第二间距S2来抵触轮胎T的运动。
因此,如图3G所示,前述抵触动作使轮胎T临时变形,从而临时扰乱轮胎T的通道TP的直径TP-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。因此,以基本类似的形式,也临时扰乱上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。
上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D的椭圆形式,减少了轮胎T的下胎圈TBL和上胎圈TBU与轮毂W的外圆周表面WC之间的一部分接触(摩擦的原因)。因此,参照图2G-2I和3G-3I,轮毂W根据箭头D12带着轮胎T背向地(如向左L)通过第二间距S2进行前进,椭圆的变形直径TP-D、TOU-D、TOL-D使得带有轮毂W外边缘表面WR-L的轮胎T下胎圈TBL遭受更少的阻碍或抵触,此时下胎圈TBL从位于下胎圈座WSL上的对着外边缘表面WRL的方位,前进到靠近轮毂W的槽底中心WDC的最后位置。
参照图2J和3J,一旦右弦TC3已经通过第二间距S2从第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的向前(如向右R)方位前进并返回到第一和第二轮胎面配合柱30a、30b的背向(如向左L)方位,可以说,整个下胎圈TBL前进到最后的“安装位置”以靠近和处于槽底中心WDC的周围。进一步,可以说,整个上胎圈TBU配置在它的最后“安装位置”以靠近和处于轮毂W槽底中心WDC的周围并紧邻安全座WSB
继续参照图2J,依照箭头方向D13的第十三运动,可以引起轮毂W和轮胎T向上运动离开支撑元件16。机械臂12可以移动轮胎-轮毂组件TW,例如移动到随后的子站(没有示出)例如是充气子站,从而为轮胎-轮毂组件TW充气,可以使得上胎圈TBU坐落靠紧在上胎圈座WSU上,使下胎圈TBL坐落靠紧在下胎圈座WSL上。
参照图4A,根据一实施例示出了一处理子站100,用于处理轮胎-轮毂组件TW。由处理子站100实施的“处理”可以包括“接合”或“安装”轮胎T到轮毂W的动作,用于形成轮胎-轮毂组件TW。“接合”或“安装”动作可以表示对轮胎T和轮毂W进行物理装配、连接或结合,使得可称作为公部的轮毂W插入到可称为母部的轮胎T的通道TP
如下列附图所描述和展示,虽然处理子站100的期望结果是使轮胎T和轮毂W进行接合或安装以形成轮胎-轮毂组件TW,应注意到,处理子站100不对轮胎-轮毂组件TW的轮胎T的圆周空腔TAC进行充气,也不处理轮胎T的上胎圈TBU或下胎圈TBL靠紧轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL的“压座”动作(因为“压座”动作通常是由充气步骤来产生,在其中的轮胎-轮毂组件TW已被充气)。因此,在接合或安装轮胎T到轮毂W后,轮胎T的上胎圈TBU或者下胎圈TBL可以配置为邻近和/或设置为靠近轮毂W的外圆周表面WC
在一个实施例中,“单元化”工作站可以包含处理子站100作为其一部分。单元化工作平台可以包括其它用于处理轮胎-轮毂组件TW的子站(没有示出);其它子站例如可以包括:清洗子站、封堵子站、充气子站、匹配标记子站、平衡子站等。词语“单元化”指的是:子站从事生产轮胎-轮毂组件TW而无需后续分散的以其它方式配置在传统装配线上的工作站,需要沿着装配线对部分装配的轮胎-轮毂组件TW进行“拾放”(“拾放”指的是,装配线需要由装配线的第一工作站保持部分装配的轮胎-轮毂组件,然后将轮胎-轮毂组件释放到装配线中的后续工作站,用于进一步处理)。更确切地,单元化工作站提供一个具有多个子站的工作站,每一个子站执行轮胎-轮毂组件TW装配处理的具体工作。在实施这种装配处理的过程中减少或者完全消除“拾放”轮胎和/或轮毂。因此,对于传统轮胎-轮毂装配线所占有/租用所占的场地,还对于必须为每一个定义装配线的独立工作站提供维护;而单元化工作站显著地降低这些成本和投入。所以,在生产轮胎-轮毂组件TW的时候,采用单元化工作站可显著地减少资金投入和人力监督。
参照图4A,处理子站100包括一装置112。装置112可以称作机械臂。机械臂112可以设置在与单元化工作站的多个子站(例如包括处理子站100)相关的基本中间的位置。机械臂112可以安装到基座/基体部(没有示出)并从中伸出,基座/基体部与地面G连接。
机械臂112可以包括末端执行器114。末端执行器114可以包括爪、夹或其它用于可拆卸地固定轮毂W到机械臂112的工具。在处理子站100执行处理的整个过程中,末端执行器114使机械臂112能够维持且不会松开轮毂W(如果用在单元化工作站时,能够在轮胎-轮毂组件TW的装配处理过程中保持且不松开轮毂W)。由此,末端执行器114使机械臂112减少或无需“拾放”轮胎-轮毂组件TW到后续的子站(没有示出)。
处理子站100可以实施包含(1)轮胎收容子站和(2)安装子站的多种功能/职责。轮胎收容子站通常包含有一个或更多个轮胎T,使其配置在“准备”位置然后接合到轮毂W。安装子站通常包含协助轮胎T接合到轮毂W(例如,在轮胎T的通道内放置轮毂W)的机构。
参照图4A,可以通过末端执行器114将轮毂W接合到机械臂112来触发处理子站100的初始化。还可以通过支撑元件116上的轮胎T定位来触发处理子站110的初始化。支撑元件116可以包括第一支撑元件116a、第二支撑元件116b和第三支撑元件116c。每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c包括上表面116'和下表面116″。
每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c的上表面116'可以分别连接至少一个第一支脚元件118a、至少一个第二支脚元件118b和至少一个第三支脚元件118c。每一个至少一个第一、第二和第三支脚元件118a、118b、118c分别包括一长度,使每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c从底下的地面G抬升或隔开。虽然机械臂112没有直接与支撑元件116连接(而是可以连接到地面G),由于支撑元件116经由支脚元件118a-118c连接到地面G,机械臂112通过普通方式连接地面G,可以说机械臂112可结合(作为下面公开内容所述的运动D1-D12的结果)和/或直接连接到支撑元件116。
处理子站100还可以包括多个轮胎配合装置120。多个轮胎配合装置120可以包括:连接到第一支撑元件116a上表面116'的第一轮胎配合装置120a;连接到第二支撑元件116b上表面116'的第二轮胎配合装置120b;以及连接到第三支撑元件116c上表面116'的第三轮胎配合装置120c。
参照图1A-3J的处理子站10,可以说,所述多个轮胎配合装置20处于相对于每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c的上表面16'的固定方位。然而,正如将在下面的公开内容描述的那样,可以说,处理子站100的多个轮胎配合装置120处于相对于每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c的上表面116'的固定方位。
参照图4B-4C,第一轮胎配合装置120a可以包括物块122a,该物块122a具有配合轮胎面的前(右)侧表面122a'、背(左)侧表面122a″、上表面122a″'和下表面122a″″(如图4C所示)。每一个第二和第三轮胎配合装置120b、120c可以包括物块122b、122c,其具有配合轮胎壁的上表面122b'、122c’、背侧表面122b″、122c″以及下表面122b″'、122c″'(如图4C所示)。
第二和第三轮胎配合装置120b、120c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'可以彼此共面。第二和第三轮胎配合装置120b、120c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'可以配置使得它们相对于地面G的间隔大于第一支撑元件116a的上表面116'相对于地面G的间隔;由此,第二和第三轮胎配合装置120b、120c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'可以配置为与第一支撑元件116a的上表面116'不共面的关系。
第一轮胎配合装置120a的物块122a的背侧表面122a″可以与第一杆124a连接。第一杆124a可以与第一致动器A1连接(如图4B所示)。第一轮胎配合装置120a的物块122a的下表面122a″″可以包括至少一个母凹部126a(如图4C所示)。所述至少一个母凹部126a接收至少一个公导引元件128a,该公导引元件128a连接到第一支撑元件116a的上表面116'。
第二轮胎配合装置120b的物块122b的背侧表面122b″可以与第二杆124b连接。第二杆124b可以与第二致动器A2连接(如图4B所示)。第二轮胎配合装置120b的物块122b的下表面122b″″可以包括至少一个母凹部126b(如图4C所示)。所述至少一个母凹部126b接收至少一个公导引元件128b,该公导引元件128b连接到第二支撑元件116b的上表面116'。
第二轮胎配合装置120c的物块122c的背侧表面122c″可以与第三杆124c连接。第三杆124c可以与第三致动器A3连接(如图4B所示)。第三轮胎配合装置120c的物块122c的下表面122c″'可以包括至少一个母凹部126c(如图4C所示)。所述至少一个母凹部126c接收至少一个公导引元件128c,该公导引元件128c连接到第三支撑元件116c的上表面116'。
杆124a-124c、母凹部126a-126c和公导引元件128a-128c可以用于协助或者有助于使得多个轮胎配合装置120相对于每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c的上表面116'进行移动。例如,每一个第一、第二和第三杆124a、124b、124c可以分别向第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c提供驱动力和/或反作用力(例如通过弹簧的形式),从而分别引起第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c的运动,或者触发其向前或向后运动。如果弹簧作为或包含在一个或更多的致动器A1-A3内,该弹簧可以使一个或更多的第一、第二和第三杆124a、124b、124c扁压成特定的方位;因此,如果目标,例如是一个或更多的轮胎T和轮毂W推动或者在第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c上施加力,那么弹簧的作用/扁压力可以施加在第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c上,从而调节第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c相对于第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c的运动。母凹部126a-126c和公导引元件128a-128c可以协助或者有助于让第一、第二和第三轮胎配合装置120a、120b、120c相对于每一个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c的上表面116'来进行线性移动。
继续参照图4B-4C,可以从第二轮胎配合装置120b的配合轮胎壁的上表面122b'伸出第一轮胎面配合柱130a。可以从第三轮胎配合装置120c的配合轮胎壁的上表面122c'伸出第二轮胎面配合柱130b。每一个第一和第二轮胎面配合柱130a、130b包括配合轮胎壁的上表面132a、132b。
参照图4B,缺口或第一间距S1对第二和第三支撑元件116b、116c进行分隔。通过缺口或第二间距S2',第一轮胎面配合柱130a与第二轮胎面配合柱130b进行分隔。第二间距S2'可以大于第一间距S1。第一间距S1可以约等于且仅仅轻微大于轮毂W的直径WD;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第一间距S1。第二间距S2'可以约等于轮胎T的左弦TC1和右弦TC3;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第二间距S2'。
处理子站100的第一间距S1基本类似处理子站10的第一间距S1。处理子站100的第二间距S2'基本类似处理子站10的第二间距S2;然而,由于处理子站100的第二和第三轮胎配合装置120b、120c可运动,所以处理子站100的第二间距S2'区别于处理子站10的第二间距S2。因此,处理子站100的第二间距S2'可称为“可变的”或“可调节的”第二间距S2'。
参照图1A-3J的处理子站10,可以说,第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c作为独立的单元,以隔开的关系来配置。参照图4A-4C的处理子站100,可以说,多个第一、第二和第三支撑元件116a、116b、116c也作为独立的单元;然而,例如在图4B中,第一支撑元件116a的前部(如右边)末端116aER,可以配置为紧贴或者靠近第二支撑元件116b的背部(如左边)末端116bEL和第三支撑元件116c的背部(如左边)末端116cEL。进一步,如图4B所示,连接到第一支撑元件116a上表面116'的至少一个公导引元件128a可以延伸到并终止于一支撑元件116a的前部(如右边)末端116aER
如图4A所示且参照图5A和6A,在轮胎接合到轮毂W之前,可以说,轮胎T配置在第一松弛非扁压的方位,使得上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP来包含直径TP-D。当轮胎T最终接合到轮毂W时(如图5J和6J所示),上胎圈TBU和下胎圈TBL可以配置为分别接近但不是分别坐落与上胎圈座WSU和下胎圈座WSL相邻;然后,例如在充气子站(没有示出)对轮胎T进行充气后,上胎圈TBU和下胎圈TBL可以分别坐落到(即靠近设置到)轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。此外,当轮胎T接合到毂W时(如图5J和6J所示),可以说,轮胎T配置在第二基本松弛但稍微扁压的方位,使得通道TP的直径TP-D,基本上符合圆形和基本近似它的第一松弛非扁压的轮胎T的方位。
参照图5A,机械臂112以相对于支撑元件116的空间方位间隔来配置,其包含的轮胎T配置在“准备”位置。如图5A和6A所示,“准备”位置可以包括,轮胎T的胎面TT配置靠近第一轮胎配合装置120a的物块122a的配合轮胎面的前表面22a';并且进一步,“准备”位置还可以包括,轮胎T以相对于第一支撑元件116a的上表面116'的第一偏转方位角θ1来配置(如图5A所示)。
参照图5A,轮胎T的第一偏转方位角θ1可以由第二和第三轮胎配合装置120b、120c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'与第一支撑元件116a的上表面116'的非共面关系来产生,使得:(1)下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置靠近第一支撑元件116a的上表面116',(2)如图5A和6A所示,下轮胎壁表面TSL的第二部分TSL-2配置靠近第二轮胎配合装置120b的第一轮胎面配合柱130a的配合轮胎壁的一部分上表面132a(注意到,图5A是依照图4A的剖切线的剖视图,因此第二部分TSL-2没有在图5A中体现),以及(3)下轮胎壁表面TSL的第三部分TSL-3配置靠近第三轮胎配合装置120c的第二轮胎面配合柱130b的配合轮胎壁的上表面132b部分。由此,当轮胎T以第一偏转方位角θ1来配置时,支撑元件116可以为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供位于TSL-1、TSL-2、TSL-3的三点式支撑(在图4A中更清楚地显示),而维轮胎T的下轮胎壁表面TSL的剩下部分不会直接接触支撑元件116的上表面116'、132a、132b的任何其它部分。
可以通过控制器C(如图4A所示)进行触发,向电机M(如图4A所示)发送一种或更多的信号以驱动机械臂112的电机进行运动(依照箭头方向D1-D9,如图5A-5J所示),从而使处理子站100执行安装过程。替代地或者除了用控制器C实现自动操作之外,根据储存在存储器的输入,可以由一个或者更多的手动操作输入O(例如以操纵杆的方式、按压按钮或类似的方式来实现)以产生运动D1-D9。
如图5A所示,依照箭头方向D1的第一向下D运动可以减少机械臂112相对于支撑元件116的空间方位间隔。依照箭头方向D2的第二运动可以使末端执行器114例如以逆时针方向带动轮毂W旋转。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D1、D2的运动。
参照图5B,可以停止依照箭头方向D1、D2的运动,紧接着在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分,使得轮毂W的槽底中心WDC的第一(如左边)部分配置为靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分。因为轮胎T的第一(如左边)部分胎面TT被配置靠近第一轮胎配合装置120a的物块122a的配合轮胎面的前表面122a',由机械臂112引起的轮毂W的后续运动会防止轮胎T离开(例如向左L)第二和第三支撑元件116b、116c。
继续参照图5B,依照箭头方向D3的第三运动可以使轮毂W向前(例如向右R)移动。依照箭头方向D4的第四运动可以使末端执行器114例如以顺时针方向带动轮毂W旋转(即是与箭头方向D2相反的旋转方向)。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D3、D4的运动。
参照图5C,可以停止依照箭头方向D3、D4的运动,紧接着在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分,使得轮毂W的槽底中心WDC和下胎圈座WSL的第二(如右边)部分被配置为接近但不与下胎圈TBL的第二(如右边)部分相邻,并且远离轮胎T的上胎圈TBU的第二(如右边)部分。如上所述,因为轮胎T的第一(如左边)部分胎面TT配置靠近第一轮胎配合装置120a的物块122a的配合轮胎面的前表面122a',由机械臂112引起的轮毂W的后续运动D3、D4会防止轮胎T向后离开(例如向左L)第二和第三支撑元件116b、116c。
参照图5C,虽然依照箭头方向D3、D4的运动不会引起轮胎T相对于第二和第三支撑元件116b、116c向后移动,轮胎T的下轮胎壁表面TSL可以不再配置为靠近第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的配合轮胎壁的上表面132a、132b;这样可以使轮毂W压在轮胎T上,并且以逆时针方向带动轮胎T枢转(绕靠近上表面116'的支撑点TSL-1)。由此,可以不用三个支撑点来配置轮胎T靠近支撑元件116;相反地,轮胎T只是以一个支撑点TSL-1来接触支撑元件116,该支撑点TSL-1位于第一支撑元件116a的上表面116'。
进一步,轮胎T在一个支撑点TSL-1上支撑,这样的方位使得轮胎T相对于第一支撑元件116a的上表面116',不再以第一偏转方位角θ1来配置。相反地,如图5C所示,轮胎T是以相对于下轮胎壁表面TSL和第一支撑元件116a的上表面116'的第二偏转方位角θ2来配置;第二偏转方位角θ2可以大于第一偏转方位角θ1
继续参照图5C,依照箭头方向D5的第五运动,可以使轮毂W产生一个或更多的进一步向前运动(例如向右R)和向下(例如向下D)。依照箭头方向D6的第六运动,可以使末端执行器114例如以进一步以逆时针方向转动轮毂W。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D5、D6的运动。
参照图5D,可以停止依照箭头方向D5、D6的运动,紧接着相对于轮胎T来调整轮毂W的方位,该调整如下所述:(1)整个下胎圈座WSL设置在轮胎T的通道TP内,(2)整个上胎圈TBU设置在轮毂W的槽底中心WDC的附近并靠近槽底中心WDC
进一步,如图5D所示,依照箭头方向D5、D6的运动可以使得轮毂W设置在轮胎T的通道TP内,并且与轮胎T部分连接,使得机械臂112通过临时连接整个上胎圈TBU的方式,利用轮毂W抬升和运载轮胎T,其中上胎圈TBU设置在轮毂W的槽底中心WDC的附近并靠近槽底中心WDC。此外,可以说轮毂W和轮胎T配置为“部分安装”的方位。
一旦配置在“部分安装”的方位,机械臂112可以向前(例如向右R)移动轮毂W和轮胎T,使得第一轮胎配合装置120a的物块122a的配合轮胎面的前表面122a'不再配置为靠近轮胎T的胎面TT。此外,依照箭头方向D5、D6的运动可以使轮毂W带着轮胎T升起或越过第一和第二轮胎面配合柱130a、130b,使得轮毂W和轮胎T基本配置在第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的前方(如右边R)。而进一步,依照箭头方向D5、D6的运动可以使轮毂W的下外边缘表面WRL和轮胎T的下轮胎壁表面TSL配置接近第二和第三轮胎配合装置120b、120c的物块122b、122c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c',但是以基本平行的方式与它们隔开。
参照图5D的顶视图图6D,轮胎T的胎面TT配置为接近第一和第二轮胎面配合柱130a、130b,但是与它们隔开。进一步,如图5D所示,因为轮胎T的胎面TT不再接触第一轮胎配合装置120a的物块122a的配合轮胎面的前表面122a',可以向后(如向左L)移动第一轮胎配合装置120a且离开第二和第三轮胎配合装置120b、120c。继续参照图5D,依照箭头方向D7的第七运动可以使轮毂W向下D运动。
参照图5E,依照箭头方向D7的运动,使得轮毂W“插入”穿过轮胎T的通道TP,这样一来:(1)在轮胎T的通道TP外并且以对着轮胎T的下轮胎壁表面TSL的方位定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分;以及(2)在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的一部分(例如右边部分)下外边缘表面WRL(接近轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分),并且靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分。
根据第三胎配合装置120c的虚线的物块122c(作为轮毂W和轮胎T的定位结果),依照箭头方向D7的机械臂112的运动使得一部分轮毂W配置在缺口或第一间距S1中,并且使得左轮胎弦TC1(对应如顶视图6E所示)接近但是稍微配置到第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的右边,使得一部分轮胎T配置在缺口或者第二间距S2中,但是不靠近第一和第二轮胎面配合柱130a、130b。
因为,缺口或第一间距S1约等于但大于轮毂W的直径WD,允许机械臂112移动轮毂W进入/通过缺口或第一间距S1,并处于第二和第三轮胎配合装置120b、120c的物块122b、122c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c’的下面;然而,因为轮胎T的直径TD大于缺口或第一间距S1,机械臂112的运动阻止了带有轮毂W的轮胎T通过缺口或第一间距S1的运动。不带有轮胎T的轮毂W可以穿过缺口或第一间距S1,因此使得轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC“插入”穿过(如图5E所示)轮胎T的通道TP
轮毂W插入穿过轮胎T的通道TP,因此,可以设置轮毂W的安全座WSB的第一(如左边)部分基本靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分。此外,使安全座WSB配置为基本靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分,并且使轮毂W的下外边缘表面WRL配置靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分,因此,从机械臂112传输基本向下的力DF到轮毂W,然后传输到前述的位于安全座WSB和下外边缘表面WRL的、轮毂W的接触点。基本向下的力DF使得轮胎T的一部分下轮胎壁表面TSL不再隔离而是靠近、且直接接触第二和第三支撑元件116b、116c的上表面122b'、122c';因此,向下的力DF是从轮毂W分散到轮胎T,然后最终到达且分散到第二和第三支撑元件116b、116c的上表面122b'、122c'。
继续参照图5E,依照箭头方向D8的第八运动可以使轮毂W向后(例如向左L)运动。参照图5F,由于依照箭头方向D1-D8的运动,轮胎T的下胎圈TBL在第二和第三轮胎配合装置120b、120c的物块122b、122c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'之上,配置为弯曲的基本弧形的方位。进一步,由于轮毂W的初始向后(例如向左L)运动,轮胎T通过第二间距S2',从左弦TC1向右弦TC3前进;如图6F-6J所示,因为左弦TC1和右弦TC3之间的弦(例如包括中弦TC2)的长度大于左弦TC1和右弦TC3的长度,第一和第二轮胎面配合柱130a、130b通过第二间距S2'来抵触轮胎T的运动。第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的抵触动作包括,使轮胎T的胎面TT的第一胎面部分TT1(如图6F所示)和第二胎面部分TT2(如图6F所示)与轮胎面配合柱130a、130b的表面接触。
返回参照图5D,前述的“插入”动作例如可以将轮毂W推到轮胎T上,使得轮胎T的下轮胎壁表面TSL接触第二和第三支撑元件116b、116c的上表面122b'、122c'。进一步,因为轮毂W的直径WD大于轮胎T的直径TD,轮胎T的一部分下胎圈TBL(例如,见下胎圈TBL'的虚线部分)可以变形或者偏斜,从而使轮毂W穿过轮胎T的通道TP。虽然这样的变形/偏斜使得要对轮胎-轮毂组件TW进行处理,在一些情况中,不期望有变形/偏斜(例如,可能会无意中损害轮胎T的下胎圈TBL的完整性)。
为了消除上述的轮胎T的示例性变形TBL',箭头方向D5、D6(来自图5C)可以包括方向分量,该方向分量使轮毂W以相对于轮胎T的偏移角来配置。如图5D'所示,轮胎T的下轮胎壁表面TSL配置为基本与第二和第三支撑元件116b、116c的上表面122b'、122c'平行;然而,轮毂W没有配置为与第二和第三支撑元件116b、116c的上表面122b'、122c'平行,而是以关于轮胎T倾斜或角偏移的关系来配置。参照图5E',当轮毂W插入通过轮胎T的通道TP时,由于轮毂W相对于轮胎T的配置不太可能由轮毂W的运动来抵触,因此,当轮毂W穿过轮胎T的通道TP时,轮胎T不太可能受到变形或者偏斜(如图5D中的TBL'所示)。
参照图6E,在一个实施例中,第二和第三致动器A2、A3例如可以包括电机,该电机可以使第二和第三轮胎配合装置120b、120c进行缩进,以配置第一和第二轮胎面配合柱130a、130b,从而提供(可变的)第二间隔S2'。在轮毂W和轮胎T开始向后(例如向左L)运动之前,致动器A2、A3可以使第二和第三轮胎配合装置120b、120c进行局部的缩进,从而依照箭头方向O1、O2配置第一和第二轮胎面配合柱130a、130b。
参照图6F-6I,在轮毂W开始向后(例如向左L)运动后,轮胎T通过第二间距S2'前进,而电机A2、A3不用再动作;由此,第一和第二轮胎面配合柱130a、130b保持固定的方位并且与轮胎T抵触,然后径向地、向内地挤压轮胎T,使轮胎T临时变形,临时地扰乱轮胎T的通道TP的直径TP-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。因此,以基本类似的形式,也临时扰乱上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。
上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D的椭圆的形式,减少了轮胎T的下胎圈TBL和上胎圈TBU与轮毂W的外圆周表面WC之间的一部分接触(摩擦的原因)。因此,参照图5G-5I和6G-6I,轮毂W带着轮胎T通过第二间距S2'进行前进,椭圆的变形直径TP-D、TOU-D、TOL-D使得带有轮毂W外边缘表面WR-L的轮胎T下胎圈TBL遭受更少的阻碍或抵触,此时下胎圈TBL从位于下胎圈座WSL上的对着外边缘表面WRL的方位,前进到靠近轮毂W的槽底中心WDC的最后位置,此时轮胎T从第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的前向(例如向右R)方位回到第一和第二轮胎面配合柱130a、130b的背向(例如向左L)方位。
参照图5I-5J和6I-6J,一旦中弦TC2或者右弦TC3已经前进通过第二间距S2',可以触发电机A2、A3使第一和第二轮胎面配合柱130a、130b依照箭头方向O1、O2进一步向外缩进。因此,如图6J所示,第一和第二轮胎面配合柱130a、130b不再接触轮胎T的胎面TT。此外,轮毂W和轮胎T运动通过间距S2',因此使整个下胎圈TBL前进到最后的“安装位置”以靠近和处于槽底中心WDC的周围;进一步,可以说,整个上胎圈TBU配置在它的最后“安装位置”,从而靠近和处于轮毂W的槽底中心WDC的周围,紧邻安全座WSB
此外,参照图5F,依照箭头方向D8的运动和致动器A2、A3的致动,可以触发第一致动器A1以向前(例如向右R)的方向沿至少一个公导引元件128a,移动第一轮胎配合装置120a的物块122a并且向着第一支撑元件116a的前部末端116aER前进;由致动器A1促使第一轮胎配合装置120a向前的运动可以先于或者联合依照箭头方向D8由机械臂112发动的向后(向左L)运动。
参照图5G,当驱动到第一支撑元件116a的前部末端116aER,第一轮胎配合装置120a的物块122a的上表面122a″'可以与第二和第三轮胎配合装置120b、120c的物块122b、122c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'基本共面。因此,第一轮胎配合装置120a的物块122a的上表面122a″'可以作为第二和第三轮胎配合装置120b、120c的物块122b、122c的配合轮胎壁的上表面122b'、122c'的“延伸表面”。参照图5H-5I,当轮胎T向后(例如向左L)通过第二间距S2'时,从而可以触发第一致动器A1沿着至少一个公导引元件128a,相应地向后(例如向左L)移动第一轮胎配合装置120a的物块122a离开第一支撑元件116a的前部末端116aER
参照图5I,安装轮胎T到轮毂W后,依照箭头方向D9的机械臂112的第九运动,可以引起轮毂W和轮胎T向上运动离开支撑元件116。机械臂112可以移动轮胎-轮毂组件TW,例如移动到随后的子站(没有示出)例如是充气子站,从而为轮胎-轮毂组件TW充气,可以使得上胎圈TBU坐落靠紧在上胎圈座WSU上,使下胎圈TBL坐落靠紧在下胎圈座WSL上。
参照图7A,根据一实施例示出了一处理子站200,用于处理轮胎-轮毂组件TW。由处理子站200实施的“处理”可以包括“接合”或“安装”轮胎T到轮毂W的动作,用于形成轮胎-轮毂组件TW。“接合”或“安装”动作可以表示对轮胎T和轮毂W进行物理装配、连接或结合,使得可称作为公部的轮毂W插入到可称为母部的轮胎T的通道TP
如下列附图所描述和展示,虽然处理子站200的期望结果是使轮胎T和轮毂W进行接合或安装,以形成轮胎-轮毂组件TW,应注意到,处理子站200不为轮胎-轮毂组件TW的轮胎T的圆周空腔TAC进行充气,也不处理轮胎T的上胎圈TBU或下胎圈TBL靠紧轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL的“压座”动作(因为“压座”动作通常是由充气步骤来产生,在其中的轮胎-轮毂组件TW已被充气)。因此,在接合或安装轮胎T到轮毂W后,轮胎T的上胎圈TBU或者下胎圈TBL可以配置为邻近和/或设置为靠近轮毂W的外圆周表面WC
在一个实施例中,“单元化”工作站可以包含处理子站200作为其一部分。单元化工作平台可以包括其它用于处理轮胎-轮毂组件TW的子站(没有示出);其它子站例如可以包括:清洗子站、封堵子站、充气子站、匹配标记子站、平衡子站等。词语“单元化”指的是:子站从事生产轮胎-轮毂组件TW而无需后续分散的以其它方式配置在传统装配线上的工作站,使得需要沿着装配线对部分装配的轮胎-轮毂组件TW进行“拾放”(“拾放”指的是,装配线需要由装配线的第一工作站保持部分装配的轮胎-轮毂组件,然后将轮胎-轮毂组件释放到装配线中的后续工作站,用于进一步处理)。更确切地,单元化工作站提供一个具有多个子站的工作站,每一个子站执行轮胎-轮毂组件TW装配处理的具体工作。在实施这种装配处理的过程中减少或者完全消除“拾放”轮胎和/或轮毂。因此,对于传统轮胎-轮毂装配线所占有/租用所占的场地,还对于必须为每一个定义装配线的独立工作站提供维护;而单元化工作站显著地降低这些成本和投入。所以,在生产轮胎-轮毂组件TW的时候,采用单元化工作站可显著地减少资金投入和人力监督。
参照图7A,处理子站200包括一装置212。装置212可以称作机械臂。机械臂212可以设置在与单元化工作站的多个子站(例如包括处理子站200)相关的大体为中间的位置。机械臂212可以安装到基座/基体部(没有示出)并从中伸出,基座/基体部与地面G连接。
机械臂212可以包括末端执行器214。末端执行器214可以包括爪、夹或其它用于可拆卸地固定轮毂W到机械臂212的工具。在处理子站200执行处理的整个过程中,末端执行器214使机械臂212能够维持且不会松开轮毂W(如果应用在单元化工作站,其在轮胎-轮毂组件TW的装配处理过程中能够维持且不会松开轮毂W)。由此,末端执行器214减少或无需机械臂212将轮胎-轮毂组件TW“拾放”到后面的子站(没有示出)的动作。
处理子站200可以实现包含(1)轮胎收容子站和(2)安装子站的多种功能/职责。轮胎收容子站通常包含有一个或更多个轮胎T,使其配置在“准备”位置然后接合到轮毂W。安装子站通常包含协助轮胎T接合到轮毂W(例如,在轮胎T的通道内放置轮毂W)的机构。
参照图7A,处理子站200的初始化可以通过末端执行器214把轮毂W接合到机械臂212来执行。处理子站200的初始化还可以通过在支撑元件216上定位轮胎T来执行。支撑元件216可以包括第一支撑元件216a、第二支撑元件216b和第三支撑元件216c。每一个第一、第二和第三支撑元件216a、216b、216c包括上表面216'和下表面216″。
每一个第一、第二和第三支撑元件216a、216b、216c的下表面216″可以分别连接至少一个第一支脚元件218a、至少一个第二支脚元件218b和至少一个第三支脚元件218c。每一个至少一个第一、第二和第三支脚元件218a、218b、218c分别包括一长度,用于每一个第一、第二和第三支撑元件216a、216b、216c从底下的地面G抬升或隔开。虽然机械臂212没有直接与支撑元件216连接(而是可以连接到地面G),由于支撑元件216经由支脚元件218a-218c连接到地面G,机械臂212通过普通方式连接地面G,可以说机械臂212可结合(作为下面公开内容所述的运动D1-D6的结果)和/或直接连接到支撑元件216。
处理子站200还可以包括多个轮胎配合装置220。多个轮胎配合装置220可以包括:连接到第二支撑元件216b的上表面216'的轮胎配合装置220b;以及连接到第三支撑元件216c的上表面216'的第二轮胎配合装置220c。
参照图1A-3J的处理子站10,可以说,所述多个轮胎配合装置20处于相对于每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c的上表面16'的固定方位。然而,正如将在下面的公开内容描述的那样,可以说,处理子站200的多个轮胎配合装置220处于相对于每一个第二和第三支撑元件216b、216c的上表面216'的固定方位。此外,对比处理子站10,处理子站200不包括连接第一支撑元件216a的轮胎配合装置;由此,处理子站200包括连接到第二和第三支撑元件216b、216c的第一和第二轮胎配合装置220b、220c。
参照图7B-7C,每一个第一和第二轮胎配合装置220b、220c可以包括物块222b、222c,其具有配合轮胎壁的上表面222b'、222c’、背侧表面222b″、222c″(如图7B所示)、下表面222b″'、222c″'(如图7C所示)以及轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″。轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″以几何限定第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c’基本为“L形”或者“J形”。例如,如图7B和7C所示,每一个轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″包括第一基本直线段J1和第二基本直线段J2,并通过第三基本圆弧段J3连接。
第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'可以彼此共面。第二和第三轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'可以配置使得它们相对于地面G的间隔比第一支撑元件216a的上表面216'相对于地面G的间隔要大;由此,第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'可以配置为与第一支撑元件216a的上表面216'不共面的关系。
第一轮胎配合装置220b的物块222b的背侧表面222b″可以与第一杆224b连接。第一杆224b可以与第一致动器A2连接。第一轮胎配合装置220b的物块222b的下表面222b″'可以包括至少一个母凹部226b。所述至少一个母凹部226b接收至少一个公导引元件228b,该公导引元件228b连接到第二支撑元件116b的上表面216'。
第二轮胎配合装置220c的物块222c的背侧表面222c″可以与第二杆224c连接。第二杆224c可以与第二致动器A3连接。第二轮胎配合装置220c的物块222c的下表面222c″'可以包括至少一个母凹部226c。所述至少一个母凹部226c接收至少一个公导引元件228c,该公导引元件228c连接到第三支撑元件216c的上表面216'。
杆224a-224c、母凹部226a-226c和公导引元件228a-228c可以用于协助或者有助于使得多个轮胎配合装置220相对于每一个第一、第二和第三支撑元件216a、216b、216c的上表面216'来移动。例如,每一个第一和第二杆224b、224c可以分别向第一和第二轮胎配合装置220b、220c提供驱动力和/或反作用力(例如通过弹簧的形式),从而分别引起第一和第二轮胎配合装置220b、220c的运动,或者触发其向前或向后运动。如果一个或更多的致动器A2、A3的一部分为弹簧或包含弹簧,该弹簧可以使一个或更多的第一和第二杆224b、224c扁压成特定的方位;因此,如果目标,例如是一个或更多的轮胎T和轮毂W推动或者在第一和第二轮胎配合装置220b、220c上施加力,那么弹簧的作用/扁压力可以施加在第一和第二轮胎配合装置220b、220c上,从而调节关于第一和第二支撑元件216b、216c的运动。母凹部226b-226c和公导引元件228b-228c可以协助或者有助于让第一和第二轮胎配合装置220b、220c相对于第一和第二支撑元件216b、216c的上表面216'来进行线性移动。
继续参照图7B-7C,可以从第一轮胎配合装置220b的配合轮胎壁的上表面222b'伸出第一轮胎面配合柱230a。可以从第二轮胎配合装置220c的配合轮胎壁的上表面222c'伸出第二轮胎面配合柱230b。每一个第一和第二轮胎面配合柱230a、230b包括配合轮胎壁的上表面232a、232b。
参照图7B,缺口或第一间距S1'使第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″隔开。第一轮胎面配合柱230a是通过缺口或第二间距S2'与第二轮胎面配合柱230b进行分隔。第二间距S2'可以大于第一间距S1'。第一间距S1'可以约等于且仅仅轻微小于轮毂W的直径WD;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第一间距S1'。第二间距S2'可以约等于轮胎T的左弦TC1和右弦TC3;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第二间距S2'。
因为处理子站200的第一间距S1'是参考于轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″,所以该第一间距S1'不同于处理子站10、100的第一间距S1。此外,处理子站的第一间距S1'不同于处理子站10、100的第一间距S1,这是因为,第一间距S1'与可动的第一和第二轮胎配合装置220b、220c关联;因此,第一间距S1'可以称为“可变的”或“可调节的”第一间距S1'。
处理子站200的第二间距S2'基本类似于处理子站100的第二间距S2',这是因为,第一和第二轮胎配合装置220b、220c是可动的(比较处理子站100的第二和第三轮胎配合装置120b、120c)。因此,处理子站200的第二间距S2'可称为“可变的”或“可调节的”第二间距S2'。
如图7A所示且参照图8A和9A,在轮胎接合到轮毂W之前,可以说,轮胎T配置在第一松弛非扁压的方位,使得上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP来包含直径TP-D。当轮胎T最终接合到轮毂W时(如图8G和9G所示),上胎圈TBU和下胎圈TBL可以配置为分别地接近但不是坐落与上胎圈座WSU和下胎圈座WSL相邻;然后,例如在充气子站(没有示出)对轮胎T进行充气后,上胎圈TBU和下胎圈TBL可以分别坐落到(即靠近设置到)轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。此外,当轮胎T接合到毂W时(如图8G和9G所示),可以说,轮胎T配置在第二基本松弛但稍微扁压的方位,使得通道TP的直径TP-D,基本上符合圆形和基本近似它的第一松弛非扁压的轮胎T的方位。
参照图8A,机械臂212以相对于支撑元件216的空间方位间隔来配置,其包含的轮胎T配置在“准备”位置。该“准备”位置可以包括:使轮胎T的下轮胎壁表面TSL和胎面TT的一个或更多的部分配置靠近第一支撑元件216a的上表面216'。参照图8A,“准备”位置还可以包括,轮胎T以相对于第一支撑元件116a的上表面116'的第一偏转方位角θ1来配置。
轮胎T的第一偏转方位角θ1可以由第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'与第一支撑元件216a的上表面216'的非共面关系来产生,使得:(1)下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置靠近第一支撑元件216a的上表面216',(2)下轮胎壁表面TSL的第二部分TSL-2配置靠近第一轮胎配合装置220a的第一轮胎面配合柱230a的配合轮胎壁的一部分上表面232a(注意到,图8A是依照图7A的剖切线的剖视图,因此第二部分TSL-2没有在图8A中体现),以及(3)下轮胎壁表面TSL的第三部分TSL-3配置靠近第三轮胎配合装置220c的第二轮胎面配合柱230b的配合轮胎壁的上表面232b部分。由此,当轮胎T以第一偏转方位角θ1来配置时,支撑元件216可以为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供位于TSL-1、TSL-2、TSL-3的三点式支撑(在图7A中更清楚地显示),而轮胎T的下轮胎壁表面TSL的剩下部分不会直接接触支撑元件216的上表面216'、232a、232b的任何其它部分。
可以通过控制器C(如图7A所示)进行触发,向电机M(如图7A所示)发送一种或更多的信号以驱动机械臂212的电机进行运动(依照箭头方向D1-D6,如图8A-8G所示),从而使处理子站200执行安装过程。替代地或者除了用控制器C实现自动操作之外,根据储存在存储器的输入,可以由一个或者更多的手动操作输入O(例如以操纵杆的方式、按压按钮或类似的方式来实现)以产生运动D1-D6。
如图8A所示,依照箭头方向D1的第一向下运动D可以减少机械臂212相对于支撑元件216的空间方位间隔。依照箭头方向D2的第二运动,可以引起末端执行器214移动轮毂W的向后(例如向左L)朝着轮胎T运动。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D1、D2的运动。
参照图8B,依照箭头方向D1、D2的运动,可以紧接着停止在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的第一部分下胎圈座WSL和槽底中心WDC。继续参照图8B,依照箭头方向D3的第三运动可以使轮毂W进一步向下运动。依照箭头方向D4的第四运动可以使轮毂W进一步向后(例如向左L)运动。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D3、D4的运动。
参照图8C,依照箭头方向D3、D4的运动可以使轮毂W推动或者施加向下D的力到轮胎T上,从而使轮胎T转动(例如,以逆时针方向)。因此,轮胎T的下轮胎壁表面TSL部分(例如TSL-1)不再配置为靠近支撑元件216a的上表面216'。进一步,由于向下D的力传递到轮胎T上,轮胎T的下轮胎壁表面TSL部分不再配置为靠近第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的配合轮胎壁的上表面232a、232b。因此,可以不用三个支撑点来配置轮胎T靠近支撑元件216;相反,第二和第三部分(例如TSL-2、TSL-3),原先已设置靠近第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的配合轮胎壁的上表面232a、232b,现在向下D转移并接触第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c',由此为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供两个支撑点。轮胎T定位支撑在第一和第二轮胎配合装置220b、220c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'上,因此,轮胎T不再相对于支撑元件216以第一偏转方位角θ1来配置。
此外,如图8C所示,依照箭头方向D3、D4的运动可以使得轮毂W设置在轮胎T的通道TP内,并且与轮胎T部分连接,使得机械臂212利用轮毂W向后(例如,向左L)移动轮胎T,使其从“准备”位置移动到“部分安装”位置。参照图8C的顶视图6C,轮胎T的胎面TT配置为接近第一和第二轮胎面配合柱230a、230b,但是与它们隔开。
参照图8C,依照箭头方向D3、D4的运动,使得轮毂W“插入”穿过轮胎T的通道TP,这样一来:(1)在轮胎T的通道TP外并且以对着轮胎T的下轮胎壁表面TSL的方位定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分;以及(2)在轮胎T的通道TP内定位轮毂W的一部分(例如右边部分)下外边缘表面WRL(接近轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分),并且靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分。因为,缺口或第一间距S1'约等于但小于轮胎T的直径TD,使得轮胎T不能进入/通过缺口或第一间距S1',和处于第一和第二轮胎配合装置220b、220c的物块222b、222c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c’的下面。
进一步,如图8C和9C所示,依照箭头方向D3、D4的机械臂212的运动,使得一部分轮毂W配置在第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″之间,从而使轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2分别配合第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″;进一步可以说,轮毂W配置在缺口或第一间距S1'中。此外,机械臂212的运动使得左轮胎弦TC1接近但是稍微配置到第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的右边,使得一部分轮胎T配置在缺口或者第二间距S2'中,但是不靠近第一和第二轮胎面配合柱230a、230b。
轮毂W插入穿过轮胎T的通道TP,因此,可以设置轮毂W的安全座WSB的第一(如左边)部分基本靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分。此外,使安全座WSB配置靠近轮胎T的上胎圈TBU的第一(如左边)部分,并且使轮毂W的下外边缘表面WR-L配置靠近轮胎T的下胎圈TBL的第二(如右边)部分,因此,从机械臂212传输向下的力DF到轮毂W,然后传输到前述的位于安全座WSB和下外边缘表面WRL的、轮毂W的接触点。基本向下的力DF进一步使得轮胎T的一部分下轮胎壁表面TSL不再隔离而是靠近、且直接接触第一和第二轮胎配合装置220b、220c的上表面222b'、222c';因此,向下的力DF是从轮毂W分散到轮胎T,然后最终到达和分散到第一和第二轮胎配合装置220b、220c的上表面222b'、222c'。
继续参照图8C,依照箭头方向D5的第五运动可以使轮毂W向后(例如向左L)运动。参照图5D,由于依照箭头方向D1-D5的运动,轮胎T的下胎圈TBL在第一和第二轮胎配合装置220b、220c的物块222b、222c的配合轮胎壁的上表面222b'、222c'之上,配置为弯曲的基本弧形的方位。
由于轮毂W的初始向后(例如向左L)运动,轮毂W前进通过第一间距S1',同时轮胎T从左弦TC1到右弦TC3前进通过第二间距S2'。如图9D-9F所示,因为左弦TC1和右弦TC3之间的弦(例如包括中弦TC2)的长度大于左弦TC1和右弦TC3的长度,第一和第二轮胎面配合柱230a、230b通过第二间距S2'来抵触轮胎T的运动。第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的抵触动作包括,使轮胎T的胎面TT的第一胎面部分TT1和第二胎面部分TT2与轮胎面配合柱230a、230b的表面接触。
进一步,由于轮毂W的开始向后(例如向左L)运动,如图9D-9F所示,因为轮毂W的直径WD大于第一间距S1',第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″通过第一间距S1'来抵触轮毂W的运动。第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″与轮毂W的抵触动作包括,轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的表面接触。
在一个实施例中,第二和第三致动器A2、A3例如可以包括电机,该电机可以使第一和第二轮胎配合装置220b、220c缩回/展开,从而提供(可变的)第一和第二间隔S1'、S2'。参照图9C-9D,通过轮毂W开始向后(例如向左L)的运动,轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2直接与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第一基本直线段J1接触;因此,第一和第二致动器A2、A3使得第一和第二轮胎配合装置220b、220c依照箭头方向O1、O2进行缩回和向外移动(即互相离开)。
参照图9D,当轮毂W向后(例如向左L)运动时,此时轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第一基本直线段J1停止直接接触;第一和第二致动器A2、A3使得第一和第二轮胎配合装置220b、220c依照箭头方向O1'、O2'(与箭头方向O1、O2相反)进行展开和向内移动(即互相朝向对方)。参照图9E,由于轮毂W进一步向后(例如向左L)运动,并且由于第一和第二轮胎配合装置220b、220c依照箭头方向O1'、O2'展开,所以轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第二基本直线段J2直接接触。
参照图9F,当轮毂W向后(例如向左L)运动时,轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第二基本直线段J2停止直接接触;第一和第二致动器A2、A3使得第一和第二轮胎配合装置220b、220c依照箭头方向O1、O2(与箭头方向O1'、O2'相反)进行缩回和向外移动(即是以相对立的方向)。参照图9G,由于轮毂W进一步向后(例如向左L)运动,并且由于第一和第二轮胎配合装置220b、220c依照箭头方向O1、O2缩回,所以轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2不再与轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第二基本直线段J2接触。
第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″与轮毂W接触的过程中,如前所述,轮胎T同时前进通过第二间距S2'。虽然每一个第一和第二轮胎面配合柱230a、230b同时跟随其对应的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″来移动,第二间距S2'包括的几何结构与轮胎T抵触,从而使第一和第二轮胎面配合柱230a、230b径向向内地挤压轮胎T,使轮胎T临时变形。由于轮胎T受到变形,从而临时地扰乱轮胎T的通道TP的直径TP-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。因此,以基本类似的形式,也临时地扰乱上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。
上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D的椭圆的形式,减少了轮胎T的下胎圈TBL和上胎圈TBU与轮毂W的外圆周表面WC之间的一部分接触(摩擦的原因)。因此,参照图8D-8F和9D-9F,轮毂W带着轮胎T通过第二间距S2'前进,椭圆的变形直径TP-D、TOU-D、TOL-D使得带有轮毂W外边缘表面WR-L的轮胎T下胎圈TBL遭受更少的阻碍或抵触,此时下胎圈TBL从位于下胎圈座WSL上的外边缘表面WRL,前进到靠近轮毂W的槽底中心WDC的最后位置,此时轮胎T从第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的前向(例如向右R)方位回到第一和第二轮胎面配合柱230a、230b的向后(例如向左L)方位。
参照图8F和9F,一旦中弦TC2或者右弦TC3已经前进通过第二间距S2'(并且,轮毂W的圆周WC的第一和第二部分WC1、WC2与第一和第二轮胎配合装置220b、220c的轮毂圆周配合侧面222b″″、222c″″的第二基本直线段J2正好停止直接接触),可以触发电机A2、A3,从而使第一和第二轮胎面配合柱230a、230b依照箭头方向O1、O2进一步向外缩进。因此,如图9G所示,第一和第二轮胎面配合柱230a、230b不再接触轮胎T的胎面TT。此外,如图8G所示,轮毂W和轮胎T运动穿过间距S2',因此使整个下胎圈TBL前进到最后的“安装位置”以靠近和处于槽底中心WDC的周围;进一步,可以说,整个上胎圈TBU配置在它的最后“安装位置”以靠近和处于轮毂W的槽底中心WDC的周围,紧邻安全座WSB
参照图8F-8G,依照箭头方向D6的第六运动,可以引起轮毂W和轮胎T向上运动离开支撑元件216。机械臂212可以移动轮胎-轮毂组件TW,例如移动到随后的子站(没有示出)例如是充气子站,从而为轮胎-轮毂组件TW充气,可以使得上胎圈TBU坐落靠紧在上胎圈座WSU上,使下胎圈TBL坐落靠紧在下胎圈座WSL上。
参照图10A,根据一实施例示出了一处理子站300,用于处理轮胎-轮毂组件TW。由处理子站300实施的“处理”可以包括“接合”或“安装”轮胎T到轮毂W的动作,用于形成轮胎-轮毂组件TW。“接合”或“安装”动作可以表示对轮胎T和轮毂W进行物理装配、连接或结合,使得可称作为公部的轮毂W插入到可称为母部的轮胎T的通道TP
如下列附图所描述和展示,虽然处理子站300的期望结果是使轮胎T和轮毂W进行接合或安装,以形成轮胎-轮毂组件TW,应注意到,处理子站300不为轮胎-轮毂组件TW的轮胎T的圆周空腔TAC进行充气,也不处理轮胎T的上胎圈TBU或下胎圈TBL靠紧轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL的“压座”动作(因为“压座”动作通常是由充气步骤来产生,在其中的轮胎-轮毂组件TW已被充气)。因此,在接合或安装轮胎T到轮毂W后,轮胎T的上胎圈TBU或者下胎圈TBL可以配置为邻近和/或设置为靠近轮毂W的外圆周表面WC
在一个实施例中,“单元化”工作站可以包含处理子站300作为其一部分。单元化工作平台可以包括其它用于处理轮胎-轮毂组件TW的子站(没有示出);其它子站例如可以包括:清洗子站、封堵子站、充气子站、匹配标记子站、平衡子站等。词语“单元化”指的是:子站从事生产轮胎-轮毂组件TW而无需后续分散的以其它方式配置在传统装配线上的工作站,需要沿着装配线对部分装配的轮胎-轮毂组件TW进行“拾放”(“拾放”指的是,装配线需要由装配线的第一工作站保持部分装配的轮胎-轮毂组件,然后将轮胎-轮毂组件释放到装配线中的后续工作站,用于进一步处理)。更确切地,单元化工作站提供一个具有多个子站的工作站,每一个子站执行轮胎-轮毂组件TW装配处理的具体工作。实施这种装配处理的过程中减少或者完全消除“拾放”轮胎和/或轮毂。因此,对于传统轮胎-轮毂装配线所占有/租用所占的场地,还对于必须为每一个定义装配线的独立工作站提供维护;而单元化工作站显著地降低这些成本和投入。所以,在生产轮胎-轮毂组件TW的时候,采用单元化工作站会显著地减少资金投入和人力监督。
参照图10A,处理子站300包括一装置312。装置312可以称作机械臂。机械臂312可以设置在与单元化工作站的多个子站(例如包括处理子站300)相关的大体为中间的位置。机械臂312可以安装到基座/基体部(没有示出)并从中伸出,基座/基体部与地面G连接。
机械臂312可以包括末端执行器314。末端执行器314可以包括爪、夹或其它用于可拆卸地固定轮毂W到机械臂312的工具。在处理子站300执行处理的整个过程中,末端执行器314使机械臂312能够维持且不会松开轮毂W(如果应用在单元化工作站,其在轮胎-轮毂组件TW的装配处理过程中能够维持且不会松开轮毂W)。由此,末端执行器314减少或无需机械臂312将轮胎-轮毂组件TW“拾放”到后面的子站(没有示出)的动作。
处理子站300可以实现包含(1)轮胎收容子站和(2)安装子站的多种功能/职责。轮胎收容子站通常包含有一个或更多个轮胎T,使其配置在“准备”位置然后接合到轮毂W。安装子站通常包含协助轮胎T接合到轮毂W(例如,在轮胎T的通道内放置轮毂W)的机构。
参照图10A,处理子站300的初始化可以通过末端执行器314把轮毂W接合到机械臂312来执行。处理子站300的初始化还可以通过在支撑元件316上定位轮胎T来执行。支撑元件316可以包括第一支撑元件316a、第二支撑元件316b、第三支撑元件316c和第四支撑元件316d。每一个第一、第二、第三和第四支撑元件316a、316b、316c、316d包括上表面316'和下表面316″。在图10A的示例性实施例中,轮胎T可以配置在第一支撑元件316a上。
每一个第一、第二、第三和第四支撑元件316a、316b、316c、316d的下表面316″可以分别连接至少一个第一支脚元件318a、至少一个第二支脚元件318b、至少一个第三支脚元件318c和至少一个第四支脚元件318d。每一个至少一个第一、第二、第三和第四支脚元件318a、318b、318c、318d分别包括一长度,用于每一个第一、第二、第三和第四支撑元件316a、316b、316c、316d从底下的地面G抬升或隔开。虽然机械臂312没有直接与支撑元件316连接(而是可以连接到地面G),由于支撑元件316经由支脚元件218a-218d连接到地面G,机械臂312通过普通方式连接地面G,可以说机械臂312可结合(作为下面公开内容所述的运动D1-D3的结果)和/或直接连接到支撑元件316。
处理子站300还可以包括多个轮胎配合装置320。多个轮胎配合装置320可以包括:连接到第一支撑元件316a的上表面316'的轮胎配合装置320a;连接到第二支撑元件316b的上表面316'的轮胎配合装置320b;连接到第三支撑元件316c的上表面316'的第二轮胎配合装置320c;以及连接到第四支撑元件316d的上表面316'的第二轮胎配合装置320d。
参照图1A-3J的处理子站10,可以说,所述多个轮胎配合装置20处于相对于每一个第一、第二和第三支撑元件16a、16b、16c的上表面16'的固定方位。然而,正如将在下面的公开内容描述的那样,可以说,处理子站300的一个或更多的轮胎配合装置320处于相对于一个或更多的第一、第二、第三和第四支撑元件316a-316d的上表面316'的固定方位。
参照图10B-10C,第一轮胎配合装置320a包括一基本圆柱体322a',该基本圆柱体322a'是由一个或更多的支架322a″来支撑。支架322a″可以支撑基本圆柱体322a'使其与第一支撑元件316a的上表面316'隔开一定距离。一个或更多的支架322a″可以包括一对支架。基本圆柱体322a'可以是具有轴向通道的管状体。
可以在该轴向通道内设置中轴322a″'。中轴322a″'可以连接和固定到该对支架322a″上;由此,基本管状的圆柱体322a'可以关于中轴322a″'可移动地设置,使得基本管状的圆柱体322a'相对于固定设置的中轴322a″'以转动/滚动的方式来运动。替代地,基本圆柱体322a'可以不包括轴向通道,而且能够可旋转地连接到或者不可旋转地固定到该对支架322a″。
参照图10B-10C,每一个第二和第三轮胎配合装置320b、320c可以包括轮胎面配合柱/块322b'、322c',该轮胎面配合柱/块322b'、322c'具有的下表面322b″、322c″包括至少一个母凹部326b、326c。所述至少一个母凹部326c接收至少一个公导引元件328b、328c,该公导引元件328b、328c连接到每一个第二和第三支撑元件316b、316c的上表面316'。因此,将在下面的公开内容中进行说明,当一个或更多的轮胎T和轮毂W接触第二和第三胎配合装置320b、320c时,以可重复的受控的方式,轮胎面配合柱/块322b'、322c'可以相对于上表面316'并且沿着公导引元件328b、328c滑动。
轮胎面配合柱/块322b'、322c'可以还包括配合轮胎壁的上表面322b″'、322c″'以及横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″。配合轮胎壁的上表面322b″'、322c″'可以包括基本圆锥的几何形状,并且可以相对于轮胎面配合柱/块322b'、322c',关于不可转动但可滑动的方位进行旋转设置。横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″可以包括固定到轮胎面配合柱/块322b'、322c'侧面的基本L形元件。可以使横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″以直接间隔面对面的关系来配置;此外,如图10B-10C所示,每一个轮胎面配合柱/块322b'、322c'可以默认配置在每一个公导引元件328b、328c的末端附近,使得横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″以小于轮毂W的直径WD的距离隔开。
参照图10B-10C,每一个第四和第五轮胎配合装置320d、320e可以包括物块322d'、322e',该物块322d'、322e'具有分别与第一杆324a和第二杆324b连接的侧面322d″、322e″。第一杆324a可以与第一致动器A1连接(如图12A-12I所示),以及,第二杆324b可以与第二致动器A2连接(如图12A-12I所示)。将在下面的公开内容中说明,致动器A1、A2可以推或拉动物块322d'、322e',使得物块322d'、322e'以可重复的受控的方式,相对于每一个第二和第三支撑元件316b、316c的上表面316'可移动地设置。
物块322d'、322e'可以还包括轮胎面配合元件322d″'、322e″'。轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以可移动地连接到物块322d'、322e'的上表面,使得轮胎面配合元件322d″'、322e″'相对于物块322d'、322e'进行旋转或转动。
轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以包括第一直线段322d″″、322e″″和第二直线段322d″″'、322e″″',它们配置形成钝角。虽然轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以包含第一直线段322d″″、322e″″和第二直线段322d″″'、322e″″'以形成钝角,轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以包含具有弧形形状的曲线段(即轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以替代为弧形段)。
每一个轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以包含一组轮胎面配合柱330d、330e。在一个实施例中,每一个轮胎面配合元件322d″'、322e″'可以包含四个轮胎面配合柱330d、330e,其中包含的第一对柱330d、330e配置在第一直线段322d″″、322e″″上,第二对柱配置在第二直线段322d″″'、322e″″'上。一个或更多的每一个轮胎面配合柱330d、330e可以相对第一/第二直线段322d″″、322e″″/322d″″'、322e″″'旋转;一个或更多的轮胎面配合柱330d、330e相对第一/第二直线段322d″″、322e″″/322d″″'、322e″″'旋转,可以使轮胎T的胎面TT在一个或更多的轮胎面配合柱330d、330e上接触。
参照图10B-10C,第六轮胎配合装置320f可以包括物块322f',该物块322f'具有与第三杆324c连接的侧面322f″'。第三杆324c可以与第三致动器A3连接(如图12A-12I所示)。将在下面的公开内容中说明,致动器A3可以推或拉动物块322f',使得物块322f'以可重复的受控的方式,相对于第四支撑元件316d的上表面316'可移动地设置。
物块322f'可以还包括轮胎面配合元件322f″'。轮胎面配合元件322f″'可以通过不可转动的方式固定到物块322f'的上表面。
轮胎面配合元件322f″'可以形成托架322f″″,该托架322f″″是由第一、第二和第三直线段构成。虽然托架322f″″可以包含第一、第二和第三直线段,托架322f″″可以包含弧形的曲线段(即,托架322f″″可以替代为弧形或C形的托架)。
参照图10B,致动器A1-A3(没有示出)和杆324a-324c可以用于协助或者有助于使得第四、第五和第六轮胎配合装置320d-320f相对于每一个第二、第三和第四支撑元件316b-316d的上表面316'并依靠推或拉驱动力F/F'来移动;然而,可以用反作用力R(例如依靠弹簧,这里没有示出)控制/扁压第二和第三轮胎配合装置320b、320c并使其运动。因此,如果目标,例如是一个或更多的轮胎T和轮毂W推动或者在一个或更多的第二和第三轮胎配合装置320b-320c上施加力,那么作用/扁压力R可以相对于第二和第三支撑元件316b-316c的上表面316',允许但实施抵抗运动(依照箭头R'的方向,与作用力R的方向相反)。虽然没有示出一个或更多的致动器和杆与第二和第三轮胎配合装置320b、320c连接,但是致动器和/或杆与第二和第三轮胎配合装置320b、320c连接,以实施前述的关于第四、第五和第六轮胎配合装置320d-320f的类似运动。
参照图10B,缺口或第一间距S1'使第二和第三轮胎配合装置320b、320c的横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″隔开。此外,缺口或第二间距S2'使配合轮胎壁的上基本圆锥表面322b″'、322c″'隔开。第一间距S1'可以约等于且仅仅轻微小于轮毂W的直径WD;第二间距S2'可以约等于且仅仅轻微小于轮胎T的直径TD。处理子站300的第一和第二间距S1'/S2'基本类似于处理子站200的第一和第二间距S1'/S2',这是因为,第一和第二间距S1'/S2'与可动的轮胎配合装置关联;因此,处理子站300的第一和第二间距S1'/S2'可称为“可变的”或“可调节的”第一和第二间距S1'、S2'。
参照图10A、11A和12A,在轮胎接合到轮毂W之前,可以说,轮胎T配置在第一松弛非扁压的方位,使得上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP来包含直径TP-D。当轮胎T最终接合到轮毂W时(如图11J和12J所示),上胎圈TBU和下胎圈TBL可以配置为分别地接近但不是坐落与上胎圈座WSU和下胎圈座WSL相邻;然后,例如在充气子站(没有示出)对轮胎T进行充气后,上胎圈TBU和下胎圈TBL可以分别坐落到(即靠近设置到)轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。此外,当轮胎T接合到毂W时(如图11J和12J所示),可以说,轮胎T配置在第二基本松弛但稍微扁压的方位,使得通道TP的直径TP-D,基本上符合圆形和基本近似它的第一松弛非扁压的轮胎T的方位。
参照图11A,机械臂312以相对于第一支撑元件316a的空间方位间隔来配置,其包含的轮胎T配置在“准备”位置。该“准备”位置可以包括:使轮胎T的下轮胎壁表面TSL和胎面TT的一个或更多的部分(即,TSL-1、TSL-2和TSL-3)配置靠近第一支撑元件316a的上表面316'。参照图11A,“准备”位置还可以包括,轮胎T以相对于第一支撑元件316a的上表面316'的第一偏转方位角θ1来配置。
第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a'贴住轮胎T的下轮胎壁表面TSL(在TSL-2和TSL-3的位置)并且与第一支撑元件316a的一部分上表面316'(在TSL-1的位置)处于非共面关系,从而产生轮胎T的第一偏转方位角θ1,使得:(1)轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置靠近第一支撑元件316a的上表面316',(2)轮胎T的下轮胎壁表面TSL的第二部分TSL-2配置靠近第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a'的一部分(注意到,图11A是依照图10A的剖切线的剖视图,因此第二部分TSL-2没有在图11A中体现),以及(3)下轮胎壁表面TSL的第三部分TSL-3配置靠近第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a'的一部分。由此,当轮胎T以第一偏转方位角θ1来配置时,支撑元件316可以为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供位于TSL-1、TSL-2、TSL-3的三点式支撑(在图10A中更清楚地显示),而轮胎T的下轮胎壁表面TSL的剩下部分不会直接接触支撑元件316的任何其它部分。
可以通过控制器C(如图10A所示)进行触发,向电机M(如图10A所示)发送一个或更多的信号以驱动机械臂312的电机进行运动(依照箭头方向D1-D3,如图11A-11I所示),从而使处理子站300执行安装过程。替代地或者除了用控制器C实现自动操作之外,根据储存在存储器的输入,可以由一个或者更多的手动操作输入O(例如以操纵杆的方式、按压按钮或类似的方式来实现)以产生运动D1-D3。
如图11A所示,可以在轮胎T的通道TP上配置轮毂W并且与通道TP基本对齐。依照箭头方向D1的第一向下D运动,可以减少机械臂312相对于支撑元件316的空间方位间隔,使得轮毂W移动且更接近定位在支撑元件316上的轮胎T。
参照图11B,机械臂312可以依照箭头方向D1继续移动,然后使轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第一(如左边)部分处于轮胎T的通道TP内。然后机械臂312可以执行依照箭头方向D2的第二运动,使得机械臂312直接向后(例如向左L)移动轮毂W(由于轮毂W在轮胎T的通道TP内定位,从而使轮毂W直接带动轮胎T)。
参照图11C,依照箭头方向D1的运动可以继续使轮毂W推动或者在轮胎T上施加向下D的力,使得一部分下外边缘表面WRL部分设置在通道TP内,同时设置轮毂W的一部分下外边缘表面WRL靠近和下推到轮胎T的上轮胎壁表面TSU;因此可以用基本圆柱体322a'作为轮胎T的支点,使得轮胎T的一部分(例如,TSL-1)下轮胎壁表面TSL不再配置靠近第一支撑元件316a的上表面316'。因此,可以不用三个支撑点来配置轮胎T靠近支撑元件316;相反,第二和第三部分(例如TSL-2、TSL-3)仍然配置为靠近第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a',由此为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供两个支撑点。轮胎T定位支撑在第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a'上,因此,轮胎T不再相对于支撑元件316以第一偏转方位角θ1来配置。
参照图11C,可以在轮毂W的下外边缘表面WRL配置为与基本圆柱体322a'间隔一距离d的时候停止依照箭头方向D1的向下运动。在依照箭头方向D1的向下运动过程中(根据图11B所示),或者在一个替代的实施例中,正好在据箭头方向D1的向下运动停止后,机械臂312可以带动轮毂W和轮胎T依照箭头方向D2向后运动(例如向左L)。
参照图11D-11E,由于轮毂W的下外边缘表面WRL配置靠近和下推轮胎T的上轮胎壁表面TSU以带动其向后(例如向左L)运动,依照箭头方向D2的运动使得轮胎T的下轮胎壁表面TSL“拖过”第一轮胎配合装置320a的基本圆柱体322a'。因此,当轮毂W使轮胎T的下轮胎壁表面TSL在基本圆柱体322a'上拖动时,从而使轮胎T的上和下轮胎壁表面TBU、TSL更加互相靠近。当轮毂W向后(例如向左L)通过基本圆柱体322a'时,轮胎T的上胎圈TBU在轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC上抵触或弯曲,使得轮毂W的下外边缘表面WRL不再设置靠近轮胎T的上轮胎壁表面TBU。因此,如图11D所示,相对轮毂W配置轮胎T,使得轮胎T的上胎圈TBU限制在轮毂W的圆周并且配置接近槽底中心WDC,同时使轮毂W的下外边缘表面WRL、下胎圈座WSL和槽底中心WDC配置在轮胎T的通道TP内;因此使得机械臂312利用轮毂W向后(例如,向左L)移动轮胎T,使其从(图11A-11C的)“准备”位置移动到(图11D的)“部分安装”位置。
参照图11E,一旦使轮胎T如前所述地相对于轮毂W配置,继续执行依照箭头方向D2的第二运动,同时机械臂312可以依照箭头方向D3的第二向下方向,稍微地带着轮毂W和轮胎T向下运动。根据需要,可以分别或者同时进行依照箭头方向D2、D3的运动。
参照图11F,依照箭头方向D3的第三运动,可以使机械臂312配置至少一部分轮胎T与配合轮胎壁的上基本圆锥表面322b″'、322c″'对齐,并且使至少一部分轮毂W与第二和第三轮胎配合装置320b、320c的横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″对齐。此外,依照箭头方向D2、D3的第三运动,最后使得轮胎T配置在与第二和第三轮胎配合装置320b、320c接触的方位,然后,最后使得轮毂W配置在与第二和第三轮胎配合装置320b、320c接触的方位。
如前所述,第一间距S1'可以约等于且仅仅轻微小于轮毂W的直径WD并且第二间距S2'可以约等于且仅仅轻微小于轮胎T的直径TD。因此,当机械臂312依照箭头方向D2带动轮胎T和轮毂W向后(例如,向左L)经过/通过间距S1'、S2',如图12E-12I所示,轮胎T的一个或更多的胎面TT和轮毂W的一个或更多的下外边缘表面WRL向外配合和推R'(如图12F-12G所示)第二和第三轮胎配合装置320b、320c。
第二和第三轮胎配合装置320b、320c可以至少部分地抵触R(如图10B所示)施加到轮胎T的运动(即第二和第三轮胎配合装置320b、320c可以依照箭头方向R提供反击的“推回”力),使得轮胎T相对于连接到机械臂312的轮毂W的固定方位进行弯曲。如前所述,可以采用任意的期望结构来产生推回力R,例如采用与第二和第三轮胎配合装置320b、320c连接的弹簧(没有示出)。参照图12F-12I,推回力R使得第二和第三轮胎配合装置320b、320c的横向延伸轮毂配合部322b″″、322c″″“跟踪”/跟随轮毂W的一部分下外边缘表面WRL,同时,上基本圆锥表面322b″'、322c″'“跟踪”/跟随轮胎T的一部分胎面TT
如图11F-11I所示,第二和第三轮胎配合装置320b、320c提供的反击推回力,可以使得上基本圆锥表面322b″'、322c″'通过间距S2'抵触轮胎T的依照箭头方向D2的运动;由于受到抵触,轮胎T相对于轮毂W进行物理变形,由此使得轮胎T的下胎圈TBL沿轮毂W的下外边缘表面WRL进行弯曲或缠绕,如图11F-11I所示。依照箭头方向D2继续进行运动,一旦轮胎T和轮毂W穿过间距S1'、S2',使得轮胎T的下胎圈TBL限制在轮毂W的圆周槽底中心WDC附近(如图11I所示)。
除了由第二和第三轮胎配合装置320b、320c提供的推回力R之外,可以由第四、第五和第六轮胎配合装置320d、320e、320f提供推回力RR和RRR。参照图11G和12G,依照箭头方向D2继续移动机械臂312,使得轮胎T的胎面TT的前端TT-LE(如图12G所示)到达第六轮胎配合装置320f的托架322f″″并与其接触;对比参照图11F-12F和11G-12G,当机械臂312推动轮毂W和轮胎T前进时,致动器A1可以使托架322f″″缩回(依照箭头方向D2)。依照箭头方向D2的第六轮胎配合装置320f的缩回速度可以比轮胎T和轮毂W依照箭头方向D2的速度要慢,使得第六轮胎配合装置可以抵触轮胎T的运动(并且由此在轮胎T上实现“推回”RR),当轮胎T移动通过间距S2'时,从而促进前述的轮胎T相对于轮毂W进行物理操作定位。
在一个替代的实施例中,当轮胎T的胎面TT的前端TT-LE到达托架322f″″并与其接触时,第六轮胎配合装置320f可以与机械臂312一起依照箭头方向D2进行移动;因此,当轮胎T移动通过间距S2'时,托架322f″″可以为轮胎T提供支撑面,可以作为杠杆作用面,以辅助操作轮胎T,而不需要用作抵触轮胎T。在另一个实施例中,在轮胎T的胎面TT的前端TT-LE到达托架322f″″并与其接触后,第六轮胎配合装置320f可以维持在静止的固定的方位,然后可以与机械臂312一起依照箭头方向D2进行移动。在另一个实施例中,依照箭头方向D2的第六轮胎配合装置320f的缩回速度可以比轮胎T和轮毂W依照箭头方向D2的速度要快(例如,在前述的维持静止方位之后)。因此,第一致动器A1可以用任何期望的方式控制第六轮胎配合装置320f依照箭头方向D2的运动时间和/或速度,从而控制轮胎T相对于轮毂W进行物理操作定位。
参照图11h和12H,可以促使第二和第三致动器A2、A3驱动第四和第五轮胎配合装置320d、320e朝向轮胎T的胎面TT,使得轮胎面配合柱330d、330e阵列到达且接触轮胎T的胎面TT的配合部分。在轮胎T的胎面TT的前端TT-LE到达并接触第六轮胎配合装置320f的托架322f″″之前、过程中和之后,致动器A2、A3可以驱动轮胎面配合柱330d、330e阵列接触轮胎T的胎面TT的配合部分;在示例性实施例中,首先,轮胎T的胎面TT的前端TT-LE到达并接触第六轮胎配合装置320f的托架322f″″(如图11G和12G所示),然后,轮胎面配合柱330d、330e阵列接触轮胎T的胎面TT的配合部分(如图11H和12H所示)。
按照前述的基本类似的方式,第二和第三致动器A2、A3可以驱动或使轮胎面配合柱330d、330e阵列缩回到对应轮胎T的胎面TT的配合/非配合方位。如果对应轮胎T的胎面TT,将轮胎面配合柱330d、330e阵列驱动到配合的方位,那么,当轮胎T移动通过间距S2'时,轮胎面配合柱330d、330e阵列可以在轮胎T上实施“推回”RRR,从而有助于轮胎T相对于轮毂W进行物理操作定位。替代地,与前述类似,当轮胎T移动通过间距S2'时,轮胎面配合柱330d、330e阵列可以为轮胎T提供支撑面,其可以作为杠杆作用面以辅助操作轮胎T,而不需要用作抵触轮胎T。
参照图12H-12I,推回力RRR还可以使轮胎面配合柱330d、330e阵列“跟踪”/跟随轮胎T的一部分胎面TT,其基本类似于上基本圆锥表面322b″'、322c″'的跟随方式。通过轮胎面配合元件322d″'、322e″'与第四和第五轮胎配合装置320d、320e的每一个物块322d'、322e'旋转连接,使轮胎面配合柱330d、330e阵列实现跟踪。
参照图12I,一旦机械臂312已经移动轮胎T通过间距S2',可以停止依照箭头方向D2的运动;此外,第二和第三致动器A2、A3可以依照箭头方向RRR'将第四和第五轮胎配合装置320d、320e缩回到基本类似于图12A中所示的“准备方位”,其中箭头方向RRR'与箭头方向RRR相反。由此,如图12I所示,例如因为弹簧(没有示出)提供完全扩张的“推回”力R,第二和第三轮胎配合装置320b、320c可以返回到基本类似于图12A中所示的“准备方位”。参照图11J,由于处理子站300已将轮胎T安装到轮毂W,机械臂312可以根据基本与箭头方向D1相反的箭头方向D1'向上移动,从而运送轮胎-轮毂组件TW到另一个处理子站,例如是充气子站(没有示出),从而为轮胎-轮毂组件TW充气,可以使得上胎圈TBU坐落靠紧在上胎圈座WSU上,使下胎圈TBL坐落靠紧在下胎圈座WSL上。
参照图13A,根据一实施例示出了一处理子站400,用于处理轮胎-轮毂组件TW。由处理子站400实施的“处理”可以包括“接合”或“安装”轮胎T到轮毂W的动作,用于形成轮胎-轮毂组件TW。“接合”或“安装”动作可以表示对轮胎T和轮毂W进行物理装配、连接或结合,使得可称作为公部的轮毂W插入到可称为母部的轮胎T的通道TP
如下列附图所描述和展示,虽然处理子站400的期望结果是使轮胎T和轮毂W进行接合或安装,以形成轮胎-轮毂组件TW,应注意到,处理子站400不为轮胎-轮毂组件TW的轮胎T的圆周空腔TAC进行充气,也不处理轮胎T的上胎圈TBU或下胎圈TBL靠紧轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL的“压座”动作(因为“压座”动作通常是由充气步骤来产生,在其中的轮胎-轮毂组件TW已被充气)。因此,在接合或安装轮胎T到轮毂W后,轮胎T的上胎圈TBU或者下胎圈TBL可以配置为邻近和/或设置为靠近轮毂W的外圆周表面WC
在一个实施例中,“单元化”工作站可以包含处理子站400作为其一部分。单元化工作平台可以包括其它用于处理轮胎-轮毂组件TW的子站(没有示出);其它子站例如可以包括:清洗子站、封堵子站、充气子站、匹配标记子站、平衡子站等。词语“单元化”指的是:子站从事生产轮胎-轮毂组件TW而无需后续分散的以其它方式配置在传统装配线上的工作站,需要沿着装配线对部分装配的轮胎-轮毂组件TW进行“拾放”(“拾放”指的是,装配线需要由装配线的第一工作站保持部分装配的轮胎-轮毂组件,然后将轮胎-轮毂组件释放到装配线中的后续工作站,用于进一步处理)。更确切地,单元化工作站提供一个具有多个子站的工作站,每一个子站执行轮胎-轮毂组件TW装配处理的具体工作。在实施这种装配处理的过程中减少或者完全消除“拾放”轮胎和/或轮毂。因此,对于传统轮胎-轮毂装配线所占有/租用所占的场地,还对于必须为每一个定义装配线的独立工作站提供维护;而单元化工作站显著地降低这些成本和投入。所以,在生产轮胎-轮毂组件TW的时候,采用单元化工作站可显著地减少资金投入和人力监督。
参照图13A,处理子站400包括一装置412。装置412可以称作机械臂。机械臂412可以设置在与单元化工作站的多个子站(例如包括处理子站400)相关的大体为中间的位置。机械臂412可以安装到基座/基体部(没有示出)并从中伸出,基座/基体部与地面G连接。
机械臂412可以包括末端执行器414。末端执行器414可以包括爪、夹或其它用于可拆卸地固定轮毂W到机械臂412的工具。在处理子站400执行处理的整个过程中,末端执行器414使机械臂412能够维持且不会松开轮毂W(如果应用在单元化工作站,其在轮胎-轮毂组件TW的装配处理过程中能够维持且不会松开轮毂W)。由此,末端执行器414减少或无需机械臂412将轮胎-轮毂组件TW“拾放”到后面的子站(没有示出)的动作。
处理子站400可以实现包含(1)轮胎收容子站和(2)安装子站的多种功能/职责。轮胎收容子站通常包含有一个或更多个轮胎T,使其配置在“准备”位置然后接合到轮毂W。安装子站通常包含协助轮胎T接合到轮毂W(例如,在轮胎T的通道内放置轮毂W)的机构。
参照图13A,处理子站400的初始化可以通过末端执行器414把轮毂W接合到机械臂412来执行。处理子站400的初始化还可以通过在支撑元件416上定位轮胎T来执行。支撑元件416可以包括第一支撑元件416a、第二支撑元件416b、第三支撑元件416c和第四支撑元件416d。每一个第一、第二、第三和第四支撑元件416a、416b、416c、416d包括上表面416'和下表面416″。
每一个第一、第二、第三和第四支撑元件416a、416b、416c、416d的下表面416″可以分别连接至少一个第一支脚元件418a、至少一个第二支脚元件418b、至少一个第三支脚元件418c和至少一个第四支脚元件418d。每一个至少一个第一、第二、第三和第四支脚元件418a、418b、418c、418d分别包括一长度,用于每一个第一、第二、第三和第四支撑元件416a、416b、416c、416d从底下的地面G抬升或隔开。虽然机械臂412没有直接与支撑元件416连接(而是可以连接到地面G),由于支撑元件416经由支脚元件418a-418d连接到地面G,机械臂412通过普通方式连接地面G,可以说机械臂412可结合(作为下面公开内容所述的运动D1-D5的结果)和/或直接连接到支撑元件416。
处理子站400还可以包括多个轮胎配合装置420。多个轮胎配合装置420可以包括:连接到第一支撑元件416a的上表面416'的第一轮胎配合装置420a;连接到第二支撑元件416b的上表面416'的第二轮胎配合装置420b;以及连接到第三支撑元件416c的上表面416'的第三轮胎配合装置420c。
参照图13B-13C,第一轮胎配合装置420a包括一基本圆柱体422a',该基本圆柱体422a'是由一个或更多的支架422a″来支撑。支架422a″可以支撑基本圆柱体422a'使其与第一支撑元件416a的上表面416'隔开一定距离。一个或更多的支架422a″可以包括一对支架。基本圆柱体422a'可以是具有轴向通道(没有示出)的管状体。可以在该轴向通道内设置中轴(没有示出)。中轴可以连接和固定到该对支架422a″上;由此,基本管状的圆柱体422a'可以关于中轴可移动地设置,使得基本管状的圆柱体422a'相对于固定设置的中轴以转动/滚动的方式来运动。替代地,基本圆柱体422a'可以不包括轴向通道,而且能够可旋转地连接到或者不可旋转地固定到该对支架422a″。
参照图13A,第二轮胎配合装置420b包括第一轮胎面配合柱430a,第一轮胎面配合柱430a可以从第二支撑元件416b的上表面416'伸出。第三轮胎配合装置420b包括第二轮胎面配合柱430b,第二轮胎面配合柱430b可以从第三支撑元件416c的上表面416'伸出。
参照图13B,第二和第三支撑元件416b、416c是由缺口或第一间距S1来分隔。第一配合轮胎面的柱430a是通过缺口或第二间距S2与第二配合轮胎面的柱430b进行分隔。第三缺口或间距S3使第四支撑元件416d从第二和第三支撑元件416b、416c隔开。
第二间距S2比第一间距S1更大。第一间距S1可以约等于且仅仅轻微大于轮毂W的直径WD;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第一间距S1。第二间距S2可以约等于轮胎T的左弦TC1和右弦TC3;此外,轮胎直径TD/中弦TC2可以大于第二间距S2。第三间距S3可以约等于但稍微大于轮毂W的直径WD并且小于轮胎T的直径TD
如图14A所示且参照图15A,在轮胎T接合到轮毂W之前,可以说,轮胎T配置在第一松弛非扁压的方位,使得上轮胎开口TOU和下轮胎开口TOL限定通道TP来包含直径TP-D。当轮胎T最终接合到轮毂W时(如图14J所示),上胎圈TBU和下胎圈TBL可以配置为分别地接近但不是坐落与上胎圈座WSU和下胎圈座WSL相邻;然后,例如在充气子站(没有示出)对轮胎T进行充气后,上胎圈TBU和下胎圈TBL可以分别坐落到(即靠近设置到)轮毂W的上胎圈座WSU和下胎圈座WSL。此外,当轮胎T接合到毂W时(如图14J所示),可以说,轮胎T配置在第二基本松弛但稍微扁压的方位,使得通道TP的直径TP-D,基本上符合圆形和基本近似它的第一松弛非扁压的轮胎T的方位。
参照图14A,机械臂412以相对于支撑元件416的空间方位间隔来配置,其包含的轮胎T配置在“准备”位置。“准备”位置可以包括,轮胎T的一部分下轮胎壁表面TSL配置靠近第一轮胎配合装置420a的基本圆柱体422a'。“准备”位置还可以包括,轮胎T以相对于第一支撑元件416a的上表面416'的第一偏转方位角θ1来配置。
轮胎T的第一偏转方位角θ1可以由第一轮胎配合装置420a的基本圆柱体422a'与第一支撑元件416a的上表面416'的非共面关系来产生,使得:(1)下轮胎壁表面TSL的第一部分TSL-1配置靠近第一支撑元件416a的上表面416',(2)下轮胎壁表面TSL的第二部分TSL-2配置靠近第一轮胎配合装置420a的基本圆柱体422a'(注意到,图14A是依照图13A的剖切线的剖视图,因此第二部分TSL-2没有在图14A中体现,但是在图15A中示出),以及(3)下轮胎壁表面TSL的第三部分TSL-3配置靠近第一轮胎配合装置420a的基本圆柱体422a'。由此,当轮胎T以第一偏转方位角θ1来配置时,支撑元件416可以为轮胎T的下轮胎壁表面TSL提供位于TSL-1、TSL-2、TSL-3的三点式支撑(在图13A中更清楚地显示),而维轮胎T的下轮胎壁表面TSL的剩下部分不会直接接触支撑元件416的上表面416'、422b'、422c'的任何其它部分。
可以通过控制器C(如图13A所示)进行触发,向电机M(如图13A所示)发送一个或更多的信号以驱动机械臂412的电机进行运动(依照箭头方向D1-D5,如图14A-14J所示),从而使处理子站400执行安装过程。替代地或者除了用控制器C实现自动操作之外,根据储存在存储器的输入,可以由一个或者更多的手动操作输入O(例如以操纵杆的方式、按压按钮或类似的方式来实现)以产生运动D1-D5。
如图14A所示,依照箭头方向D1的第一向下运动D可以减少机械臂412相对于支撑元件416的空间方位间隔。参照图14B,可以停止依照箭头方向D1的运动,只要定位:(1)轮毂W下外边缘表面WRL的第一(如左边)部分靠近轮胎T的上轮胎壁表面TSU的第一(如右边)部分,(2)轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的第二(如右边)部分在轮胎T的通道TP内,从而使得轮毂W的一部分槽底中心WDC以相对于轮胎T的上轮胎壁表面TSU的第一(如右边)部分的间隔关系进行设置。
继续参照图14B,依照箭头方向D2的第二运动,可以使轮毂W向前(例如向右R)移动。参照图14C,依照箭头方向D2的第二运动可以减少轮毂W的槽底中心WDC与轮胎T的上胎圈TBU的第一(如右边)部分的间隔,使得W的槽底中心WDC与轮胎T的上胎圈TBU的第一(如右边)部分最后互相直接接触。相应地参照图15C,轮胎T相对于第一轮胎面配合柱430a和第二轮胎面配合柱430b以间隔的关系进行配置。
此外,轮毂W的槽底中心WDC与轮胎T的上胎圈TBU最后互相直接接触,依照箭头方向D2的运动还使得轮毂W的下边缘表面WRL相对于轮胎T的上轮胎壁表面TSU的第一(如左边)部分改变方位。例如,如图14C所示,依照箭头方向D2的运动,使轮毂W的下边缘表面WRL与轮胎T的上轮胎壁表面TSU的第一(如左边)部分的一部分配置为相对立关系,但是更加与轮胎T的上轮胎壁表面TSU的左边部分配置为基本相对立关系。
参照图14C-14D,当轮毂W的槽底中心WDC与轮胎T的上胎圈TBU的第一(如右边)部分最后互相直接接触后,依照箭头方向D2的进一步运动使得轮胎T的下轮胎壁表面TSL从左向右在基本圆柱体422a'上拖动第一轮胎配合装置420a,从而使轮胎T的胎面TT移动更靠近第一轮胎面配合柱430a和第二轮胎面配合柱430b,使得,如图14D和15D所示,胎面TT最终配置为同时与第一轮胎面配合柱430a和第二轮胎面配合柱430b直接接触。
参照图14D-14F,由于轮毂W依照箭头方向D2向前(例如向右R)运动,轮胎T从右弦TC3向左弦TC1前进通过由第一和第二轮胎面配合柱430a、430b形成的第二间距S2;因为左弦TC1和右弦TC3之间的弦(例如包括中弦TC2)的长度大于左弦TC1和右弦TC3的长度,第一和第二轮胎面配合柱430a、430b通过第二间距S2来抵触轮胎T的运动。
因此,前述抵触动作使轮胎T临时变形,从而临时地扰乱轮胎T的通道TP的直径TP-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。因此,以基本类似的形式,也临时地扰乱上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。
上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D的椭圆的形式,减少了轮胎T的下胎圈TBL和上胎圈TBU与轮毂W的外圆周表面WC之间的一部分接触(摩擦的原因),并且同样使得一部分轮胎T安装到轮毂W。因此,如图14D-14F和15D-15F所示,轮毂W带着轮胎T依照箭头方向D2通过第二间距S2向前(例如向右R)前进,至少直径TOU-D的椭圆变形使轮胎T的上胎圈TBU椭圆变形,使得轮毂W外边缘表面WRL与轮胎T上胎圈TBU的第一(例如左边)部分遭遇更少的阻碍或抵触,此时,如图14E所示,轮胎T的上胎圈TBU的左边部分从轮胎T的上轮胎壁表面TSU的左边部分基本相对立关系中移动到不同的基本靠近轮毂W的一个或更多的槽底中心WDC的外圆周WC表面。
参照图14F和15F,一旦左弦TC1已经从第一和第二轮胎面配合柱430a、430b的向后方位(例如左边L)向着第一和第二轮胎面配合柱430a、430b的向前方位(例如右边R)前进通过第二间距S2,可以说,轮胎T的整个上胎圈TBU配置在预备的“安装位置”以靠近和处于轮毂W的一个或更多的外圆周表面WC和槽底中心WDC的周围。作为举例说明,然而可以说,轮胎T的下胎圈TBL的整个圆周配置在“非安装位置”,这是因为轮胎T的下胎圈TBL配置在不与轮毂W的任何部分接触。
如图14F所示,可以停止依照箭头方向D2的运动,使轮毂W配置在间距S3上。然后,如图14F所示,可以触发依照箭头方向D3的第二向下D运动,从而向着支撑元件416移动轮毂W。参照图14G,可以停止依照箭头方向D3的运动,只要定位:(1)轮胎T的下轮胎壁表面TSL的左边部分靠近每一个第二支撑元件416b和第三支撑元件416c的上表面416',(2)轮胎T的下轮胎壁表面TSL的右边部分靠近第四支撑元件416d的上表面416',(3)轮毂W的下胎圈座WSL都基本与第二支撑元件416b和第三支撑元件416c共面。此外,如图14F-14G所示,第二和第三支撑元件416b、416c的上表面416'不共面,但是比第四支撑元件416d的上表面416'以更高的方位来配置。
如图14G所示,由于依照箭头方向D3的运动,使轮毂W插入轮胎T的通道TP,从而相对于轮毂W配置轮胎T为“进一步安装”方位。如图14G所示,依照箭头方向D3的运动,使得:(1)在轮胎T的通道TP外并且以对着轮胎T的下胎圈TBL的间隔方位定位轮毂W的下胎圈座WSL和槽底中心WDC的左边部分;(2)轮毂W的下外边缘表面WRL的右边部分接近下胎圈座WSL的右边部分,使得轮胎T的下轮胎壁表面TSL的右边部分靠近第四支撑元件416d的上表面416';(3)轮毂W的槽底中心WDC定位在轮胎T的通道TP内并且靠近轮胎T的下胎圈TBL的右边部分;同时(4)轮胎T的上胎圈TBU基本限制轮毂W的圆周表面W。
参照图14G,在依照箭头方向D3的运动已经停止后,可以触发依照箭头方向D4的向上U运动,从而移动轮毂W离开支撑元件416,然后进行依照箭头方向D5的向后移动到左边L。依照箭头方向D4的向上运动,使得轮毂W的下胎圈座WSL都不再与第二支撑元件416b和第三支撑元件416c基本共面,相反,轮毂W的下胎圈座WSL和下外边缘表面WRL至少配置为都在第二支撑元件416b和第三支撑元件416c的上表面416'。
参照图14H,由于轮毂W依照箭头方向D5向后(例如向左L)运动,轮胎T向着第一和第二轮胎面配合柱430a、430b前进并且从左弦TC1向右弦TC3通过由第一和第二轮胎面配合柱430a、430b形成的第二间距S2;类似前面所述,因为左弦TC1和右弦TC3之间的弦(例如包括中弦TC2)的长度大于左弦TC1和右弦TC3的长度,第一和第二轮胎面配合柱430a、430b通过第二间距S2来抵触轮胎T的运动。
因此,前述抵触动作以类似的方式使轮胎T临时变形,从而临时地扰乱轮胎T的通道TP的直径TP-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。因此,以基本类似的形式,也临时地扰乱上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D,使其包含基本椭圆的形式而不是圆形的形式。
上轮胎开口直径TOU-D和下轮胎开口直径TOL-D的椭圆的形式,减少了轮胎T的下胎圈TBL和上胎圈TBU与轮毂W的外圆周表面WC之间的一部分接触(摩擦的原因),并且同样使轮胎T进一步安装到轮毂W,使轮胎T与轮毂W的部分安装转变成轮胎T与轮毂W的完全安装。因此,如图14H-14I和15H-15I所示,轮毂W带着轮胎T依照箭头方向D5通过第二间距S2向前(例如向左L)前进,至少直径TOL-D的椭圆变形使轮胎T的下胎圈TBL椭圆变形,使得轮毂W下边缘表面WRL与轮胎T下胎圈TBL的右边部分遭遇更少的阻碍或抵触,此时轮胎T的下胎圈TBL的右边部分从关于轮毂W的底槽中心WDC的非安装方位移动到关于轮毂W的底槽中心WDC的安装方位(如图14J所示)。参照图14I,当轮胎T移动通过第二间距S2时,基本圆柱体422a'可以接触和扁压轮胎T的下轮胎壁表面TSL,从而帮助轮胎T的下胎圈TBL从关于轮毂W的底槽中心WDC的非安装方位移动到安装方位。参照图14J,一旦轮胎T依照箭头方向D5完全移动通过第二间距S2,可以说,轮胎T安装到轮毂W,使得轮胎T的上胎圈TBU基本限制轮毂W的圆周表面WC,并且轮胎T的下胎圈TBL限制并且设置靠近轮毂W的槽底中心WDC
结合某些示例性实施例描述了本发明。然而,本领域技术人员将会容易明白到采用除前述示例性实施例以外的其它特定形式来实施本发明。其没有脱离本发明的精神。例如此处所示的大部分实施例描述了配合(依靠机械臂)和操作轮毂,从而在轮毂上安装轮胎。然而,在此不应当理解为将本发明的范围限制为仅操作轮毂使得在轮毂上安装轮胎。示例性实施例仅仅是解析说明,且不应解释为对本发明的任何限制。本发明的范围是由所附的权利要求及其等同物来限定,而不是由前面的描述来限定。

Claims (17)

1.一种用于处理轮胎(T)和轮毂(W)以形成轮胎轮毂组件(TW)的设备(300),包括:
轮胎支撑元件(316),所述轮胎支撑元件(316)包括第一轮胎支撑元件(316a)、第二轮胎支撑元件(316b)和第三轮胎支撑元件(316c),其中每一个第一、第二和第三轮胎支撑元件(316a、316b、316c)包括上表面(316')和下表面(316″);以及
多个轮胎配合装置(320),所述轮胎配合装置(320)包括:连接到第一轮胎支撑元件(316a)的上表面(316')的第一轮胎配合装置(320a)、连接到第二轮胎支撑元件(316b)的上表面(316')的第二轮胎配合装置(320b)和连接到第三轮胎支撑元件(316c)的上表面(316')的第三轮胎配合装置(320c),其中第一轮胎配合装置(320a)包括由一个或更多的支架(322a″)支撑的基本圆柱体(322a'),其中第二轮胎配合装置(320b)包括第一轮胎面配合柱(322b'),其中第三轮胎配合装置(320c)包括第二轮胎面配合柱(322c')。
2.根据权利要求1所述的设备(300),其中每一个第一轮胎面配合柱(322b')和第二轮胎面配合柱(322c')包括:
下表面(322b″、322c″),所述下表面(322b″、322c″)具有至少一个母凹部(326b、326c)以接收至少一个公导引元件(328b、328c),所述公导引元件(328b、328c)从每一个第二和第三轮胎支撑元件(316b、316c)的上表面(316')延伸。
3.根据权利要求1所述的设备(300),其中每一个第一轮胎面配合柱(322b')和第二轮胎面配合柱(322c')包括:
基本圆锥形的配合轮胎壁的上表面(322b″'、322c″')。
4.根据权利要求3所述的设备(300),其中每一个第一轮胎面配合柱(322b')和第二轮胎面配合柱(322c')包括:
横向延伸的轮毂配合部(322b″″、322c″″),其中横向延伸的轮毂配合部(322b″″、322c″″)是以直接面对面的间隔关系来配置,使得横向延伸的轮毂配合部(322b″″、322c″″)的间隔距离小于轮胎轮毂组件(TW)的轮毂(W)的直径(WD)。
5.根据权利要求1所述的设备(300),其中多个轮胎配合装置(320)包括:
连接到第二轮胎支撑元件(316b)的上表面(316')的第四轮胎配合装置(320d);
连接到第三轮胎支撑元件(316c)的上表面(316')的第五轮胎配合装置(320e)。
6.根据权利要求5所述的设备(300),其中每一个第四轮胎配合装置(320d)和第五轮胎配合装置(320e)包括:
连接到每一个第二和第三轮胎支撑元件(316b、316c)的的上表面(316')的物块(322d'、322e');
与物块(322d'、322e')可旋转地连接的轮胎面配合元件(322d″'、322e″');以及
设置在轮胎面配合元件(322d″'、322e″')上的轮胎面配合柱(330d、330e)阵列。
7.根据权利要求5所述的设备(300),其中轮胎支撑元件(316)还包括:
第四轮胎支撑元件(316d),其中第四轮胎支撑元件(316d)包括上表面(316'),其中多个轮胎配合装置(320)还包括:
连接到第四轮胎支撑元件(316)的上表面(316')的第六轮胎配合装置(320f)。
8.根据权利要求7所述的设备(300),其中第六轮胎配合装置(320f)包括:
物块(322f');
轮胎面配合元件(322f″'),所述轮胎面配合元件(322f″')包括与物块(322f')连接的托架(322f″″)。
9.一种用于处理轮胎(T)和轮毂(W)以形成轮胎轮毂组件(TW)的方法,包括以下步骤:
提供包含轮胎支撑元件(116)的设备,所述轮胎支撑元件(116)至少包括多个支撑元件的第一轮胎支撑元件(116a);
配置(T)靠近轮胎面配合装置(320a)的轮胎面配合表面(322a'),其中轮胎面配合装置(320a)连接到第一轮胎支撑元件(316a)的上表面(316');
将轮毂(W)部分地配置在轮胎(T)的通道(TP)内,以使得轮胎(T)的一个或更多的上胎圈(TBU)和轮胎(T)的一个或更多的下胎圈(TBL)没有完全配置在轮毂(W)的圆周(WC)附近;
移动轮毂(W)通过由设备(300)形成的第一缺口(S2');
利用轮毂(W)的运动从而相应带动轮胎(T)通过第一缺口(S2'),所述第一缺口(S2')是由设备(300)的第一轮胎壁配合装置(320b)和第二轮胎壁配合装置(320c)形成,使得轮胎(T)的胎面(TT)都与第一轮胎壁配合装置(320b)和第二轮胎壁配合装置(320c)直接配合,其中每一个第一轮胎壁配合装置(320b)和第二轮胎壁配合装置(320c)包括轮毂接触部分(322b″″、322c″″)以形成尺寸小于第一缺口(S2')的第二缺口(S1'),其中轮毂(W)的运动使得轮毂(W)穿过第二缺口(S2')从而使轮毂(W)的表面部分(WRL)直接配合分别连接到第一轮胎壁配合装置(320b)和第二轮胎壁配合装置(320c)的轮毂接触部分(322b″″、322c″″),其中作为利用所述运动步骤的结果,还包括的步骤为:
引起基本圆形的上轮胎开口(TOU)和基本圆形的下轮胎开口(TOL)的其中一个或者两者形成轮胎(T)的通道(TP),以操作所述通道(TP)为基本非圆形的形状,从而使得轮胎(T)的上胎圈(TBU)和轮胎(T)的下胎圈(TBL)都被配置在轮毂(W)的圆周(WC)附近。
10.根据权利要求9所述的方法,其中轮胎面配合装置(320a)还包括由一个或更多的支架(322a″)支撑的基本圆柱体(322a'),其中,一个或更多的支架(322a″)使基本圆柱体(322a')以一定距离抬升离开第一轮胎支撑元件(316a)的上表面(316'),其中的配置步骤还包括的步骤为:
配置轮胎(T)的壁表面(TSL)的第一部分(TSL-1)靠近第一轮胎支撑元件(316a)的上表面(316');
配置轮胎(T)的壁表面(TSL)的第二部分(TSL-2)靠近基本圆柱体(322a')的第一部分;以及
配置轮胎(T)的壁表面(TSL)的第三部分(TSL-3)靠近基本圆柱体(322a')的第二部分。
11.根据权利要求10所述的方法,其中轮胎(T)的第一、第二和第三部分(TSL-1、TSL-2、TSL-3)相对于轮胎支撑元件(316)来进行配置,用于
关于第一轮胎支撑元件(316a)的上表面(316c')以第一偏转方位角(θ1)在轮胎支撑元件(316)上设置轮胎(T)。
12.根据权利要求9所述的方法,还包括如下步骤:
配置第一轮胎壁配合装置(320b)和第二轮胎壁配合装置(320c)为非固定的方位以提供具有可变几何形状第一缺口(S2')。
13.根据权利要求9所述的方法,其中第一缺口(S2')的尺寸小于轮胎(T)的直径(TD),其中第一缺口(S2')约等于但小于轮胎(T)的弦(TC1,TC3),弦(TC1,TC3)的几何尺寸与轮胎(T)的直径(TD)的几何尺寸不同。
14.根据权利要求9所述的方法,其中在部分配置的步骤之前,还包括如下步骤:
可拆卸地连接轮毂(W)到可移动的机械臂(312)的末端执行器(314),其中移动轮毂(W)的步骤是由一个或更多的机械臂(312)和执行器(314)的运动来引导,其中,在轮毂(W)的圆周(WC)附近配置轮胎(T)的上胎圈(TBU)和轮胎(T)的下胎圈(TBL)的时候轮胎(T)依靠轮毂(W)间接连接到末端执行器(314)。
15.根据权利要求9所述的方法,其中在移动步骤之前、期间或者之后,还包括如下步骤:
展开一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f);以及
配置一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f)与轮胎(T)的胎面(TT)直接接触。
16.根据权利要求15所述的方法,配置一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f)与轮胎(T)的胎面(TT)直接接触,使得:
利用一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f)通过以下步骤来促进所述引起步骤:
由移动步骤引起的轮胎(T)的阻碍运动。
17.根据权利要求15所述的方法,配置一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f)与轮胎(T)的胎面(TT)直接接触,使得:
利用一个或更多的第三轮胎壁配合装置(320d)、第四轮胎壁配合装置(320e)和第六轮胎壁配合装置(320f)通过以下步骤来促进所述引起步骤:
当轮胎(T)对应移动步骤进行移动时,为轮胎(T)提供杠杆作用面。
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