CN108501895A - 一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：该轮胎自动定位装置包括防爆架(9)、轮胎定位机构；所述防爆架(9)为一端开口的半封闭的中空结构，包括底板(1)、第一侧板(12)、第二侧板(13)、挡板(3)；所述第一侧板(12)上开设有圆形通孔(15)，轮胎的智能充气装置(10)以绕所述圆形通孔(15)的圆周可移动的方式连接于所述圆形通孔(15)；所述轮胎定位机构包括连接于所述挡板(3)的轮胎滚动前后方向调节定位机构，连接于所述底板(1)的轮胎上下方向调节定位机构、轮胎左右方向调节压紧机构，实现了轮胎的精确定位，可提高充气效率，降低作业人员劳动强度、提高操作安全性。
Description
技术领域
本发明属于城市轨道交通车辆检修技术领域，具体涉及一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置及方法。
背景技术
目前，跨座式单轨是城市轨道交通的一种系统制式，其车辆与地铁车辆具有较大差别，走行部采用胶轮轮胎代替钢轮，并需定期对轮胎进行检修和保养。根据跨座式单轨车型的分类，每列车有12个转向架(以每列6辆编组为例)，单轴转向架车型每列有24个走行轮胎，双轴转向架车型每列则有48个走行轮胎，按照《跨座式单轨交通设计规范》(GB50458-2008)要求，跨座式单轨车辆需要定期对橡胶轮胎进行维护保养或更换，如轮胎出现漏气或气压不足等现象时，需立即进行检修和充气，因而轮胎充气工作量较大。
传统的跨座式单轨橡胶轮胎充气主要以人工作业为主，手工进行充气，作业效率较低，劳动强度大，且存在爆胎危及人身安全等安全隐患。虽然现在已有部分智能充气装置出现，例如本申请人的在先申请CN201810381275.2、CN201820601640.1提出的“一种跨座式单轨车辆橡胶轮胎智能充气装置”，但轮胎仍需人工搬运，且在轮胎磨损较为严重时自动充气装置存在定位不准等问题，对充气效率和效果有较大影响，因而急需一种适用于跨座式单轨车辆轮胎智能充气系统的轮胎自动定位装置及定位方法。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置及方法，该定位装置可让轮胎自动进出智能充气装置，辅助完成对轮胎的精确定位，可以大大提高充气效率，同时降低作业人员劳动强度、提高操作安全性。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，该轮胎自动定位装置包括防爆架、轮胎定位机构；
所述防爆架为一端开口的半封闭的中空结构，包括底板、第一侧板、第二侧板、挡板；
所述第一侧板上开设有圆形通孔，轮胎的智能充气装置以绕所述圆形通孔的圆周可移动的方式连接于所述圆形通孔；
所述轮胎定位机构包括连接于所述挡板的轮胎滚动前后方向调节定位机构，连接于所述底板的轮胎上下方向调节定位机构、轮胎左右方向调节压紧机构。
优选地，所述前后方向调节定位机构包括挡板气缸，该挡板气缸一端铰接固定于所述挡板的背面，所述挡板一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板和第二侧板之间，挡板气缸的伸缩使得所述挡板旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔的前后相对位置。
优选地，所述上下方向调节定位机构包括底板升降气缸，所述底板一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板和第二侧板之间，另一端下侧设置所述底板升降气缸，所述底板升降气缸的升降使得所述底板旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔的上下相对位置。
优选地，所述左右方向调节压紧机构包括动力箱、伸缩板，所述动力箱设置在所述第二侧板之外，该动力箱的伸缩部件的端部连接所述伸缩板，其伸缩使得所述伸缩板穿过所述第二侧板的孔压紧或松开轮胎、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔的左右相对位置。
优选地，该轮胎自动定位装置还包括防溜机构，所述防溜机构包括防溜挡链和护栏，所述护栏设置于所述防爆架的开口端一侧、第一侧板和第二侧板的纵向延伸方向上，所述防溜挡链可松脱地连接于两个护栏之间。
优选地，所述挡板的初始位置设置为竖直方向。
优选地，所述底板的初始位置设置为朝所述挡板的向下斜坡方向。
优选地，所述底板靠近所述挡板一端的上表面设有挡块。
优选地，所述圆形通孔上设有圆形滑道；所述智能充气装置包括驱动机构、气门芯定位机构，所述驱动机构驱动所述智能充气装置沿着所述圆形滑道转动，所述气门芯定位机构用于探测轮胎气门芯的位置并制动所述驱动机构，以将所述智能充气装置移动至轮胎气门芯处。
为实现上述目的，按照本发明的第二方面，还提供了如前所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置的定位方法，包括如下步骤：
当跨座式单轨车辆橡胶轮胎需要充气时，将轮胎推至防爆架的开口端后，轮胎沿着底板滚入防爆架后被挡板挡住；
当轮胎磨损较为严重，充气定位不准时，前后方向调节定位机构向前推动挡板使轮胎移动至准确充气位置，完成前后方向定位；
轮胎进行前后定位时，上下方向调节定位机构向上微调推动底板使轮胎移动至准确充气位置，完成上下方向定位；
完成轮胎前后、上下方向定位后，左右方向调节压紧机构推动压紧轮胎，使轮胎移动至与防爆架的第一侧板内侧紧贴，防止充气过程中轮胎横移或侧倾，完成轮胎左右方向定位；
完成轮胎前后、上下、左右方向定位后，智能充气装置移动寻找轮胎气门芯进行充气，完成轮胎充气；
完成轮胎充气后，左右方向调节压紧机构后所后退松开轮胎，上下方向调节定位机构继续向上推动底板，使底板跟着旋转上升形成斜坡，轮胎沿着斜坡滚出防爆架，然后取出轮胎；
在轮胎滚出防爆架时，上下方向调节定位机构收缩下降带动底板旋转下降返回初始位置，完成整个充气过程。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明通过前后、上下、左右三个方向的调节机构，调节轮胎钢圈与圆形通孔上智能充气装置的相对位置，实现了充气装置的精确定位；
2、本发明防爆架设置为一端开口的半封闭结构，便于轮胎充气过程轮胎的存放和定位，同时可防止出现爆胎事故时伤及作业人员；三个方向的调节机构与防爆架的安装设置简单合理，操作简易，便于改装；
3、工作人员只需将需要充气的轮胎推至防爆架口，自动定位装置即可让轮胎滚动至合适的充气位置，并准确定位，在充气完成后又可让轮胎自动退出，既提高了充气效率，又降低了作业人员的劳动强度，提高了操作可靠性。
附图说明
图1是本发明的整体效果图；
图2是本发明整的体结构图；
图3是本发明的轮胎定位过程示意图；
图4是本发明的轮胎定位完整图；
图5是本发明的轮胎退出过程示意图；
图6为本发明的智能充气装置结构示意图；
图7为本发明的智能充气装置剖面图；
图8为本发明的智能充气装置气门芯位置检测示例图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-8所示，本发明提供一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，该轮胎自动定位装置包括防爆架9、轮胎定位机构，设置于地面11处。
所述防爆架9为一端开口的半封闭的中空结构，包括底板1、第一侧板12、第二侧板13、挡板3、多个连接杆14。本发明防爆架设置为一端开口的半封闭结构，便于轮胎充气过程轮胎的存放和定位，同时可防止出现爆胎事故时伤及作业人员。所述第一侧板12上开设有圆形通孔15，轮胎的智能充气装置10以绕所述圆形通孔15的圆周可移动的方式连接于所述圆形通孔15。这里的智能充气装置10可采用本申请人的在先申请CN201810381275.2、CN201820601640.1中提出的“一种跨座式单轨车辆橡胶轮胎智能充气装置”，结构相同的部分引用于此，后文也给出简要说明。
所述轮胎定位机构包括三个方向的调节机构，分别是连接于所述挡板3的轮胎滚动前后方向调节定位机构，连接于所述底板1的轮胎上下方向调节定位机构、轮胎左右方向调节压紧机构。本发明通过前后、上下、左右三个方向的调节机构，调节轮胎钢圈与圆形通孔上智能充气装置的相对位置，实现了充气装置的精确定位。
具体的，如图1-3所示，所述前后方向调节定位机构包括挡板气缸4，该挡板气缸4一端铰接固定于所述挡板3的背面，另一端铰接于地面11。所述挡板3一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板12和第二侧板13之间，可采用销接或转轴的方式。挡板气缸4的伸缩使得所述挡板3旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔15的前后相对位置。所述挡板3的初始位置设置为竖直方向、垂直于地面，挡板3在轮胎滚动至一定位置时挡住轮胎，当轮胎磨损较为严重导致定位不准时，挡板气缸4推动挡板3使轮胎前后移动移动至准确充气位置。
如图1、3、5所示，所述上下方向调节定位机构包括底板升降气缸2，所述底板1一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板12和第二侧板13之间，可采用销接或转轴的方式，另一端下侧设置所述底板升降气缸2，优选地，底板升降气缸2镶嵌安装在地下坑洞中，其上端抵接或铰接底板1下侧。所述底板升降气缸2的升降使得所述底板1旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔15的上下相对位置。所述底板1的初始位置设置为朝所述挡板3的向下斜坡方向，便于轮胎自动滚下进入。底板升降气缸2向上微调推动底板1使轮胎移动至准确充气位置。所述底板1靠近所述挡板3一端的上表面设有挡块16。完成轮胎充气后，底板升降气缸2继续向上推动底板1，使底板1跟着旋转上升形成背向所述挡板3的向下斜坡，在斜坡、挡块16、底板1上升、轮胎自重等共同作用下，轮胎可沿着斜坡自动滚出防爆架9。
如图4所示，所述左右方向调节压紧机构包括动力箱5、伸缩板6，所述动力箱5设置在所述第二侧板13之外，可设置于地面，也可设置于底板的延伸支撑板上。该动力箱5的伸缩部件的端部连接所述伸缩板6，其伸缩使得所述伸缩板6穿过所述第二侧板13的方形孔压紧或松开轮胎、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔15的左右相对位置，实现轮胎的正位，防止轮胎在充气过程中横移或侧倾。如上所述的三个方向的调节机构与防爆架的安装设置简单合理，操作简易，便于改装。
如图1-2所示，优选地，该轮胎自动定位装置还包括防溜机构，所述防溜机构包括防溜挡链7和护栏8，所述护栏8设置于所述防爆架9的开口端一侧、第一侧板12和第二侧板13的纵向延伸方向上，所述防溜挡链7可松脱地连接于两个护栏8之间，当需要将轮胎推进智能充气防爆架9时拿开防溜挡链7，轮胎进入后挂上防溜挡链7，防止轮胎充完气退出充气装置而工作人员不在时轮胎随意溜动。
如图2、8所示，优选地，所述圆形通孔15上设有圆形滑道和齿圈，齿圈的齿设于齿圈内环上；所述智能充气装置10包括驱动机构、气门芯定位机构，所述驱动机构驱动所述智能充气装置10沿着所述圆形滑道转动，所述气门芯定位机构用于探测轮胎气门芯17的位置并制动所述驱动机构，以将所述智能充气装置10移动至轮胎气门芯17处。
如前所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置的定位方法，包括如下步骤：
当跨座式单轨车辆橡胶轮胎需要充气时，将防溜挡链7从护栏8上拿开，将轮胎推至防爆架9的开口端后，轮胎沿着底板1形成的斜坡滚入防爆架9内，将防溜挡链挂在护栏上，轮胎滚入防爆架9后被挡板3挡住。
当轮胎磨损较为严重，充气定位不准时，前后方向调节定位机构向前推动挡板3使轮胎移动至准确充气位置，完成前后方向定位；如果轮胎磨损不严重，不影响充气定位，则不动作向前推。
轮胎进行前后定位时，上下方向调节定位机构向上微调推动底板1使轮胎移动至准确充气位置，完成上下方向定位。
完成轮胎前后、上下方向定位后，左右方向调节压紧机构推动压紧轮胎，使轮胎移动至与防爆架9的第一侧板12内侧紧贴，防止充气过程中轮胎横移或侧倾，完成轮胎左右方向定位。
完成轮胎前后、上下、左右方向定位后，智能充气装置10移动寻找轮胎气门芯17进行充气，完成轮胎充气。
完成轮胎充气后，左右方向调节压紧机构后所后退松开轮胎，上下方向调节定位机构继续向上推动底板1，使底板1跟着旋转上升形成斜坡，轮胎沿着斜坡滚出防爆架9，被防溜挡链7挡住，然后工作人员拿开防溜挡链17取出轮胎。
在轮胎滚出防爆架9时，上下方向调节定位机构收缩下降带动底板1旋转下降返回初始位置，完成整个充气过程。
按照本发明的定位方法，工作人员只需将需要充气的轮胎推至防爆架口，自动定位装置即可让轮胎滚动至合适的充气位置，并准确定位，在充气完成后又可让轮胎自动退出，既提高了充气效率，又降低了作业人员的劳动强度，提高了操作可靠性。
关于前文所述的智能充气装置10，并不作为本申请的重点，仅简要说明如下。
如图6-8所示，智能充气装置10包括滑块18、转动台19、大齿轮110、转动电机111、伸缩台112、伸缩电机113、小齿轮114、齿条115、气嘴116和定位器117，转动台19为顶部为水平台，底部两侧板的内侧均设有滑块18，两滑块18对称设置，滑块18上凹槽，凹槽与圆形滑道相匹配实现卡合，两侧凹槽夹住圆形滑道的两端；滑块18和水平台之间设有大齿轮110，大齿轮110上均匀设有若干齿条，大齿轮110与齿圈相齿合，转动台19外侧对应大齿轮110设有转动电机111，通过转动电机111的作用，使得大齿轮110沿着齿圈转动，从而使得整个智能充气装置沿着圆形滑道转动，实现将充气装置移动到轮胎气门芯17处。
伸缩台112设于水平台上，伸缩台一侧设有气嘴116，气嘴116尾部与供气管路相连，供气管路提供具有固定压力限值的压缩空气或氮气，供气管路靠近气嘴116处设有套筒，套筒沿供气方向设有齿条115；伸缩台112中设有柱状槽，伸缩电机113底端设于柱状槽内，伸缩台112于柱状槽底部设有杆状槽，伸缩电机113底端设有杆状凸起，该杆状凸起设于杆状槽内，便于伸缩电机113以杆状凸起为中心在柱状槽内转动，伸缩电机113底端设有一圈小齿轮114，小齿轮114与齿条115配合，伸缩电机113带动小齿轮114旋转，从而带动齿条115伸缩，控制气嘴116的位置，使其与轮胎气门芯17对准。
如图6和图8所示，伸缩台112上靠近气嘴116设有定位器117，定位器117与控制处理单元连接，控制处理单元与转动电机111、伸缩电机113和动力箱连接，定位器不断发射和接收红外光束，在转动台19沿圆形轨道旋转过程中，定位器接收到反射光束时，即可确定轮胎气门芯17的位置，并将位置信息反馈到控制处理单元中，控制处理单元通过计算给出转动电机111和伸缩电机113的工作范围，从而带动智能充气装置沿圆形滑道滑动到气门芯17的位置，并带动气嘴116移动到对准气门芯17，实现气门芯位置检测的自动充气，大大提高了充气效率。
作为优选，气嘴116端部采用喇叭口结构，保证在与气嘴对准的过程中，允许一定的偏差，且能自动修正，气嘴采用橡胶材料，保证密封性。
当跨座式单轨车辆更换或检修后需要充气时，作业人员将轮胎推至防爆架内，轮胎前后、上下、左右方向定位后，在转动电机111的作用下，转动台19以设定的速度沿圆形滑道旋转，当定位器117检测到轮胎气门芯17的位置时，转动台19停止转动，伸缩电机113开始旋转，在小齿轮114和齿条115的作用下，气嘴116伸出，直至与轮胎气门芯17对准后，供气管路开始供气，供气管路上设有压力表，当达到设定压力时，停止供气，气嘴116收回，转动台19回到初始位置，松开轮胎，作业人员将轮胎从防爆架内将轮胎取出，完成充气过程。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：该轮胎自动定位装置包括防爆架(9)、轮胎定位机构；
所述防爆架(9)为一端开口的半封闭的中空结构，包括底板(1)、第一侧板(12)、第二侧板(13)、挡板(3)；
所述第一侧板(12)上开设有圆形通孔(15)，轮胎的智能充气装置(10)以绕所述圆形通孔(15)的圆周可移动的方式连接于所述圆形通孔(15)；
所述轮胎定位机构包括连接于所述挡板(3)的轮胎滚动前后方向调节定位机构，连接于所述底板(1)的轮胎上下方向调节定位机构、轮胎左右方向调节压紧机构。
2.如权利要求1所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述前后方向调节定位机构包括挡板气缸(4)，该挡板气缸(4)一端铰接固定于所述挡板(3)的背面，所述挡板(3)一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板(12)和第二侧板(13)之间，挡板气缸(4)的伸缩使得所述挡板(3)旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔(15)的前后相对位置。
3.如权利要求1所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述上下方向调节定位机构包括底板升降气缸(2)，所述底板(1)一端的两侧可转动地连接于所述第一侧板(12)和第二侧板(13)之间，另一端下侧设置所述底板升降气缸(2)，所述底板升降气缸(2)的升降使得所述底板(1)旋转、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔(15)的上下相对位置。
4.如权利要求1所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述左右方向调节压紧机构包括动力箱(5)、伸缩板(6)，所述动力箱(5)设置在所述第二侧板(13)之外，该动力箱(5)的伸缩部件的端部连接所述伸缩板(6)，其伸缩使得所述伸缩板(6)穿过所述第二侧板(13)的孔压紧或松开轮胎、调节轮胎钢圈与所述圆形通孔(15)的左右相对位置。
5.如权利要求1-4任一项所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：该轮胎自动定位装置还包括防溜机构，所述防溜机构包括防溜挡链(7)和护栏(8)，所述护栏(8)设置于所述防爆架(9)的开口端一侧、第一侧板(12)和第二侧板(13)的纵向延伸方向上，所述防溜挡链(7)可松脱地连接于两个护栏(8)之间。
6.如权利要求1-4任一项所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述挡板(3)的初始位置设置为竖直方向。
7.如权利要求1-4任一项所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述底板(1)的初始位置设置为朝所述挡板(3)的向下斜坡方向。
8.如权利要求7所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述底板(1)靠近所述挡板(3)一端的上表面设有挡块(16)。
9.如权利要求1-4任一项所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置，其特征在于：所述圆形通孔(15)上设有圆形滑道；所述智能充气装置(10)包括驱动机构、气门芯定位机构，所述驱动机构驱动所述智能充气装置(10)沿着所述圆形滑道转动，所述气门芯定位机构用于探测轮胎气门芯(17)的位置并制动所述驱动机构，以将所述智能充气装置(10)移动至轮胎气门芯(17)处。
10.如权利要求1-9任一项所述的跨座式单轨智能充气系统轮胎自动定位装置的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
当跨座式单轨车辆橡胶轮胎需要充气时，将轮胎推至防爆架(9)的开口端后，轮胎沿着底板(1)滚入防爆架(9)后被挡板(3)挡住；
当轮胎磨损较为严重，充气定位不准时，前后方向调节定位机构向前推动挡板(3)使轮胎移动至准确充气位置，完成前后方向定位；
轮胎进行前后定位时，上下方向调节定位机构向上微调推动底板(1)使轮胎移动至准确充气位置，完成上下方向定位；
完成轮胎前后、上下方向定位后，左右方向调节压紧机构推动压紧轮胎，使轮胎移动至与防爆架(9)的第一侧板(12)内侧紧贴，防止充气过程中轮胎横移或侧倾，完成轮胎左右方向定位；
完成轮胎前后、上下、左右方向定位后，智能充气装置(10)移动寻找轮胎气门芯(17)进行充气，完成轮胎充气；
完成轮胎充气后，左右方向调节压紧机构后所后退松开轮胎，上下方向调节定位机构继续向上推动底板(1)，使底板(1)跟着旋转上升形成斜坡，轮胎沿着斜坡滚出防爆架(9)，然后取出轮胎；
在轮胎滚出防爆架(9)时，上下方向调节定位机构收缩下降带动底板(1)旋转下降返回初始位置，完成整个充气过程。
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