CN110031150A - 一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置，包括安装轮辋组件以进行测试的主机、位于主机一侧用以放置轮辋组件的储存机构，二者间设有用以将轮辋组件从储存机构移动至主机上的转移机构。换轮辋装置在工作过程中，转移机构将轮辋组件从储存机构移动到主机上，由转移机构承受轮辋组件所产生的弯矩作用，进而避免了上轮辋装置承受弯矩，因而避免了上轮辋装置发生倾斜，保证了上轮辋装置和下主轴的机械精度，保证了设备测试数据的准确性。

Description

一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置

技术领域

本发明涉及车辆试验设备技术领域，特别涉及一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置。

背景技术

轮胎动平衡试验机是用于轮胎动平衡性能的全自动在线测试的专用检测设备，其轮辋为专用分体式轮辋，分体式轮辋是轮胎动平衡试验机中重要的组成部件。轮胎动平衡实验的测试范围较大，每次实验需要配备多套轮辋，并需要在实际测试过程中经常更换轮辋进行测试。

为了降低更换轮毂的劳动强度，国内外的厂家开发了具备自动换轮辋功能的机型。此类机型通常在主机的一侧设置转塔，轮辋组件放置在转塔的转臂上。更换轮辋时，转塔转动将所需轮辋转到主机的主轴中心处，再由上轮辋装置抓取轮辋组件进行更换。但采用该机构更换轮辋组件时，会对上轮辋装置和主机架产生较大的弯矩影响，从而影响上轮辋装置与下主轴的机械精度，最后影响设备测试数据的准确性。

因此，如何减小弯矩对主机架的影响，提高设备测试数据的准确性是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置，其通过转移机构将轮辋组件从储存机构移动至主机上，避免了上轮辋装置承受弯矩作用，进而保证了上轮辋装置和下主轴的机械精度。

为实现上述目的，本发明提供一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置，包括安装轮辋组件以进行测试的主机、位于所述主机一侧用以放置轮辋组件的储存机构，所述主机和所述存储机构间设有用以将轮辋组件从所述储存机构移动至所述主机上的转移机构。

优选地，所述转移机构包括转臂和用以带动所述转臂转动的驱动部，所述主机包括沿竖直方向设置的主机架，所述转臂枢装于所述主机架朝向所述储存机构的一侧，所述驱动部与所述主机架上用于安装所述转臂的转轴相连、以带动所述转臂在所述主机架的主轴和所述储存机构的取件位间移动。

优选地，所述储存机构包括转塔立柱和套设于所述转塔立柱外周的转盘，所述转盘至少设有两根沿径向向外延伸的连接臂，每根所述连接臂的端部设有用以放置轮辋组件的托盘，所述储存机构还包括与所述转塔立柱相连、用于带动所述转塔立柱转动、以使所述托盘依次移动至所述取件位的转动部。

优选地，所述储存机构还包括底座，所述转塔立柱的下端与所述底座相连，所述转动部为转塔旋转伺服电机，所述转塔旋转伺服电机位于所述转塔立柱的一侧，所述底座中设有连接所述转塔旋转伺服电机和所述转塔立柱的传动部。

优选地，所述储存机构设有用以升降所述转盘的升降部和/或所述转移机构设有用以升降所述转臂的升降部、以使所述转移机构能够托起轮辋组件。

优选地，所述储存机构设有所述升降部，所述升降部包括丝杠和用以转动所述丝杠的转塔升降伺服电机，所述转塔立柱的外周设有与所述转盘相连的支撑键，所述丝杠设置于所述转塔立柱内部，所述丝杠与所述支撑键通过丝母相连。

优选地，所述转塔升降伺服电机位于所述转塔立柱的上端。

优选地，所述储存机构设有用于限制所述转盘转角、以便所述托盘与所述转臂对正的转塔定位机构。

优选地，所述驱动部为转臂伺服电机，所述转移机构设有两个转臂定位机构，二者能够分别将所述转臂定位于所述转臂的前端位于所述主机的主轴的下方和位于所述储存机构的取件位的位置处。

优选地，还包括两端分别与所述主机和所述储存机构相连的定位梁，当所述定位梁连接所述主机和所述储存机构，且所述转臂摆动至极限位置时，所述转臂的前端和所述主机的主轴或所述储存机构的取件位对正。

现有技术中，主机通过上轮辋装置抓取轮辋组件进行更换，而上轮辋装置通常处于悬置状态，轮辋组件的质量往往较大，轮辋组件重力会对上轮辋装置施加弯矩作用，容易造成上轮辋装置发生倾斜，因而容易影响上轮辋装置和下主轴的机械精度。

本发明所提供的轮胎平衡试验机的换轮辋装置，包括安装轮辋组件以进行测试的主机、位于主机一侧用以放置轮辋组件的储存机构，二者间设有用以将轮辋组件从储存机构移动至主机上的转移机构。

换轮辋装置在工作过程中，转移机构将轮辋组件从储存机构移动到主机上，由转移机构承受轮辋组件所产生的弯矩作用，进而避免了上轮辋装置承受弯矩，因而避免了上轮辋装置发生倾斜，保证了上轮辋装置和下主轴的机械精度，保证了设备测试数据的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的轮胎平衡试验机的换轮辋装置正面的结构示意图；

图2为轮胎平衡试验机的换轮辋装置侧面的结构示意图；

图3为转塔装置的原理图。

其中，图1至图3中的附图标记为：

转塔旋转伺服电机1、底座2、轮辋组件3、转塔立柱4、转塔升降伺服电机5、转盘6、转塔定位机构7、定位梁8、主机架9、转臂伺服电机10、转臂11、上轮辋装置12、抓取装置13、托架14、主轴15、转臂定位机构16、丝杠17、支撑键18、丝母19、轴承20、同步带21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的轮胎平衡试验机的换轮辋装置正面的结构示意图；图2为轮胎平衡试验机的换轮辋装置侧面的结构示意图；图3为转塔装置的原理图。

本发明所提供的轮胎平衡试验机的换轮辋装置，如图1和图2所示，包括主机、储存机构和转移机构，轮辋组件3包括上轮辋和下轮辋。测试所需的轮辋组件3放置在储存机构中，轮辋组件3安装在主机进行测试，可获得轮胎搭配轮辋的动平衡参数。转移机构位于储存机构和主机之间，能够拿取储存机构中的轮辋组件3，并将其放置在主机的主轴15上。

具体的，主机包括主机架9，主机架9的一侧设有可沿竖直方向移动的上轮辋装置12，上轮辋装置12悬置的一端设有抓取装置13，抓取装置13正下方的主机架9上设有主轴15和托架14。主机架9的具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。

储存机构可参考现有技术中的转塔，转移机构可具体为机械臂等，机械臂的端部安装气爪，通过气爪抓取转塔上的轮辋组件3，并将其移动至主机架9的主轴15上。当然，储存机构和转移机构也可采用现有技术中的其他结构，在此不做限定。

本实施例中，换轮辋装置在主机和储存机构间设置了转移机构，转移机构能够将放置在储存机构上的轮辋组件3移动并放置在主机的主轴15上，而无需通过上轮辋装置12从储存机构中抓取轮辋组件3，减小了上轮辋装置12的负荷，避免上轮辋装置12因轮辋组件3重力所产生的弯矩作用而发生倾斜，保证了上轮辋装置12和主轴15的机械精度，以及设备测试数据的准确性。

可选的，转移机构包括转臂11和驱动部，如图1所示，转臂11通过转轴与主机架9朝向储存机构的一侧相连，驱动部与转轴相连，进而带动转臂11沿水平方向摆动。转臂11的前端设有圆形的托手，当转臂11摆动至一侧最大位置时，托手位于主机架9的主轴15上方；当转臂11摆动至另一侧最大位置时，托手与储存机构的取件位上的轮辋组件3同轴。其中，储存机构中可设置多个放置轮辋组件3的位置，其中的一个或多个为转臂11拿取轮辋组件3的取件位。

可选的，储存机构包括转塔立柱4、转盘6和转动部，转盘6套设于转塔立柱4的外周，至少设有两根沿径向向外延伸的连接臂，每根连接臂远离转塔立柱4的一端设有用于放置轮辋组件3的圆形的托盘，本实施例中，转盘6设有4根沿周向均匀分布的连接臂，4根连接臂上的托盘位于同一圆周上，该圆周的圆心在转塔立柱4轴线上。如图1所示，托盘呈环状，其内圈直径大于转臂11上托手的直径，托盘远离转塔立柱4的一侧设有缺口，转臂11可由下向上穿过托盘的缺口和内圈，将托盘上的轮辋组件3托起。转动部可具体为电机，其机轴与转塔立柱4相连，本实施例中储存机构设有一个取件位，取件位与转臂11转轴之间的距离等于转轴与主机的主轴15之间的距离。转动部与转塔立柱4相连，并带动转塔立柱4转动，从而使托盘依次移动至取件位的转动部。

可选的，储存机构还包括底座2，底座2包括沿竖直方向设置的连接筒和位于连接筒下方呈长方体的箱体，转塔立柱4的下端与连接筒通过轴承20连接，转动部具体为转塔旋转伺服电机1，如图1所示，转塔旋转伺服电机1位于转塔立柱4的一侧，且与箱体相连。箱体的上端面设有沿厚度方向贯穿的过孔，转塔旋转伺服电机1的机轴穿过过孔伸入箱体中，箱体中还设有传动部，连接转塔旋转伺服电机1的机轴和转塔立柱4通过传动部相连。如图3所示，传动部为同步带21，机轴通过同步带21带动转塔立柱4转动。当然，传动部也可采用齿轮等机构，在此不做限定。

为方便转臂11拿取轮辋组件3，储存机构和/或转移机构中设有升降部。转盘6和/或转臂11在升降部的带动下沿竖直方向移动，从而使转臂11能够由下向上将轮辋组件3托起。

本实施例中，储存机构设有升降部，如图3所示，升降部包括丝杠17和转塔升降伺服电机5，转塔立柱4的外周设有与转盘6固定连接的支撑键18，转塔立柱4呈筒状，丝杠17设置于转塔立柱4的内部，转塔立柱4的内部还设有与丝杠17相配合的丝母19，转塔的侧壁设有沿厚度方向贯穿且沿轴向延伸的通孔，连接块位于通孔中，其两端分别与支撑键18和丝母19相连。转塔升降伺服电机5位于转塔立柱4的上端，其机轴与丝杠17相连并带动丝杠17转动，丝杠17转动过程中对丝母19施加轴向的作用力，进而带动转盘6沿竖直方向移动，最终使转臂11将托盘中的轮辋组件3托起。

本实施例中，储存机构包括转塔和升降部，转塔的外周设有放置轮辋组件3的托盘，转动部和升降部能够分别带动托盘转动和沿竖直方向移动。转移机构包括转臂11和驱动部，驱动部带动转臂11摆动。转移机构移动轮辋组件3时，转动部先将待取的轮辋组件3转动至取件位，升降部将转盘6升高至高于转臂11的位置处，驱动部转动转臂11，使其托手位于储存机构取件位的正下方，升降部将转盘6下落至低于转臂11的位置处，此时转臂11将托盘上的轮辋机构托起，驱动部再次转动转臂11，将轮辋组件3移动至主机的主轴15上。

可选的，换轮辋装置还包括控制机构，控制机构与转动部、驱动部以及升降部均相连，并控制三者自动完成换轮辋操作。控制装置可具体为单片机、PLC控制器等，其具体结构可参考现有技术。

另外，储存机构还可设置转塔定位机构7，转塔定位机构7用于限制转盘6转角、以便托盘与转臂11对正的转塔定位机构7。具体的，如图1所示，转塔定位机构7为位于连接筒上端的第一定位气缸，其活塞伸出可对转盘6上的连接臂进行限位，进而可将转盘6定位于取件位。

进一步的，驱动部为转臂伺服电机10，转移机构中转轴的两侧设有两个转臂定位机构16，如图2所示，转臂定位机构16为第二定位气缸，第二定位气缸的活塞伸出后可限制转臂11的位置。具体的，第二定位气缸为两个，其中一个能够将转臂11定位于转臂11的托盘位于主机的主轴15上的位置处，另一个能够将转臂11定位于转臂11的托盘位于储存机构的取件位的位置处。

此外，为了方便确定主机和储存机构位置，换轮辋装置中还包括两端分别与主机和储存机构相连的定位梁8。如图1所示，定位梁8两端分别与储存机构的底座2和主机架9的下部相连，定位梁8能够限制主机和储存机构间的角度和距离，保证转臂11摆动至极限位置时，其前端即可与主机的主轴15或储存机构的取件位对正。

本实施例中，储存机构和转移机构分别设置了转塔定位机构7和转盘6定位机构，二者能够降低对转臂11的控制要求，使换轮辋装置能够自动完成换轮辋操作，提高了设备的自动化程度。另外，换轮辋装置中还设置了定位梁8，主机和储存机构与定位梁8相连即可保证储存机构的取件位位于适当的位置，降低了装配难度。

在更换前，主机装有轮辋机构，本发明所提供的换轮辋装置可按照以下步骤动作，完成更换轮辋组件3的操作：

首先，上轮辋装置12下降到指定位置，将四个锁紧销轴插入下轮辋法兰盘宽口长槽孔内。上轮辋装置12的主轴15反转45度到上、下轮辋锁紧位。锁紧后，上轮辋装置12上升，将轮辋组件3升到零点，零点是指上轮辋装置12上升的最高点。随后，第二定位气缸缩回，转臂11旋转到主轴15位，然后第二定位气缸伸出对转臂11进行限位。随后上轮辋装置12下降到转臂11托手处，抓取装置13打开，将轮辋组件3放置在转臂11的托手上，上轮辋装置12上升到零点。

然后，第二定位气缸缩回，转臂11旋转至储存机构的取件位，第二定位气缸伸出对其进行定位。此时储存机构的一个空托盘正位于转臂11的托手下方，转盘6上升到指定位置，将转臂11上的轮辋组件3托起。

随后，第一定位气缸缩回，储存机构将指定的轮辋组件3旋转至取件位，第一定位气缸伸出对转盘6进行定位。然后，转盘6下降到指定高度，将制定的轮辋组件3放置在转臂11的托手上。

紧接着，第二定位气缸缩回，转臂11摆转至主机的主轴15上方，第二定位气缸伸出对转臂11进行限位。上轮辋装置12下降到指定高度，将轮辋组件3抓取后上升到零点。第二定位气缸缩回，转臂11旋转至储存机构的取件位，第二定位气缸伸出。

上轮辋装置12下降到主轴15高度位置，将下轮辋放在主轴15上，主轴15正转至与轮辋组件3对正的位置，并与轮辋组件3相连。上轮辋上升到零点位置。换轮辋动作结束。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的轮胎平衡试验机的换轮辋装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轮胎平衡试验机的换轮辋装置，其特征在于，包括安装轮辋组件(3)以进行测试的主机、位于所述主机一侧用以放置轮辋组件(3)的储存机构，所述主机和所述存储机构间设有用以将轮辋组件(3)从所述储存机构移动至所述主机上的转移机构。

2.根据权利要求1所述的换轮辋装置，其特征在于，所述转移机构包括转臂(11)和用以带动所述转臂(11)转动的驱动部，所述主机包括沿竖直方向设置的主机架(9)，所述转臂(11)枢装于所述主机架(9)朝向所述储存机构的一侧，所述驱动部与所述主机架(9)上用于安装所述转臂(11)的转轴相连、以带动所述转臂(11)在所述主机架(9)的主轴和所述储存机构的取件位间移动。

3.根据权利要求2所述的换轮辋装置，其特征在于，所述储存机构包括转塔立柱(4)和套设于所述转塔立柱(4)外周的转盘(6)，所述转盘(6)至少设有两根沿径向向外延伸的连接臂，每根所述连接臂的端部设有用以放置轮辋组件(3)的托盘，所述储存机构还包括与所述转塔立柱(4)相连、用于带动所述转塔立柱(4)转动、以使所述托盘依次移动至所述取件位的转动部。

4.根据权利要求3所述的换轮辋装置，其特征在于，所述储存机构还包括底座(2)，所述转塔立柱(4)的下端与所述底座(2)相连，所述转动部为转塔旋转伺服电机(1)，所述转塔旋转伺服电机(1)位于所述转塔立柱(4)的一侧，所述底座(2)中设有连接所述转塔旋转伺服电机(1)和所述转塔立柱(4)的传动部。

5.根据权利要求4所述的换轮辋装置，其特征在于，所述储存机构设有用以升降所述转盘(6)的升降部和/或所述转移机构设有用以升降所述转臂(11)的升降部、以使所述转移机构能够托起轮辋组件(3)。

6.根据权利要求5所述的换轮辋装置，其特征在于，所述储存机构设有所述升降部，所述升降部包括丝杠(17)和用以转动所述丝杠(17)的转塔升降伺服电机(5)，所述转塔立柱(4)的外周设有与所述转盘(6)相连的支撑键(18)，所述丝杠(17)设置于所述转塔立柱(4)内部，所述丝杠(17)与所述支撑键(18)通过丝母(19)相连。

7.根据权利要求6所述的换轮辋装置，其特征在于，所述转塔升降伺服电机(5)位于所述转塔立柱(4)的上端。

8.根据权利要求7所述的换轮辋装置，其特征在于，所述储存机构设有用于限制所述转盘(6)转角、以便所述托盘与所述转臂(11)对正的转塔定位机构(7)。

9.根据权利要求8所述的换轮辋装置，其特征在于，所述驱动部为转臂伺服电机(10)，所述转移机构设有两个转臂定位机构(16)，二者能够分别将所述转臂(11)定位于所述转臂(11)的前端位于所述主机的主轴上方和所述储存机构的取件位。

10.根据权利要求2至9任意一项所述的换轮辋装置，其特征在于，还包括两端分别与所述主机和所述储存机构相连的定位梁(8)，当所述定位梁(8)连接所述主机和所述储存机构，且所述转臂(11)摆动至极限位置时，所述转臂(11)的前端和所述主机的主轴或所述储存机构的取件位对正。