CN110239277A - 一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，包括液压缸，液压杆，蜗杆机构，立柱机构，伸缩臂机构和抓夹机构。蜗杆机构与立柱机构的相连，立柱机构的另一端与液压缸的一端相连，液压缸的另一端与液压杆相连，液压杆的另一端与伸缩臂机构的一端相连，伸缩臂机构的另一端与抓夹机构相连；立柱机构可在水平面内做圆周运动，伸缩臂机构可做径向运动，液压缸和液压杆的伸缩实现伸缩臂机构和抓夹机构整体的纵向运动，抓夹机构可实现抓夹动作。该发明不仅满足小型轮胎装配的技术要求，更适用于重型汽车轮胎的装配，且其结构简单、紧凑；可对不同尺寸的轮胎进行装配，柔性化程度较高；可实现工业自动化生产，提高轮胎的装配效率。
Description
技术领域
本发明属于机械自动化输送技术领域，具体涉及一种汽车轮胎装配系统。
背景技术
当前在小型汽车轮胎装配系统中运用广泛的串联机器人，其优点在于自动化程度高，运动灵活，但其结构复杂，累积误差较大、成本高，且由于其自身结构原因，使得它无法装配大质量、大尺寸的重型轮胎。因此，在重型轮胎装配中，常常利用人工与桁架进行轮胎的举升与搬运，在运动到车轴位置时再由人工进行轮胎的装配，这使得重型轮胎装配生产效率低，且容易发生生产安全事故。
发明内容
为了解决上述两种轮胎装配方式存在的问题，本发明提供一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，该系统结构简单，能同时满足小型和重型汽车轮胎装配的要求，操作灵活且易于实现自动化。
本发明的技术方案是：一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，包括液压缸，液压杆，蜗杆机构，立柱机构，伸缩臂机构和抓夹机构；所述蜗杆机构与所述立柱机构的一端相连，所述立柱机构的另一端与液压缸的一端相连，所述液压缸的另一端与液压杆相连，所述液压杆的另一端与所述伸缩臂机构的一端相连，所述伸缩臂机构的另一端与所述抓夹机构相连；所述立柱机构可在水平面内做圆周运动(对应柱坐标的极角θ)，所述伸缩臂机构可做径向运动(对应柱坐标的极径ρ)，所述液压缸和液压杆的伸缩实现伸缩臂机构和抓夹机构整体的纵向运动，所述抓夹机构可实现抓夹动作。
进一步地，所述立柱机构包括立柱、推力球轴承a、键、蜗轮、旋转轴套、立柱滚针、推力球轴承b、六角螺母；推力球轴承a由立柱定位，蜗轮由推力球轴承a定位，旋转轴套由蜗轮定位并通过键相连接，推力球轴承b由旋转轴套定位，立柱机构由两个六角螺母进行锁紧与防松，立柱与旋转轴套之间设有立柱滚针，所旋转轴套与液压缸底部的孔通过六角螺母联结。
进一步地，所述伸缩臂机构包括伸缩臂驱动电机、电机法兰、联轴器、滚珠丝杠、丝杠螺母、伸缩臂、伸缩臂滚针、横梁；伸缩臂驱动电机通过联轴器与滚珠丝杠相联结，丝杠螺母固接在伸缩臂上，伸缩臂驱动电机通过电机法兰固接在横梁上，伸缩臂上下两侧设置有伸缩臂滚针，液压杆与横梁联结。
进一步地，所述蜗杆机构包括蜗杆驱动电机、联轴器、毡封油圈、轴承透盖、圆锥滚子轴承、右油箱、蜗杆轴、左油箱、轴承闷盖、圆锥滚子轴承、弹簧挡环、弹簧、左油箱盖、蜗杆齿圈、右油箱盖；蜗杆驱动电机通过联轴器和蜗杆轴联结，蜗杆轴通过键和蜗杆齿圈连接，蜗杆齿圈通过轴肩进行定位，通过弹簧进行压紧，轴承闷盖和轴承透盖对蜗杆轴系进行定位和压紧，轴承闷盖和轴承透盖通过螺栓与左油箱和右油箱进行连接。
进一步地，所述抓夹机构包括抓夹法兰、卡爪驱动电机、卡爪、丝杠、推杆、螺杆套、抓夹铰点、卡爪支撑面；爪机法兰的一端与伸缩臂用螺栓进行连接，另一端与卡爪支撑面用螺栓进行连接，卡爪支撑面用螺栓与卡爪驱动电机进行连接，同时用螺栓将卡爪支撑面与抓夹铰点进行连接，卡爪用转动铰链与抓夹铰点进行连接，推杆的一端用转动铰链与卡爪进行连接，推杆的另一端用转动铰链与螺杆套进行连接，螺杆套与丝杠通过螺纹相配合，实现将旋转运动转换为直线运动。
本发明的有益效果：1、该重型轮胎装配系统的机械结构与传统的轮胎装配系统相比，不仅完全满足小型轮胎装配的技术要求，更适用于重型汽车轮胎的装配，且其结构也更加简单、紧凑，累积误差较小、自动化程度较高。2、可对不同尺寸的轮胎进行装配，柔性化程度较高。3、基于圆柱坐标的多自由度设计，使其可应对不同工位的轮胎，在配合传感器后可实现工业自动化生产，大大提高重型轮胎的装配效率，有利于该产品的开发、应用和推广。
附图说明
图1是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统整体结构示意图；
图2是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统蜗杆机构示意图；
图3是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统立柱机构示意图；
图4是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统伸缩臂机构示意图；
图5是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统抓夹机构示意图；
图6是基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统蜗轮蜗杆机构示意图；
图中，1-液压缸；2-液压杆；3-蜗杆机构；4-立柱机构；5-伸缩臂机构；6-抓夹机构；7-蜗杆驱动电机；8-联轴器；9-毡封油圈；10-轴承透盖；11-圆锥滚子轴承；12-右油箱；13-蜗杆轴；14-左油箱；15-轴承闷盖；16-圆锥滚子轴承；17-弹簧挡环；18-弹簧；19-左油箱盖；20-蜗杆齿圈；21-右油箱盖；22-立柱；23-推力球轴承a；24-键；25-蜗轮；26-旋转轴套；27-立柱滚针；28-推力球轴承b；29-六角螺母；30-伸缩臂驱动电机；31-电机法兰；32-联轴器；33-滚珠丝杠；34-丝杠螺母；35-伸缩臂；36-伸缩臂滚针；37-横梁；38-抓夹法兰；39-卡爪驱动电机；40-卡爪；41-丝杠；42-推杆；43-螺杆套；44-抓夹铰点；45-卡爪支撑面。
具体实施方式
下面结合附图1-6和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，包括液压缸1，液压杆2，蜗杆机构3，立柱机构4，伸缩臂机构5和抓夹机构6；蜗杆机构3与立柱机构4的一端相连，通过蜗杆机构3中的蜗杆齿圈20与立柱机构4中的蜗轮25相配合，立柱机构4的另一端与液压缸1的一端相连，所述液压缸1的另一端与液压杆2相连，所述液压杆2的另一端与所述伸缩臂机构5的一端相连，所述伸缩臂机构5的另一端与所述抓夹机构6相连；所述立柱机构4可在水平面内做圆周运动(对应柱坐标的极角θ)，所述伸缩臂机构5可做径向运动(对应柱坐标的极径ρ)，所述液压缸1和液压杆2的伸缩实现伸缩臂机构5和抓夹机构6整体的纵向运动，所述抓夹机构6可实现抓夹动作。
立柱机构6包括立柱22、推力球轴承a23、键24、蜗轮25、旋转轴套26、立柱滚针27、推力球轴承b28、六角螺母29，推力球轴承a23由立柱22定位，蜗轮25由推力球轴承a23定位，旋转轴套26由蜗轮25定位并通过键24相连接，推力球轴承b28由旋转轴套26定位，立柱机构6由两个所述六角螺母29进行锁紧与防松，立柱22与旋转轴套26之间设有立柱滚针27，旋转轴套26与液压缸1底部的孔通过六角螺母29联结。
伸缩臂机构5包括伸缩臂驱动电机30、电机法兰31、联轴器32、滚珠丝杠33、丝杠螺母34、伸缩臂34、伸缩臂滚针36、横梁37；伸缩臂驱动电机30通过联轴器32与滚珠丝杠33相联结，丝杠螺母34固接在伸缩臂35上，伸缩臂驱动电机30通过电机法兰31固接在横梁37上，伸缩臂35上下两侧设置有伸缩臂滚针36，液压杆2与横梁37联结。
蜗杆机构3包括蜗杆驱动电机7、联轴器8、毡封油圈9、轴承透10盖、圆锥滚子轴承11、右油箱12、蜗杆轴13、左油箱14、轴承闷盖15、圆锥滚子轴承16、弹簧挡环17、弹簧18、左油箱盖19、蜗杆齿圈20、右油箱盖21；蜗杆驱动电机7通过联轴器8和蜗杆轴13联结，蜗杆轴13通过键24和蜗杆齿圈20连接，蜗杆齿圈20通过轴肩进行定位，通过弹簧进行压紧，轴承闷盖15和轴承透盖10对蜗杆轴13系进行定位和压紧，轴承闷盖15和轴承透盖10通过螺栓与左油箱14和右油箱12进行连接。
抓夹机构6包括抓夹法兰38、卡爪驱动电机39、卡爪40、丝杠41、推杆42、螺杆套43、抓夹铰点44、卡爪支撑面45；爪机法兰38的一端与伸缩臂35用螺栓进行连接，另一端与卡爪支撑面45用螺栓进行连接，卡爪支撑面45用螺栓与卡爪驱动电机39进行连接，同时用螺栓将卡爪支撑面45与抓夹铰点44进行连接，卡爪40用转动铰链与抓夹铰点44进行连接，推杆42的一端用转动铰链与卡爪40进行连接，推杆42的另一端用转动铰链与螺杆套43进行连接，螺杆套43与丝杠41通过螺纹相配合，实现将旋转运动转换为直线运动。
转动蜗杆驱动电机7，由蜗杆机构3传递给蜗轮25的动力，通过键24传递给旋转轴套26，使其在水平面内做圆周运动(对应柱坐标的极角θ)；
利用横梁37上的伸缩臂驱动电机30通过驱动滚珠丝杠33使固结在丝杠螺母34上的伸缩臂35做径向运动(对应柱坐标的极径ρ)，以上两种运动构成了平面圆柱坐标系运动。
通过向液压缸1进行放油和注油，使液压杆2进行收缩和伸长的动作，实现伸缩臂机构5和抓夹机构6整体的纵向运动(对应柱坐标Z轴)，通过以上这三个运动能使抓夹机构到达空间中的任意位置。
通过转动丝杠41使得螺杆套43进行直线运动，通过推杆42使卡爪40进行收缩与张开的动作，实现轮胎的抓夹动作。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，其特征在于，包括液压缸，液压杆，蜗杆机构，立柱机构，伸缩臂机构和抓夹机构；所述蜗杆机构与所述立柱机构的一端相连，所述立柱机构的另一端与液压缸的一端相连，所述液压缸的另一端与液压杆相连，所述液压杆的另一端与所述伸缩臂机构的一端相连，所述伸缩臂机构的另一端与所述抓夹机构相连；所述立柱机构可在水平面内做圆周运动，所述伸缩臂机构可做径向运动，所述液压缸和液压杆的伸缩实现伸缩臂机构和抓夹机构整体的纵向运动，所述抓夹机构可实现抓夹动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，其特征在于，立柱机构包括立柱、推力球轴承a、键、蜗轮、旋转轴套、立柱滚针、推力球轴承b、六角螺母；所述推力球轴承a由所述立柱定位，所述蜗轮由所述推力球轴承a定位，所述旋转轴套由所述蜗轮定位并通过所述键相连接，所述推力球轴承b由旋转轴套定位，所述立柱机构由两个所述六角螺母进行锁紧与防松，所述立柱与所述旋转轴套之间设有所述立柱滚针，所述旋转轴套与所述液压缸底部的孔通过所述六角螺母联结。
3.根据权利要求1所述的一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，其特征在于，所述伸缩臂机构包括伸缩臂驱动电机、电机法兰、联轴器、滚珠丝杠、丝杠螺母、伸缩臂、伸缩臂滚针、横梁；所述伸缩臂驱动电机通过所述联轴器与所述滚珠丝杠相联结，所述丝杠螺母固接在所述伸缩臂上，所述伸缩臂驱动电机通过所述电机法兰固接在所述横梁上，所述伸缩臂上下两侧设置有所述伸缩臂滚针，所述液压杆与所述横梁联结。
4.根据权利要求2所述的一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，其特征在于，所述蜗杆机构包括蜗杆驱动电机、联轴器、毡封油圈、轴承透盖、圆锥滚子轴承、右油箱、蜗杆轴、左油箱、轴承闷盖、圆锥滚子轴承、弹簧挡环、弹簧、左油箱盖、蜗杆齿圈、右油箱盖；所述蜗杆驱动电机通过所述联轴器和所述蜗杆轴联结，所述蜗杆轴通过所述键和所述蜗杆齿圈连接，所述蜗杆齿圈通过轴肩进行定位，通过所述弹簧进行压紧，所述轴承闷盖和所述轴承透盖对蜗杆轴系进行定位和压紧，所述轴承闷盖和所述轴承透盖通过螺栓与所述左油箱和右油箱进行连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于圆柱坐标系的重型轮胎装配系统，其特征在于，所述抓夹机构包括抓夹法兰、卡爪驱动电机、卡爪、丝杠、推杆、螺杆套、抓夹铰点、卡爪支撑面；所述爪机法兰的一端与所述伸缩臂用螺栓进行连接，另一端与所述卡爪支撑面用螺栓进行连接，所述卡爪支撑面用螺栓与所述卡爪驱动电机进行连接，同时用螺栓将所述卡爪支撑面与所述抓夹铰点进行连接，所述卡爪用转动铰链与所述抓夹铰点进行连接，所述推杆的一端用转动铰链与所述卡爪进行连接，所述推杆的另一端用转动铰链与所述螺杆套进行连接，所述螺杆套与所述丝杠通过螺纹相配合，实现将旋转运动转换为直线运动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20221104 |