CN111168879A - 废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构。其特征是：固定废旧载重轮胎外胎胎圈任意一点让其自然下垂，其重力线与直径线是重合的，利用这一原理，我们很容易找到测量胎圈直径的两个传感器定位点。轮胎处于自由悬挂状态时，其重力线与直径线是重合的，安装在卡爪上的胎圈直径测试装置开始工作，驱动伸缩液压缸驱动测试臂到达测量胎圈直径的定位点，微波测试仪照射位移测试定位装置获取胎圈直径数据，从而判定轮胎规格。

Description

废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构。

背景技术

废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，现有处理方式包括制备胶粉、再生胶、燃料油等,这些处理方式都需要分解破碎废旧轮胎。现有废旧轮胎主要有轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎和自行车胎等，其中载重轮胎数量占比较大，其外胎结构较为复杂而不易分解破碎。中国发明专利（专利申请号为201810181223.0，专利名称为一种废旧轮胎自动化切块生产线）公开了一种废旧轮胎自动化切块生产线，其特征在于：所述废旧轮胎自动化切块生产线包括轮胎供料装置、轮胎自动化平切装置、轮胎自动化翻转装置、轮胎切条机、轮胎切块机、口圈输送带、胶块输送带和口圈框；轮胎供料装置包括供料机架、导轨、电机、主动轮、第一从动轮、第二从动轮、和第一限位板、滑道、侧挡板和推进装置，导轨设置在供料机架的底部，废旧轮胎置于导轨上，两个滑道设置在供料机架的顶部，电机、主动轮、第一从动轮和第二从动轮安装在供料机架上，主动轮、第一从动轮和第二从动轮通过链条连接，电机的输出轴与主动轮的中心轴连接，第一限位板的两端分别通过滑座设置在对应的滑道上，且第一限位板的一端向外延伸并与链条连接，第一限位板与位于供料机架后方的废旧轮胎相抵，供料机架前方的出口处设置有推进装置，推进装置的推板与废旧轮胎相抵。侧挡板均匀设置在供料机架两侧，废旧轮胎位于两个滑道之间；轮胎自动化平切装置包括平切机架、推送小车、平切第一油缸、旋转连杆、旋转臂、平切第二油缸、X型提升架、齿条电机、定刀装置、平切第三油缸、动刀装置和齿条，推送小车设置在平切机架的输送架外侧的滑道后端，推送小车可沿平切机架的输送架前后移动进行推送，平切第一油缸的缸体铰接于平切机架后侧下部的横档上，平切第一油缸的活塞部与旋转连杆的一端铰接，旋转连杆的中部与平切机架后侧下部的竖档铰接，旋转连杆的另一端与旋转臂的一端固定连接，平切第二油缸的缸体固定连接在平切机架后侧下部的横档上，平切第二油缸的活塞部与X型提升架的一端铰接，齿条电机设置在平切机架中心的竖架上，齿条与齿条电机配合，定刀装置设置在齿条的下端，当齿条电机启动，齿条向下移动到平切位置时，定刀装置位于废旧轮胎胎内中心，平切第三油缸的缸体与平切机架前侧的竖架铰接，平切第三油缸的活塞部与动刀装置的中部铰接，动刀装置的一端与平切机架铰接，动刀装置的另一端设置有切刀，平切第三油缸顶出，动刀装置的切刀移动到平切位置时，切刀对应废旧轮胎的胎底外侧；轮胎自动化平切装置还包括弧形导轨，弧形导轨设置在平切机架的后端。轮胎自动化翻转装置包括立架、口圈定位张紧装置、第一翻转架、第一连杆、第一油缸、固定架、第二连杆、第二油缸和第二翻转架，第一翻转架和第二翻转架置于立架顶部，固定架固定连接在立架上，第一连杆呈倒L形，第一连杆的一端与第一翻转架的右端固定连接，第一连杆的折弯处与固定架的左端铰接，第一连杆的另一端与第一油缸的活塞部连接，第一油缸的缸体设置在立架上，第二连杆的左端与固定架的右端铰接，第二连杆的右端与第二翻转架的左端固定连接，第二油缸的缸体铰接与立架上，第二油缸的活塞部与第二翻转架的左部连接。口圈定位张紧装置包括爪臂、安装座、第三连杆、滑动轴、腔体、第二限位板、配合块和第三油缸，配合块位于腔体内，第一翻转架中心设置有与腔体固定的固定座，第三连杆有四个，四个第三连杆的一端分别铰接于安装座的四周，四个第三连杆的另一端与分别与各自对应的爪臂的中部铰接，滑动轴的下端向下穿过安装座伸入腔体内，滑动轴的下端与配合块连接，第三油缸的缸体通过安装板固定在腔体的下端，第三油缸的活塞部与配合块的下端对应，滑动轴的顶部设置有第二限位板，四个爪臂的下端分别与配合块的四周铰接，在配合块、爪臂和滑动轴的自重下，滑动轴沿着腔体的竖直方向向下移动。口圈定位张紧装置的爪臂的初始位置位于平切后的废旧轮胎的中心下方，爪臂的顶部伸出腔体。中国发明专利（专利申请号为201810181223.0，专利名称为一种轮胎分拣装置）公开了一种轮胎分拣装置，其特征是：包括输送装置、光栅尺、PLC控制器、调节开关装置、导向槽和回收轨道，输送装置的一端设置有导向槽，光栅尺设置在输送装置一端，导向槽上平行设置有两个调节开关装置，调节开关装置包括电机和导向臂，电机固定设置在导向槽上，导向臂的一端连接在电机转动轴上，PLC控制器分别与光栅尺、调节开关装置连接，导向槽的两端分别设置有回收轨道。

现有技术一废旧轮胎自动化切块生产线的供料装置是利用叉车将一组废旧轮胎置于导轨上，换言之就是人工分拣各类轮胎后用叉车供料，对于杂乱堆放轮胎堆场需要较多人员配合分拣后搬运至叉车上，劳动强度较大、生产效率较低，如果能够设计自动抓提将大大降低操作工人的劳动强度和提高生产效率。现有技术二采用光栅尺测定轮胎厚度来分拣轮胎，光栅标尺和读数传感器应是分别安装，光栅标尺一般为固定安装，读数传感器随活动件安装，轮胎随输送线移动，读数传感器一则无法定位安装在移动的轮胎上，再则为每一件轮胎配套成本较高；再者这种适合于新轮胎的分拣方法对废旧轮胎并不适用，原因是废旧轮胎由于爆胎、磨损等原因其外形尺寸发生较大的变化，采用上述方法必然造成测量结果较大的偏差，以此为分拣的依据并不准确。另外也没有公开如何抓提废旧轮胎的技术细节。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构，其特征是：包括悬轨提放机、抓提输送滑轨。

所述悬轨提放机包括环形悬轨、自行走小车、卡爪总成、胎圈直径测试装置，自行走小车悬挂着卡爪总成，沿环形悬轨运转周而复始实现对废旧载重轮胎外胎抓提和分拣，所述卡爪总成包括操纵臂、卡爪、对中锥套，抓提时对中锥套楔入限位滑轨完成定位，在操纵臂的控制下，一对卡爪闭合伸入胎圈之内，所述胎圈直径测试装置包括测试臂、微波测试仪、位移测试定位装置、驱动伸缩液压缸，轮胎处于自由悬挂状态时，其重力线与直径线是重合的，安装在卡爪上的胎圈直径测试装置开始工作，驱动伸缩液压缸驱动测试臂到达测量胎圈直径的定位点，微波测试仪照射位移测试定位装置获取胎圈直径数据，从而判定轮胎规格。

所述抓提输送滑轨包括限位滑轨、机械手、栏杖、皮带输送机，废旧轮胎经预整理后进入皮带输送机时为直立状态，通过机械手根据废旧轮胎的高度调整上下限位滑轨与栏杖的间距、根据废旧轮胎的宽度调整两侧限位滑轨与栏杖的间距，从而形成由一对限位滑轨和一对栏杖组成的滑道，由于废旧轮胎依靠皮带输送机提供的静摩擦力推动前进和自身破损的缘故，为防止废旧轮胎输送受阻，下方两侧用以限位的栏杖设计为圆柱形减少摩擦面积，上方两侧的限位滑轨可由机械手操纵实现与废旧轮胎浮动接触状态，所述机械手包括一对倾角连杆组件和气动连杆组件，通过倾角连杆组件与气动连杆组件的配合实现下方两侧的栏杖限位、上方两侧的限位滑轨浮动接触废旧轮胎的目的，任意一侧的栏杖和限位滑轨相对于垂直平面允许有最大为2°的倾角，即超出后任意一侧的倾角连杆组件和气动连杆组件对另一侧进行补偿，设计栏杖与限位滑轨两者平行且保持一定间距目的是方便卡爪闭合伸入胎圈之内抓提。

发明人发现，载重轮胎由外胎、内胎和垫带构成。外胎由胎体、胎面和胎圈三个主要部分组成，胎体由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，帘布通常用高强钢丝、合成纤维挂胶制作；胎面与地面接触，常用耐热、耐剪切的胶料制作；胎圈的用途是使轮胎紧密的固定在轮辋上，胎圈主要由钢丝圈、三角填充胶、钢丝圈包布组成。废旧载重轮胎外胎的胎面通常接近磨损完毕，只余胎体和胎圈部分，胎体部分往往因为磨损、爆胎等原因产生不同程度变形及破坏，但是胎圈不会变形并保持完整，原因就是由高强钢丝和填充胶构成的钢丝圈能够承受外胎和轮辋的各种相互作用力，由于胎圈没有变形及破坏，可以通过测量胎圈的直径分拣整理出不同规格的轮胎外胎。

发明人发现，废旧载重轮胎外胎回收一般由维修点在更换外胎时将各种规格废旧载重轮胎外胎堆积，然后收集各堆场的废旧载重轮胎外胎用自卸车送到破碎加工点。要实现高效破碎，首先需要对各种规格的废旧载重轮胎外胎进行预整理，即将自卸车卸下、杂乱堆叠的废旧载重轮胎外胎整理成同一规格、方便测量胎圈直径的工件。

发明人发现，由于废旧载重轮胎外胎的胎圈不会变形并保持完整，可通过测量其直径的数据分拣各种规格的轮胎，现有光波、声波、电磁波测距仪供选择，影响胎圈直径测量准确度的关键因素是传感器的定位，也就是说不容易在胎圈上找到测量直径的两个定位点。如果固定废旧载重轮胎外胎胎圈任意一点让其自然下垂，其重力线与直径线是重合的，利用这一原理，我们很容易找到测量胎圈直径的两个传感器定位点，即废旧轮胎处于悬挂时，测试臂从固定胎圈悬挂点出发沿重力垂直线方向向下寻找，受胎圈下沿阻拦获得的定位点与悬挂点的间距就是胎圈直径。

发明人发现，基于上述测量原理，可设计抓提输送滑轨、悬轨提放机、辊道分拣滑架来解决问题，抓提时由抓提输送滑轨保证废旧轮胎的直立工作状态，抓提输送滑轨包括限位滑轨、机械手、栏杖、皮带输送机，废旧轮胎经预整理后进入皮带输送机时为直立状态，通过机械手根据废旧轮胎的高度调整上下限位滑轨与栏杖的间距、根据废旧轮胎的宽度调整两侧限位滑轨与栏杖的间距，从而形成由一对限位滑轨和一对栏杖组成的滑道，由于废旧轮胎依靠皮带输送机提供的静摩擦力推动前进和自身破损的缘故，为防止废旧轮胎输送受阻，保证直立状态输送的扶栏采用简支结构，即一端固定铰支座，另一端活动铰支座，具体的做法就是下方两侧用以限位的栏杖设计为圆柱形减少摩擦面积，上方两侧的限位滑轨可由机械手操纵实现与废旧轮胎浮动接触状态。设计机械手的目的是解决废旧轮胎直立时倾倒的问题，因此设计一对倾角连杆组件和气动连杆组件，通过倾角连杆组件与气动连杆组件的配合实现下方两侧的栏杖限位、上方两侧的限位滑轨浮动接触废旧轮胎的目的，任意一侧的栏杖和限位滑轨相对于垂直平面允许有最大为2°的倾角，即超出后任意一侧的倾角连杆组件和气动连杆组件对另一侧进行补偿。设计栏杖与限位滑轨两者平行且保持一定间距目的是方便卡爪闭合伸入胎圈之内抓提；悬轨提放机包括环形悬轨、自行走小车、卡爪总成、胎圈直径测试装置，环形悬轨的直段与抓提输送滑轨、辊道分拣滑架平行，自行走小车悬挂着卡爪总成，沿环形悬轨运转周而复始实现对废旧载重轮胎外胎抓提和分拣，抓提时对中锥套楔入限位滑轨完成定位，在操纵臂的控制下，一对卡爪闭合伸入胎圈之内，自行走小车通过卡爪总成拖动轮胎沿限位滑轨移动，直到脱离限位滑轨进入环形悬轨的弯段，轮胎处于自由悬挂状态，其重力线与直径线是重合的，安装在卡爪上的胎圈直径测试装置开始工作，驱动伸缩液压缸驱动测试臂到达测量胎圈直径的定位点，微波测试仪照射位移测试定位装置获取胎圈直径数据，从而判定轮胎规格，在自行走小车的帮助下送入辊道分拣滑架分拣；分拣时对中锥套由接引轨导入完成定位准确移动到辊道分拣滑架上方，在操纵臂的控制下，卡爪张开废旧轮胎落入旋转辊道，废旧轮胎在活页的帮助下保持直立状态，步进电机驱动齿轮组，旋转辊道在平面轴承的帮助下旋转一定角度对准归集相应规格废旧轮胎的归集道轨台车，旋转辊道继续工作将废旧轮胎送入道轨台车上的托辊组，对辊棘轮驱动夹杆合拢装夹废旧轮胎保持直立状态，道轨台车沿道轨平直往复移动将废旧轮胎送入指定工位。

相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，废旧载重轮胎外胎回收一般由维修点在更换外胎时将各种规格废旧载重轮胎外胎堆积，然后收集各堆场的废旧载重轮胎外胎用自卸车送到破碎加工点，实现自动将自卸车卸下、杂乱堆叠的废旧载重轮胎外胎整理成同一规格、方便测量胎圈直径的工件，大大降低了操作工人的劳动强度，实现自动化生产；第二，废旧载重轮胎外胎加工车间一般都存在粉尘污染，是职业病危害主要因素，废旧载重轮胎外胎的自动化整理避免了人工操作，保护操作工人的身体健康。

附图说明

图1为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的主视结构示意图。

图2为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的A-A剖面布置结构示意图。

图3为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的B-B剖面布置结构示意图。

图4为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的C局部放大结构示意图。

图5为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的D局部放大结构示意图。

图6为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的E局部放大结构示意图。

图7为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构的F局部放大结构示意图。

Ⅰ－悬轨提放机 Ⅱ－抓提输送滑轨

1－环形悬轨 2－自行走小车 3－卡爪总成 4－胎圈直径测试装置 5－操纵臂 6－卡爪 7－对中锥套 8－测试臂 9－微波测试仪

10－位移测试定位装置 11－驱动伸缩液压缸 12－限位滑轨

13－机械手 14－栏杖 15－皮带输送机 16－气动连杆组件

17－倾角连杆组件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构，其特征是：包括悬轨提放机Ⅰ、抓提输送滑轨Ⅱ。

所述悬轨提放机Ⅰ包括环形悬轨1、自行走小车2、卡爪总成3、胎圈直径测试装置4，自行走小车2悬挂着卡爪总成3，沿环形悬轨1运转周而复始实现对废旧载重轮胎外胎抓提和分拣，所述卡爪总成3包括操纵臂5、卡爪6、对中锥套7，抓提时对中锥套7楔入限位滑轨12完成定位，在操纵臂5的控制下，一对卡爪6闭合伸入胎圈之内，所述胎圈直径测试装置4包括测试臂8、微波测试仪9、位移测试定位装置10、驱动伸缩液压缸11，轮胎处于自由悬挂状态时，其重力线与直径线是重合的，安装在卡爪6上的胎圈直径测试装置4开始工作，驱动伸缩液压缸11驱动测试臂8到达测量胎圈直径的定位点，微波测试仪9照射位移测试定位装置10获取胎圈直径数据，从而判定轮胎规格。

所述抓提输送滑轨Ⅱ包括限位滑轨12、机械手13、栏杖14、皮带输送机15，废旧轮胎经预整理后进入皮带输送机15时为直立状态，通过机械手13根据废旧轮胎的高度调整上下限位滑轨12与栏杖14的间距、根据废旧轮胎的宽度调整两侧限位滑轨12与栏杖14的间距，从而形成由一对限位滑轨12和一对栏杖14组成的滑道，由于废旧轮胎依靠皮带输送机15提供的静摩擦力推动前进和自身破损的缘故，为防止废旧轮胎输送受阻，下方两侧用以限位的栏杖14设计为圆柱形减少摩擦面积，上方两侧的限位滑轨12可由机械手13操纵实现与废旧轮胎浮动接触状态，所述机械手13包括一对倾角连杆组件17和气动连杆组件16，通过倾角连杆组件17与气动连杆组件16的配合实现下方两侧的栏杖14限位、上方两侧的限位滑轨12浮动接触废旧轮胎的目的，任意一侧的栏杖14和限位滑轨12相对于垂直平面允许有最大为2°的倾角，即超出后任意一侧的倾角连杆组件17和气动连杆组件16对另一侧进行补偿，设计栏杖14与限位滑轨12两者平行且保持一定间距目的是方便卡爪6闭合伸入胎圈之内抓提。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (3)

1.废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构，其特征是：包括悬轨提放机、抓提输送滑轨；所述悬轨提放机包括环形悬轨、自行走小车、卡爪总成、胎圈直径测试装置，自行走小车悬挂着卡爪总成，沿环形悬轨运转周而复始实现对废旧载重轮胎外胎抓提和分拣，所述卡爪总成包括操纵臂、卡爪、对中锥套，抓提时对中锥套楔入限位滑轨完成定位，在操纵臂的控制下，一对卡爪闭合伸入胎圈之内，所述胎圈直径测试装置包括测试臂、微波测试仪、位移测试定位装置、驱动伸缩液压缸，轮胎处于自由悬挂状态时，其重力线与直径线是重合的，安装在卡爪上的胎圈直径测试装置开始工作，驱动伸缩液压缸驱动测试臂到达测量胎圈直径的定位点，微波测试仪照射位移测试定位装置获取胎圈直径数据，从而判定轮胎规格；抓提输送滑轨包括限位滑轨、机械手、栏杖、皮带输送机，废旧轮胎经预整理后进入皮带输送机时为直立状态，通过机械手根据废旧轮胎的高度调整上下限位滑轨与栏杖的间距、根据废旧轮胎的宽度调整两侧限位滑轨与栏杖的间距，从而形成由一对限位滑轨和一对栏杖组成的滑道。

2.根据权利要求1所述的废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构，其特征是：由于废旧轮胎依靠皮带输送机提供的静摩擦力推动前进和自身破损的缘故，为防止废旧轮胎输送受阻，下方两侧用以限位的栏杖设计为圆柱形减少摩擦面积，上方两侧的限位滑轨可由机械手操纵实现与废旧轮胎浮动接触状态，设计栏杖与限位滑轨两者平行且保持一定间距目的是方便卡爪闭合伸入胎圈之内抓提。

3.根据权利要求1所述的废旧载重轮胎外胎破碎机器人抓提机构，其特征是：所述机械手包括一对倾角连杆组件和气动连杆组件，通过倾角连杆组件与气动连杆组件的配合实现下方两侧的栏杖限位、上方两侧的限位滑轨浮动接触废旧轮胎的目的，任意一侧的栏杖和限位滑轨相对于垂直平面允许有最大为2°的倾角，即超出后任意一侧的倾角连杆组件和气动连杆组件对另一侧进行补偿。

Images