CN112985883A - 用于轮胎多部位分离取样的取样机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于轮胎多部位分离取样的取样机，包括：配电箱；工作台；样品放置台；X轴调节手轮，用于在X轴方向调节样品放置台；Y轴调节手轮，用于在Y轴方向调节样品放置台；定位调节装置，滑动安装在样品放置台的侧面，用于对待取样轮胎组件进行固定；切割装置，设置在样品放置台的上方，用于对待取样轮胎组件进行切割取样；Z轴调节手轮，与切割装置连接，用于在Z轴方向调节切割装置的高度；其中，X、Y、Z轴方向为自然坐标系中的方向，X轴调节手轮、Y轴调节手轮和Z轴调节手轮的调节刻度精确到0.01mm。

Description

用于轮胎多部位分离取样的取样机

技术领域

本申请涉及轮胎检测技术领域，具体而言，涉及一种用于轮胎多部位分离取样的取样机。

背景技术

欧洲轮胎及橡胶制造商协会(ETRMA)连续两次在欧盟市场对轮胎进行大规模的抽查。针对45个品牌110条轮胎，共进行184项测试，其中12条轮胎的21个部位的多环芳烃被检查出超标，不合格率为10.9％。所有不合格轮胎均产自中国。为了满足国际标准ISO 21461的检测要求，需要对轮胎的各层结构各个部位按照标准要求的大小及厚度进行切割取样后检测。目前通用的做法是人工取样。人工取样效率很低，由于轮胎是一个硫化弹性体，导致取样难度较大，易发工伤事故，而且对取样精度不好把握，无法有效地针对沟壑不平的轮胎不同的结构部分按标准要求取样。

针对现有技术中对待检测轮胎进行人工取样时，容易割伤取样人且效率低、精度不足的问题，尚未有合理的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于轮胎多部位分离取样的取样机，以至少解决相关技术中存在的对待检测轮胎进行人工取样时，容易割伤取样人且效率低、精度不足的问题。

根据本申请的一个实施例，提供了一种用于轮胎多部位分离取样的取样机，包括：配电箱，用于为所述取样机提供工作电流；工作台，所述工作台设置在所述配电箱上方；样品放置台，所述样品放置台设置在所述工作台上方，用于放置待取样轮胎组件，所述待取样轮胎组件为沿轮胎径向切割的宽度为小于12cm轮胎部件；X轴调节手轮，安装在所述工作台上，用于在X轴方向调节所述样品放置台；Y轴调节手轮，安装在所述工作台上，用于在Y轴方向调节所述样品放置台；定位调节装置，滑动安装在所述样品放置台的侧面，用于对所述待取样轮胎组件进行固定；切割装置，设置在所述样品放置台的上方，用于对所述待取样轮胎组件进行切割取样；Z轴调节手轮，与所述切割装置连接，用于在Z轴方向调节所述切割装置的高度；其中，所述X、Y、Z轴方向为自然坐标系中的方向，所述X轴调节手轮、Y轴调节手轮和Z轴调节手轮的调节刻度精确到0.01mm。

可选地，所述切割装置包括：切割刀头，包括至少两个沿圆周方向设置的刀头，所述刀头的方向一致且任意相邻两个刀头之间的夹角相等；调频电机，连接所述切割刀头和所述配电箱，所述调频电机调节所述切割刀头的转速。

可选地，所述切割刀头包括两个沿圆周方向设置的刀头，分别为第一刀头和第二刀头，所述第一刀头和所述第二刀头之间的夹角为180°，所述第一刀头包括第一切割面和第二切割面，所述第一切割面和所述第二切割面之间的夹角为30°～60°，所述第二刀头包括第三切割面和第四切割面，所述第三切割面和所述第四切割面之间的夹角为30°～60°。

可选地，所述定位调节装置包括：定位压块，所述定位压块用于将所述待取样轮胎组件固定在所述样品放置台上，所述待取样轮胎组件被固定时位于定位压块和所述样品放置台之间；定位调节螺栓，用于在Z轴方向调节所述定位压块与所述样品放置台之间的距离；定位连杆，连接所述定位压块和定位手柄；所述定位手柄，用于将所述定位连杆进行锁紧或打开。

可选地，所述取样机还包括：第一滑道，所述第一滑道在所述样品放置台的侧面沿X轴方向设置；所述定位调节装置沿所述第一滑道滑动。

可选地，所述取样机还包括：第二滑道，所述第二滑道设置在所述工作台上方，以及所述第一滑道的下方；安全定位块，固定在所述工作台上，并通过卡槽与所述第二滑道滑动相接；第一限位块和第二限位块，分别设置在所述安全定位块的两侧，并固定在第二滑道上，其中，第一限位块和第二限位块在第二滑道上的固定位置可调整；当转动所述X轴调节手轮时，所述样品放置台在X轴方向移动，所述第一限位块和所述第二限位块随着所述第二滑道在X轴方向移动，所述安全定位块随所述工作台固定不动，当所述第一限位块或所述第二限位块触碰到所述安全定位块时，停止移动。

可选地，所述定位调节装置包括第一定位调节装置和第二定位调节装置；所述切割装置位于所述第一定位调节装置和所述第二定位调节装置之间；当转动所述X轴调节手轮时，所述第一限位块在X轴方向与所述安全定位块的距离小于所述第一定位调节装置在X轴方向与所述切割装置之间的距离，所述第二限位块在X轴方向与所述安全定位块的距离小于所述第二定位调节装置在X轴方向与所述切割装置之间的距离。

可选地，所述取样机还包括：挡板，设置在所述样品放置台的第一侧面；接料盒，设置在所述样品放置台的第二侧面；防护罩，设置在所述样品放置台的上方，所述防护罩可以沿销轴转动。

可选地，所述取样机还包括：照明装置，安装在所述工作台上，并连接所述配电箱。

通过本申请实施例，通过用于轮胎多部位分离取样的取样机，替代人工切割轮胎取样，而且通过设置X轴调节手轮、Y轴调节手轮和Z轴调节手轮，可以在自然三维坐标系的三个方向上分别调节样品放置台和切割装置的坐标位置，且调节精度小于0.01mm，并通过定位调节装置将待取样轮胎组件固定在样品放置台上，可以满足轮胎不同部位不同材质的取样精度要求，有效提高轮胎切割取样的精度，并且大大提高了轮胎的取样效率，避免了待检测轮胎进行人工取样时，容易割伤取样人且效率低、精度不足的问题，提高了操作安全系数，而且本申请实施例提供的取样机，结构简单，降低了制造成本，并且方便维护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例的一种用于轮胎多部位分离取样的取样机结构示意图；

图2是图1中切割刀头的放大示意图。

附图标记说明

1，配电箱；2，工作台；3，样品放置台；4，X轴调节手轮；5，Y轴调节手轮；6，定位调节装置；61，第一定位调节装置；611，定位压块；612，定位调节螺栓；613，定位连杆；614，定位手柄；62，第二定位调节装置；7，切割装置；71，切割刀头；711，第一刀头，7111，第一切割面；7112，第二切割面；712，第二刀头；7121，第三切割面；7122，第四切割面；72，调频电机；8，Z轴调节手轮；9，第一滑道；10，第二滑道；11，安全定位块；12，第一限位块；13，第二限位块；14，挡板；15，接料盒；16，防护罩；17，照明装置；18，待取样轮胎组件；19，滑道端部塞铁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1

本申请实施例提供了一种用于轮胎多部位分离取样的取样机，图1是本申请实施例的一种用于轮胎多部位分离取样的取样机结构示意图，如图1所示，该取样机包括：配电箱1，用于为取样机提供工作电流；工作台2，工作台2设置在配电箱1上方；样品放置台3，样品放置台3设置在工作台2上方，用于放置待取样轮胎组件18，待取样轮胎组件18为沿轮胎径向切割的宽度为小于12cm轮胎部件；X轴调节手轮4，设置在工作台2和样品放置台3之间，用于在X轴方向调节样品放置台3；Y轴调节手轮5，设置在工作台2和样品放置台3之间，用于在Y轴方向调节样品放置台3；定位调节装置6，滑动安装在样品放置台3的侧面，用于对待取样轮胎组件18进行固定；切割装置7，设置在样品放置台3的上方，用于对待取样轮胎组件18进行切割取样；Z轴调节手轮8，与切割装置7连接，用于在Z轴方向调节切割装置7与样品放置台3的距离；其中，X、Y、Z轴方向为自然坐标系中的方向，X轴调节手轮4、Y轴调节手轮5和Z轴调节手轮8的调节刻度精确到0.01mm。

需要说明的是，待取样轮胎组件18为沿轮胎径向切割的宽度为小于12cm轮胎部件，沿径向切割可以保证轮胎的不同材质的各个部位都能被选到。

X轴调节手轮4连接第一丝杆和第一滚轮，第一丝杆和第一滚轮设置在工作台2内部，且位于样品放置台3的下方，转动X轴调节手轮4带动第一丝杆和第一滚轮，进而带动样品放置台3在X轴方向移动。Y轴调节手轮4连接第二丝杆和第二滚轮，第二丝杆和第二滚轮设置在工作台2内部，且位于样品放置台3的下方，转动Y轴调节手轮4带动第二丝杆和第二滚轮，进而带动样品放置台3在Y轴方向移动。

需要说明的是，在样品放置台3和X轴调节手轮4之间，设置有滚轮和滑道，在转动X轴调节手轮4的时候，通过滚轮和滑道带动样品放置台3沿X轴方向滑动。同样，在样品放置台3和Y轴调节手轮5之间，也设置有滚轮和滑道，在转动Y轴调节手轮5的时候，通过滚轮和滑道带动样品放置台3沿Y轴方向滑动。

在可选的实施方式中，切割装置7可以包括：切割刀头71，包括至少两个沿圆周方向设置的刀头，刀头的方向一致且任意相邻两个刀头之间的角度大小相等；调频电机72，连接切割刀头71和配电箱1，调频电机72调节切割刀头71的转速。

需要说明的是，刀头沿圆周方向设置，可以理解为顺时针设置或者逆时针设置。可以沿顺时针方向设置2个或3个或4个刀头，刀头弯曲的方向一致，也可以沿逆时针方向设置2个或3个或4个刀头，刀头弯曲的方向一致。整个切割取样过程为单程取样，朝向一个方向转动取样后，将刀头恢复到起始位置，重新开始取样。

调频电机72和切割刀头71之间通过销轴连接，调频电机72带动切割刀头71旋转，当旋转的切割刀头71接触到待取样轮胎组件18时，可以将待取样轮胎组件18表面进行切割取样。针对待取样轮胎组件18不同的部位，不同的材质，可以通过Z轴调节手轮8对切割装置7进行高度的调节(Z轴方向)来接触轮胎表面进行切割，同时调节切割刀头71的转速针对不同的材质进行切割。

在可选的实施方式中，切割刀头71可以包括两个沿圆周方向设置的刀头。图2是图1中切割刀头的放大示意图，如图2所示，切割刀头71包括第一刀头711和第二刀头712，第一刀头711和第二刀头712之间的夹角为180°。当设置3个刀头时，相邻刀头之间的夹角为120°，当设置4个刀头时，相邻刀头之间的夹角为90°。

第一刀头711包括第一切割面7111和第二切割面7112，第一切割面7111和第二切割面7112之间的第一夹角为30°～60°，第二刀头712包括第三切割面7121和第四切割面7122，第三切割面7121和第四切割面7122之间的第二夹角为30°～60°。其中，可以将第一夹角设置为30°，第二夹角设置为45°，也可以将第一夹角设置为45°，第二夹角设置为60°，也可以将第一夹角和第二夹角设置为相同的度数。其中，当切割刀头71包含2个刀头，第一夹角和第二夹角均为45°时，切割轮胎的效果最好，速度快，取样效率最高。

在可选的实施方式中，定位调节装置6包括：定位压块611，定位压块611用于将待取样轮胎组件18固定在样品放置台3上，待取样轮胎组件18被固定时位于定位压块611和样品放置台3之间；定位调节螺栓612，用于在Z轴方向调节定位压块611与样品放置台3之间的距离，以产生合适的锁紧力；定位连杆613，连接定位压块611和定位手柄614；定位手柄614，用于将定位连杆613进行锁紧或打开。定位调节装置6包括第一定位调节装置61和第二定位调节装置62。

放置待取样轮胎组件18之前，通过定位手柄614将定位连杆613抬起，带动定位压块611抬起，将待取样轮胎组件18放入定位压块611和样品放置台3之间，通过调节定位调节螺栓612，以产生合适的锁紧力，然后将定位手柄614落下，把定位压块611在待取样轮胎组件18上压住。

在可选的实施方式中，取样机还包括：第一滑道9，第一滑道9在样品放置台3的侧面沿X轴方向设置；定位调节装置6沿第一滑道9滑动，可以调节两个调节装置61和62之间的距离，固定待取样轮胎组件18的不同部位，或者固定不同大小的待取样轮胎组件18。

在可选的实施方式中，取样机还包括：第二滑道10，第二滑道10设置在工作台2上方，以及第一滑道9的下方；安全定位块11，固定在工作台2上，并通过卡槽与第二滑道10滑动相接；第一限位块12和第二限位块13，分别设置在安全定位块11的两侧，并固定在第二滑道10上，其中，第一限位块12和第二限位块13在所述第二滑道10上的固定位置可调整，可以根据待取样轮胎组件18的长度沿第二滑道10进行滑动调节然后固定于第二滑道上；当转动X轴调节手轮4时，样品放置台3在X轴方向移动，第一限位块12和第二限位块13随着第二滑道10在X轴方向移动，安全定位块11随工作台2固定不动，当第一限位块12或第二限位块13触碰到安全定位块11时，停止移动。

切割装置7位于第一定位调节装置61和第二定位调节装置62之间；当转动X轴调节手轮4时，第一限位块12在X轴方向与安全定位块11的距离小于第一定位调节装置61在X轴方向与切割装置7之间的距离，第二限位块13在X轴方向与安全定位块11的距离小于第二定位调节装置62在X轴方向与切割装置7之间的距离。

需要说明的是，当进行轮胎样品切割时，调节Y轴方向样品放置台3的位置，使得切割刀头71位于待取样轮胎组件18的上方，然后根据样品部位不同，确定不同的切削深度(切削深度为切割过程中切割刀头深入待取样轮胎组件18的深度)，然后转动X轴调节手轮4，在X轴方向上匀速移动样品放置台3，使得待取样轮胎组件18匀速通过高速旋转的切割刀头71，从而获取切割的样本。通过安全定位块11，第一限位块12和第二限位块13的设置，可以使得样品放置台3在一定的范围内进行移动，通过调节第一限位块12和第二限位块13的位置，可以保证不让切割刀头71触碰到第一定位调节装置61和第二定位调节装置62，即，使样品放置台3的移动范围小于切割刀头71与第一定位调节装置61和第二定位调节装置62之间的安全距离。

需要说明的是，可以设置参数映射表，用于表征设置轮胎部位/材质与刀头转速和切削深度的对应关系，不同的轮胎部位/材质可以对应于不同的刀头转速和不同的切削深度，部分不同的轮胎部位/材质也可以对应于相同的刀头转速或相同的切削深度。本申请实施例中的参数映射表可以参考表1中的示例。需要说明的是，表1中的示例是一种可选的参数示例，不用以限定本申请中的参数取值。

表1

序号	部位	切削深度/mm	转速/rpm
				1	胎面/Tread	0.6	8000
2	胎侧/Sidewall	0.4	8000
				3	胎圈包布/Chafer/Abrasion gum strip	0.4	6000
4	气密层/Innerliner and carcass ply	0.3	8000

在可选的实施方式中，取样机还包括：挡板14，设置在样品放置台3的第一侧面，用于挡住切割过程中的样品；接料盒15，设置在样品放置台3的第二侧面，用于承接切割下来的样本；防护罩16，设置在样品放置台3的上方，防护罩可以沿销轴转动，切割过程中将防护罩在切割刀头71上方一定距离罩住，避免样品飞出；照明装置17，安装在工作台2上，并连接配电箱1，用于照亮工作台方便操作人员在环境光线不好时进行操作。

在可选的实施方式中，取样机还包括：滑道端部塞铁19，固定在第二滑道10的两端，防止第一限位块12和第二限位块13在移动过程中从第二滑道10上脱落，进而对周围环境或工作人员造成伤害。

通过本申请实施例，通过用于轮胎多部位分离取样的取样机，替代人工切割轮胎取样，而且通过设置X轴调节手轮、Y轴调节手轮和Z轴调节手轮，可以在自然三维坐标系的三个方向上分别调节样品放置台和切割装置的坐标位置，且调节精度小于0.01mm，满足欧盟标准ISO 21461的检测要求。并通过定位调节装置将待取样轮胎组件固定在样品放置台上，可以满足轮胎不同部位不同材质的取样精度要求，有效提高轮胎切割取样的精度，并且大大提高了轮胎的取样效率，避免了人为取样时易造成刀具割伤的情况，提高了操作安全系数，而且本申请实施例提供的取样机，结构简单，降低了制造成本，并且方便维护。

需要说明的是，以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于轮胎多部位分离取样的取样机，其特征在于，包括：

配电箱(1)，用于为所述取样机提供工作电流；

工作台(2)，所述工作台(2)设置在所述配电箱(1)上方；

样品放置台(3)，所述样品放置台(3)设置在所述工作台(2)上方，用于放置待取样轮胎组件(18)，所述待取样轮胎组件(18)为沿轮胎径向切割的宽度为小于12cm轮胎部件；

X轴调节手轮(4)，安装在所述工作台(2)上，用于在X轴方向调节所述样品放置台(3)；

Y轴调节手轮(5)，安装在所述工作台(2)上，用于在Y轴方向调节所述样品放置台(3)；

定位调节装置(6)，滑动安装在所述样品放置台(3)的侧面，用于对所述待取样轮胎组件(18)进行固定；

切割装置(7)，设置在所述样品放置台(3)的上方，用于对所述待取样轮胎组件(18)进行切割取样；

Z轴调节手轮(8)，与所述切割装置(7)连接，用于在Z轴方向调节所述切割装置(7)的高度；

其中，所述X、Y、Z轴方向为自然坐标系中的方向，所述X轴调节手轮(4)、Y轴调节手轮(5)和Z轴调节手轮(8)的调节刻度精确到0.01mm。

2.根据权利要求1所述的取样机，其特征在于，所述切割装置(7)包括：

切割刀头(71)，包括至少两个沿圆周方向设置的刀头，所述刀头的方向一致且任意相邻两个刀头之间的角度大小相等；

调频电机(72)，连接所述切割刀头(71)和所述配电箱(1)，所述调频电机(72)调节所述切割刀头(71)的转速。

3.根据权利要求2所述的取样机，其特征在于，所述切割刀头(71)包括：

两个沿圆周方向设置的刀头，分别为第一刀头(711)和第二刀头(712)，所述第一刀头(711)和所述第二刀头(712)之间的夹角为180°，所述第一刀头(711)包括第一切割面(7111)和第二切割面(7112)，所述第一切割面(7111)和所述第二切割面(7112)之间的夹角为30°～60°，所述第二刀头(712)包括第三切割面(7121)和第四切割面(7122)，所述第三切割面(7121)和所述第四切割面(7122)之间的夹角为30°～60°。

4.根据权利要求1所述的取样机，其特征在于，所述定位调节装置(6)包括：

定位压块(611)，所述定位压块(611)用于将所述待取样轮胎组件(18)固定在所述样品放置台(3)上，所述待取样轮胎组件(18)被固定时位于所述定位压块(611)和所述样品放置台(3)之间；

定位调节螺栓(612)，用于在Z轴方向调节所述定位压块(611)与所述样品放置台(3)之间的距离；

定位连杆(613)，连接所述定位压块(611)和定位手柄(614)；

所述定位手柄(614)，用于将所述定位连杆(613)进行锁紧或打开。

5.根据权利要求1所述的取样机，其特征在于，所述取样机还包括：

第一滑道(9)，所述第一滑道(9)在所述样品放置台(3)的侧面沿X轴方向设置；

所述定位调节装置(6)沿所述第一滑道(9)滑动。

6.根据权利要求5所述的取样机，其特征在于，所述取样机还包括：

第二滑道(10)，所述第二滑道(10)设置在所述工作台(2)上方，以及所述第一滑道(9)的下方；

安全定位块(11)，固定在所述工作台(2)上，并通过卡槽与所述第二滑道(10)滑动相接；

第一限位块(12)和第二限位块(13)，分别设置在所述安全定位块(11)的两侧，并固定在所述第二滑道(10)上，其中，所述第一限位块(12)和所述第二限位块(13)在所述第二滑道(10)上的固定位置可调整；

当转动所述X轴调节手轮(4)时，所述样品放置台(3)在X轴方向移动，所述第一限位块(12)和所述第二限位块(13)随着所述第二滑道(10)在X轴方向移动，所述安全定位块(11)随所述工作台(2)固定不动，当所述第一限位块(12)或所述第二限位块(13)触碰到所述安全定位块(11)时，停止移动。

7.根据权利要求6所述的取样机，其特征在于，所述定位调节装置(6)包括：

第一定位调节装置(61)和第二定位调节装置(62)；

所述切割装置(7)位于所述第一定位调节装置(61)和所述第二定位调节装置(62)之间；

当转动所述X轴调节手轮(4)时，所述第一限位块(12)在X轴方向与所述安全定位块(11)的距离小于所述第一定位调节装置(61)在X轴方向与所述切割装置(7)之间的距离，所述第二限位块(13)在X轴方向与所述安全定位块(11)的距离小于所述第二定位调节装置(62)在X轴方向与所述切割装置(7)之间的距离。

8.根据权利要求1所述的取样机，其特征在于，所述取样机还包括：

挡板(14)，设置在所述样品放置台(3)的第一侧面；

接料盒(15)，设置在所述样品放置台(3)的第二侧面；

防护罩(16)，设置在所述样品放置台(3)的上方，所述防护罩(16)可以沿销轴转动。

9.根据权利要求1所述的取样机，其特征在于，所述取样机还包括：

照明装置(17)，安装在所述工作台(2)上，并连接所述配电箱(1)。

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