CN113844215A - 一种轮胎拆装机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轮胎拆装机器人，包括底座，设置于底座的移动装置、设置于底座上壁的机械臂以及驱动移动装置与机械臂动作的驱动装置，机械臂包括与底座转动连接的旋转臂、与旋转臂转动连接的第一转动臂以及与第一转动臂转动连接的第二转动臂，第二转动臂的末端设有拆装工具，轮胎拆装机器人还包括与驱动装置电连接的控制装置。通过在底座上设置机械臂，使得机器人在进行轮胎的拆装时，可以通过控制机械臂及拆装工具进行轮胎的拆装，并且机械臂设有两个转动臂以及一个旋转臂，使得机械臂可以在多个方向上进行移动，使机械臂活动的范围大大增加，相较于传统机器人只能在平整地面上进行拆装的形式，适用范围更广。

Description

一种轮胎拆装机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种轮胎拆装机器人。

背景技术

随着国民经济的不断发展，汽车作为一种常见方便的代步工具，也变得越来越普及，每年的拥有量都在不断攀升。目前对于轮胎的更换多采用人工的方法，将需要更换的轮胎螺栓全部拧出来，之后将轮胎拆卸出来，并更换新胎上紧。而进行使用的工具多为套筒，动力来源为风炮或是人力。手动换胎，看着容易，但是程序复杂，且操作困难，更换轮胎时，费时费力。对操作人员的水平有一定的要求，如在安装时紧固螺帽的安装顺序，安装时每种车型中螺母的力矩大小都有比较严格的要求。不同车型之间的螺栓位置，拧紧时力矩都不尽相同。

为了实现轮胎的自动更换，市面上出现一种更换轮胎的机械臂，通过人工控制机械臂实现轮胎的更换，省去了大部分人力。但是对于工况复杂的更换环境，如将一些挖矿设备的轮胎进行更换时，该种设备通常在较为复杂的地形处工作，现有的机械臂只能在较为平整的地面上进行工作，如若在较为复杂的地形出工作时，会导致机械臂不能对准需要拆装的螺栓，以致不能实现轮胎的拆装，此时只能人工进行轮胎的拆装，而挖矿设备所处环境较为危险，随时都会有碎石等滚落，如若人工进行更换轮胎，势必会产生安全风险。

发明内容

本申请提供了一种轮胎拆装机器人，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

一种轮胎拆装机器人，包括底座，设置于所述底座的移动装置、设置于所述底座上壁的机械臂以及驱动所述移动装置与所述机械臂动作的驱动装置，所述机械臂包括与所述底座转动连接的旋转臂、与所述旋转臂转动连接的第一转动臂以及与所述第一转动臂转动连接的第二转动臂，所述第二转动臂的末端设有拆装工具，所述轮胎拆装机器人还包括与所述驱动装置电连接的控制装置，所述控制装置能够接收外界传输的信号并根据所述信号控制所述驱动装置动作，以实现轮胎的拆装。

本申请中的所述轮胎拆装机器人还具有下述附加技术特征：

所述拆装工具包括电动扳手以及将所述电动扳手固定于所述第二转动臂的固定支架，所述电动扳手与所述固定支架可拆卸连接，且所述电动扳手拆卸下后可独立工作。

所述固定支架包括固定所述电动扳手的固定端以及与所述第二转动臂连接的连接端，所述固定端设有与所述电动扳手的转动输出端适配的套筒，且所述套筒向背离所述固定端的方向延伸。

所述套筒设有多个，且各所述套筒的内径不一，所述套筒被构造为可根据拆卸螺栓的不同选用相应所述套筒与所述电动扳手的转动输出端连接。

所述拆装工具的前端还设有采集外部图像数据的图像采集装置，所述图像采集装置与所述控制装置连接，所述控制装置可根据所述图像采集装置采集到的图像数据控制驱动装置动作，以使机械臂及拆装工具靠近所要拆装的螺栓并实现螺栓的拆装。

所述机械臂设有多组，且各所述机械臂可独立工作。

所述控制装置具有红外信号接收模块，所述红外信号接收模块能够根据外界传输的红外信号控制所述驱动装置动作。

所述底座的周边设有多个避障雷达，且所述避障雷达与所述控制装置连接，所述避障雷达可检测前方是否有障碍物，并将检测信号传输给所述控制装置，所述控制装置可根据所述检测信号控制所述驱动装置动作，以避免所述轮胎拆装机器人与障碍物撞击；并且/或者，

所述底座的周边还设有外凸的防撞缓冲筋。

所述底座还设有定位装置，所述定位装置被构造为在所述轮胎拆装机器人移动到位后，所述定位装置可与地面接触并施加一定压力，以使所述轮胎拆装机器人定位准确。

所述移动装置为设置在所述底座的四个麦克纳姆轮。

由于采用了上述技术方案，本申请取得的有益效果为：

1.本申请通过在底座上设置机械臂，且所述机械臂包括与所述底座转动连接的旋转臂、与所述旋转臂转动连接的第一转动臂以及与所述第一转动臂转动连接的第二转动臂，同时所述第二转动臂的末端设有拆装工具，使得机器人在进行轮胎的拆装时，可以通过控制机械臂及拆装工具进行轮胎的拆装，并且机械臂设有两个转动臂以及一个旋转臂，使得机械臂可以在多个方向上进行移动，使机械臂活动的范围大大增加，使其可以实现在不平整的地面上对轮胎进行拆装，扩大了机器人的适用范围，相较于传统机器人只能在平整地面上进行拆装的形式，适用范围更广。同时所述轮胎拆装机器人还包括与所述驱动装置电连接的控制装置，且所述控制装置能够接收外界传输的信号并根据所述信号控制所述驱动装置动作，使得用户在使用机器人对轮胎进行拆装时，可以远程进行控制即可，无需用户在机器人附近对其进行操作控制，降低了用户的劳动强度，同时降低了拆装轮胎时可能发生的安全风险。

2.作为本申请的一种优选实施方式，所述拆装工具包括电动扳手以及将所述电动扳手固定于所述第二转动臂的固定支架，通过将所述电动扳手设置为与所述固定支架可拆卸连接的方式，且所述电动扳手拆卸下后可独立工作，使得用户如需使用电动扳手进行工作时，可将机器人上的电动扳手拆卸下来使用，无需额外配备电动扳手，提高了便捷性，提升了用户使用体验。同时如若拆装工具发生故障，还可以通过更换电动扳手的形式进行维修，降低了维修成本。并且，在面对不同尺寸的需要拆装的螺栓时，可以通过更换不同的电动扳手实现螺栓的拆装，进一步扩大了机器人的适用范围。

3.作为本申请的一种优选实施方式，所述固定支架包括固定所述电动扳手的固定端以及与所述第二转动臂连接的连接端，通过在所述固定端设有与所述电动扳手的转动输出端适配的套筒，且所述套筒向背离所述固定端的方向延伸，使得电动扳手在工作时，可以通过套筒实现扭矩的传递，并且套筒向背离所述固定端的方向延伸，即套筒的长度相对较长，使得电动扳手能够对远距离的螺栓进行拆装，进一步扩大了拆装工具拆装范围，提升了用户使用体验。

4.作为本申请的一种优选实施方式，通过将套筒设置为多个，且各所述套筒的内径不一，使得在面对不同尺寸的需要拆装的螺栓时，可以选用与需要拆卸螺栓适配的套筒和电动扳手的转动输出端进行连接，保证螺栓拆装的顺利进行，而且无需更换电动扳手，操作更加方便快捷。优选地，机器人可根据不同的螺栓自行进行更换与之适配的套筒，自动化程度高，无需人工进行操作，进一步降低了工作人员的劳动强度。

5.作为本申请的一种优选实施方式，通过在所述拆装工具的前端设置采集外部图像数据的图像采集装置，所述图像采集装置与所述控制装置连接，且所述控制装置可根据所述图像采集装置采集到的图像数据控制驱动装置动作，使得机器人可根据图像采集装置采集到的的图像数据进行自动移动和对螺栓的拆卸，实现了机器人拆卸轮胎的自动化，无需人工进行机械臂及拆装工具的操作控制，进一步降低了工作人员的劳动强度。

6.作为本申请的一种优选实施方式，通过将机械臂设置为多组，且各所述机械臂可独立工作，提高了机械臂的工作效率，使得多个机械臂可以一同工作对轮胎进行拆装，降低工作时长，提升了用户使用体验。

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为本申请一种实施方式下轮胎拆装机器人的结构示意图；

图2为本申请一种实施方式下轮胎拆装机器人的主视图；

图3为本申请一种实施方式下轮胎拆装机器人的左视图；

图4为本申请一种实施方式下轮胎拆装机器人的俯视图；

图5为本申请一种实施方式下拆装工具的结构示意图；

图6为本申请一种实施方式下拆装工具另一角度的结构示意图。

1-底座；2-移动装置；3-机械臂、31-第二转动臂、32--第一转动臂、33-旋转臂；4-拆装工具、41-电动扳手、42-固定支架、421-连接端、422-固定端、423-套筒；5-防撞缓冲筋；6-避障雷达；7-定位装置；8-轮胎；9-图像采集装置。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图4所示，一种轮胎拆装机器人，包括底座1，设置于所述底座1的移动装置2、设置于所述底座1上壁的机械臂3以及驱动所述移动装置2与所述机械臂3动作的驱动装置(图中未示出)，所述机械臂3包括与所述底座1转动连接的旋转臂33、与所述旋转臂33转动连接的第一转动臂32以及与所述第一转动臂32转动连接的第二转动臂31，所述第二转动臂31的末端设有拆装工具4，所述轮胎拆装机器人还包括与所述驱动装置电连接的控制装置(图中未示出)，所述控制装置能够接收外界传输的信号并根据所述信号控制所述驱动装置动作，以实现轮胎8的拆装。

本申请通过在底座1上设置机械臂3，且所述机械臂3包括与所述底座1转动连接的旋转臂33、与所述旋转臂33转动连接的第一转动臂32以及与所述第一转动臂32转动连接的第二转动臂31，同时所述第二转动臂31的末端设有拆装工具4，使得机器人在进行轮胎8的拆装时，可以通过控制机械臂3及拆装工具4进行轮胎8的拆装，并且机械臂3在驱动装置的驱动作用下可以实现较大的作用力，使其可以承接住较大的轮胎8，如挖矿设备上的大型轮胎，避免了人员直接与轮胎接触，轮胎滚动可能引起的危险的情况。并且机械臂3设有两个转动臂以及一个旋转臂33，使得机械臂3可以在多个方向上进行移动，使机械臂3活动的范围大大增加，使其可以实现在不平整的地面，尤其是可以对挖矿设备或在岩石较多环境工作的设备的轮胎8进行拆装，扩大了机器人的适用范围，相较于传统机器人只能在平整地面上进行拆装的形式，适用范围更广。同时所述轮胎8拆装机器人还包括与所述驱动装置电连接的控制装置，且所述控制装置能够接收外界传输的信号并根据所述信号控制所述驱动装置动作，使得用户在使用机器人对轮胎8进行拆装时，可以远程进行控制即可，无需用户在机器人附近对其进行操作控制，降低了用户的劳动强度，同时降低了拆装轮胎8时可能有碎石等滚落导致的安全风险。

本申请对拆装工具4的结构不做具体限定，作为本申请的一种优选实施方式，如图5、图6所示，所述拆装工具4包括电动扳手41以及将所述电动扳手41固定于所述第二转动臂31的固定支架42，所述电动扳手41与所述固定支架42可拆卸连接，且所述电动扳手41拆卸下后可独立工作。

通过将所述电动扳手41设置为与所述固定支架42可拆卸连接的方式，且所述电动扳手41拆卸下后可独立工作，使得用户如需使用电动扳手41进行工作时，可将机器人上的电动扳手41拆卸下来使用，无需额外配备电动扳手41，提高了便捷性，提升了用户使用体验。同时如若拆装工具4发生故障，还可以通过更换电动扳手41的形式进行维修，降低了维修成本。并且，在面对不同尺寸的需要拆装的螺栓时，可以通过更换不同的电动扳手41实现螺栓的拆装，进一步扩大了机器人的适用范围。

进一步地，如图5、图6所示，所述固定支架42包括固定所述电动扳手41的固定端422以及与所述第二转动臂31连接的连接端421，所述固定端422设有与所述电动扳手41的转动输出端适配的套筒423，且所述套筒423向背离所述固定端422的方向延伸。

通过在所述固定端422设有与所述电动扳手41的转动输出端适配的套筒423，且所述套筒423向背离所述固定端422的方向延伸，使得电动扳手41在工作时，可以通过套筒423实现扭矩的传递，并且套筒423向背离所述固定端422的方向延伸，即套筒423的长度相对较长，使得电动扳手41能够对远距离的螺栓进行拆装，进一步扩大了拆装工具4拆装范围，提升了用户使用体验。

需要说明的是，本申请对套筒423的结构不做具体限定，作为本申请的一种优选实施方式，如图6所示，所述套筒423设有多个，且各所述套筒423的内径不一，所述套筒423被构造为可根据拆卸螺栓的不同选用相应所述套筒423与所述电动扳手41的转动输出端连接。

通过将套筒423设置为多个，且各所述套筒423的内径不一，使得在面对不同尺寸的需要拆装的螺栓时，可以选用与需要拆卸螺栓适配的套筒423和电动扳手41的转动输出端进行连接，保证螺栓拆装的顺利进行，而且无需更换电动扳手41，操作更加方便快捷。优选地，机器人可根据不同的螺栓自行进行更换与之适配的套筒423，自动化程度高，无需人工进行操作，进一步降低了工作人员的劳动强度。

作为本申请的一种优选实施方式，如图5、图6所示，所述拆装工具4的前端还设有采集外部图像数据的图像采集装置9，所述图像采集装置9与所述控制装置连接，所述控制装置可根据所述图像采集装置9采集到的图像数据控制驱动装置动作，以使机械臂3及拆装工具4靠近所要拆装的螺栓并实现螺栓的拆装。

通过在所述拆装工具4的前端设置采集外部图像数据的图像采集装置9，所述图像采集装置9与所述控制装置连接，且所述控制装置可根据所述图像采集装置9采集到的图像数据控制驱动装置动作，使得机器人可根据图像采集装置9采集到的的图像数据进行自动移动和对螺栓的拆卸，实现了机器人拆卸轮胎8的自动化，无需人工进行机械臂3及拆装工具4的操作控制，进一步降低了工作人员的劳动强度。优选地，图像采集装置9采集到的图像可以远程传输给设备终端，如：控制机器人工作的控制器、电脑、手机等，同时工作人员可以通过控制这些设备终端对机器人进行远程操控，使机器人移动到轮胎8所在地，使得在较为复杂的环境情况下，工作人员无需跟随机器人进行轮胎的拆装，进一步降低了工作人员可能发生的危险。

具体地，当工作人员需要使用机器人进行轮胎8拆装时，先通过远程控制机器人到达指定区域，以靠近轮胎8所在位置，然后位于拆装工具4前端的图像采集装置9开始工作，并识别出需要拆装的螺栓，图像采集装置9将图像数据传送给控制装置，控制装置根据所接受的图像数据控制驱动装置动作，驱动机械臂3动作，并在机械臂3的动作作用下使拆装工具4靠近需要进行拆装的螺栓附近，然后拆装工具4对相应的螺栓进行拆装，最终实现整个轮胎8的拆装。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述机械臂3设有多组，且各所述机械臂3可独立工作。优选地，所述机械臂3设有两组。

通过将机械臂3设置为多组，且各所述机械臂3可独立工作，提高了机械臂3的工作效率，使得多个机械臂3可以一同工作对轮胎8进行拆装，降低工作时长，提升了用户使用体验。而且两组机械臂3可以有效保证机器人整机的稳定性，尤其是在地面不平整的工况下，机器人可以一组机械臂进行支撑稳定，另一组机械臂进行轮胎8的拆装，保证轮胎8拆装的顺利进行。

需要说明的是，本申请对外界信号的传输不做具体限定，其可以是用户通过导线与控制装置连接，并向控制装置传输信号。作为本申请的一种优选实施方式，所述控制装置具有红外信号接收模块，所述红外信号接收模块能够根据外界传输的红外信号控制所述驱动装置动作。

通过在控制装置设置具有红外信号接收模块，且所述红外信号接收模块能够根据外界传输的红外信号控制所述驱动装置动作，使得工作人员远程便可发出信号，并且不受地域限制，省去了远程布线的步骤，工作人员无需进入到环境复杂的工况下进行布线，降低了劳动强度，且避免了在恶劣环境下可能发生危险的情况，同时使得整个机器人的零部件得以简化，使用时更加方便快捷。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1、图2、图3所示，所述底座1的周边设有多个避障雷达6，且所述避障雷达6与所述控制装置连接，所述避障雷达6可检测前方是否有障碍物，并将检测信号传输给所述控制装置，所述控制装置可根据所述检测信号控制所述驱动装置动作，以避免所述轮胎拆装机器人与障碍物撞击。

进一步地，如图1、图2所示，所述底座1的周边还设有外凸的防撞缓冲筋5，使得如若机器人误碰到障碍物时，可以在防撞缓冲筋5的作用下起到一定的防撞作用，避免障碍物直接与机器人重要部件相撞导致机器人损坏甚至失效的情况。提升机器人工作的稳定性。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1、图2所示，所述底座1还设有定位装置7，所述定位装置7被构造为在所述轮胎8拆装机器人移动到位后，所述定位装置7可与地面接触并施加一定压力，以使所述轮胎8拆装机器人定位准确。

具体地，定位装置7为设置在底座1四周的四个液压支腿，当机器人移动到轮胎8附近时，液压支腿会自动打开，四个液压支腿均接触到地面后继续施加移动压力，使得机器人在多个方向上都可以进行定位，尤其是在工况比较复杂，如在进行挖矿设备轮胎拆装时，多个方向的定位装置7可以有效保证机器人工作的稳定性，避免机器人工作过程中发生晃动导致拆装工具4与螺栓定位不准确的情况。

需要说明的是，本申请对移动装置2的结构不做具体限定，作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述移动装置2为设置在所述底座1的四个麦克纳姆轮。

通过将移动装置2设置为四个麦克纳姆轮，使得机器人可以在合力矢量的方向上自由地移动，而不用改变机轮自身的方向，使机器人移动更加方便迅速，使得机器人在工况较为复杂的环境下，如对矿山设备轮胎进行更换时，空间通常较小，通过使用麦克纳姆轮，使得机器人移动时，无需进行转向操作，极大提高了机器人的实用性能，保证轮胎8拆装的顺利进行。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种轮胎拆装机器人，其特征在于，包括底座，设置于所述底座的移动装置、设置于所述底座上壁的机械臂以及驱动所述移动装置与所述机械臂动作的驱动装置，所述机械臂包括与所述底座转动连接的旋转臂、与所述旋转臂转动连接的第一转动臂以及与所述第一转动臂转动连接的第二转动臂，所述第二转动臂的末端设有拆装工具，所述轮胎拆装机器人还包括与所述驱动装置电连接的控制装置，所述控制装置能够接收外界传输的信号并根据所述信号控制所述驱动装置动作，以实现轮胎的拆装。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述拆装工具包括电动扳手以及将所述电动扳手固定于所述第二转动臂的固定支架，所述电动扳手与所述固定支架可拆卸连接，且所述电动扳手拆卸下后可独立工作。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述固定支架包括固定所述电动扳手的固定端以及与所述第二转动臂连接的连接端，所述固定端设有与所述电动扳手的转动输出端适配的套筒，且所述套筒向背离所述固定端的方向延伸。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述套筒设有多个，且各所述套筒的内径不一，所述套筒被构造为可根据拆卸螺栓的不同选用相应所述套筒与所述电动扳手的转动输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述拆装工具的前端还设有采集外部图像数据的图像采集装置，所述图像采集装置与所述控制装置连接，所述控制装置可根据所述图像采集装置采集到的图像数据控制所述驱动装置动作，以使所述机械臂及所述拆装工具靠近所要拆装的螺栓并实现螺栓的拆装。

6.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述机械臂设有多组，且各所述机械臂可独立工作。

7.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述控制装置具有红外信号接收模块，所述红外信号接收模块能够根据外界传输的红外信号控制所述驱动装置动作。

8.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述底座的周边设有多个避障雷达，且所述避障雷达与所述控制装置连接，所述避障雷达可检测前方是否有障碍物，并将检测信号传输给所述控制装置，所述控制装置可根据所述检测信号控制所述驱动装置动作，以避免所述轮胎拆装机器人与障碍物撞击；并且/或者，

所述底座的周边还设有外凸的防撞缓冲筋。

9.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述底座还设有定位装置，所述定位装置被构造为在所述轮胎拆装机器人移动到位后，所述定位装置可与地面接触并施加一定压力，以使所述轮胎拆装机器人定位准确。

10.根据权利要求1所述的一种轮胎拆装机器人，其特征在于，

所述移动装置为设置在所述底座的四个麦克纳姆轮。

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