CN114801604A - 用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，基于轮胎拆装机器，在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，提供关联于轮胎拆装机器的检测装置，所述检测装置被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的特征信号。基于上述方法，本发明同步提供了用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置。与现有技术相比，本发明实现了对脱胎状态的精准检测，进而实现了轮胎拆装的完全自动化，尤其是脱胎工作的完全自动化，不仅可以有效降低对操作人员的技术需求，实现操作的零辅助，还可以有效降低操作人员的劳动强度，同时显著提高了工作效率。

Description

用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种轮胎拆装机器，尤其是涉及一种可有效实现自动化的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置和方法，属于轮胎维修机械装置和方法技术领域。

背景技术

众所周知：在车轮，尤其是车轮上的轮胎出现问题的时候，需要进行轮胎的维修和更换，因此需要相应的装置来将轮胎从轮辋上拆除和将轮胎装配回轮辋上，用于该操作的装置通常被称为轮胎拆装机器/设备。

图1为本发明所述的车轮的剖面结构示意图。

如图1可知：车辆的车轮0由轮辋1以及安装在轮辋1上的轮胎2组成，其中，轮辋1的周面上形成两个肩部（第一肩部11和第二肩部12），用于保持轮胎的胎圈，第一肩部11和第二肩部12位于轮辋1的相对的两个侧向端部，轮辋的近中部位置还形成有环形沟槽13，该环形沟槽13为凹槽的形式。在利用轮胎拆装机器/设备将轮胎从轮辋上脱除的操作过程中，首先需要将轮胎2的胎边21暂时推入环形沟槽13中，即所述的环形沟槽13用于暂时容纳轮胎的胎边21。然后执行推入操作的压轮等部件将胎边21向远离环形沟槽的方向抬起，即给拆装机械手等抓取工具提供插入抓取胎边21的空隙或空间，以进行将胎边21拉出轮辋1后旋转脱除的步骤。

目前，无论是自动化还是手动的轮胎拆装设备在进行上述操作过程中，对轮胎和轮辋是否真正的脱离开，均未有检测步骤，通用的做法是：操作人员目测观察是否已经完全脱离开，针对自动脱装设备，观察到未脱离开后，需要暂停设备运行，人工辅助将轮胎和轮辋切开后，再启动设备进行后续抓取操作，这在一定程度上限制了轮胎拆装设备的自动化程序，对操作人员技术要求高，也增加了劳动强度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，一方面提高轮胎拆装的自动化程度，使得零人工辅助，降低对操作人员的技术要求和劳动强度，另一方面提高脱装精度，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其基于轮胎拆装机器（包括立式或卧式的轮胎拆装设备，尤其是拆胎设备），在用类似于压轮的机构执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，提供关联于轮胎拆装机器的检测装置，所述检测装置被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的特征信号，即能够有效判断在某一时刻轮胎的胎边与轮辋实现了分离，即轮胎的胎边完全脱装到了轮辋的环形凹槽内。

进一步，上述的特征信号可以为电信号、光信号、超声信号中的至少一种，当然也可以为其他可能实现状态改变检测的其他类型信号。

而为了配合上述的信号方式，所述的检测装置也可以为机械的、电气的、机电的、光的或者是超声的装置，或者其他具有类似功能的检测装置。当然，上述的检测装置可以设置在轮胎拆装机器上，也可以外置，且即可以是接触式检测，也可以是非接触式检测。

针对检测装置检测到的特征信号对轮胎拆装机器、尤其是用于分离轮胎的胎边与轮辋的类似压轮的机构或者后续动作机构进行自动控制，从而实现完全的自动化，也是本发明所要实现的主要的目的之一。

具体为：上述方法还包括接收所述检测装置检测的信号，并根据信号的变化状态自动控制压轮和/或拆装机械手的运动的步骤。

而基于上述的方法的原理，本发明还提供一种用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，同样，其也基于轮胎拆装机器，尤其是利用类似压轮的机构在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，所述装置提供关联于轮胎拆装机器的光电传感器，所述光电传感器被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的光信号。当然，上述的光电传感器可以设置在轮胎拆装机器上，也可以外置，且即可以是接触式检测，也可以是非接触式检测。

而上述的光电传感器根据检测的光信号实时输出“是”或“否”的结果信息到轮胎拆装机器的自动控制系统，即在轮胎的胎边和轮辋由连接状态变为分离状态的过程中，光电传感器可通过距离信号的变化来判断“是”或“否”，而轮胎装置机器的自动控制系统则根据结果信息（“是”或“否”）来自动控制压轮和/或拆装机械手的运动。

更进一步，可将上述的光电传感器配置成与压轮同步联动，即实现预先设定的接收信号的距离固定，当距离发生变化时，信号丢失，判断结果为脱离开。

当然，在此过程中，可将上述的光电传感器配置成相对压轮具有固定的位置，如与压轮固定在同一个关联于轮胎拆装机器且通过驱动装置驱动运动的支架上。

而为了实现对脱离时状态的精准检测，则上述光电传感器发射的至少部分光被配置成覆盖所述轮胎的胎边与轮辋的连接处（连接处会形成缝隙）。

当然，本发明还可以提供另一方式的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，同样，其也基于轮胎拆装机器，尤其是利用类似压轮的机构在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，所述装置提供关联于轮胎拆装机器的图像传感器，所述图像传感器被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的图像信号。当然，上述的图像传感器可以设置在轮胎拆装机器上，也可以外置，且即可以是接触式检测，也可以是非接触式检测。

更进一步，上述的图像传感器根据检测的图像信号实时输出“是”或“否”的结果信息到轮胎拆装机器的自动控制系统，即在轮胎的胎边和轮辋由连接状态变为分离状态的过程中，图像传感器可通过图像信号的变化来判断“是”或“否”，而轮胎装置机器的自动控制系统则根据结果信息（“是”或“否”）自动控制压轮和/或拆装机械手的运动。

具体为，上述的“是”与“否”分别为所述轮胎的胎边与轮辋处于连接状态的图像信号和所述轮胎的胎边与轮辋处于分离状态的图像信号。

再进一步，上述的图像传感器通过对比连接状态的图像与分离状态的图像来进行“是”与“否”的判断，不同的状态，图像不同。

当然，为了实现精准检测，上述的图像传感器发射的用于获取图像的光束至少部分被配置成覆盖所述轮胎的胎边与轮辋的连接处。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过在轮胎拆装机器的整个拆装系统中增加了对轮胎的胎边与轮辋进行分离状态检测的检测装置，而通过对检测装置的位置、结构以及与其他部件的关系进行合理的配置，再辅以适宜的检测方法和/或流程、从而实现了对脱胎状态的精准检测，进而实现了轮胎拆装的完全自动化，尤其是脱胎工作的完全自动化，不仅可以有效降低对操作人员的技术需求，实现操作的零辅助，还可以有效降低操作人员的劳动强度，同时显著提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明所述的车轮的剖面结构示意图；

图2为本发明所述轮胎与轮辋在连接状态的状态示意图一；

图3为本发明所述轮胎与轮辋在连接状态的状态示意图二；

图4为本发明所述轮胎与轮辋在分离状态的状态示意图。

图中主要附图标记含义为：

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前面”、“后面”、“前端”、“后端”、“外侧”、“内测”、“前侧”、“后侧”、“上”、“下”、“竖向”、“横向”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所述轮胎拆装机器，可以为立式轮胎拆装设备，也可以为卧式的轮胎拆装设备，尤其是针对将轮胎从轮辋上脱除的设备，在本发明中，采用的以上设备均为现有技术，对设备的具体结构将不再赘述。另外，本发明所述的控制系统为轮胎拆装机器的自动化控制系统，如自动控制轮胎的胎边拆卸工具（在本实施例中，采用的是压轮）的动作，控制轮胎的转动、控制用于抓取轮胎的胎边的类似钩子的工具的动作等，本发明搭载的控制系统也为现有技术。

用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其基于一立式轮胎拆装机器，即轮胎/车轮可竖向固定在车轮接收装置上，而车轮接收装置通过一近水平方向设置的旋转轴带动，而旋转轴则由动力电机等驱动。

实施例1：

如图2-4所示：在所述车轮接收装置上还设置有用于从车轮0的轮毂1的轮辋边缘松开轮胎的胎边的压轮4，压轮4通过一支架5关联于轮胎拆装机器的框架，并可在动力装置以及传动系统的驱动下动作，在本实施例中，支架5上还固定一检测装置，具体为光电传感器6，所述光电传感器6被配置成相对压轮4具有固定的位置，即被配置成与压轮4同步联动，且光电传感器6向轮胎2的胎边21与轮辋1的连接处3发射光束61，所述光束61至少部分覆盖（照射）所述轮胎的胎边21与轮辋1的连接处3。

压轮4在工作状态下的运动方向与轮毂1的旋转轴的轴线方向基本保持一致，即压轮4沿着基本平行于轴线的方向向内挤压轮胎2的胎边21，如本实施例选用的是立式轮胎拆装机器，因此，其具有近似水平的旋转轴线，压轮4的运动方向也近似水平，此时，压轮4在竖向平面上的最高点与轮胎2的胎边21与轮辋1的连接处3相距约2mm（可防止压轮碰触轮辋，但又能提供有效的压力使得胎边从轮辋边缘脱开，而压轮4在轮胎2上的定位则通过轮胎拆装机器的控制系统根据输入的轮胎的尺寸进行自行定位，以一个相对固定的压点接触轮胎后进行操作），在本实施例中，光电传感器6发射的光束61相对压轮4成一定倾角，以保证光束61在压轮的最高点的上方约2mm处通过，基本保持朝向胎边21与轮辋1的连接处3，从而实现胎边21和轮辋1脱离后，光束61可射向形成的缝隙7内（胎边21进入到环形沟槽13后，此时和轮辋1分离开，压轮4略向上提，此时胎边21和胎肩之间（连接处3）形成缝隙）。

更为具体的检测过程为：光电传感器6为距离传感器，在连接状态时，控制系统中预先设定光束61射到连接处3的距离h，即实现预先设定的接收信号的距离h固定，此时，光电传感器6接收的电信号可表现为“是”；而在分离状态后，光束61的射到连接处3的缝隙7内的距离发生较大变化，超出了光电传感器6设定的距离h的检测阈值，电信号则可表现为“否”。而电信号的变化同样也形成了轮胎2的胎边21与轮辋1由连接状态变化为分离状态的特征信号。控制系统实时接收光电传感器6检测到的电信号，当表现为“是”的时候，控制系统控制压轮4继续运动，直到电信号表现为“否”的状态时，控制系统控制压轮4停止运动，进一步控制用于抓取轮胎的类似钩子类机构（未示出）来抓取胎边21、将胎边21从轮毂1拉出到外侧、旋转轴旋转进行整圈脱除等一系列后续动作机构完成相应动作。

在本实施例中，光电传感器6采用的是相对固定位置、固定角度、固定距离等一系列对应方式，从而实现对轮胎与轮辋分离状态的检测。很显然的是，光电传感器6也可以是相对活动的设置方式，角度也可以是可调的，能实现“是”信号的距离也是变化的，都是本领域技术人员可以爱用的变换方式。

当然，本实施例采用的是光电信号，当然也可以是其他类型的信号，如超声信号，检测装置对应的也可以为其他类型的，如机械的、电气的、机电的或者是超声的装置。

而针对光电信号的，本发明还提供了另外一个实施例。

实施例2：

同样，基于与实施例1相同的轮胎拆装机器，且轮胎拆装操作流程相同，唯一不同的是：在利用压轮4在执行将轮胎2的胎边21压入轮辋1的环形凹槽13的过程中，提供的是关联于轮胎拆装机器的图像传感器（如视觉相机），图像传感器被配置成能够得到所述轮胎2的胎边21与轮辋1由连接状态变化为分离状态的图像信号。具体为：图像传感器被配置为相对轮胎拆装机器的框架固定，其向轮胎2的胎边21与轮辋1的连接处3发射光束61，所述光束61至少部分覆盖（照射）所述轮胎的胎边21与轮辋1的连接处3，光束61被反射回来后在图像传感器中成像，根据最终形成的图像在连接处3产生的变化从而判断轮胎2的胎边21是否与轮辋1分离开，即轮胎2的胎边21是否已经从轮辋的胎肩上脱入到环形沟槽13中。此时，图像传感器也可以根据检测的图像信号实时输出“是”或“否”的结果信息到轮胎拆装机器的自动控制系统，即在轮胎2的胎边21和轮辋1由连接状态变为分离状态的过程中，图像传感器可通过图像信号的变化来判断“是”或“否”，而轮胎装置机器的自动控制系统则根据结果信息（“是”或“否”）自动控制压轮4和/或拆装机械手的运动。上述的“是”与“否”可以分别为轮胎2的胎边21与轮辋1处于连接状态的图像信号和轮胎2的胎边21与轮辋1处于分离状态的图像信号。

以上两个实施例中，均将检测装置配置到了轮胎拆装机器上，当然，上述的检测装置可以也可以外置，所述外置为不与轮胎拆装机器产生直接的接触或关联，当然，检测的方式也不仅仅限于实施例中描述的非接触式检测，也可以为接触式检测，主要目的仍是能够有效判断出胎边到了轮辋1的环形沟槽中，实现了完全脱开，从而便于后续工作流程的顺畅进行，本发明目的的实现，也依赖于检测装置和控制系统的信号连通，而连通方式则可以为有线方式，也可以为无线方式，从真正意义上实现轮胎拆装的完全自动化，实现操作人员的零辅助。

以上显示描述了本发明的基本原理、主要特征以及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落进要求保护本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (14)

1.用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其特征在于，基于轮胎拆装机器，在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，提供关联于轮胎拆装机器的检测装置，所述检测装置被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的特征信号。

2.根据权利要求1所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其特征在于，所述的特征信号为电信号、光信号、超声信号中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其特征在于，所述的检测装置为机械的、电气的、机电的、光的或者是超声的装置。

4.根据权利要求1或2所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的方法，其特征在于，还包括接收所述检测装置检测的信号，并根据信号的变化状态自动控制压轮和/或拆装机械手的运动的步骤。

5.用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，基于轮胎拆装机器，在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，提供关联于轮胎拆装机器的光电传感器，所述光电传感器被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的光信号。

6.根据权利要求5所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的光电传感器根据检测的光信号实时输出“是”或“否”的结果信息到轮胎拆装机器的自动控制系统，所述的自动控制系统根据结果信息自动控制压轮和/或拆装机械手的运动。

7.根据权利要求5或6所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的光电传感器被配置成与压轮同步联动。

8.根据权利要求7所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的光电传感器被配置成相对压轮具有固定的位置。

9.根据权利要求7所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述光电传感器发射的至少部分光被配置成覆盖所述轮胎的胎边与轮辋的连接处。

10.用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，基于轮胎拆装机器，在执行将轮胎的胎边压入轮辋的环形凹槽的过程中，提供关联于轮胎拆装机器的图像传感器，所述图像传感器被配置成能够得到所述轮胎的胎边与轮辋由连接状态变化为分离状态的图像信号。

11.根据权利要求10所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的图像传感器根据检测的图像信号实时输出“是”或“否”的结果信息到轮胎拆装机器的自动控制系统，所述的自动控制系统根据结果信息自动控制压轮和/或拆装机械手的运动。

12.根据权利要求10或11所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的“是”与“否”分别为所述轮胎的胎边与轮辋处于连接状态的图像信号和所述轮胎的胎边与轮辋处于分离状态的图像信号。

13.根据权利要求10或11所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的图像传感器通过对比连接状态的图像与分离状态的图像来进行“是”与“否”的判断。

14.根据权利要求10或11所述的用于检测轮胎与轮辋分离状态的装置，其特征在于，所述的图像传感器发射的用于获取图像的光束至少部分被配置成覆盖所述轮胎的胎边与轮辋的连接处。

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