CN117249778B - 一种成型机用高容错率胎胚检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成型机用高容错率胎胚检测装置，包括：检测机构，胎体鼓；胎体鼓设有多个可挤出于环形主体的支杆，支杆一端装有弧形板，另一端随着旋转体的旋转挤出支杆或收起支杆以实现轮胎的装卸，胎体鼓后侧设有可旋转的检测机构，检测机构通过旋转一周，带动CCD相机及摄像头采集轮胎边线轮廓及胎面情况，判断轮胎的不圆度及表面缺陷是否合格，本发明实现了胎体检测过程的节能和降低故障率，其装卸速率也较快。

Description

一种成型机用高容错率胎胚检测装置

技术领域

本发明涉及轮胎生产加工领域，尤其涉及一种成型机用高容错率胎胚检测装置。

背景技术

轮胎作为汽车与地面接触的唯一零部件，轮胎性能的好坏直接影响到车辆驾驶人员和乘客的安全，轮胎性能的重要性可想而知，为此各个国家也针对轮胎安全性能做出了明确要求。

轮胎的动平衡和均匀性是汽车行驶是否稳定的主要影响因素，不良轮胎将导致汽车的乘坐舒适性下降，严重时将危及行车安全。随着市场竞争的加剧以及轮胎质量标准的日益严格，各大轮胎生产厂家正通过一系列技术手段竞相提升轮胎品质，而改善轮胎的动平衡和均匀性是提升轮胎性能的重要一环，改善动均性能是轮胎行业未来的主要着力点。现阶段轮胎存在的问题主要有：1、成品轮胎需要经过动平衡、均匀性测量机进行检测，发现不合格时前工序再进行调查改善，导致排查调整工作存在滞后性，无法做到提前预防；2、现阶段测量胎胚不圆度使用卷尺测量整周胎胚，测量耗时长且数据误差大，不利于问题的及时解决；3、事后补救手段欠缺，查找问题只能根据经验，设备停机排查调整将浪费大量时间，影响产能。

申请号CN202021793547.9提出了一种用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置，以解决上述问题，该类装置一般包括将轮胎撑开的胎体鼓以及在旋转的胎体鼓一侧用于检测的装置，然而现有的胎体鼓，如申请号：CN202221567373.3所述的一种全钢丝载重子午线轮胎成型机中所用的胎体鼓和绝大部分胎体鼓均需要多个动力机构分别控制顶出机构以撑开胎体，一旦某个动力机构出现故障，则整个胎体鼓无法正常运作，导致故障率较高。

发明内容

为了节能以及降低轮胎检测装置的故障率，本发明设计了一种成型机用高容错率胎胚检测装置，其结构包括：检测机构，胎体鼓；所述检测机构包括：旋转连接结构，旋转连接结构包括两端的连接法兰及中部的管体，管体内装有内轴承，管体外装有外轴承，外轴承的外圈一侧固定有第二齿轮，外圈的外壁固定有径向的连接板，连接板末端固定有一个安装板，安装板下部固定有相对设置的CCD相机和背光光源；所述胎体鼓包括：主体、旋转体，所述主体呈环形并设有多个均匀分布的径向贯通的通孔，每个通孔的中部还设有弹簧槽，弹簧槽内装有弹簧，弹簧近主体轴心一端设有限位板，弹簧槽的直径大于通孔直径；还包括多个支杆，支杆与通孔数量匹配，支杆穿过通孔两端，支杆同时穿过弹簧限位板内侧，且与限位板固定；弹簧的自然长度大于或等于弹簧槽的长度；支杆远主体轴心一端固定有弧形板；主体后端装有盖板，盖板轴心部开孔；旋转体有多个向径向凸出的齿部；所有支杆的轴线均穿过旋转体；旋转连接结构的一个连接法兰装于盖板的开孔处，另一个连接法兰固定于安装柱上，安装柱装有两个步进电机，两个步进电机的输出轴中，其中一个装有第一齿轮，并与第二齿轮啮合，带动检测机构旋转，对轮胎进行检测，另外一个输出轴穿过所述内轴承、盖板的开孔与旋转体固定，带动旋转体旋转，以控制胎体鼓对轮胎的支撑。

较佳的，旋转体旋转至某一角度时，齿部将支杆顶出至最远距离，此时弧形板的外表面处于同一圆柱面上，以适配轮胎的内壁。

较佳的，所述齿部两侧为曲面，顶部为平面。

较佳的，所述主体由两个环形的分部拼合并使用螺栓固定在一起，所述通孔和弹簧槽于分部拼合后形成。

较佳的，主体内圈的上部设有喷油嘴，主体外圈上部设有供油口，供油口与喷油嘴连通。

较佳的，主体内圈的底部设有集油槽，主体外圈底部设有排污管，集油槽与排污管连通。

较佳的，所述安装柱装于底座上，所述安装板下表面还装有摄像头。

较佳的，所述连接板与安装板的夹角为90°，CCD相机镜头与背光光源的连线与旋转体的轴线平行。

较佳的，所述支杆的近主体轴心一端的两侧也为曲面。

较佳的，还包括控制装置，控制装置控制步进电机、CCD相机、背光光源、摄像头的运转。

本发明通过使用步进电机带动设于主体中的旋转体转动一个进程，旋转体的齿部将自然状态下收起的支杆顶出，至支杆抵靠于齿部的平面上时，可将移至弧形板外侧的轮胎撑起，然后控制装置控制另一步进电机带动检测机构，旋转一周，CCD相机及摄像头采集轮胎外周的形状信息及胎面的图像信息，以判断轮胎的不圆度和胎面目测是否达到合格标准，其中CCD相机常用于对边检测，通过实时电压强度的变化曲线，判断异常的光源遮挡或者缺失，需要松开胎体时，只需将步进电机再驱动一个进程即可使支杆在弹簧的作用下复位收起，然后取下轮胎进行下一轮的监测，本发明实现了胎体检测过程的节能和降低故障率，其装卸速率也较快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一视角立体图。

图2为胎体鼓正视图。

图3为本发明侧视图。

图4为旋转连接结构剖视图。

图5为本发明第二视角立体图。

图中：1、底座；2、安装柱；3、旋转体；4、主体；5、弧形板；6、支杆；7、齿部；8、喷油嘴；9、排污管；10、弹簧槽；11、弹簧；12、限位板；13、安装板；14、CCD相机；15、背光光源；16、摄像头；17、盖板；18、连接板；19、第一齿轮；20、第二齿轮；21、旋转连接结构；22、输出轴；211、连接法兰；212、内轴承；213、外轴承。

具体实施方式

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

实施例1，如图1-图5所示，本发明所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其结构包括：检测机构，胎体鼓；所述检测机构包括：旋转连接结构21，旋转连接结构21包括两端的连接法兰211及中部的管体，管体内装有内轴承212，本例中内轴承212的外圈采用焊接与管体内壁固定，管体外装有外轴承213，外轴承213的外圈一侧固定有第二齿轮20，本例中外轴承213的外圈与第二齿轮20通过焊接固定.外轴承213的内圈与管体外壁通过焊接固定，外轴承213的外圈的外壁通过焊接固定有径向的连接板18，连接板18末端固定有一个安装板13，安装板13下部固定有相对设置的CCD相机14和背光光源15，本例中背光光源使用LED灯；所述胎体鼓包括：主体4、旋转体3，所述主体4呈环形并设有多个均匀分布的径向贯通的通孔，每个通孔的中部还设有弹簧槽10，弹簧槽10内装有弹簧11，弹簧11近主体4轴心一端设有限位板12，弹簧槽10的直径大于通孔直径；还包括多个支杆6，支杆6与通孔数量匹配，支杆6穿过通孔两端，支杆6同时穿过弹簧11限位板12内侧，且与限位板12固定；弹簧11的自然长度大于或等于弹簧槽10的长度；支杆6远主体4轴心一端固定有弧形板5；主体4后端装有盖板17，盖板17轴心部开孔；旋转体3有多个向径向凸出的齿部7；所有支杆6的轴线均穿过旋转体3；旋转连接结构21的一个连接法兰211装于盖板17的开孔处的外周，开孔的内壁与管体内壁同轴，另一个连接法兰211固定于安装柱2上，安装柱2内装有两个步进电机，两个步进电机的输出轴22伸出安装柱2，在两个步进电机中，位于上侧的一个装有第一齿轮19，并与第二齿轮20啮合，带动检测机构旋转，对轮胎进行检测，位于下侧的一个步进电机，其输出轴22穿过所述内轴承212、盖板17的开孔与旋转体3固定，带动旋转体3旋转，以控制胎体鼓对轮胎的支撑。

作为更具体的实施方案，旋转体3旋转至某一角度时，齿部7将支杆6顶出至最远距离，此时弧形板5的外表面处于同一圆柱面上，以适配轮胎的内壁。

作为更具体的实施方案，所述齿部7两侧为曲面，顶部为平面。

作为更具体的实施方案，所述主体4由两个环形的分部拼合并使用螺栓固定在一起，所述通孔和弹簧槽10于分部拼合后形成。

作为更具体的实施方案，主体4内圈的上部设有喷油嘴8，主体4外圈上部设有供油口，供油口与喷油嘴8连通。

作为更具体的实施方案，主体4内圈的底部设有集油槽，主体4外圈底部设有排污管9，集油槽与排污管9连通。

作为更具体的实施方案，所述安装柱2装于底座1上，所述安装板13下表面还装有摄像头16。

作为更具体的实施方案，所述连接板18与安装板13的夹角为90°，CCD相机14的镜头与背光光源15的连线与旋转体3的轴线平行，以便于CCD相机由轮胎边缘检测轮胎的不圆度，另外，为保证CCD相机14刚好能检测到轮胎边缘，连接板18的长度应保证当待测轮胎被胎体鼓撑起后，轮胎边缘刚好处于CCD相机的拍摄范围内，此时轮胎遮挡住部分背光光源，操作人员通过CCD相机反馈的电压随时间的变化曲线可判断轮胎的不圆度是否合格，摄像头用于观测胎面是否有裂纹等缺陷。

作为更具体的实施方案，所述支杆6的近主体4轴心一端的两侧也为曲面。

作为更具体的实施方案，还包括控制装置，控制装置控制步进电机、CCD相机14、背光光源15、摄像头16的运转，因为本案所述胎体鼓设置为无法带动轮胎旋转，因此必须检测机构在检测时绕轮胎外周旋转至少一圈，为防止绕线，控制装置控制检测机构旋转时，模式为往复旋转一周，即当前轮胎检测为正转，则下一个轮胎的检测为反转，再下一个轮胎的检测为正转，如此往复。

实施例2，如图1-图5所示，本发明所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其结构包括：检测机构，胎体鼓；所述检测机构包括：旋转连接结构21，旋转连接结构21包括两端的连接法兰211及中部的管体，管体内装有内轴承212，本例中内轴承212的外圈采用焊接与管体内壁固定，管体外装有外轴承213，外轴承213的外圈一侧固定有第二齿轮20，本例中外轴承213的外圈与第二齿轮20为粉末冶金一体成型，外轴承213的内圈与管体外壁通过焊接固定，外轴承213的外圈的外壁通过焊接固定有径向的连接板18，连接板18末端固定有一个安装板13，安装板13下部固定有相对设置的CCD相机14和背光光源15，本例中背光光源使用LED灯；所述胎体鼓包括：主体4、旋转体3，所述主体4呈环形并设有多个均匀分布的径向贯通的通孔，每个通孔的中部还设有弹簧槽10，弹簧槽10内装有弹簧11，弹簧11近主体4轴心一端设有限位板12，弹簧槽10的直径大于通孔直径；还包括多个支杆6，支杆6与通孔数量匹配，支杆6穿过通孔两端，支杆6同时穿过弹簧11限位板12内侧，且与限位板12固定；弹簧11的自然长度大于或等于弹簧槽10的长度；支杆6远主体4轴心一端固定有弧形板5；主体4后端装有盖板17，盖板17轴心部开孔；旋转体3有多个向径向凸出的齿部7；所有支杆6的轴线均穿过旋转体3；旋转连接结构21的一个连接法兰211装于盖板17的开孔处的外周，开孔的内壁与管体内壁同轴，另一个连接法兰211固定于安装柱2上，安装柱2内装有两个步进电机，两个步进电机的输出轴22伸出安装柱2，在两个步进电机中，位于上侧的一个装有第一齿轮19，并与第二齿轮20啮合，带动检测机构旋转，对轮胎进行检测，位于下侧的一个步进电机，其输出轴22穿过所述内轴承212、盖板17的开孔与旋转体3固定，带动旋转体3旋转，以控制胎体鼓对轮胎的支撑。

作为更具体的实施方案，旋转体3旋转至某一角度时，齿部7将支杆6顶出至最远距离，此时弧形板5的外表面处于同一圆柱面上，以适配轮胎的内壁。

作为更具体的实施方案，所述齿部7两侧为曲面，顶部为平面。

作为更具体的实施方案，所述主体4由两个环形的分部拼合并使用螺栓固定在一起，所述通孔和弹簧槽10于分部拼合后形成。

作为更具体的实施方案，主体4内圈的上部设有喷油嘴8，主体4外圈上部设有供油口，供油口与喷油嘴8连通。

作为更具体的实施方案，主体4内圈的底部设有集油槽，主体4外圈底部设有排污管9，集油槽与排污管9连通。

作为更具体的实施方案，所述安装柱2装于底座1上，所述安装板13下表面还装有摄像头16。

作为更具体的实施方案，所述连接板18与安装板13的夹角为90°，CCD相机14的镜头与背光光源15的连线与旋转体3的轴线平行，以便于CCD相机由轮胎边缘检测轮胎的不圆度，另外，为保证CCD相机14刚好能检测到轮胎边缘，连接板18的长度应保证当待测轮胎被胎体鼓撑起后，轮胎边缘刚好处于CCD相机的拍摄范围内，此时轮胎遮挡住部分背光光源，操作人员通过CCD相机反馈的电压随时间的变化曲线可判断轮胎的不圆度是否合格，摄像头用于观测胎面是否有裂纹等缺陷。

作为更具体的实施方案，所述支杆6的近主体4轴心一端的两侧也为曲面。

作为更具体的实施方案，还包括控制装置，控制装置控制步进电机、CCD相机14、背光光源15、摄像头16的运转，因为本案所述胎体鼓设置为无法带动轮胎旋转，因此必须检测机构在检测时绕轮胎外周旋转至少一圈，为防止绕线，控制装置控制检测机构旋转时，模式为往复旋转一周，即当前轮胎检测为正转，则下一个轮胎的检测为反转，再下一个轮胎的检测为正转，如此往复。

本发明通过使用步进电机带动设于主体中的旋转体转动一个进程，旋转体的齿部将自然状态下收起的支杆顶出，至支杆抵靠于齿部的平面上时，可将移至弧形板外侧的轮胎撑起，然后控制装置控制另一步进电机带动检测机构，旋转一周，CCD相机及摄像头采集轮胎外周的形状信息及胎面的图像信息，以判断轮胎的不圆度和胎面目测是否达到合格标准，其中CCD相机常用于对边检测，通过实时电压强度的变化曲线，判断异常的光源遮挡或者缺失，从而找出胎胚不圆处的精确位置，其原理是：由于本装置中用于驱动检测机构旋转的是步进电机，因此只需保证检测机构的起始位置始终一致，检测机构旋转一周所需时间一致，那么通过观察或者监视CCD相机在一周期内的电压波动，即可精确找出波动异常时对应的步进电机脉冲数量，从而结合一周期的脉冲数量得知异常处的角度，当然，为提高检测结果的准确性，还可设置电压阈值，电压阈值的设置与标准胎胚遮挡CCD相机接收到的背光光源的多少有关，设置为0.5U时，即CCD相机最大电压值的一半，此时CCD相机接收到一半的背光光源，设置为0.3U时，即CCD相机最大电压值的0.3倍，此时CCD相机接收到0.3倍的背光光源，以此类推，当需要检测完毕松开胎体时，只需将步进电机再驱动一个进程即可使支杆在弹簧的作用下复位收起，然后取下轮胎进行下一轮的监测，本发明实现了胎体检测过程的节能和降低故障率，其装卸速率也较快。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：包括：检测机构，胎体鼓；所述检测机构包括：旋转连接结构，旋转连接结构包括两端的连接法兰及中部的管体，管体内装有内轴承，管体外装有外轴承，外轴承的外圈一侧固定有第二齿轮，外圈的外壁固定有径向的连接板，连接板末端固定有一个安装板，安装板下部固定有相对设置的CCD相机和背光光源；所述胎体鼓包括：主体、旋转体，所述主体呈环形并设有多个均匀分布的径向贯通的通孔，每个通孔的中部还设有弹簧槽，弹簧槽内装有弹簧，弹簧近主体轴心一端设有限位板，弹簧槽的直径大于通孔直径；还包括多个支杆，支杆与通孔数量匹配，支杆穿过通孔两端，支杆同时穿过弹簧限位板内侧，且与限位板固定；弹簧的自然长度大于或等于弹簧槽的长度；支杆远主体轴心一端固定有弧形板；主体后端装有盖板，盖板轴心部开孔；旋转体有多个向径向凸出的齿部；所有支杆的轴线均穿过旋转体；旋转连接结构的一个连接法兰装于盖板的开孔处，另一个连接法兰固定于安装柱上，安装柱装有两个步进电机，两个步进电机的输出轴中，其中一个装有第一齿轮，并与第二齿轮啮合，带动检测机构旋转，对轮胎进行检测，另外一个输出轴穿过所述内轴承、盖板的开孔与旋转体固定，带动旋转体旋转，以控制胎体鼓对轮胎的支撑。

2.根据权利要求1所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：旋转体旋转至某一角度时，齿部将支杆顶出至最远距离，此时弧形板的外表面处于同一圆柱面上，以适配轮胎的内壁。

3.根据权利要求2所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：所述齿部两侧为曲面，顶部为平面。

4.根据权利要求3所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：所述主体由两个环形的分部拼合并使用螺栓固定在一起，所述通孔和弹簧槽于分部拼合后形成。

5.根据权利要求4所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：主体内圈的上部设有喷油嘴，主体外圈上部设有供油口，供油口与喷油嘴连通。

6.根据权利要求5所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：主体内圈的底部设有集油槽，主体外圈底部设有排污管，集油槽与排污管连通。

7.根据权利要求6所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：所述安装柱装于底座上，所述安装板下表面还装有摄像头。

8.根据权利要求7所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：所述连接板与安装板的夹角为90°，CCD相机镜头与背光光源的连线与旋转体的轴线平行。

9.根据权利要求8所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：所述支杆的近主体轴心一端的两侧也为曲面。

10.根据权利要求9所述成型机用高容错率胎胚检测装置，其特征在于：还包括控制装置，控制装置控制步进电机、CCD相机、背光光源、摄像头的运转。