CN208428536U - 轮胎机械手以及采用该机械手的集成式硫化设备 - Google Patents

Abstract

一种轮胎机械手以及采用该机械手的集成式硫化设备，其中轮胎机械手，包括安装在支架上并能够升降的安装座，与安装座相连的摆臂，以及安装在摆臂上能够抓取轮胎的抓胎机构；摆臂包括主摆臂和副摆臂；安装座上安装有伺服电机，伺服电机驱动主轴旋转；副摆臂与主摆臂之间安装第一气缸；气缸的缸体与主摆臂相连，气缸的活塞杆与副摆臂相连。轮胎机械手通过伺服电机驱动主摆臂，减小了轮胎机械手完成动作时，其自身所占据的空间，使机械手能够满足小空间安装和运行的要求，同时增大了主摆臂的摆动幅度和摆动精度，提高机械手的运行范围和定位精度，减小了实现同等工作要求的成本投入。伺服电机固定在安装座上，第一气缸的缸体位于主摆臂上，使机械手的重心平衡，降低摆臂受到的压力，提高设备的使用寿命，保证机械手的运行精度。

Description

轮胎机械手以及采用该机械手的集成式硫化设备

技术领域

本实用新型属于轮胎加工机械设备领域，尤其涉及轮胎机械手以及采用该机械手的集成式硫化设备。

背景技术

硫化是轮胎生产的关键步骤之一，由于硫化机内温度较高，为避免人员受伤，则需要采用机械手作为轮胎的转运装置，将轮胎送入硫化机或将轮胎从硫化机中取出。

传统的机械手采用气缸推动摆臂来回摆动，实现胎胚的送入，气缸动作时会向外侧移动，使机械手完成动作时，自身结构需要占用较大的空间，无法满足小空间安装的要求，而且摆臂的摆动幅度受到气缸的行程以及摆臂的摆动角度等因素的限制，摆动幅度较小。传统的机械手在抓胎时，主要采用丝杠等阿基米德螺旋式运动结构驱动爪片移动，虽然爪片的进给稳定，但可伸缩调节的范围较小，加工复杂，精度不足时容易发生卡阻。

另外，现有的轮胎双模硫化机大多采用两个硫化机或硫化单元并排排列的方式，此种方式空间利用率低，增加厂房成本。而且需要机械手更大的运行范围，才能够满足两个硫化机上轮胎的转运，进一步增加了空间的占用，提高了厂房成本。

实用新型内容

本实用新型针对上述的现有技术存在的技术问题，提出一种运行占用空间小、结构简单、运行精度高的轮胎机械手以及采用该机械手的集成式硫化设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种轮胎机械手，用于转运轮胎，包括安装在支架上并能够升降的安装座，与安装座相连的摆臂，以及安装在摆臂上能够抓取轮胎的抓胎机构；

所述摆臂包括主摆臂和副摆臂，所述主摆臂通过设置的主轴铰接在安装座上，所述副摆臂与主摆臂铰接，所述抓胎机构安装在副摆臂上；

所述安装座上安装有伺服电机，所述伺服电机驱动主轴旋转，用以使与主轴固接的主摆臂摆动；

所述副摆臂与主摆臂之间安装第一气缸，用以驱动副摆臂摆动；

所述气缸的缸体与主摆臂相连，所述气缸的活塞杆与副摆臂相连。

作为优选，所述抓胎机构包括与副摆臂相连的卡盘，以及滑动安装在卡盘上的多个爪片；

所述爪片在卡盘上周向设置，并连接有齿条；所述卡盘上安装有齿轮以及驱动齿轮旋转的驱动器；

所述齿轮与齿条啮合，用以驱动爪片径向滑动。

作为优选，所述齿轮安装多个，所述齿轮设置的转轴上均安装有链轮，所述链轮均通过同一链条传动，用以使齿轮同步转动。

作为优选，所述驱动器为第二气缸，所述齿轮设置的转轴上安装有摆动件，所述第二气缸驱动摆动件以转轴为轴摆动，从而使转轴以及与转轴同轴的齿轮转动。

一种采用上述轮胎机械手的集成式硫化设备，包括第一硫化机和第二硫化机，所述第一硫化机的主体与第二硫化机的主体相互垂直，所述第一硫化机内侧的边缘与第二硫化机内侧的边缘相贴靠；

所述轮胎机械手的安装座安装在第一硫化机主体设置的支架上。

作为优选，所述支架位于所述第一硫化机主体的外侧。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、轮胎机械手通过伺服电机驱动主摆臂，减小了轮胎机械手完成动作时，其自身所占据的空间，使机械手能够满足小空间安装和运行的要求，同时增大了主摆臂的摆动幅度和摆动精度，提高机械手的运行范围和定位精度，减小了实现同等工作要求的成本投入。伺服电机固定在安装座上，第一气缸的缸体位于主摆臂上，使机械手的重心平衡，降低摆臂受到的压力，提高设备的使用寿命，保证机械手的运行精度。

2、爪片采用齿轮和齿条结构驱动，能够保证爪片移动的精确度，同时使爪片具有较大的移动范围，加工制造容易，安装方便，不容易发生卡阻。爪片通过链条链轮传动结构同步驱动，结构简单，安装容易。爪片通过气缸驱动，结构简单，成本低，驱动力强，在抓取轮胎时，能够使爪片紧密的贴靠在轮胎的子口上，将轮胎抓紧，提高了轮胎抓取的牢固性。

3、集成式硫化设备通过垂直设置两台硫化机，减小设备对厂房空间的占用，减少对厂房整体面积的需求，降低工厂建设的成本投入，同时缩短了两台硫化机装填口的距离，使同一机械手能够处理两台硫化机的轮胎转移，减少了机械手所需的数量，进一步降低了设备的成本。机械手运行时自身的空间占据较小，使机械手能够安装在两个硫化机主体之间的空间中，满足两台硫化机垂直设置时小空间的安装要求。机械手安装在主体的外侧，能够保证机械手的摆动范围，不会被硫化机的主体所阻挡，使机械手能够将设备外的轮胎送入到硫化机中。

附图说明

图1为轮胎机械手的结构示意图；

图2为抓胎机构的结构示意图一；

图3为抓胎机构的结构示意图二；

图4为爪盘部分打开后抓胎机构的结构示意图；

图5为集成式硫化设备的结构示意图；

以上各图中：1、支架；2、安装座；3、摆臂；3.1、主摆臂；3.2、副摆臂；4、抓胎机构；4.1、卡盘；4.2、爪片；4.3、齿条；4.4、齿轮；4.5、转轴；4.6、链轮；4.7、链条；4.8、摆动件；5、伺服电机；6.1、第一气缸；6.2、第二气缸；7、第一硫化机；8、第二硫化机；9、操作空间。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

如图1至5所示，轮胎机械手用于转运轮胎，包括安装在支架1上并能够升降的安装座2，与安装座2相连的摆臂3，以及安装在摆臂3上能够抓取轮胎的抓胎机构4。

安装座2滑动安装在支架1设置的导轨上，上下滑动进行升降。支架1上安装气缸、电机等能够驱动安装座2升降的驱动元件。

摆臂3包括主摆臂3.1和副摆臂3.2，主摆臂3.1通过设置的主轴3.3铰接在安装座2上，副摆臂3.2与主摆臂3.1铰接，抓胎机构4安装在副摆臂3.2上。

主摆臂3.1与主轴3.3固接，安装座2上安装有伺服电机5，伺服电机5驱动主轴3.3旋转，从而使与主轴3.3固接的主摆臂3.1摆动。

副摆臂3.2与主摆臂3.1之间安装第一气缸6.1，副摆臂3.2在第一气缸6.1的驱动下摆动。

第一气缸6.1的缸体6.1a与主摆臂3.1相连，第一气缸6.1的活塞杆6.1b与副摆臂3.2相连，使重量较大的缸体6.1a由主摆臂3.1支撑。

摆臂3一端连接抓胎机构4，另一端连接安装座2，使摆臂3一端承载抓胎结构4，另一端承载第一气缸6.1以及安装座2上的伺服电机5，从而使机械手整体重心平衡，防止因摆臂3一侧承载偏大，造成摆臂变形，保证机械手的使用寿命，使机械手能够长时间保持运行准确。

相比于气缸驱动，伺服电机5驱动主摆臂3.1，能够使主摆臂3.1能够具有更大的摆动幅度，机械手完成动作时，伺服电机5保持在原位，不会占据空间，使机械手能够满足小空间安装和运行的要求。伺服电机5能够精确控制主摆臂3.1的摆动位置，从而使抓胎机构4能够准确运行到预定位置，对轮胎进行抓取和投放。副摆臂3.2采用气缸驱动，能够保证抓胎机构4的运行精度，同时保证机械手整体结构的低制造成本。

抓胎机构4包括与副摆臂3.2相连的卡盘4.1，以及安装在卡盘4.1上的多个爪片4.2。

为了提高抓胎机构4中爪片4.2的运行范围，爪片4.2滑动安装在卡盘4.1上。

爪片4.2固定在滑座上，滑座滑动安装在卡盘4.1设置的导轨上。卡盘4.1上的导轨均以一点为圆心，径向设置，使爪片4.2均径向滑动。爪片4.2在卡盘4.1上周向设置，使爪片4.2分布圆心的四周，并能够位于同一圆周上。

爪片4.2连接有齿条4.3，卡盘4.1上安装有齿轮4.4以及驱动齿轮4.4旋转的驱动器。

齿条4.3与卡盘4.1上对应的导轨平行，齿轮4.4设置多个，均与对应的齿条4.3相啮合，驱动器通过驱动齿轮4.4旋转，从而通过齿轮传动驱动爪片4.2径向滑动。

抓胎机构4抓取轮胎时，爪片4.2均进入到轮胎的子口内，驱动器驱动爪片4.2向外侧移动，并贴靠在轮胎的子口上，使多个爪片4.2张开，将轮胎撑起，从而将轮胎固定在抓胎机构4上。

抓胎机构4投放轮胎时，驱动器驱动爪片4.2向内侧移动，使爪片4.2脱离于轮胎子口的接触，使说个爪片4.2收缩，将轮胎松开，使轮胎放下。

抓胎机构4抓取或投放轮胎时，爪片4.2均始终保持在同一圆周上，使各个爪片4.2同时贴近到轮胎子口上或将轮胎松开，使轮胎的抓取和松开平稳进行。

为了使爪片4.2同步运行，保持在同一圆周上，齿轮4.4设置的转轴4.5上均安装有链轮4.6，链轮4.6均通过同一链条4.7传动，用以使齿轮4.4同步转动。

链轮4.6可替换为皮带轮，链条4.7可替换为与皮带轮相匹配的传送带。齿轮4.4通过机械传动装置同步运行，使爪片4.2同步运行，保持在同一圆周。

为了保证链条4.7与链轮4.6的传动效率，防止发生打滑，卡盘4.1上安装有张紧轮，将链条4.7张紧，使链条4.7牢固的贴靠在链轮4.6上。

驱动齿轮4.4旋转的驱动器为第二气缸6.2，齿轮4.4设置的转轴4.5上安装有摆动件4.8，第二气缸6.2推拉摆动件4.8，使摆动件4.8以转轴4.5为轴摆动，从而使转轴4.5以及与转轴4.5同轴的齿轮4.4转动。

驱动器采用第二气缸6.2，结构简单，成本低，可水平安装在卡盘4.1上，占用空间小，能够输出较强的驱动力，使爪片4.2能够牢固的贴靠到轮胎的子口上，使轮胎牢固固定，抓胎机构4移动位置时，轮胎不会掉落，避免因轮胎掉落造成的安全事故。

集成式硫化设备包括第一硫化机7和第二硫化机8，第一硫化机7内侧的边缘与第二硫化机8内侧的边缘相贴靠，从而是两个硫化机接触连接。

第一硫化机7的主体与第二硫化机8的主体相互垂直，使集成式硫化设备整体在横向上的长度变短。

第一硫化机7的主体与第二硫化机8的主体之间，形成一个操作空间9。

轮胎机械手的安装座2安装在第一硫化机7主体设置的支架1上，使轮胎机械手在操作空间中运行，减少了对集成式硫化设备外部空间的占用，从而降低了集成式硫化设备整体对厂房空间的占用，减少对厂房整体面积的需求，降低工厂建设的成本投入。

第一硫化机7的主体与第二硫化机8的主体相互垂直，使两个硫化机用于装入和卸出轮胎的装填口之间的距离减小，轮胎机械手能够使其抓胎机构4移动到第一硫化机7装填口中和第二硫化机8的装填口中，从而使一个轮胎机械手即可完成两台硫化机的轮胎转运，减少了机械手所需的数量，进一步降低了设备的成本。

支架1位于所述第一硫化机7主体的外侧，使轮胎机械手能够最大程度的摆动到操作空间9的外侧，将集成式硫化设备外的轮胎转运到集成式硫化设备内。

Claims (6)

1.一种轮胎机械手，用于转运轮胎，包括安装在支架(1)上并能够升降的安装座(2)，与安装座(2)相连的摆臂(3)，以及安装在摆臂(3)上能够抓取轮胎的抓胎机构(4)；

所述摆臂(3)包括主摆臂(3.1)和副摆臂(3.2)，所述主摆臂(3.1)通过设置的主轴(3.3)铰接在安装座(2)上，所述副摆臂(3.2)与主摆臂(3.1)铰接，所述抓胎机构(4)安装在副摆臂(3.2)上；

其特征在于，所述安装座(2)上安装有伺服电机(5)，所述伺服电机(5)驱动主轴(3.3)旋转，用以使与主轴(3.3)固接的主摆臂(3.1)摆动；

所述副摆臂(3.2)与主摆臂(3.1)之间安装第一气缸(6.1)，用以驱动副摆臂(3.2)摆动；

所述第一气缸(6.1)的缸体(6.1a)与主摆臂(3.1)相连，所述第一气缸(6.1)的活塞杆(6.1b)与副摆臂(3.2)相连。

2.根据权利要求1所述的轮胎机械手，其特征在于，所述抓胎机构(4)包括与副摆臂(3.2)相连的卡盘(4.1)，以及滑动安装在卡盘(4.1)上的多个爪片(4.2)；

所述爪片(4.2)在卡盘(4.1)上周向设置，并连接有齿条(4.3)；所述卡盘(4.1)上安装有齿轮(4.4)以及驱动齿轮(4.4)旋转的驱动器；

所述齿轮(4.4)与齿条(4.3)啮合，用以驱动爪片(4.2)径向滑动。

3.根据权利要求2所述的轮胎机械手，其特征在于，所述齿轮(4.4)安装多个，所述齿轮(4.4)设置的转轴(4.5)上均安装有链轮(4.6)，所述链轮(4.6)均通过同一链条(4.7)传动，用以使齿轮(4.4)同步转动。

4.根据权利要求2所述的轮胎机械手，其特征在于，所述驱动器为第二气缸(6.2)，所述齿轮(4.4)设置的转轴(4.5)上安装有摆动件(4.8)，所述第二气缸(6.2)驱动摆动件(4.8)以转轴(4.5)为轴摆动，从而使转轴(4.5)以及与转轴(4.5)同轴的齿轮(4.4)转动。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述轮胎机械手的集成式硫化设备，其特征在于，包括第一硫化机(7)和第二硫化机(8)，所述第一硫化机(7)的主体与第二硫化机(8)的主体相互垂直，所述第一硫化机(7)内侧的边缘与第二硫化机(8)内侧的边缘相贴靠；

所述轮胎机械手的安装座(2)安装在第一硫化机(7)主体设置的支架(1)上。

6.根据权利要求5所述的集成式硫化设备，其特征在于，所述支架(1)位于所述第一硫化机(7)主体的外侧。