CN214562308U - 轮胎硫化机机械手的伺服机构及轮胎硫化机机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，包括：架体、驱动装置、回转臂、位置检测装置及控制装置；其中架体包括升降架及第一固定板；驱动装置以旋转轴向竖直的方向与第一固定板可拆卸连接，用以将电力转化为回转臂的驱动力；回转臂在驱动装置的驱动下沿水平方向往复转动；位置检测装置用以检测回转臂的位置；控制装置分别与位置检测装置及驱动装置连通。本实用新型通过利用电力驱动回转臂的驱动装置的设置，为机械手的转动构建了一个有闭回路控制的机械运动伺服机构，在该伺服机构中可以精确控制回转臂的位置、速度。

Description

轮胎硫化机机械手的伺服机构及轮胎硫化机机械手

技术领域

本实用新型涉及一种硫化设备技术领域，具体涉及轮胎硫化机机械手的伺服机构及轮胎硫化机机械手。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的日益富足，尤其是21世纪以来，汽车行业一直处于蓬勃发展阶段，并带动了相关行业的持久兴盛，作为汽车重要配套之一，轮胎的发展尤为引人注目，因为轮胎的定型硫化等生产过程必然涉及到轮胎的转运，正因如此，机械手是轮胎定型硫化机的重要组成部分，其转运轮胎的运行平稳与否会直接影响到轮胎生产流程的效率和硫化定型质量，所以，硫化机机械手的稳定精确性能至关重要。

在现有技术中，硫化机机械手通常采用缸体(气缸、油缸)活塞杆直接连在转臂上，从而实现机械手转进转出动作，完成轮胎转运任务，这样的结构较复杂，非常不好控制，转动缓慢不灵活，晃动大，使用一段时间后精度就跑位，从而影响硫化轮胎的品质。

因此，本技术领域亟需一种结构简单，转运平稳高效且转入转出定位精度高的机械手伺服机构。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种结构简单，操作控制方便、转运轮胎既快又稳且转入转出定位精度高的机械手伺服机构。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一方面，本实用新型公开了一种用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，包括：架体、驱动装置、回转臂、位置检测装置及控制装置；所述架体，用以固定承载所述驱动装置、回转臂及位置检测装置，所述架体包括升降架及第一固定板，所述第一固定板与所述升降架固定连接；所述驱动装置，以旋转轴向竖直的方向与所述第一固定板可拆卸连接，用以将电力转化为所述回转臂的驱动力；所述回转臂，与所述驱动装置连接，并在所述驱动装置的驱动下沿水平方向往复转动于预定的扇形区域内，用以转运轮胎；所述位置检测装置，与所述回转臂配合设置，用以检测所述回转臂的位置；所述控制装置，分别与所述位置检测装置及所述驱动装置连通。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中硫化机机械手的转入转出机构所存在的结构较复杂，定位精度难以控制，转动缓慢不灵活且使用一段时间后精度易跑位的问题，通过在机械手的驱动方式中引入伺服机构，即通过利用电力驱动所述回转臂的驱动装置、位置检测装置及控制装置的设置，为机械手的转动构建了一个有闭回路控制的机械运动伺服机构，在该伺服机构中可以精确控制回转臂的位置、速度；同时，省却了气缸或油缸驱动所必须配置的复杂的管路系统，大大简化了机械手的结构，且操作更为方便高效；另外，便于实现自动化，节省人工成本，经济效益凸显。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述第一固定板上设有安装孔，所述驱动装置包括伺服电机及谐波减速机，所述谐波减速机以所述安装孔为中心固定连接在所述第一固定板的下方，所述伺服电机与所述谐波减速机固定连接。

采用上述技术方案的有益效果是：在驱动装置中引入伺服电机及谐波减速机，通过伺服电机与谐波减速机配合，充分利用了伺服电机控制精度和位置精度非常准确、过载能力大且具有很高的加/减速能力的优点，以及谐波减速机减速比高、传动精度高、高效无噪音的特点，促使整个驱动装置零部件少、安装十分方便且体积小、重量轻，大大减轻了机械手的整体结构复杂程度，且后期易于维护。

作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述回转臂包括回转轴、臂梁及轮胎爪，所述回转轴固定连接在所述臂梁的一端，且所述回转轴沿轴向与所述谐波减速机的顶端可拆卸连接；所述轮胎爪固定连接在所述臂梁的另一端。

采用上述技术方案的有益效果是：回转臂以回转轴与谐波减速机的顶端可拆卸连接，后期维护简单方便。

作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述轮胎爪为开口的C型爪，所述C型爪的开口方向朝向外侧。

采用上述技术方案的有益效果是：轮胎爪设置成外侧开口的C型爪，在满足轮胎转运过程中的安全可靠的前提下，可以满足轮胎爪从上方向下放置或从外侧水平放置的双重放置方法，轮胎取放更为灵活，降低了与机械手配合的轮胎取放装置的位置要求，拓展了机械手的应用范围。

作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述架体还包括第二固定板及轴承，所述第二固定板与所述升降架固定连接，并设在所述回转轴远离所述第一固定板的上端，所述第二固定板上在与所述回转轴对应的位置设有回转孔，所述回转孔内嵌有轴承，所述轴承的内圈套设在所述回转轴的上端。

采用上述技术方案的有益效果是：第二固定板及轴承的引入，一方面，从回转轴的另一端进行约束，进一步增强了回转轴的承载能力，且可有效防止回转轴末端反复受力造成回转臂变形；影响回转臂的使用寿命；另一方面，轴承的设置，大大减少了回转轴与回转孔之间的相互摩擦，也有效延长了机械手的使用寿命。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，所述回转臂还包括筋板，所述筋板设在所述回转轴与所述臂梁的连接处。

采用上述技术方案的有益效果是：筋板的设置，进一步增强了回转臂的承载能力以及受压抗变形能力，进一步延长回转臂的使用寿命。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，所述轮胎爪的位置包括零点位，所述位置检测装置包括开关支撑架、零点开关及开关感应板，所述零点开关通过所述开关支撑架固定在所述第二固定板上，所述开关感应板固定在所述回转轴上；所述开关感应板位于所述零点开关下方时，所述轮胎爪处于所述零点位。

采用上述技术方案的有益效果是：轮胎爪的位置在位置检测装置中引入零点开关，并将零点开关设置在第二固定板上，通过零点开关与开关感应板的配合，标定出零点位，由于构成参考系的零点开关为静止状态，可减少使用过程中零点校准的次数，高精定位更为持久稳定。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，所述轮胎爪的位置还包括左极限位及右极限位，所述位置检测装置还包括第一极限开关及第二极限开关，所述第一极限开关及第二极限开关分别位于所述零点开关的左侧及右侧；所述开关感应板位于所述第一极限开关下方时，所述轮胎爪处于所述左极限位；所述开关感应板位于所述第二极限开关下方时，所述轮胎爪处于所述右极限位。

采用上述技术方案的有益效果是：第一极限开关及第二极限开关的设置，为回转臂的旋转构建了第二道防护，以防止回转臂在零点开关出现异常时，因无法及时停止转动从而对周边设备造成损伤。

作为本实用新型技术方案的又进一步改进，伺服机构还包括报警器，所述报警器与所述控制装置连通，用以接收所述控制装置的异常情况警报指令并发出警报。

采用上述技术方案的有益效果是：报警器的设置，将机械手伺服机构的异常情况及时以警报的方式通知现场工作人员，从而使得异常情况能够及时得到妥善处置，以免造成更大的破坏甚至安全事故。

另一方面，本实用新型还进一步公开了一种轮胎硫化机机械手，包括上述技术方案中任一项所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构。

采用上述技术方案的有益效果是：包含上述技术方案中任一项伺服机构的轮胎硫化机机械手，均能够有效控制回转臂的位置精度，且回转臂的转动更为高效灵活，便于实现机械手的自动化控制，节省劳力，可显著降低设备采购成本及使用成本。

附图说明

为了更为清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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它附图。

图1为本实用新型的机械手的伺服机构主视示意图；

图2为本实用新型的轮胎爪处于零点位时的伺服机构俯视示意图；

图3为本实用新型的轮胎爪处于转出位时的伺服机构俯视示意图；

图4为本实用新型的轮胎爪处于零点位或极限位时的伺服机构局部示意图；

图中数字所表示的相应的部件名称如下：

轮胎01；架体1；升降架11；第一固定板12；第二固定板13；轴承14；驱动装置2；伺服电机21；谐波减速机22；回转臂3；回转轴31；臂梁32；轮胎爪33；C型爪331；筋板34；位置检测装置4；开关支撑架41；零点开关42；开关感应板43；第一极限开关44；第二极限开关45；控制装置5；报警器6。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供的技术方案为：

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，公开了一种用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其中包括：架体1、驱动装置2、回转臂3、位置检测装置4及控制装置5；架体1，用以固定承载驱动装置2、回转臂3及位置检测装置4，架体1包括升降架11及第一固定板12，第一固定板12与升降架11固定连接；驱动装置2，以旋转轴向竖直的方向与第一固定板12可拆卸连接，用以将电力转化为回转臂3的驱动力；回转臂3，与驱动装置2连接，并在驱动装置2的驱动下沿水平方向往复转动于预定的扇形区域内，用以转运轮胎01；位置检测装置4，与回转臂3配合设置，用以检测回转臂3的位置；控制装置5，分别与位置检测装置4及驱动装置2连通。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中硫化机机械手的转入转出机构所存在的结构较复杂，定位精度难以控制，转动缓慢不灵活且使用一段时间后精度易跑位的问题，通过在机械手的驱动方式中引入伺服机构，即通过利用电力驱动回转臂的驱动装置、位置检测装置及控制装置的设置，为机械手的转动构建了一个有闭回路控制的机械运动伺服机构，在该伺服机构中可以精确控制回转臂的位置、速度；同时，省却了气缸或油缸驱动所必须配置的复杂的管路系统，大大简化了机械手的结构，且操作更为方便高效；另外，便于实现自动化，节省人工成本，经济效益凸显。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，第一固定板12上设有安装孔，驱动装置2包括伺服电机21及谐波减速机22，谐波减速机22以安装孔为中心固定连接在第一固定板12的下方，伺服电机21与谐波减速机22固定连接。

采用上述技术方案的有益效果是：在驱动装置中引入伺服电机及谐波减速机，通过伺服电机与谐波减速机配合，充分利用了伺服电机控制精度和位置精度非常准确、过载能力大且具有很高的加/减速能力的优点，以及谐波减速机减速比高、传动精度高、高效无噪音的特点，促使整个驱动装置零部件少、安装十分方便且体积小、重量轻，大大减轻了机械手的整体结构复杂程度，且后期易于维护。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，回转臂3包括回转轴31、臂梁32及轮胎爪33，回转轴31固定连接在臂梁32的一端，且回转轴31沿轴向与谐波减速机22的顶端可拆卸连接；轮胎爪33固定连接在臂梁32的另一端。

采用上述技术方案的有益效果是：回转臂以回转轴与谐波减速机的顶端可拆卸连接，后期维护简单方便。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2，3所示，轮胎爪33为开口的C型爪331，C型爪331的开口方向朝向外侧。

采用上述技术方案的有益效果是：轮胎爪设置成外侧开口的C型爪，在满足轮胎转运过程中的安全可靠的前提下，可以满足轮胎爪从上方向下放置或从外侧水平放置的双重放置方法，轮胎取放更为灵活，降低了与机械手配合的轮胎取放装置的位置要求，拓展了机械手的应用范围。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，架体1还包括第二固定板13及轴承14，第二固定板13与升降架11固定连接，并设在回转轴31远离第一固定板12的上端，第二固定板13上在与回转轴31对应的位置设有回转孔，回转孔内嵌有轴承14，轴承14的内圈套设在回转轴31的上端。

采用上述技术方案的有益效果是：第二固定板及轴承的引入，一方面，从回转轴的另一端进行约束，进一步增强了回转轴的承载能力，且可有效防止回转轴末端反复受力造成回转臂变形；影响回转臂的使用寿命；另一方面，轴承的设置，大大减少了回转轴与回转孔之间的相互摩擦，也有效延长了机械手的使用寿命。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，回转臂3还包括筋板34，筋板34设在回转轴31与臂梁32的连接处。

采用上述技术方案的有益效果是：筋板的设置，进一步增强了回转臂的承载能力以及受压抗变形能力，进一步延长回转臂的使用寿命。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2所示，轮胎爪33的位置包括零点位，位置检测装置4包括开关支撑架41、零点开关42及开关感应板43，零点开关42通过开关支撑架41固定在第二固定板13上，开关感应板43固定在回转轴31上；开关感应板43位于零点开关42下方时，轮胎爪33处于零点位。

正常工作过程中，回转臂3以轮胎爪33处于零点位为轮胎01的转入位，当接收到轮胎01后，在伺服电机21及谐波减速机22的配合驱动下，按预定速度及方向旋转至轮胎01的转出位，如图3所示，从而转出轮胎01，最后返回至零点位，等待接收下一件轮胎01。

采用上述技术方案的有益效果是：轮胎爪的位置在位置检测装置中引入零点开关，并将零点开关设置在第二固定板上，通过零点开关与开关感应板的配合，标定出零点位，由于构成参考系的零点开关为静止状态，可减少使用过程中零点校准的次数，高精定位更为持久稳定。

在本实用新型的另一些实施例中，如图4所示，轮胎爪33的位置还包括左极限位及右极限位，位置检测装置4还包括第一极限开关44及第二极限开关45，第一极限开关44及第二极限开关45分别位于零点开关42的左侧及右侧；开关感应板43位于第一极限开关44下方时，轮胎爪33处于左极限位；开关感应板43位于第二极限开关45下方时，轮胎爪33处于右极限位。

换而言之，第一极限开关44与第二极限开关45之间所成的扇形夹角大于回转臂3从转入位(零点位)旋转至转出位时所旋转的角度，且转入位与转出位均在第一极限开关44与第二极限开关45所形成的扇形夹角内。

采用上述技术方案的有益效果是：第一极限开关及第二极限开关的设置，为回转臂的旋转构建了第二道防护，以防止回转臂在零点开关出现异常时，因无法及时停止转动从而对周边设备造成损伤。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，伺服机构还包括报警器6，报警器6与控制装置5连通，用以接收控制装置5的异常情况警报指令并发出警报。

采用上述技术方案的有益效果是：报警器的设置，将机械手伺服机构的异常情况及时以警报的方式通知现场工作人员，从而使得异常情况能够及时得到妥善处置，以免造成更大的破坏甚至安全事故。

在本实用新型的另一些实施例中，还进一步公开了一种轮胎硫化机机械手，包括上述技术方案中任一项的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构。

采用上述技术方案的有益效果是：包含上述技术方案中任一项伺服机构的轮胎硫化机机械手，均能够有效控制回转臂的位置精度，且回转臂的转动更为高效灵活，便于实现机械手的自动化控制，节省劳力，可显著降低设备采购成本及使用成本。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，包括：架体、驱动装置、回转臂、位置检测装置及控制装置；

所述架体，用以固定承载所述驱动装置、回转臂及位置检测装置，所述架体包括升降架及第一固定板，所述第一固定板与所述升降架固定连接；

所述驱动装置，以旋转轴向竖直的方向与所述第一固定板可拆卸连接，用以将电力转化为所述回转臂的驱动力；

所述回转臂，与所述驱动装置连接，并在所述驱动装置的驱动下沿水平方向往复转动于预定的扇形区域内，用以转运轮胎；

所述位置检测装置，与所述回转臂配合设置，用以检测所述回转臂的位置；

所述控制装置，分别与所述位置检测装置及所述驱动装置连通。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述第一固定板上设有安装孔，所述驱动装置包括伺服电机及谐波减速机，所述谐波减速机以所述安装孔为中心固定连接在所述第一固定板的下方，所述伺服电机与所述谐波减速机固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述回转臂包括回转轴、臂梁及轮胎爪，所述回转轴固定连接在所述臂梁的一端，且所述回转轴沿轴向与所述谐波减速机的顶端可拆卸连接；所述轮胎爪固定连接在所述臂梁的另一端。

4.根据权利要求3所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述轮胎爪为开口的C型爪，所述C型爪的开口方向朝向外侧。

5.根据权利要求3所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述架体还包括第二固定板及轴承，所述第二固定板与所述升降架固定连接，并设在所述回转轴远离所述第一固定板的上端，所述第二固定板上在与所述回转轴对应的位置设有回转孔，所述回转孔内嵌有轴承，所述轴承的内圈套设在所述回转轴的上端。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述回转臂还包括筋板，所述筋板设在所述回转轴与所述臂梁的连接处。

7.根据权利要求5所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述轮胎爪的位置包括零点位，所述位置检测装置包括开关支撑架、零点开关及开关感应板，所述零点开关通过所述开关支撑架固定在所述第二固定板上，所述开关感应板固定在所述回转轴上；所述开关感应板位于所述零点开关下方时，所述轮胎爪处于所述零点位。

8.根据权利要求7所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，所述轮胎爪的位置还包括左极限位及右极限位，所述位置检测装置还包括第一极限开关及第二极限开关，所述第一极限开关及第二极限开关分别位于所述零点开关的左侧及右侧；所述开关感应板位于所述第一极限开关下方时，所述轮胎爪处于所述左极限位；所述开关感应板位于所述第二极限开关下方时，所述轮胎爪处于所述右极限位。

9.根据权利要求8所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述控制装置连通，用以接收所述控制装置的异常情况警报指令并发出警报。

10.一种轮胎硫化机机械手，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的用于轮胎硫化机机械手的伺服机构。

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