連桿式機(jī)械手的制作方法

本發(fā)明屬于輪胎定型硫化輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于向輪胎硫化機(jī)裝載輪胎的裝胎裝置。

背景技術(shù)：

輪胎硫化機(jī)是在輪胎硫化工序中，用于將輪胎由塑性輪胎轉(zhuǎn)化為彈性輪胎或硬質(zhì)輪胎的設(shè)備，其包括底座、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、中心機(jī)構(gòu)、硫化室、裝胎裝置(機(jī)械手)、卸胎機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)。其中，裝胎裝置是實(shí)現(xiàn)硫化輪胎自動(dòng)化過(guò)程的重要保證之一，該裝置能夠完成生胎抓取、上升、轉(zhuǎn)入和下降，以及將生胎準(zhǔn)確套住膠囊使之定型，然后閉合、上升轉(zhuǎn)出等一系列連貫動(dòng)作。

中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN203063008U公開(kāi)了一種輪胎定型硫化機(jī)機(jī)械爪，包括轉(zhuǎn)臂、托板、爪盤(pán)、轉(zhuǎn)盤(pán)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)和托舉機(jī)構(gòu)，所述抓取機(jī)構(gòu)包括滑軌、滑塊、爪片和連桿，所述滑軌固定在所述爪盤(pán)的下表面上且沿爪盤(pán)的周向均勻分布，所述滑塊可滑動(dòng)地設(shè)置在所述滑軌上且沿爪盤(pán)的徑向滑動(dòng)，所述爪片與滑塊固定連接，所述連桿的兩端分別與所述轉(zhuǎn)盤(pán)和滑塊相連接，通過(guò)采用抓托式機(jī)械爪對(duì)生胎進(jìn)行裝載；中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN204471685U公開(kāi)了一種輪胎硫化機(jī)用裝卸胎組件，包括轉(zhuǎn)盤(pán)座及卡爪，轉(zhuǎn)盤(pán)座的外環(huán)面箍設(shè)爪盤(pán)，爪盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)座間構(gòu)成回轉(zhuǎn)配合，卡爪用于直接抵合胎坯子口的夾持面所圍合形成柱面的軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)盤(pán)座軸線(xiàn)同軸布置，爪盤(pán)下盤(pán)面徑向延伸導(dǎo)軌部，且爪盤(pán)盤(pán)面處貫穿設(shè)置弧形導(dǎo)向槽，卡爪為雙導(dǎo)桿氣缸，卡爪的活塞桿端設(shè)置上述夾持面，且?jiàn)A持面的活塞動(dòng)作方向沿爪盤(pán)徑向布置，爪盤(pán)的盤(pán)面處還開(kāi)設(shè)通行槽孔。

然而，上述裝胎裝置由于設(shè)置了滑軌、弧形導(dǎo)向槽及槽孔等結(jié)構(gòu)，增加了設(shè)備的設(shè)計(jì)成本及加工難度，同時(shí)，增大了運(yùn)行過(guò)程所受到的摩擦力，進(jìn)而影響了裝胎裝置制作及工作的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的裝胎裝置成本高、加工難度大以及工作效率低的技術(shù)問(wèn)題，提出一種成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且工作效率高的連桿式機(jī)械手。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種連桿式機(jī)械手，包括環(huán)形固定盤(pán)體，以及豎直設(shè)置于固定盤(pán)體內(nèi)圓周以?xún)?nèi)的卡爪，卡爪的頂部固定連接有第一支撐件，固定盤(pán)體上設(shè)置有與固定盤(pán)體同軸的環(huán)形轉(zhuǎn)盤(pán)，固定盤(pán)體上設(shè)置有連桿單元，連桿單元為繞固定盤(pán)體軸線(xiàn)圓周陣列的多個(gè)，連桿單元包括兩端分別與第一支撐件及固定盤(pán)體鉸接的第一連桿及第二連桿，轉(zhuǎn)盤(pán)與連桿單元之間設(shè)置有第三連桿，第三連桿的兩端分別與轉(zhuǎn)盤(pán)與連桿單元鉸接，固定盤(pán)體上設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)單元，第一驅(qū)動(dòng)單元的固定端與固定盤(pán)體鉸接，固定盤(pán)體的動(dòng)力輸出端與轉(zhuǎn)盤(pán)鉸接。

作為優(yōu)選，固定盤(pán)體包括位于下部的第一固定盤(pán)，位于中部的連接件，以及位于上部的第二固定盤(pán)，連接件的兩端分別與第一固定盤(pán)及第二固定盤(pán)固定連接，連桿單元設(shè)置于固定盤(pán)體的中部，其中，第一連桿及第二連桿的兩端分別與第一固定盤(pán)及第一支撐件鉸接，轉(zhuǎn)盤(pán)安裝于第一固定盤(pán)的頂部。

作為優(yōu)選，固定盤(pán)體設(shè)置有可限制轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)極限位置的調(diào)行程單元，調(diào)行程單元包括一端與固定盤(pán)體鉸接的第一導(dǎo)軌，以及可沿第一導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二支撐件，第二支撐件沿豎直方向的端部與固定盤(pán)體鉸接，第二支撐件沿相對(duì)第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的兩邊分別設(shè)置有可限制第二支撐件相對(duì)第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)極限位置的第一擋件及第二擋件。

作為優(yōu)選，第一導(dǎo)軌為螺桿，第二支撐件沿相對(duì)第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置有通孔，第二支撐件通過(guò)通孔與第一導(dǎo)軌螺紋連接。

作為優(yōu)選，第一擋件及第二擋件為與第一導(dǎo)軌螺紋連接的螺母。

作為優(yōu)選，垂直于第二支撐件相對(duì)第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向上第二支撐件的兩端連接有可導(dǎo)向第二支撐件沿第一導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向件。

作為優(yōu)選，固定盤(pán)體外圓周固定連接有可繞豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件，轉(zhuǎn)動(dòng)件的另一端鉸接有第三支撐件，轉(zhuǎn)動(dòng)件連接有可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)單元。

作為優(yōu)選，第三支撐件連接有沿豎直方向設(shè)置的第二導(dǎo)軌，第三支撐件連接有可驅(qū)動(dòng)第三支撐件第二導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)、連桿單元以及第三連桿，能夠?qū)崿F(xiàn)卡爪在固定盤(pán)體中部及固定盤(pán)體內(nèi)圓周之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，轉(zhuǎn)盤(pán)及連桿單元構(gòu)成了四連桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而第三連桿作為將轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)矩傳遞給連桿單元的傳動(dòng)部件，即通過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)生胎的抓取，并且無(wú)需設(shè)置凹槽或軌道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明連桿式機(jī)械手運(yùn)動(dòng)所受摩擦力小，操作及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且工作效率高。

2、本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置第一固定盤(pán)及第二固定盤(pán)，以此增大了整體結(jié)構(gòu)的剛度，進(jìn)而使連桿式機(jī)械手不易變形且穩(wěn)定性好，同時(shí)，保證了在對(duì)生胎抓取過(guò)程中的定位精度。

3、本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置調(diào)行程單元，從而限制了卡爪的運(yùn)動(dòng)范圍，進(jìn)而避免了在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)之間發(fā)生干涉，同時(shí)，由于調(diào)行程單元的運(yùn)動(dòng)僅由第二支撐件及第一導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明調(diào)行程單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少了對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的摩擦阻力，進(jìn)而保證了連桿式機(jī)械手較高的工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明連桿式機(jī)械手的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明連桿式機(jī)械手的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明連桿式機(jī)械手調(diào)行程單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明連桿式機(jī)械手升降轉(zhuǎn)動(dòng)件、第三支撐件及第二導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。

以上各圖中：1、固定盤(pán)體；2、轉(zhuǎn)盤(pán)；3、連桿單元；4、第一連桿；5、第二連桿；6、第一支撐件；7、卡爪；8、第三連桿；9、第一固定盤(pán)；10、第一驅(qū)動(dòng)單元；11、調(diào)行程單元；12、第一導(dǎo)軌；13、第一擋件；14、第二支撐件；15、第二擋件；16、導(dǎo)向件；17、第二固定盤(pán)；18、連接件；19、轉(zhuǎn)動(dòng)件；20、第三支撐件；21、第二導(dǎo)軌；22、第二驅(qū)動(dòng)單元。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖4所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1和圖2所示，一種連桿式機(jī)械手，包括環(huán)形固定盤(pán)體1，以及豎直設(shè)置于固定盤(pán)體1內(nèi)圓周以?xún)?nèi)的卡爪7，卡爪7的頂部固定連接有第一支撐件6，固定盤(pán)體1上設(shè)置有與固定盤(pán)體1同軸(例如，固定盤(pán)體1沿圓周方向設(shè)置有安裝轉(zhuǎn)盤(pán)2于固定盤(pán)體1上的限位件，以使轉(zhuǎn)盤(pán)2與固定盤(pán)體1同軸)的環(huán)形轉(zhuǎn)盤(pán)2，固定盤(pán)體1上設(shè)置有連桿單元3，連桿單元3為繞固定盤(pán)體1軸線(xiàn)圓周陣列的多個(gè)，連桿單元3包括兩端分別與第一支撐件6及固定盤(pán)體1鉸接的第一連桿4及第二連桿5，轉(zhuǎn)盤(pán)2與連桿單元3之間設(shè)置有第三連桿8，第三連桿8的兩端分別與轉(zhuǎn)盤(pán)2與連桿單元3鉸接，固定盤(pán)體1上設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)2轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)單元10，第一驅(qū)動(dòng)單元10的固定端與固定盤(pán)體1鉸接，固定盤(pán)體1的動(dòng)力輸出端與轉(zhuǎn)盤(pán)2鉸接。

本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)2、連桿單元3以及第三連桿8，能夠?qū)崿F(xiàn)卡爪7在固定盤(pán)體中部及固定盤(pán)體內(nèi)圓周之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，轉(zhuǎn)盤(pán)2及連桿單元3構(gòu)成了四連桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而第三連桿8作為將轉(zhuǎn)盤(pán)2的轉(zhuǎn)矩傳遞給連桿單元3的傳動(dòng)部件，即通過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)2的轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)生胎的抓取，并且無(wú)需設(shè)置凹槽或軌道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明連桿式機(jī)械手運(yùn)動(dòng)所受摩擦力小，操作及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且工作效率高。

針對(duì)上述固定盤(pán)體1的結(jié)構(gòu)，可以為：如圖1和圖2所示，固定盤(pán)體1包括位于下部的第一固定盤(pán)9，位于中部的連接件18，以及位于上部的第二固定盤(pán)17，連接件18的兩端分別與第一固定盤(pán)9及第二固定盤(pán)17固定連接，連桿單元3設(shè)置于固定盤(pán)體1的中部，其中，第一連桿4及第二連桿5的兩端分別與第一固定盤(pán)9及第一支撐件6鉸接，限位件及轉(zhuǎn)盤(pán)2安裝于第一固定盤(pán)9的頂部。

本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置第一固定盤(pán)9及第二固定盤(pán)17，以此增大了整體結(jié)構(gòu)的剛度，進(jìn)而使連桿式機(jī)械手不易變形且穩(wěn)定性好，同時(shí)，保證了在對(duì)生胎抓取過(guò)程中的定位精度。

另外，上述實(shí)施方式中連桿單元3的連接方式還可以為，第一連桿4的兩端分別與第二固定盤(pán)17及第一支撐件6鉸接，第二連桿5的兩端分別與第一固定盤(pán)9及第一支撐件6鉸接。

優(yōu)選的，第一驅(qū)動(dòng)單元10可以為液壓缸、氣缸或直線(xiàn)電機(jī)其中之一種，其中采用液壓缸能夠使連桿式機(jī)械手運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)沖擊，穩(wěn)定性強(qiáng)且重復(fù)精度高。

進(jìn)一步，如圖1至圖3所示，固定盤(pán)體1設(shè)置有可限制轉(zhuǎn)盤(pán)2轉(zhuǎn)動(dòng)極限位置的調(diào)行程單元11，調(diào)行程單元11包括一端與固定盤(pán)體1鉸接的第一導(dǎo)軌12，以及可沿第一導(dǎo)軌12往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二支撐件14，第二支撐件14沿豎直方向的端部與固定盤(pán)體1鉸接，第二支撐件14沿相對(duì)第一導(dǎo)軌12運(yùn)動(dòng)方向的兩邊分別設(shè)置有可限制第二支撐件14相對(duì)第一導(dǎo)軌12運(yùn)動(dòng)極限位置的第一擋件13及第二擋件15。

本發(fā)明連桿式機(jī)械手通過(guò)設(shè)置調(diào)行程單元11，從而限制了卡爪7的運(yùn)動(dòng)范圍，進(jìn)而避免了在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)之間發(fā)生干涉，同時(shí)，由于調(diào)行程單元11的運(yùn)動(dòng)僅由第二支撐件14及第一導(dǎo)軌12實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明調(diào)行程單元11的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少了對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)2轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的摩擦阻力，進(jìn)而保證了連桿式機(jī)械手較高的工作效率。

優(yōu)選的，第一導(dǎo)軌12為螺桿，第二支撐件14沿相對(duì)第一導(dǎo)軌12運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置有通孔，第二支撐件14通過(guò)通孔與第一導(dǎo)軌12螺紋連接。

進(jìn)一步，第一擋件13及第二擋件15為與第一導(dǎo)軌12螺紋連接的螺母。本發(fā)明通過(guò)將第一擋件13及第二擋件15設(shè)置為與第一導(dǎo)軌12螺紋連接，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)卡爪7運(yùn)動(dòng)極限的調(diào)節(jié)，進(jìn)而提高了連桿式機(jī)械手的通用性。

另外，垂直于第二支撐件14相對(duì)第一導(dǎo)軌12運(yùn)動(dòng)的方向上第二支撐件14的兩端連接有可導(dǎo)向第二支撐件14沿第一導(dǎo)軌12往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向件16。本發(fā)明設(shè)置導(dǎo)向件16的作用在于，提高了第二支撐件14運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步，如圖4所示，固定盤(pán)體1外圓周固定連接有可繞豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件19，轉(zhuǎn)動(dòng)件19的另一端鉸接有第三支撐件20，轉(zhuǎn)動(dòng)件19連接有可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件19轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)單元22。

優(yōu)選的，第二驅(qū)動(dòng)單元22可以為液壓缸、氣缸或直線(xiàn)電機(jī)其中之一種，

進(jìn)一步參見(jiàn)圖4，第三支撐件20連接有沿豎直方向設(shè)置的第二導(dǎo)軌21，第三支撐件20連接有可驅(qū)動(dòng)第三支撐件20第二導(dǎo)軌21往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)單元。

優(yōu)選的，第三驅(qū)動(dòng)單元可以為伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或液壓馬達(dá)其中之一種，此時(shí)，第二導(dǎo)軌21可以為絲杠，第三支撐件20與第二導(dǎo)軌21之間通過(guò)絲杠副連接。

另外，本發(fā)明連桿式機(jī)械手設(shè)置有可檢測(cè)卡爪7位移的位移傳感器。

優(yōu)選的，位移傳感器為非接觸式傳感器。本發(fā)明采用非接觸式位移傳感器，壽命高且便于維護(hù)。

為了更好的理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，如圖1至圖4所示，本發(fā)明連桿式機(jī)械手的工作過(guò)程如下：

對(duì)位于存胎位的生胎進(jìn)行抓取過(guò)程：?jiǎn)?dòng)第二驅(qū)動(dòng)單元22及第三驅(qū)動(dòng)單元，使卡爪7定位并伸入至生胎中部，此時(shí)，啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)單元10，以帶動(dòng)卡爪7收縮(即向固定盤(pán)體1內(nèi)圓周方向運(yùn)動(dòng))，直至卡爪7接觸到生胎為止。

運(yùn)輸生胎的過(guò)程：定位連桿式機(jī)械手從存胎位抓取生胎后，啟動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)單元，并通過(guò)卡爪7將生胎提升至一定高度，此時(shí)，啟動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)單元22，以將生胎旋轉(zhuǎn)至輪胎定型硫化機(jī)模型中心的上方。

釋放生胎的過(guò)程：?jiǎn)?dòng)第三驅(qū)動(dòng)單元，以使生胎下降至輪胎定型硫化機(jī)的下半模上，此時(shí)，啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)單元10，以使卡爪7伸出(朝向固定盤(pán)體1中部方向運(yùn)動(dòng))，直至可以脫離生胎為止。