一种轮胎自动安装抓手的制作方法

1.本发明涉及汽车总装轮胎装配的技术领域，更具体地，涉及一种轮胎自动安装抓手。


背景技术：

2.目前汽车制造行业的轮胎安装已逐步采用机器人自动安装代替人工手动安装，安装效率大大提高。随着电动车的出现，汽车的总重量增加，为了实现车辆的制动性能不发生改变，需要将轮胎的轮毂分度圆变大和轮胎螺栓变大，现有的机器人自动安装抓手无法适用不同车型生产。
3.现有技术公开了一种可变多轴拧紧机器人末端夹持总成，包括，固定基板，上设中心孔及三个导孔；拧紧轴变距机构，包括：六付滑轨副，两两设置于固定基板三个导孔处；滑块固定于固定基板上；三块滑板，分设于滑轨上；三块滑板上分别枢轴连接一连接杆；驱动杆，呈y形，其上设三个成120度错开布置的连杆，驱动杆中央枢轴连接于固定基板中心孔；驱动杆上三个连杆的外端部分别活动连接于连接杆端部；伺服电缸，设于固定基板上端面一侧，其活塞杆端部连接一滑板；夹紧机构，设置于固定基板上端面两侧；三根拧紧轴，拧紧轴前部穿过固定基板的三个导孔，并通过设置于拧紧轴前部的连接法兰连接滑板的前部。该方案中，通过夹紧机构夹持轮胎，通过呈y形的驱动杆和连接杆实现三根拧紧轴变距，但是在变距过程中无法保证拧紧轴的中心度，导致变距后拧紧轴分度圆与轮毂的分度圆不在同一轴心，影响轮胎的安装。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轮胎自动安装抓手，可精准地实现多根拧紧轴的变距，保证拧紧轴变距前后的中心度一致，实现不同分度圆的轮胎顺利安装。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.提供一种轮胎自动安装抓手，包括机架、装设于所述机架的夹紧机构、拧紧轴变距机构和若干拧紧轴，所述夹紧机构用于夹紧轮胎，若干所述拧紧轴呈圆周阵列布置，所述拧紧轴变距机构的输出端与若干所述拧紧轴连接；所述拧紧轴变距机构包括底板、驱动机构、变距盘、若干滑块机构和安装板，所述底板装设于所述机架顶部，所述驱动机构和滑块机构装设于所述底板，所述变距盘转动于所述底板顶部，所述驱动机构与所述变距盘连接，所述驱动机构驱动所述变距盘自转，若干所述拧紧轴所围成的圆的圆心位于所述变距盘的自转轴线，所述安装板通过所述滑块机构与所述底板滑动连接，若干所述拧紧轴分别装设于所述安装板，所述变距盘开设若干变距导槽，所述安装板顶部装设有滑轮，若干所述滑轮分别与若干所述变距导槽一一滑动连接。
7.本发明的轮胎自动安装抓手，使用时，通过夹紧机构夹紧轮胎，通过驱动机构驱动变距盘自转，由于滑轮与变距导槽的滑动配合，使若干滑轮分别沿着若干变距导槽移动，且
滑块机构对滑轮起限位导向作用，进而使滑轮及安装板沿着底板滑动，使安装板上的拧紧轴位置发生改变，进而实现拧紧轴变距，本发明中，通过变距盘的自转实现同时驱动若干拧紧轴的变距，确保每个拧紧轴的变距一致性，保证拧紧轴变距前后的中心度一致，实现不同分度圆的轮胎顺利安装。
8.进一步地，所述驱动机构包括变距气缸和若干导向轮，所述变距气缸和若干导向轮装设于所述底板顶部，所述变距气缸的输出端与变距盘连接，若干所述导向轮呈圆周阵列分布，且所述导向轮与所述变距盘外周接触。
9.进一步地，还包括有用于锁紧变距盘的锁紧机构，所述锁紧机构装设于所述底板。
10.进一步地，所述锁紧机构包括支架、锁紧气缸、锁紧杆和限位块，所述支架固定设于所述底板顶部，所述锁紧气缸装设于所述支架，所述限位块固定于所述变距盘，且所述限位块设有限位槽，所述锁紧气缸的输出端与所述锁紧杆连接，所述锁紧杆可与所述限位槽卡接。
11.进一步地，所述支架两侧设有用于对限位块进行限位的挡块，所述限位块的两侧可分别与两个所述挡块抵接。
12.进一步地，所述夹紧机构包括驱动组件和滑动安装于所述机架两侧的夹紧组件，所述驱动组件与所述夹紧组件连接以驱动所述机架两侧的夹紧组件相互靠近或远离，且所述变距盘的圆心与两组所述夹紧组件的中点位于同一竖直轴线。
13.进一步地，所述驱动组件包括抓取气缸、第一滑动块、第二滑动块、同步带及通过所述同步带连接的第一同步带轮和第二同步带轮，所述抓取气缸的缸体、第一同步带轮和第二同步带轮分别转动安装于所述机架底部，所述第一滑动块、第二滑动块分别与所述机架滑动连接，所述抓取气缸的活塞杆与所述第一滑动块连接，所述第一滑动块通过第一连杆与同步带连接，所述第二滑动块通过第二连杆与所述同步带连接，所述第一滑动块和第二滑动块分别安装有所述夹紧组件，所述抓取气缸用于驱动所述第一滑动块和第二滑动块反向运动。
14.进一步地，每组所述夹紧组件包括连接板和若干夹紧柱，所述连接板与所述第一滑动块或第二滑动块固定连接，所述夹紧柱安装于所述连接板，所述夹紧柱外壁设有增摩导槽。
15.进一步地，还包括视觉定位系统，所述视觉定位系统安装于所述机架，所述拧紧轴变距机构的输出端、夹紧机构的输入端分别与所述视觉定位系统连接。
16.进一步地，还包括点油机构，所述点油机构包括点油气缸和点油笔，所述点油气缸的缸体装设于所述机架，所述点油气缸的活塞杆与所述点油笔连接。
17.本发明的轮胎自动安装抓手与背景技术相比，产生的有益效果为：
18.可精准地实现多根拧紧轴的变距，保证拧紧轴变距前后的中心度一致，实现不同分度圆的轮胎顺利安装。
附图说明
19.图1为本发明实施例中轮胎自动安装抓手的立体图；
20.图2为本发明实施例中轮胎自动安装抓手的结构示意图；
21.图3为本发明实施例中拧紧轴变距机构的结构示意图；
22.图4为本发明实施例中夹紧机构的结构示意图；
23.图5为本发明实施例中视觉定位系统的结构示意图；
24.图6为本发明实施例中点油机构的结构示意图。
25.附图中：1-机架；2-夹紧机构；21-抓取气缸；22-第一滑动块；221-第一连杆；23-第二滑动块；231-第二连杆；24-同步带；25-第一同步带轮；26-第二同步带轮；27-连接板；28-夹紧柱；29-直线滑台；3-拧紧轴变距机构；31-底板；32-变距气缸；33-导向轮；34-滑块机构；35-安装板；36-滑轮；37-变距盘；371-变距导槽；4-锁紧机构；41-支架；42-锁紧气缸；43-锁紧杆；44-限位块；441-限位槽；45-挡块；46-到位检测磁性开关；5-防护板；6-拧紧轴；7-视觉定位系统；71-安装架；72-光源；73-3d双目视觉相机；8-点油机构；81-点油气缸；82-点油笔。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
27.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
28.实施例一
29.一种轮胎自动安装抓手，如图1至图3所示，包括机架1、装设于机架1的夹紧机构2、拧紧轴变距机构3和若干拧紧轴6，夹紧机构2用于夹紧轮胎，若干拧紧轴6呈圆周阵列布置，拧紧轴变距机构3的输出端与若干拧紧轴6连接；拧紧轴变距机构3包括底板31、驱动机构、变距盘37、若干滑块机构34和安装板35，底板31装设于机架1顶部，驱动机构和滑块机构34装设于底板31，变距盘37转动于底板31顶部，驱动机构与变距盘37连接，驱动机构驱动变距盘37自转，若干拧紧轴6所围成的圆的圆心位于变距盘37的自转轴线，安装板35通过滑块机构34与底板31滑动连接，若干拧紧轴6分别装设于安装板35，变距盘37开设若干变距导槽371，安装板35顶部装设有滑轮36，若干滑轮36分别与若干变距导槽371一一滑动连接。
30.上述的轮胎自动安装抓手，使用时，通过夹紧机构2夹紧轮胎，通过驱动机构驱动变距盘37自转，由于滑轮36与变距导槽371的滑动配合，使若干滑轮36分别沿着若干变距导槽371移动，且滑块机构34对滑轮36起限位导向作用，进而使滑轮36及安装板35沿着底板31滑动，使安装板35上的拧紧轴6位置发生改变，进而实现拧紧轴6变距，本实施例中，通过变距盘37的自转实现同时驱动若干拧紧轴6的变距，确保每个拧紧轴6的变距一致性，保证拧紧轴6变距前后的中心度一致，实现不同分度圆的轮胎顺利安装。
31.如图2、图3所示，驱动机构包括变距气缸32和若干导向轮33，变距气缸32和若干导向轮33装设于底板31顶部，变距气缸32的输出端与变距盘37连接，若干导向轮33呈圆周阵
列分布，且导向轮33与变距盘37外周接触。实施时，若干导向轮33作用于变距盘37外周，对变距盘37进行限位，保证变距气缸32驱动变距盘37时变距盘37在原位自转，确保变距盘37转动前后的中心度一致。
32.具体地，滑块机构34包括滑动连接的第一导轨和第一滑块，第一导轨固定于底板31，安装板35固定连接于第一滑块。变距盘37在变距气缸32和导向轮33共同作用下转动时，由于变距导槽371各处与变距盘37的转动中心线的距离不同，滑轮36在变距导槽371的作用下发生滑动，进而带动安装板35运动，且在第一导轨与第一滑块的导向作用下，安装板35与变距盘37的转动中心线之间的距离发生改变，最终实现拧紧轴6的变距。
33.如图1所示，拧紧轴变距机构3顶部安装有防护板5，用于保护拧紧轴变距机构3并防止夹手。
34.实施例二
35.本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，如图1所示，还包括有用于锁紧变距盘37的锁紧机构4，锁紧机构4装设于底板31。当拧紧轴6在拧紧轴变距机构3作用下完成变距后，通过锁紧机构4可将变距盘37固定，确保拧紧轴6变距后位置的稳定性。
36.具体地，如图2、图3所示，锁紧机构4包括支架41、锁紧气缸42、锁紧杆43和限位块44，支架41固定设于底板31顶部，锁紧气缸42装设于支架41，限位块44固定于变距盘37，且限位块44设有限位槽441，锁紧气缸42的输出端与锁紧杆43连接，锁紧杆43可与限位槽441卡接。实施时，当拧紧轴6完成变距后，通过锁紧气缸42驱动锁紧杆43插入限位槽441中，在确保拧紧轴6变距后位置稳定性的同时还可确保拧紧轴6位置的精准度，拧紧轴6拧紧过程中的反作用力也不会使拧紧轴6位置发生变化。
37.支架41两侧设有用于对限位块44进行限位的挡块45，限位块44的两侧可分别与两个挡块45抵接。本实施例中，支架41两侧的挡块45可对限位块44进行限位，防止变距超行程。其中，还可在支架41上设置到位检测磁性开关46，用于检测变距到位情况，在异常时可自动报警。
38.实施例三
39.本实施例与实施例二类似，所不同之处在于，如图4所示，夹紧机构2包括驱动组件和滑动安装于机架1两侧的夹紧组件，驱动组件与夹紧组件连接以驱动机架1两侧的夹紧组件相互靠近或远离，且变距盘37的圆心与两组夹紧组件的中点位于同一竖直轴线。实施时，变距盘37的圆心与两组夹紧组件的中点位于同一竖直轴线上，以适应轮胎分度圆与轮毂分度圆同心。本实施例中，可根据轮胎的大小居中抓取轮胎。
40.如图4所示，驱动组件包括抓取气缸21、第一滑动块22、第二滑动块23、同步带24及通过同步带24连接的第一同步带轮25和第二同步带轮26，抓取气缸21的缸体、第一同步带轮25和第二同步带轮26分别转动安装于机架1底部，第一滑动块22、第二滑动块23分别与机架1滑动连接，抓取气缸21的活塞杆与第一滑动块22连接，第一滑动块22通过第一连杆221与同步带24连接，第二滑动块23通过第二连杆231与同步带24连接，第一滑动块22和第二滑动块23分别安装有夹紧组件，抓取气缸21用于驱动第一滑动块22和第二滑动块23反向运动。实施时，抓取气缸21驱动第一滑动块22及其上的夹紧组件，通过第一连杆221带动同步带24，而同步带24可带动第二连杆231和第二滑动块23，进而带动安装于第二滑动块23的夹紧组件。本实施例中，通过改变抓取气缸21的行程，可实现不同规格尺寸轮胎的居中抓取。
41.其中，如图4所示，机架1底部设有四个直线滑台29，且第一滑动块22与两个直线滑台29滑动连接，第二滑动块23与剩余的两个直线滑台29滑动连接，提高结构稳定性。
42.如图1、图2和图4所示，每组夹紧组件包括连接板27和若干夹紧柱28，连接板27与第一滑动块22或第二滑动块23固定连接，夹紧柱28安装于连接板27。具体地，每组夹紧组件包括有两个夹紧柱28，夹紧柱28外壁设有增摩导槽，通过增摩导槽可增加夹紧柱28抓取轮胎时的摩擦力。
43.实施例四
44.本实施例与实施例三类似，所不同之处在于，如图1所示，还包括视觉定位系统7，视觉定位系统7安装于机架1，拧紧轴变距机构3的输出端、夹紧机构2的输入端分别与视觉定位系统7连接。通过视觉定位系统7可谁别轮胎的位置和尺寸信息、识别定位制动盘上的螺杆位置，并识别制动盘上的螺杆分度圆位置变化，进而通过拧紧轴变距机构3对拧紧轴6的位置进行变距，实现自动变距。
45.具体地，如图2、图5所示，视觉定位系统7包括安装架71和安装于安装架71的3d双目视觉相机73和光源72，光源72呈环状，3d双目视觉相机73位于光源72的环形内。实施时，通过光源72进行照明，通过3d双目视觉拍照，通过软件算法，计算出制动盘上的螺杆位置，把坐标值给机器人从而实现轮胎全自动化装配；具体地，当识别到制动盘上的螺杆分度圆发生变化时，可通过拧紧轴变距机构3将拧紧轴6的位置进行变距，实现自动变距。
46.如图1、图2和图6所示，还包括点油机构8，点油机构8包括点油气缸81和点油笔82，点油气缸81的缸体装设于机架1，点油气缸81的活塞杆与点油笔82连接。拧紧轴6拧紧力矩到达设定值后，点油机构8自动点油，实现后工序检查目视化管理。
47.在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轮胎自动安装抓手，包括机架(1)、装设于所述机架(1)的夹紧机构(2)、拧紧轴变距机构(3)和若干拧紧轴(6)，所述夹紧机构(2)用于夹紧轮胎，若干所述拧紧轴(6)呈圆周阵列布置，所述拧紧轴变距机构(3)的输出端与若干所述拧紧轴(6)连接；其特征在于，所述拧紧轴变距机构(3)包括底板(31)、驱动机构、变距盘(37)、若干滑块机构(34)和安装板(35)，所述底板(31)装设于所述机架(1)顶部，所述驱动机构和滑块机构(34)装设于所述底板(31)，所述变距盘(37)转动于所述底板(31)顶部，所述驱动机构与所述变距盘(37)连接，所述驱动机构驱动所述变距盘(37)自转，若干所述拧紧轴(6)所围成的圆的圆心位于所述变距盘(37)的自转轴线，所述安装板(35)通过所述滑块机构(34)与所述底板(31)滑动连接，若干所述拧紧轴(6)分别装设于所述安装板(35)，所述变距盘(37)开设若干变距导槽(371)，所述安装板(35)顶部装设有滑轮(36)，若干所述滑轮(36)分别与若干所述变距导槽(371)一一滑动连接。2.根据权利要求1所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，所述驱动机构包括变距气缸(32)和若干导向轮(33)，所述变距气缸(32)和若干导向轮(33)装设于所述底板(31)顶部，所述变距气缸(32)的输出端与变距盘(37)连接，若干所述导向轮(33)呈圆周阵列分布，且所述导向轮(33)与所述变距盘(37)外周接触。3.根据权利要求1所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，还包括有用于锁紧变距盘(37)的锁紧机构(4)，所述锁紧机构(4)装设于所述底板(31)。4.根据权利要求3所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，所述锁紧机构(4)包括支架(41)、锁紧气缸(42)、锁紧杆(43)和限位块(44)，所述支架(41)固定设于所述底板(31)顶部，所述锁紧气缸(42)装设于所述支架(41)，所述限位块(44)固定于所述变距盘(37)，且所述限位块(44)设有限位槽(441)，所述锁紧气缸(42)的输出端与所述锁紧杆(43)连接，所述锁紧杆(43)可与所述限位槽(441)卡接。5.根据权利要求4所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，所述支架(41)两侧设有用于对限位块(44)进行限位的挡块(45)，所述限位块(44)的两侧可分别与两个所述挡块(45)抵接。6.根据权利要求1所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，所述夹紧机构(2)包括驱动组件和滑动安装于所述机架(1)两侧的夹紧组件，所述驱动组件与所述夹紧组件连接以驱动所述机架(1)两侧的夹紧组件相互靠近或远离，且所述变距盘(37)的圆心与两组所述夹紧组件的中点位于同一竖直轴线。7.根据权利要求6所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，所述驱动组件包括抓取气缸(21)、第一滑动块(22)、第二滑动块(23)、同步带(24)及通过所述同步带(24)连接的第一同步带轮(25)和第二同步带轮(26)，所述抓取气缸(21)的缸体、第一同步带轮(25)和第二同步带轮(26)分别转动安装于所述机架(1)底部，所述第一滑动块(22)、第二滑动块(23)分别与所述机架(1)滑动连接，所述抓取气缸(21)的活塞杆与所述第一滑动块(22)连接，所述第一滑动块(22)通过第一连杆(221)与同步带(24)连接，所述第二滑动块(23)通过第二连杆(231)与所述同步带(24)连接，所述第一滑动块(22)和第二滑动块(23)分别安装有所述夹紧组件，所述抓取气缸(21)用于驱动所述第一滑动块(22)和第二滑动块(23)反向运动。8.根据权利要求7所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，每组所述夹紧组件包括连接板(27)和若干夹紧柱(28)，所述连接板(27)与所述第一滑动块(22)或第二滑动块(23)固定
连接，所述夹紧柱(28)安装于所述连接板(27)，所述夹紧柱(28)外壁设有增摩导槽。9.根据权利要求1至8任一项所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，还包括视觉定位系统(7)，所述视觉定位系统(7)安装于所述机架(1)，所述拧紧轴变距机构(3)的输出端、夹紧机构(2)的输入端分别与所述视觉定位系统(7)连接。10.根据权利要求1至8任一项所述的轮胎自动安装抓手，其特征在于，还包括点油机构(8)，所述点油机构(8)包括点油气缸(81)和点油笔(82)，所述点油气缸(81)的缸体装设于所述机架(1)，所述点油气缸(81)的活塞杆与所述点油笔(82)连接。

技术总结
本发明涉及汽车总装轮胎装配的技术领域，更具体地，涉及一种轮胎自动安装抓手，包括机架、装设于机架的夹紧机构、拧紧轴变距机构和若干拧紧轴，通过夹紧机构夹紧轮胎，通过驱动机构驱动变距盘自转，由于滑轮与变距导槽的滑动配合，使若干滑轮分别沿着若干变距导槽移动，且滑块机构对滑轮起限位导向作用，进而使滑轮及安装板沿着底板滑动，使安装板上的拧紧轴位置发生改变，进而实现拧紧轴变距，本发明中，通过变距盘的自转实现同时驱动若干拧紧轴的变距，确保每个拧紧轴的变距一致性，保证拧紧轴变距前后的中心度一致，实现不同分度圆的轮胎顺利安装。轮胎顺利安装。轮胎顺利安装。


技术研发人员：吴泓沛 朱庆森 邹海锋 秦子铭 朱建军 林青
受保护的技术使用者：广汽本田汽车有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/6