轮胎同步夹具的制作方法
【专利说明】轮胎同步夹具
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于自动化生产线领域，具体涉及一种轮胎同步夹具。
【背景技术】
[0003]目前国内企业在轮胎成型中的工位转换和轮胎搬运中采用机器人来完成，所使用的夹具，主要有两类:一种是采用两个大行程驱动气缸实现夹紧；二是采用三爪夹盘实现夹紧。前者难于实现同步加紧，导致夹偏丧失定位精度或是夹持不住而造成轮胎脱落，同时夹具体积较大；而后者重量过大，导致机器人的负荷过大，增加了机器人硬件的规格，增加了生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种轮胎同步夹具，解决现有大行程驱动气缸夹紧方式难于实现同步，三爪夹盘夹紧方式夹具重量过大、成本高的技术问题。
[0005]本发明的技术解决方案是:
轮胎同步夹具，其特殊之处在于，包括顶板和底板，所述顶板和底板之间固定连接，所述顶板中心和底板中心之间设置有中心轴，所述顶板和底板之间的中心轴上安装有I个可以随中心轴旋转的中心齿轮，沿中心齿轮的圆周边缘均匀分布有3个齿条，所述3个齿条在同一水平面上且均与始终中心齿轮啮合，每个齿条通过一个推板与一个驱动气缸的活塞杆的头部固定连接，所述驱动气缸固定于顶板或者底板上，所述每个推板的前端还与一个手爪固定连接；所述手爪能够与轮胎内孔相卡合，所述3个齿条运动时互不干涉。
[0006]上述底板的下表面固定有3个直线导轨，所述每个直线导轨上滑动配合有滑块，所述每个推板与一个滑块固定连接。
[0007]上述推板包括固定连接的垂直推板和水平推板，所述垂直推板与驱动气缸活塞杆的头部固定连接且与驱动气缸活塞杆的运动方向垂直，所述水平推板与垂直推板垂直，所述水平推板与滑块固定连接，所述手爪固定于水平推板的下表面。
[0008]上述顶板包括上中心轴孔以及沿上中心轴孔的径向方向均匀分布的三个上翅片，所述三个上翅片位于同一水平面上，中心轴的上端位于上中心轴孔内。
[0009]上述底板包括下中心轴孔以及沿下中心轴孔的径向方向均匀分布的三个下翅片，所述三个下翅片位于同一水平面上，中心轴的下端位于下中心轴孔内。
[0010]上述三个上翅片和/或三个下翅片上设置有减重孔。
[0011]上述轮胎同步夹具还包括用于将顶板和底板包裹住的外壳。
[0012]上述中心齿轮和/或齿条选用工程塑料，手爪为尼龙手爪或者工程塑料手爪。
[0013]本发明的优点是:
1、克服现有轮胎夹具难于同步定位的缺陷，可实现三个夹持部位的夹持力均衡，运动同步，避免了夹偏轮胎影响后序工位的定位，避免了夹持力分布不均导致轮胎在夹持换过程中脱落现象。
[0014]2、适用范围广。该夹具适用的轮胎规格范围为14-22英寸，覆盖了一般轿车轮胎的尺寸范围。同时如果更换合适的手爪，还可以夹持其他类型的工件。
[0015]3、轮胎同步夹具采用了高强度的工程塑料制造中心齿轮和齿条，夹具整体重量不超过13公斤，结构紧凑，比常用的夹具占用空间小；所以大大降低了机器人的负荷，减小了机器人硬件的规格，节约了生产成本。另外，工程塑料制造的齿轮和齿条之间的运动不需要添加润滑剂，而金属材料制造的齿轮和齿条需要润滑，防止润滑油滴落对成型造成影响；手爪采用尼龙或者工程塑料，可以进一步减轻重量。
【附图说明】
[0016]图1为本发明轮胎同步夹具整体结构示意图；
其中:1-机器人手腕；2_顶板；3_中心齿轮；4_齿条；5-驱动气缸；6_底板；71_垂直推板；72_水平推板；8_直线导轨；9_手爪；10_螺柱。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，轮胎同步夹具，包括顶板2和底板6，所述顶板和底板之间通过联接螺柱10固定连接，顶板和底板之间有间隙，用于容纳中心齿轮、齿条、驱动气缸等部件，所述顶板中心和底板中心之间安装有一根中心轴，所述中心轴上、顶板和底板之间安装有I个中心齿轮3，中心齿轮可以随中心轴旋转，沿中心齿轮的圆周边缘均匀分布有3个齿条4，所述3个齿条在同一水平面上且始终与中心齿轮啮合，每个齿条分别通过I个推板与I个驱动气缸5的活塞杆的头部固定连接，驱动气缸固定于顶板或者底板上，推板前端还与手爪9固定连接；当驱动气缸的活塞杆的头部向前伸出时，推板向前运动，推板带动齿条以及推板前端的手爪也向前运动，手爪能够与轮胎内孔相卡合，所述3个齿条运动时互不干涉。
[0018]较优的，为了更好的使每个手爪沿着直线轨迹水平伸出，减少驱动气缸的活塞杆前端的受力，在底板的下表面固定有3个直线导轨8，所述每个直线导轨上滑动配合有滑块，所述推板与各自的滑块固定连接。在驱动气缸5的推动下，手爪可沿固定在底板6上的直线导轨8滑动。
[0019]由于驱动气缸的活塞杆的伸出轨迹与手爪的伸出轨迹不在同一水平面上，推板采用以下结构，每个推板均包括固定连接的垂直推板71和水平推板72，所述垂直推板与驱动气缸活塞杆的头部固定连接且与驱动气缸活塞杆的运动方向垂直，所述水平推板与垂直推板垂直，所述水平推板与滑块固定连接，所述手爪固定于水平推板的下表面。
[0020]顶板包括上中心轴孔以及沿上中心轴孔的径向方向均匀分布的三个上翅片，所述三个上翅片位于同一水平面上，中心轴的上端通过轴承安装在上中心轴孔内，将顶板设置成三翅片的形状，可以有效减轻顶板的自重。同理，底板包括下中心轴孔以及沿下中心轴孔的径向方向均匀分布的三个下翅片，所述三个下翅片位于同一水平面上，中心轴的下端通过轴承安装在下中心轴孔内。顶板和底板之间通过3个螺柱10将上下翅片固定连接成一体。
[0021]三个上翅片和/或三个下翅片上设置有减重孔，进一步减轻顶板和/或底板的自重。
[0022]为了防止灰尘和杂质落入中心齿轮和齿条，也为了美观，该轮胎同步夹具还包括用于将顶板和底板包裹住的外壳。
[0023]中心齿轮和/或齿条选用高强度的工程塑料制作，夹具整体重量不超过13公斤，结构紧凑，比常用的夹具占用空间小；而最大夹持力可达45公斤，通常一个常用规格轿车轮胎大约15公斤左右，现有夹具的重量一般略大于所夹持的负荷重量。所以大大降低了机器人的负荷，减小了机器人硬件的规格，节约了生产成本。另外，工程塑料制造的齿轮和齿条之间的运动不需要添加润滑剂，而金属材料制造的齿轮和齿条需要润滑，防止润滑油滴落对成型造成影响。
[0024]手爪为尼龙手爪或者工程塑料手爪，可以进一步减轻重量，手爪以能够实现抓取轮胎内孔为准，可以采用如图1所示的手爪，。
[0025]轮胎同步夹具整体安装在机器人手腕I上，具体的，机器人手腕I与顶板采用螺钉联接成一体。工作时，机器人手腕I带动轮胎同步夹具移动到轮胎中心，然后停止不动。此时三台驱动气缸同时驱动各自的齿条直线运动，通过中心齿轮转动，实现三个驱动气缸的相互制约而实现同步，推动各自的推板沿着各自的直线导轨直线运动，从而实现连接在推板前端的三个手爪同时伸出，运动同步，可实现三个夹持部位的夹持力均衡，避免了夹偏轮胎影响后序工位的定位，也避免了夹持力分布不均导致轮胎在夹持换过程中脱落现象。
【主权项】
1.轮胎同步夹具，其特征在于，包括顶板和底板，所述顶板和底板之间固定连接，所述顶板中心和底板中心之间设置有中心轴，所述顶板和底板之间的中心轴上安装有I个可以随中心轴旋转的中心齿轮，沿中心齿轮的圆周边缘均匀分布有3个齿条，所述3个齿条在同一水平面上且均与始终中心齿轮啮合，每个齿条通过一个推板与一个驱动气缸的活塞杆的头部固定连接，所述驱动气缸固定于顶板或者底板上，所述每个推板的前端还与一个手爪固定连接；所述手爪能够与轮胎内孔相卡合，所述3个齿条运动时互不干涉。2.根据权利要求1所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述底板的下表面固定有3个直线导轨，所述每个直线导轨上滑动配合有滑块，所述每个推板与一个滑块固定连接。3.根据权利要求2所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述推板包括固定连接的垂直推板和水平推板，所述垂直推板与驱动气缸活塞杆的头部固定连接且与驱动气缸活塞杆的运动方向垂直，所述水平推板与垂直推板垂直，所述水平推板与滑块固定连接，所述手爪固定于水平推板的下表面。4.根据权利要求1-3任一所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述顶板包括上中心轴孔以及沿上中心轴孔的径向方向均匀分布的三个上翅片，所述三个上翅片位于同一水平面上，中心轴的上端位于上中心轴孔内。5.根据权利要求1-3任一所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述底板包括下中心轴孔以及沿下中心轴孔的径向方向均匀分布的三个下翅片，所述三个下翅片位于同一水平面上，中心轴的下端位于下中心轴孔内。6.根据权利要求1-3任一所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述三个上翅片和/或三个下翅片上设置有减重孔。7.根据权利要求1-3任一所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述轮胎同步夹具还包括用于将顶板和底板包裹住的外壳。8.根据权利要求1-3任一所述的轮胎同步夹具，其特征在于，所述中心齿轮和/或齿条选用工程塑料，手爪为尼龙手爪或者工程塑料手爪。
【专利摘要】本发明提供一种轮胎同步夹具，解决现有夹紧方式难于实现同步、重量大、成本高的技术问题。其包括固定连接的顶板和底板，顶板和底板之间设置有中心轴，中心轴上安装有1个中心齿轮，中心齿轮的边缘均匀分布有3个齿条，3个齿条均与始终中心齿轮啮合，每个齿条通过推板与驱动气缸的活塞杆的头部固定连接，推板的前端与手爪固定连接；所述手爪能够与轮胎内孔相卡合，3个齿条运动时互不干涉。本发明运动同步，避免了夹偏轮胎影响后序工位的定位，避免了夹持力分布不均导致轮胎在夹持换过程中脱落现象。夹具整体重量不超过13公斤，结构紧凑，大大降低了机器人的负荷，节约了生产成本。
【IPC分类】B25J15/10
【公开号】CN104908055
【申请号】CN201510342943
【发明人】王保卫
【申请人】鲁东大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月19日