一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备的制作方法

本发明涉及自行车轮打辐条设备技术领域，具体为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备。

背景技术：

自行车的辐条也叫车条，由辐条和辐条帽（螺母）组成。是轮组（车轮）中连接花鼓（轴壳）和车圈的钢丝。目前自行车车轮安装辐条方式是通过手工安装，辐条一端有个90度弯角穿过车抽盘的小孔，另一端有辐条帽穿过车圈的辐条孔，与辐条端部的螺纹连接，最终安装好后辐条要编成网，费时费力。为了实现自行车辐条的自动化安装，如何实现自行车车圈的自动化旋转及翻转成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备，包括一组横向机架、车圈下旋转装置、车圈上旋转装置、车圈翻转装置以及车圈下放装置，所述车圈下旋转装置包括车圈下旋转架，车圈下旋转架固定设置在底座板上，车圈下旋转架上端面转动安装有用于定位支撑车轮圈的车圈下定位盘，车圈下定位盘与车圈下旋转架上的旋转驱动机构驱动连接；

所述车圈上旋转装置包括车圈上旋转架，车圈上旋转架顶部固定设置有一组升降气缸，升降气缸顶部安装有平移滑动设置在横向机架上的滑座，横向机架上安装有用于驱动滑座水平移动的横移驱动机构，所述车圈上旋转架下端面转动安装有用于定位压盖车轮圈的车圈上定位盘，车圈上定位盘与车圈上旋转架上的旋转驱动机构驱动连接；

所述车圈翻转装置包括分别位于车圈上旋转装置上方两侧的纵向架，纵向架上安装有用于夹住车轮圈上边缘并翻转车轮圈的夹持翻转组件；所述夹持翻转组件包括端部与纵向架固定并水平伸缩的第一横向伸缩气缸，第一横向伸缩气缸的伸缩端固定有竖向伸缩的第一伸缩杆，第一伸缩杆底部安装有翻转马达，翻转马达输出端连接有第一夹子连接板，第一夹子连接板内侧安装有一组用于夹住车轮圈上边缘的第一气动夹；

所述车圈下放装置包括用于夹住车轮圈上边缘并将车轮圈下放至车圈下定位盘上的夹持下放组件；所述夹持下放组件包括端部与纵向架固定并水平伸缩的第二横向伸缩气缸，第二横向伸缩气缸的伸缩端固定有竖向伸缩的第二伸缩杆，第二伸缩杆底部安装有第二夹子连接板，第二夹子连接板内侧安装有一组用于夹住车轮圈上边缘的第二气动夹。

作为本发明进一步的方案：所述旋转驱动机构包括安装在车圈下旋转架或车圈上旋转架上的旋转驱动电机，旋转驱动电机通过驱动转轴连接有小齿轮，小齿轮与转动安装在车圈下旋转架或车圈上旋转架上的回转支撑齿圈啮合连接，所述车圈下旋转架和车圈上旋转架上均固定安装在回转支撑齿圈上。

作为本发明进一步的方案：所述第一气动夹和第二气动夹均为相同结构的气动夹，所述气动夹包括两块相互铰接的夹板，两块夹板尾端之间通过夹动气缸连接。

作为本发明进一步的方案：所述横移驱动机构为固定在横向机架上的横移电机，横移电机输出端连接有横移丝杠，横移丝杠穿过滑座并与滑座螺纹配合连接。

作为本发明进一步的方案：所述底座板上安装有位于车圈下定位盘中心轴线上的辐条展开装置，所述辐条展开装置包括固定在底座板上的外套管，外套管内安装有固定轴，固定轴顶部设置有容易插装车圈轴的轴插槽，外套管顶部四周铰接分布有多根辐条存放槽板，外套管外套装有滑动套，滑动套四周铰接分布有多根与辐条存放槽板一一对应的连接杆，连接杆顶部与辐条存放槽板中部铰接，所述滑动套底部与底座板之间连接有展开驱动气缸。

作为本发明进一步的方案：所述横向机架上位于两个纵向架中间固定有一组竖向导向架，竖向导向架内侧滑动安装有用于抓紧并转动车圈轴的车圈轴旋转装置，所述车圈轴旋转装置包括两端滑动安装在竖向导向架的导槽内的马达横架，所述马达横架上安装有车圈轴旋转马达，车圈轴旋转马达的输出端连接有卡盘升降气缸，卡盘升降气缸的伸缩端安装连接有用于抓紧或松开车圈轴的电动三抓卡盘，电动三抓卡盘的底部端面上分布设置有用于检测车圈轴与卡盘之间距离的距离传感器。

作为本发明进一步的方案：所述车圈上定位盘的底部端面设置有用于限制辐条展开过度的辐条限位底盘，辐条限位底盘底部端面分布设置有多个与车轮圈上的辐条帽孔对应的导向槽。

作为本发明进一步的方案：所述竖向导向架顶部安装有升降架，升降架上安装有抬升气缸，抬升气缸的伸缩端与马达横架上端固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述第二气动夹朝向车轮圈圆心轴线方向分布设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在安装辐条时，车圈上旋转装置和车圈下旋转装置配合，压住车轮圈，靠静摩擦使车轮圈旋转，接触面积大，不会损坏车轮圈，不会使车轮圈变形；在辐条展开装置中，通过连接杆带动辐条存放槽板同时展开，效率高，辐条展开后，在车圈上旋转装置上有辐条限位底盘，辐条限位底盘底部端面分布设置有多个与车轮圈上的辐条帽孔对应的导向槽，使得辐条只能对准车轮圈上的辐条帽孔，有利于提高后续安装辐条帽的准确率；车圈翻转装置通过四个对称的第一气动夹夹住车轮圈上边缘，在翻转马达带动下实现车轮圈翻转，受力均匀；车圈下放装置的第二气动夹对准车轮圈圆心轴线方向，有利于夹住车轮圈上边缘，确保车轮圈能够精准平稳地放回车圈下定位盘上；设备整体自动化程度比较高，工作人员只需要将车轮圈与车圈轴放到对应的位置上，最后将安装好辐条的车圈取下即可，操作简单。

附图说明

图1为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备立体的结构示意图；

图2为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备俯视的结构示意图；

图3为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备b-b剖面的结构示意图；

图4为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备侧面的结构示意图；

图5为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中车圈下旋转装置立体的结构示意图；

图6为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备隐藏横向机架后车圈上旋转装置上部的结构示意图；

图7为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中夹持翻转组件侧面的结构示意图；

图8为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中夹持翻转组件立体的结构示意图；

图9为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中夹持下放组件侧面的结构示意图；

图10为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中夹持下放组件立体的结构示意图；

图11为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中气动夹的结构示意图；

图12为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中车圈轴旋转装置的结构示意图；

图13为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中辐条展开装置剖面的结构示意图；

图14为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中辐条展开装置侧面的结构示意图；

图15为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中辐条限位底盘剖面的结构示意图；

图16为一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备中辐条限位底盘仰视的结构示意图。

图中：1-横向机架，11-纵向架，1111-夹板，1112-蝶形弹簧，1113-夹动气缸，112-夹持下放组件，1121-第二桁架，1122-第二伸缩杆，1123-第二夹子连接板，1124-第二气动夹，113-夹持翻转组件，1131-第一桁架，1132-第一伸缩杆，1133-翻转马达，1134-第一夹子连接板，1135-第一气动夹，12-竖向导向架，13-马达横架，14-底座板，2-车圈下旋转装置，21-车圈下旋转架，22-车圈下定位盘，3-车圈上旋转装置，31-车圈上旋转架，32-车圈上定位盘，33-辐条限位底盘，34-导向槽，4-升降气缸，41-驱动滑座，5-旋转驱动机构，51-小齿轮，52-回转支撑齿圈，53-旋转驱动电机，6-辐条展开装置，61-外套管，62-滑动套，63-连接杆，64-辐条存放槽板，65-固定轴，7-车圈轴旋转装置，71-车圈轴旋转马达，72-卡盘升降气缸，73-电动三抓卡盘，74-距离传感器，200-车轮圈，300-车圈轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-16，本发明提供一种技术方案：一种用于车圈旋转及翻转的自动化机械设备，包括一组横向机架1、车圈下旋转装置2、车圈上旋转装置3、车圈翻转装置以及车圈下放装置，所述车圈下旋转装置2包括车圈下旋转架21，车圈下旋转架21固定设置在底座板14上，车圈下旋转架21上端面转动安装有用于定位支撑车轮圈200的车圈下定位盘22，车圈下定位盘22与车圈下旋转架21上的旋转驱动机构5驱动连接；

所述车圈上旋转装置3包括车圈上旋转架31，车圈上旋转架31顶部固定设置有一组升降气缸4，升降气缸4顶部安装有用于水平滑动设置在横向机架1上的滑座41，横向机架1上安装有用于驱动滑座41水平移动的横移驱动机构，所述车圈上旋转架41下端面转动安装有用于定位压盖车轮圈200的车圈上定位盘32，车圈上定位盘32与车圈上旋转架31上的旋转驱动机构5驱动连接；

请参阅图7-8，所述车圈翻转装置包括分别位于车圈上旋转装置3上方两侧的纵向架11，纵向架11上安装有用于夹住车轮圈200上边缘并翻转车轮圈200的夹持翻转组件113；所述夹持翻转组件113包括端部与纵向架11固定并水平伸缩的一组第一横向伸缩气缸，第一横向伸缩气缸的伸缩端通过第一桁架1131固定有竖向伸缩的第一伸缩杆1132，第一伸缩杆1132底部安装有翻转马达1133，翻转马达1133输出端连接有第一夹子连接板1134，第一夹子连接板1134内侧安装有一组用于夹住车轮圈200上边缘的第一气动夹1135；第一横向伸缩气缸推动夹持翻转组件113整体的往复运动，当第一气动夹1135夹住车轮圈200上边缘后，翻转马达1133带动第一夹子连接板1134旋转180°，因此车轮圈200能被翻转180°。

所述车圈下放装置包括用于夹住车轮圈200上边缘并将车轮圈200下放至车圈下定位盘22上的夹持下放组件112；所述夹持下放组件112包括端部与纵向架11固定并水平伸缩的一组第二横向伸缩气缸，第二横向伸缩气缸的伸缩端通过第二桁架1121固定有竖向伸缩的第二伸缩杆1122，第二伸缩杆1122底部安装有第二夹子连接板1123，第二夹子连接板1123内侧安装有一组用于夹住车轮圈200上边缘的第二气动夹1124。由于车轮圈200被翻转180°后，第一气动夹1135此时夹住的是车轮圈200下边缘，通过车圈下放装置中第二气动夹1124夹住此时的车轮圈上边缘，然后，第一气动夹1135松开，整个车圈翻转装置复位，接着，车轮圈200在车圈下放装置的带动下，平稳下放到车圈下定位盘22上。

请参阅图3-5，可优选地，所述旋转驱动机构5包括安装在车圈下旋转架21或车圈上旋转架31上的旋转驱动电机53，旋转驱动电机53通过驱动转轴连接有小齿轮51，小齿轮51与转动安装在车圈下旋转架21或车圈上旋转架31上的回转支撑齿圈52啮合连接，所述车圈下定位盘22和车圈上定位盘32上均固定安装在回转支撑齿圈52上。通过旋转驱动电机53带动驱动转轴旋转，从而小齿轮51带动回转支撑齿圈52旋转，回转支撑齿圈52带动车圈上定位盘32或车圈下定位盘22旋转。

请参阅图11，可优选地，所述第一气动夹1135和第二气动夹1124均为相同结构的气动夹，所述气动夹包括两块相互铰接的夹板1111，两块夹板1111尾端之间通过夹动气缸1113连接，两块夹板1111尾端之间还连接有蝶形弹簧1112。通过控制夹动气缸1113，就能控制气动夹的自动张开或闭合。

可优选地，所述第二气动夹1124朝向车轮圈200圆心轴线方向分布设置。车圈下放装置的第二气动夹1124对准车轮圈200圆心轴线方向，有利于夹住车轮圈200上边缘，确保车轮圈200能够精准平稳地放回车圈下定位盘22上。

可优选地，所述横移驱动机构为固定在横向机架1上的横移电机，横移电机输出端连接有横移丝杠，横移丝杠穿过滑座41并与滑座41螺纹配合连接。在车轮圈200需要翻转时，升降气缸4带动整个车圈上旋转架31上升，然后，通过横移驱动机构带动整个车圈上旋转装置3横移，避免干扰车轮圈200的翻转。此处的横移驱动机构也可采用直线电机与横向机架11配合滑动横移。横移驱动机构也可以采用水平方向伸缩的横移气缸，通过横移气缸的伸缩带动滑座41水平移动，从而滑座41带动整个车圈上旋转装置3水平移动。

请参阅图13-14，可优选地，所述底座板14上安装有位于车圈下定位盘22中心轴线上的辐条展开装置6，所述辐条展开装置6包括固定在底座板14上的外套管61，外套管61内安装有固定轴65，固定轴65顶部设置有容易插装车圈轴300的轴插槽，外套管61顶部四周铰接分布有多根辐条存放槽板64，外套管61外套装有滑动套62，滑动套62四周铰接分布有多根与辐条存放槽板64一一对应的连接杆63，连接杆63顶部与辐条存放槽板64中部铰接，所述滑动套62底部与底座板14之间连接有展开驱动气缸（图中未示出）。在展开驱动气缸的带动下，滑动套62能上、下运动，因此滑动套62带动连接杆63展开或收缩，从而连接杆63带动辐条存放槽板64展开或闭合。

请参阅图15-16，可优选地，所述车圈上定位盘32的底部端面设置有用于限制辐条展开过度的辐条限位底盘33，辐条限位底盘33底部端面分布设置有多个与车轮圈200上的辐条帽孔对应的导向槽34。使得辐条只能对准车轮圈200上的辐条帽孔，有利于提高后续安装辐条帽的准确率。

请参阅图1-6，以及图12，可优选地，所述横向机架1上位于两个纵向架11中间固定有一组竖向导向架12，两个竖向导向架12之间上下滑动安装有用于抓紧并转动车圈轴300的车圈轴旋转装置7，所述车圈轴旋转装置7包括两端滑动安装在竖向导向架12的导槽内的马达横架13，所述马达横架13上安装有车圈轴旋转马达71，车圈轴旋转马达71的输出端连接有卡盘升降气缸72，卡盘升降气缸72的伸缩端安装连接有用于抓紧或松开车圈轴300的电动三抓卡盘73，电动三抓卡盘73的底部端面上分布设置有用于检测车圈轴300与卡盘之间距离的距离传感器74。车圈轴旋转马达71能带动电动三抓卡盘73旋转，安装辐条时需要车圈轴300旋转；卡盘升降气缸72能带动电动三抓卡盘73上、下运动。

可优选地，所述竖向导向架12顶部安装有升降架，升降架上安装有抬升气缸，抬升气缸的伸缩端与马达横架13上端固定连接。抬升气缸能够带动整个车圈轴旋转装置7上升，避免车轮圈200翻转时与其产生干涉。

在安装辐条时，车圈上旋转装置3和车圈下旋转装置2配合，压住车轮圈200，靠静摩擦使车轮圈旋转，接触面积大，不会损坏车轮圈200，不会使车轮圈200变形；在辐条展开装置6中，通过连接杆63带动辐条存放槽板64同时展开，效率高，辐条展开后，在车圈上旋转装置3上有辐条限位底盘33，辐条限位底盘33底部端面分布设置有多个与车轮圈200上的辐条帽孔对应的导向槽34，使得辐条只能对准车轮圈200上的辐条帽孔，有利于提高后续安装辐条帽的准确率；车圈翻转装置通过四个对称的第一气动夹1135夹住车轮圈200上边缘，在翻转马达1133带动下实现车轮圈200翻转，受力均匀；车圈下放装置的第二气动夹1124对准车轮圈200圆心轴线方向，有利于夹住车轮圈200上边缘，确保车轮圈200能够精准平稳地放回车圈下定位盘22上；设备整体自动化程度比较高，工作人员只需要将车轮圈200与车圈轴300放到对应的位置上，最后将安装好辐条的车圈取下即可，操作简单。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。