专利名称：轮胎针孔检测机及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测轮胎钉孔的工装设备及其实现方法，属于橡胶机械领域。
背景技术：
在制造生产机动车轮胎、或是通过胎面打磨贴合进行轮胎翻新的过程中，需要 就成型后的轮胎表面进行是否存在针孔的检测，以对材料强度迸行判级。
现有采用的检测方法是凭借操作工人的肉眼和手进行触摸和观察，无专用的工 装设备，而且对于微小的孔洞和钉孔也是很难检测出来的，检测精度有待提高。从 而影响到后续的轮胎使用，给机动车运行带来安全隐患。
发明内容
本发明提供一种轮胎针孔检测机及其检测方法，以解决上述问题和缺陷。利用 高压直流电来检测做为绝缘体的橡胶轮胎，当轮胎存在针孔或裂纹时，高压直流电 会击穿针孔或裂纹而产生瞬间的电弧放电，从而使得操作者能够仅凭肉眼即可观测 到，从而准确地判断是否存在针孔、以及存在针孔的具体位置。从而实现一种全新 高压检测针孔的专用工装设备和方法，其检测精度较高、能够准确地找到存在针孔 的部位。对于操作者来说不具有危险性，能够有效地提高轮胎质量的检测效率。
为实现上述发明目的，所述轮胎针孔检测机的主要结构是
具有一主框架，在主框架的底部设有2个用于支承、旋转被检测轮胎的滚筒， 滚筒由侧部的伺服电机驱动。
在主框架的侧梁上，相向地设置有2组用于扩充被检测轮胎子口的卡爪。
以及，用于操作者手持的探测器。探测器具有一支架和绝缘手柄，在支架的底 部设有滚轮和导电链，连接外部测试电极的导线嵌入支架中并连接导电链。
如上述方案特征，由伺服电机驱动的滚筒支承并旋转被检测的轮胎，此时操作 者可手持探测器从扩充开的轮胎子口伸入到胎面或胎侧内壁，利用高压直流放电来 观察是是否发生电弧放电。本发明所利用的检测机理是，橡胶轮胎本身是一绝缘体，当其中存在有诸如钉 眼、针孔、裂纹、气泡等气密性缺陷时，高压直流电即可击穿而形成高压电流场， 从外在现象观察即可产生电弧放电。原因是高压电经过针孔等形成的两端，会相应 地产生非常高的瞬间电流。
利用这一原理，操作者在轮胎外部通过肉眼观察电弧放电，即可判断是否存在 钉孔、以及存在钉孔的具体位置。
为改善操作者在轮胎子口内部的操作，在主框架的侧梁顶端设有一导轨架，在 导轨架上固定一水平导轨。
在与导轨滑动连接的滑架上设有一气缸，气缸的驱动轴固定在导轨架的端部， 一组卡爪固定在滑架上。
如上述结构，2组卡爪中有一组直接固定在侧梁上，另一组则固定在滑架上。通 过气缸驱动滑架往复滑动，则卡爪可沿导轨的水平方向向一侧扩充开轮胎的子口。
当检测完毕时，气缸带动滑架复位，则卡爪松开轮胎子口，轮胎可被卸下。
为减小扩充轮胎子口时发生的相互摩擦，可采取的进一步细化方案是，所述的 卡爪具有一导向套和一锥形扩充套，导向套通过两端的轴承套设在一悬挂轴上，锥 形扩充套通过两端的轴承套设在一固定轴上。
当轮胎在检测的旋转过程中，构成卡爪的锥形扩充套是沿轮胎子口的内壁绕其 固定轴发生自转，锥形扩充套所起的作用是扩充轮胎子口，以及保持对轮胎子口的 旋转定位。
构成卡爪的导向套，是沿轮胎子口的边缘绕悬挂轴进行自转，导向套所起的作 用是辅助锥形扩充套，以防止被扩充开的轮胎子口发生偏转。
为适应不同规格和外形尺寸的轮胎检测要求，所述的滚筒和伺服电机固定在一 T 形的升降框架的底部，在升降框架的两侧分别设有一气缸，气缸的输出轴分别连接 一垂直连杆，垂直连杆固定在升降框架的侧部。
对于不同规格的轮胎来说，其径向高度是不尽相同的。通过上述升降框架可将 被检测轮胎调整至检测工位。
另外，还可将伺服电机设置为1个，伺服电机通过一个双输出轴的链轮分别连 接2个滚筒。在同一伺服电机的驱动下，2个滚筒的旋转速度可保持一致，以有效地降低与轮 胎之间的滑动摩擦。
综合采用上述针孔检测机的结构方案，本发明实现一种全新的针孔检测方法
在轮胎被支承、驱动旋转的状态下，将连接高压电极的探测器放入轮胎子口内 部，在滚轮沿轮胎胎面、胎侧内壁滚动的同时，通过导电链进行高压直流放电。
操作者在轮胎外部，通过肉眼观察是否有电弧放电现象，以判断是否存在钉孔、 以及存在钉孔的具体位置。
为保证操作者的安全，检测轮胎的高压电是一种高电压、低电流的直流电，即
其电压在20 60千伏之间，其工作电流小于5毫安。
由伺服电机驱动的2个滚筒同时支承并驱动旋转被检测的轮胎。2组卡爪从两侧 扩充开轮胎的子口。
在轮胎旋转的同时，卡爪的锥形扩充套沿轮胎子口的内壁、绕其固定轴自转。 卡爪的导向套沿轮胎子口的边缘、绕其悬挂轴自转。
由气缸推动滑架往复滑动，以带动卡爪沿导轨的水平方向扩充开被检测轮胎的 子口或复位。
固定所述滚筒和伺服电机的升降框架，在侧部气缸的驱动下沿垂直方向将轮胎 提升至检测工位或复位。
如上所述，本发明具有以下优点和有益效果-
1、 实现一种专用工装和全新检测方法，对于微小的裂缝或钉孔也可检测出来，检测 精度较高，轮胎生产或翻新的质量得以保证。
2、 能够保证操作者的工作安全，检测效率较高。
现结合附图对本发明做进一步的说明
图1是所述轮胎针孔检测机的结构示意图2是图1的侧向示意图3是所述卡爪的剖面示意图4是电路原理示意图5是所述探测器的结构示意图；如图1至图5所示，主框架l，侧梁ll，导轨架12，水平导轨13，滑架14，气 缸15，滚筒2，伺服电机3，卡爪4，导向套41，悬挂轴411，锥形扩充套42，固定 轴421，探测器5，支架51，绝缘手柄52，滚轮53，导电链54，导线55，升降框架 6，气缸61，输出轴62，垂直连杆63。
具体实施例方式
实施例1，如图1至图5所示，提供一种应用于橡胶轮胎生产或翻新设备中的轮 胎针孔检测机，主要具有主框架l，滚筒2，伺服电机3，卡爪4，探测器5和升降 框架6。具体地，
在主框架1的底部设有2个用于支承、旋转被检测轮胎的滚筒2，伺服电机3通 过一个双输出轴的链轮分别连接2个滚筒2。
在主框架1的侧梁11上，相向地设置有2组、共计4个用于扩充被检测轮胎子 口的卡爪4。
在主框架1的侧梁11顶端设有一导轨架12，在导轨架12上固定一水平导轨13。 在与导轨13滑动连接的滑架14上设有一气缸15，气缸15的驱动轴固定在导轨架 12的端部，左侧一组的2个卡爪4分别固定在滑架14上。
对于每一个卡爪4具有相同的结构，即设有一导向套41和一锥形扩充套42。其 中，导向套41通过两端的轴承套设在悬挂轴411上，锥形扩充套42通过两端的轴 承套设在固定轴421上。
用于操作者手持的探测器5具有一支架51和绝缘手柄52。其中在支架51底部 设有4个滚轮53、若干条导电链54。连接外部测试电极的导线55嵌入支架51中并 连接导电链54。
滚筒2和伺服电机3固定在一 T形的升降框架6的底部，在升降框架6的两侧 分别设有气缸61，气缸61的输出轴62分别连接一垂直连杆63，垂直连杆63固定 在升降框架6的侧部。
所述的轮胎针孔检测方法，是在轮胎被支承、驱动旋转的状态下，将连接高压 电极的探测器5放入到轮胎子口内部，在滚轮53沿轮胎胎面、胎侧内壁滚动的同时， 通过导电链54进行高压直流放电。
当轮胎存在有钉眼、针孔、裂纹、气泡等气密性缺陷时，高压直流电即可击穿而形成高压电流场，操作者在轮胎外部即可通过肉眼观察到电弧放电现象。据此可 直接判断轮胎是否存在钉孔、以及存在钉孔的具体位置。
所采用的高压直流电，其电压在20 60千伏之间，其工作电流小于5毫安。
检测轮胎的具体流程包括有
升降框架6在侧部气缸61的驱动下，带动所固定的滚筒2和伺服电机3，沿垂 直方向将轮胎提升至检测工位；
由气缸15推动滑架14往复滑动，以带动卡爪4沿导轨13的水平方向、从两侧 扩充开被检测轮胎的子口；
伺服电机3驱动2个滚筒2同时支承、且驱动旋转被检测的轮胎；
在轮胎旋转的同时，卡爪4的锥形扩充套42沿轮胎子口的内壁、绕其固定轴421 自转，卡爪4的导向套41沿轮胎子口的边缘、绕其悬挂轴411自转；
此时操作者将探测器5放入到轮胎子口内部，在滚轮53沿轮胎胎面、胎侧内壁 滚动的同时，通过导电链54进行高压直流放电；
当轮胎存在有针孔等气密性缺陷时，操作者可在轮胎外部观察到电弧放电现象， 以判断是否存在钉孔、以及存在钉孔的具体位置。
权利要求
1、一种轮胎针孔检测机，其特征在于具有一主框架(1)，在主框架(1)的底部设有2个用于支承、旋转被检测轮胎的滚筒(2)，滚筒(2)由侧部的伺服电机(3)驱动；在主框架(1)的侧梁(11)上，相向地设置有2组用于扩充被检测轮胎子口的卡爪(4)；以及用于操作者手持的探测器(5)，探测器(5)具有一支架(51)和绝缘手柄(52)，在支架(51)底部设有滚轮(53)和导电链(54)，连接外部测试电极的导线(55)嵌入支架(51)中并连接导电链(54)。
2、 根据权利要求1所述的轮胎针孔检测机，其特征在于在主框架(1)的侧 梁(11)顶端设有一导轨架(12)，在导轨架(12)上固定一水平导轨(13);在与导轨(13)滑动连接的滑架(14)上设有一气缸(15)，气缸(15)的驱 动轴固定在导轨架(12)的端部， 一组卡爪(4)固定在滑架(14)上。
3、 根据权利要求2所述的轮胎针孔检测机，其特征在于所述的卡爪(4)具 有一导向套(41)和一锥形扩充套(42)，导向套(41)通过两端的轴承套设在悬 挂轴(411)上，锥形扩充套(42)通过两端的轴承套设在固定轴(421)上。
4、 根据权利要求1或3所述的轮胎针孔检测机，其特征在于所述的滚筒(2) 和伺服电机(3)固定在一T形的升降框架(6)的底部，在升降框架(6)的两侧分 别设有气缸(61)，气缸(61)的输出轴(62)分别连接一垂直连杆(63)，垂直 连杆(63)固定在升降框架(6)的侧部。
5、 根据权利要求4所述的轮胎针孔检测机，其特征在于所述的伺服电机(3) 设置为1个，伺服电机(3)通过一个双输出轴的链轮分别连接2个滚筒(2)。
6、 一种轮胎针孔检测方法，其特征在于在轮胎被支承、驱动旋转的状态下， 将连接高压电极的探测器(5)放入轮胎子口内部，在滚轮(53)沿轮胎胎面、胎侧 内壁滚动的同时，通过导电链(54)进行高压直流放电；操作者在轮胎外部，通过肉眼观察是否有电弧放电现象，以判断是否存在钉孔、 以及存在钉孔的具体位置。
7、 根据权利要求6所述的轮胎针孔检测方法，其特征在于所释放的高压直流电，其电压在20 60千伏之间，其工作电流小于5毫安。
8、 根据权利要求6或7所述的轮胎针孔检测方法，其特征在于由伺服电机(3)驱动的2个滚筒(2)，同时支承并驱动旋转被检测的轮胎； 2组卡爪(4)从两侧扩充开轮胎的子口；在轮胎旋转的同时，卡爪(4)的锥形扩充套(42)沿轮胎子口的内壁、绕其固 定轴(421)自转；卡爪(4)的导向套(41)沿轮胎子口的边缘、绕其悬挂轴(411)自转。
9、 根据权利要求8所述的轮胎针孔检测方法，其特征在于由气缸(15)推动 滑架(14)往复滑动，以带动卡爪(4)沿导轨(13)的水平方向扩充开被检测轮胎 的子口或复位。
10、 根据权利要求9所述的轮胎针孔检测方法，其特征在于固定所述滚筒(2) 和伺服电机(3)的升降框架(6)，在侧部气缸(61)的驱动下沿垂直方向将轮胎 提升至检测工位或复位。
全文摘要
本发明所述轮胎针孔检测机及其检测方法，利用高压直流电来检测橡胶轮胎，当轮胎存在针孔或裂纹时，高压直流电会击穿针孔而产生瞬间的电弧放电，从而使得操作者能够仅凭肉眼即可观测到，从而准确地判断是否存在针孔、以及存在针孔的具体位置。其检测精度较高、能够准确地找到存在针孔的部位，对于操作者来说不具有危险性。主要具有一主框架，在主框架的底部设有2个用于支承、旋转被检测轮胎的滚筒，滚筒由侧部的伺服电机驱动。在主框架的侧梁上，相向地设置有2组用于扩充被检测轮胎子口的卡爪。以及，用于操作者手持的探测器。探测器具有一支架和绝缘手柄，在支架的底部设有滚轮和导电链，连接外部测试电极的导线嵌入支架中并连接导电链。
文档编号G01N27/00GK101614689SQ200810016900
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者汀 宋, 崔元国, 忠 李, 王报林 申请人:青岛高校软控股份有限公司