一种安全车轮总成装配装置及装配方法 |
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| 申请号 | CN202410126941.3 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117922206A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 甘里晟; 甘国华; 杨恩超; | 发明人 | 甘里晟; 甘国华; 杨恩超; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种安全 车轮 总成装配装置及装配方法，所述车轮总成的轮胎与 轮毂 之间填满压 力 球体，所述装配装置包括压力舱和工作舱；所述压力舱上设置安全舱 门 ，所述压力舱内安装供料机构和所述工作舱；所述供料机构上伸缩安装供料臂，所述供料臂的末端设置供料口；所述工作舱上安装旋 转轴 ，所述 旋转轴 连接第一驱动机构，所述第一驱动机构通过所述旋转轴驱动所述工作舱在所述压力舱内旋转；所述工作舱的一端设置物料放入口，所述工作舱内安装弧形轨道和用于握持轮胎的 机械臂 ，所述弧形轨道上滑动安装轮毂固定轴，所述轮毂固定轴连接第二驱动机构。本发明通过建造一个压力舱，使压力球体的整个装填过程全部在压力环境中实施，装配效率高，成本低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种安全车轮总成装配装置，所述安全车轮总成包括轮胎和轮毂，所述轮胎安装在所述轮毂上，所述轮胎与所述轮毂之间设置为充气压力腔，所述充气压力腔内填满压力球体，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种安全车轮总成装配装置及装配方法技术领域[0001] 本发明涉及车轮总成，特别是一种安全车轮总成装配装置及装配方法。 背景技术[0003] 如图10所示的现有安全车轮总成（防爆、防戳车轮总成）的装配方法主要有两种：第一种是先在填装的小球体内预置一定的化学物质，再将小球体装入轮胎和轮毂 间的充气压力腔内，之后，将车轮总成安装好并加热，使小球体内化学物质发生反应产生气体，小球体在气体作用下发生膨胀充满充气压力腔。 [0004] 第二种是在轮毂上安装一个进料装置，利用高压气体及进料装置将小球体吹入充气压力腔。 [0005] 这两种装配方法都存在着工艺复杂，成本高，只能一次性装填，胎压不可调整的问题，且装填过程中存在轮胎承压超过安全压力，化学物质不稳定等安全隐患。 发明内容[0006] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有安全车轮总成生产中安全性能低的不足，本发明提供一种可靠性、安全性高的安全车轮总成装配装置及装配方法。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种安全车轮总成装配装置，所述安全车轮总成包括轮胎和轮毂，所述轮胎安装 在所述轮毂上，所述轮胎与所述轮毂之间设置为充气压力腔，所述充气压力腔内填满压力球体，其中： 所述安全车轮总成装配装置包括用于提供压力环境的压力舱和用于实现轮胎与 轮毂装配的工作舱； 所述压力舱上设置用于开启或打开所述压力舱的安全舱门，所述压力舱内安装用 于暂存并提供压力球体的供料机构和所述工作舱； 所述供料机构上伸缩安装供料臂，所述供料臂的末端设置供料口； 所述工作舱上安装旋转轴，所述旋转轴连接第一驱动机构，所述第一驱动机构通 过所述旋转轴驱动所述工作舱在所述压力舱内旋转； 所述工作舱的一端设置物料放入口，所述工作舱内安装弧形轨道和用于握持轮胎 的机械臂，所述弧形轨道上滑动安装轮毂固定轴，所述轮毂固定轴连接第二驱动机构； 充填压力球体时，所述轮毂固定轴上安装所述轮毂，所述机械臂上安装所述轮胎，且所述轮毂固定轴、轮毂、轮胎同轴线安装，所述轮毂的第一侧边卡入所述轮胎的一侧，所述轮胎的另一侧连通所述供料机构的供料口； 所述轮毂的轮缘欲卡入所述轮胎时，所述第二驱动机构驱动所述轮毂固定轴沿所 述弧形轨道滑动，使所述轮毂固定轴与所述轮毂同轴线安装，所述轮毂的中心轴线偏离所述轮胎的中心轴线一定的角度。 [0008] 优选地，所述压力舱内安装固定支架，所述工作舱的旋转轴转动安装在所述固定支架上。 [0010] 优选地，所述压力舱内安装第一摄像扫描设备，所述工作舱内安装第二摄像扫描设备，所述第一摄像扫描设备、第二摄像扫描设备、第一驱动机构、第二驱动机构及控制计算机分别连接主控制器。 [0011] 基于同一发明构思，本发明还提供了一种利用所述安全车轮总成装配装置的安全车轮总成装配方法，其包括下列步骤：将轮毂固定安装在轮毂固定轴上； 将轮胎固定在机械臂上； 操作第二驱动机构使轮毂固定轴沿弧形轨道滑动，直至轮毂中心轴线相对轮胎的 中心轴线偏转一定的角度，之后，保持轮毂的中心轴线与轮胎的中心轴线之间的角度，通过第二驱动机构将轮毂向轮胎推进，使轮毂的第一侧边的部分进入轮胎内； 继续操作第二驱动机构使轮毂固定轴沿弧形轨道向相反方向滑动，使轮毂的第一 侧边的全部完全进入轮胎内； 关闭压力舱的安全舱门，并向压力舱内充气加压，直至压力舱的气压至1.5NP0— 4.0NP0，之后，保持压力舱的气压，操作第一驱动机构让工作舱匀速转动，其中P0为大气压强，NP0为轮胎的使用压力或压力球体的内腔压力； 展开供料机构的供料臂，并打开供料机构的供料口，使供料机构内的压力球体落 入轮胎内，直至轮胎内装填数量为V腔/V球的压力球体，其中V腔为充气压力腔的容积，V球为单个压力球体在自然状态下的体积； 压力球体装填完成后，收回供料机构的供料臂，操作第二驱动机构，使轮毂固定轴沿弧形轨道滑动，直至轮毂中心轴线相对轮胎的中心轴线偏转一定的角度，之后，保持轮毂的中心轴线与轮胎的中心轴线之间的角度，通过第二驱动机构将轮毂的第一侧边进一步推进轮胎，直至轮毂的第二侧边的部分进入轮胎内； 继续操作第二驱动机构使轮毂固定轴沿弧形轨道向相反方向滑动，使轮毂的第二 侧边的全部完全进入轮胎内； 让压力舱逐步释压直至压力舱的气压达到P0，在此过程中，压力球体在自身内压 的作用下逐步膨胀并排挤出充气压力腔内多余的气体，并填满整个充气压力腔； 操作第一驱动机构让工作舱停止运转，打开压力舱并取出车轮总成，即完成整个 车轮总成的装配工作。 [0012] 优选地，装配完成后，所述轮胎的使用压力等于所述压力球体的内腔压力。 [0013] 本发明通过建造一个压力舱，使轮胎内压力球体的整个装填过程全部在压力环境中实施，装填全程轮胎不承压，安全性能高，且可通过控制计算机及主控制器实现全程自动化操作，安全、省力、效率高，并可通过调整装填压力球的数量实现胎压调整，还可以实现重复装填。另外，本发明还能通过空气压缩机调整压力舱的压力，进而适应不同工作压力需求的安全车轮总成中压力球体的填装。附图说明 [0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0015] 图1为本发明安全车轮总成装配装置的结构示意图。 [0016] 图2为将轮毂固定在轮毂固定轴上的工作舱状态图，其中a为剖面图，b为俯视图。 [0017] 图3为将轮胎安装在机械臂上的工作舱状态图，其中a为剖面图，b为俯视图。 [0018] 图4为轮毂的第一侧边的部分进入轮胎的工作舱状态图。 [0019] 图5为轮毂的第一侧边完全进入轮胎的工作舱状态图。 [0020] 图6为轮毂的第二侧边的部分进入轮胎的工作舱状态图。 [0021] 图7为轮毂的第二侧边完全进入轮胎的工作舱状态图。 [0022] 图8为压力舱释压后，压力球体填满轮胎的充气压力腔的状态图。 [0023] 图9为车轮总成装配过程中压力球体体积变化过程示意图。 [0024] 图10为本发明涉及安全车轮总成的结构示意图。 [0025] 图1中：1供料机构，2压力球体，3轮胎，4轮毂，5轮毂固定轴，6第二驱动机构，7压力舱，8控制计算机，9主控制器，10弧形轨道，11第一驱动机构，12排气阀门，13空气压缩机，14工作舱，15第二摄像扫描设备，16充气阀门，17机械臂，18机械式安全阀，19第一摄像扫描设备，20安全舱门，101供料臂，102供料口，141旋转轴，142物料放入口。 具体实施方式[0026] 以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。 [0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“垂直”“水平”“内”“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0029] 请参阅图10，本发明涉及的安全车轮总成包括轮胎3和轮毂4，所述轮胎3为真空胎，且所述轮胎3安装在所述轮毂4上，所述轮胎3与所述轮毂4之间设置为充气压力腔，所述充气压力腔内填满压力球体2。所述压力球体2为空心球体。设大气压强为P0，轮胎3的使用压力NP0（1＜N＜15），压力球体内压力为NP0，充气压力腔的容积V腔，压力球体2自然状态的体积V球。 [0030] 请参阅图1，所述安全车轮总成装配装置包括用于提供压力环境的压力舱7和用于实现轮胎3与轮毂4装配的工作舱14。 [0031] 所述压力舱7上设置用于开启或打开所述压力舱7的安全舱门20，所述压力舱7内安装用于暂存并提供压力球体的供料机构1和所述工作舱14，且所述压力舱7竖直安装，所述供料机构1上伸缩安装供料臂101，所述供料臂101的末端设置供料口102。所述压力舱7上安装充气阀门16及排气阀门12，所述充气阀门16及排气阀门12连接空气压缩机13，以通过空气压缩机13和充气阀门16及排气阀门12向压力舱7内输入或抽出压力气体，从而对压力舱7内的气压进行调整。 [0032] 所述工作舱14上安装旋转轴141，所述旋转轴141经轴承转动安装在压力舱7内的固定支架上。所述旋转轴141连接第一驱动机构11，所述第一驱动机构11通过所述旋转轴141驱动所述工作舱14在所述压力舱7内旋转。 [0033] 所述工作舱14的一端设置物料放入口142，所述工作舱14内安装弧形轨道10和用于握持轮胎3的机械臂17，所述弧形轨道10上滑动安装轮毂固定轴5，所述轮毂固定轴5连接第二驱动机构6。 [0034] 充填压力球体时，所述轮毂固定轴5上安装所述轮毂4，所述机械臂17上安装所述轮胎3，且所述轮毂固定轴5、轮毂4、轮胎3同轴线安装，所述轮毂4的第一侧边卡入所述轮胎3的一侧，所述轮胎3的另一侧连通所述供料机构1的供料口102。 [0035] 所述轮毂4的轮缘欲卡入所述轮胎3时，所述第二驱动机构6驱动所述轮毂固定轴5沿所述弧形轨道10滑动，使所述轮毂固定轴5与所述轮毂4同轴线安装，所述轮毂4的中心轴线偏离所述轮胎3的中心轴线一定的角度。 [0036] 为方便对生产过程自动控制，所述压力舱7内安装第一摄像扫描设备19，所述工作舱内安装第二摄像扫描设备15，所述第一摄像扫描设备19、第二摄像扫描设备15、第一驱动机构11、第二驱动机构6及控制计算机8分别连接主控制器9。需要说明的是，通过摄像扫描设备获取工作状态，并利用获取的工作状态信息对工作状态进行自动控制为本领域内现有技术，因而在此不作过多叙述。 [0037] 本发明安全车轮总成装配方法包括下列步骤：将轮胎3、轮毂4的相关参数输入控制计算机8； 如图2所示，将轮毂4固定安装在轮毂固定轴5上； 如图3所示，将轮胎3固定在机械臂17上； 如图4所示，操作第二驱动机构6使轮毂固定轴5沿弧形轨道10滑动，直至轮毂4的 中心轴线相对轮胎3的中心轴线偏转一定的角度，之后，保持轮毂4的中心轴线与轮胎3的中心轴线之间的角度，通过第二驱动机构6将轮毂4向轮胎3推进，使轮毂4的第一侧边的部分进入轮胎3内； 如图5所示，继续操作第二驱动机构6使轮毂固定轴5沿弧形轨道10向相反方向滑 动，使轮毂4的第一侧边的全部完全进入轮胎3内； 如图6所示，关闭压力舱7的安全舱门20，并通过空气压缩机13及充气阀门16向压 力舱7内充气加压，直至压力舱7的气压达到预定压力（1.5 NP0—4.0NP0），关闭充气阀门16并保持压力舱7的气压，操作第一驱动机构11让工作舱14匀速转动； 展开供料机构1的供料臂101，并打开供料机构1的供料口102，使供料机构1内的压力球体落入轮胎3内，直至轮胎3内装填数量为V腔/V球的压力球体； 压力球体装填完成后，收回供料机构1的供料臂101，操作第二驱动机构6，使轮毂固定轴5沿弧形轨道10滑动，直至轮毂4的中心轴线相对轮胎3的中心轴线偏转一定的角度，之后，保持轮毂4的中心轴线与轮胎3的中心轴线之间的角度，通过第二驱动机构6将轮毂4的第一侧边进一步推进轮胎3，直至轮毂4的第二侧边的部分进入轮胎3内； 如图7所示，继续操作第二驱动机构6使轮毂固定轴5沿弧形轨道10向相反方向滑 动，使轮毂4的第二侧边的全部完全进入轮胎3内； 如图8所示，打开排气阀门12，启动空气压缩机13让压力舱7排气并逐步释压直至 压力舱7的气压达到P0，在此过程中，压力球体在自身内压的作用下逐步膨胀并排挤出充气压力腔内多余的气体，并填满整个充气压力腔； 操作第一驱动机构11让工作舱14停止运转，打开压力舱7的安全舱门20并取出车 轮总成，即完成整个车轮总成的装配工作。 [0038] 在整个装配过程中压力球体的体积变化如图9所示：自然状态下，未充填压力气体时，压力球体的体积较小，充填压力气体后，压力球体的体积膨胀，之后在压力舱7的高压环境下压力球体的体积被压缩，压力球体充填完成，压力舱7释压后，压力球体在内部气压作用下再膨胀增大。 [0039] 以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。 |
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