一种轮胎内轮廓测量方法与流程

1.本发明属于轮胎贴胶技术领域，具体涉及一种轮胎内轮廓测量方法。


背景技术：

2.自封胶轮胎是一种特殊的安全轮胎，用于提高驾乘的安全性。自封胶轮胎内壁通常都自贴合有一层耐温高分子自封胶，以尖锐物刺穿举例：当轮胎受到尖锐物刺穿后，内部的自封胶能够流动包裹在尖锐物体表面；当尖锐物被移除时，内部的自封胶自动流动到刺穿孔密封，防止轮胎气压泄漏，确保轮胎稳定运转。上述耐温高分子自封胶初看简单，实际上加工及贴胶工艺都很复杂，原因在于汽车轮轮胎需经受较大的高低温温差和长期承载压力工作的考验，并且对动平衡、高速行驶、产品耐久性的安全指标要求特别高，要承受-40℃的低温，并且在车辆高速运行时汽车轮轮胎被扎破、刺穿后，耐温高分子自封胶还需自补而不泄气。目前自封胶轮胎存在的缺陷在于：一方面，附着力较差，这会导致轮胎在工作时，会出现局部自封胶从轮胎表面掉落的现象。另一方面，粘度问题，这会使得附着在轮胎内壁的自封胶容易产生向周围扩散的现象。此外，不同轮胎内壁的轮廓曲线往往不尽相同，现有的公式化和模块化的自贴合方式，使得目前自封胶轮胎的自贴合面的均匀性及自贴合的完整性也存疑，这也导致了自封胶轮胎的实际使用的可靠性。上述缺陷都限制了自封胶轮胎实际应用面。为了解决上述存在的问题，相关厂商及研究院所莫不费劲心思来求谋解决之道，但长久以来一直未见适用的自封胶自贴合设备被发现。因此，如何能创设一种新的适用于耐温高分子自封胶的自贴合设备，用于提升自封胶轮胎的使用安全性及可靠性，使其真正能使汽车普通轮胎升级迈向产业化市场化，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界积蓄改进的目标。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种布局紧凑合理的轮胎内轮廓测量方法，其能实现对轮胎内壁轮廓曲线的精确测量功能，从而为后续的贴胶机的贴胶动作提供了点对点的高精度数据支持，可有效确保自封胶的自贴合完整性和均匀性，自封胶轮胎的使用可靠性及安全性可得到显著提升。
4.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
5.一种轮胎内轮廓测量方法，其特征在于包括以下步骤：
6.1)、位于轮胎正上方的上抓胎组件抓取轮胎上缘，位于轮胎正下方的下抓胎组件抓取轮胎下缘；随后，上抓胎组件与下抓胎组件作沿轮胎轴向的相离动作，从而扒开轮胎并敞露出轮胎的待测量内壁；
7.2)、测距头沿轮胎轴向伸入轮胎内圈区域，开始测量与轮胎内壁其中一点之间的间距；
8.3)、测距头产生沿轮胎轴向的位移动作，且每位移指定距离，测量一次，并记录数值；
9.4)、将数值纪录下来后，绘成轮胎内轮廓曲线。
10.优选的，所述上抓胎组件及下抓胎组件的至少其中之一处布置轴向驱动组件，从而使得轮胎的上缘与下缘在两组抓胎组件的反向施力下作沿轮胎轴向的相离动作；本方法还包括用于沿生产线方向运输轮胎至抓胎位置的托撑运输架；所述托撑运输架的运输面上布置有用于避让下抓胎组件的动作路径的预留间隙；托撑运输架作铅垂下降动作和/或下抓胎组件作铅垂上升动作时，轮胎內缘的下缘位于下抓胎组件处抓胎夹爪的夹持区域内。
11.优选的，所述上抓胎组件与下抓胎组件构造一致，均包括固定于机架上的固定环以及与固定环同轴设置的回转环，所述回转环可相对固定环作同轴回转动作；回转环上贯穿环面布置腰形导向孔且所述腰形导向孔的孔型长度方向与回转环的径向形成锐角；固定环上设置径向导向轨，沿固定环径向布置的抓胎夹爪的一侧板面布置导向块从而与径向导向轨间形成导轨配合，另一侧板面布置滑柱从而与所述腰形导向孔间形成导轨配合；以一组径向导向轨、一组抓胎夹爪及一组腰形导向孔形成一组夹持单元，所述夹持单元为三组以上且相对轮胎轴线环绕均布；至少一组夹持单元处的抓胎夹爪通过动力源驱动而产生径向往复动作。
12.优选的，所述动力源为动力气缸；所述抓胎夹爪外形呈“l”型板状，包括水平延伸的用于配合径向导向轨及腰形导向孔的水平板段以及向轮胎方向延伸的用于配合轮胎相应缘部的铅垂板段。
13.优选的，所述铅垂板段的顶端处设置有便于勾取轮胎相应缘部的钩槽。
14.优选的，所述轴向驱动组件布置于上抓胎组件的正上方；轴向驱动组件包括轴向电机，轴向电机通过蜗轮蜗杆机构带动轴向丝杆作铅垂往复动作，轴向丝杆与与位于抓胎位置处的轮胎轴线彼此同轴；所述轴向丝杆的底端螺纹配合有升降块，升降块与上抓胎组件处固定环间构成固接配合。
15.优选的，所述升降块通过布置在机架上的铅垂升降导轨滑轨配合在机架上。
16.优选的，测距头布置于测量组件上，测量组件还包括用于驱使测距头作铅垂直线动作的测量驱动部；测量组件通过测量架固定在下抓胎组件下方的机架处；所述测量驱动部为通过测量电机带动的同步输送带，同步输送带带面处布置铅垂板，铅垂板的顶端布置所述测距头；所述铅垂板导轨配合在测量架上。
17.优选的，测量电机带动测距头上行，每行走5mm，测量一次，以平面坐标系方式记录数值。
18.优选的，所述托撑运输架为各辊轮沿生产线输送方向依序并列排布的运输辊道；托撑气缸的活塞缸端固定于机架上，托撑气缸的活塞缸端铅垂向上延伸并托举所述托撑运输架的架体；相邻辊轮之间存有可供下抓胎组件处抓胎夹爪及测量组件处测距头穿行的所述预留间隙。
19.本发明的有益效果在于：
20.1)、基于目前已有的或正在研发的自封胶贴胶设备，本发明提供了一种作为前置工序的轮胎内轮廓测量方法，目的在于实现对轮胎内壁曲线的预测量功能，从而在后续贴胶机进行贴胶操作时，能基于在先测得的轮胎内壁曲线来实现高精度的贴胶功能，最终达到高均匀度和高完整度的自封胶自贴合需求。
21.具体操作时，当轮胎沿托撑运输架行进至抓胎位置，上抓胎组件与下抓胎组件会
协同动作来实现对轮胎上缘及下缘的同步抓取和相离动作目的。当上抓胎组件处抓胎夹爪与下抓胎组件处抓胎夹爪彼此作沿轮胎轴向的相离动作时，自然会使得轮胎被“扒”开，从而敞露出轮胎的内壁。此后，通过测距头轴向的伸入轮胎内圈区域并测算与轮胎内壁各点处间距，即可测绘出轮胎的轴向截面上的内轮廓曲线，从而为后续贴胶机的贴胶头的适应性动作提供数据支持。当然，测距头也可以同步作回转运动，从而实现轮胎内轮廓的立体曲线测绘需求，此处就不再赘述。
22.2)、上抓胎组件与下抓胎组件的设计目的，就在于实现对轮胎內缘的抓取功能，以便于后续执行扒开操作。因此，抓胎夹爪一方面应当具备径向动作功能从而靠近轮胎內缘，另一方面又必须具备轴向抓取固定功能从而实现相对轮胎相应缘部的下扒或上扒功能。相应的，抓胎夹爪可以是常规的抓胎夹爪结构，从而通过直接夹取等方式来实现其工作目的。本发明优选采用板式的抓胎夹爪，一方面通过回转环、固定环及相应的夹持单元来形成扩张结构，从而实现对轮胎下缘或上缘的整个环形面的胀紧式夹持效果；另一方面，则通过轴向驱动组件带动上抓胎组件产生升降动作，而下抓胎组件固定不动，从而实现轮胎内壁的敞露效果，操作极为灵活可靠。
23.3)、轴向驱动组件为通过轴向电机驱动的蜗轮蜗杆机构来驱使轴向丝杆回转，从而使得升降块产生升降动作；搭配铅垂升降导轨，可进一步精确定位整个上抓胎组件的动作路径，以确保抓胎和扒胎动作的准确化。
24.4)、对于测量组件而言，或可通过丝杆滑块机构来实现测距头的升降动作，也可以通过活塞缸等结构来实现其往复行程效果。本发明优选采用同步输送带的方式，从而确保测距头在铅垂向上的高精确的位移效果，以进一步的提升轮胎内轮廓曲线的测绘精度。同理的，铅垂板导轨配合在测量架上，而测量架一体式的固定在机架上，从而可有效提升测距头的行进稳定性和准确性。
25.5)、托撑运输架与下抓胎组件之间，或者两者其中之一可作升降动作，或者两者均可产生铅垂向的相向及相离动作，从而使得下抓胎组件处抓胎夹爪能进入轮胎内圈区域并实现相对下缘的胀紧抓取效果。托撑运输架主动下行的方式，可使得结构相对更为复杂的下抓胎组件更容易设计装配在机架上，从而提升整体装置的装配便捷度和制造装配成本。
附图说明
26.图1为本发明应用于生产线上时的布置位置图；
27.图2为图1的正视图；
28.图3为图1的俯视图；
29.图4为本发明的立体结构示意图；
30.图5为图4的结构爆炸图；
31.图6为图5的ii部分局部放大图；
32.图7为图4的正视图；
33.图8为图4的剖视图；
34.图9为本发明的工作状态示意图；
35.图10为图9的正视图；
36.图11为图9的剖视图；
37.图12为测距头的工作原理图。
38.本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
39.a-轮胎
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b-上缘
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c-下缘
40.10-轮胎内轮廓测量装置
41.11a-上抓胎组件
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11b-下抓胎组件
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11c-抓胎夹爪
42.11d-固定环
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11e-回转环
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11f-腰形导向孔
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11g-径向导向轨
43.11h-水平板段
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11i-铅垂板段
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11j-行程开关
44.12-轴向驱动组件
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12a-轴向电机
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12b-蜗轮蜗杆机构
45.12c-轴向丝杆
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12d-升降块
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12e-铅垂升降导轨
46.13-托撑运输架
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13a-托撑气缸
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13b-预留间隙
47.14-测量组件
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14a-测距头
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14b-测量架
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14c-测量电机
48.14d-同步输送带
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14e-铅垂板
49.20-轮胎自清洁装置
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30-轮胎定位及翻转装置
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50-贴胶机
50.60-进料输送带
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61-定中组件
51.70-出料输送带
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80-过渡夹爪
具体实施方式
52.为便于理解，此处结合图1-12，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
53.本发明应用于生产线上时，整个生产线的具体实施方式如图1-3所示，其包括沿轮胎a输送路径依序布置的进料输送带60、轮胎内轮廓测量装置10、轮胎自清洗装置20、过渡夹爪80、轮胎定位及翻转装置30、贴胶机50及出料输送带70。
54.在图1-3的具体实施例中：实际工作时，轮胎a首先被放置在作为生产线入口的进料输送带60上，经由定中组件61定中后，轮胎a先经由轮胎内轮廓测量装置10测量轮胎内轮廓曲线，并将轮胎内轮廓曲线参数发送至贴胶机50处。之后，经测廓后的轮胎a被转入轮胎自清洗装置20，实现轮胎a内壁的激光清洁操作。再后，轮胎a被过渡夹爪80夹取并送入轮胎定位及翻转装置30及贴胶机50处实现自封胶自贴合操作。自封胶自贴合完毕后的轮胎a，即被送至作为生产线出口的出料输送带70处，最终完成整套自封胶轮胎的自贴合流程。
55.在描述之前，需作以下说明：如图12所示的，文中的轮胎上缘b即轮胎上趾口端，相应的轮胎下缘c即轮胎下趾口端，上缘b与下缘c的描述为业内俗语。同时，对于本发明而言，其实施例结构是以带有测距头14a的测量组件14为例，参照图4-11所示，主要部件包括布置在机架上的托撑运输架13、抓胎组件、轴向驱动组件12及测量组件14，其中：
56.托撑运输架13外形参照图4-11，其实质上就是运输辊道；工作时，通过各辊轮的主动回转，从而实现对物料也即轮胎的运输功能。有别于传统辊道的地方在于，托撑运输架13上应当设置如图5所示的预留间隙13b，从而可供如图6-11所示的下抓胎组件11b处抓胎夹爪11c及测量组件14处测距头14a由轮胎正下方伸入轮胎内圈区域处。
57.抓胎组件与轴向驱动组件12共同配合实现了本发明的主要功能部分。抓胎组件分为上抓胎组件11a与下抓胎组件11b，均由固定环11d、回转环11e及抓胎夹爪11c配合形成。
58.实际装配时，下抓胎组件11b的固定环11d如图4-8所示的直接固定在机架上，并在
固定环11d的上环面处布置径向导向轨11g，之后再在径向导向轨11g上安装抓胎夹爪11c，从而实现抓胎夹爪11c相对径向导向轨11g的导向配合效果。同时的，在抓胎夹爪11c的上方再布置回转环11e。回转环11e与固定环11d彼此同轴且通过诸如弧形导轨等形成两者的回转配合。回转环11e上布置如图5所示的腰形导向孔11f。在图5所示结构中，可看出下抓胎组件11b处抓胎夹爪11c为四组，其中一组为动力气缸驱动的主动爪，一旦主动爪产生径向动作时，会带动回转环11e转动，并通过各腰形导向孔11f而驱动另外的三组无动力气缸的抓胎夹爪11c产生随动的同步动作。
59.上抓胎组件11a的构造与下抓胎组件11b完全一致。唯一区别在于上抓胎组件11a的固定环11d是通过轴向驱动组件12带动产生铅垂升降动作。轴向驱动组件12包括通过轴向电机12a驱动的蜗轮蜗杆机构12b，从而驱使轴向丝杆12c回转，搭配铅垂升降导轨12e，可进一步精确定位整个上抓胎组件11a的动作路径，以确保抓胎和扒胎动作的准确化。
60.至于测量组件14，其采用同步输送带14d的方式，从而确保测距头14a在铅垂向上的高精确的位移效果，以进一步的提升轮胎内轮廓曲线的测绘精度。同理的，铅垂板14e导轨配合在测量架14b上，而测量架14b一体式的固定在机架上，从而可有效提升测距头14a的行进稳定性和准确性。
61.本发明实际工作时，当轮胎a沿辊道结构的托撑运输架13行进至抓胎位置，首先托撑运输架13在托撑气缸13a作用下下沉，从而使得下抓胎组件11b处抓胎夹爪11c露出托撑运输架13的运输面。之后，下抓胎组件11b处抓胎夹爪11c开始动作，从而在径向上向外撑紧并利用钩槽钩住轮胎的下缘c。当然，无钩槽结构的抓胎夹爪11c也能实现对轮胎的张紧式抓取功能。同步的，上抓胎组件11a处轴向驱动组件12开始动作，带动整个上抓胎组件11a下行，直至上抓胎组件11a处抓胎夹爪11c伸入轮胎内圈区域；上抓胎组件11a处抓胎夹爪11c开始动作，从而在径向上向外撑紧并利用钩槽钩住轮胎的上缘b。再后，上抓胎组件11a上行而下抓胎组件11b不动，实现对轮胎上缘b及下缘c的相离动作目的。当上抓胎组件11a处抓胎夹爪与下抓胎组件11b处抓胎夹爪11c彼此作沿轮胎轴向的相离动作时，自然会使得轮胎被“扒”开，从而敞露出轮胎的待测量内壁。此后，通过测距头14a轴向的伸入轮胎内圈区域，并如图12所示作轴向测算动作。测距头14a每行走5mm，测量一次，以平面坐标方式记录与轮胎a内壁相应点处间距，如b(
-ⅰ
，0)，a(
-ⅱ
，ⅲ)等等，随后连点成线，即可绘出轮胎的轴向截面上的内轮廓曲线，以便为后续贴胶机的贴胶头的适应性动作提供数据支持。
62.当然，对于本领域技术人员而言，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。
63.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。
64.本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。