本發明專利技術涉及一種自適應輪胎拆裝機械手，包括：具有鉤狀自由末端的操作頭；用于驅動所述操作頭在脫離位置和工作位置之間移動的機械臂；向所述機械臂提供動力的動力裝置；以及關聯于輪胎拆裝機器人的機械臂限位導向裝置，所述的操作頭在伸入和/或退出輪轂的外周輪廓面的過程中，具有使其背面自適應貼合輪轂的外周輪廓的力結構，且所述的力結構至少包括操作頭相對于自由末端的另一端與所述的機械臂實現鉸接的第一銷。本發明專利技術結構簡單、成本低，可有效降低對輪胎和輪轂的損傷，同時大大提高了設備的自動化程度和輪胎拆裝的成功率和精度。的自動化程度和輪胎拆裝的成功率和精度。的自動化程度和輪胎拆裝的成功率和精度。
【技術實現步驟摘要】
一種自適應輪胎拆裝機械手
[0001]本專利技術涉及一種輪胎拆裝裝置 ，尤其是涉及一種可實現自適應跟隨輪轂外周面形狀的輪胎拆裝機械手，屬于輪胎維修機械裝置
技術介紹
[0002]圖1為車輪的結構示意圖。
[0003]如圖1所示：車輛的車輪通常由輪轂W以及安裝在輪轂W上的輪胎T組成，其中，輪轂W的外周面為了實現與輪胎T的連接，通常為凹凸不平的曲面結構，如：為了實現良好密封，在輪轂W的外側邊沿形成兩個肩部18（環形的凸緣），其可扣緊輪胎T的端部，即本領域技術人員熟知的“胎圈”， 用于保持輪胎T的胎圈；又如，輪轂W的外周面的近中部位置還形成有環形溝槽19，該環形溝槽19為凹槽的形式，在輪胎T的拆裝過程中，暫時容納輪胎T的胎圈的端部（胎唇20）。
[0004]而在車輪，尤其是車輪上的輪胎T出現問題的時候，需要進行輪胎T的維修和更換，因此需要相應的機械裝置來將輪胎T從輪轂W上拆除和/或將輪胎T裝配回輪轂W上，用于該操作的裝置通常被稱為輪胎拆裝機器/設備,如專利技術人于2021年申請的專利技術專利CN113103832A（一種立式輪胎拆裝機器人）。
[0005]對于輪拆裝機器來說，安裝或拆卸工具非常重要，目前市場上通用的安裝或拆卸工具主要是針對臥式輪胎拆裝機器（為一種具有車輪接收裝置的設備，汽車車輪的輪轂可以固定在該車輪接收裝置上（通常為豎向設置），所述車輪接收裝置在安裝或拆卸操作過程中可以通過旋轉驅動裝置來旋轉，輪胎可以使用安裝或拆卸工具來裝入輪轂或者從輪轂上拆卸下來）的，且在實際使用過程中仍存在一些問題，如：自動化程度低、穩定性和操作精度達不到要求、自適應能力低、容易損傷輪轂或輪胎的胎唇等問題。
[0006]如專利CN101722803A（用于拆卸和裝配車輛輪胎的操作頭，申請人：古麗亞諾集團股份公司）中所述及的操作頭，其能夠實現拆卸工具旋轉
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平移運動主要機構是第一銷和轉換裝置，在機械促動器的作用下，其可以實現從可在胎圈抓緊位置和輪胎邊緣提取位置之間運動，但由于拆卸工具為一整體設置的鉤子端和連桿端（具有一定長度），與輪轂貼合的能力是通過外部控制的，鉤子本身（拆卸工具的自由端）不具有自行調節的能力，因此，受制于連桿端以及轉換裝置的設置角度和設置精度，即，轉換裝置的角度設置無法與輪轂外周面的異形曲面結構完全一致，那么就會導致整體上為硬性連接的拆卸工具無法與輪轂的外周面實現柔性貼合。另外，一旦操作頭的工作初始位置以及轉換裝置的弧度設置等出現誤差，則非常容易出現自由端硬性碰撞輪轂外周面進而損壞輪轂的問題。同樣，在抓取輪胎的胎唇的過程中，也會產生損壞輪胎的胎唇的問題。
[0007]此外，現有技術中使用的拆卸工具，其并未考慮在鉤拉輪胎的過程中，因為鉤拉的是胎唇的內側，胎唇在受力的情況下，其密閉裙邊相對胎唇向內延展，而當輪胎在拆卸旋轉的過程中，如鉤子無足夠的避讓空間時，與鉤子接觸的密閉裙邊受到鉤子較大的壓力和摩擦力，會造成損傷。
技術實現思路
[0008]針對現有技術存在的不足，本專利技術主要提供一種用于拆卸和安裝車輛輪胎的機械手，其可實現在輪胎的拆裝過程中，自適應輪轂的外周面。
[0009]為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種自適應輪胎拆裝機械手，包括：具有鉤狀自由末端的操作頭；用于驅動所述操作頭在脫離位置和工作位置之間移動的機械臂；向所述機械臂提供動力的動力裝置；以及關聯于輪胎拆裝機器人的機械臂限位導向裝置，其中，所述的操作頭在伸入和/或退出輪轂的外周輪廓面的過程中，具有使其背面（以操作頭的工作面的另一面為背面）自適應貼合輪轂的外周輪廓的力結構，且所述的力結構至少包括操作頭相對于自由末端的另一端與所述的機械臂實現鉸接的第一銷，通過鉸接，實現了操作頭的類似手腕狀的自適應擺動能力。
[0010]針對立式輪胎拆裝機器人，輪胎整體以豎向平面設置，因此，當操作頭的拆胎位置位于輪胎的上部時，此時操作頭的工作面朝向上方，那么，操作頭的自身重力結構作為力結構的一部分，共同促使操作頭在伸入和/或退出輪轂的外周輪廓面的過程中，自適應地跟隨輪轂凹凸變化的外周輪廓面。
[0011]而當操作頭的拆胎位置位于輪胎的下部時，此時操作頭的工作面朝向下方，操作頭因為自身重力向下（朝向輪胎側）延伸，致使操作頭遠離了輪轂，而為了解決上述問題，上述的力結構還包括為了克服操作頭的自身重力而設置的反向彈力結構。
[0012]更進一步，上述的反向彈力結構可以為一拉力彈簧，拉力彈簧的兩端分別連接于機械臂和操作頭的背面，當然，其他任何具有可以克服重力并能實現操作頭彈性樞轉的結構均可，且本實施例中的拉力彈簧在操作頭的背面部分能夠有效避免接觸輪轂和輪胎。
[0013]而為了實現對輪胎胎圈的保護，本專利技術還提供了一種自適應輪胎拆裝機械手，其操作頭的鉤狀自由末端的端面為圓弧面，即與鉤取的包覆鋼絲部位的胎唇內側形狀保持相對一致，可有效降低對胎唇內側的鉤取位置的損傷。
[0014]更進一步，上述操作頭的鉤狀自由末端的兩側面還形成有避讓凹槽，主要用于避讓輪胎的密閉裙邊，因為胎唇內側受力后，胎唇端部的密閉裙邊產生與操作頭拉力方向相反的力后向操作頭方向延展，輪胎旋轉后，密閉裙邊與操作頭產生相互抵抗力量以及產生較大的摩擦力，從而損傷密閉裙邊，造成輪胎損壞。
[0015]再進一步，為了實現操作頭的旋轉
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平移運動，本專利技術還提供了一種自適應輪胎拆裝機械手，其機械臂在遠離操作頭端通過第二銷與動力裝置連接，即動力裝置通過驅動機械臂，機械臂再驅動操作頭運動。
[0016]具體：上述的機械臂在遠離操作頭端通過第二銷與設置在動力裝置的動力輸出端的浮動接頭鉸接。浮動接頭的設置使得動力裝置具有一定的活動自由度，實現了柔性驅動。
[0017]而為了實現操作頭具有合理性的運動曲線，上述的機械臂限位導向裝置至少包括兩結構相同的豎直的壁，所述的豎直的壁上至少設置有一個用于引導和嚙合所述第二銷的曲線槽。
[0018]當然，為了進一步增強驅動的穩定性和精度，上述的機械臂限位導向裝置至少包括兩結構相同的豎直的壁，所述的豎直的壁上至少設置有兩個分別用于引導和嚙合所述第一銷和所述第二銷的曲線槽，且至少一個曲線槽為異形曲線槽，所述的異形曲線槽在行程中具有拐點，拐點前后部分方向相反。
[0019]作為本專利技術的另外一個實施例，上述的機械臂至少包括兩個關節，兩個關節通過第三銷鉸接。且上述的機械臂的至少一個關節上還設置有輔助銷。
[0020]對應地，上述的機械臂限位導向裝置至少包括兩結構相同的豎直的壁，所述的豎直的壁上至少設置有兩個分別用于引導和嚙合所述第三銷和所述輔助銷的曲線槽，且至少一個曲線槽為異形曲線槽，所述的異形曲線槽在行程中具有拐點，拐點前后部分方向相反。
[0021]再進一步，針對具有兩個關節的機械臂，動力裝置的驅動方式也可以進行相應的改變，如：上述的機械臂與所述動力裝置連接的關節上還開有關節導槽，且所述動力裝置的動力輸出端通過在所述的關節導槽內穿設第四銷與所述的機械本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，包括：具有鉤狀自由末端的操作頭（1）；用于驅動所述操作頭在脫離位置和工作位置之間移動的機械臂（2）；向所述機械臂（2）提供動力的動力裝置（3）；以及關聯于輪胎拆裝機器人的機械臂限位導向裝置（4），其特征在于，所述的操作頭（1）在伸入和/或退出輪轂的外周輪廓面的過程中，具有使其背面自適應貼合輪轂的外周輪廓的力結構，且所述的力結構至少包括操作頭（1）相對于自由末端的另一端與所述的機械臂（2）實現鉸接的第一銷（5）。2.根據權利要求1所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的力結構還包括為了克服操作頭（1）的自身重力而設置的反向彈力結構（6）。3.根據權利要求2所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的反向彈力結構（6）為一拉力彈簧（7），且所述拉力彈簧（7）的兩端分別連接于機械臂（2）和操作頭（1）的背面。4.根據權利要求1所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的操作頭（1）的鉤狀自由末端的端面（8）為圓弧面。5.根據權利要求1或4所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述操作頭（1）的鉤狀自由末端的兩側面還形成有避讓凹槽（9）。6.根據權利要求1所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的機械臂（2）在遠離操作頭端通過第二銷（10）與動力裝置（3）連接。7.根據權利要求1所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的機械臂（2）在遠離操作頭端通過第二銷（10）與設置在動力裝置（3）的動力輸出端的浮動接頭（11）鉸接。8.根據權利要求6或7所述的一種自適應輪胎拆裝機械手，其特征在于，所述的機械臂限位導向裝置（4）至少包括兩結構相同的豎直的壁（12），所述的豎直的壁（12）上至少設置有一個用于引導和嚙合所述第二銷（10）的曲線槽。9.根據權利要求6或7所述的一種自適應輪胎拆裝機械手...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭明譽，鄭振平，
申請(專利權)人：伺輪智能機器人南京有限公司，
類型：發明
國別省市：
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