連桿式機械手的制作方法

本實用新型屬于輪胎定型硫化輔助設備技術領域，尤其涉及一種用于向輪胎硫化機裝載輪胎的裝胎裝置。

背景技術：

輪胎硫化機是在輪胎硫化工序中，用于將輪胎由塑性輪胎轉化為彈性輪胎或硬質輪胎的設備，其包括底座、主傳動機構、中心機構、硫化室、裝胎裝置(機械手)、卸胎機構、脫模機構及控制系統。其中，裝胎裝置是實現硫化輪胎自動化過程的重要保證之一，該裝置能夠完成生胎抓取、上升、轉入和下降，以及將生胎準確套住膠囊使之定型，然后閉合、上升轉出等一系列連貫動作。

中國實用新型專利CN203063008U公開了一種輪胎定型硫化機機械爪，包括轉臂、托板、爪盤、轉盤、驅動機構、抓取機構和托舉機構，所述抓取機構包括滑軌、滑塊、爪片和連桿，所述滑軌固定在所述爪盤的下表面上且沿爪盤的周向均勻分布，所述滑塊可滑動地設置在所述滑軌上且沿爪盤的徑向滑動，所述爪片與滑塊固定連接，所述連桿的兩端分別與所述轉盤和滑塊相連接，通過采用抓托式機械爪對生胎進行裝載；中國實用新型專利CN204471685U公開了一種輪胎硫化機用裝卸胎組件，包括轉盤座及卡爪，轉盤座的外環面箍設爪盤，爪盤與轉盤座間構成回轉配合，卡爪用于直接抵合胎坯子口的夾持面所圍合形成柱面的軸線與轉盤座軸線同軸布置，爪盤下盤面徑向延伸導軌部，且爪盤盤面處貫穿設置弧形導向槽，卡爪為雙導桿氣缸，卡爪的活塞桿端設置上述夾持面，且夾持面的活塞動作方向沿爪盤徑向布置，爪盤的盤面處還開設通行槽孔。

然而，上述裝胎裝置由于設置了滑軌、弧形導向槽及槽孔等結構，增加了設備的設計成本及加工難度，同時，增大了運行過程所受到的摩擦力，進而影響了裝胎裝置制作及工作的效率。

技術實現要素：

本實用新型針對現有的裝胎裝置成本高、加工難度大以及工作效率低的技術問題，提出一種成本低、結構簡單且工作效率高的連桿式機械手。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種連桿式機械手，包括環形固定盤體，以及豎直設置于固定盤體內圓周以內的卡爪，卡爪的頂部固定連接有第一支撐件，固定盤體上設置有與固定盤體同軸的環形轉盤，固定盤體上設置有連桿單元，連桿單元為繞固定盤體軸線圓周陣列的多個，連桿單元包括兩端分別與第一支撐件及固定盤體鉸接的第一連桿及第二連桿，轉盤與連桿單元之間設置有第三連桿，第三連桿的兩端分別與轉盤與連桿單元鉸接，固定盤體上設置有可驅動轉盤轉動的第一驅動單元，第一驅動單元的固定端與固定盤體鉸接，固定盤體的動力輸出端與轉盤鉸接。

作為優選，固定盤體包括位于下部的第一固定盤，位于中部的連接件，以及位于上部的第二固定盤，連接件的兩端分別與第一固定盤及第二固定盤固定連接，連桿單元設置于固定盤體的中部，其中，第一連桿及第二連桿的兩端分別與第一固定盤及第一支撐件鉸接，轉盤安裝于第一固定盤的頂部。

作為優選，固定盤體設置有可限制轉盤轉動極限位置的調行程單元，調行程單元包括一端與固定盤體鉸接的第一導軌，以及可沿第一導軌往復運動的第二支撐件，第二支撐件沿豎直方向的端部與固定盤體鉸接，第二支撐件沿相對第一導軌運動方向的兩邊分別設置有可限制第二支撐件相對第一導軌運動極限位置的第一擋件及第二擋件。

作為優選，第一導軌為螺桿，第二支撐件沿相對第一導軌運動方向設置有通孔，第二支撐件通過通孔與第一導軌螺紋連接。

作為優選，第一擋件及第二擋件為與第一導軌螺紋連接的螺母。

作為優選，垂直于第二支撐件相對第一導軌運動的方向上第二支撐件的兩端連接有可導向第二支撐件沿第一導軌往復運動的導向件。

作為優選，固定盤體外圓周固定連接有可繞豎直方向轉動的轉動件，轉動件的另一端鉸接有第三支撐件，轉動件連接有可驅動轉動件轉動的第二驅動單元。

作為優選，第三支撐件連接有沿豎直方向設置的第二導軌，第三支撐件連接有可驅動第三支撐件第二導軌往復運動的第三驅動單元。

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果在于：

1、本實用新型連桿式機械手通過設置轉盤、連桿單元以及第三連桿，能夠實現卡爪在固定盤體中部及固定盤體內圓周之間的往復運動，其中，轉盤及連桿單元構成了四連桿運動機構，而第三連桿作為將轉盤的轉矩傳遞給連桿單元的傳動部件，即通過驅動轉盤的轉動，以帶動四連桿機構的運動即可實現對生胎的抓取，并且無需設置凹槽或軌道等復雜結構，因此，本實用新型連桿式機械手運動所受摩擦力小，操作及結構簡單，并且工作效率高。

2、本實用新型連桿式機械手通過設置第一固定盤及第二固定盤，以此增大了整體結構的剛度，進而使連桿式機械手不易變形且穩定性好，同時，保證了在對生胎抓取過程中的定位精度。

3、本實用新型連桿式機械手通過設置調行程單元，從而限制了卡爪的運動范圍，進而避免了在運動過程中各運動結構之間發生干涉，同時，由于調行程單元的運動僅由第二支撐件及第一導軌實現，因此，本實用新型調行程單元的結構簡單，并且在運動過程中減少了對轉盤轉動所帶來的摩擦阻力，進而保證了連桿式機械手較高的工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型連桿式機械手的內部結構示意圖；

圖2為本實用新型連桿式機械手的立體結構示意圖；

圖3為本實用新型連桿式機械手調行程單元的結構示意圖；

圖4為本實用新型連桿式機械手升降轉動件、第三支撐件及第二導軌的結構示意圖。

以上各圖中：1、固定盤體；2、轉盤；3、連桿單元；4、第一連桿；5、第二連桿；6、第一支撐件；7、卡爪；8、第三連桿；9、第一固定盤；10、第一驅動單元；11、調行程單元；12、第一導軌；13、第一擋件；14、第二支撐件；15、第二擋件；16、導向件；17、第二固定盤；18、連接件；19、轉動件；20、第三支撐件；21、第二導軌；22、第二驅動單元。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本實用新型進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特征也可以有益地結合到其他實施方式中。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“內”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖4所示的位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1和圖2所示，一種連桿式機械手，包括環形固定盤體1，以及豎直設置于固定盤體1內圓周以內的卡爪7，卡爪7的頂部固定連接有第一支撐件6，固定盤體1上設置有與固定盤體1同軸(例如，固定盤體1沿圓周方向設置有安裝轉盤2于固定盤體1上的限位件，以使轉盤2與固定盤體1同軸)的環形轉盤2，固定盤體1上設置有連桿單元3，連桿單元3為繞固定盤體1軸線圓周陣列的多個，連桿單元3包括兩端分別與第一支撐件6及固定盤體1鉸接的第一連桿4及第二連桿5，轉盤2與連桿單元3之間設置有第三連桿8，第三連桿8的兩端分別與轉盤2與連桿單元3鉸接，固定盤體1上設置有可驅動轉盤2轉動的第一驅動單元10，第一驅動單元10的固定端與固定盤體1鉸接，固定盤體1的動力輸出端與轉盤2鉸接。

本實用新型連桿式機械手通過設置轉盤2、連桿單元3以及第三連桿8，能夠實現卡爪7在固定盤體中部及固定盤體內圓周之間的往復運動，其中，轉盤2及連桿單元3構成了四連桿運動機構，而第三連桿8作為將轉盤2的轉矩傳遞給連桿單元3的傳動部件，即通過驅動轉盤2的轉動，以帶動四連桿機構的運動即可實現對生胎的抓取，并且無需設置凹槽或軌道等復雜結構，因此，本實用新型連桿式機械手運動所受摩擦力小，操作及結構簡單，并且工作效率高。

針對上述固定盤體1的結構，可以為：如圖1和圖2所示，固定盤體1包括位于下部的第一固定盤9，位于中部的連接件18，以及位于上部的第二固定盤17，連接件18的兩端分別與第一固定盤9及第二固定盤17固定連接，連桿單元3設置于固定盤體1的中部，其中，第一連桿4及第二連桿5的兩端分別與第一固定盤9及第一支撐件6鉸接，限位件及轉盤2安裝于第一固定盤9的頂部。

本實用新型連桿式機械手通過設置第一固定盤9及第二固定盤17，以此增大了整體結構的剛度，進而使連桿式機械手不易變形且穩定性好，同時，保證了在對生胎抓取過程中的定位精度。

另外，上述實施方式中連桿單元3的連接方式還可以為，第一連桿4的兩端分別與第二固定盤17及第一支撐件6鉸接，第二連桿5的兩端分別與第一固定盤9及第一支撐件6鉸接。

優選的，第一驅動單元10可以為液壓缸、氣缸或直線電機其中之一種，其中采用液壓缸能夠使連桿式機械手運行平穩無沖擊，穩定性強且重復精度高。

進一步，如圖1至圖3所示，固定盤體1設置有可限制轉盤2轉動極限位置的調行程單元11，調行程單元11包括一端與固定盤體1鉸接的第一導軌12，以及可沿第一導軌12往復運動的第二支撐件14，第二支撐件14沿豎直方向的端部與固定盤體1鉸接，第二支撐件14沿相對第一導軌12運動方向的兩邊分別設置有可限制第二支撐件14相對第一導軌12運動極限位置的第一擋件13及第二擋件15。

本實用新型連桿式機械手通過設置調行程單元11，從而限制了卡爪7的運動范圍，進而避免了在運動過程中各運動結構之間發生干涉，同時，由于調行程單元11的運動僅由第二支撐件14及第一導軌12實現，因此，本實用新型調行程單元11的結構簡單，并且在運動過程中減少了對轉盤2轉動所帶來的摩擦阻力，進而保證了連桿式機械手較高的工作效率。

優選的，第一導軌12為螺桿，第二支撐件14沿相對第一導軌12運動方向設置有通孔，第二支撐件14通過通孔與第一導軌12螺紋連接。

進一步，第一擋件13及第二擋件15為與第一導軌12螺紋連接的螺母。本實用新型通過將第一擋件13及第二擋件15設置為與第一導軌12螺紋連接，從而實現了對卡爪7運動極限的調節，進而提高了連桿式機械手的通用性。

另外，垂直于第二支撐件14相對第一導軌12運動的方向上第二支撐件14的兩端連接有可導向第二支撐件14沿第一導軌12往復運動的導向件16。本實用新型設置導向件16的作用在于，提高了第二支撐件14運動的穩定性。

進一步，如圖4所示，固定盤體1外圓周固定連接有可繞豎直方向轉動的轉動件19，轉動件19的另一端鉸接有第三支撐件20，轉動件19連接有可驅動轉動件19轉動的第二驅動單元22。

優選的，第二驅動單元22可以為液壓缸、氣缸或直線電機其中之一種，

進一步參見圖4，第三支撐件20連接有沿豎直方向設置的第二導軌21，第三支撐件20連接有可驅動第三支撐件20第二導軌21往復運動的第三驅動單元。

優選的，第三驅動單元可以為伺服電機、步進電機或液壓馬達其中之一種，此時，第二導軌21可以為絲杠，第三支撐件20與第二導軌21之間通過絲杠副連接。

另外，本實用新型連桿式機械手設置有可檢測卡爪7位移的位移傳感器。

優選的，位移傳感器為非接觸式傳感器。本實用新型采用非接觸式位移傳感器，壽命高且便于維護。

為了更好的理解本實用新型的上述技術方案，如圖1至圖4所示，本實用新型連桿式機械手的工作過程如下：

對位于存胎位的生胎進行抓取過程：啟動第二驅動單元22及第三驅動單元，使卡爪7定位并伸入至生胎中部，此時，啟動第一驅動單元10，以帶動卡爪7收縮(即向固定盤體1內圓周方向運動)，直至卡爪7接觸到生胎為止。

運輸生胎的過程：定位連桿式機械手從存胎位抓取生胎后，啟動第三驅動單元，并通過卡爪7將生胎提升至一定高度，此時，啟動第二驅動單元22，以將生胎旋轉至輪胎定型硫化機模型中心的上方。

釋放生胎的過程：啟動第三驅動單元，以使生胎下降至輪胎定型硫化機的下半模上，此時，啟動第一驅動單元10，以使卡爪7伸出(朝向固定盤體1中部方向運動)，直至可以脫離生胎為止。