汽车轮胎胎胚智能抓取机械手技术领域
本发明涉及一种机械手，尤其是涉及一种在智能输送辊道上对汽车全钢子午胎胎
胚进行智能抓取并旋转定位的机械手装置，属于橡胶机械技术领域。
背景技术
目前，随着汽车工业的不断发展，作为汽车重要部件之一的轮胎，其生产工艺流程
需要面临不断的改进优化；而过去传统的工艺，轮胎依靠人工进行搬运及手动扫描识别，在
实际生产与制造过程中发现，这类工艺不仅容易损害轮胎胎胚，而且工人劳动强度大、产量
不高，有时还会因人为因素造成操作失误。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种抓取方便快捷、有助于提高生产率和
良品率的汽车轮胎胎胚智能抓取机械手。
本发明的目的是这样实现的：
一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手，包含有机械手横向移动机构、机械手升降机构、机
械手卡爪涨缩机构、胎胚智能识别机构、机械手旋转及定位机构，所述机械手卡爪涨缩机构
包含有移动内轴，移动内轴穿过一法兰盘，且移动内轴的一端固定连接有连杆支撑架，所述
法兰盘上沿其径向设置有多条直线导轨副一，卡爪固定连接于直线导轨副一的滑块上，连
杆的一端与连杆支撑架相铰接，另一端与卡爪或直线导轨副一上的滑块相铰接，防尘罩套
装于移动内轴上，且防尘罩的边缘固定连接于卡爪上；
所述机械手旋转及定位机构包含有旋转主轴，所述旋转主轴为一轴套结构，移动内轴
插置于该轴套结构的旋转主轴内，所述旋转主轴通过主轴承座和副轴承座安装于箱体上，
所述旋转主轴上套装有传动齿轮，安装于箱体上的电机减速机组的输出轴上套装有电机齿
轮，所述电机齿轮与传动齿轮相啮合。
本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手，所述电机减速机组通过电机安装法兰
固定于箱体上。
本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手，所述箱体上安装有直线导轨副二，所
述直线导轨副二由驱动电缸驱动，所述直线导轨副二的滑块经内轴连接体与移动内轴相连
接。
具体的讲，对于机械手横向移动机构，机械手组件在龙门机架平行导轨副上通过
伺服控制驱动，驱动器为伺服电机减速机，传动单元为圆弧齿同步带及带轮，定位到胎胚放
置区域；
对于机械手升降机构，机械手在升降机架平行导轨副上通过伺服控制驱动，由滚珠丝
杆副组件驱动牵引，并将机械手整体重量依托反方向气缸配重力平衡，将所述机械手卡爪
移动到胎胚子口位置。
对于机械手卡爪涨缩机构，机械手卡爪为连杆机构，通过一根主轴上下运动实现
卡爪的涨缩，主轴固定在箱体轴承座内，主轴末端通过推力球轴承的固定消除轴承轴向间
隙，末端通过自对中接头连接伺服电缸，通过伺服电缸的伺服脉冲驱动卡爪的扩张和缩小，
并且精确控制扩张或者缩小的数值，从而达到精准抓取胎胚的目的。
对于胎胚智能识别机构，机械手基座内侧安装一台高速相机，通过机械手旋转来
实现胎胚的信息识别与采集，为下道工序做准备。
对于机械手旋转及定位机构，旋转机构采用主轴内外轴的形式，内轴为驱动卡爪
涨缩，外轴固定在箱体上，并通过一对啮合齿轮来驱动整个机械手卡爪旋转，驱动装置为伺
服电机减速机，通过高速相机对胎胚的识别反馈，驱动装置将完成胎胚工艺方向性的定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明机械手卡爪涨缩机构，可以依据不同胎胚止口直径大小，通过FESTO伺服电缸驱
动，箱体主轴导轨副能够在任意位置快速移动及定位，通过连杆副的角度变化，实现机械手
卡爪的扩张及缩拢，它提供机械手抓取胎胚过程中的U方向轴运动；而且通过加装伸缩结构
的防尘罩，有效的阻隔了胎胚上的隔离剂对卡爪上的直线导轨副一的污染和损坏，提高了
机械手的使用寿命；
同时胎胚智能识别机构，可以依据不同胎胚上的条形码或者二维码信息，通过高速相
机读取胎胚信息，为机械手后续的移动及定位提供数据；
另外，机械手旋转及定位机构，可以依据不同胎胚的条形码或者二维码信息数据，通过
伺服驱动主轴上的一对啮合齿轮，牵引卡爪顺时针/逆时针旋转，并按照对胎胚工艺的要
求，使胎胚在任意角度位置定位，它提供机械手抓取胎胚过程中的W方向轴运动。
附图说明
图1为本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手的应用状态示意图。
图2为本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手的结构示意图。
图3为本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手的卡爪的涨缩机构结构示意图。
图4为本发明一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手的图3的局部侧视图。
其中：
机械手横向移动机构1、机械手升降机构2、机械手卡爪涨缩机构3、胎胚智能识别机构
4、机械手旋转及定位机构5；
移动内轴2.1、连杆支撑架2.2、连杆2.3、卡爪2.4、防尘罩2.5、法兰盘2.6、直线导轨副
一2.7；
旋转主轴3.1、主轴承座3.2、箱体3.3、副轴承座3.4、传动齿轮3.5、电机齿轮3.6、电机
安装法兰3.7、电机减速机组3.8、内轴连接体3.9、直线导轨副二3.10、驱动电缸3.11。
具体实施方式
参见图1~4，本发明涉及的一种汽车轮胎胎胚智能抓取机械手，包含有机械手卡爪
涨缩机构3和机械手旋转及定位机构5，所述机械手卡爪涨缩机构3包含有移动内轴2.1，移
动内轴2.1穿过一法兰盘2.6，且移动内轴2.1的一端固定连接有连杆支撑架2.2，所述法兰
盘2.6上沿其径向设置有多条直线导轨副一2.7，卡爪2.4固定连接于直线导轨副一2.7的滑
块上，连杆2.3的一端与连杆支撑架2.2相铰接，另一端与卡爪2.4或直线导轨副一2.7上的
滑块相铰接，防尘罩2.5套装于移动内轴2.1上，且防尘罩2.5的边缘固定连接于卡爪2.4上；
当移动内轴2.1左右移动时，通过连杆2.3带动卡爪2.4进行径向移动，从而实现卡爪2.4的
张开和收缩，同时防尘罩2.5起到防尘保护作用；
所述机械手旋转及定位机构5包含有旋转主轴3.1，所述旋转主轴3.1为一轴套结构，移
动内轴2.1插置于该轴套结构的旋转主轴3.1内，所述旋转主轴3.1通过主轴承座3.2和副轴
承座3.4安装于箱体3.3上，所述旋转主轴3.1上套装有传动齿轮3.5，安装于箱体3.3上的电
机减速机组3.8的输出轴上套装有电机齿轮3.6，所述电机齿轮3.6与传动齿轮3.5相啮合，
所述电机减速机组3.8通过电机安装法兰3.7固定于箱体3.3上；所述箱体3.3上安装有直线
导轨副二3.10，所述直线导轨副二3.10由驱动电缸3.11驱动，所述直线导轨副二3.10的滑
块经内轴连接体3.9与移动内轴2.1相连接；
具体的讲，本发明汽车轮胎胎胚智能抓取机械手还包含有机械手横向移动机构1、机械
手升降机构2和胎胚智能识别机构4；
对于机械手横向移动机构1，机械手组件在龙门机架平行导轨副上通过伺服控制驱动，
驱动器为伺服电机减速机，传动单元为圆弧齿同步带及带轮，定位到胎胚放置区域；
对于机械手升降机构2，机械手在升降机架平行导轨副上通过伺服控制驱动，由滚珠丝
杆副组件驱动牵引，并将机械手整体重量依托反方向气缸配重力平衡，将所述机械手卡爪
移动到胎胚子口位置。
对于机械手卡爪涨缩机构3，机械手卡爪为连杆机构，通过一根主轴上下运动实现
卡爪的涨缩，主轴固定在箱体轴承座内，主轴末端通过推力球轴承的固定消除轴承轴向间
隙，末端通过自对中接头连接伺服电缸，通过伺服电缸的伺服脉冲驱动卡爪的扩张和缩小，
并且精确控制扩张或者缩小的数值，从而达到精准抓取胎胚的目的。
对于胎胚智能识别机构4，机械手基座内侧安装一台是高速相机，通过机械手旋转
来实现胎胚的信息识别与采集，为下道工序做准备。
对于机械手旋转及定位机构5，旋转机构采用主轴内外轴的形式，内轴为驱动卡爪
涨缩，外轴固定在箱体上，并通过一对啮合齿轮来驱动整个机械手卡爪旋转，驱动装置为伺
服电机减速机，通过高速相机对胎胚的识别反馈，驱动装置将完成胎胚工艺方向性的定位。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技
术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。