CN117509151B - 一种轮胎码垛装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎输送码垛设备技术领域，尤其涉及一种轮胎码垛装置及其使用方法。轮胎码垛装置包括与机械臂相连的上圆盘，所述上圆盘的下端面同轴设有中心杆，所述中心杆的下端面同轴连接下圆盘，所述下圆盘的直径小于轮胎子口的直径，所述中心杆上设有径向扩张机构，所述径向扩张机构包括围绕所述中心杆圆周等距设置的若干扩张推杆，所述下圆盘上设有扩张驱动机构，所述扩张驱动机构能够驱动所述扩张推杆同步径向扩张，直至抵接轮胎内壁。综上所述，本发明提供的轮胎码垛装置，从轮胎的内部夹持轮胎，与现有输送设备匹配性好，对轮胎的抓取及码垛稳定性好，能够适用于对多种型号轮胎的码垛。

Description

一种轮胎码垛装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及轮胎输送码垛设备技术领域，尤其涉及一种轮胎码垛装置及其使用方法。

背景技术

轮胎在生产完毕后，需要从生产线输送至仓库，然后通过码垛装置进行码垛存储，现有的码垛装置通常是将夹持机构与机械臂相连，通过机械臂带动夹持机构将轮胎夹持后转移至目标位置进行码垛，夹持机构通常采用气缸带动夹持部件对轮胎外壁进行挤压夹持，夹持压力过大，轮胎容易发生形变，影响码垛的规整性，夹持压力过小，容易产生夹持不稳现象。

申请号为CN202311202872.1的专利公开了一种轮胎码垛装置，包括机械臂，所述机械臂的底部安装有支撑机构，所述支撑机构包括上顶板和下顶板，并通过螺栓压合连接，所述下顶板的内部分别开设有安装槽和卡槽，所述安装槽的内部安装有电磁铁；还包括有夹持机构，包括固定板，所述固定板的底部通过支撑柱活动铰接有夹持板。该装置通过压缩弹簧二，获取夹持板用于夹持固定轮胎的压力，并利用同步柱与夹持板固定连接产生的同步运动，带动支撑块同步运动至轮胎的底部，并对轮胎进行抵接支撑，利用转动90°的夹持板对轮胎的外表面进行挤压限位，最后配合下顶板对轮胎提供全方位限位包裹，有效提高了轮胎的装卸过程中的稳定性。但是上述方案存在以下技术问题：

1.在对轮胎进行全方位限位包裹时，支撑块需要竖直旋转至轮胎底部将轮胎托起，而目前的轮胎输送设备通常为输送辊道，输送时输送辊道紧贴轮胎底部，会限制支撑块的竖直旋转，因此要顺利抓取轮胎，必须要配备专用的输送设备，因此该码垛装置与现有输送设备的匹配性差；

2.在将轮胎与其他轮胎进行码垛时，支撑块包覆在轮胎底部，会介入相邻两个堆叠的轮胎之间，在松开对轮胎的夹持时，支撑块需要竖直旋转脱离轮胎底部，而位于下方的轮胎会干扰该动作，同时支撑块在脱离时会与下方的轮胎产生摩擦接触，导致轮胎堆叠不稳，规整性降低；

3.在抓取轮胎过程中，通过电磁吸合进行竖直锁定，磁吸力需要同时对抗轮胎的重力和弹簧的弹性力，容易造成锁定不稳的现象；

4.该装置直接对轮胎进行全方位的包覆，相关尺寸均不可调，只能适用单一型号的轮胎，适用范围窄。

综上所述，亟需提供一种与现有输送设备匹配性好，对轮胎的抓取及码垛稳定性好，适用多种型号轮胎的码垛装置。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提供一种轮胎码垛装置，包括与机械臂相连的上圆盘，所述上圆盘的下端面同轴设有中心杆，所述中心杆的下端面同轴连接下圆盘，所述下圆盘的直径小于轮胎子口的直径，所述中心杆上设有径向扩张机构，所述径向扩张机构包括围绕所述中心杆圆周等距设置的若干扩张推杆，所述下圆盘上设有扩张驱动机构，所述扩张驱动机构能够驱动所述扩张推杆同步径向扩张，直至抵接轮胎内壁。

优选的，所述径向扩张机构包括同轴设于所述中心杆上的圆形固定环，所述固定环侧壁圆周等距设有若干第一径向连杆，所述第一径向连杆枢轴连接扩张推杆的一端，所述扩张推杆的另一端连接竖直的滚筒，所述扩张驱动机构能够驱动所述扩张推杆旋转扩张或收缩。

优选的，所述径向扩张机构的上方设有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括围绕所述中心杆圆周等距设置的若干扩张推板，所述扩张推板上竖直设有与所述扩张推杆相连的传动杆，所述扩张推板能随扩张推杆同步伸缩，所述扩张推板的长度小于且宽度大于所述扩张推杆。

优选的，所述扩张驱动机构包括转筒和驱动所述转筒旋转的旋转气缸，所述转筒与所述中心杆同轴，且圆周等距设有若干限位孔，所述扩张推杆自由穿过所述限位孔，所述滚筒位于所述转筒外侧，所述限位孔的周向长度与收缩状态下所述扩张推杆的周向长度一致。

优选的，所述辅助支撑机构包括同轴可滑动设于所述中心杆上的圆形滑动环，所述滑动环外侧壁圆周等距设有若干第二径向连杆，所述第二径向连杆通过圆轴枢轴连接所述扩张推板的一端，所述圆轴顶部连接所述上圆盘，底部与所述第一径向连杆和扩张推杆的铰接轴相连，所述第二径向连杆和扩张推板均能够沿所述传动杆和圆轴竖直滑动，所述滑动环底部设有与所述固定环相连的双向记忆弹簧，所述滑动环与所述中心杆之间设有锁定机构。

优选的，所述锁定机构包括锁环、锁舌和伸缩控件，所述锁环固定设于所述滑动环内环壁，并能够沿所述中心杆竖直滑动，所述锁舌包括竖板和设于所述竖板上的若干横板，相邻两个横板之间的距离与锁环的高度一致，所述中心杆内设有锁舌槽，所述锁舌槽内设有所述锁舌和伸缩控件，所述伸缩控件能够控制所述锁舌径向伸出中心杆，将所述锁环锁定或解锁。

优选的，所述锁环的内环壁和所述横板的自由端均呈圆弧形，所述伸缩控件包括设于所述锁舌槽中心处的安装板，所述安装板上设有电磁铁，两个所述锁舌对称设于所述安装板的两侧，所述竖板上设有初始状态下与所述电磁铁相吸的永磁体；所述锁舌槽包括容纳所述锁舌和伸缩控件的轴向槽，和供所述横板滑动穿过的径向孔。

优选的，所述固定环包括间隔等距设置的上圆环和下圆环，所述第一径向连杆包括与上圆环相连的上连杆和与下圆环相连的下连杆，所述扩张推杆包括与上连杆枢轴连接的上推杆和与下连杆枢轴连接的下推杆，所述滚筒分别与上推杆和下推杆相连，所述下推杆穿过所述限位孔。

优选的，所述中心杆包括中心杆本体，所述中心杆本体下端面中心处设有螺纹槽，所述螺纹槽螺纹连接旋转轴，所述旋转轴与所述下圆盘可旋转连接，所述下圆盘上设有驱动所述旋转轴旋转的旋转驱动机构，所述下圆盘上设有与所述下圆环相连的连接板，所述上圆环固定连接所述中心杆本体，所述下圆环可旋转连接所述旋转轴，所述滚筒包括与上推杆相连的上筒和与下推杆相连的下筒，所述上筒和下筒直径相同且通过插接轴滑动插接串联。

本发明提供了一种轮胎码垛装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、安装：将上圆盘与机械臂连接固定，将扩张驱动机构与控制器相连，初始状态下，径向扩张机构处于收缩状态；

步骤S200、抓取轮胎：机械臂将轮胎码垛装置移动至轮胎上方后下移，直至下圆盘和径向扩张机构完全置于轮胎内，扩张驱动机构驱动扩张推杆径向扩张，直至全部扩张推杆都抵接轮胎内壁，在此过程中，轮胎会在扩张推杆的推动下自动与中心杆同轴；

步骤S300、码垛轮胎：通过机械臂上提轮胎，将其转移至目标码垛位置后与其他轮胎同轴堆叠码垛；扩张驱动机构控制扩张推杆径向收缩至初始状态，然后机械臂将轮胎码垛装置上移直至离开轮胎；

步骤S400、重复步骤S100至步骤S300，进行下一个轮胎的码垛。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

1. 本发明中的轮胎码垛装置直接从轮胎内部对其进行夹持，与现有的输送设备匹配性好；在码垛轮胎的过程中，轮胎码垛装置仅与一个轮胎接触，不会介入相邻两个堆叠的轮胎之间，因此在释放轮胎的过程中也不会与相邻的轮胎产生摩擦接触，从而避免了因摩擦接触导致的堆叠不稳或规整性降低的情况；

2. 采用旋转式扩张结构，同时在扩张推杆的自由端设置了滚筒，在抓取轮胎过程中，扩张驱动机构驱动扩张推杆发生旋转，在旋转状态下逐渐径向扩张，能够更加柔和的校正轮胎位置使其与中心杆同轴，滚筒能够与轮胎的内壁滚动接触，降低了摩擦阻力，同时增加了径向扩张机构与轮胎的接触面积，提高了夹持稳定性；

3. 在径向扩张机构上方设置了辅助支撑机构，辅助支撑机构能够随径向扩张机构旋转扩张并直接支撑轮胎的上胎侧，可以同时降低轮胎径向形变压力和竖直滑移现象，提高夹持稳定性；

4. 扩张驱动机构包括转筒和驱动转筒旋转的旋转气缸，扩张推杆自由穿过转筒的限位孔，当转筒在旋转气缸的驱动下旋转时，会推动扩张推杆旋转，使扩张推杆径向扩张，限位孔的周向长度与收缩状态下（即初始状态）扩张推杆在限位孔内的周向长度一致，能够提高旋转驱动效率；

5. 辅助支撑机构的扩张推板能够在双向记忆弹簧的控制下随着滑动环竖直滑动，扩张前远离轮胎上胎侧，避免扩张时与上胎侧产生摩擦，扩张至目标参数后上滑并通过锁定机构锁定在轮胎的上胎侧处，起到支撑位置，通过机械臂上提轮胎时，轮胎与径向扩张机构之间不会产生竖直滑移，同时扩张推杆形成的圆形与轮胎内径一致，不会使轮胎产生径向形变；

6. 锁定机构包括锁环、锁舌和伸缩控件，锁环固定设于滑动环内环壁，锁舌包括竖板和设于所述竖板上的若干横板，相邻两个横板之间的距离与锁环的高度一致，横板竖直间隔设置多个，能够更好的满足对不同高度的锁定需求；伸缩控件只需起到驱动锁舌径向伸缩的作用，将锁环夹持在相邻两个横板之间，无需承重，能够形成稳定的锁定结构；

7. 锁环的内环壁和横板的自由端呈圆弧形，能够对两者的插接起导向作用，便于锁环与锁舌的插接固定，增加工艺宽容度；锁舌槽上设置仅供横板穿过的径向孔，能够对锁舌起到限位作用，避免锁舌在斥力作用下完全脱出锁舌槽；

8. 径向扩张机构的上推杆、下推杆和滚筒形成框式旋转结构，提高了滚筒的连接及旋转稳定性，此外，由于形成框式旋转结构，只需下推杆穿过限位孔即可实现上推杆、下推杆和滚筒的整体同步旋转，大幅度减小了转筒的竖直高度，降低了制造成本；

9. 中心杆能够沿竖直方向伸缩，增加或减小滚筒的整体长度，从而提高对不同型号轮胎的适用范围；

综上所述，本发明提供的轮胎码垛装置，从轮胎的内部抓取轮胎，与现有输送设备匹配性好，对轮胎的抓取及码垛稳定性好，能够适用于对多种型号轮胎的码垛。

附图说明

图1为本发明初始状态的右视图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为图1的B-B剖面图；

图5为本发明初始状态下的立体结构图；

图6为图5的***视图；

图7为径向扩张机构的***视图；

图8为扩张驱动机构的***视图；

图9为辅助支撑机构的结构示意图；

图10为本发明抓取小型轮胎状态的右视图；

图11为图10的C-C剖面图；

图12为图11中B的局部放大图；

图13为图10的D-D剖面图；

图14为本发明抓取大型轮胎状态的右视图；

图15为图14的E-E剖面图；

图16为图14的F-F剖面图。

附图标记说明：

1、上圆盘，2、中心杆，21、中心杆本体，211、锁舌槽，2111、轴向槽，2112、径向孔，212、螺纹槽，213、导向槽，22、转轴，3、下圆盘，31、连接板，4、径向扩张机构，41、固定环，411、上圆环，412、下圆环，4121、导向杆，42、第一径向连杆，421、上连杆，422、下连杆，43、扩张推杆，431、上推杆，432、下推杆，44、滚筒，441、上筒，442、下筒，443、插接轴，5、扩张驱动机构，51、转筒，511、限位孔，52、旋转气缸，521、气缸，522、活塞，523、第一活塞杆，524、第二活塞杆，525、弧形弹簧，526、气嘴，6、辅助支撑机构，61、滑动环，62、第二径向连杆，63、扩张推板，64、传动杆，65、圆轴，66、双向记忆弹簧，7、锁定机构，71、锁环，72、锁舌，721、竖板，722、横板，73、伸缩控件，731、安装板，732、电磁铁，733、永磁体，8、旋转驱动机构，81、伺服电机，82、第一锥形齿轮，83、第二锥形齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合附图1-16，本实施例提供了一种轮胎码垛装置，包括与机械臂相连的上圆盘1，所述上圆盘1的下端面同轴设有中心杆2，所述中心杆2的下端面同轴连接下圆盘3，所述下圆盘3的直径小于轮胎子口的直径，所述中心杆2上设有径向扩张机构4，所述径向扩张机构4包括围绕所述中心杆2圆周等距设置的若干扩张推杆43，所述下圆盘3上设有扩张驱动机构5，所述扩张驱动机构5能够驱动所述扩张推杆43同步径向扩张，直至抵接轮胎内壁。上述技术方案中，扩张推杆43和扩张驱动机构5可以采用现有技术中任意能够实现控制下径向扩张的结构搭配，包括但不限于能够在控制下沿径向直接伸长或缩短的伸缩杆结构，或者在控制下下压式径向扩张结构，本实施例中的电气元件均与控制器相连。

本实施例的工作原理和工作过程如下：初始状态下，径向扩张机构4处于收缩状态，使用时，机械臂将轮胎码垛装置移动至轮胎上方后下移，直至下圆盘3和径向扩张机构4完全置于轮胎内，扩张驱动机构5驱动扩张推杆43径向扩张，直至全部扩张推杆43都抵接轮胎内壁，由于扩张推杆43圆周等距设置且同步扩张，因此扩张后能够形成与中心杆2同轴的圆形，轮胎会在扩张推杆43的推动下自动与中心杆2同轴；扩张推杆43扩张至目标参数后，通过机械臂上提轮胎并将其转移至目标码垛位置，码垛完毕后，扩张驱动机构5控制扩张推杆43径向收缩至初始状态，然后机械臂将轮胎码垛装置上移直至离开轮胎，进行下一个轮胎的码垛，通过该方式堆叠码垛的轮胎能够保持规整的同轴状态。相对于现有技术中从轮胎外侧和底部夹持轮胎，本发明中的轮胎码垛装置直接从轮胎内部对其进行夹持，与现有的输送设备匹配性好，在码垛轮胎的过程中，轮胎码垛装置仅与一个轮胎接触，不会介入相邻两个堆叠的轮胎之间，因此在释放轮胎的过程中也不会与相邻的轮胎产生摩擦接触，从而避免了因摩擦接触导致的堆叠不稳或规整性降低的情况。

在一个具体技术方案中，如图6所示，所述径向扩张机构4包括同轴设于所述中心杆2上的圆形固定环41，所述固定环41侧壁圆周等距设有若干第一径向连杆42，所述第一径向连杆42枢轴连接扩张推杆43的一端，所述扩张推杆43的另一端连接竖直的滚筒44，所述扩张驱动机构5能够驱动所述扩张推杆43旋转扩张或收缩。上述技术方案中，采用旋转式扩张结构，扩张驱动机构5驱动扩张推杆43发生旋转，在旋转状态下逐渐径向扩张，能够更加柔和的校正轮胎位置使其与中心杆2同轴，同时在扩张推杆43的自由端设置了滚筒44，滚筒44能够与轮胎的内壁滚动接触，降低了摩擦阻力，同时增加了径向扩张机构4与轮胎的接触面积，提高了抓取稳定性。

在一个具体技术方案中，所述径向扩张机构4的上方设有辅助支撑机构6，如图9所示，所述辅助支撑机构6包括围绕所述中心杆2圆周等距设置的若干扩张推板63，所述扩张推板63上竖直设有与所述扩张推杆43相连的传动杆64，所述扩张推板63能随扩张推杆43同步伸缩，为了进一步提高辅助支撑机构6的支撑稳定性，所述扩张推板63的长度小于且宽度大于所述扩张推杆43，此时扩张推板63扩张至目标状态后不会径向抵接轮胎的内壁。上述技术方案中，辅助支撑机构6能够承托轮胎的上胎侧，起到对轮胎的辅助支撑作用。当扩张推杆43径向扩张时，扩张推板63同步旋转扩张，当机械臂上提轮胎时，在重力作用下，轮胎与径向扩张机构4之间会发生一定程度的竖直相对滑移，为了降低该现象，需要扩张推杆43扩张后形成的圆形直径大于轮胎内径，两者的数值相差越大，滑移现象越小，但是相应的，轮胎容易受力过度产生径向变形，为了平衡竖直相对滑移和径向变形现象，本实施例将辅助支撑机构6设置于径向扩张机构4的上方，使其直接支撑上胎侧，在辅助支撑机构6的支撑作用下，可以同时降低轮胎形变压力和滑移现象，提高抓取轮胎时的夹持稳定性。

在一个具体技术方案中，如图8所示，所述扩张驱动机构5包括转筒51和驱动所述转筒51旋转的旋转气缸52，所述转筒51与所述中心杆2同轴，且圆周等距设有若干限位孔511，所述扩张推杆43自由穿过所述限位孔511，所述滚筒44位于所述转筒51外侧，所述限位孔511的周向长度与收缩状态下所述扩张推杆43的周向长度一致。上述技术方案中，转筒51可以如本实施例中所示，直接与下圆盘3可旋转连接，也可以不与下圆盘3接触，通过扩张推杆43和旋转气缸52进行竖直方向的定位。如图4所示，当转筒51在旋转气缸52的驱动下旋转时，会推动扩张推杆43旋转，使扩张推杆43径向扩张，限位孔511的周向长度与收缩状态下（即初始状态）扩张推杆43在限位孔511内的周向长度一致，能够提高旋转驱动效率。

旋转气缸52可以直接采用现有技术中的常规结构设置，本实施例提供了以下结构，使其能够更好的与整体结构融合。具体技术方案如下，

所述旋转气缸52包括同轴固定于所述下圆盘3上端面的圆弧形的气缸521，所述气缸521的内腔中设有活塞522，所述活塞522一侧连接圆弧形的第一活塞杆523，另一侧连接圆弧形的第二活塞杆524，所述气缸521靠近所述第一活塞杆523一侧设有与气源相连的气嘴526，所述第二活塞杆524上套设弧形弹簧525，所述弧形弹簧525一端固定于所述气缸521内腔中，另一端连接所述活塞522，所述第一活塞杆523和第二活塞杆524的自由端分别连接转筒51。上述技术方案中，旋转气缸52同轴设置于转筒51的外侧，即能够保证整体结构紧凑，又便于拆卸和检修。

在一个具体技术方案中，如图9所示，所述辅助支撑机构6包括同轴可滑动设于所述中心杆2上的圆形滑动环61，所述滑动环61外侧壁圆周等距设有若干第二径向连杆62，所述第二径向连杆62通过圆轴65枢轴连接所述扩张推板63的一端，所述圆轴65顶部连接所述上圆盘1，底部与所述第一径向连杆42和扩张推杆43的铰接轴相连，所述第二径向连杆62和扩张推板63均能够沿所述传动杆64和圆轴65竖直滑动，所述滑动环61底部设有与所述固定环41相连的双向记忆弹簧66，所述滑动环61与所述中心杆2之间设有锁定机构7。上述技术方案中，传动杆64的顶部可以与上圆盘1滑动连接，也可以与上圆盘1间隙设置，能够保证不干扰传动杆64随扩张推杆43同步旋转，并且保证扩张推板63不脱出传动杆64即可。

初始状态下，双向记忆弹簧66处于收缩状态，锁定机构7处于解锁状态，当扩张推杆43径向扩张时，在传动杆64的传动作用下扩张推板63发生同步旋转，由收缩状态转为扩张状态，由于此时双向记忆弹簧66处于收缩状态，因此能够拉动与滑动环61相连的扩张推板63远离轮胎的上胎侧，避免在扩张的过程中产生摩擦阻力；当扩张推杆43扩张到与轮胎内径一致时，向双向记忆弹簧66通电使其伸长，双向记忆弹簧66推动滑动环61上移直至抵接轮胎的上胎侧，锁定机构7将滑动环61与中心杆2锁定，此时扩张推板63对轮胎的上胎侧处于固定支撑状态，通过机械臂上提轮胎时，轮胎与径向扩张机构4之间不会产生竖直滑移，同时扩张推杆43形成的圆形与轮胎内径一致，不会使轮胎产生径向形变。锁定机构7可以采用现有技术中任意适宜的能够在控制下锁定滑动环61和中心杆2的结构。

在一个具体技术方案中，如图3所示，所述锁定机构7包括锁环71、锁舌72和伸缩控件73，所述锁环71固定设于所述滑动环61内环壁，并能够沿所述中心杆2竖直滑动，所述锁舌72包括竖板721和设于所述竖板721上的若干横板722，相邻两个横板722之间的距离与锁环71的高度一致，所述中心杆2内设有锁舌槽211，所述锁舌槽211内设有所述锁舌72和伸缩控件73，所述伸缩控件73能够控制所述锁舌72径向伸出中心杆2，将所述锁环71锁定或解锁。上述技术方案中，横板722竖直间隔设置多个，能够更好的满足对不同高度的锁定需求。初始状态下，伸缩控件73控制锁舌72收纳于锁舌槽211内，锁定机构7处于解锁状态，锁环71能够随滑动环61一起沿中心杆2轴向自由滑动，当需要锁定时，伸缩控件73控制锁舌72径向伸出锁舌槽211，将锁环71夹持在相邻两个横板722之间，形成稳定的锁定结构。伸缩控件73包括但不限于气动或者电磁控制结构。

在一个具体技术方案中，所述锁环71的内环壁和所述横板722的自由端均呈圆弧形，所述伸缩控件73包括设于所述锁舌槽211中心处的安装板731，所述安装板731上设有电磁铁732，两个所述锁舌72对称设于所述安装板731的两侧，所述竖板721上设有初始状态下与所述电磁铁732相吸的永磁体733；所述锁舌槽211包括容纳所述锁舌72和伸缩控件73的轴向槽2111，和供所述横板722滑动穿过的径向孔2112。上述技术方案中，锁环71的内环壁和横板722的自由端呈圆弧形，能够对两者的插接锁定起导向作用，便于锁环71与锁舌72的插接锁定，增加工艺宽容度。初始状态下，如图3所示，永磁体733与电磁铁732相吸，使锁舌72完全收纳于锁舌槽211内，锁定状态下，如图12所示，向电磁铁732通电改变其磁极，使永磁体733与电磁铁732相斥，通过斥力推动锁舌72径向延伸出锁舌槽211，与锁环71锁定。锁舌槽211上设置仅供横板722穿过的径向孔2112，能够对锁舌72起到限位作用，避免锁舌72在斥力作用下完全脱出锁舌槽211。

在一个具体技术方案中，如图7所示，所述固定环41包括间隔等距设置的上圆环411和下圆环412，所述第一径向连杆42包括与上圆环411相连的上连杆421和与下圆环412相连的下连杆422，所述扩张推杆43包括与上连杆421枢轴连接的上推杆431和与下连杆422枢轴连接的下推杆432，所述滚筒44分别与上推杆431和下推杆432相连，所述下推杆432穿过所述限位孔511。上述技术方案中，上推杆431、下推杆432和滚筒44形成框式旋转结构，提高了滚筒44的连接及旋转稳定性，此外，由于形成框式旋转结构，只需下推杆432穿过限位孔511即可实现上推杆431、下推杆432和滚筒44的整体同步旋转，大幅度减小了转筒51的竖直高度，降低了制造成本。

在一个具体技术方案中，如图2所示，所述中心杆2包括中心杆本体21，所述中心杆本体21下端面中心处设有螺纹槽212，所述螺纹槽212螺纹连接旋转轴22，所述旋转轴22与所述下圆盘3可旋转连接，所述下圆盘3上设有驱动所述旋转轴22旋转的旋转驱动机构8，所述下圆盘3上设有与所述下圆环412相连的连接板31，所述上圆环411固定连接所述中心杆本体21，所述下圆环412可旋转连接所述旋转轴22，所述滚筒44包括与上推杆431相连的上筒441和与下推杆432相连的下筒442，所述上筒441和下筒442直径相同且通过插接轴443滑动插接串联。上述技术方案中，中心杆2能够沿竖直方向伸缩，增加或减小滚筒44的整体长度，从而提高对不同型号轮胎的适用范围，所述下圆环412上端面优选圆周等距设置若干导向杆4121，中心杆本体21的下端面设置与导向杆4121相应的导向槽213，从而进一步提高中心杆2的伸缩稳定性。当需要夹持宽度（即水平放置时的高度）小的小型轮胎时，旋转驱动机构8驱动旋转轴22旋转，由于中心杆本体21与上圆盘1连接固定，因此旋转轴22能够旋转进入螺纹槽212深处，使中心杆2缩短，上筒441和下筒442相互靠近，滚筒44缩短至与小型轮胎的宽度相应的尺寸。当需要夹持宽度大的大型轮胎时，旋转驱动机构8驱动旋转轴22反向旋转，中心杆2和滚筒44同理伸长，直至与大型轮胎的宽度相适应。旋转驱动机构8可以采用现有技术中任意适宜的驱动结构，本实施例中，所述旋转驱动机构8包括伺服电机81，所述伺服电机81的输出端连接第一锥形齿轮82，所述旋转轴22上设有与所述第一锥形齿轮82啮合的第二锥形齿轮83，所述伺服电机81设于所述连接板31上。

实施例2

结合附图1-16，本实施例提供了一种轮胎码垛装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S100、安装：将上圆盘1与机械臂连接固定，将扩张驱动机构5与控制器相连，初始状态下，径向扩张机构4处于收缩状态；

步骤S200、抓取轮胎：机械臂将轮胎码垛装置移动至轮胎上方后下移，直至下圆盘3和径向扩张机构4完全置于轮胎内，扩张驱动机构5驱动扩张推杆43径向扩张，直至全部扩张推杆43都抵接轮胎内壁，在此过程中，轮胎会在扩张推杆43的推动下自动与中心杆2同轴；

步骤S300、码垛轮胎：通过机械臂上提轮胎，将其转移至目标码垛位置后与其他轮胎同轴堆叠码垛；扩张驱动机构5控制扩张推杆43径向收缩至初始状态，然后机械臂将轮胎码垛装置上移直至离开轮胎；

步骤S400、重复步骤S100至步骤S300，进行下一个轮胎的码垛。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮胎码垛装置，包括与机械臂相连的上圆盘（1），其特征在于， 所述上圆盘（1）的下端面同轴设有中心杆（2），所述中心杆（2）的下端面同轴连接下圆盘（3），所述下圆盘（3）的直径小于轮胎子口的直径，所述中心杆（2）上设有径向扩张机构（4），所述径向扩张机构（4）包括围绕所述中心杆（2）圆周等距设置的若干扩张推杆（43），所述下圆盘（3）上设有扩张驱动机构（5），所述扩张驱动机构（5）能够驱动所述扩张推杆（43）同步径向扩张，直至抵接轮胎内壁；

所述径向扩张机构（4）的上方设有辅助支撑机构（6），所述辅助支撑机构（6）包括围绕所述中心杆（2）圆周等距设置的若干扩张推板（63），所述扩张推板（63）上竖直设有与所述扩张推杆（43）相连的传动杆（64），所述扩张推板（63）能随扩张推杆（43）同步伸缩，所述扩张推板（63）的长度小于且宽度大于所述扩张推杆（43）。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述径向扩张机构（4）包括同轴设于所述中心杆（2）上的圆形固定环（41），所述固定环（41）侧壁圆周等距设有若干第一径向连杆（42），所述第一径向连杆（42）枢轴连接扩张推杆（43）的一端，所述扩张推杆（43）的另一端连接竖直的滚筒（44），所述扩张驱动机构（5）能够驱动所述扩张推杆（43）旋转扩张或收缩。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述扩张驱动机构（5）包括转筒（51）和驱动所述转筒（51）旋转的旋转气缸（52），所述转筒（51）与所述中心杆（2）同轴，且圆周等距设有若干限位孔（511），所述扩张推杆（43）自由穿过所述限位孔（511），所述滚筒（44）位于所述转筒（51）外侧，所述限位孔（511）的周向长度与收缩状态下所述扩张推杆（43）的周向长度一致。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述辅助支撑机构（6）包括同轴可滑动设于所述中心杆（2）上的圆形滑动环（61），所述滑动环（61）外侧壁圆周等距设有若干第二径向连杆（62），所述第二径向连杆（62）通过圆轴（65）枢轴连接所述扩张推板（63）的一端，所述圆轴（65）顶部连接所述上圆盘（1），底部与所述第一径向连杆（42）和扩张推杆（43）的铰接轴相连，所述第二径向连杆（62）和扩张推板（63）均能够沿所述传动杆（64）和圆轴（65）竖直滑动，所述滑动环（61）底部设有与所述固定环（41）相连的双向记忆弹簧（66），所述滑动环（61）与所述中心杆（2）之间设有锁定机构（7）。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述锁定机构（7）包括锁环（71）、锁舌（72）和伸缩控件（73），所述锁环（71）固定设于所述滑动环（61）内环壁，并能够沿所述中心杆（2）竖直滑动，所述锁舌（72）包括竖板（721）和设于所述竖板（721）上的若干横板（722），相邻两个横板（722）之间的距离与锁环（71）的高度一致，所述中心杆（2）内设有锁舌槽（211），所述锁舌槽（211）内设有所述锁舌（72）和伸缩控件（73），所述伸缩控件（73）能够控制所述锁舌（72）径向伸出中心杆（2），将所述锁环（71）锁定或解锁。

6.根据权利要求5所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述锁环（71）的内环壁和所述横板（722）的自由端均呈圆弧形，所述伸缩控件（73）包括设于所述锁舌槽（211）中心处的安装板（731），所述安装板（731）上设有电磁铁（732），两个所述锁舌（72）对称设于所述安装板（731）的两侧，所述竖板（721）上设有初始状态下与所述电磁铁（732）相吸的永磁体（733）；所述锁舌槽（211）包括容纳所述锁舌（72）和伸缩控件（73）的轴向槽（2111），和供所述横板（722）滑动穿过的径向孔（2112）。

7.根据权利要求6所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述固定环（41）包括间隔等距设置的上圆环（411）和下圆环（412），所述第一径向连杆（42）包括与上圆环（411）相连的上连杆（421）和与下圆环（412）相连的下连杆（422），所述扩张推杆（43）包括与上连杆（421）枢轴连接的上推杆（431）和与下连杆（422）枢轴连接的下推杆（432），所述滚筒（44）分别与上推杆（431）和下推杆（432）相连，所述下推杆（432）穿过所述限位孔（511）。

8.根据权利要求7所述的一种轮胎码垛装置，其特征在于，所述中心杆（2）包括中心杆本体（21），所述中心杆本体（21）下端面中心处设有螺纹槽（212），所述螺纹槽（212）螺纹连接旋转轴（22），所述旋转轴（22）与所述下圆盘（3）可旋转连接，所述下圆盘（3）上设有驱动所述旋转轴（22）旋转的旋转驱动机构（8），所述下圆盘（3）上设有与所述下圆环（412）相连的连接板（31），所述上圆环（411）固定连接所述中心杆本体（21），所述下圆环（412）可旋转连接所述旋转轴（22），所述滚筒（44）包括与上推杆（431）相连的上筒（441）和与下推杆（432）相连的下筒（442），所述上筒（441）和下筒（442）直径相同且通过插接轴（443）滑动插接串联。

9.根据权利要求8所述的一种轮胎码垛装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、安装：将上圆盘（1）与机械臂连接固定，将扩张驱动机构（5）与控制器相连，初始状态下，径向扩张机构（4）处于收缩状态；

步骤S200、抓取轮胎：机械臂将轮胎码垛装置移动至轮胎上方后下移，直至下圆盘（3）和径向扩张机构（4）完全置于轮胎内，扩张驱动机构（5）驱动扩张推杆（43）径向扩张，直至全部扩张推杆（43）都抵接轮胎内壁，在此过程中，轮胎会在扩张推杆（43）的推动下自动与中心杆（2）同轴；

步骤S300、码垛轮胎：通过机械臂上提轮胎，将其转移至目标码垛位置后与其他轮胎同轴堆叠码垛；扩张驱动机构（5）控制扩张推杆（43）径向收缩至初始状态，然后机械臂将轮胎码垛装置上移直至离开轮胎；

步骤S400、重复步骤S100至步骤S300，进行下一个轮胎的码垛。