CN100430189C - 重力式自动抓具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重力式自动抓具，皆在提供了一种结构简单、体积小、重量轻、操作快捷、安全可靠的靠重力驱动的全自动抓具，该装置主要由上桶体和下桶体活动连接组成；上桶体内嵌上下移动的安全移位杆；下桶体内有抓具体、圆筒、抓具体、爪子、顶杆、滑块，抓具体与圆筒活动连接构成机架，抓具体沿轴向在相互垂直的方向上开通槽和半通槽，圆筒的头部设有下部力限制器，爪子连接在抓具体上，滑块以销连接的方式与顶杆连接，顶杆的端部设有凸轮，上部开有两排环槽，下桶体端部设有上部力限制器；上部力限制器的卡紧力大于下部力限制器的卡紧力。本发明适用于需要抓具的领域。
Description
技术领域
本发明涉及是一种燃料组件自动抓具领域，特别涉及一种使用凸轮的滑动夹爪装置。
背景技术
在反应堆换料过程中，有许多对新、乏燃料组件的操作过程，多数操作环境具有强放射性，乏燃料进入保存水池存取时还要在水下操作，在这些操作过程中人员不能接近，必须采用抓取单根燃料组件的专用抓具。而传统的抓具有动力输入的机械传动式抓具和电磁式抓具，动力输入的机械传动式抓具要靠电机或人力通过中间的传动机构传给爪子，由于人员不能靠近，传动机构要通过长距离的传动才能到达爪子，增加了抓具的复杂程度；电磁式抓具是在电磁铁通电时产生电磁力作用下驱动爪子来操作，同样，由于操作人员不能靠近操作，抓具要拖带较长的电缆线，而拖带的电缆线在抓具上下移动或转移时是一个显而易见的负担，同时对于水下作业，电缆线势必要进入带有放射性的水下，构成一种不安全因素；以上两种传统抓具在抓取和释放的操作在很多情况下需要手动控制，不够便捷，增加了误操作性，这样对于燃料组件的抓取和释放操作往往会带来严重的后果。
发明内容
重量轻、操作快捷、安全可靠的靠重力驱动的全自动抓具。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
该装置主要由上桶体和下桶体活动连接组成；上桶体内嵌上下移动的安全移位杆；下桶体内有抓具体、圆筒、爪子、顶杆、滑块，抓具体在整体上是一个圆柱，其上部为锥形，外圆柱面上设有沉孔，抓具体与圆筒活动连接构成机架，抓具体沿轴向在相互垂直的方向上开通槽和半通槽，圆筒的头部设有下部力限制器，爪子连接在抓具体上，且两个爪子在同一平面上，滑块以销连接的方式与顶杆连接，滑块可绕销作360°旋转，顶杆的端部设有凸轮，上部开有两排环槽，下通体端部设有上部力限制器；上部力限制器的卡紧力大于下部力限制器的卡紧力。
所述的抓具体上设有在同一平面上的两个安全杆。所述安全杆所在的平面与爪子所在的平面成90°。所述的安全杆的末端装有滚轮。所述的上部力限制器由弹簧和滚珠组成。所述的下部力限制器由弹簧和滚珠组成。所述的上桶体端部连接有吊环螺钉。所述的上桶体和下桶体活动连接为螺纹或螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置抓取燃料组件时，放下再拉起抓具就能抓起燃料组件，释放燃料组件时，同样放下再拉起抓具，就能把燃料组件放到位，并且此时只拉起抓具本身，使之重新处于待抓取状态。该装置结构简单、体积小、重量轻，操作便捷并能自动锁住和自动解锁，当向下释放到组件到规定的位置时，不打开爪子，直至再向下释放一段距离后再打开爪子，保证了操作的安全可靠性，极大的提高了工作效率。
附图说明
图1(a)、(b)抓具的结构示意图
图2放下空载抓具去抓取燃料组件的状态图
图3顶杆到最下部欲抓取燃料组件的状态图
图4顶杆到最上部抓住燃料组件的状态图
图5顶杆到最下部将燃料组件释放到位的状态图
图6释放燃料组件后的状态图
图7抓起燃料组件后的状态图
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1(a)、(b)该装置主要由上桶体2和下桶体4活动连接组成；上桶体2内嵌上下移动的安全移位杆3；下桶体4内有抓具体6、圆筒5、爪子11、顶杆9、滑块10，抓具体6在整体上是一个圆柱，其上部为锥形，外圆柱面上设有沉孔，抓具体6与圆筒5活动连接构成机架，抓具体6沿轴向在相互垂直的方向上开通槽和半通槽，圆筒5的头部设有下部力限制器12，爪子11连接在抓具体6上，且两个爪子11在同一平面上，滑块10以销连接的方式与顶杆9连接，滑块10可绕销作360°旋转，顶杆9的端部设有凸轮，上部开有两排环槽，下桶体4端部设有上部力限制器13；上部力限制器13的卡紧力大于下部力限制器12的卡紧力。
抓具体6上设有在同一平面上的两个安全杆3，该平面与爪子所在的平面成90°。所述的安全杆3的末端装有滚轮14。上部力限制器13由弹簧和滚珠组成，下部力限制器12由弹簧和滚珠组成。所述的上桶体2端部连接有吊环螺钉1。所述的所述的上桶体2和下桶体4活动连接为螺纹或螺栓连接。
该装置工作过程主要包括四个主要过程和一个辅助起安全保护作用的过程：
如图2所示为放下空载抓具去抓取燃料组件的状态图，当抓具在吊索的作用下放下空载抓具去抓取燃料组件时，在顶杆9凸轮的作用下爪子处于打开的状态，上部的力限制器13和下部的限制器12的滚珠嵌入槽中，当上部的力限制器13的限制力为9kgf(90N)，下部的力限制器12的限制力为5kgf(50N)。这是考虑到安全移位杆3、顶杆9、滑块10和固定滑块的销所构成的组合体的总质量为4kg；除上桶体2和下桶体4的组合体外，抓具的总质量为13.4kg。在这种状态下，安全杆8被下桶体4压迫，它的头部不再压紧顶杆9端部的凸轮槽，即顶杆9在竖直方向上不再被安全杆8卡住，可以向下移动。燃料组件的头部已经进入抓具体6并支承住整个抓具。
图3所示为顶杆9到最下部欲抓取燃料组件的状态图，当继续下放吊索，顶杆9和安全移位杆3向下运动，直至被抓具体6挡住。在这个过程中，滑块10随顶杆9下移的同时和抓具体6内的锥形突起触碰，于是滑块10会沿着销轴的中心转一个角度。由于上部力限制器13的限制力位90N，下部力限制器12的限制力位50N，在顶杆9和安全移位杆3下移的过程中，下部力限制器12的滚珠被挤出。
图4所示为顶杆9到最上部抓住燃料组件的状态图，当拉起吊索时顶杆9随之上移，顶杆9端部的凸轮将爪子收紧。此时滑块10由于转过了一个角度，在上移过程中和圆筒5内部的阶梯孔的内棱触碰，于是继续转角度直至长方向成竖直的状态，滑块10不再卡在圆筒5阶梯孔的内壁上，顶杆9有更多的余地向上运动。顶杆9运动到上部的极限位置时，其端部的凸轮将爪子锁紧，同时下部力限制器12的滚珠在弹簧的作用下嵌入顶杆9的下部环槽中。
图5所示为顶杆9到最下部将燃料组件释放到位的状态图，将吊索下放到一定高度后，燃料组件到达指定位置放好，抓具体6压在燃料组件上。此时顶杆9到达最下部的极限位置，滑块10的一个角和抓具体6的内锥面触碰，会转过一个角度，重新拉起吊索时，顶杆9上移，滑块10和圆筒5阶梯孔的内壁触碰。抓具的状态恢复到图1所示的情形。
图6表示释放燃料组件后的状态，图7表示抓起燃料组件后的状态。将燃料组件释放到位的状态见图5所示，此时顶杆9被下部力限制器12卡住，卡紧力为50N；上桶体2和下桶体4在上部力限制器13作用下卡住安全移位杆，卡紧力为90N，上桶体2和下桶体4相对安全移位杆3在向上的方向上有一段位移，此时继续上拉吊索，要拉起的重量为134N，而卡紧力仅为90N，故上部力限制器13的滚珠会被挤出安全移位杆3的凹槽，上桶体2和下桶体4相对安全移位杆3将向上移动，直至下桶体4的上表面和安全移位杆3台阶的下表面贴合。此时，安全杆8在弹簧的作用下压向中心线方向，在被销子挡住时恰好挡在顶杆9的端部，使顶杆9不能向下运动，从而确保爪子11处于抓紧状态。此时，下桶体4和安全杆8端部的滚轮14之间有较长的距离，上桶体2和下桶体4沿安全移位杆3要移动一长段距离才能使爪子11松开，若碰到其他物体，有这一段距离的“缓冲”作用，可以避免组件脱落。同时在释放燃料组件时，通过观察如果发现位置不对，由于这段安全距离足够长，可拉起吊索重新释放燃料组件至正确的位置，这样就能有效地防止燃料组件放错位置而损坏或造成事故。
Claims (8)
1.一种重力式自动抓具，其主要由上桶体(2)和下桶体(4)活动连接组成；上桶体(2)内嵌上下移动的安全移位杆(3)；下桶体(4)内有抓具体(6)、圆筒(5)、爪子(11)、顶杆(9)、滑块(10)，抓具体(6)在整体上是一个圆柱，其上部为锥形，外圆柱面上设有沉孔，抓具体(6)与圆筒(5)活动连接构成机架，抓具体(6)沿轴向在相互垂直的方向上开通槽和半通槽，圆筒(5)的头部设有下部力限制器(12)，爪子(11)连接在抓具体(6)上，且两个爪子在同一平面上，滑块(10)以销连接的方式与顶杆(9)连接，滑块(10)可绕销作360°旋转，顶杆(9)的端部设有凸轮，上部开有两排环槽，下桶体(4)端部设有上部力限制器(13)；上部力限制器(13)的卡紧力大于下部力限制器(12)的卡紧力。
2.根据权利要求1所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的抓具体(6)上设有在同一平面上的两个安全杆(8)。
3.根据权利要求2所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述安全杆(8)所在的平面与爪子(11)所在的平面成90°。
4.根据权利要求2所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的安全杆(8)的末端装有滚轮(14)。
5.根据权利要求1所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的上部力限制器(13)由弹簧和滚珠组成。
6.根据权利要求1所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的下部力限制器(12)由弹簧和滚珠组成。
7.根据权利要求1所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的上桶体(2)端部连接有吊环螺钉(1)。
8.根据权利要求1所述的重力式自动抓具，其特征在于，所述的上桶体(2)和下桶体(4)活动连接为螺纹或螺栓连接。
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