CN102515012B - 一种用于核电站的电磁抓具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站的电磁抓具，所述电磁抓具包括抓具本体、电磁驱动机构、拉伸机构和爪钩，所述抓具本体中设有电磁驱动机构，所述抓具本体的下部活动连接有若干个爪钩，所述电磁驱动机构与所述拉伸机构相连接，用于驱动拉伸机构上下运动，所述电磁驱动机构通过所述拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合。本发明通过电磁驱动机构驱动所述拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合，能够实现被抓物体的抓取和安全吊装，在突然断电的意外工况下，抓具仍然保持对被抓物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故，该抓具可用来操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站乏燃料贮存设施的类似设备，也可应用于普通工业各类设备的抓取和吊装。

Description

一种用于核电站的电磁抓具

技术领域

本发明属于抓具技术领域，特别是涉及一种用于核电站的电磁抓具。

背景技术

众所周知，抓具是用于抓取和吊装各类设备的工具，现有的抓具有电磁式、气动式，主要是由外部提供的驱动力来让抓手开闭，实现抓取和放开物体。由于是通过外力驱动来抓住物体，一旦由于意外出现外力消失的情况，就会发生抓取物体的掉落，从而危及到操作人员和吊装物体的安全。

在核、高温等危险环境下，抓具的可靠性要求更高，在各种工况下，都要保证井盖吊装的安全。当对核物质进行抓取时，一旦出现外力消失，抓具将会失去功效，从而导致核物质脱落，由此带来的核辐射不仅会影响到工作进度，还会影响周围的环境安全。

现有的抓具不能避免意外脱钩事故的发生，无法适应核、高温等特殊环境工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：有效避免抓具意外脱钩事故的发生，提高了抓具的可靠性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电磁抓具。

其中，所述电磁抓具包括抓具本体、电磁驱动机构、拉伸机构和爪钩，所述抓具本体中设有电磁驱动机构，所述抓具本体的下部活动连接若干个爪钩，所述电磁驱动机构与所述拉伸机构相连接，用于驱动拉伸机构上下运动，所述电磁驱动机构通过所述拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合。

优选地，所述拉伸机构包括连杆和凸轮，所述连杆的上端与电磁驱动机构相连接，其下部连接有凸轮，所述凸轮位于由若干个爪钩所形成的空间内，所述空间内设有与所述凸轮相匹配的凹槽，所述连杆在电磁驱动机构的驱动下带动凸轮上下运动，当凸轮向下运动离开凹槽时，打开所述爪钩；当凸轮向上运动进入凹槽及其上部位置时，闭合所述爪钩。

优选地，所述电磁驱动机构包括静铁心、动铁心、线圈和弹簧，所述静铁心和动铁心的外部设有线圈，所述弹簧位于上部静铁心和下部动铁心之间，所述动铁心的下部与拉伸机构相连接。

优选地，所述抓具本体的上部连接有吊柱，所述电磁抓具通过所述吊柱实现升降操作。

优选地，所述拉伸机构位于抓具本体中孔内，所述中孔的两侧设有导向轴承。

优选地，所述电磁驱动机构通过电缆与远处的控制开关相连接。

优选地，所述爪钩为3-5个。

优选地，所述爪钩通过销轴连接在抓具本体上。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：通过电磁驱动机构驱动所述拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合，能够实现被抓物体的抓取和安全吊装，可以实现抓取操作的固有安全，在突然断电的意外工况下，抓具仍然保持对被抓物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故，该抓具可用来操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站乏燃料贮存设施的类似设备，也可应用于普通工业各类设备的抓取和吊装。

附图说明

图1是本发明一种实施例的正视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的A-A处剖视图；

图4是图1的局部放大图；

图5是图1的电磁驱动机构部分放大图。

其中，1：吊柱；2：抓具本体；3：电磁驱动机构外壳；4：第一螺钉；5：固定板；6：导向轴承；7：凸轮；8：销轴；9：爪钩；10：螺栓头；11：螺母；12：动铁心端盖；13：电缆；14：电气接插件；15：线圈；16：静铁心端盖；17：第二螺钉；18：静铁心；19：弹簧；20：动铁心；21：线圈端盖；22：第三螺钉；23：连杆；24：井盖；25：井盖吊装口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-5所示，为本发明的一种实施例，该电磁抓具包括抓具本体2、电磁驱动机构、拉伸机构和爪钩9，抓具本体2中设有电磁驱动机构，抓具本体2的下部活动连接有若干个爪钩9，电磁驱动机构与拉伸机构相连接，用于驱动拉伸机构上下运动，电磁驱动机构通过所述拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩9的开合。该实施例的抓具在抓住物体之前，通过电磁驱动机构提供的电磁吸力使拉伸机构处于抓具本体的最上部，使爪钩9处于合拢状态，爪钩可以顺利插入被抓物体；当爪钩插入被抓物体后，断开电磁驱动机构的电力，拉伸机构失去电磁力的作用后，下落到抓具本体的最下部，使爪钩处于打开状态，通过打开的爪钩来抓住物体，从而防止了被抓物体在意外情况下脱落。本发明通过电磁驱动机构来驱动拉伸机构上下运动，由拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合，实现抓具的开合可控，由于抓具是在无电磁力驱动的情况下抓住物体，从而避免了所抓物体的意外脱落。

本发明的拉伸机构可以采取各种适合的结构，目的是通过其上下运动实现打开和闭合位于抓具本体下部的爪钩。优选地，该拉伸机构包括连杆23和凸轮7，连杆23的上端与电磁驱动机构相连接，其下部连接有凸轮7，凸轮7位于由若干个爪钩所形成的空间内，在该爪钩所形成的空间内设有与凸轮相匹配的凹槽。该连杆23在电磁驱动机构的驱动下带动凸轮7上下运动，当凸轮7向下运动离开凹槽时，可使得爪钩处于打开的状态；当凸轮7在连杆23的带动下向上运动进入凹槽及其上部位置时，可使得爪钩处于合拢状态。

本发明中的电磁驱动机构，用于提供拉伸机构上下运动的驱动力。优选地，该电磁驱动机构包括静铁心18、动铁心20、线圈15和弹簧19，该线圈15设置在静铁心18和动铁心20的外部，弹簧19位于上部静铁心18和下部动铁心20之间，该动铁心20的下部与拉伸机构相连接，拉伸机构包括连杆23，动铁芯20与连杆23相连接。当该电磁驱动机构的线圈15上电时，动铁心20在线圈15的电磁力作用下，向上运动压缩弹簧19，贴合到静铁心18的下部，此时动铁心20和静铁心18的距离最近，弹簧19处于压缩状态(受到压缩力)，与动铁心20连接的连杆23处于最上端的位置；当线圈15失电时，动铁心20在弹簧19的张力作用下处于最下端，与静铁心18的距离最远，弹簧19处于张开状态(基本不受力)，固定在连杆23上的凸轮7顶在爪钩9内侧的下部，使爪钩9处于张开状态。本发明采用电磁驱动机构来提供驱动力，使得其抓取速度响应快，可靠性高。

请参阅图5，为本发明一种实施例的电磁驱动机构的示意图，该电磁驱动机构的动铁心20和静铁心18的外围设有线圈15，线圈15的外围设有电磁驱动机构外壳3，线圈15通过驱动器壳体3侧向的开孔与电气接插件14的电缆13连接，电缆13与外部电源和控制系统连接，可以实现对线圈15的供电和控制，通过电气开关的远程控制，可以实现远距离遥控操作，从而避免操作人员近距离操作受到辐射、高温等恶劣环境的危害。动铁芯20与连杆23相连接，动铁心20的上部顶在弹簧19上，下部则由动铁芯端盖12进行限位，动铁心端盖12通过第三螺钉22固定在上部的线圈端盖21上，下部则固定在固定板5上。固定板5通过第一螺钉4固定在抓具本体2上。弹簧19的下部顶在动铁心20上，上部则顶在静铁心18上，静铁心18的上部由静铁芯端盖16进行限位，静铁芯端盖16通过第二螺钉17固定在静铁心18上。

再次参阅图1和2，图中所示的电磁抓具的抓具本体2的中间切除形成中孔，用于放置电磁驱动机构，抓具本体2顶部设有吊柱1，外部起升装置的吊钩可以直接或通过其它装置挂在吊柱1上，完成井盖抓具及其抓取井盖的升降操作，通过所述吊柱来实现升降操作。该实施例抓具本体2底部的爪钩可以是多套，例如3-5个爪钩。图中示出了抓具本体2的下部设有三套爪钩9。爪钩9与抓具本体2为活动连接，例如通过销轴连接。图中示出了爪钩9通过销轴8固定在抓具本体2上。爪钩9的内侧设有凸轮7，凸轮7通过螺栓头10和螺母11固定在连杆23的下端，凸轮7在上部电磁驱动装置的作用下，可以上下运动。为了使凸轮7上下运动的受力平衡，在凸轮7上下运动的中孔两侧设有导向轴承6，通过固定在抓具本体2中心孔内的导向轴承6进行定位和导向，保证凸轮7在上下运动时的对中和受力平衡。

以下结合实施例对本发明的电磁抓具抓取井盖的过程进行描述：

当需要抓取井盖24时，起升机构将电磁抓具的爪钩9降至井盖24的井盖吊装孔25内，起升机构停车后，切断电缆13上游的控制开关，线圈15失电，动铁心20不再受到线圈15的电磁力，在弹簧19的张力作用下，动铁心20向下运动，与动铁心13连接的连杆23带动凸轮7也向下运动，之后凸轮7顶在爪钩9内侧的下部，使爪钩9处于张开状态，从而抓住井盖24的井盖吊装口25，此时操作起升机构，可将井盖抓具及其抓取的井盖24提起。

当需要将抓取的井盖24放落脱开时，起升机构将井盖抓具及其抓取的井盖24放落到设定位置，起升机构停车后，闭合电缆13上游的开关，线圈15上电，动铁心20在线圈15的电磁力作用下，向上运动压缩弹簧19，贴合到静铁心18的下部，此时动铁心20和静铁心18的距离最近，弹簧19处于压缩状态(受到压缩力)，与动铁心20连接的连杆23处于最上端的位置，固定在连杆23上的凸轮7顶在爪钩9内侧的上部，使爪钩9处于收回状态，从井盖吊装口25上脱开，此时操作起升机构，可将井盖抓具单独提起，井盖24则留在原位，与电磁抓具脱开。

由以上实施例可以看出，本发明实施例通过采用电磁驱动机构来驱动拉伸机构上下运动，由拉伸机构的上下运动来实现所述爪钩的开合，实现了抓具的开合可控，由于抓具是在无电磁力驱动的情况下抓取物体，从而避免了所抓物体的意外脱落。而且通过电气开关的远程控制，可以实现远距离遥控操作，从而避免操作人员近距离操作受到辐射、高温等恶劣环境的危害。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于核电站的电磁抓具，其特征在于，所述电磁抓具包括抓具本体、电磁驱动机构、拉伸机构和爪钩，所述抓具本体中设有电磁驱动机构，所述抓具本体的下部活动连接若干个爪钩，所述电磁驱动机构与所述拉伸机构相连接，用于驱动拉伸机构上下运动，所述电磁驱动机构在通电时拉动所述拉伸机构，实现所述爪钩的闭合，在断电时伸出所述伸出机构，实现所述爪钩的打开； 

所述拉伸机构包括连杆和凸轮，所述连杆的上端与电磁驱动机构相连接，其下部连接有凸轮，所述凸轮位于由若干个爪钩所形成的空间内，所述空间内设有与所述凸轮相匹配的凹槽，所述连杆在电磁驱动机构的驱动下带动凸轮上下运动，当凸轮向下运动离开凹槽时，打开所述爪钩；当凸轮向上运动进入凹槽及其上部位置时，闭合所述爪钩； 

所述电磁驱动机构包括静铁心、动铁心、线圈和弹簧，所述静铁心和动铁心的外部设有线圈，所述弹簧位于上部静铁心和下部动铁心之间，所述动铁心的下部与拉伸机构相连接； 

所述拉伸机构位于抓具本体中孔内，所述中孔的两侧设有导向轴承。 

2.如权利要求1所述的电磁抓具，其特征在于，所述抓具本体的上部连接有吊柱，所述电磁抓具通过所述吊柱实现升降操作。 

3.如权利要求1所述的电磁抓具，其特征在于，所述电磁驱动机构通过电缆与远处的控制开关相连接。 

4.如权利要求1所述的电磁抓具，其特征在于，所述爪钩为3-5个。 

5.如权利要求1所述的电磁抓具，其特征在于，所述爪钩通过销轴连接在抓具本体上。