CN105668401A - 核电站起重机及其自动抓具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站起重机及其自动抓具，自动抓具包括抓具本体、四个旋转吊环组件、连杆机构和驱动机构：抓具本体包括第一和第二表面；四个旋转吊环组件均匀分布在抓具本体内的同一圆周上；每一旋转吊环组件包括旋转轴、平衡梁和连接耳：旋转轴穿设于抓具本体中，旋转轴包括穿出第一表面的上轴端和穿出第二表面的下轴端；平衡梁固定连接于下轴端；连接耳连接于上轴端，在旋转轴的径向上延伸；连杆机构包括主杆和一对摆杆，一对摆杆连接于主杆两侧，每一摆杆的两端分别连接相邻两上轴端的连接耳；驱动装置，驱动主杆运动，通过摆杆带动旋转轴旋转，以使平衡梁在圆周的轴向和切向之间旋转。本发明提高了抓取效率和安全性。

Description

核电站起重机及其自动抓具

技术领域

本发明涉及核电站设备，尤其涉及一种用于核电站起重机的自动抓具和具有该自动抓具的核电站起重机。

背景技术

核电站起重机，或称核电站乏燃料容器吊车，是乏燃料贮存系统中的关键设备，主要用于核电站反应堆乏燃料的搬运。所述核电站起重机根据控制系统要求将乏燃料贮存罐进行吊装，并将其放入预先设定的位置进行存放，同时根据控制系统要求，将乏燃料贮存罐从指定位置吊出，放入指定的屏蔽转运罐内。乏燃料具有一定的辐射性，对乏燃料贮罐的吊装和运输均在具有屏蔽设备的容器中进行，这就要求贮罐抓具能够实现自动的抓取和脱开，并且满足核电站单一故障保护的要求。

现有技术的核电站起重机的自动抓具，具有多个抓爪，但并不能保证各抓爪之间的同步性，在各个抓爪不同步的情况下，影响控制系统的控制效率，需要反复检测各抓爪是否到位。在抓爪不同步时，也不能实现罐体的任意位置的高效抓取，也不能保证吊装的安全性。

因此，需要开发一种能够解决上述技术问题的用于核电站起重机的自动抓具。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于核电站起重机的自动抓具，提高抓取效率和安全性。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有本发明自动抓具的核电站起重机，提高核电站起重机的生产效率和安全性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种自动抓具：

一种自动抓具，用于核电站起重机，所述自动抓具包括抓具本体、四个旋转吊环组件、连杆机构和驱动机构：所述抓具本体包括第一表面和第二表面；四个旋转吊环组件，均匀分布在所述抓具本体内的同一圆周上；每一所述旋转吊环组件包括旋转轴、平衡梁和连接耳：所述旋转轴穿设于所述抓具本体中，所述旋转轴包括穿出所述第一表面的上轴端和穿出所述第二表面的下轴端；所述平衡梁固定连接于所述下轴端，并能够绕所述旋转轴旋转；所述连接耳连接于所述上轴端，在所述旋转轴的径向上延伸；所述连杆机构包括主杆和一对摆杆，所述一对摆杆连接于所述主杆两侧，每一所述摆杆的两端分别连接相邻两所述上轴端的所述连接耳；驱动装置，驱动所述主杆运动，通过所述摆杆带动所述旋转轴旋转，以使所述平衡梁在所述圆周的轴向和切向之间旋转。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有本发明自动抓具的核电站起重机。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明的自动抓具，采用一个驱动装置通过连杆机构驱动4个以平衡梁形式实现的旋转钩，各个旋转钩同时旋转到位，保证了4个旋转钩之间的同步性，有效的提高了自动抓具的抓取效率，提高了核电站起重机的生产效率和安全性。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。

图1为本发明实施例的自动抓具的平衡梁位于圆周切向的剖视示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明实施例的自动抓具的平衡梁位于圆周轴向的剖视示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图4中的A-A剖视图。

图6为图4中的B-B剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1电动推杆

2连杆机构

20主杆

201手动位置孔

211第一过渡杆

212第二过渡杆

221第一摆杆

222第二摆杆

223第一凸耳

224第二凸耳

25第一限位开关

26第二限位开关

3旋转吊环组件

30旋转轴

301上轴端

302下轴端

31连接耳

35平衡梁

36销轴

37垫块

4抓具本体

40中心孔

55钢丝绳头

51第一组钢丝绳头

52第二组钢丝绳头

53钢丝绳

54固定半环

55挡盖

56锌合金浇筑块

6乏燃料罐罐体

61盖板

s第一固定点

q第二固定点

p铰接点

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在说明本发明或本发明优选实施例的元件时，词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意欲指的是存在着一个或更多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”等意欲是开放性的且指的是除了所列出的元件之外还可存在其它元件。

本发明实施例的自动抓具，用于本发明实施例的核电站起重机。本发明实施例的核电站起重机，具有本发明实施例的自动抓具。本发明的核电站起重机，可用于高温气冷堆核电站乏燃料贮存系统地车。

如图1和图2所示，本发明实施例的自动抓具，主要包括抓具本体4、四个旋转吊环组件3、连杆机构2和电动推杆1等。

其中，抓具本体4，呈圆饼形结构，具有一定厚度，具有上表面和下表面；抓具本体4的中心具有中心孔40，是一种工艺孔的用途。在不考虑中心孔40的情况下，抓具本体4优选的是一个圆盘形状，但本发明并不限定抓具本体4的具体形状。

如图2和图4所示，旋转吊环组件3一共有四个，均匀分布在抓具本体4内的一个以抓具本体4的圆心为圆心的一个圆周上，也即四个旋转吊环组件3相隔90度布置；每一所述旋转吊环组件3包括旋转轴(或称心轴)30、连接耳31和平衡梁35，平衡梁35通过销轴36固定在旋转吊环组件3上，形成一种倒T型结构，平衡梁35可以认为是本发明自动抓具的“抓具”，平衡梁35也可称为旋转钩。

旋转轴30穿设于抓具本体4中，旋转轴30包括穿出上表面的上轴端301和穿出下表面的下轴端302；优选的，抓具本体4和旋转轴30之间可安装有自润滑轴承或类似润滑装置。

平衡梁35固定连接于下轴端302，并能够在旋转轴30的带动下旋转，平衡梁35的旋转角度是90度，是在四个旋转吊环组件3所在圆周的轴向位置和切向位置之间旋转。本发明实施例的自动抓具，如图1和图3所示，用于实现乏燃料罐罐体11的任意位置抓取，乏燃料罐罐体6顶部具有盖板61，在抓取时，如图3和图4所示，是四个平衡梁35中的每个平衡梁35均旋转到上述圆周的轴向位置，且每一平衡梁35的其中一端均同步旋转到盖板61下方，各个抓具打开，从而能够实现同步抓取。

如图2和图4所示，是四个平衡梁35中的每个平衡梁35均旋转到上述圆周的切向位置，且每一平衡梁35的两端均不在盖板61下方，各个抓具缩回，从而能够实现同步脱开。而上述旋转同步的实现，则依赖于由一个电动推杆1及其所驱动的连杆机构2。

如图2和图4所示，连杆机构2优选的是加上电动推杆1的推杆形成四连杆机构，本实施例中，连杆机构2包括主杆20、一对过渡杆211、212和一对摆杆221、222等。其中，主杆20在中点位置铰接于一转轴，转轴设置于抓具本体4上表面的第二固定点q，因此主杆20可以绕第二固定点q位置上的转轴旋转。一对过渡杆包括第一过渡杆211和第二过渡杆212，一对摆杆包括第一摆杆221和第二摆杆222，主杆20具有第一端(图2中左上端)和第二端(图2中右下端)。

电动推杆1是连杆机构2的驱动机构，但本发明并不局限于由推杆或电动推杆来驱动连杆机构。本实施例中，电动推杆1的固定端，也即电动推杆1的尾部固定于抓具本体4上表面的第一固定点s，电动推杆1的自由端与主杆20铰接，其铰接点p位于主杆20中点与主杆的第二端(图2中的右下端)之间。电动推杆1通过直接驱动主杆20，通过过渡杆211、212、摆杆221、221的传动带动旋转轴30旋转，以使平衡梁35在四个旋转吊环组件3所在圆周的轴向和切向之间旋转。

而旋转吊环组件3中的连接耳31，则连接于上轴端301，并在旋转轴30的径向上延伸，用于与连杆机构2连接，具体的是与连杆机构2中的一对摆杆221、222的四个端点铰接，第一摆杆221和第二摆杆222分别位于主杆20的两侧，同一摆杆的两端分别铰接相邻两上轴端301的连接耳31，也可以说是同一摆杆的两端分别铰接相邻两连接耳31，如图2和图4所示。如图2所示的各平衡梁35处在缩回状态时，和图4所示的所示的各平衡梁35处在打开状态时，各连接耳31的方向各自一致。

如图2和图4所示，第一摆杆221与第二摆杆222的两相对内侧分别设置有第一凸耳223和第二凸耳224，第一过渡杆211两端分别铰接于第一凸耳223和主杆20的所述第一端，第二过渡杆224两端分别铰接于第二凸耳224与主杆20的所述第二端。

本发明实施例的自动抓具，如图5所示，旋转轴30的内侧，具体的说是旋转轴30的下轴端302的内侧，设置有垫块37，垫块37固定在抓具本体4的下表面。由于平衡梁35是通过销轴36固定连接在旋转轴30的下轴端，因此平衡梁35还会有绕销轴36旋转的可能，因此设置垫块37的目的，是从旋转轴30内侧压住平衡梁35的一端，防止旋转梁35绕销轴36的转动，保证抓取的可靠性。

本发明实施例的自动抓具，在电动推杆1发生故障时，需要手动驱动连杆机构2，主杆20的靠近主杆20的所述第一端的位置设置有第三凸耳，所述第三凸耳上穿设有手动位置孔201，手动位置孔201可以是盲孔或通孔，供手动装置，例如钩子，穿过手动位置孔201，以在电动推杆1故障时拉动连杆机构2，带动平衡梁35的打开与缩回。

本发明实施例的自动抓具，如图2和图4所示，为了保证平衡梁35的旋转不超过90度，可在抓具本体4的上表面设置一对限位开关，一对限位开关包括第一限位开关25和第二限位开关26。

其中，第一限位开关25靠近抓具本体4的圆心设置，而第二限位开关26相对远离抓具本体4的圆心设置。主杆20碰到第一限位开关25后停止时，平衡梁35旋转到四个旋转吊环组件3所在圆周的轴向位置，平衡梁35打开；主杆20碰到第二限位开关26后停止时，平衡梁35旋转到四个旋转吊环组件3所在圆周的切向位置，平衡梁35缩回。第一限位开关25和第二限位开关26的设置，可以有效的保证平衡梁35在旋转到位时通过控制系统及时停止电动推杆1的动作，提高整个自动抓具的抓取效率。

本发明实施例的自动抓具，还包括用于连接本发明实施例的核电站起重机吊具的钢丝绳组件5，包括四个，共两组钢丝绳头，第一组钢丝绳头51和第二组钢丝绳头52，这两组钢丝绳头均设置在抓具本体4内，抓具本体4内的钢丝绳头浇铸为锌合金浇铸块56，两个固定半环54将锌合金浇铸块56固定于抓具本体4中，锌合金浇铸块56在靠近抓具本体4下表面的一侧设置有挡盖55，挡盖55通过螺栓固定在抓具本体4上，挡盖55的下表面相对于抓具本体4的下表面内凹。

为了适应钢丝绳53缠绕和防止其中一组钢丝绳53断后的安全要求，四个钢丝绳头布置在一个平行四边形上的四个顶点上，且这一平行四边形的两对角线不等长。

综上，本发明的自动抓具，采用一个驱动装置通过连杆机构2驱动4个以平衡梁35形式实现的旋转钩，各个旋转钩同时旋转到位，保证了4个旋转钩之间的同步性，有效的提高了抓具的抓取效率，提高了本发明实施例的核电站起重机的生产效率和安全性。

应理解，以上描述的多个示例可沿多个方向(如倾斜、颠倒、水平、垂直，等等)并且以多个构造被利用，而不背离本发明的原理。附图中示出的实施例仅作为本发明的原理的有效应用的示例而被示出和描述，本发明并不限于这些实施例的任何具体的细节。

当然，一旦仔细考虑代表性实施例的以上描述，本领域技术人员就将容易理解，可对这些具体的实施例做出多种改型、添加、替代、删除以及其他变化，并且这些变化在本发明的原理的范围内。因此，前面的详细描述应被清楚地理解为是仅以说明和示例的方式来给出的，本发明的精神和范围仅由所附权利要求书及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自动抓具，用于核电站起重机，其特征在于，所述自动抓具包括：

抓具本体，所述抓具本体包括第一表面和第二表面；

四个旋转吊环组件，均匀分布在所述抓具本体内的同一圆周上；每一所述旋转吊环组件包括：

旋转轴，穿设于所述抓具本体中，所述旋转轴包括穿出所述第一表面的上轴端和穿出所述第二表面的下轴端；

平衡梁，固定连接于所述下轴端，并能够绕所述旋转轴旋转；以及

连接耳，连接于所述上轴端，在所述旋转轴的径向上延伸；

连杆机构，包括主杆和一对摆杆，所述一对摆杆设置于所述主杆两侧，每一所述摆杆的两端分别铰接两相邻所述上轴端的所述连接耳；以及

驱动装置，驱动所述主杆运动，通过所述摆杆带动所述旋转轴旋转，以使所述平衡梁在所述圆周的轴向和切向之间旋转。

2.如权利要求1所述的自动抓具，其特征在于，所述连杆机构还包括第一过渡杆和第二过渡杆，所述一对摆杆包括第一摆杆和第二摆杆，所述主杆具有第一端和第二端，所述第一摆杆与所述第二摆杆的两相对内侧分别设置有第一凸耳和第二凸耳，所述第一过渡杆两端分别铰接于所述第一凸耳与所述第一端，所述第二过渡杆两端分别铰接于所述第二凸耳与所述第二端。

3.如权利要求2所述的自动抓具，其特征在于，所述驱动装置为电动推杆，所述电动推杆固定于所述第一表面上的一固定点，所述主杆的中点铰接于所述第一表面上设置的一转轴，所述推杆的自由端与所述主杆的铰接点位于所述中点与所述主杆的第二端之间。

4.如权利要求1所述的自动抓具，其特征在于，所述旋转轴的内侧设置有垫块，所述垫块固定在所述抓具本体的所述第二表面。

5.如权利要求3所述的自动抓具，其特征在于，所述主杆的靠近所述第一端的位置设置有第三凸耳，所述第三凸耳上穿设有供手动装置穿过以在所述电动推杆故障时通过所述手动装置拉动所述连杆机构的手动位置孔。

6.如权利要求2所述的自动抓具，其特征在于，所述第一表面上设置有一对限位开关，所述一对限位开关包括靠近所述圆周圆心的第一限位开关和远离所述圆周圆心的第二限位开关，所述主杆碰到所述第一限位开关后停止时所述平衡梁旋转到所述圆周的轴向位置，所述主杆碰到所述第二限位开关后停止时所述平衡梁旋转到所述圆周的切向位置。

7.如权利要求5所述的自动抓具，其特征在于，所述抓具本体内设置有钢丝绳头，所述钢丝绳头为锌合金浇铸块，两个固定半环将所述钢丝绳头固定于所述抓具本体中，所述钢丝绳头在靠近所述第二表面的一侧设置有挡盖，所述挡盖通过螺栓固定在所述抓具本体上。

8.如权利要求7所述的自动抓具，其特征在于，四个所述钢丝绳头布置在两对角线不等长的一平行四边形的四个顶点上。

9.如权利要求1所述的自动抓具，其特征在于，所述抓具本体和所述旋转吊环组件的所述旋转轴之间安装有自润滑轴承。

10.一种核电站起重机，其特征在于，所述核电站起重机具有权利要求1-9任一所述的自动抓具。