CN107972054B - 一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业机器人技术领域，特指一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手。包括连接在机器人主体上的旋转机构，所述旋转机构上设置有转动部，转动部上成型有若干个旋转头，旋转头上分别安装有螺钉螺栓拆卸机械手、工件夹取机械手、密封圈汲取机械手以及吸盘机械手；所述旋转机构内部设置有控制机构、传动机构、减速机构以及角度传感器，角度传感器连接所述转动部。本发明用于对放射源标准液体靶的结构进行拆装来更换内部的放射源，全程能够由机器人自动化进行并可以随时进行人工干预操作，反应灵敏、工作效率高，并且无需人工亲自进行放射源的更换，解决人工换源造成辐射伤害的问题。

Description

一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，特指一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手。

背景技术

在医疗科技领域中，常常会使用到一些具有放射性的仪器，放射性仪器内部的放射源具有放射性，由于放射源内部的一些成分的放射性会随着时间逐渐衰减，每经过一段时间其剂量就会降低，因此，在使用过程中，需要定期对放射源进行换源工作，以保证治疗时对剂量率的要求。

一种常用的放射源标准液体靶(如图23所示)由以下部分组成：包括上部的铝体上盖(61)、中部的铝体中体(62)、下部的铝体固定座(63)，铝体中体(62)上下两面分别放置有上下两个放射源(641、642)，铝体上盖(61)通过螺钉(67)紧固安装在铝体中体(62)上，并且两者之间形成安装腔，安装腔内安装有银座组件(65)，各个部位的连接还设置有多个密封圈(66)。当需要进行放射源的更换时，就要将放射源标准液体靶进行拆卸，将内部的放射源取出更换新的，再将其他部件重新组装。

目前，在实践中使用的常规换源方式通常为人工换取的方式，需要采用专门的工具在热室内进行操作，取下液体靶的铝体上盖、铝体中体，将旧放射源取出放入放射源倒运容器，再将新放射源从放射源倒运容器里取出装入，再将铝体上盖、铝体中体重新组装回去。这种操作过程复杂，而且由于通过人的操作来完成换源过程，定位精度不够，操作要求高，此外还容易对换源技术人员造成辐射危害；即使为了避免辐射，有时候更换人员会穿上厚重的防辐射服装、头罩等装备，但是厚重的防辐射服也会让人行动不便，导致操作效率降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种能够自动化运作，操作简单，工作效率高的用于放射源标准液体靶拆装的机械手。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手，包括连接在机器人主体上的旋转机构，所述旋转机构上设置有转动部，转动部上成型有若干个旋转头，旋转头上分别安装有螺钉螺栓拆卸机械手、工件夹取机械手、密封圈汲取机械手以及吸盘机械手；所述旋转机构内部设置有控制机构、传动机构、减速机构以及角度传感器，角度传感器连接所述转动部。

更进一步设置为，所述旋转机构包括旋转壳体和固定座，固定座固定安装在旋转壳体上，或固定座与旋转壳体成型一体；所述控制机构为总控制电机，总控制电机与所述减速机构固定安装在所述固定座上；所述传动机构包括主动轮和从动轮，主动轮连接在总控制电机的电机轴上，从动轮与所述减速机构相连，主动轮和从动轮之间连接有传动带。

更进一步设置为，所述固定座上设置有安装架，所述角度传感器安装在安装架上，所述转动部上设置有连接杆，连接杆穿过所述减速机构与角度传感器相连。

更进一步设置为，所述螺钉螺栓拆卸机械手包括拆卸壳体，拆卸壳体内依次设置有控制模块、传动模块、减速模块以及工作模块，所述控制模块通过传动模块与减速模块相连，所述传动模块上还设置有电磁模块；所述控制模块包括拆卸控制电机，拆卸控制电机通过传动模块驱动所述减速模块与电磁模块工作；所述工作模块包括披头结构，披头结构内端连接在所述电磁模块内，外端延伸出所述壳体外部。

更进一步设置为，所述工件夹取机械手包括工件夹取壳体和工件夹取夹爪，工件夹取壳体内设置有工件夹取驱动模块、工件夹取减速模块和滑轨，所述工件夹取夹爪可移动安装在滑轨上，工件夹取夹爪在工件夹取驱动模块和工件夹取减速模块的带动下在滑轨上进行移动实现工件夹取夹爪的张合。

更进一步设置为，所述滑轨通过滑块与所述工件夹取夹爪相连，工件夹取夹爪内端通过连杆与所述工件夹取减速模块相连，所述工件夹取减速模块为谐波减速器。

更进一步设置为，所述密封圈汲取机械手包括密封圈汲取壳体，所述密封圈汲取壳体内部开设有容置腔，容置腔内设置有密封圈汲取驱动模块和密封圈汲取工作模块，所述密封圈汲取工作模块包括用于汲取密封圈的爪体，所述密封圈汲取驱动模块包括驱动主体和驱动件，所述爪体内端连接在驱动件上并在驱动主体的作用下进行移动，爪体外端向外凸出成型有供密封圈张紧的弯曲部。

更进一步设置为，所述爪体包括用于汲取O型圈的汲取杆，汲取杆内端连接在所述驱动件上，外端设置有所述弯曲部；还包括用于汲取金属密封圈的汲取片，汲取片外端设置有所述弯曲部，所述汲取片外周移动设置有压紧滑块。

更进一步设置为，所述吸盘机械手为电动真空吸盘机械手，包括真空发生器壳体，真空发生器壳体一端设置有用于连接所述旋转头的连接头，真空发生器壳体另一端设置有吸盘组件；所述真空发生器壳体内部设置有驱动电机，驱动电机上通过驱动件连接有活塞组件，活塞组件与所述吸盘组件通过所述真空发生器壳体相连。

更进一步设置为，所述总控制电机为步进电机或伺服电机，所述减速机构为谐波减速器。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明设置有旋转机构，并在旋转机构上安装有螺钉螺栓拆卸机械手、工件夹取机械手、密封圈汲取机械手以及吸盘机械手，针对放射源标准液体靶的结构进行拆装，全程能够由机器人自动化进行并可以随时进行人工干预操作，反应灵敏、工作效率高，并且无需人工亲自进行放射源的更换，能解决人工换源造成辐射伤害的问题。

2、本发明的旋转机构通过控制机构、传动机构、减速机构以及角度传感器来控制旋转部的转动，且控制机构选用伺服电机或步进电机，减速机构选用谐波减速机构，在传递扭矩的同时具有高倍减速的作用，传动效果好，反应迅速，提高工作效率。

3、本发明所使用的螺钉螺栓拆卸机械手，由机器人自动完成螺栓的拆卸并转移，以及逆向装配动作，从而让人从危险的场合中解脱出来，保证人员安全，操作方便，效率高，完全实现全自动机械化操作，适用范围广；通过传动模块来将控制电机产生的扭矩传递给减速模块的同时增加扭矩，从而控制工作模块进行工作，传递效率高，从而提高工作效率；同时，还设置有保护模块，保护模块选用扭矩限制器，当实际产生的扭矩大于限定值时，可使扭矩传递脱开，电机空转，扭矩限制器内置的传感器接收到过载信号，断开电机电源，电机停转，保护电机和机构不受破坏，延长整个结构的使用寿命；减速模块选用谐波减速机构，在传递扭矩的同时具有高倍减速的作用，提高工作效率。

4、本发明使用的密封圈汲取机械手通过驱动模块来驱动工作模块进行工作，驱动模块选用电磁阀，工作模块设计有位于中部的汲取杆以及位于外侧的汲取片，汲取杆和汲取片在电磁阀的带动下进行上下移动，从而来完成汲取密封圈的工作，反应灵敏、工作效率高；工作模块内还包括压紧块和压紧滑块，分别与汲取杆和汲取片配合进行密封圈的汲取，避免密封圈在转移的过程中掉落，具有一定的保护作用，提高工作的准确率，减少失误，从而提升工作效率。

5、本发明使用的吸盘机械手采用电机控制，优选使用步进电机或伺服电机，电机通过电信号来控制速度和转角，电机控制精准，提高机械手的准确性和精确性；同时本发明的吸盘采用多个吸嘴组合的形式，每个吸嘴整体控制又相对独立，当待吸取的工件局部不平整或有凹坑时，多个吸嘴的设计不会影响整个的吸取功能，提高吸取工件的准确性。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明旋转机构内部结构示意图。

图3是本发明螺钉螺栓拆卸机械手内部结构示意图。

图4是本发明螺钉螺栓拆卸机械手内部结构截面剖视图。

图5是本发明螺钉螺栓拆卸机械手的谐波减速机截面剖视图。

图6是本发明螺钉螺栓拆卸机械手的扭矩限制器截面剖视图。

图7是本发明螺钉螺栓拆卸机械手扭矩限制器中内转动体和外转动体的连接结构爆炸视图。

图8是本发明螺钉螺栓拆卸机械手的工作模块截面剖视图。

图9是本发明螺钉螺栓拆卸机械手披头结构与夹爪连接的结构示意图。

图10是本发明螺钉螺栓拆卸机械手的披头结构抓取螺钉时的结构示意图。

图11是本发明吸盘机械手截面剖视图。

图12是图11的A处局部放大图。

图13是本发明吸盘机械手的结构爆炸视图。

图14是本发明吸盘机械手的气嘴结构爆炸视图。

图15是本发明吸盘机械手的气嘴结构截面剖视图。

图16是本发明密封圈汲取机械手截面剖视图一。

图17是本发明密封圈汲取机械手截面剖视图二。

图18是本发明密封圈汲取机械手的壳体结构截面示意图。

图19是本发明密封圈汲取机械手的汲取杆结构示意图。

图20是本发明密封圈汲取机械手的汲取片结构示意图。

图21是本发明密封圈汲取机械手的压紧滑块结构示意图。

图22是本发明工件夹取机械手的内部结构示意图。

图23是放射源标准液体靶的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-图23，

一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手，包括连接在机器人主体上的旋转机构，所述旋转机构上设置有转动部41，转动部41上成型有若干个旋转头42，旋转头42上分别安装有螺钉螺栓拆卸机械手1、工件夹取机械手5、密封圈汲取机械手3以及吸盘机械手2；所述旋转机构内部设置有控制机构43、传动机构、减速机构45以及角度传感器46，角度传感器46连接所述转动部41。

所述旋转机构包括旋转壳体40和固定座47，固定座47通过螺钉固定安装在旋转壳体40上，或固定座47与旋转壳体40成型一体；所述控制机构43为总控制电机，总控制电机与所述减速机构45固定安装在所述固定座47上；所述传动机构包括主动轮441和从动轮442，主动轮441连接在总控制电机的电机轴上，从动轮442与所述减速机构45相连，主动轮441和从动轮442之间连接有传动带，总控制电机通过传动机构将扭矩及转速传达至减速机构。传动机构也可以是相互啮合的一对齿轮机构，或者传动机构直接为总控制电机的电机轴，即减速机构与控制电机直接连接。

所述固定座47上设置有安装架471，所述角度传感器46安装在安装架471上，所述转动部41上设置有连接杆411，连接杆411穿过所述减速机构45与角度传感器46相连。所述转动部内部空心，转动部底部固定安装有盖板，所述连接杆411连接至盖板上，或与盖板一体成型，连接杆在角度传感器以及减速机构的促使下带动转动部进行转动。

所述工件夹取机械手5包括工件夹取壳体51和两个工件夹取夹爪52，工件夹取壳体51内设置有工件夹取驱动模块53、工件夹取减速模块54、滑轨55以及若干个接近开关59，所述工件夹取夹爪52可移动安装在滑轨55上，工件夹取夹爪52在工件夹取驱动模块53和工件夹取减速模块54的带动下在滑轨55上进行移动实现工件夹取夹爪52的张合。工件夹取壳体51上方设置有连接法兰58，将工件夹取机械手5固定连接在旋转头42上。

所述滑轨55通过滑块56与所述工件夹取夹爪52相连，工件夹取夹爪52内端通过连杆57与所述工件夹取减速模块54相连，所述工件夹取减速模块54为谐波减速器，所述工件夹取驱动模块53为步进电机或伺服电机。工件夹取驱动模块53与工件夹取减速模块54直接连接，电机将扭矩传递给谐波减速器进行减速的同时增加扭矩。

本发明所述的螺钉螺栓拆卸机械手1具体结构为：包括拆卸壳体11，拆卸壳体11内依次设置有控制模块、传动模块、减速模块16以及工作模块14，所述控制模块通过传动模块与减速模块相连，所述传动模块上还设置有电磁模块；

所述控制模块包括拆卸控制电机12，本实施例中，拆卸控制电机优选为伺服电机或步进电机，但不局限于这两种电机，控制电机12通过传动模块驱动所述减速模块与电磁模块工作；

所述工作模块包括披头结构141，披头结构141内端连接在所述电磁模块内，外端延伸出所述拆卸壳体11外部且外端部呈六边形。

作为传动模块的第一种实施方式，所述传动模块包括连接在拆卸控制电机12的电机轴121上的输入轮131以及连接在所述减速模块与电磁模块之间的输出轮132，所述输入轮131与输出轮132相互啮合，或通过传动带133相连。

作为传动模块的第二种实施方式，所述传动模块即为控制模块，通过电机轴来带动所述减速模块与电磁模块的工作。

基于上述两种实施方式，所述电磁模块外周设置有用于连接所述旋转头42的连接法兰18，连接法兰18通过螺钉固定在所述拆卸壳体11上部，电磁模块包括电磁铁吸盘152和安装在连接法兰18内部的电磁铁组件151，电磁铁吸盘152内端与所述披头结构141内端相连；所述披头结构141内端外周套设有复位弹簧142，复位弹簧上端安装在弹簧座1421内，弹簧座1421套设在电磁铁吸盘152上。所述控制电机12通过传动模块带动披头结构141进行转动时，在复位弹簧42的伸缩下进行上下移动。

在本螺钉螺栓拆卸机械手中，所述减速模块选用谐波减速机，在传递扭矩的同时具有高倍减速的作用。所述谐波减速机的具体结构为：包括输入轴161，输入轴161内插设有所述披头结构141，输入轴161上端与所述输出轮132相连，并在输出轮132的带动下进行转动；输入轴161外周中部通过轴承1621连接有波发生器162，波发生器162外周设置有输入介轮163与输出介轮164，输入轴161外周上端通过轴承1651连接有减速机上盖165，输入介轮163外周安装有输入介轮法兰1631，输入介轮法兰1631与减速机上盖165通过螺栓与所述机壳安装固定；所述输出介轮164位于输入介轮163下端并通过螺栓固定连接有输出介轮法兰1641，输出介轮法兰1641通过轴承1642连接在所述输入轴161下端。所述输入轴161与所述减速机上盖165之间、输入轴161与所述输出介轮法兰1641之间、输入介轮163与输入介轮法兰1631之间均设置有油封166，保证谐波减速机内部的润滑度的同时避免润滑油外露，使得结构更加紧凑，提高工作效率，延长使用寿命。

所述工作模块与所述减速模块之间还设置有保护模块17，本发明中的保护模块17选用扭矩限制器，扭矩限制器的具体结构为：包括内转动体171、外转动体172、扭矩连接法兰177以及扭矩限制器安装法兰盘179，所述披头结构141穿过扭矩连接法兰177的中心，扭矩连接法兰177与所述内转动体171之间压设有涨紧套178，涨紧套178的设计增添了结构之间连接的紧密性，内转动体171和外转动体172之间的接合处设置有传动滚珠173，传动滚珠173的安装方式为：所述外转动体172内侧开设有若干个滚珠槽1721，所述内转动体171外周设置有若干个传动齿槽1711，所述传动滚珠173环形阵列装配在滚珠槽1721与传动齿槽1711之间。所述扭矩限制器还包括径向向内压紧传动滚珠173的弹性压紧装置。所述内转动体171通过轴承1791与扭矩限制器安装法兰盘179相连，内转动体171和外转动体172通过扭矩限制器安装法兰盘179与所述拆卸壳体11相连。

所述弹性压紧装置包括压板174、弹性元件175和调节弹性元件175的调节件176，压板174滑动套装在所述内转动件外周，所述压板174一侧紧靠所述内转动体171的内侧。所述外转动体172内侧开设有供所述压板174安装的安装槽1722，压板倾斜安装在外转动体172和内转动体171之间；所述调节件为调节螺母，调节螺母压设在调节弹性元件175上，调节弹性元件175位于调节螺母与压板174之间，所述弹性元件175在调节件176的作用下施力于所述压板174上。

所述工作模块包括设置在所述披头结构141外周的套筒结构143，套筒结构143外周通过轴承1441连接有轴承盖144，轴承盖144通过螺栓与所述拆卸壳体11固定连接。所述披头结构141外端设置有若干个夹爪145，夹爪145可转动连接在所述套筒结构143上。本实施例中，夹爪145设置有三个，环形均匀排布在披头结构141上，所述夹爪145的具体安装方式为：所述夹爪145内端成型有滚动体1451，与之对应的，所述披头结构141外周开设有供滚动体进行转动的转动槽1411，夹爪145上还开设有铰接孔1452，铰接孔1452内插设有铰接柱1453，夹爪145通过铰接柱1453与所述套筒结构143铰接，夹爪145下端成型有爪扣部1454，爪扣部1454用于抓取螺栓或螺钉19。所述套筒结构143外周套设有防甩圈146。防甩圈146卡在所述夹爪145外周，避免在披头结构141高速转动过程中，将夹爪甩出，增强结构的稳定性。

螺钉螺栓拆卸机械手的工作原理(以国家标准的M6X60圆柱体内六角螺钉紧固为例)：

1、当机器人将本发明的批头结构移至被执行件的内六角螺钉上方时，缓慢下压整个机构，此时控制电机(选用伺服电机或步进电机)逆时针转动，使批头结构跟着逆时针转动，当批头结构的外端部接触到螺钉头部时，批头结构外部的三个夹爪会自动张开一定角度，同时批头结构会跟随复位弹簧上顶并继续旋转，在批头结构端部的六边形结构和螺钉的内六角对上时，批头结构进入螺钉的内六角里正确定位；

2、伺服电机通过传动模块将扭矩传递给谐波减速机进行减速的同时增加扭矩：从0.64N·m增加至68N·m，瞬间扭矩在53N.m拧动螺钉(国家标准规定内六角螺钉M6X60，8.8级的拧紧力矩为9～12N·m建议9.6～14.4N·m)；

3、预调扭矩限制器至15N·m，当扭矩达到并超过此最大值时，扭矩传递脱开，电机空转，此时扭矩限制器内置的传感器接收到过载信号，断开电机电源，电机停转，保护整个机构；

4、当螺钉被旋出，批头结构会顶开复位弹簧上升，在脱牙后，电磁铁的传感器接收信号，起动电磁铁工作，将批头结构吸起，带动批头结构下方的三个夹爪，让三个夹爪的爪扣部卡住螺钉的头部；

5、机器人提升整个机构，移动螺钉到指定位置，断开电磁铁工作，批头结构通过复位弹簧作用力下降，三个夹爪张开，将螺钉卸下；

6、如此反复，将若干颗螺钉全部拆卸；

7、扭向过程，装配螺钉，拧紧螺钉，到达15N·m扭矩时停止拧动，传感器发信号，移开机构，装配另一枚螺钉，直到工作结束。

基于上述实施例，所述电动真空吸盘机械手2包括真空发生器壳体21，真空发生器壳体21一端设置有用于连接所述旋转头42的连接头22，连接头22选用连接法兰，通过螺钉固定连接在所述真空发生器壳体21上；真空发生器壳体21另一端设置有吸盘组件；所述真空发生器壳体21内部设置有驱动电机23，驱动电机23通过螺钉232固定安装在真空发生器21上；驱动电机23上通过驱动件28连接有活塞组件，活塞组件与所述吸盘组件通过所述真空发生器壳体21相连；驱动电机23带动驱动件转动，驱动件带动活塞组件在真空发生器壳体内部进行移动，使得发生器壳体内腔到达真空的状态，从而促使吸盘组件将工件吸取。

所述活塞组件包括活塞主体241和若干个活塞件242，所述活塞主体241上开设有若干个用于安装所述活塞件242的安装孔243，每个活塞件242对应一个安装孔243，若干个活塞件242均匀分布在活塞主体241上，位于中部的活塞件为中心活塞2421，位于中心活塞2421周围的每个活塞件242通过螺钉244安装在所述安装孔243内；所述安装孔243轴向截面呈“工”字型，螺钉244上端卡在“工”字型安装孔的上部，并穿过“工”字型安装孔连接有所述活塞件242。活塞主体241与所述驱动件相连。

所述活塞组件与驱动电机之间具体的连接结构为：所述驱动电机23为步进电机或伺服电机，驱动电机23外端设置有电机轴231，电机轴231通过螺钉233安装有所述驱动件28，所述驱动件28优选为螺纹套或螺纹杆，所述活塞主体241中部开设有设置有内螺纹的中心连接孔，螺纹套或螺纹杆外周与所述活塞主体241的中心连接孔螺纹连接，所述中心活塞2421安装在该中心连接孔内，且与所述驱动件同轴安装，中心活塞2421上端设置有钢球245；当螺纹套或螺纹杆在驱动电机的带动下进行转动时，活塞主体241在螺纹套或螺纹杆的带动下进行上下移动。

所述吸盘组件包括若干个气嘴25，所述气嘴25内部开设有气道256，气嘴25包括与所述孔位211相连的连接段251以及用于吸取工件的真空段252，真空段252外端成型有吸盘结构253，真空段252内壁开设有至少一个连接卡槽254，连接段251外周设置有至少一个与连接卡槽254相配合的连接凸台255，真空段252与连接段251通过连接卡槽254与连接凸台255的配合相互连接；所述真空发生器壳体21端部开设有若干个用于安装所述气嘴25的孔位211，每个气嘴25对应一个孔位211。所述连接卡槽254和连接凸台255的轴向截面呈三角形或梯形，使得两者更容易卡紧；同时所述连接段251上端开设有安装槽257，安装槽257内还设有密封圈26，密封圈位于所述连接段251与所述孔位211之间，连接卡槽254和连接凸台255的三角形或梯形轴向截面与密封圈的结合使用，能够增强结构的密封性能，避免漏气，使结构能够达到较好的真空状态。

所述孔位211上端连接所述活塞件242，孔位211下端连接所述气嘴25，活塞件242与气嘴25一一对应，孔位211与活塞件242之间、孔位211于气嘴25之间均设置有密封圈26；所述真空发生器壳体21上还设置有极限位置传感器27，本实施例中，极限位置传感器7即为磁性开关。

在本实施例中，所述气嘴25与活塞件242均设置有九个，与之对应的，所述活塞主体241上开设有九个安装孔243，所述真空发生器壳体21端部开设有九个孔位，所述极限位置传感器27设置有两个，可以根据实际需求进行增加或减少气嘴和活塞件的数量。当待吸取工件局部不平整或有凹坑时，多个气嘴离散式独立排布安装方式不会影响整个的吸取功能。

所述真空发生器壳体21一端连接有吸盘前盖29，所述吸盘组件的内端位于吸盘前盖29内，吸盘前盖29的设置可避免粉尘、切屑等杂质进入吸盘组件内影响真空效果。

电动真空吸盘机械手的工作原理：

1.驱动电机(选用步进电机或伺服电机)通过电信号准确地控制速度和转角精度，电机顺时针旋转，将扭矩传递给前方的电机轴，电机轴带动驱动件(选用螺纹套或螺纹杆)；

2.驱动件的螺纹带动活塞主体，使活塞向上移动；

3.活塞件通过螺钉分别单独的安装在活塞主体上的安装孔上，当活塞主体向上移动时，活塞件也跟着向上移动，此时的真空发生器的内腔随之出现真空状态，气嘴即可提起被执行工件，完成吸取任务；

4.当被执行工件跟随机械手移到指定的位置后，驱动电机的转向逆时针旋转，活塞组件向下移动，真空状态取消，气嘴卸下被执行工件，恢复原始状态。

基于上述实施例，所述密封圈汲取机械手3包括密封圈汲取壳体31，所述密封圈汲取壳体31内部开设有容置腔311，容置腔311内设置有密封圈汲取驱动模块和密封圈汲取工作模块，所述密封圈汲取工作模块包括用于汲取密封圈的爪体，所述密封圈汲取驱动模块包括驱动主体和驱动件，所述爪体内端连接在驱动件上并在驱动主体的作用下进行移动，爪体外端向外凸出成型有供密封圈张紧的弯曲部。在本发明中，密封圈汲取驱动模块优选为电磁阀，反应灵敏，控制精准，提高工作效率。

所述驱动主体为电磁铁组件351，所述驱动件为电磁铁吸盘352，电磁铁组件351通过固定盖356固定安装在所述容置腔311内，电磁铁组件351外周套设有复位弹簧三353，所述电磁铁吸盘352下端成型有连接杆354，所述爪体内端固定安装在连接杆354上。电磁阀的具体安装结构为：所述容置腔内壁开设有一环形槽314，所述固定盖356外周成型有环形凸台，环形凸台卡装在环形槽314内，固定盖中部通过螺钉固定安装在所述电磁铁组件351上。电磁铁组件351下方设置有所述电磁铁吸盘352，复位弹簧三353下端抵在电磁铁吸盘352上，上端抵在所述固定盖356的下侧。

所述容置腔311内壁开设有一安装槽313，安装槽313内用螺钉安装有一接近开关36，所述电磁铁吸盘352一侧向外凸出形成凸块355，凸块355插入所述安装槽313内，电磁铁吸盘352的上下移动的行程即为接近开关下端到安装槽底部的距离。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机装置提供控制指令。接近开关是一种开关型传感器(即无触点开关)，它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。

所述爪体包括用于汲取O型圈38的汲取杆32，汲取杆32内端连接在所述驱动件上并在驱动件的带动下进行上下移动，汲取杆32外端成型有若干条弹性片324，弹性片324外端设置有供O型圈张紧的所述弯曲部321。所述汲取杆32外周移动套设有压紧块322，压紧块322下端内侧开设有限位槽，使用时，可将O型圈限位在该限位槽内，避免在升降过程中O型圈脱落；所述压紧块322与所述驱动件之间设有复位弹簧一323，压紧块322跟随复位弹簧一323的伸缩进行上下移动。

当汲取O型圈时，本密封圈汲取机械手的工作原理为：

1、机器人控制机械手移至待汲取的O型圈上方，汲取杆在电磁阀的控制下进行下降，并伸入O型圈内，此时O型圈涨开，并张紧在弯曲部；

2、提起汲取杆，压紧块在电磁阀的控制下自动降下，并将O型圈进行包裹，此时O型圈外周卡在限位槽内，机器人将机械手提起，并将O型圈移至指定位置；

3、电磁阀控制汲取杆前端的弯曲部进行变形缩小，使得O型圈得以落下，完成O型圈的拿取、转移、放下，根据实际情况重复上述过程。

基于上述实施例，所述爪体包括用于汲取金属密封圈的汲取片33，汲取片33位于所述压紧块322外周，工作时，汲取片跟随汲取杆32上下移动，汲取片33上成型有若干条弹性片336，弹性片336外端设置有所述弯曲部331，所述汲取片33外周移动设置有压紧滑块332，压紧滑块332上开设有凹槽337，汲取片内端向两侧边延伸形成安装平台，所述安装平台335卡在凹槽337上，使得汲取片定位于压紧滑块332内部。

所述压紧滑块332的具体安装结构为：所述壳体31内成型有安装凸台312，所述压紧滑块332通过螺栓34安装在安装凸台312内，压紧滑块332内端开设有供所述螺栓34穿过的安装孔333，螺栓34外周套设有复位弹簧二334，复位弹簧二334一端伸入所述安装孔333，另一端抵在所述安装凸台312上。

当汲取长圆金属密封圈时，本密封圈汲取机械手的工作原理为：

1、长圆金属密封圈放置在安装台上，机器人控制机械手移至待汲取的长圆金属密封圈上方，使压紧滑块压在长圆金属密封圈的上端面，汲取片在电磁阀的控制下跟随汲取杆以及压紧块进行下降，并伸入长圆金属密封圈内，使弯曲部撑在金属密封圈下侧；

2、传感器(接近开关)收到压紧的信号，开始工作，汲取片在电磁阀的控制下弯曲部向外撑开，勾住密封圈，并跟随汲取杆以及压紧块进行上升，带出密封圈；

3、将金属密封圈移至指定位置，松开电磁阀，复位弹簧三将机构往下推，中部的压紧块也跟随往下移动，松开汲取片，卸下金属密封圈，完成金属密封圈的拿取、转移、放下，根据实际情况重复上述过程。

基于上述两种实施例，所述壳体31上还固定连接有用于将整个机械手安装在所述旋转头上的连接法兰37，连接法兰37通过若干个螺钉或螺栓固定安装在旋转头上。

本发明的使用方法步骤如下(以图23中所示的核放射源标准液体靶为例)：

1、将机器人移至目标位置，螺钉螺栓拆卸机械手在机器人的控制下拧开被执行物上端的螺钉67，并把螺钉67移开放置在相应的位置；

2、移动并转动旋转机构的转动部，将工件夹取机械手对准被执行物，夹住铝体上盖62，并移开放在相应的位置；

3、移动并转动旋转机构的转动部，密封圈汲取机械手对准被执行物，将O型圈66汲取，移开并放置在相应的位置；

4、工件夹取机械手的夹爪将银座组件65夹取，移开并翻转180°放置在相应的位置；

5、移动并转动旋转机构的转动部，密封圈汲取机械手对准被执行物，将椭圆形的金属密封圈66汲取，移开并放置在相应的位置；

6、移动并转动旋转机构的转动部，吸盘机械手对准被执行物的上放射源641，将放射源吸取提出，移开并放置在相应的容器中；

7、移动并转动旋转机构的转动部，将工件夹取机械手对准被执行物，夹爪夹住被执行物的铝体中体62，移开并放置在相应的位置；

8、移动并转动旋转机构的转动部，吸盘机械手对准被执行物的下放射源642，将放射源吸取提出，移开并放置在相应的容器中；

9、移动并转动旋转机构的转动部，密封圈汲取机械手对准被执行物，将O型圈66汲取，移开并放置在相应的位置；

10、逆向进行上述过程操作，将更换好的目标物再装配成一体，一直到工作完成，再控制机器人返回原位。

上述过程均由操作者操控机器人进行完成，无需人工亲自进行放射源的更换，减少对人体的核辐射，更加安全健康，同时全程自动化操作，工作效率高，操作精准。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于放射源标准液体靶拆装的机械手，包括连接在机器人主体上的旋转机构，其特征在于：所述旋转机构上设置有转动部，转动部上成型有若干个旋转头，旋转头上分别安装有螺钉螺栓拆卸机械手、工件夹取机械手、密封圈汲取机械手以及吸盘机械手；所述旋转机构内部设置有控制机构、传动机构、减速机构以及角度传感器，角度传感器连接所述转动部；

所述螺钉螺栓拆卸机械手包括拆卸壳体，拆卸壳体内依次设置有控制模块、传动模块、减速模块、保护模块以及工作模块，所述控制模块通过所述传动模块与所述减速模块相连，所述保护模块设置在所述工作模块与所述减速模块之间；

所述工作模块包括披头结构和设置在所述披头结构外周的套筒结构，所述披头结构内端贯穿所述减速模块及所述保护模块设置，外端延伸出所述拆卸壳体外部并设置有若干个夹爪，所述夹爪可转动连接在所述套筒结构上，所述夹爪内端成型有滚动体，所述披头结构外周开设有供所述滚动体进行转动的转动槽，所述夹爪通过铰接柱与所述套筒结构铰接，所述套筒结构外周位于所述夹爪的外侧套设有防甩圈；

所述保护模块包括内转动体、外转动体、扭矩连接法兰以及弹性压紧装置，所述披头结构的内端穿过所述扭矩连接法兰的中心，所述扭矩连接法兰与所述内转动体之间压设有涨紧套，所述内转动体和所述外转动体之间的接合处设置有传动滚珠，所述弹性压紧装置用于径向向内压紧所述传动滚珠。

2.根据权利要求1所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述旋转机构包括旋转壳体和固定座，所述固定座固定安装在所述旋转壳体上，或所述固定座与所述旋转壳体成型一体；所述控制机构为总控制电机，所述总控制电机与所述减速机构固定安装在所述固定座上；所述传动机构包括主动轮和从动轮，主动轮连接在所述总控制电机的电机轴上，从动轮与所述减速机构相连，主动轮和从动轮之间连接有传动带。

3.根据权利要求2所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述固定座上设置有安装架，所述角度传感器安装在安装架上，所述转动部上设置有连接杆，连接杆穿过所述减速机构与角度传感器相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述传动模块上还设置有电磁模块，所述控制模块包括拆卸控制电机，所述拆卸控制电机通过所述传动模块驱动所述减速模块与所述电磁模块工作，所述披头结构内端穿过所述减速模块及所述保护模块连接在所述电磁模块内。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述工件夹取机械手包括工件夹取壳体和工件夹取夹爪，所述工件夹取壳体内设置有工件夹取驱动模块、工件夹取减速模块和滑轨，所述工件夹取夹爪可移动安装在滑轨上，所述工件夹取夹爪在所述工件夹取驱动模块和所述工件夹取减速模块的带动下在所述滑轨上进行移动实现所述工件夹取夹爪的张合。

6.根据权利要求5所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述滑轨通过滑块与所述工件夹取夹爪相连，所述工件夹取夹爪内端通过连杆与所述工件夹取减速模块相连，所述工件夹取减速模块为谐波减速器。

7.根据权利要求1-3任一项所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述密封圈汲取机械手包括密封圈汲取壳体，所述密封圈汲取壳体内部开设有容置腔，容置腔内设置有密封圈汲取驱动模块和密封圈汲取工作模块，所述密封圈汲取工作模块包括用于汲取密封圈的爪体，所述密封圈汲取驱动模块包括驱动主体和驱动件，所述爪体内端连接在驱动件上并在驱动主体的作用下进行移动，爪体外端向外凸出成型有供密封圈张紧的弯曲部。

8.根据权利要求7所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述爪体包括用于汲取O型圈的汲取杆，汲取杆内端连接在所述驱动件上，外端设置有所述弯曲部；还包括用于汲取金属密封圈的汲取片，汲取片外端设置有所述弯曲部，所述汲取片外周移动设置有压紧滑块。

9.根据权利要求1-3任一项所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述吸盘机械手为电动真空吸盘机械手，包括真空发生器壳体，真空发生器壳体一端设置有用于连接所述旋转头的连接头，真空发生器壳体另一端设置有吸盘组件；所述真空发生器壳体内部设置有驱动电机，驱动电机上通过驱动件连接有活塞组件，活塞组件与所述吸盘组件通过所述真空发生器壳体相连。

10.根据权利要求2所述的用于放射源标准液体靶拆装的机械手，其特征在于：所述总控制电机为步进电机或伺服电机，所述减速机构为谐波减速器。