CN109785984A - 一种抓手位置检测装置及抓手部件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抓手位置检测装置及抓手部件，包括第一感应凸台及第二感应凸台；还包括磁轭及第一线圈、第二线圈及第三线圈，第一线圈、第二线圈及第三线圈三者中，其中一者作为初级线圈，另外两者作为次级线圈；第一感应凸台及第二感应凸台在随中心轴旋转过程中：第一感应凸台位于其中一个次级线圈的侧面，以通过第一感应凸台相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻；第二感应凸台位于另一个次级线圈的侧面，以通过第二感应凸台相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻。本抓手位置开关的结构设计可使得其具有性能可靠的特点，所述抓手部件包括所述位置检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域，特别是涉及一种抓手位置检测装置及抓手部件。
背景技术
安全棒驱动机构(控制棒驱动机构)是反应堆中的重要部件或设备，其下端连接安全棒(控制棒)，如用于在紧急工况下，释放安全棒以实现反应堆紧急停堆。反应堆正常运行时安全棒长期保持在最高处，一旦发生事故，安全棒驱动机构对其的约束变化，安全棒快速插入堆芯，使反应堆实现紧急停堆，从而保证反应堆的安全。
安全棒驱动机构在使用过程中会涉及到安全棒的换料问题，如现有技术中，一般在控制棒驱动机构上安装可拆卸头，所述可拆卸头用于连接控制棒并形成可拆卸连接关系。
针对可拆卸头的设计，本领域技术人员做了诸多探索，如现有技术中申请号为201410421200.4的专利提供的技术方案所示。现有技术中，为实现所述可拆卸连接，亦出现了通过设置旋转部件以驱动抓手开合的技术方案。
设计出一种性能可靠的抓手位置开关用于反映抓手所处状态，无疑是对反应堆安全运行的重要保障。
发明内容
针对上述提出的设计出一种性能可靠的抓手位置开关用于反映抓手所处状态，无疑是对反应堆安全运行的重要保障的技术问题，本发明提供了一种抓手位置检测装置及抓手部件，本抓手位置开关用于反馈抓手打开和关闭位置信号，其结构设计可使得其具有性能可靠的特点，同时本方案公开了一种包括所述位置检测装置的抓手部件。
本发明提供的一种抓手位置检测装置及抓手部件通过以下技术要点来解决问题：一种抓手位置检测装置，包括均用于安装在中心轴上的第一感应凸台及第二感应凸台，所述第一感应凸台及第二感应凸台的材质均为导磁性材料；
还包括磁轭及均套设在所述磁轭上的第一线圈、第二线圈及第三线圈，第一线圈、第二线圈及第三线圈三者中，其中一者作为初级线圈，另外两者作为次级线圈；
第一感应凸台及第二感应凸台在随中心轴旋转过程中：第一感应凸台位于其中一个次级线圈的侧面，以通过第一感应凸台相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻；第二感应凸台位于另一个次级线圈的侧面，以通过第二感应凸台相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻。
本方案中，所述的两次级线圈作为抓手位置检测发讯装置：如上所述，第一感应凸台及第二感应凸台分别与一个次级线圈对应，当第一感应凸台及第二感应凸台相对于对应次级线圈发生位置变化时，各次级线圈与初级线圈之间的磁阻发生变化，以上磁阻的变化导致次级线圈上电压产生变化。同时，所述中心轴通过旋转控制其下侧抓手的张、合，即抓手的张、合与中心轴的旋转是对应的，在第一感应凸台及第二感应凸台随中心轴转动过程中，中心轴转角的变化导致第一感应凸台及第二感应凸台分别相对于对应次级线圈的变化，最终达到通过次级线圈检测抓手位置的目的。
采用本方案，设置为包括两个次级线圈和两个感应凸台，在使用时，可通过设置为单个次级线圈与单个感应凸台对应，如在具体安装时，选择通过感应凸台能够最为灵敏影响对应次级线圈与初级线圈磁阻的情况下或磁阻的变化有拐点时(变小过程与变大过程的转换)，匹配抓手位置的最大开合位置和最小夹紧位置，同时，其中一组凸台与次级线圈对应最大开合位置，另一组凸台与次级线圈对应最小夹紧位置，这样，通过次级线圈的电压输出，即可达到准确的实现抓手位置检测的目的；同时采用本方案，实现相应目的仅需要在中心轴上设置为导磁材料的感应凸台即可，同时作为本领域技术人员，封装线圈的制备以及线圈与磁轭的装配本身即为现有技术，现有导磁材料包括，可采用铁素体材料、马氏体不锈钢等，故感应凸台本身可以良好的适应所处的工作环境，而针对线圈，采用封装线圈后即可使得线圈具有理想的使用寿命和性能可靠性，故采用本方案，在结构简单、制造使用成本低的情况下，本检测装置还具有理想的使用寿命和性能可靠性。
作为所述的抓手位置检测装置进一步的技术方案：
作为一种本身具有防水、防潮、抗震性能的线圈实现方案，设置为：所述第一线圈、第二线圈及第三线圈均包括线圈骨架、线圈绕组及封装层；所述线圈绕组绕制于线圈骨架上，所述线圈骨架包括呈筒状的内骨架，所述封装层作为线圈绕组的封装于所述封装层内，所述内骨架的中心孔作为其套设在磁轭上的安装孔。
如上所述，以上次级线圈实现发讯需要配合初级线圈工作，作为一种初级线圈能够良好配合次级线圈工作的实现方案，设置为：所述第一线圈、第二线圈及第三线圈排列在一条直线上，且作为初级线圈的一者位于两次级线圈的中间位置。具体的，可将磁轭设置呈E字形，即磁轭包括一条竖边及三条横边，各条横边上分别用于安装一个线圈即可。这样，初级线圈位于中间的横边上。
同时，本方案还公开了一种抓手部件，包括主轴及连接在主轴底部的多个卡爪，多个卡爪的下端围成用于夹持安全棒的夹持间隙；
所述主轴为空心轴，还包括设置在主轴内的中心轴，所述中心轴可相对于主轴绕自身的轴线转动；
还包括连接在中心轴底部的凸轮；
至少有一个卡爪通过铰接轴铰接于主轴上；
在凸轮随中心轴转动时，凸轮通过向至少一个卡爪的内侧施加压力，改变所述夹持间隙的大小；
还包括如权利要求1至3中任意一项所述的抓手位置检测装置，所述第一感应凸台及第二感应凸台均安装于中心轴上，所述磁轭安装在主轴上或设置在主轴外侧固定位置；
在中心轴驱动凸轮转动的过程中：当所述夹持间隙处于最小位置时，第一感应凸台位于其中一个次级线圈的侧面，且第一感应凸台位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小；当所述夹持间隙处于最大位置时，第二感应凸台位于另一个次级线圈的侧面，且第二感应凸台位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小。
现有技术中，针对安全棒换料，一般为：待主轴与安全棒下降至底后，须移除主轴与安全棒的连接，而现有主轴与安全棒的配合形式中，一般是通过人工向主轴施加沿着竖直方向的推力或拉力，完成主轴与安全棒的分离或连接。而如针对钠冷快中子反应堆运用所需要的密封环境，为利于获得密闭的环境或利于操作安全，不宜通过上述的推或拉的形式完成主轴与安全棒的连接。而申请号为201410421200.4的专利提供的技术方案亦采用如上方式：在调节抓手对控制棒的抓取状态时，亦存在所述的锥形面相对于抓手在传动杆轴线方向上运动。而由于空心轴在安全棒控制机构正常运行过程中会涉及到上提或下插动作，此时安全棒与空心轴同步运动，故为保证锥形面对抓手抓取状态的约束，如设置为传动杆、减速机构等与空心轴随动，则存在中心轴驱动所需动力大或事故状态下随安全棒下坠的部分重量大的问题。
本方案中，所述凸轮安装于所述中心轴上，在中心轴转动的过程中，所述凸轮通过向卡爪的内侧施加压力，改变所述夹持间隙的大小，以实现换料过程中抓手部件释放安全棒和抓取安全棒。如凸轮为一个时，通过凸轮的边缘作用在至少一个卡爪上约束卡爪之间间隙的张开角度，如配合设置于卡爪与主轴之间的弹性件，即可使得通过凸轮的转动，使得间隙先变大再变小，通过改变所述间隙的大小，达到改变抓手部件对安全棒夹持状态，达到换料的目的。相较于现有的通过推、拉主轴的实现方式，由于主轴在使用过程中仅在竖直方向做直线运动而不转动，同时卡爪在高度方向上的位置是会发生变化的，故采用本方案，在具体运用时，可在中心轴的上端设置行程管，以上行程管的长度用于适应中心轴随主轴在竖直方向的位移，而行程管与中心轴键连接，如中心轴的上端呈花键轴状，即主轴运动时中心轴的上端始终保持与行程管能够传递转矩的键连接关系，在凸轮需要转动时，驱动行程管转动即可，而行程管在相应驱动机构在安全棒驱动机构上的轴线位置可设置为固定，这样，安全棒驱动机构在正常运用时行程管和用于驱动行程管转动的相应驱动机构不会对安全棒的上提和下插产生任何影响，故采用本方案，不仅可避免面临传统人工操作主轴实现对安全棒的释放和抓取不适合于密闭空间的问题，同时中心轴转动对实现驱动机构密封增加的难度小，同时卡爪的驱动形式可使得用于为卡爪驱动服务的部件不影响安全棒的上提和下插，故本抓手部件不仅实现对安全棒的抓取和释放易于实现，同时结构简单，对安全棒的运动不产生影响，特别适用于如为钠冷快中子反应堆的运用场合。
针对上述设置的抓手位置检测装置，即提供了一种具体的感应凸台与次级线圈组合匹配具体抓手状态的具体方案。
作为所述抓手部件进一步的技术方案：
所述凸轮为两个，且两个凸轮均为椭圆状凸轮，两凸轮安装在中心轴轴线上的不同位置，两凸轮均与中心轴同轴；
两凸轮各自的长轴之间的夹角为90°；
所述卡爪为两个，且两卡爪相对于主轴的轴线呈轴对称；
各卡爪上的铰接轴在卡爪上的连接位置位于卡爪的上、下端之间；
其中一个凸轮位于铰接轴的上侧用于与铰接轴上侧的卡爪内壁相互作用，另一个凸轮位于铰接轴的下侧用于与铰接轴下侧的卡爪内壁相互作用；
在中心轴的周向方向上，第一感应凸台与第二感应凸台分别所处的安装位置所对应的圆心角为90°；
第一线圈、第二线圈及第三线圈沿着中心轴的轴线排布，第一感应凸台位于其中一个次级线圈的侧面，第二感应凸台位于另一个次级线圈的侧面。作为本领域技术人员，以上椭圆状凸轮即为完成在安全棒驱动机构或本抓手部件上安装的凸轮的俯视图的边缘呈椭圆状，以上两个凸轮可采用同尺寸，亦可采用不同尺寸，该方案在具体运用时，针对卡爪，两个凸轮的边缘分别对两个卡爪施加约束，各卡爪上的铰接轴为该卡爪的转动中心，在中心轴转动时，两卡爪之间夹持间隙完成张、合动作：在凸轮随中心轴转动时，针对各卡爪，如铰接轴上侧的凸轮的长轴侧分别压持在各卡爪上，铰接轴下侧的凸轮的短轴边缘与分别与不同卡爪相作用，此时，卡爪的下端之间具有最小间隙用于夹持安全棒；铰接轴上侧的凸轮的短轴边缘压持在卡爪上时，铰接轴下侧的凸轮的长轴边缘与卡爪相作用，此时，卡爪的下端之间具有最大间隙用于释放安全棒或使得安全棒的上端嵌入卡爪之间以为夹持安全棒做好准备，而在中心轴转动过程中，以上间隙间隙的宽度是渐变的。采用本方案，通过以上两个凸轮同时约束两个卡爪，使得卡爪相互之间具有特定的相对运动状态，且以上相对运动为周期性相对运动，采用本方案，各卡爪与主轴通过铰接轴铰接即可，不需要如以上所述的包括弹性件的方案；同时采用本方案，由于凸轮相较于现有技术中的弹性体或以上提出的弹性体为刚形体，卡爪之间夹持间隙的改变仅依赖于凸轮的转动，故采用本方案，还可使得本抓手传动链具有性能更为可靠、相应安全棒驱动机构具有结构更为简单的特点。同时，本方案提供了一种匹配凸轮驱动卡爪动作时，针对中心轴具体旋转角度或状态的检测装置实现方案。
两卡爪的内侧均设置平直段，所述平直段用于实现：在所述卡爪上的夹持间隙处于夹持安全棒的状态时，所述凸轮的侧面与平直段配合，且凸轮可沿着平直段在主轴的轴线方向滑动。采用本方案，在换料时，主轴下降到最低位之前安全棒的上端与中心轴的下端接触，这样，在安全棒的上端嵌入卡爪之间夹持间隙且到位后，安全棒对中心轴产生顶升作用，这样，通过检测装置检测中心轴相对于主轴在主轴轴线上位置，判断是否出现了所述的顶升，达到判定是否出现虚假夹持安全棒的目的：夹持有安全棒时，中心轴被顶升，未夹持有安全棒时，通过设置为包括所述平直段，中心轴沿着平直段下滑产生相较于被顶升的高度差。
如上所述，由于以上两个凸轮分别用于约束两个卡爪上铰接轴的上侧和下侧，故卡爪之间的最大夹持间隙是确定的，为避免在换料时出现因为对中心轴无约束的情况导致中心轴下坠至凸轮脱离卡爪之间的间隙，设置为：两卡爪上均设置有用于约束中心轴下端相对于主轴在主轴轴线上位置的档沿，两个档沿相对于主轴的轴线呈正对关系，在所述夹持间隙处于释放安全棒的状态时，所述档沿用于为中心轴的下端提供支撑。即以上档沿用于与中心轴的下端相作用，在具体实施时，无论卡爪在凸轮作用下如何绕铰接轴转动，中心轴下端向下的投影始终落在档沿上即可。即所述档沿即为卡爪内侧向中心轴轴线侧凸出的凸台。
所述卡爪上用于形成所述夹持间隙边界的部分包括呈勾状的勾形部；
在所述勾形部围成的夹持空间中，夹持空间上、下两端的间隙宽度均小于加持空间中段的间隙宽度。采用本方案，即针对安全棒上端具有端部膨大部的方案，即所述勾形部围成的用于与所述膨大部匹配的夹持空间，以实现卡爪对安全棒更为可靠的约束。
所述勾形部的下端为斜面，所述斜面为底部朝向主轴轴线倾斜的斜面。采用本方案，如将安全棒的膨大部下侧看作安全棒上的一个轴肩，在勾形部上的所述斜面与所述膨大部下侧接触时，卡爪对安全棒的夹持力可用于驱动安全棒在中心轴的轴线上进行位置调整，即允许本抓手部件在抓取安全棒时具有更大的相对位置误差，以使得本抓手部件能够可靠的约束安全棒。同时，在本抓手部件释放安全棒时，若安全棒此时未触底，则在卡爪张开的过程中，允许安全棒向下滑动一定距离以缓解或避免碰撞。
本发明具有以下有益效果：
采用本方案，设置为包括两个次级线圈和两个感应凸台，在使用时，可通过设置为单个次级线圈与单个感应凸台对应，如在具体安装时，选择通过感应凸台能够最为灵敏影响对应次级线圈与初级线圈磁阻的情况下或磁阻的变化有拐点时(变小过程与变大过程的转换)，匹配抓手位置的最大开合位置和最小夹紧位置，同时，其中一组凸台与次级线圈对应最大开合位置，另一组凸台与次级线圈对应最小夹紧位置，这样，通过次级线圈的电压输出，即可达到准确的实现抓手位置检测的目的；同时采用本方案，实现相应目的仅需要在中心轴上设置为导磁材料的感应凸台即可，同时作为本领域技术人员，封装线圈的制备以及线圈与磁轭的装配本身即为现有技术，现有导磁材料包括，可采用铁素体材料、马氏体不锈钢等，故感应凸台本身可以良好的适应所处的工作环境，而针对线圈，采用封装线圈后即可使得线圈具有理想的使用寿命和性能可靠性，故采用本方案，在结构简单、制造使用成本低的情况下，本检测装置还具有理想的使用寿命和性能可靠性。
附图说明
图1是本发明所述的一种抓手位置检测装置一个具体运用实施例的的结构示意图；
图2是本发明所述的一种抓手部件一个具体运用实施例的局部示意图，该局部示意图为剖视图，用于反映抓手部件的结构组成和配合关系；
图3是图2所示沿着A-A方向的剖视图。
图中的附图标记依次为：1、卡爪，2、中心轴，21、第二感应凸台，22、第二线圈，23、第一感应凸台，24、第一线圈，25、第二线圈，26、磁轭，3、主轴，4、凸轮，5、平直段，6、档沿，7、铰接轴，8、安全棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
如图1所示，一种抓手位置检测装置，包括均用于安装在中心轴2上的第一感应凸台23及第二感应凸台21，所述第一感应凸台23及第二感应凸台21的材质均为导磁性材料；
还包括磁轭26及均套设在所述磁轭26上的第一线圈24、第二线圈22及第三线圈25，第一线圈24、第二线圈22及第三线圈25三者中，其中一者作为初级线圈，另外两者作为次级线圈；
第一感应凸台23及第二感应凸台21在随中心轴2旋转过程中：第一感应凸台23位于其中一个次级线圈的侧面，以通过第一感应凸台23相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻；第二感应凸台21位于另一个次级线圈的侧面，以通过第二感应凸台21相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻。
本方案中，所述的两次级线圈作为抓手位置检测发讯装置：如上所述，第一感应凸台23及第二感应凸台21分别与一个次级线圈对应，当第一感应凸台23及第二感应凸台21相对于对应次级线圈发生位置变化时，各次级线圈与初级线圈之间的磁阻发生变化，以上磁阻的变化导致次级线圈上电压产生变化。同时，所述中心轴2通过旋转控制其下侧抓手的张、合，即抓手的张、合与中心轴2的旋转是对应的，在第一感应凸台23及第二感应凸台21随中心轴2转动过程中，中心轴2转角的变化导致第一感应凸台23及第二感应凸台21分别相对于对应次级线圈的变化，最终达到通过次级线圈检测抓手位置的目的。
采用本方案，设置为包括两个次级线圈和两个感应凸台，在使用时，可通过设置为单个次级线圈与单个感应凸台对应，如在具体安装时，选择通过感应凸台能够最为灵敏影响对应次级线圈与初级线圈磁阻的情况下或磁阻的变化有拐点时(变小过程与变大过程的转换)，匹配抓手位置的最大开合位置和最小夹紧位置，同时，其中一组凸台与次级线圈对应最大开合位置，另一组凸台与次级线圈对应最小夹紧位置，这样，通过次级线圈的电压输出，即可达到准确的实现抓手位置检测的目的；同时采用本方案，实现相应目的仅需要在中心轴2上设置为导磁材料的感应凸台即可，同时作为本领域技术人员，封装线圈的制备以及线圈与磁轭26的装配本身即为现有技术，现有导磁材料包括，可采用铁素体材料、马氏体不锈钢等，故感应凸台本身可以良好的适应所处的工作环境，而针对线圈，采用封装线圈后即可使得线圈具有理想的使用寿命和性能可靠性，故采用本方案，在结构简单、制造使用成本低的情况下，本检测装置还具有理想的使用寿命和性能可靠性。
实施例2：
如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为所述的抓手位置检测装置进一步的技术方案：
作为一种本身具有防水、防潮、抗震性能的线圈实现方案，设置为：所述第一线圈24、第二线圈22及第三线圈25均包括线圈骨架、线圈绕组及封装层；所述线圈绕组绕制于线圈骨架上，所述线圈骨架包括呈筒状的内骨架，所述封装层作为线圈绕组的封装于所述封装层内，所述内骨架的中心孔作为其套设在磁轭26上的安装孔。
如上所述，以上次级线圈实现发讯需要配合初级线圈工作，作为一种初级线圈能够良好配合次级线圈工作的实现方案，设置为：所述第一线圈24、第二线圈22及第三线圈25排列在一条直线上，且作为初级线圈的一者位于两次级线圈的中间位置。具体的，可将磁轭26设置呈E字形，即磁轭26包括一条竖边及三条横边，各条横边上分别用于安装一个线圈即可。这样，初级线圈位于中间的横边上。
实施例3：
如图1至图3所示，本实施例在实施例1或2的基础上，提供了一种抓手部件，包括主轴3及连接在主轴3底部的多个卡爪1，多个卡爪1的下端围成用于夹持安全棒8的夹持间隙；
所述主轴3为空心轴，还包括设置在主轴3内的中心轴2，所述中心轴2可相对于主轴3绕自身的轴线转动；
还包括连接在中心轴2底部的凸轮4；
至少有一个卡爪1通过铰接轴7铰接于主轴3上；
在凸轮4随中心轴2转动时，凸轮4通过向至少一个卡爪1的内侧施加压力，改变所述夹持间隙的大小；
还包括如实施例1或2所提供的任意一项所述的抓手位置检测装置，所述第一感应凸台23及第二感应凸台21均安装于中心轴2上，所述磁轭26安装在主轴3上或设置在主轴3外侧固定位置；
在中心轴2驱动凸轮4转动的过程中：当所述夹持间隙处于最小位置时，第一感应凸台23位于其中一个次级线圈的侧面，且第一感应凸台23位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小；当所述夹持间隙处于最大位置时，第二感应凸台21位于另一个次级线圈的侧面，且第二感应凸台21位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小。
现有技术中，针对安全棒8换料，一般为：待主轴3与安全棒8下降至底后，须移除主轴3与安全棒8的连接，而现有主轴3与安全棒8的配合形式中，一般是通过人工向主轴3施加沿着竖直方向的推力或拉力，完成主轴3与安全棒8的分离或连接。而如针对钠冷快中子反应堆运用所需要的密封环境，为利于获得密闭的环境或利于操作安全，不宜通过上述的推或拉的形式完成主轴3与安全棒8的连接。而申请号为201410421200.4的专利提供的技术方案亦采用如上方式：在调节抓手对控制棒的抓取状态时，亦存在所述的锥形面相对于抓手在传动杆轴线方向上运动。而由于空心轴在安全棒8控制机构正常运行过程中会涉及到上提或下插动作，此时安全棒8与空心轴同步运动，故为保证锥形面对抓手抓取状态的约束，如设置为传动杆、减速机构等与空心轴随动，则存在中心轴2驱动所需动力大或事故状态下随安全棒8下坠的部分重量大的问题。
本方案中，所述凸轮4安装于所述中心轴2上，在中心轴2转动的过程中，所述凸轮4通过向卡爪1的内侧施加压力，改变所述夹持间隙的大小，以实现换料过程中抓手部件释放安全棒8和抓取安全棒8。如凸轮4为一个时，通过凸轮4的边缘作用在至少一个卡爪1上约束卡爪1之间间隙的张开角度，如配合设置于卡爪1与主轴3之间的弹性件，即可使得通过凸轮4的转动，使得间隙先变大再变小，通过改变所述间隙的大小，达到改变抓手部件对安全棒8夹持状态，达到换料的目的。相较于现有的通过推、拉主轴3的实现方式，由于主轴3在使用过程中仅在竖直方向做直线运动而不转动，同时卡爪1在高度方向上的位置是会发生变化的，故采用本方案，在具体运用时，可在中心轴2的上端设置行程管，以上行程管的长度用于适应中心轴2随主轴3在竖直方向的位移，而行程管与中心轴2键连接，如中心轴2的上端呈花键轴状，即主轴3运动时中心轴2的上端始终保持与行程管能够传递转矩的键连接关系，在凸轮4需要转动时，驱动行程管转动即可，而行程管在相应驱动机构在安全棒8驱动机构上的轴线位置可设置为固定，这样，安全棒8驱动机构在正常运用时行程管和用于驱动行程管转动的相应驱动机构不会对安全棒8的上提和下插产生任何影响，故采用本方案，不仅可避免面临传统人工操作主轴3实现对安全棒8的释放和抓取不适合于密闭空间的问题，同时中心轴2转动对实现驱动机构密封增加的难度小，同时卡爪1的驱动形式可使得用于为卡爪1驱动服务的部件不影响安全棒8的上提和下插，故本抓手部件不仅实现对安全棒8的抓取和释放易于实现，同时结构简单，对安全棒8的运动不产生影响，特别适用于如为钠冷快中子反应堆的运用场合。
针对上述设置的抓手位置检测装置，即提供了一种具体的感应凸台与次级线圈组合匹配具体抓手状态的具体方案。
实施例4：
如图1至图3所示，本实施例在实施例3的基础上提供更为详尽的技术方案，所述凸轮4为两个，且两个凸轮4均为椭圆状凸轮4，两凸轮4安装在中心轴2轴线上的不同位置，两凸轮4均与中心轴2同轴；
两凸轮4各自的长轴之间的夹角为90°；
所述卡爪1为两个，且两卡爪1相对于主轴3的轴线呈轴对称；
各卡爪1上的铰接轴7在卡爪1上的连接位置位于卡爪1的上、下端之间；
其中一个凸轮4位于铰接轴7的上侧用于与铰接轴7上侧的卡爪1内壁相互作用，另一个凸轮4位于铰接轴7的下侧用于与铰接轴7下侧的卡爪1内壁相互作用；
在中心轴2的周向方向上，第一感应凸台23与第二感应凸台21分别所处的安装位置所对应的圆心角为90°；
第一线圈24、第二线圈22及第三线圈25沿着中心轴2的轴线排布，第一感应凸台23位于其中一个次级线圈的侧面，第二感应凸台21位于另一个次级线圈的侧面。作为本领域技术人员，以上椭圆状凸轮4即为完成在安全棒8驱动机构或本抓手部件上安装的凸轮4的俯视图的边缘呈椭圆状，以上两个凸轮4可采用同尺寸，亦可采用不同尺寸，该方案在具体运用时，针对卡爪1，两个凸轮4的边缘分别对两个卡爪1施加约束，各卡爪1上的铰接轴7为该卡爪1的转动中心，在中心轴2转动时，两卡爪1之间夹持间隙完成张、合动作：在凸轮4随中心轴2转动时，针对各卡爪1，如铰接轴7上侧的凸轮4的长轴侧分别压持在各卡爪1上，铰接轴7下侧的凸轮4的短轴边缘与分别与不同卡爪1相作用，此时，卡爪1的下端之间具有最小间隙用于夹持安全棒8；铰接轴7上侧的凸轮4的短轴边缘压持在卡爪1上时，铰接轴7下侧的凸轮4的长轴边缘与卡爪1相作用，此时，卡爪1的下端之间具有最大间隙用于释放安全棒8或使得安全棒8的上端嵌入卡爪1之间以为夹持安全棒8做好准备，而在中心轴2转动过程中，以上间隙间隙的宽度是渐变的。采用本方案，通过以上两个凸轮4同时约束两个卡爪1，使得卡爪1相互之间具有特定的相对运动状态，且以上相对运动为周期性相对运动，采用本方案，各卡爪1与主轴3通过铰接轴7铰接即可，不需要如以上所述的包括弹性件的方案；同时采用本方案，由于凸轮4相较于现有技术中的弹性体或以上提出的弹性体为刚形体，卡爪1之间夹持间隙的改变仅依赖于凸轮4的转动，故采用本方案，还可使得本抓手传动链具有性能更为可靠、相应安全棒8驱动机构具有结构更为简单的特点。同时，本方案提供了一种匹配凸轮4驱动卡爪1动作时，针对中心轴2具体旋转角度或状态的检测装置实现方案。
两卡爪1的内侧均设置平直段5，所述平直段5用于实现：在所述卡爪1上的夹持间隙处于夹持安全棒8的状态时，所述凸轮4的侧面与平直段5配合，且凸轮4可沿着平直段5在主轴3的轴线方向滑动。采用本方案，在换料时，主轴3下降到最低位之前安全棒8的上端与中心轴2的下端接触，这样，在安全棒8的上端嵌入卡爪1之间夹持间隙且到位后，安全棒8对中心轴2产生顶升作用，这样，通过检测装置检测中心轴2相对于主轴3在主轴3轴线上位置，判断是否出现了所述的顶升，达到判定是否出现虚假夹持安全棒8的目的：夹持有安全棒8时，中心轴2被顶升，未夹持有安全棒8时，通过设置为包括所述平直段5，中心轴2沿着平直段5下滑产生相较于被顶升的高度差。
如上所述，由于以上两个凸轮4分别用于约束两个卡爪1上铰接轴7的上侧和下侧，故卡爪1之间的最大夹持间隙是确定的，为避免在换料时出现因为对中心轴2无约束的情况导致中心轴2下坠至凸轮4脱离卡爪1之间的间隙，设置为：两卡爪1上均设置有用于约束中心轴2下端相对于主轴3在主轴3轴线上位置的档沿6，两个档沿6相对于主轴3的轴线呈正对关系，在所述夹持间隙处于释放安全棒8的状态时，所述档沿6用于为中心轴2的下端提供支撑。即以上档沿6用于与中心轴2的下端相作用，在具体实施时，无论卡爪1在凸轮4作用下如何绕铰接轴7转动，中心轴2下端向下的投影始终落在档沿6上即可。即所述档沿6即为卡爪1内侧向中心轴2轴线侧凸出的凸台。
所述卡爪1上用于形成所述夹持间隙边界的部分包括呈勾状的勾形部；
在所述勾形部围成的夹持空间中，夹持空间上、下两端的间隙宽度均小于加持空间中段的间隙宽度。采用本方案，即针对安全棒8上端具有端部膨大部的方案，即所述勾形部围成的用于与所述膨大部匹配的夹持空间，以实现卡爪1对安全棒8更为可靠的约束。
所述勾形部的下端为斜面，所述斜面为底部朝向主轴3轴线倾斜的斜面。采用本方案，如将安全棒8的膨大部下侧看作安全棒8上的一个轴肩，在勾形部上的所述斜面与所述膨大部下侧接触时，卡爪1对安全棒8的夹持力可用于驱动安全棒8在中心轴2的轴线上进行位置调整，即允许本抓手部件在抓取安全棒8时具有更大的相对位置误差，以使得本抓手部件能够可靠的约束安全棒8。同时，在本抓手部件释放安全棒8时，若安全棒8此时未触底，则在卡爪1张开的过程中，允许安全棒8向下滑动一定距离以缓解或避免碰撞。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种抓手位置检测装置，其特征在于，包括均用于安装在中心轴(2)上的第一感应凸台(23)及第二感应凸台(21)，所述第一感应凸台(23)及第二感应凸台(21)的材质均为导磁性材料；
还包括磁轭(26)及均套设在所述磁轭(26)上的第一线圈(24)、第二线圈(22)及第三线圈(25)，第一线圈(24)、第二线圈(22)及第三线圈(25)三者中，其中一者作为初级线圈，另外两者作为次级线圈；
第一感应凸台(23)及第二感应凸台(21)在随中心轴旋转过程中：第一感应凸台(23)位于其中一个次级线圈的侧面，以通过第一感应凸台(23)相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻；第二感应凸台(21)位于另一个次级线圈的侧面，以通过第二感应凸台(23)相对于该次级线圈的位置变化，改变初级线圈与该次级线圈之间的磁阻。
2.根据权利要求1所述的一种抓手位置检测装置，其特征在于，所述第一线圈(24)、第二线圈(22)及第三线圈(25)均包括线圈骨架、线圈绕组及封装层；所述线圈绕组绕制于线圈骨架上，所述线圈骨架包括呈筒状的内骨架，所述封装层作为线圈绕组的封装于所述封装层内，所述内骨架的中心孔作为其套设在磁轭(26)上的安装孔。
3.根据权利要求1所述的一种抓手位置检测装置，其特征在于，所述第一线圈(24)、第二线圈(22)及第三线圈(25)排列在一条直线上，且作为初级线圈的一者位于两次级线圈的中间位置。
4.一种抓手部件，包括主轴(3)及连接在主轴(3)底部的多个卡爪(1)，多个卡爪(1)的下端围成用于夹持安全棒(8)的夹持间隙；
所述主轴(3)为空心轴，还包括设置在主轴(3)内的中心轴(2)，其特征在于，所述中心轴(2)可相对于主轴(3)绕自身的轴线转动；
还包括连接在中心轴(2)底部的凸轮(4)；
至少有一个卡爪(1)通过铰接轴(7)铰接于主轴(3)上；
在凸轮(4)随中心轴(2)转动时，凸轮(4)通过向至少一个卡爪(1)的内侧施加压力，改变所述夹持间隙的大小；
还包括如权利要求1至3中任意一项所述的抓手位置检测装置，所述第一感应凸台(23)及第二感应凸台(21)均安装于中心轴(2)上，所述磁轭(26)安装在主轴(3)上或设置在主轴(3)外侧固定位置；
在中心轴(2)驱动凸轮(4)转动的过程中：当所述夹持间隙处于最小位置时，第一感应凸台(23)位于其中一个次级线圈的侧面，且第一感应凸台(23)位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小；当所述夹持间隙处于最大位置时，第二感应凸台(21)位于另一个次级线圈的侧面，且第二感应凸台(23)位于其运动路径上距对应次级线圈的最近位置，此时初级线圈与该次级线圈之间的磁阻最小。
5.根据权利要求4所述的一种抓手部件，其特征在于，所述凸轮(4)为两个，且两个凸轮(4)均为椭圆状凸轮，两凸轮(4)安装在中心轴(2)轴线上的不同位置，两凸轮(4)均与中心轴(2)同轴；
两凸轮(4)各自的长轴之间的夹角为90°；
所述卡爪(1)为两个，且两卡爪(1)相对于主轴(3)的轴线呈轴对称；
各卡爪(1)上的铰接轴(7)在卡爪(1)上的连接位置位于卡爪(1)的上、下端之间；
其中一个凸轮(4)位于铰接轴(7)的上侧用于与铰接轴(7)上侧的卡爪内壁相互作用，另一个凸轮(4)位于铰接轴(7)的下侧用于与铰接轴(7)下侧的卡爪内壁相互作用；
在中心轴(2)的周向方向上，第一感应凸台(23)与第二感应凸台(21)分别所处的安装位置所对应的圆心角为90°；
第一线圈(24)、第二线圈(22)及第三线圈(25)沿着中心轴(2)的轴线排布，第一感应凸台(23)位于其中一个次级线圈的侧面，第二感应凸台(21)位于另一个次级线圈的侧面。
6.根据权利要求4所述的一种抓手部件，其特征在于，两卡爪(1)的内侧均设置平直段(5)，所述平直段(5)用于实现：在所述卡爪(1)上的夹持间隙处于夹持安全棒(8)的状态时，所述凸轮(4)的侧面与平直段(5)配合，且凸轮(4)可沿着平直段(5)在主轴(3)的轴线方向滑动。
7.根据权利要求4所述的一种抓手部件，其特征在于，两卡爪(1)上均设置有用于约束中心轴(2)下端相对于主轴(3)在主轴(3)轴线上位置的档沿(6)，两个档沿(6)相对于主轴(3)的轴线呈正对关系，在所述夹持间隙处于释放安全棒(8)的状态时，所述档沿(6)用于为中心轴(2)的下端提供支撑。
8.根据权利要求4至7中任意一项所述的一种抓手部件，其特征在于，所述卡爪(1)上用于形成所述夹持间隙边界的部分包括呈勾状的勾形部；
在所述勾形部围成的夹持空间中，夹持空间上、下两端的间隙宽度均小于加持空间中段的间隙宽度。
9.根据权利要求8所述的一种抓手部件，其特征在于，所述勾形部的下端为斜面，所述斜面为底部朝向主轴(3)轴线倾斜的斜面。
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