CN110002334A - 一种抓具 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及固体废物处理领域，特别涉及一种包装低、中水平放射性散装废物箱体的抓具，该抓具包括：吊钩机构、离合器机构、抓爪机构、芯轴；芯轴穿过离合器机构并与吊钩机构连接；其中离合器机构包括：上离合器、下离合器，上离合器连接在芯轴顶端；抓爪机构套在下离合器底部；上离合器包括：法兰盘、拨叉；下离合器包括：花键、花键底座、轴承套、顶盘；拨叉与法兰盘销钉连接；法兰盘连接在芯轴上；花键连接在花键底座上；花键底座连接在轴承套顶端上；顶盘为星形结构，连接在轴承套底部上；从而提供了一种具有结构简单可靠、操作灵活简单、无人员现场操作、无动力自锁功能的散装废物箱抓具。

Description

一种抓具
技术领域
本公开涉及固体废物处理领域，特别涉及一种包装低、中水平放射性散装废物箱体的抓具。
背景技术
随着核工业的发展，核电技术不断的提高，也产生了大量的低、中水平放射性散装废物，无论是散装废物的运输还是贮存，都需要将其集中包装；针对散装废物的特点设有专有结构的散装废物箱，结合散装废物箱的结构特点，箱抓具需具备以下要求，首先，箱抓具应该结构简单、夹持牢固并尽可能减少检修频次，其次，箱抓具应该有灵活简单的无动力自锁机构实现抓具顶齿的伸缩，减少人员现场操作频次和时间。针对这些要求，与此相近的其他类型的箱抓具并不适宜应用到此储存放射性物质的废物箱上。对放射性散装废物箱的处理带来了极大的不便。市场上现有的抓具都无法满足此要求，因此迫切需要开发一种具有结构简单可靠、操作灵活简单、无人员现场操作、无动力自锁功能的散装废物箱抓具。
发明内容
(一)发明的目的
为克服现有技术的不足，本公开提供了一种具有结构简单可靠、操作灵活简单、无人员现场操作、无动力自锁功能的散装废物箱抓具。
(二)技术方案
一种抓具，该抓具包括：吊钩机构、离合器机构、抓爪机构、芯轴；芯轴穿过离合器机构并与吊钩机构连接；其中离合器机构包括：上离合器、下离合器，上离合器连接在芯轴顶端；抓爪机构套在下离合器底部；
上离合器包括：法兰盘、拨叉；
下离合器包括：花键、花键底座、轴承套、顶盘；
拨叉与法兰盘销钉连接；法兰盘连接在芯轴上；
花键为圆环形结构，并且圆环形结构顶面设置有多个径向键槽；花键连接在花键底座上；花键底座连接在轴承套顶端上；顶盘为星形结构，且连接在轴承套底部上；芯轴依次穿过轴承套、花键底座、花键、法兰盘并与吊钩机构连接。
吊钩机构包括：吊环、柱件、吊环支撑座；吊环、柱件固定在吊环支撑座上。
离合器机构还包括：盖板；盖板盖在法兰盘顶端。
抓爪机构包括：顶齿、顶齿固定滚轮、固定轴、底盘、大盘外壳；
其中底盘为圆环形结构，且底盘中心设置有梯形槽；
其中固定轴成对均匀固定在底盘上；顶齿固定滚轮套在固定轴上；
其中顶齿均匀安装在底盘上，且顶齿处于顶齿固定滚轮之间；
大盘外壳罩在底盘上，并形成顶齿的活动腔。
顶齿包括：顶齿齿身、顶齿尾部滑轮；
其中顶齿齿身设有长圆贯穿孔，且顶齿齿身尾部设置有水平放置的顶齿尾部滑轮；
顶齿内部设置有一个能够使顶齿复位的弹簧。
底盘上还均匀设置有导向齿；其中导向齿包括：导向轮、导向齿齿身；其中导向轮通过销钉竖直固定在导向齿齿身上。
抓爪机构上还设置有支撑座，支撑座套在轴承套外，并与抓爪机构的大盘外壳固定连接。
芯轴与花键底座之间、芯轴与轴承套之间均设置有轴承环。
顶齿、导向齿的数量相同且均大于等于三个；顶盘星形结构角的数量是顶齿数量的两倍。
芯轴与吊钩机构的连接为螺钉连接；上离合器与芯轴的连接为键连接；法兰盘与芯轴的连接为键连接；花键与花键底座的连接为焊接；花键底座和轴承套的连接为螺纹连接；顶盘与抽成套的连接为螺钉连接。
(三)有益效果
本公开的抓具采用拨叉配合花键，在法兰盘的一上一下运动中，实现了抓具利用自重驱动、无动力设计，简化的动力结构，使本公开的抓具结构简单可靠，操作灵活，实现无人员现场操作；
本公开的抓具采用星形顶盘，并在顶盘的星形顶端设置为平顶，配合顶齿实现抓具的无动力自锁功能，保证了抓具在抓取状态下安全可靠，牢固不脱钩。
本公开的抓具整体结构简单，无动力设计，离合器机构准确控制顶齿的间歇伸缩，无需人员现场辅助操作，可使实现抓具对散装废物箱的灵活起吊、准确啮合、稳定夹持。
附图说明
图1是本公开的一个实施例抓具的主视图；
图2是本公开的一个实施例抓具的剖视图；
图3是本公开的一个实施例抓具的俯视图；
图4是图1中吊钩机构的结构示意图；
图5是图1中离合器机构的结构示意图；
图6是图1中抓爪机构的结构示意图；
图7是图1抓具内部结构示意图；
图8是图1中抓具脱钩状态示意图；
图9是图5中上离合器结构示意图；
图10是本公开一个实施例抓具的使用状态图；
其中 Ⅰ吊钩机构 Ⅱ离合器机构 Ⅲ抓爪机构 1吊环 2柱件 3吊环支撑座 4芯轴5盖板 6法兰盘 7拨叉 8花键 9护罩 10支撑座 11轴承套 12大盘外壳 13顶齿 14导向齿15底盘 16花键底座 17顶盘 18导向轮 19导向齿齿身 20顶齿齿身 21顶齿尾 部滑轮 22顶齿固定滚轮 23固定轴
具体实施方式
本公开提供了一种具有结构简单可靠、操作灵活简单、无人员现场操作、无动力自锁功能的散装废物箱抓具，为了更好的说明，结合附图以及具体实施方式进行详细介绍：
一种抓具，该抓具包括：吊钩机构Ⅰ、离合器机构Ⅱ、抓爪机构Ⅲ、芯轴4；其中离合器机构Ⅱ包括：上离合器、下离合器；芯轴4依次穿过下离合器、上离合器与吊钩机构Ⅰ固定连接；上离合器固定在芯轴4顶端；抓爪机构Ⅲ套在下离合器底部；
上离合器包括：法兰盘6、拨叉7；
下离合器包括：花键8、花键底座16、轴承套11、顶盘17；
拨叉7与法兰盘6销钉链接；法兰盘6固定在芯轴4上；
花键8为圆环形结构，并且圆环形结构顶面设置有多个径向键槽；花键8固定在花键底座16上；花键底座16固定在轴承套11顶端上；顶盘17为星形结构，且固定在轴承套11底部上；芯轴4依次穿过轴承套11、花键底座16、花键8、法兰盘6并与吊钩机构Ⅰ固定连接。
吊钩机构Ⅰ包括：吊环1、柱件2、吊环支撑座3；吊环1、柱件2固定在吊环支撑座3上。
离合器机构Ⅱ还包括：盖板5；
盖板5盖在法兰盘6顶端。
抓爪机构Ⅲ包括：顶齿13、顶齿固定滚轮22、固定轴23、底盘15、大盘外壳12；
其中底盘15为圆环形结构；
其中固定轴23成对均匀固定在底盘15上；顶齿固定滚轮22套在固定轴23上；
其中顶齿13均匀安装在底盘15上，且顶齿13处于顶齿固定滚轮22之间，顶齿固定滚轮22对顶齿13起到固定与导向的作用；
大盘外壳12罩在底盘15上，并形成顶齿13的活动腔。
顶齿13包括：顶齿齿身20、顶齿尾部滑轮21；
其中顶齿齿身20设有长圆贯穿孔，且顶齿齿身20尾部设置有水平放置的顶齿尾部滑轮21；
顶齿13内部设置有一个能够使顶齿13复位的弹簧。
底盘15上还均匀设置有导向齿14；其中导向齿14包括：导向轮18、导向齿齿身19；其中导向轮18通过销钉竖直固定在导向齿齿身19上。
抓爪机构Ⅲ上还设置有支撑座10，支撑座10套在轴承套11外，并与抓爪机构Ⅲ的大盘外壳12固定连接。
芯轴4与花键底座16之间、芯轴4与轴承套11之间均设置有轴承环。
顶齿13、导向齿14数量N均大于等于三个。
顶盘17为2N角形盘结构。
实施例
本实施例采用顶齿13与导向齿14数量均为三个，顶盘17为六角形结构；
如图1所示，本公开实施例的抓具包括：吊钩机构Ⅰ、离合器机构Ⅱ、抓爪机构Ⅲ、芯轴4；如图4所示，其中吊钩机构Ⅰ的吊钩采用半圆形吊环1，两端通过螺母固定在吊环支撑座3上，柱件2通过固定在吊环支撑座3上方，吊钩机构Ⅰ通过螺钉固定在芯轴4顶端。
如图5所示，离合器机构Ⅱ包括：上离合器和下离合器；
其中上离合器包括：法兰盘6、拨叉7；拨叉7通过销钉连接在法兰盘6上；并且在法兰盘6上设置有中心开孔的盖板5，用以保护离合器机构Ⅱ的零件；法兰盘6与芯轴4键连接；
如图7所示，下离合器包括：花键8、花键底座16、轴承套11、顶盘17；
其中花键8焊接在花键底座16上，花键底座16下部外壁设置有螺纹，并与轴承套11螺纹连接；花键底座16与芯轴4之间设置轴承环，以防止花键8径向跳动，且轴承环与芯轴4键连接，以稳固芯轴4；
其中顶盘17为六角形结构，且与轴承套11底部通过螺钉连接；
抓爪机构Ⅲ包括：顶齿13、顶齿固定滚轮22、固定轴23、底盘15、大盘外壳12；
固定轴23固定在底盘15上，并均匀分布，本实施例中设置有六个固定轴23，分成三队均匀通过销钉在底盘15径向上，三队之间两两成120°夹角；顶齿固定滚轮22为黄铜材质，且套在固定轴23上；顶齿13处于每队顶齿固定滚轮22之间，顶齿固定滚轮22对顶齿13起到固定与导向的作用；
顶齿尾部设置有顶齿尾部滑轮21，顶齿尾部滑轮21通过销钉固定在顶齿齿身20上，并且能够与顶盘17的凸面处紧密贴合；顶齿齿身20上设置有长圆孔，通过固定在底盘15上的销钉进行限位；且在顶齿13内部设有弹簧，使得被顶盘17顶出的顶齿13能够在处于顶盘17凹面时能够复位；
大盘外壳12罩在底盘15顶端，形成顶齿13活动腔；
在底盘15上还设置有导向齿14，导向齿14通过螺钉固定在大盘外壳12上，且伸出部分设置有导向轮18；
芯轴4为阶梯圆柱形，芯轴4顶端设置有螺纹孔，顶部设有外螺纹，中部为阶梯凸台，底端为圆柱帽；芯轴4依次穿过底盘15、轴承套11、花键底座16、法兰盘6与吊钩机构Ⅰ固定连接；其中法兰盘6与芯轴4键连接；
芯轴4底端的圆柱帽卡在底盘15的梯形槽呢，且芯轴4与底盘15之间设置有轴承环，以降低芯轴4的径向移动；
本实实施的抓具还设置有支撑座10，支撑座10为圆筒形结构，两端均设有法兰，支撑座10通过螺钉固定在大盘外壳12上，套在轴承套11外，用以支撑抓具上部的重量和保护内部芯轴4和抽成套免受外部磨损；支撑座10外还用螺钉固定有护罩9，用以保护抓具内里结构安全；
且在底盘15与大盘外壳12中间充满黄油，助于顶齿13和顶盘17的润滑。
在抓具使用过程中：
(1)下放对中：装在吊车上的抓具在自重的作用下缓缓下放，在在接触到废物箱盖凹槽后，抓具导向齿14与箱盖凹槽内沿接触，在导向轮18的作用下给予抓具向心力，使抓具外部与箱体凹槽配合，从而实现箱抓具和废物箱凹槽的对中。
(2)下钩：下放对中完成后，抓具主体下落在废物箱凹槽底部后抓具的抓爪机构Ⅲ停止下降，吊钩机构Ⅰ和上离合器继续下降，同时上离合器在抓具自重作用下使拨叉7落下，落在花键8的键槽内，拨叉7下落过程中由竖直状态逐渐向水平状态转变，从而拨叉7推动花键8及花键底座16旋转，花键底座16与轴承套11和顶盘17随之一起旋转，使抓具底部的六角顶盘17旋转一定角度后，六角顶的盘凸面处推动顶齿13，促使顶齿13伸出底盘15外，从而卡主废物箱凹槽，同时顶盘17的凸面处设置为平台，并与顶齿13尾部紧密贴合，从而使得顶齿13在弹出状态下锁死废物箱，如图7所示。
(3)放置脱钩：吊车将抓具和废物箱移动到指定位置后，废物箱和抓爪机构Ⅲ停止运动，抓具的吊钩机构Ⅰ和上离合器在自重作用下继续下降，同时上离合器在抓具自重作用下使拨叉7落下，回落在花键8的前一个键槽内，拨叉7下落过程中由竖直状态逐渐向水平状态转变，从而拨叉7推动花键8及花键底座16旋转，花键底座16与轴承套11和顶盘17随之一起旋转，使抓具底部的六角顶盘17旋转一定角度后，六角顶的盘由凸面转向凹面，使的处于伸出状态的顶齿13，在顶齿13内部弹簧的作用下恢复原始位置，从而回收金底盘15内，完成脱钩，如图8所示；吊车提起抓具，使抓具与废物箱脱离，完成脱钩操作。
如此往复循环操作就能够完成抓具的下钩与脱钩任务，本实施例的抓具采用拨叉7配合花键8，在法兰盘6的一上一下运动中，实现了抓具利用自重驱动、无动力设计，简化的动力结构，使本公开的抓具结构简单可靠，操作灵活，实现无人员现场操作；采用星形顶盘17，并在顶盘17的星形顶端设置为平顶，配合顶齿13实现抓具的无动力自锁功能，保证了抓具在抓取状态下安全可靠，牢固不脱钩；抓具整体结构简单，无动力设计，离合器机构Ⅱ准确控制顶齿13的间歇伸缩，无需人员现场辅助操作，可使实现抓具对散装废物箱的灵活起吊、准确啮合、稳定夹持。
显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若对本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其同等技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本公开的举例说明，本公开也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本公开的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本公开的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种抓具，其特征在于，该抓具包括：吊钩机构(Ⅰ)、离合器机构(Ⅱ)、抓爪机构(Ⅲ)、芯轴(4)；所述芯轴(4)穿过离合器机构(Ⅱ)并与吊钩机构(Ⅰ)连接；其中所述离合器机构(Ⅱ)包括：上离合器、下离合器，所述上离合器连接在芯轴(4)顶端；所述抓爪机构(Ⅲ)套在下离合器底部；
所述上离合器包括：法兰盘(6)、拨叉(7)；
所述下离合器包括：花键(8)、花键底座(16)、轴承套(11)、顶盘(17)；
所述拨叉(7)与法兰盘(6)销钉连接；所述法兰盘(6)连接在芯轴(4)上；
所述花键(8)为圆环形结构，并且圆环形结构顶面设置有多个径向键槽；所述花键(8)连接在花键底座(16)上；所述花键底座(16)连接在轴承套(11)顶端上；所述顶盘(17)为星形结构，且连接在轴承套(11)底部上；所述芯轴(4)依次穿过轴承套(11)、花键底座(16)、花键(8)、法兰盘(6)并与吊钩机构(Ⅰ)连接。
2.根据权利要求1所述一种抓具，其特征在于，所述吊钩机构(Ⅰ)包括：吊环(1)、柱件(2)、吊环支撑座(3)；所述吊环(1)、柱件(2)固定在吊环支撑座(3)上。
3.根据权利要求1所述一种抓具，其特征在于，所述离合器机构(Ⅱ)还包括：盖板(5)；
所述盖板(5)盖在法兰盘(6)顶端。
4.根据权利要求1所述一种抓具，其特征在于，所述抓爪机构(Ⅲ)包括：顶齿(13)、顶齿固定滚轮(22)、固定轴(23)、底盘(15)、大盘外壳(12)；
其中所述底盘(15)为圆环形结构，且底盘(15)中心设置有梯形槽；
其中所述固定轴(23)成对均匀固定在底盘(15)上；所述顶齿固定滚轮(22)套在固定轴(23)上；
其中所述顶齿(13)均匀安装在底盘(15)上，且所述顶齿(13)处于顶齿固定滚轮(22)之间；
大盘外壳(12)罩在底盘(15)上，并形成顶齿(13)的活动腔。
5.根据权利要求4所述一种抓具，其特征在于，所述顶齿(13)包括：顶齿齿身(20)、顶齿尾部滑轮(21)；
其中所述顶齿齿身(20)设有长圆贯穿孔，且顶齿齿身(20)尾部设置有水平放置的顶齿尾部滑轮(21)；
所述顶齿(13)内部设置有一个能够使顶齿(13)复位的弹簧。
6.根据权利要求5所述一种抓具，其特征在于，所述底盘(15)上还均匀设置有导向齿(14)；其中导向齿(14)包括：导向轮(18)、导向齿齿身(19)；其中导向轮(18)通过销钉竖直固定在导向齿齿身(19)上。
7.根据权利要求6所述一种抓具，其特征在于，所述抓爪机构(Ⅲ)上还设置有支撑座(10)，所述支撑座(10)套在轴承套(11)外，并与抓爪机构(Ⅲ)的大盘外壳(12)固定连接。
8.根据权利要求7所述一种抓具，其特征在于，所述芯轴(4)与花键底座(16)之间、芯轴(4)与轴承套(11)之间均设置有轴承环。
9.根据权利要求8所述一种抓具，其特征在于，所述顶齿(13)、导向齿(14)的数量相同且均大于等于三个；所述顶盘(17)星形结构角的数量是顶齿(13)数量的两倍。
10.根据权利要求1所述一种抓具，其特征在于，所述芯轴(4)与吊钩机构(Ⅰ)的连接为螺钉连接；上离合器与芯轴(4)的连接为键连接；法兰盘(6)与芯轴(4)的连接为键连接；花键(8)与花键底座(16)的连接为焊接；花键底座(16)和轴承套(11)的连接为螺纹连接；顶盘(17)与抽成套(11)的连接为螺钉连接。
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