CN110962117A - 一种核电厂多关节水下异物夹取装置 - Google Patents

一种核电厂多关节水下异物夹取装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核电厂水下异物打捞技术领域，具体公开了一种核电厂多关节水下异物夹取装置。该装置中摆动组件安装在所述的滑块部件上，并可沿滑轨前后移动；摆动组件中设有可上下摆动的摆动活动座，其所述的摆动活动座上固定有旋转组件，在旋转组件端部固定有夹持组件，夹持组件前端的夹持部可夹持或张开，并在旋转组件的作用下沿轴线转动；在伸缩组件滑轨的前端设有异物收集篮，夹持组件的夹持部可运动到异物收集篮开口上端位置。该夹取装置具有前后伸缩、上下摆动、夹具旋转和夹子夹持4个自由度，能够适应不同类型和位置的水下异物，通过向上摆动和向后回收，能将异物放置到异物收集篮中，能够一次水下任务，完成多个异物的夹取，效率高。

Description

一种核电厂多关节水下异物夹取装置
技术领域
本发明属于核电厂水下异物打捞技术领域，具体涉及一种核电厂多关节水下异物夹取装置。
背景技术
随着我国核能发电、军用核动力装置、辐照产业的大力推广应用。会有越来越多的核设施需要定期的检查或维修，其中，不少放射性比较大的设备会在水中完成操作。这样，难免会有异物产生，水中的异物非常不好打捞，再加上有放射性，现场实施难度会很大。
目前，核电厂的水下异物打捞多采用长杆，在长杆的前端安装夹具或异尘工具，配合水下摄像头，完成异物的打捞。这种方式要用很多长杆，同时操作难度大效率低，也只能用于异物上方空旷的场合。
也有采用水下浮游机器人或者水下爬行机器人安装异物夹取工具完成异物打捞，这种方式的灵活性高，能用于各种水下狭小空间。但其配套的异物夹取工具的自由度较小，同时只能一次夹取，对于水下多处异物的场合，效率相对较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂多关节水下异物夹取装置，解决核电站不同类型和位置水下异物打捞问题，实现一次下水，多个异物夹取打捞的目的。
本发明的技术方案如下：一种核电厂多关节水下异物夹取装置，该装置包括伸缩组件、摆动组件、旋转组件、夹持组件以及异物收集篮，其中，所述的伸缩组件包括滑轨及其配套的滑块部件，所述的摆动组件安装在所述的滑块部件上，并可沿所述滑轨前后移动；所述的摆动组件中设有可上下摆动的摆动活动座，其所述的摆动活动座上固定有旋转组件，在所述的旋转组件端部固定有夹持组件，所述的夹持组件前端的夹持部可夹持或张开，并在旋转组件的作用下沿轴线转动；在所述的伸缩组件滑轨的前端设有异物收集篮，所述的夹持组件的夹持部可运动到异物收集篮开口上端位置。
所述的滑轨包括伸缩组件安装座、伸缩组件导轨、伸缩组件丝杠，其中，在所述的伸缩组件安装座上设有伸缩组件导轨和伸缩组件丝杠，且伸缩组件安装座上设置的伸缩电机可带动伸缩丝杆转动，带动伸缩组件导轨上设置的滑块部件前后移动。
所述的滑块部件包括伸缩组件滑块和滑块安装座，所述伸缩组件滑块设置在滑轨上的伸缩组件导轨上，所述滑块安装座开有水平螺纹孔，其匹配套在伸缩组件丝杠上，并与所述的伸缩组件滑块相连接固定；所述的伸缩组件导轨设置在伸缩组件安装座与伸缩组件尾座之间。
所述的摆动组件包括摆动组件安装座、摆动组件电机、摆动组件齿轮箱以及摆动组件活动座，其中，所述的摆动组件安装座上端面与所述的伸缩组件滑块部件相连接，在所述摆动组件安装座侧边设有摆动组件齿轮箱，所述的摆动组件齿轮箱上设有摆动组件电机，利用摆动组件电机可驱动与所述摆动组件齿轮箱相连接的摆动组件活动座沿其旋转轴上下摆动。
所述的摆动组件中的摆动组件齿轮箱为涡轮蜗杆结构，其通过轴承与摆动组件中的摆动组件安装座相连接，并可相对转动；所述的摆动组件齿轮箱上固定的摆动组件电机转子与摆动组件齿轮箱输入轴相连接；所述的摆动组件齿轮箱输出轴与所述的摆动组件活动座旋转轴相连接。
所述的旋转组件包括旋转组件电机、旋转组件芯轴以及旋转组件电机罩，其中，旋转组件电机固定安装在旋转组件电机罩上，且旋转组件电机的转子与旋转组件电机罩一端设置的旋转组件芯轴固定连接；所述的旋转组件电机罩匹配固定在所述的摆动组件的摆动组件活动座上，通过旋转组件电机可驱动旋转组件芯轴相对于旋转组件电机罩转动。
所述的夹持组件包括夹持组件电机、夹持组件丝杠、夹持组件拉紧杆、夹持组件安装座以及夹持部，其中，所述的夹持组件安装座内部沿轴向开孔，并在所述的孔中设有夹持组件拉紧杆，所述的夹持组件拉紧杆上加工有螺纹孔，其与夹持组件丝杠相匹配，通过与所述夹持组件丝杠相连接的夹持组件电机，可驱动夹持组件拉紧杆沿夹持组件安装座孔轴移动；所述的夹持部设在夹持组件安装座上，利用夹持组件拉紧杆可驱动交叉运动的夹持部张开或夹持。
所述的夹持组件安装座为前端具有两个支撑臂的圆柱筒状结构，其后端与夹持组件电机罩固定连接，在所述的夹持组件电机罩上固定设有夹持组件电机，所述的夹持组件电机转子与所述的夹持组件丝杠相连接；所述的夹持部包括夹持臂、中间臂，其中，2个夹持臂中心交叉并利用销子设在夹持组件安装座前端的支撑臂上；2个杆状的中间臂通过活动销子分别与夹持臂、夹持组件拉紧杆相联接。
所述的夹持部还包括手指，所述的手指固定在夹持臂的外侧，并在所述手指相对侧上设有增大摩擦力的齿牙结构。
所述的异物收集篮开口向上，并通过两个U型杆固定在伸缩组件中伸缩组件导轨的最前端；在伸缩组件中的滑块部件位于伸缩组件导轨最右侧时，所述的夹持组件中的夹持部位于异物收集篮开口的正上方；所述的异物收集篮底部开有若干孔洞，其具有一定高度的侧围板。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其夹取工具具有前后伸缩、上下摆动、夹具旋转和夹子夹持4个自由度，能够适应不同类型和位置的水下异物，通过向上摆动和向后回收，能将异物放置到异物收集篮中，能够一次水下任务，完成多个异物的夹取，效率高。
附图说明
图1为本发明所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置结构示意图；
图2为本发明所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置主视图；
图3为图1中伸缩组件的仰视图；
图4为图1中伸缩组件的主视图；
图5为图1中摆动组件的结构示意图；
图6为图1中旋转组件的剖视图；
图7为图1中夹持组件的结构示意图；
图8为图1中夹持组件的俯视图；
图中：1、伸缩组件；2、摆动组件；3、旋转组件；4、夹持组件；5、异物收集篮；6、伸缩组件安装座；7、伸缩组件导轨；8、伸缩组件电机；9、伸缩组件尾座；10、伸缩组件丝杠；11、伸缩组件滑块；12、滑块安装座；13、摆动组件安装座；14、摆动组件齿轮箱；15、摆动组件电机；16、摆动组件活动座；17、旋转组件电机罩；18、旋转组件电机；19、旋转组件芯轴；20、夹持组件电机罩；21、夹持组件电机；22、夹持组件丝杠；23、夹持组件拉紧杆；24、夹持组件安装座；25、中间臂；26、夹持臂；27、手指；28、销子。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种核电厂多关节水下异物夹取装置，包括伸缩组件1、摆动组件2、旋转组件3、夹持组件4以及异物收集篮5，其中，伸缩组件1包括滑轨及其配套的滑块部件，滑块部件可相对于滑轨前后移动；在伸缩组件1的滑块部件上安装有摆动组件2，摆动组件2中的摆动活动座16上安装有旋转组件3，摆动活动座16上下摆动可带动旋转组件3整体上下摆动；旋转组件3中的旋转组件芯轴19可相对转动，并在旋转组件芯轴19前端安装有夹持组件4，夹持组件4、旋转组件3位于伸缩组件1下端并位于同一平面；在伸缩组件1滑轨前端安装有异物收集篮5，并在伸缩组件1不工作时，夹持组件4前端夹持部件在位于异物收集篮5底端面覆盖范围内。
如图3、图4所示，伸缩组件1包括伸缩组件安装座6、伸缩组件导轨7、伸缩组件丝杠10以及伸缩组件滑块11，其中，在伸缩组件安装座6上水平安装有伸缩组件导轨7，并在伸缩组件导轨7的端部安装有伸缩组件尾座9，在伸缩导轨7上套有4个伸缩组件滑块11，使伸缩组件滑块11沿伸缩组件导轨7前后滑动；在4个伸缩组件滑块11下端固定安装有滑块安装座12，并在滑块安装座12上开有水平螺纹孔；伸缩组件丝杠10匹配穿过滑块安装座12上的螺纹孔，并固定在伸缩组件安装座6与伸缩组件尾座9之间，且伸缩组件丝杠10端部与固定在伸缩组件安装座6上的伸缩组件电机8的转子相固定，利用伸缩组件电机8驱动伸缩组件丝杠10转动，从而带动滑块安装座12沿着伸缩组件导轨7前后移动。
如图5所示，摆动组件2包括摆动组件安装座13、摆动组件电机15、摆动组件齿轮箱14以及摆动组件活动座16，其中，摆动组件安装座13固定安装在伸缩组件1中滑块安装座12上，在摆动组件安装座13侧面安装有摆动组件齿轮箱14，摆动组件齿轮箱14为涡轮蜗杆结构，其通过一对轴承与摆动组件安装座13连接，并可相对转动；摆动组件齿轮箱14的输出轴与摆动组件活动座16的旋转轴固定连接，摆动组件齿轮箱14的输入轴与固定在摆动组件齿轮箱14上的摆动组件电机15的转子相连接，通过摆动组件电机15可驱动摆动组件活动座16上下摆动。
如图6所示，旋转组件3包括旋转组件电机18、旋转组件芯轴19以及旋转组件电机罩17，其中，旋转组件电机18固定安装在旋转组件电机罩17上，且旋转组件电机18的转子与旋转组件电机罩17一端设置的旋转组件芯轴19固定连接，旋转组件电机罩17匹配固定在摆动组件2的摆动组件活动座16上，通过旋转组件电机18可驱动旋转组件芯轴19相对于旋转组件电机罩17转动。
如图7、图8所示，夹持组件4包括夹持组件电机21、夹持组件丝杠22、夹持组件拉紧杆23、夹持组件安装座24以及夹持臂26，其中，夹持组件电机21固定安装在夹持组件电机罩20中，在夹持组件电机罩20前端固定有夹持组件安装座24，其中，夹持组件安装座24为前端具有两个支撑臂的圆柱筒状结构，在夹持组件安装座24中设置有夹持组件拉紧杆23，在夹持组件拉紧杆23右侧加工有螺纹孔，其与夹持组件电机21转子固定相连的夹持组件丝杠22相配合，利用夹持组件电机21可驱动夹持组件丝杠22转动，从而驱动夹持组件拉紧杆23沿着夹持组件安装座24的孔轴向滑动；2个夹持臂26呈交叉分布，其交叉中心通过销子28固定在夹持组件安装座24前端支撑臂上，使2个夹持臂26能相对于销子28交叉运动；2个杆状的中间臂25两端分别通过活动销子与夹持臂26、夹持组件拉紧杆23联接，通过夹持组件拉紧杆23轴向运动，可驱动2个夹持臂26交叉运动；在夹持臂26前端外侧固定有手指27，2个手指27相对侧具有增大摩擦力的齿牙类似的结构，利用夹持组件电机21可驱动2个手指的夹持和张开；夹持组件电机罩20后端与旋转组件3中的旋转组件芯轴19固定连接，利用旋转组件3可带动整个夹持组件4进行旋转。
异物收集篮5开口向上，其通过两个U型杆固定安装在伸缩组件1中伸缩组件导轨7的最前端；在滑块安装座12位于伸缩组件导轨7最右侧时，夹持组件4中的手指27位于异物收集篮5开口的正上方；异物收集篮5底部开有若干孔洞，其具有一定高度的侧围板。
本发明所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置具体工作过程为：将本发明所述的核电厂多关节水下异物夹取装置安装在水下浮游机器人或者水下爬行机器人上；工作时，配合机器人上面的摄像头，将机器人移动到异物附近。先将夹持组件4的夹了打开一定角度，再通过伸缩组件1、摆动组件2和旋转组件3，将夹持组件4送到异物附近，接着用夹持组件4的夹子把异物夹紧。再通过伸缩组件1、摆动组件2和旋转组件3将异物送到异物收集篮5开口处的上面，松开夹持组件4的夹子，将异物放置到异物收集篮5。按照此方法，完成水下其它异物的夹取和放置，直至异物装满异物收集篮5。这样，就可以实现一次下水，完成多个异物的夹取，效率较高。

Claims (10)

1.一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：该装置包括伸缩组件(1)、摆动组件(2)、旋转组件(3)、夹持组件(4)以及异物收集篮(5)，其中，所述的伸缩组件(1)包括滑轨及其配套的滑块部件，所述的摆动组件(2)安装在所述的滑块部件上，并可沿所述滑轨前后移动；所述的摆动组件(2)中设有可上下摆动的摆动活动座(16)，其所述的摆动活动座(16)上固定有旋转组件(3)，在所述的旋转组件(3)端部固定有夹持组件(4)，所述的夹持组件(4)前端的夹持部可夹持或张开，并在旋转组件(3)的作用下沿轴线转动；在所述的伸缩组件(1)滑轨的前端设有异物收集篮(5)，所述的夹持组件(4)的夹持部可运动到异物收集篮(5)开口上端位置。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的滑轨包括伸缩组件安装座(6)、伸缩组件导轨(7)、伸缩组件丝杠(10)，其中，在所述的伸缩组件安装座(6)上设有伸缩组件导轨(7)和伸缩组件丝杠(10)，且伸缩组件安装座(6)上设置的伸缩电机(8)可带动伸缩丝杆(10)转动，带动伸缩组件导轨(7)上设置的滑块部件前后移动。
3.根据权利要求1或2所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的滑块部件包括伸缩组件滑块(11)和滑块安装座(12)，所述伸缩组件滑块(11)设置在滑轨上的伸缩组件导轨(7)上，所述滑块安装座(12)开有水平螺纹孔，其匹配套在伸缩组件丝杠(10)上，并与所述的伸缩组件滑块(11)相连接固定；所述的伸缩组件导轨(7)设置在伸缩组件安装座(6)与伸缩组件尾座(9)之间。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的摆动组件(2)包括摆动组件安装座(13)、摆动组件电机(15)、摆动组件齿轮箱(14)以及摆动组件活动座(16)，其中，所述的摆动组件安装座(13)上端面与所述的伸缩组件(1)滑块部件相连接，在所述摆动组件安装座(13)侧边设有摆动组件齿轮箱(14)，所述的摆动组件齿轮箱(14)上设有摆动组件电机(15)，利用摆动组件电机(15)可驱动与所述摆动组件齿轮箱(14)相连接的摆动组件活动座(16)沿其旋转轴上下摆动。
5.根据权利要求1或4所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的摆动组件(2)中的摆动组件齿轮箱(14)为涡轮蜗杆结构，其通过轴承与摆动组件(2)中的摆动组件安装座(13)相连接，并可相对转动；所述的摆动组件齿轮箱(14)上固定的摆动组件电机(15)转子与摆动组件齿轮箱(14)输入轴相连接；所述的摆动组件齿轮箱(14)输出轴与所述的摆动组件活动座(16)旋转轴相连接。
6.根据权利要求1所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的旋转组件(3)包括旋转组件电机(18)、旋转组件芯轴(19)以及旋转组件电机罩(17)，其中，旋转组件电机(18)固定安装在旋转组件电机罩(17)上，且旋转组件电机(18)的转子与旋转组件电机罩(17)一端设置的旋转组件芯轴(19)固定连接；所述的旋转组件电机罩(17)匹配固定在所述的摆动组件(2)的摆动组件活动座(16)上，通过旋转组件电机(18)可驱动旋转组件芯轴(19)相对于旋转组件电机罩(17)转动。
7.根据权利要求1所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的夹持组件(4)包括夹持组件电机(21)、夹持组件丝杠(22)、夹持组件拉紧杆(23)、夹持组件安装座(24)以及夹持部，其中，所述的夹持组件安装座(24)内部沿轴向开孔，并在所述的孔中设有夹持组件拉紧杆(23)，所述的夹持组件拉紧杆(23)上加工有螺纹孔，其与夹持组件丝杠(22)相匹配，通过与所述夹持组件丝杠(22)相连接的夹持组件电机(21)，可驱动夹持组件拉紧杆(23)沿夹持组件安装座(24)孔轴移动；所述的夹持部设在夹持组件安装座(24)上，利用夹持组件拉紧杆(23)可驱动交叉运动的夹持部张开或夹持。
8.根据权利要求1或7所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的夹持组件安装座(24)为前端具有两个支撑臂的圆柱筒状结构，其后端与夹持组件电机罩(20)固定连接，在所述的夹持组件电机罩(20)上固定设有夹持组件电机(21)，所述的夹持组件电机(21)转子与所述的夹持组件丝杠(22)相连接；所述的夹持部包括夹持臂(26)、中间臂(25)，其中，2个夹持臂(26)中心交叉并利用销子(28)设在夹持组件安装座(24)前端的支撑臂上；2个杆状的中间臂(25)通过活动销子分别与夹持臂(26)、夹持组件拉紧杆(23)相联接。
9.根据权利要求8所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的夹持部还包括手指(27)，所述的手指(27)固定在夹持臂(26)的外侧，并在所述手指(27)相对侧上设有增大摩擦力的齿牙结构。
10.根据权利要求1所述的一种核电厂多关节水下异物夹取装置，其特征在于：所述的异物收集篮(5)开口向上，并通过两个U型杆固定在伸缩组件(1)中伸缩组件导轨(7)的最前端；在伸缩组件(1)中的滑块部件位于伸缩组件导轨(7)最右侧时，所述的夹持组件(4)中的夹持部位于异物收集篮(5)开口的正上方；所述的异物收集篮(5)底部开有若干孔洞，其具有一定高度的侧围板。
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