CN114986469A - 防辐射作业机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防辐射作业机器人，其涉及核废料处理的领域，其包括收集箱、拆解台以及机械臂，收集箱用于设置在移动车上，拆解台设置在收集箱的侧壁上，机械臂的一端活动连接在收集箱上，机械臂的另一端设有用于夹持核垃圾的夹持机构，收集箱上设有用于控制机械臂运动并将核垃圾放置在拆解台上的控制机构，机械臂上设有拆解拆解台上核垃圾的拆解机构，移动车上设有将拆解台上的核垃圾送入收集箱内的输料机构，收集箱的侧壁设有用于投放核垃圾的投放口。本申请具有代替人工手动收集清理核垃圾的效果，省时省力，清理效率高。

Description

防辐射作业机器人

技术领域

本申请涉及核废料处理的领域，尤其是涉及一种防辐射作业机器人。

背景技术

核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。核废料按物料状态可分为固体、液体和气体。

相关技术中，产生核废料后，一般需要对于核废料进行收集处理，目前，对核废料的收集方法，一般是由工作人员穿戴防护服将废料拆解并搬运至移动车内，以进行核废料的收集处理。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：由于工作人员穿戴防护服对核废料进行处理，当工作人员操作时间越长，则防护服受损严重，防护服会变成新的核垃圾，影响了工作人员的身体健康。

发明内容

为了改善人工处理核废料，容易对工作人员的身体健康造成影响的问题，本申请提供一种防辐射作业机器人。

本申请提供的一种防辐射作业机器人采用如下的技术方案：

一种防辐射作业机器人，包括收集箱、拆解台以及机械臂，所述收集箱用于设置在移动车上，所述拆解台设置在所述收集箱的侧壁上，所述机械臂的一端活动连接在所述收集箱上，所述机械臂的另一端设有用于夹持核垃圾的夹持机构，所述收集箱上设有用于控制机械臂运动并将核垃圾放置在所述拆解台上的控制机构，所述机械臂上设有拆解所述拆解台上核垃圾的拆解机构，所述移动车上设有将所述拆解台上的核垃圾送入所述收集箱内的输料机构，所述收集箱的侧壁设有用于投放核垃圾的投放口。

通过采用上述技术方案，清理核废料时，首先将移动车行进至设定位置，利用控制机构控制机械臂运动，以便将夹持机构调整至靠近核垃圾的位置，便于夹持机构夹持核垃圾，然后利用机械臂将夹持机构夹持到的核垃圾放置在拆解台上，并利用控制机构驱动机械臂运动，以便调整机械臂的姿势，使得机械臂上的拆解机构对核垃圾进行拆解，再利用输料机构将拆解后的核垃圾通过投放口送入收集箱内，最终实现了代替人工手动收集核垃圾，省时省力，收集效率高，无需人工穿戴防护服进行核垃圾的收集处理，有助于避免影响工作人员的身体健康。

在一个具体的可实施方案中，所述夹持机构包括若干夹爪，所述机械臂远离所述收集箱的侧壁设有旋转电机，所述旋转电机的驱动轴同轴固定设有固定柱，若干所述夹爪沿所述固定柱的周向阵列，所述夹爪的一端与所述固定柱的周壁铰接连接，所述固定柱远离所述机械臂的侧壁设有凹槽，所述凹槽的槽壁上设有电缸，所述电缸的活塞杆设有伸缩杆，若干所述夹爪的相对侧壁均铰接连接有联动杆，所述联动杆远离所述夹爪的一端与所述伸缩杆的侧壁铰接连接；若干所述夹爪的内侧壁均设有红外测距传感器，当所述红外测距传感器检测到相对所述夹爪之间的间距值与预设的标准值一致时，所述旋转电机和所述电缸通电启动。

通过采用上述技术方案，启动电缸，电缸驱动伸缩杆向远离机械臂方向移动，进而伸缩杆带动若干联动杆转动，随着若干联动杆的转动，当伸缩杆与若干联动杆之间的夹角逐渐转动至90°时，通过若干联动杆带动若干夹爪相互远离，以便于将夹爪移动至合适位置；反之，当伸缩杆与若干联动杆之间的夹角逐渐小于90°时，伸缩杆通过若干联动杆带动若干夹爪相互靠近，实现了若干夹爪对核垃圾的夹持；若干夹爪相互靠近后，利用红外测距传感器检测相对的两个夹爪之间的间距值，若两个夹爪之间的间距值与预设的标准值一致，则将旋转电机通电启动，进而旋转电机驱动固定柱旋转，以调整夹爪的角度，便于夹爪快速的夹持核垃圾，提高了对核垃圾的夹取效率。

在一个具体的可实施方案中，所述机械臂包括依次活动连接的主动臂、联动臂以及夹持臂，所述主动臂远离所述联动臂的一端与所述收集箱的侧壁活动连接，所述夹持机构设置在所述夹持臂远离所述联动臂的一端。

通过采用上述技术方案，利用利用主动臂、联动臂以及夹持臂的设置，增大了夹持机构的活动范围，以便于夹持机构夹持更多的核垃圾，有助于降低移动车的移动频率，提高了对核垃圾的夹持效率。

在一个具体的可实施方案中，所述拆解机构包括调节板、驱动电机以及磨刀，所述联动臂上设有用于调节所述调节板与所述拆解台之间间距的调节组件，所述驱动电机的机体设置在所述调节板朝向所述拆解台的侧壁上，所述驱动电机的驱动轴与所述磨刀同轴固定连接，所述拆解台上设有用于对核垃圾限位的定位组件。

通过采用上述技术方案，当将核垃圾放置在拆解台上后，先利用定位组件对核垃圾限位，然后利用控制机构将联动臂的位置调整至合适位置，再利用调节组件驱动调节板向拆解台方向移动，进而使得磨刀逐渐靠近核垃圾，随着调节板向拆解台的逐渐靠近，启动驱动电机，驱动电机驱动磨刀转动，进而实现了对核垃圾的拆解。

在一个具体的可实施方案中，所述调节组件包括卷扬机、钢丝绳、配重块以及两个调节杆，所述卷扬机设置在所述联动臂上，所述钢丝绳的一端用于绕卷连接在所述卷扬机的收卷轴上，所述钢丝绳的另一端与所述调节板远离所述磨刀的侧壁相连，所述配重块设置在所述调节板的侧壁上，两个所述调节杆相互交错设置，其中一个所述调节杆的中部侧壁通过转轴与另一个所述调节杆的中部侧壁转动连接，所述联动臂的侧壁设有固定板，所述固定板和所述调节板的相对侧壁均设有限位槽，所述调节杆的两端均铰接连接有在所述限位槽内滑移的限位块。

通过采用上述技术方案，启动卷扬机，卷扬机对钢丝绳收卷，通过钢丝绳拉动调节板向联动臂方向移动，此时两个调节杆之间的夹角逐渐减小；当卷扬机对钢丝绳放卷时，进而调节板在配重块、驱动电机和磨刀的重力作用下向远离驱动臂方向移动，此时两个调节杆之间的间距逐渐增大，进而调节板带动驱动电机和磨刀逐渐靠近拆解台，以便于磨刀对拆解台上的核垃圾。

在一个具体的可实施方案中，所述定位组件包括若干定位板，所述拆解台的两侧壁均设有滑槽，所述滑槽内滑移设有滑块，所述拆解台上设有用于驱动所述滑块在所述滑槽内滑移的滑移件，若干所述定位板均通过定位杆转动连接在所述滑块上，所述滑块的侧壁设有供所述定位杆转动的转动缺口，所述滑块上设有驱动所述定位杆转动的自动旋转件，所述拆解台的侧壁设有若干与所述滑槽相连通的定位缺口。

通过采用上述技术方案，将核垃圾放置在拆解台上后，利用滑移件驱动滑块在滑槽内滑移，同时利用自动旋转件驱动定位杆转动，使得定位杆穿过转动缺口并移动至定位缺口内，使得定位板转动至拆解台位于核垃圾的侧壁上，进而通过驱动滑块向核垃圾方向移动，使得定位板向核垃圾方向同步移动，最终实现了对核垃圾的定位。

在一个具体的可实施方案中，所述自动旋转件包括电磁铁、永磁铁、压力传感器以及复位扭簧，所述定位杆远离所述定位板的一端设有转动杆，所述滑块位于所述转动缺口的两侧壁均设有供所述转动杆转动的转槽，所述电磁铁设置在所述转槽的槽壁上，所述永磁铁设置在所述转槽的槽壁上，所述永磁铁与所述电磁铁相对设置，所述压力传感器嵌设在所述拆解台的顶壁，当所述压力传感器检测到的压力数值大于预设的压力标准值时，所述电磁铁通电启动，所述复位扭簧套设在所述转动杆上，所述复位扭簧的一端与所述转动杆相连，所述复位扭簧的另一端与所述转槽的槽壁相连。

通过采用上述技术方案，利用复位扭簧的弹性复位力，使得转动杆位于转槽内的位置保持稳定状态，以便将定位杆保持水平状态；当将核垃圾放置在拆解台上后，压力传感器受到压力，并将压力信号发送至PLC控制器，PLC控制器对压力信号进行数据处理，并得出压力传感器检测到的核垃圾的压力数值，若压力数值大于预设的压力标准值，则说明拆解台上放置有核垃圾，此时PLC控制器发出对电磁铁接通电源的指令，进而电磁铁接通电源后产生电磁场，以使永磁铁向电磁铁方向运动，进而永磁铁带动转动杆转动，转动杆由水平状态逐渐转动至竖直状态，直至永磁铁磁性吸附在电磁铁上时，定位板转动至拆解台的上方，以便于利用定位板对核垃圾定位。

在一个具体的可实施方案中，所述滑移件包括伺服电机、摆动杆、滑移框、齿轮以及两个齿条，所述拆解台内设有与所述滑槽连通的空腔，所述伺服电机设置在所述空腔内，所述伺服电机的驱动杆与所述摆动杆的一端相连，所述摆动杆的另一端设有联动轴，所述滑移框的侧壁设有供所述联动轴滑移的联动槽，所述齿轮转动连接在所述空腔的腔壁上，两个所述齿条均与所述齿轮啮合，所述齿条的长度方向垂直于所述滑移框的长度方向，所述滑移框的一端通过连接杆与其中一个所述齿条相连，两个所述齿条分别与两个所述滑块一一对应，所述滑块与所述齿条相连。

通过采用上述技术方案，启动伺服电机，伺服电机驱动摆动杆转动，随着摆动杆的转动，联动轴在联动槽内滑移，由于其中一个齿条的一端与滑块相连，其中一个齿条的另一端与滑移框相连，且滑槽对滑块的滑移起到限位和导向作用，进而滑块通过其中一个齿条能够带动滑移框同步运动，进而随着联动轴在联动槽内的滑移，带动滑移框沿齿条的长度方向滑移，进而滑移框带动其中一个齿条同步移动，进而其中一个齿条通过齿轮带动另一个齿条反向移动，从而通过两个齿条带动两个滑块相互靠近或相互远离，以实现两个定位板对核垃圾的定位，便于磨刀对核垃圾切割。

在一个具体的可实施方案中，所述输料机构包括水平气缸和竖直气缸，所述收集箱的侧壁设有支撑块，所述拆解台的侧壁与所述支撑块球铰接连接，所述水平气缸设置在所述移动车上，所述水平气缸的活塞杆与所述竖直气缸的缸体相连，所述竖直气缸的活塞杆球铰接连接有导向块，所述拆解台的底壁设有供所述导向块滑移的第一导向槽。

通过采用上述技术方案，当水平气缸的活塞杆伸出、竖直气缸的活塞杆伸出，进而带动导向块在第一导向槽内滑移，使得拆解台向收集箱方向转动，使得拆解台由水平状态逐渐转动至倾斜状态，以便将核垃圾由投放口排入收集箱内，实现了对核垃圾的收集。

在一个具体的可实施方案中，所述移动小车上设有用于收集废屑的集屑箱，所述拆解台的底壁设有与所述第一导向槽相互连通的第二导向槽，所述第一导向槽的长度方向垂直于所述第二导向槽的长度方向，所述导向块的侧壁设有导向盘，所述第一导向槽和所述第二导向槽的槽壁均设有供所述导向盘滑移的防脱槽，所述移动车上设有用于放置所述竖直气缸的位移座，所述水平气缸的缸体与所述位移座的侧壁相连，所述位移座上设有导料气缸，所述导料气缸的缸体与所述竖直气缸的缸体相连，所述导料气缸与所述水平气缸相互垂直设置。

通过采用上述技术方案，对核垃圾切割时，导料块位于第一导向槽和第二导向槽之间的连接交界处，使得拆解台保持水平状态，以便于拆解台对核垃圾稳定承托，此时启动导料气缸，导料气缸的活塞杆回缩，导料气缸驱动竖直气缸向远离集屑箱方向移动至合适位置，然后竖直气缸的活塞杆伸出，带动导向块在第二导向槽内滑移，使得拆解台向集屑箱方向倾斜，便于将拆解台上的废屑导入集屑箱内，实现了对废屑的收集。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用控制机构控制机械臂运动，将夹持机构调整至靠近核垃圾的位置，便于夹持机构夹持核垃圾，然后利用机械臂将夹持机构夹持到的核垃圾放置在拆解台上，并利用拆解机构对核垃圾进行拆解，再利用输料机构将拆解后的核垃圾通过投放口送入收集箱内，最终实现了代替人工手动收集核垃圾，省时省力，收集效率高，无需人工穿戴防护服进行核垃圾的收集处理，有助于避免影响工作人员的身体健康；

2.当永磁铁磁性吸附在电磁铁上时，定位板转动至拆解台的上方，以便于利用定位板对核垃圾定位，有助于磨刀对核垃圾稳定切割，拆解效率好；

3.通过驱动拆解台向集屑箱方向倾斜，便于将拆解台上的废屑导入集屑箱内，实现了对废屑的收集。

附图说明

图1为本申请实施例中的防辐射作业机器人的整体结构示意图。

图2为体现夹持机构的结构示意图。

图3为体现拆解机构的结构示意图。

图4为体现支撑块与调节板之间连接关系的爆炸图。

图5为体现定位组件的剖视图。

图6为体现定位板与调节板之间位置关系的结构示意图。

图7为体现自动旋转件的结构示意图。

图8为体现滑移件的结构示意图。

图9为图1中A处的放大图。

图10为体现导向块与第一导向槽和第二导向槽之间位置关系的结构示意图。

附图标记说明：1、移动车；2、收集箱；21、投放口；3、拆解台；4、机械臂；41、主动臂；42、联动臂；43、夹持臂；5、夹持机构；51、夹爪；52、旋转电机；53、固定柱；54、凹槽；55、电缸；56、伸缩杆；57、联动杆；58、红外测距传感器；6、控制机构；7、拆解机构；71、调节板；72、驱动电机；73、磨刀；8、调节组件；81、卷扬机；82、钢丝绳；83、配重块；84、调节杆；85、固定板；86、限位槽；87、限位块；9、定位组件；91、定位板；92、滑槽；93、滑块；94、定位杆；95、转动缺口；96、定位缺口；10、自动旋转件；101、电磁铁；102、永磁铁；103、压力传感器；104、复位扭簧；105、转动杆；106、转槽；11、滑移件；111、伺服电机；112、摆动杆；113、滑移框；114、齿轮；115、齿条；116、空腔；117、联动轴；118、联动槽；119、连接杆；12、输料机构；121、水平气缸；122、竖直气缸；123、支撑块；124、导向块；125、第一导向槽；13、集屑箱；14、第二导向槽；15、导向盘；16、防脱槽；17、位移座；18、导料气缸；19、挡板。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种防辐射作业机器人。参照图1，防辐射作业机器人包括收集箱2、拆解台3以及机械臂4，收集箱2用于固定安装在移动车1上，本实施例中，移动车1为履带车，履带车能够在路况复杂的路基上行进，拆解台3设置在收集箱2的一侧长边侧壁，拆解台3的长度方向与收集箱2的长度方向同向，拆解台3用于承托核垃圾，收集箱2的顶壁上设有控制机构6，控制机构6为控制器，机械臂4的一端活动连接在控制机构6上，利用控制机构6控制机械臂4运动，机械臂4的另一端设有用于夹持核垃圾的夹持机构5，以便于机械臂4带动夹持机构5移动至合适位置，便于夹持机构5夹持核垃圾，然后再利用控制机构6控制机械臂4运动，以便于将夹持到的核垃圾放置在拆解台3上。

机械臂4上设有用于将拆解台3上的核垃圾的拆解机构7，移动车1上设有供投放核垃圾的投放口21，投放口21的长度方向与拆解台3的长度方向同向，本实施例中的核垃圾可以为杆件，杆件的长度大于投放口21的长度、小于拆解台3的长度，移动车1上设有用于将拆解台3上经过拆解后的核垃圾送入收集箱2内的输料机构12，最终实现了对核垃圾的收集，采用上述结构构成的作业机器人，人员无需穿戴防护服手动对核垃圾拆解、收集，省时省力，收集效率高，有助于避免影响人员的身体健康。

本实施例中，当收集箱2内装满核垃圾时，在运输过程中，为了有助于降低收集箱2内的核垃圾核辐射周围环境物体的概率，在收集箱2远离履带车车头的侧壁上铰接连接有封闭门。履带车上设有用于驱动收集箱2向靠近封闭门的一侧倾斜的液压缸，以便于将封闭门打开时，利用液压缸驱动收集箱2位于封闭门的一端倾斜，实现了对收集箱2内核垃圾的卸料。

参照图1，机械臂4包括依次活动连接的主动臂41、联动臂42以及夹持臂43，主动臂41远离联动臂42的一端与收集箱2的侧壁活动连接，夹持机构5设置在夹持臂43远离联动臂42的侧壁上；联动臂42的数量可以为若干个，本实施例中的联动臂42的数量以一个为例，主动臂41、联动臂42和夹持臂43的配合，有助于增大夹持核垃圾的范围。

参照图2，夹持机构5包括若干夹爪51，夹持臂43远离收集箱2的侧壁设有旋转电机52，旋转电机52的驱动轴同轴固定连接有固定柱53，若干夹爪51沿固定柱53的周向阵列，夹爪51的一端与固定柱53的周壁铰接连接，固定柱53远离夹持臂43的侧壁设有凹槽54，凹槽54与其槽口相对的槽壁设有电缸55，电缸55的活塞杆同轴固定连接有伸缩杆56，伸缩杆56远离电缸55的一端伸出凹槽54外，伸缩杆56位于凹槽54外的杆壁上了解连接有若干联动杆57，若干联动杆57分别与若干夹爪51一一对应，联动杆57远离伸缩杆56的一端与夹爪51的内侧壁铰接连接；

启动旋转电机52，旋转电机52驱动固定柱53转动至合适角度后，启动电缸55，电缸55的活塞杆伸出，进而伸缩杆56带动若干联动杆57转动，使得若干联动杆57与伸缩杆56之间的夹角逐渐转动至90°，此时通过若干联动杆57带动若干夹爪51相互远离，直至联动杆57与伸缩杆56保持相互垂直时，若干夹爪51之间的间距最大；当电缸55驱动伸缩杆56移动，伸缩杆56带动若干联动杆57发生摆动，使得联动杆57与伸缩杆56之间的夹角逐渐小于90°，此时伸缩杆56通过若干联动杆57带动若干夹爪51相互靠近，以实现对核垃圾的夹持。

本实施例中，若干夹爪51的内侧壁均设有红外测距传感器58，利用红外测距传感器58检测相对的两个夹爪51之间的间距值，并将间距值发送至PLC控制器，PLC控制器内存储有两个夹爪51之间没有夹持到核垃圾时，两个夹爪51之间的距离值，并将两个夹爪51之间的距离值预设为标准值；当红外测距传感器58检测到两个夹爪51之间的间距值与预设的标准值一致，则发送将旋转电机52和电缸55通电启动的指令，进而旋转电机52和电缸55通电启动后，调整夹爪51的位置，以便于夹爪51准确快速的夹持到核垃圾。

参照图1和图3，拆解机构7包括调节板71、驱动电机72以及磨刀73，联动臂42上设有用于调节调节板71与拆解台3之间间距的调节组件8，驱动电机72的机体设置在调节板71的底壁，驱动电机72的驱动轴与磨刀73同轴固定连接，拆解台3上设有用于对核垃圾限位的定位组件9。将核垃圾放置在拆解台3上后，先利用定位组件9对核垃圾定位，同时利用控制机构6调整机械臂4的姿势，使得联动臂42保持水平状态，然后利用调节组件8驱动调节板71向拆解台3方向靠近，使得磨刀73抵接在核垃圾上，最后启动驱动电机72，驱动电机72驱动磨刀73转动，以实现对核垃圾的切割拆解，便于将杆件通过投料口放入收集箱2内。

参照图3，调节组件8包括卷扬机81、钢丝绳82、配重块83以及两个调节杆84，卷扬机81固定设置在联动臂42的顶壁上，钢丝绳82的一端绕卷连接在卷扬机81的收卷轴上，钢丝绳82的另一端与调节板71的顶壁相连，配重块83的数量可以为两个，两个配重块83相对设置在调节板71的顶壁上，利用配重块83以增加调节板71自身的重量，使得卷扬机81对钢丝绳82放卷时，调节板71向远离联动臂42方向滑移，进而调节板71带动磨刀73下移，以便磨刀73对核垃圾切割。

卷扬机81和钢丝绳82的数量可以设置为两组，以提高驱动调节板71升降的稳定性，本实施例中，卷扬机81和钢丝绳82的数量以一组为例。

本实施例中的两个调节杆84交错设置，两个调节杆84围合形成X型，两个调节杆84的中部侧壁之间通过转轴转动连接，联动臂42的底壁固定安装设有固定板85，固定板85和调节板71相对设置且相互平行，固定板85和调节板71的相对侧壁均设有限位槽86，调节杆84的两端均铰接连接有在限位槽86内滑移的限位块87；两个调节杆84的设置，对调节板71的位移起到限位和导向作用，使得调节板71沿靠近或远离联动臂42的方向直线位移，以便于磨刀73对核垃圾稳定切割。

参照图4、图5和图6，定位组件9包括若干定位板91，本实施例中，若干定位板91的数量共为6个，其中3个构成一组定位件，两组定位件相对设置在拆解台3上，拆解台3的两侧端壁均设有滑槽92，两个滑槽92分别与两组定位件一一对应，滑槽92的长度方向与拆解台3的长度方向同向，滑槽92内滑移设有滑块93，拆解台3上设有用于驱动滑块93在滑槽92内滑移的滑移件11，若干定位板91均通过定位杆94转动连接在滑块93上，滑块93的侧壁设有供定位杆94转动的转动缺口95，转动缺口95与滑块93的顶壁贯穿，滑块93上设有驱动定位杆94转动的自动旋转件10，拆解台3的侧壁设有若干与滑槽92相连通的定位缺口96，定位缺口96的长度方向与拆解台3的长度方向同向；

当将核垃圾放置在拆解台3上后，利用自动旋转件10驱动定位杆94转动，使得定位杆94由转动缺口95转动至定位缺口96内，进而将定位杆94由水平状态转动至竖直状态，同时将定位板91转动至拆解台3的顶壁上方，然后利用滑移件11驱动滑块93在滑槽92内滑移，使得定位杆94在定位缺口96内滑移，进而定位板91随着定位杆94同步滑移，最终实现了对核垃圾的定位。

本实施例中，拆解台3远离铰接一端的侧壁设有挡板19，利用挡板19有助于降低拆解台3上的核垃圾掉落的概率。

参照图5、图6和图7，自动旋转件10包括电磁铁101、永磁铁102、压力传感器103以及复位扭簧104，定位杆94远离定位板91的一端固定设有转动杆105，转动杆105水平设置，且转动杆105的轴向垂直于定位杆94的轴向，滑块93位于转动缺口95的两侧壁均设有供转动杆105转动的转槽106，本实施例中，电磁铁101和永磁铁102的数量均设为两组，两组电磁铁101和永磁铁102分别与两个转槽106一一对应，电磁铁101固定设置在转槽106的槽壁上，永磁铁102固定设置转动杆105的杆壁上，初始状态时，每组电磁铁101和永磁铁102之间的夹角围合成90°。

压力传感器103固定嵌设在拆解台3的顶壁，复位扭簧104的数量为两个，两个复位扭簧104分别套设在转动杆105的两端，复位扭簧104的一端与转动杆105的侧壁相连，复位扭簧104的另一端与转槽106的槽壁相连，利用复位扭簧104的弹力，将转动杆105保持稳定，以使得定位杆94保持水平状态。

利用压力传感器103检测拆解台3的受力信号，并将受力信号发送至PLC控制器，PLC控制器对受力信号进行数据处理，得到拆解台3的压力数值，其中，PLC控制器内存储有压力标准值，压力标准值对应为拆解台3上没有核垃圾时，压力传感器103检测到的压力数值，若压力传感器103实际检测到的压力数值大于压力标准值，则说明拆解台3上有核垃圾，此时PLC控制器发送为电磁铁101接通电源的指令，进而电磁铁101接通电源，电磁铁101产生电磁场，使得永磁铁102向电磁铁101方向靠近，进而永磁铁102带动转动杆105转动，从而将定位杆94由水平状态转动至竖直状态。

参照图5和图8，滑移件11包括伺服电机111、摆动杆112、滑移框113、齿轮114以及两个齿条115，拆解台3的内部设有与两个滑槽92连通的空腔116，伺服电机111固定安装在空腔116的内腔壁上，摆动杆112水平设置，伺服电机111的驱动轴与摆动杆112的一端固定连接，摆动杆112远离伺服电机111的一端固定设有联动轴117，滑移框113位于摆动板的下方且水平设置，滑移框113的侧壁且沿自身长度方向设有供联动轴117滑移的联动槽118，齿轮114转动连接在空腔116的内腔壁上，两个齿条115均与齿轮114啮合，滑移框113的一端通过连接杆119与其中一个齿条115的一端固定连接，本实施例中，齿条115的长度方向与滑移框113的长度方向相互垂直，两个齿条115分别与两个滑块93一一对应，齿条115的一端伸入滑槽92内并与滑块93固定连接。

启动伺服电机111，伺服电机111驱动摆动杆112转动，由于滑移框113的一端与其中一个齿条115固定连接，且滑槽92对滑块93的移动起到导向和限位作用，进而滑块92通过齿条115对滑移框113的滑移起到导向和限位作用，进而随着摆动杆112的转动，摆动杆112通过联动轴117驱动滑移框113沿齿条115方向滑移，进而滑移框113带动其中一个齿条115同步滑移，进而其中一个齿条115通过齿轮114带动另一个齿条115滑移，两个齿条115的滑移方向相反，进而通过齿条115带动滑块93在滑槽92内滑移，最终通过两个滑块93实现了两排定位板91的相互靠近或相互远离，当两排定位板91相互靠近时，实现了对核垃圾的定位。

参照图1和图9，本实施例中，拆解台3的顶面与投放口21齐平，对核垃圾切割完成后，利用控制机构6驱动机械臂4调整姿势，以便将拆解台3上的核垃圾摆放至正对投放口21的位置，然后利用输料机构12将核垃圾输送至收集箱2内。

输料机构12包括水平气缸121和竖直气缸122，收集箱2的侧壁设有支撑块123，支撑块123球铰接连接在拆解台3的侧壁，本实施例中，水平气缸121和竖直气缸122均位于拆解台3的下方，水平气缸121的缸体固定设置在移动车1上，水平气缸121的活塞杆与竖直气缸122的缸体相连，竖直气缸122的活塞杆球铰接连接有导向块124，拆解台3的底壁设有供导向块124滑移的第一导向槽125。

输料时，启动水平气缸121，水平气缸121的活塞杆伸出，使得竖直气缸122逐渐向收集箱2方向靠近，同时竖直气缸122的活塞杆伸出，进而竖直气缸122带动导向块124在第一导向槽125内滑移，以便于推动拆解台3远离收集箱2的一端逐渐向靠近收集箱2方向转动，使得拆解台3向投放口21方向倾斜至合适角度，以便于将拆解台3上经过拆解后的核垃圾通过投放口21导入收集箱2内，实现了对核垃圾的收集；

当竖直气缸122的活塞杆伸出的最大限值时，且水平气缸121的活塞杆完全伸出时，拆解台3与收集箱2侧壁之间的夹角逐渐减小，以便于拆解台3将投料口挡住，有助于降低在运输过程中收集箱2内的核垃圾对周围环境造成核辐射的概率。

参照图1和图10，移动小车上且位于拆解台3的下方设有用于收集废屑的集屑箱13，集屑箱13的顶壁呈开口状设置。

为驱动拆解台3向集屑箱13方向转动，以便将废屑导入集屑箱13内，拆解台3的底壁设有与第一导向槽125相互连通的第二导向槽14，第一导向槽125的长度方向垂直于第二导向槽14的长度方向，当导向块124位于第一导向槽125和第二导向槽14之间的连通交界处时，通过竖直气缸122和导向块124将拆解台3保持在水平状态，本实施例中，导向块124远离竖直气缸122的侧壁固定设有导向盘15，第一导向槽125和第二导向槽14的槽壁上均设有供导向盘15的侧壁边缘处滑移的防脱槽16；导向盘15和防脱槽16的配合，有助于导向块124稳定在第一导向槽125内和第二导向槽14内滑移。

移动车1上设有位移座17，竖直气缸122的缸体固定安装在位移座17的顶壁，水平气缸121位于位移座17远离收集箱2的一侧，水平气缸121的活塞杆与位移座17的侧壁固定连接，位移座17的顶壁固定设有导料气缸18，导料气缸18水平设置，导料气缸18的活塞杆与竖直气缸122的缸体相连，导料气缸18的活塞杆的伸缩方向与水平气缸121的活塞杆的伸缩方向相互垂直。

启动导料气缸18，导料气缸18的活塞杆回缩，导料气缸18驱动竖直气缸122向远离集屑箱13方向移动至合适位置，然后竖直气缸122的活塞杆伸出，带动导向块124在第二导向槽14内滑移，使得拆解台3向集屑箱13方向倾斜，便于将拆解台3上的废屑导入集屑箱13内，实现了对废屑的收集。

本申请实施例一种防辐射作业机器人的实施原理为：利用控制机构6控制机械臂4运动，以便将夹爪51移动至合适位置，然后启动电缸55，通过伸缩杆56和若干联动杆57带动若干夹爪51相互靠近，以实现对核垃圾的夹持，然后通过控制机构6驱动机械臂4调整姿势，以便于机械臂4将核垃圾搬运至拆解台3上。

将核垃圾放置在拆解台3上后，压力传感器103检测到拆解台3上的压力数值大于预设的标准值，进而将电磁铁101通电，进而永磁铁102向电磁铁101方向运动，以便将定位杆94带动定位板91由水平状态转动至竖直状态，进而定位板91转动至拆解台3的上方；再启动伺服电机111，伺服电机111驱动摆动杆112转动，摆动杆112带动滑移框113滑移，进而随着滑移框113的滑移，两个齿条115相对滑移，使得两个滑块93相互靠近或相互远离，进而带动两排定位板91相互靠近，以便对核垃圾进行定位，此时即可利用控制机构6驱动机械臂4调整姿势，使得联动臂42保持水平状态，然后再启动卷扬机81，使得调节板71在配重块83的重力作用下向拆解台3方向靠近至合适位置，再启动驱动电机72，驱动电机72驱动磨刀73转动，实现了对核垃圾的拆解，对核垃圾切割拆解完成后，利用机械臂4上的夹爪51将核垃圾的位置调整至靠近投料口的一侧。

最后，启动水平气缸121，水平气缸121的活塞杆伸出，驱动竖直气缸122向收集箱2方向滑移，同时竖直气缸122的活塞杆伸出，将拆解台3逐渐转变为倾斜状态，最终将核垃圾通过投放口21导入收集箱2内，实现了代替人工手动拆解、收集核垃圾，省时省力。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防辐射作业机器人，其特征在于：包括收集箱(2)、拆解台(3)以及机械臂(4)，所述收集箱(2)用于设置在移动车(1)上，所述拆解台(3)设置在所述收集箱(2)的侧壁上，所述机械臂(4)的一端活动连接在所述收集箱(2)上，所述机械臂(4)的另一端设有用于夹持核垃圾的夹持机构(5)，所述收集箱(2)上设有用于控制机械臂(4)运动并将核垃圾放置在拆解台(3)上的控制机构(6)，所述机械臂(4)上设有拆解所述拆解台(3)上核垃圾的拆解机构(7)，所述移动车(1)上设有将所述拆解台(3)上的核垃圾送入所述收集箱(2)内的输料机构(12)，所述收集箱(2)的侧壁设有用于投放核垃圾的投放口(21)。

2.根据权利要求1所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述夹持机构(5)包括若干夹爪(51)，所述机械臂(4)远离所述收集箱(2)的侧壁设有旋转电机(52)，所述旋转电机(52)的驱动轴同轴固定设有固定柱(53)，若干所述夹爪(51)沿所述固定柱(53)的周向阵列，所述夹爪(51)的一端与所述固定柱(53)的周壁铰接连接，所述固定柱(53)远离所述机械臂(4)的侧壁设有凹槽(54)，所述凹槽(54)的槽壁上设有电缸(55)，所述电缸(55)的活塞杆设有伸缩杆(56)，若干所述夹爪(51)的相对侧壁均铰接连接有联动杆(57)，所述联动杆(57)远离所述夹爪(51)的一端与所述伸缩杆(56)的侧壁铰接连接；若干所述夹爪(51)的内侧壁均设有红外测距传感器(58)，当所述红外测距传感器(58)检测到相对所述夹爪(51)之间的间距值与预设的标准值一致时，所述旋转电机(52)和所述电缸(55)通电启动。

3.根据权利要求1所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述机械臂(4)包括依次活动连接的主动臂(41)、联动臂(42)以及夹持臂(43)，所述主动臂(41)远离所述联动臂(42)的一端与所述收集箱(2)的侧壁活动连接，所述夹持机构(5)设置在所述夹持臂(43)远离所述联动臂(42)的一端。

4.根据权利要求3所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述拆解机构(7)包括调节板(71)、驱动电机(72)以及磨刀(73)，所述联动臂(42)上设有用于调节所述调节板(71)与所述拆解台(3)之间间距的调节组件(8)，所述驱动电机(72)的机体设置在所述调节板(71)朝向所述拆解台(3)的侧壁上，所述驱动电机(72)的驱动轴与所述磨刀(73)同轴固定连接，所述拆解台(3)上设有用于对核垃圾限位的定位组件(9)。

5.根据权利要求4所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述调节组件(8)包括卷扬机(81)、钢丝绳(82)、配重块(83)以及两个调节杆(84)，所述卷扬机(81)设置在所述联动臂(42)上，所述钢丝绳(82)的一端用于绕卷连接在所述卷扬机(81)的收卷轴上，所述钢丝绳(82)的另一端与所述调节板(71)远离所述磨刀(73)的侧壁相连，所述配重块(83)设置在所述调节板(71)的侧壁上，两个所述调节杆(84)相互交错设置，其中一个所述调节杆(84)的中部侧壁通过转轴与另一个所述调节杆(84)的中部侧壁转动连接，所述联动臂(42)的侧壁设有固定板(85)，所述固定板(85)和所述调节板(71)的相对侧壁均设有限位槽(86)，所述调节杆(84)的两端均铰接连接有在所述限位槽(86)内滑移的限位块(87)。

6.根据权利要求4所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述定位组件(9)包括若干定位板(91)，所述拆解台(3)的两侧壁均设有滑槽(92)，所述滑槽(92)内滑移设有滑块(93)，所述拆解台(3)上设有用于驱动所述滑块(93)在所述滑槽(92)内滑移的滑移件(11)，若干所述定位板(91)均通过定位杆(94)转动连接在所述滑块(93)上，所述滑块(93)的侧壁设有供所述定位杆(94)转动的转动缺口(95)，所述滑块(93)上设有驱动所述定位杆(94)转动的自动旋转件(10)，所述拆解台(3)的侧壁设有若干与所述滑槽(92)相连通的定位缺口(96)。

7.根据权利要求6所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述自动旋转件(10)包括电磁铁(101)、永磁铁(102)、压力传感器(103)以及复位扭簧(104)，所述定位杆(94)远离所述定位板(91)的一端设有转动杆(105)，所述滑块(93)位于所述转动缺口(95)的两侧壁均设有供所述转动杆(105)转动的转槽(106)，所述电磁铁(101)设置在所述转槽(106)的槽壁上，所述永磁铁(102)设置在所述转槽(106)的槽壁上，所述永磁铁(102)与所述电磁铁(101)相对设置，所述压力传感器(103)嵌设在所述拆解台(3)的顶壁，当所述压力传感器(103)检测到的压力数值大于预设的压力标准值时，所述电磁铁(101)通电启动，所述复位扭簧(104)套设在所述转动杆(105)上，所述复位扭簧(104)的一端与所述转动杆(105)相连，所述复位扭簧(104)的另一端与所述转槽(106)的槽壁相连。

8.根据权利要求6所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述滑移件(11)包括伺服电机(111)、摆动杆(112)、滑移框(113)、齿轮(114)以及两个齿条(115)，所述拆解台(3)内设有与所述滑槽(92)连通的空腔(116)，所述伺服电机(111)设置在所述空腔(116)内，所述伺服电机(111)的驱动杆与所述摆动杆(112)的一端相连，所述摆动杆(112)的另一端设有联动轴(117)，所述滑移框(113)的侧壁设有供所述联动轴(117)滑移的联动槽(118)，所述齿轮(114)转动连接在所述空腔(116)的腔壁上，两个所述齿条(115)均与所述齿轮(114)啮合，所述齿条(115)的长度方向垂直于所述滑移框(113)的长度方向，所述滑移框(113)的一端通过连接杆(119)与其中一个所述齿条(115)相连，两个所述齿条(115)分别与两个所述滑块(93)一一对应，所述滑块(93)与所述齿条(115)相连。

9.根据权利要求1所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述输料机构(12)包括水平气缸(121)和竖直气缸(122)，所述收集箱(2)的侧壁设有支撑块(123)，所述拆解台(3)的侧壁与所述支撑块(123)球铰接连接，所述水平气缸(121)设置在所述移动车(1)上，所述水平气缸(121)的活塞杆与所述竖直气缸(122)的缸体相连，所述竖直气缸(122)的活塞杆球铰接连接有导向块(124)，所述拆解台(3)的底壁设有供所述导向块(124)滑移的第一导向槽(125)。

10.根据权利要求9所述的防辐射作业机器人，其特征在于：所述移动小车上设有用于收集废屑的集屑箱(13)，所述拆解台(3)的底壁设有与所述第一导向槽(125)相互连通的第二导向槽(14)，所述第一导向槽(125)的长度方向垂直于所述第二导向槽(14)的长度方向，所述导向块(124)的侧壁设有导向盘(15)，所述第一导向槽(125)和所述第二导向槽(14)的槽壁均设有供所述导向盘(15)滑移的防脱槽(16)，所述移动车(1)上设有用于放置所述竖直气缸(122)的位移座(17)，所述水平气缸(121)的缸体与所述位移座(17)的侧壁相连，所述位移座(17)上设有导料气缸(18)，所述导料气缸(18)的缸体与所述竖直气缸(122)的缸体相连，所述导料气缸(18)与所述水平气缸(121)相互垂直设置。

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