CN115847462A - 一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，该夹钳包括手腕(1)、基板(0)和一对分开布置的可转动的夹持爪(10)；所述的手腕(1)与基板(0)连接，手腕(1)内设有可转动的第一齿轮零件(7)；所述的夹持爪(10)通过至少两个转臂(9)与基板(0)活动连接；所述的转臂(9)上固设有与第一齿轮零件(7)匹配的第二齿轮零件(8)。与现有技术相比，本发明具有反馈灵敏、重力补偿标准、摩擦补偿安全可靠，机械部件结构成熟且符合相关技术标准的三关节机械手夹钳，保证了在当前热室内安全操作等优点。

Description

一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳

技术领域

本发明涉及乏燃料后处理领域，具体涉及一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳。

背景技术

在乏燃料后处理尾端工序中，大多数操作都在热室内完成，R31用其进行过滤管的洗涤操作，R32用其进行过滤管的安装与拆卸，R33用其进行将过滤杯放置至干燥焙烧炉，R34热室内用其进行取样与称重，R35热室内用其进行焊封。热室内具有较高的剂量，外加尾端料液以及产品具有中子辐射，人员利用三关节机械手进行远距离操作，因此，三关节机械手夹钳就显得尤为重要。

三关节机械手夹钳主要用于热室内替代操作者手臂进行相关动作的操作工具，三关节机械手是由主手、从手、控制柜和操作盒组成。主手由驱动装置、传动轴、肩关节、肘关节、腕关节及手把组成，从手的组成结构与主手基本一致，只是将手把换成夹钳。三关节机械手夹钳主要有手腕、夹臂、夹持器Ⅰ、夹持器Ⅱ及其他相关附件组成。夹钳是安装在三关节机械手的腕关节及手部的主要配件，用于热室内物品夹紧、转运、倒料、焊封、拆卸等工作。

三关节机械手夹钳的主要技术难度及关键点为：(1)力反馈技术、重力补偿技术、摩擦补偿技术以及主从同步技术。(2)夹钳必须保证物料安全、人员安全、系统安全。(3)夹钳必须选用耐辐射、耐腐蚀、耐高温的材料。(4)夹钳机械部分必须采用成熟结构，结构设计符合相关技术标准。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一个而提供一种反馈灵敏、重力补偿标准、摩擦补偿安全可靠，机械部件结构成熟且符合相关技术标准的三关节机械手夹钳，保证了在当前热室内安全操作的乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，该夹钳包括手腕、基板和一对分开布置的可转动的夹持爪；

所述的手腕与基板连接，手腕内设有可转动的第一齿轮零件；

所述的夹持爪通过至少两个转臂与基板活动连接；所述的转臂上固设有与第一齿轮零件匹配的第二齿轮零件。

两个夹持爪之间没有直接相连，并且在与基板的连接处有空间上的错位，通过转动第一齿轮零件可以使两边转臂上的第二齿轮零件往相反的方向摆动，完成对夹持爪的张与合的控制。

进一步地，所述的第一齿轮零件为内四方锥齿轮，所述的第二齿轮零件为扇齿组件；所述的第一齿轮零件与第二齿轮零件之间涂抹有润滑油。

进一步地，所述的转臂与基板之间以及转臂与夹持爪之间通过连接销进行销连接。

进一步地，所述的转臂与基板之间通过大长销连接，所述的转臂与大长销之间设有定距套；所述的转臂与夹持爪之间通过小短销连接。

进一步地，所述的第一齿轮零件与手腕之间设有安装盘和/或垫圈。

进一步地，所述夹持爪的形式包括直型、勾型或环形。

进一步地，使用时，所述的手腕与三关节机械手挂扣连接。

进一步地，该夹钳还包括和一对可张合的夹臂，该夹臂通过细销与基板连接。

进一步地，所述的细销上套接有用于控制夹臂张合的扭转弹簧；该扭转弹簧一端与夹臂外侧扣接，另一端与基板内部抵接。

进一步地，所述的夹臂上设有用于限制摆幅的安全臂，该安全臂位于手腕与基板之间。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明根据乏燃料后处理热室内现有的三关节机械手夹钳现状，研究设计出一套新型的马氏体-铁素体不锈钢夹钳，杜绝了现有技术夹钳夹持器断裂的现状；

(2)本发明中，手腕与三关节机械手采用挂扣连接，杜绝了现有技术在使用过程中夹钳脱落的现象；

(3)本发明中，内四方锥齿轮通过垫圈设置在手腕内部，夹持器通过内四方锥齿轮带动扇齿组件进行张合，齿轮传动大幅度增加了操作的可靠性，并且齿轮传动使得机械手主手与夹钳之间的力反馈更加灵敏，杜绝了现有技术夹钳卡滞的现状；

(4)本发明中，销钉连接处，销钉两边的孔边均布冲扩3点，可以将销子锁紧，杜绝了现有技术因销钉脱落造成的损失；

(5)本发明减少了热室内的操作时间，减少了夹钳的更换频次，大幅度减少了因更换夹钳造成的金属废物，从根本上解决了进入热室的次数，使得人工参与度大幅度降低。

附图说明

图1为实施例1中夹钳的主视图；

图2为实施例1中夹钳的侧视剖视图；

图3为实施例1中夹钳的后视剖视图；

图4为实施例2中夹钳的主视图；

图5为实施例3中夹钳的主视图；

图中标号所示：基板0、手腕1、夹臂2、安全臂21、扭转弹簧3、细销4、安装盘5、垫圈6、第一齿轮零件7、第二齿轮零件8、转臂9、夹持爪10、定距套11、大长销12、小短销14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，该夹钳包括手腕1、基板0和一对分开布置的可转动的夹持爪10；手腕1与基板0连接，手腕1内设有可转动的第一齿轮零件7；夹持爪10通过至少两个转臂9与基板0活动连接；转臂9上固设有与第一齿轮零件7匹配的第二齿轮零件8。该夹钳还包括和一对可张合的夹臂2，该夹臂2通过细销4与基板0连接。细销4上套接有用于控制夹臂2张合的扭转弹簧3；该扭转弹簧3一端与夹臂2外侧扣接，另一端与基板0内部抵接。夹臂2上设有用于限制摆幅的安全臂21，该安全臂21位于手腕1与基板0之间。转臂9与基板0之间以及转臂9与夹持爪10之间通过连接销进行销连接。转臂9与基板0之间通过大长销12连接，转臂9与大长销12之间设有定距套11；转臂9与夹持爪10之间通过小短销14连接。第一齿轮零件7与手腕1之间设有安装盘5和/或垫圈6。

两个夹持爪10之间没有直接相连，并且在与基板0的连接处有空间上的错位，通过转动第一齿轮零件7可以使两边转臂上的第二齿轮零件8往相反的方向摆动，完成对夹持爪10的张与合的控制。

在一些具体的实施例中，第一齿轮零件7为内四方锥齿轮，第二齿轮零件8为扇齿组件；第一齿轮零件7与第二齿轮零件8之间涂抹有润滑油。

在一些具体的实施例中，夹持爪10的形式包括直型、勾型或环形。使用时，手腕1与三关节机械手挂扣连接。

实施例1

本实施例中，夹持爪10为环形或者称为圆形，开合范围：153-188mm。夹钳以及组件的主要材料为马氏体-铁素体不锈钢，即1Cr17Ni2，技术指标可参考https://zhidao.baidu.com/question/265335602349819685.html，满足热室内微酸腐蚀性、环境温度0-50℃、强辐射的使用要求。内四方锥齿轮与扇齿组件之间的齿合间隙为0.07-0.15mm，第二齿轮零件8、转臂9和夹持爪10装配后转动灵活。夹钳主要受力部位，设置了滚花，增大摩擦力。通过更换小车实现不同形式夹持爪10的更换。

操作前，手腕1与三关节机械手采用挂扣连接；夹臂2及扭转弹簧3与手腕1采用细销4销钉连接，夹臂2的张合由扭转弹簧3控制；内四方锥齿轮7通过垫圈6设置在手腕内部；夹持爪10通过内四方锥齿轮7带动扇齿组件8进行张合；转臂9与夹持爪10采用销钉连接；细销4、大长销12、小短销14装配后，在销钉两边的孔边均布冲扩3点，将销子锁紧。

该夹钳是安装在三关节机械手的腕关节及手部的主要配件，用于物品夹紧、转运、倒料、焊封、拆卸等工作，具体实施步骤如下：

分别将对应类型的夹持爪10放到规定的夹钳小车上。

操作三关节机械手主手，选择合适的力比，将三关节机械手从手的腕关节接头插入夹钳的手腕1，并顺时针旋转，将从手腕关节接头与夹钳卡口连接牢固。

操作机械手主手利用内四方锥齿轮7带动一组扇齿组件8控制夹持爪10，使得夹持爪10能按照从手控制进行张合。

本实施例中，在R32热室内利用小环型钳夹取筒式过滤杯，完成密封性试验，操作过程夹钳滚花部位与过滤杯充分接触，并且夹钳有比较灵敏的力反馈。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，夹持爪10为直形，开合范围：32-68mm。

本实施例中，在R33、R34热室内利用直型钳完成倒料及称重焊封操作。

实施例3

与实施例1的不同之处在于，夹持爪10为勾形。

本实施例中，在R31热室内利用勾型钳将过滤棒放入超声波清洗池，清洗完将其取出，在操作过程中，确保夹钳能顺利夹取过滤棒。

本实施例中，还可以在R35热室内利用勾型钳将产品杯杯盖拧到杯子上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，该夹钳包括手腕(1)、基板(0)和一对分开布置的可转动的夹持爪(10)；

所述的手腕(1)与基板(0)连接，手腕(1)内设有可转动的第一齿轮零件(7)；

所述的夹持爪(10)通过至少两个转臂(9)与基板(0)活动连接；所述的转臂(9)上固设有与第一齿轮零件(7)匹配的第二齿轮零件(8)。

2.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的第一齿轮零件(7)为内四方锥齿轮，所述的第二齿轮零件(8)为扇齿组件；所述的第一齿轮零件(7)与第二齿轮零件(8)之间涂抹有润滑油。

3.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的转臂(9)与基板(0)之间以及转臂(9)与夹持爪(10)之间通过连接销进行销连接。

4.根据权利要求3所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的转臂(9)与基板(0)之间通过大长销(12)连接，所述的转臂(9)与大长销(12)之间设有定距套(11)；所述的转臂(9)与夹持爪(10)之间通过小短销(14)连接。

5.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的第一齿轮零件(7)与手腕(1)之间设有安装盘(5)和/或垫圈(6)。

6.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述夹持爪(10)的形式包括直型、勾型或环形。

7.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，使用时，所述的手腕(1)与三关节机械手挂扣连接。

8.根据权利要求1或7所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，该夹钳还包括和一对可张合的夹臂(2)，该夹臂(2)通过细销(4)与基板(0)连接。

9.根据权利要求8所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的细销(4)上套接有用于控制夹臂(2)张合的扭转弹簧(3)；该扭转弹簧(3)一端与夹臂(2)外侧扣接，另一端与基板(0)内部抵接。

10.根据权利要求8所述的一种乏燃料后处理热室用三关节机械手夹钳，其特征在于，所述的夹臂(2)上设有用于限制摆幅的安全臂(21)，该安全臂(21)位于手腕(1)与基板(0)之间。

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