CN208292536U - 深井固化桶回收装置的起吊器 - Google Patents

Abstract

深井固化桶回收装置的起吊器，包括吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构；吊臂机构包括吊臂、转轴A、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件；吊盘位置调节机构包括钢缆收放器、导向轮A、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆；吊盘机构包括工夹盘、主电磁吸盘及三爪定心组件。本实用新型应用在深井固化桶回收装置上，具有如下优点：主电磁吸盘与固化桶可精确对接；固化桶起吊平稳。

Description

深井固化桶回收装置的起吊器

技术领域

本实用新型涉及固化桶回收技术领域，特别是一种深井固化桶回收装置的起吊器。

背景技术

用于盛装核废料水泥固化体的固化桶通常逐层码放，暂存在矿井内，矿井口径略大于固化桶的直径，矿井深度可达14m，可码放至少12层固化桶。

目前，回收固化桶的作业通常采用吊车调取。其存在的困难之处有：1、吊车需要操作员坐在吊车的驾驶舱内操控行驶，操作员或多或少会受到核废料辐射，操作健康风险较大。2、电磁吊具与吊车遥控车柔性连接，故运动过程中摆幅较大，回收操作时，固化桶容易与矿井井壁发生碰撞，进而造成固化桶与电磁吊具脱落，回收效率低下。3、由操作员目测调整电磁吊具对中(所述对中是指电磁吊具的吊盘中心对准固化桶上表面的中心)，调整难度较大且对中精度难以保证，若不能实现精确对中，起吊后固化桶会向一侧歪斜，上升过程中很容易与井壁发生碰撞而脱落。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种深井固化桶回收装置的起吊器，它解决了现有的固化桶回收作业中需要人工操作吊车进入回收区域，操作健康风险较大，回收作业中固化桶易脱落，回收效率低下的问题。

本实用新型的技术方案是：深井固化桶回收装置的起吊器，包括吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构；

吊臂机构包括吊臂、转轴A、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件；吊臂在一端通过转轴A活动安装在转动驱动组件上；转动驱动组件安装在移动平台上；竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间，以驱动吊臂绕转轴A转动；

吊盘位置调节机构包括钢缆收放器、导向轮A、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆；钢缆收放器安装在水平转动驱动组件上；导向轮A安装在吊臂上；长度向位移组件安装在吊臂上，宽度向位移组件安装在长度向位移组件上；钢缆前端连接在钢缆收放器上，后端依次通过导向轮A、长度向位移组件和宽度向位移组件后，向吊臂下方伸出，并固接在工夹盘上表面中心处；

吊盘机构包括工夹盘、主电磁吸盘及三爪定心组件；工夹盘下表面上安装有摄像头、探照灯及测距仪B，测距仪B的数量为三个，所有的测距仪B绕工夹盘的中心呈环形分布；主电磁吸盘固接在工夹盘下表面中心处，其吸附面上设有压力传感器；三爪定心组件包括轴座、定心爪、转轴D及拉簧；三个轴座环形均布固接在主电磁吸盘的侧壁面上，三个定心爪分别通过转轴D活动安装在三个轴座上；三根拉簧分别对应三个定心爪，拉簧一端连接在主电磁吸盘的侧壁面上，另一端连接在定心爪上，并使定心爪保持在向主电磁吸盘径向内侧收拢的状态。

本实用新型再进一步的技术方案是：其还包括桶面清扫组件；桶面清扫组件包括定位架、电机E、丝杠E、升降板、电机F、清扫件及副电磁吸盘；定位架固定安装在工夹盘上，其上设有竖直布置的导向柱；丝杠E平行于导向柱竖直布置，其两端活动安装在定位架上；电机E固定安装在工夹盘上，其通过联轴器与丝杠E连接；升降板上设有螺孔和光孔，其通过螺孔连接在丝杠E上，并通过光孔套装在导向柱上；电机F固定安装在升降板上，其机轴竖直向下伸出；清扫件连接在电机F的机轴上；副电磁吸盘固接在升降板下端，其吸附面上设有压力感应器。

本实用新型更进一步的技术方案是：长度向位移组件包括丝杠C、导向杆A、电机C、螺母C及导向轮B；丝杠C平行于吊臂布置，其两端活动安装在吊臂上；导向杆A平行于丝杠C布置，其两端安装在吊臂上；电机C固定安装在吊臂上，其通过联轴器与丝杠C连接；螺母C上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠C上，并通过光孔套装在导向杆A上，导向轮B安装在螺母C上；

宽度向位移组件包括壳体、导向轮C、电机D、丝杠D、导向杆B、螺母D及导轮组；壳体固定连接在螺母D下端，其上设有入口和出口；导向轮C、电机D及丝杠D均安装在壳体内，电机D的机轴通过联轴器与丝杠D连接，丝杠D水平布置且垂直于丝杠C；导向杆B平行于丝杠D布置，其两端安装在壳体上；螺母D上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠D上，并通过光孔套装在导向杆B上；导轮组包含的两个导轮均安装在螺母D上，两个导轮之间设有供钢缆通过的间隙；

钢缆前端连接在钢缆收放器上，后端依次通过导向轮A、导向轮B、壳体入口、导向轮C、导轮组的间隙及壳体出口后，向吊臂下方伸出，并固接在工夹盘上表面中心处。

本实用新型更进一步的技术方案是：水平转动驱动组件包括回转液压缸和底座；底座固定安装在回转液压缸上；吊臂在一端通过转轴A活动安装在底座上；

竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶、转轴B和转轴C；液压千斤顶的缸体通过转轴B活动连接在上移动车体上，其可绕转轴B上下摆动，其液压杆在端部通过转轴C与吊臂活动连接；

钢缆收放器安装在底座上。

本实用新型应用在深井固化桶回收装置上，具有如下优点：

1、主电磁吸盘与固化桶精确对接：电磁吸盘与固化桶共经过三次对中，第一次对中基于定位模块(安装在吊盘体上)的位置信息，调整主电磁吸盘中心与井口中心重合。第二次对中基于测距仪B的数据反馈，确认主电磁吸盘是否对准固化桶上表面，并可在摄像头及探照灯的帮助下调整至对准。第三次对中通过三个定心爪同时抵住固化桶上表面的定位凹坑的侧壁，基于三爪定心原理将主电磁吸盘与固化桶进一步对心。

2、固化桶起吊平稳：工夹盘侧壁上设有球形的柔性缓冲块，若起吊过程中出现摇晃，导致工夹盘碰到井内壁，球形的柔性缓冲块可有效起到缓冲作用，并迫使工夹盘保持稳定。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为俯视视角下吊臂的结构示意图；

图3为宽度向位移组件的结构示意图；

图4为吊盘机构与桶面清扫机构的结构示意及位置关系示意图；

图5为深井固化桶回收装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-4所示，深井固化桶回收装置的起吊器，包括吊臂机构、吊盘位置调节机构、吊盘机构及桶面清扫机构。

吊臂机构包括吊臂31、转轴A32、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件。吊臂31在一端通过转轴A32活动安装在转动驱动组件上。转动驱动组件安装在上移动车体11上。竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间，以驱动吊臂31绕转轴A32转动。水平转动驱动组件包括回转液压缸33和底座34。底座34固定安装在回转液压缸33上。吊臂31在一端通过转轴A32活动安装在底座34上。竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶35、转轴B36和转轴C37。液压千斤顶35的缸体通过转轴B36活动连接在上移动车体11上，其可绕转轴B36上下摆动，其液压杆在端部通过转轴C37与吊臂31活动连接。

吊盘位置调节机构包括钢缆收放器41、导向轮A42、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆45。钢缆收放器41安装在底座34上，其包括绕线器和与绕线器转轴连接的电机。导向轮A42有多个，分别安装在吊臂31上。长度向位移组件包括丝杠C431、导向杆A432、电机C433、螺母C434及导向轮B435。丝杠C431平行于吊臂31布置，其两端活动安装在吊臂31上。导向杆A432平行于丝杠C431布置，其两端安装在吊臂31上。电机C433固定安装在吊臂31上，其通过联轴器与丝杠C431连接。螺母C434上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠C431上，并通过光孔套装在导向杆A432上，导向轮B435安装在螺母C434上。宽度向位移组件包括壳体441、导向轮C442、电机D443、丝杠D444、导向杆B445、螺母D446及导轮组447。壳体441固定连接在螺母D446下端，其上设有入口4411和出口4412。导向轮C442、电机D443及丝杠D444均安装在壳体441内，电机D443的机轴通过联轴器与丝杠D444连接，丝杠D444水平布置且垂直于丝杠C431。导向杆B445平行于丝杠D444布置，其两端安装在壳体441上。螺母D446上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠D444上，并通过光孔套装在导向杆B445上。导轮组447包含的两个导轮均安装在螺母D446上，两个导轮之间设有供钢缆45通过的间隙4471。钢缆45前端连接在钢缆收放器41的绕线器上，后端依次通过导向轮A42、导向轮B435、壳体441入口4411、导向轮C442、导轮组447的间隙4471及壳体441出口4412后，向吊臂31下方伸出，并固接在工夹盘51上表面中心处。

吊盘机构包括工夹盘51、主电磁吸盘52及三爪定心组件。工夹盘51侧壁上设有球形的柔性缓冲块511，工夹盘51下表面上安装有摄像头512、探照灯513及测距仪B(图中未示出)，测距仪B的数量为三个，所有的测距仪B绕工夹盘51的中心呈环形分布。主电磁吸盘52固接在工夹盘51下表面中心处，其吸附面上设有压力传感器(图中未示出)。三爪定心组件包括轴座53、定心爪54、转轴D55及拉簧56。三个轴座53环形均布固接在主电磁吸盘52的侧壁面上，三个定心爪54分别通过转轴D55活动安装在三个轴座53上。三根拉簧56分别对应三个定心爪54，拉簧56一端连接在主电磁吸盘52的侧壁面上，另一端连接在定心爪54上，并使定心爪54保持在向主电磁吸盘52径向内侧收拢的状态。

桶面清扫组件包括定位架61、电机E62、丝杠E63、升降板64、电机F65、清扫件66及副电磁吸盘67。定位架61固定安装在工夹盘61上，其上设有竖直布置的导向柱611。丝杠E63平行于导向柱611竖直布置，其两端活动安装在定位架61上。电机E62固定安装在工夹盘51上，其通过联轴器与丝杠E63连接。升降板64上设有螺孔和光孔，其通过螺孔连接在丝杠E63上，并通过光孔套装在导向柱611上。电机F65固定安装在升降板64上，其机轴竖直向下伸出。清扫件66连接在电机F65的机轴上。副电磁吸盘67固接在升降板64下端，其吸附面上设有压力感应器(图中未示出)。

简述本实用新型的使用：

如图5所示，本实用新型安装在深井固化桶回收装置的移动平台上，移动平台包括上移动车体11、下移动车体12及顶升装置13。下移动车体通过顶升装置连接在上移动车体的下端，其通过顶升装置13相对于上移动车体11升降运动，进而有选择性的使下移动车体12的车轮着地或上移动车体11的车轮着地。顶升装置13为液压千斤顶。上移动车体11和下移动车体12均内置有独立的动力系统。移动平台中部设有垂直贯通上移动车体11和下移动车体12的固化桶通道14，上移动车体11的上表面上设有用于放置固化桶的载货区111，上移动车体11的边缘处设有用于定位吊臂初始位置的停放架15，停放架15上端设有供吊臂放入的V型槽151。

采用深井固化桶回收装置回收固化桶的方法，步骤如下：

S01，在工作区域安装一个定位传感器，作为定位基准，并将该基准设为原点，建立平面坐标系；再根据井口平面设计图，建立井口工作平面坐标图，对目标井口设定坐标。

S02，通过操控装置输入目标井口坐标，由控制器自动规划行驶路径，驱动移动平台移动到目标井口，以固化桶通道将目标井口完全包围在内为准。

S03，采用移动平台上自带的测距装置测量并计算出目标井口中心位置。

S04，调整起吊位置：

a，将吊臂调整至初始状态：通过操控装置打开外景摄像头，手动调整水平转动驱动组件的回转液压缸33和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶35动作，使吊臂31架在停放架15的V型槽151内；

本步骤中，当吊臂架在停放架上时，其与固化桶通道的中轴线交汇；

b、调整吊盘机构与目标井口对中：基于定位模块的位置信息，由控制器启动长度向位移组件的电机C433和宽度向位移组件的电机D443，将吊盘机构移动至其中心与目标井口中心重合；

c、调整主电磁吸盘对准固化桶：基于测距仪B的测量数据，控制器判断主电磁吸盘52是否对准固化桶9；

若已对准，则所有测距仪B的测量数据相同，进入下一步；

若未对准，则所有测距仪B测量数据不同，由控制器启动通道观测摄像头和探照灯，操作者在操控装置上根据通道观测摄像头显示图像控制长度向位移组件的电机C433和宽度向位移组件的电机D443运行，将主电磁吸盘52移动至对准固化桶9上表面，以所有测距仪B的测量数据相同为准，对准后进入下一步；

d、下放主电磁吸盘至清扫距离：控制器控制钢缆收放器41将钢缆45下放，使主电磁吸盘52与固化桶9的距离逐渐靠近，直至预设的清扫距离后停止下放。

S05，清理固化桶上的垃圾和浮尘：

a、控制器启动桶面清扫组件的电机E62，将副电磁吸盘67、电机F65和清扫件66下放，同时给副电磁吸盘67通电，当副电磁吸盘67与固化桶9上表面吸合时，副电磁吸盘67吸附面上的压力感应器传递信号给控制器，控制器接收到信号后立即关闭电机E62，再启动电机F65，使清扫件66做水平往复摆动，清扫固化桶9上表面的碎石垃圾；

b、清理完成后，控制器先控制副电磁吸盘断电，再控制钢缆收放器41将钢缆45收回，使主电磁吸盘52向上移动10cm，最后通过控制电机E62和电机F65，使清扫件66回到初始位置；

本步骤开始之前，清扫件66位于初始位置，清扫件66的初始位置位于主电磁吸盘52轴向延伸区域的外侧，并位于其运动行程的最上端。

S06，主电磁吸盘与固化桶进一步对心：

控制器控制钢缆收放器41将钢缆45下放，同时给主电磁吸盘52通10%正常起吊电流，主电磁吸盘52与固化桶9上表面距离逐渐靠近，三爪定心组件的三个定心爪54与固化桶9接触后，同时向主电磁吸盘52的径向外侧张开，当定心爪54底端与固化桶9上表面上的定位凹坑91的侧壁相抵时，主电磁吸盘52与固化桶9表面贴合，从而完成对心操作；

本步骤中，待吊运的固化桶9的上表面设有圆形定位凹坑91，定位凹坑91位于固化桶9上表面的中心处。

S07，起吊固化桶：

a、主电磁吸盘52与固化桶9表面贴合后，压力传感器传递电信号给控制器，控制器收到该信号后，控制主电磁吸盘52的通电电流持续增加，使固化桶9上表面与主电磁吸盘52的吸附面接触越来越紧密，直至主电磁吸盘52吸附面上的压力传感器的检测压力值达到起吊要求时，保持该通电电流；

b、控制器控制钢缆收放器41将钢缆45收回，从而将固化桶9吊起，当固化桶9整体提升至高于井口表面时，控制器启动通道观测摄像头和外景摄像头，由操作者在操控装置上，手动控制水平转动驱动组件的回转液压缸33和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶35动作，将固化桶运至移动平台前端的载货区，即完成固化桶的回收。

Claims (4)

1.深井固化桶回收装置的起吊器，其特征是：包括吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构；

吊臂机构包括吊臂、转轴A、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件；吊臂在一端通过转轴A活动安装在转动驱动组件上；转动驱动组件安装在移动平台上；竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间，以驱动吊臂绕转轴A转动；

吊盘位置调节机构包括钢缆收放器、导向轮A、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆；钢缆收放器安装在水平转动驱动组件上；导向轮A安装在吊臂上；长度向位移组件安装在吊臂上，宽度向位移组件安装在长度向位移组件上；钢缆前端连接在钢缆收放器上，后端依次通过导向轮A、长度向位移组件和宽度向位移组件后，向吊臂下方伸出，并固接在工夹盘上表面中心处；

吊盘机构包括工夹盘、主电磁吸盘及三爪定心组件；工夹盘下表面上安装有摄像头、探照灯及测距仪B，测距仪B的数量为三个，所有的测距仪B绕工夹盘的中心呈环形分布；主电磁吸盘固接在工夹盘下表面中心处，其吸附面上设有压力传感器；三爪定心组件包括轴座、定心爪、转轴D及拉簧；三个轴座环形均布固接在主电磁吸盘的侧壁面上，三个定心爪分别通过转轴D活动安装在三个轴座上；三根拉簧分别对应三个定心爪，拉簧一端连接在主电磁吸盘的侧壁面上，另一端连接在定心爪上，并使定心爪保持在向主电磁吸盘径向内侧收拢的状态。

2.如权利要求1所述的深井固化桶回收装置的起吊器，其特征是：其还包括桶面清扫组件；桶面清扫组件包括定位架、电机E、丝杠E、升降板、电机F、清扫件及副电磁吸盘；定位架固定安装在工夹盘上，其上设有竖直布置的导向柱；丝杠E平行于导向柱竖直布置，其两端活动安装在定位架上；电机E固定安装在工夹盘上，其通过联轴器与丝杠E连接；升降板上设有螺孔和光孔，其通过螺孔连接在丝杠E上，并通过光孔套装在导向柱上；电机F固定安装在升降板上，其机轴竖直向下伸出；清扫件连接在电机F的机轴上；副电磁吸盘固接在升降板下端，其吸附面上设有压力感应器。

3.如权利要求1或2所述的深井固化桶回收装置的起吊器，其特征是：长度向位移组件包括丝杠C、导向杆A、电机C、螺母C及导向轮B；丝杠C平行于吊臂布置，其两端活动安装在吊臂上；导向杆A平行于丝杠C布置，其两端安装在吊臂上；电机C固定安装在吊臂上，其通过联轴器与丝杠C连接；螺母C上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠C上，并通过光孔套装在导向杆A上，导向轮B安装在螺母C上；

宽度向位移组件包括壳体、导向轮C、电机D、丝杠D、导向杆B、螺母D及导轮组；壳体固定连接在螺母D下端，其上设有入口和出口；导向轮C、电机D及丝杠D均安装在壳体内，电机D的机轴通过联轴器与丝杠D连接，丝杠D水平布置且垂直于丝杠C；导向杆B平行于丝杠D布置，其两端安装在壳体上；螺母D上设有螺纹孔和光孔，其通过螺纹孔连接在丝杠D上，并通过光孔套装在导向杆B上；导轮组包含的两个导轮均安装在螺母D上，两个导轮之间设有供钢缆通过的间隙；

钢缆前端连接在钢缆收放器上，后端依次通过导向轮A、导向轮B、壳体入口、导向轮C、导轮组的间隙及壳体出口后，向吊臂下方伸出，并固接在工夹盘上表面中心处。

4.如权利要求3所述的深井固化桶回收装置的起吊器，其特征是：水平转动驱动组件包括回转液压缸和底座；底座固定安装在回转液压缸上；吊臂在一端通过转轴A活动安装在底座上；

竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶、转轴B和转轴C；液压千斤顶的缸体通过转轴B活动连接在上移动车体上，其可绕转轴B上下摆动，其液压杆在端部通过转轴C与吊臂活动连接；

钢缆收放器安装在底座上。