CN215640910U - 核燃料芯块外观缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核燃料芯块外观缺陷检测装置，包括机架、前端输料组件、输料过渡导槽、推料组件、柱面检测组件和端面检测组件，所述前端输料组件、输料过渡导槽、柱面检测组件和端面检测组件依次对接，所述推料组件将输入输料过渡导槽内的芯块夹持并连续推向柱面检测组件，所述柱面检测组件连续检测芯块柱面外观缺陷并逐个将芯块排至端面检测组件上，所述端面检测组件以垂直于前端进料的传输方向逐个输送芯块并依次检测每个芯块的两个端面外观缺陷。本实用新型通过在输料中段位置设置推料组件来辅助芯块移动，并利用端面检测组件在检测端面时换向输送芯块，优化了装置布局结构，同时减小了装置占用空间，并可全面地对芯块外观缺陷进行检测。

Description

核燃料芯块外观缺陷检测装置

技术领域

本实用新型涉及芯块外观检测技术领域，是涉及一种核燃料芯块外观缺陷检测装置。

背景技术

核燃料芯块为核燃料元件的核心部分，一般为小圆柱块。核燃料芯块加工好后需要对外观表面检测，以保证芯块产品质量。现有技术通常采用自动化设备来对核燃料芯块进行外观缺陷检测，但是现有检测设备配置部件较为复杂，占用空间较大，导致设备制造成本和使用成本较高，因此需要对设备结构优化。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种结构相对简单、使用方便的核燃料芯块外观缺陷检测装置。

为实现上述目的，本采用的技术方案如下：

一种核燃料芯块外观缺陷检测装置，包括机架、前端输料组件、输料过渡导槽、推料组件、柱面检测组件和端面检测组件，所述前端输料组件、输料过渡导槽、柱面检测组件和端面检测组件按芯块传输方向依次对接并均安置于机架上，所述推料组件安置于机架上并将输入输料过渡导槽内的芯块夹持并连续推向柱面检测组件，所述柱面检测组件连续检测芯块柱面外观缺陷并逐个将芯块排至端面检测组件上，所述端面检测组件以垂直于前端进料的传输方向逐个输送芯块并依次检测每个芯块的两个端面外观缺陷。

具体地，所述前端输料组件包括安装在机架上的输料支撑板，安置于输料支撑板上的输料挡槽，安置于输料支撑板上并在芯块传输方向上排布的输料主动轮和输料从动轮，绕置于输料主动轮和输料从动轮上且置于输料挡槽底部的呈双股并置的输料圆带，设置于输料挡槽进料端的接料导槽，以及设置于输料挡槽出料端的便于输料过渡导槽进料端与输料挡槽出料端对接的端头定位件，其中，所述输料挡槽的出料端与输料过渡导槽对接，芯块置于输料圆带上输送。

进一步地，所述输料支撑板上设有与输料挡槽出料端对应的辅助输送轮，所述辅助输送轮与输料主动轮之间绕置有用于将芯块过渡输送至输料过渡导槽内的辅助输料圆带。

具体地，所述输料主动轮上并排设置有用于绕置输料圆带的两个主槽，该两个主槽之间设有用于绕置辅助输料圆带的副槽，且该两个主槽的间距小于芯块直径。

具体地，所述输料过渡导槽包括一端与前端输料组件对接且另一端与柱面检测组件对接的槽管，开设于槽管两侧的用于推料组件夹持并推动芯块的夹推导槽，设置于槽管靠近前端输料组件的侧面并与辅助输送轮安装位置匹配的避让缺口，以及设置于避让缺口与槽管靠近前端输料组件的端面之间的用于安置辅助输料圆带的辅助输送缝。

更具体地，所述推料组件包括推料立板、直线导轨、推料连板、推料夹爪、同步带和推料电机，所述推料立板与机架连接，所述直线导轨沿横向走向在推料立板上平行布置两个，每个直线导轨上均通过导轨滑块连接有一个推料连板，所述推料夹爪设置于推料连板上并与输料过渡导槽匹配用于夹持住输料过渡导槽内的芯块，所述同步带通过一对匹配的同步带轮和轮座安置于推料立板上的两个直线导轨之间位置，两个推料连板分别通过同步夹板固定连接于同步带的两个不同侧面上，所述推料电机通过电机座安置于推料立板上并驱动连接一个同步带轮，当一个推料夹爪在靠近输料过渡导槽进料端位置夹持住芯块后，推料电机驱动同步带并带动该推料夹爪向输料过渡导槽出料端移动，将夹持住的芯块推向端面检测组件，同时另一个推料夹爪在同步带移动作用下回到输料过渡导槽进料端位置并准备下一次夹持。

进一步地，所述安置于靠下位置的直线导轨上的推料连板上设有光电挡片，并且所述推料立板上设有与光电挡片位置对应的用于限制推料移动始末两端位置的光电开关。

具体地，所述推料夹爪包括安置于推料连板上的夹爪气缸，设置于夹爪气缸活动端的一对夹爪臂，以及分别安置于每个夹爪臂上的夹爪头，其中，夹爪头上与芯块接触的端面上设置有夹槽。

具体地，所述柱面检测组件包括安置于机架上的检测支架，呈十字形安置于检测支架上的检测基板，开设于检测基板上的检测通孔，安置于检测基板上的柱面线激光组件，置于检测基板上且两端分别与输料过渡导槽和端面检测组件对接的检测轨道，以及开设于检测轨道上并与检测通孔位置对应的检测缺口，其中，四个柱面线激光组件分别安置于检测基板上十字形的四侧，从四个角度穿过检测通孔并在检测缺口处对经过检测轨道的芯块进行柱面检测，检测轨道采用V型槽作为芯块通过的通道。

具体地，所述端面检测组件包括安置于机架上的转接架，安置于转接架上的主转接轮和从转接轮，绕置于主转接轮和从转接轮上的转接带，设置于转接带上用于承托来自柱面检测组件出料的芯块的放置槽，以及分别设置于转接带的输送方向两侧的用于检测芯块两端外观缺陷的端面线激光组件，其中，转接带的输送方向与前端输料组件和输料过渡导槽的输送方向垂直，每个放置槽用于承托一个芯块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在输料中段位置设置推料组件来辅助芯块移动，并利用端面检测组件在检测端面时换向输送芯块，优化了装置布局结构，在不降低检测效率的同时减小了装置占用空间，并可全面地对芯块外观缺陷进行检测。本实用新型设计巧妙，结构相对简单，使用方便，适于在核燃料芯块外观缺陷检测中应用。

(2)本实用新型的前端输料组件利用双股并置的圆带来承托芯块，并辅以挡槽进行输料，使芯块稳定传输，也避免与其他部件接触而导致输送过程芯块沾污；同时通过端头定位件保证与输料过渡导槽的准确对接，还通过辅助输送轮使芯块平稳输送过渡，从整体上保证了进料传输的效率。

(3)本实用新型的输料过渡导槽通过特殊的结构设计，既利用了避让缺口和辅助输送缝匹配前端的辅助送料实现芯块稳定传输，又利用了夹推导槽匹配推料组件的夹持和推料动作，保证芯块可以顺畅传输。

(4)本实用新型的推料组件巧妙利用了同步带实现两个推料夹爪往复循环移动交替推料，当一个推料夹爪将芯块推至末端时另一个推料夹爪正好回到首端，极大地提高了推料动作的连贯性。

(5)本实用新型的柱面检测组件利用了四个线激光组件分别从芯块侧面四个方向形成环状检测，实现了芯块柱面径向的360度检测，配合检测通孔和检测轨道上的检测缺口，在芯块移动过程中可以完全扫描检测芯块柱面外侧，保证对芯块柱面的充分检测。

(6)本实用新型的端面检测组件利用转接带与柱面检测组件实现垂直对接，使得芯块输送过程中分离开便于进行端面检测，同时也改善了装置局部构造，优化了装置构造布局，一定程度上减小了装置占用空间和体积。

附图说明

图1为本实用新型-实施例开盖后的整体结构示意图。

图2为本实用新型-实施例中前端输料组件的结构示意图。

图3为本实用新型-实施例中输料主动轮的结构示意图。

图4为本实用新型-实施例中辅助输送轮部分的局部结构示意图。

图5为本实用新型-实施例中输料过渡导槽的结构示意图。

图6为本实用新型-实施例中推料组件的结构示意图。

图7为本实用新型-实施例中同步带的局部安装结构示意图。

图8为本实用新型-实施例中推料夹爪的局部安装结构示意图。

图9为本实用新型-实施例中柱面检测组件的结构示意图。

图10为本实用新型-实施例中检测轨道的结构示意图。

图11为本实用新型-实施例中端面检测组件的结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-机架，2-输料过渡导槽，10-槽管，11-夹推导槽，12-避让缺口，13-辅助输送缝，

100-前端输料组件，101-输料支撑板，102-输料挡槽，103-输料主动轮，104-输料从动轮，105-输料圆带，106-接料导槽，107-端头定位件，108-辅助输送轮，109-辅助输料圆带，110-主槽，111-副槽，

200-推料组件，201-推料立板，202-直线导轨，203-导轨滑块，204-推料连板，205-推料夹爪，206-同步带，207-推料电机，208-同步带轮，209-轮座，210-电机座，211-同步夹板，212-光电挡片，213-光电开关，214-夹爪气缸，215-夹爪臂，216-夹爪头，217-夹槽，

300-柱面检测组件，301-检测支架，302-检测基板，303-检测通孔，304-柱面线激光组件，305-检测轨道，306-检测缺口，

400-端面检测组件，401-转接架，402-主转接轮，403-从转接轮，404-转接带，405-放置槽，406-端面线激光组件，407-转接电机。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1～11所示，该核燃料芯块外观缺陷检测装置，包括机架1、前端输料组件100、输料过渡导槽2、推料组件200、柱面检测组件300和端面检测组件400，所述前端输料组件、输料过渡导槽、柱面检测组件和端面检测组件按芯块传输方向依次对接并均安置于机架上，所述推料组件安置于机架上并将输入输料过渡导槽内的芯块夹持并连续推向柱面检测组件，所述柱面检测组件连续检测芯块柱面外观缺陷并逐个将芯块排至端面检测组件上，所述端面检测组件以垂直于前端进料的传输方向逐个输送芯块并依次检测每个芯块的两个端面外观缺陷。其中，机架可由型材搭建呈框架结构，使装置匹配工作高度，并在上表面安置用于支撑其他部件的底板，框架内可安置相关的电气部件并采用隔板封闭保证整体外观整洁，上部也可配置上盖(图中未示出)以罩住各部件隔离工作空间；并且也可根据实际需求配置相关的控制系统和数据处理系统，以及显示装置、操作装置和声光报警装置等配件。

具体地，如图2-4所示，所述前端输料组件100包括安装在机架上的输料支撑板101，安置于输料支撑板上的输料挡槽102，安置于输料支撑板上并在芯块传输方向上排布的输料主动轮103和输料从动轮104，绕置于输料主动轮和输料从动轮上且置于输料挡槽底部的呈双股并置的输料圆带105，设置于输料挡槽进料端的接料导槽106，以及设置于输料挡槽出料端的便于输料过渡导槽进料端与输料挡槽出料端对接的端头定位件107，其中，所述输料挡槽的出料端与输料过渡导槽对接，芯块置于输料圆带上输送。在输料挡槽下部开设有用于安置输料主动轮和输料从动轮的缺口，以便输料圆带可以平整地置于其内，输料挡槽利用槽底支撑住输料圆带，利用两侧面对双股输料圆带两侧限位，避免双股输料圆带中部分开而使芯块掉落；在实际应用中，输料挡槽可以利用输料支撑板作为一侧，另一侧利用挡板固定，可节省材料。输料主动轮和输料从动轮均通过轮轴、轴承和轴承座安置于输料支撑板上，输料主动轮的轮轴外接电机(图中未示出)实现驱动。端头定位件利用一通孔将输料过渡导槽插置，使输料过渡导槽与输料挡槽内双股输料圆带输送的芯块准确对接。接料导槽的槽型与输料挡槽匹配，便于外部机构将芯块依次沿轴向放入输料挡槽内的双股输料圆带上。

并且，为了方便芯块在不同部件之间输送过渡，所述输料支撑板上设有与输料挡槽出料端对应的辅助输送轮108，该辅助输送轮可与输料过渡导槽端头下部匹配对接，便于将芯块准确送入输料过渡导槽内，并且所述辅助输送轮与输料主动轮之间绕置有用于将芯块过渡输送至输料过渡导槽内的辅助输料圆带109。具体地，所述输料主动轮103上并排设置有用于绕置输料圆带的两个主槽110，该两个主槽之间设有用于绕置辅助输料圆带的副槽111，且该两个主槽的间距小于芯块直径，所述辅助输料圆带为小圆带，以保证输料圆带之间的间隙满足要求。靠上侧的辅助输料圆带底部可根据支撑需求配置垫块。相应地，在输料挡槽前端与接料导槽对接过渡的部位也可根据实际需求配置类似的辅助输送轮和辅助输料圆带，以保证来料平稳过渡输送。

具体地，如图5所示，所述输料过渡导槽2包括一端与前端输料组件对接且另一端与柱面检测组件对接的槽管10，开设于槽管两侧的用于推料组件夹持并推动芯块的夹推导槽11，设置于槽管靠近前端输料组件的侧面并与辅助输送轮安装位置匹配的呈弧面形状的避让缺口12，以及设置于避让缺口与槽管靠近前端输料组件的端面之间的用于安置辅助输料圆带的辅助输送缝13。

更具体地，如图6-8所示，所述推料组件200包括推料立板201、直线导轨202、推料连板204、推料夹爪205、同步带206和推料电机207，所述推料立板与机架连接，所述直线导轨沿横向走向在推料立板上平行布置两个，每个直线导轨上均通过导轨滑块203连接有一个推料连板，所述推料夹爪设置于推料连板上并与输料过渡导槽匹配用于夹持住输料过渡导槽内的芯块，所述同步带通过一对匹配的同步带轮208和轮座209安置于推料立板上的两个直线导轨之间位置，轮座上还可以配置张紧板和张紧杆以调节同步带的张紧度，两个推料连板分别通过同步夹板211固定连接于同步带的两个不同侧面上，所述推料电机通过电机座210安置于推料立板上并驱动连接一个同步带轮，当一个推料夹爪在靠近输料过渡导槽进料端位置夹持住芯块后，推料电机驱动同步带并带动该推料夹爪向输料过渡导槽出料端移动，将夹持住的芯块推向端面检测组件，同时另一个推料夹爪在同步带移动作用下回到输料过渡导槽进料端位置并准备下一次夹持。

为了便于控制推料移动范围，所述安置于靠下位置的直线导轨上的推料连板上设有光电挡片212，并且所述推料立板上设有与光电挡片位置对应的用于限制推料移动始末两端位置的光电开关213。

具体地，所述推料夹爪包括安置于推料连板上的夹爪气缸214，设置于夹爪气缸活动端的一对夹爪臂215，以及分别安置于每个夹爪臂上的夹爪头216，其中，夹爪头上与芯块接触的端面上设置有夹槽217。

具体地，如图9-10所示，所述柱面检测组件300包括安置于机架上的检测支架301，呈十字形安置于检测支架上的检测基板302，开设于检测基板上的检测通孔303，安置于检测基板上的柱面线激光组件304，置于检测基板上且两端分别与输料过渡导槽和端面检测组件对接的检测轨道305，以及开设于检测轨道上并与检测通孔位置对应的检测缺口306，其中，四个柱面线激光组件分别安置于检测基板上十字形的四侧，从四个角度穿过检测通孔并在检测缺口处对经过检测轨道的芯块进行柱面检测，检测轨道采用V型槽作为芯块通过的通道。

具体地，如图11所示，所述端面检测组件400包括安置于机架上的转接架401，安置于转接架上的主转接轮402和从转接轮403，绕置于主转接轮和从转接轮上的转接带404，设置于转接带上用于承托来自柱面检测组件出料的芯块的放置槽405，以及分别设置于转接带的输送方向两侧的用于检测芯块两端外观缺陷的端面线激光组件406，其中，转接带的输送方向与前端输料组件和输料过渡导槽的输送方向垂直，每个放置槽用于承托一个芯块。主转接轮上连接有转接电机407，用于转接驱动。

本实用新型使用时，由接料导槽引入外部输入的核燃料芯块，经双股的输料圆带沿输料挡槽使芯块呈轴向地逐个传输至输料过渡导槽，该传输过程中在双股输料圆带与输料过渡导槽之间的对接过渡时，通过嵌入输料过渡导槽前端下部的辅助输送圆带可准确地将芯块输入输料过渡导槽内。芯块在输料过渡导槽内轴向首尾对接排列，推料组件在输料过渡导槽上的夹推导槽首端夹持住芯块，并在同步带移动作用下将整排芯块从输料过渡导槽推向柱面检测组件的检测轨道上，此时一直被推动往后移动的芯块会逐渐经过检测轨道上配置的检测缺口，四个柱面线激光组件在芯块经过检测缺口时可360度全面地扫描到每个芯块的柱面径向外观状态，系统由此采集获取到芯块柱面外观的清晰图像，后端通过相应的图像处理算法实时识别芯块直径和柱面各个位置区域是否存在缺陷以及缺陷类型。芯块柱面检测完成后，在推料动力作用下由检测轨道排出至端面检测组件的转接带上，由于转接带循环转动，每次排出的一个芯块都会落在一个放置槽内，同时有转接带相对于前端输料方向垂直，其上芯块在移动过程中两侧布置的端面线激光组件正好可以对芯块端面外观缺陷进行扫描检测，从而实现芯块的外观缺陷的全面检测。检测后的芯块经转接带后进入后续工序收集或进一步处理，其中有缺陷的芯块被挑出。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，包括机架、前端输料组件、输料过渡导槽、推料组件、柱面检测组件和端面检测组件，所述前端输料组件、输料过渡导槽、柱面检测组件和端面检测组件按芯块传输方向依次对接并均安置于机架上，所述推料组件安置于机架上并将输入输料过渡导槽内的芯块夹持并连续推向柱面检测组件，所述柱面检测组件连续检测芯块柱面外观缺陷并逐个将芯块排至端面检测组件上，所述端面检测组件以垂直于前端进料的传输方向逐个输送芯块并依次检测每个芯块的两个端面外观缺陷。

2.根据权利要求1所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述前端输料组件包括安装在机架上的输料支撑板，安置于输料支撑板上的输料挡槽，安置于输料支撑板上并在芯块传输方向上排布的输料主动轮和输料从动轮，绕置于输料主动轮和输料从动轮上且置于输料挡槽底部的呈双股并置的输料圆带，设置于输料挡槽进料端的接料导槽，以及设置于输料挡槽出料端的便于输料过渡导槽进料端与输料挡槽出料端对接的端头定位件，其中，所述输料挡槽的出料端与输料过渡导槽对接，芯块置于输料圆带上输送。

3.根据权利要求2所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述输料支撑板上设有与输料挡槽出料端对应的辅助输送轮，所述辅助输送轮与输料主动轮之间绕置有用于将芯块过渡输送至输料过渡导槽内的辅助输料圆带。

4.根据权利要求3所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述输料主动轮上并排设置有用于绕置输料圆带的两个主槽，该两个主槽之间设有用于绕置辅助输料圆带的副槽，且该两个主槽的间距小于芯块直径。

5.根据权利要求3所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述输料过渡导槽包括一端与前端输料组件对接且另一端与柱面检测组件对接的槽管，开设于槽管两侧的用于推料组件夹持并推动芯块的夹推导槽，设置于槽管靠近前端输料组件的侧面并与辅助输送轮安装位置匹配的避让缺口，以及设置于避让缺口与槽管靠近前端输料组件的端面之间的用于安置辅助输料圆带的辅助输送缝。

6.根据权利要求1～5任一项所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述推料组件包括推料立板、直线导轨、推料连板、推料夹爪、同步带和推料电机，所述推料立板与机架连接，所述直线导轨沿横向走向在推料立板上平行布置两个，每个直线导轨上均通过导轨滑块连接有一个推料连板，所述推料夹爪设置于推料连板上并与输料过渡导槽匹配用于夹持住输料过渡导槽内的芯块，所述同步带通过一对匹配的同步带轮和轮座安置于推料立板上的两个直线导轨之间位置，两个推料连板分别通过同步夹板固定连接于同步带的两个不同侧面上，所述推料电机通过电机座安置于推料立板上并驱动连接一个同步带轮，当一个推料夹爪在靠近输料过渡导槽进料端位置夹持住芯块后，推料电机驱动同步带并带动该推料夹爪向输料过渡导槽出料端移动，将夹持住的芯块推向端面检测组件，同时另一个推料夹爪在同步带移动作用下回到输料过渡导槽进料端位置并准备下一次夹持。

7.根据权利要求6所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述安置于靠下位置的直线导轨上的推料连板上设有光电挡片，并且所述推料立板上设有与光电挡片位置对应的用于限制推料移动始末两端位置的光电开关。

8.根据权利要求6所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述推料夹爪包括安置于推料连板上的夹爪气缸，设置于夹爪气缸活动端的一对夹爪臂，以及分别安置于每个夹爪臂上的夹爪头，其中，夹爪头上与芯块接触的端面上设置有夹槽。

9.根据权利要求1～5任一项所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述柱面检测组件包括安置于机架上的检测支架，呈十字形安置于检测支架上的检测基板，开设于检测基板上的检测通孔，安置于检测基板上的柱面线激光组件，置于检测基板上且两端分别与输料过渡导槽和端面检测组件对接的检测轨道，以及开设于检测轨道上并与检测通孔位置对应的检测缺口，其中，四个柱面线激光组件分别安置于检测基板上十字形的四侧，从四个角度穿过检测通孔并在检测缺口处对经过检测轨道的芯块进行柱面检测，检测轨道采用V型槽作为芯块通过的通道。

10.根据权利要求1～5任一项所述的核燃料芯块外观缺陷检测装置，其特征在于，所述端面检测组件包括安置于机架上的转接架，安置于转接架上的主转接轮和从转接轮，绕置于主转接轮和从转接轮上的转接带，设置于转接带上用于承托来自柱面检测组件出料的芯块的放置槽，以及分别设置于转接带的输送方向两侧的用于检测芯块两端外观缺陷的端面线激光组件，其中，转接带的输送方向与前端输料组件和输料过渡导槽的输送方向垂直，每个放置槽用于承托一个芯块。

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