一种核电站辐照样品支架抓取装置的制作方法

1.本发明涉及核电检修技术领域，特别是涉及一种核电站辐照样品支架抓取装置。


背景技术：

2.核电站核岛在役主设备应急维修时，需要拆装设备上的固定螺栓、销钉，并将设备抓住、移位、释放以及换新设备重装复位。受在役设备照射因数影响，维修过程全程需要在屏蔽水中进行。更换设备有正装、侧挂等不同的安装姿态，需要不同形式的抓具才能完成抓取工件工作，同时设备结构外形不同，抓取夹爪需要按设备可抓点外形设计，非标准化设计程度高。
3.在役核电站下部堆内构件的辐照样品支架处于水下环境中，当辐照样品支架出现问题时，无法对辐照样品支架进行检修或者对旧的辐照样品支架进行更换。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对无法对辐照样品支架进行检修或更换的问题，提供一种核电站辐照样品支架抓取装置。
5.一种核电站辐照样品支架抓取装置，所述核电站辐照样品支架(900)抓取装置包括：
6.抓取支架；
7.夹爪，所述夹爪可横向移动地安装于所述抓取支架上，所述夹爪用于横向夹紧辐照样品支架；
8.夹爪移动装置，所述夹爪移动装置安装于所述抓取支架上，所述夹爪移动装置与所述夹爪连接，以驱动所述夹爪沿横向移动；以及
9.移动机构，所述移动机构与所述抓取支架连接，以控制所述抓取支架移动。
10.在其中一个实施例中，还包括控制单元和用于感应所述夹爪移动装置与所述辐照样品支架之间的压力的第一感应装置；
11.其中，所述第一感应装置设于所述夹爪移动装置的前端，且所述第一感应装置、所述夹爪移动装置均与所述控制单元电性连接；
12.所述控制单元被配置为当所述夹爪移动装置与所述辐照样品支架之间的压力达到第一预设值，控制所述夹爪夹紧辐照样品支架的两侧。
13.在其中一个实施例中，所述夹爪上安装有用于感应所述夹爪与所述辐照样品支架之间的压力的第二感应装置；
14.所述第二感应装置与所述控制单元电性连接；
15.所述控制单元被配置为当所述夹爪与所述辐照样品支架之间的压力达到第二预设值，控制所述夹爪停止夹紧辐照样品支架的两侧。
16.在其中一个实施例中，所述夹爪移动装置包括电机组件和与所述电机组件的输出端连接的驱动丝杠装置，所述驱动丝杠装置的输出端与对应的所述夹爪连接。
17.在其中一个实施例中，所述核电站辐照样品支架抓取装置还包括水下密封组件；
18.所述水下密封组件罩设于所述电机组件的外部，以形成将所述电机组件与外界液体密封隔绝的密封腔。
19.在其中一个实施例中，所述辐照样品支架设有导向孔，所述夹爪移动装置设有能够与所述导向孔插接适配的导向柱。
20.在其中一个实施例中，所述导向柱的靠近所述辐照样品支架的一端设有定位装置，所述定位装置用于检测所述导向柱与所述导向孔之间的同轴度。
21.在其中一个实施例中，所述导向柱的远离所述辐照样品支架的一端设有气缸，且所述气缸与所述导向柱连接。
22.在其中一个实施例中，还包括用于补偿所述夹爪的横向位移的补偿装置，所述补偿装置安装于所述抓取支架，且所述补偿装置与所述夹爪移动装置连接。
23.在其中一个实施例中，还包括用于驱动所述夹爪移动装置运行的应急释放组件，所述应急释放组件与所述夹爪移动装置的输入端连接。
24.上述核电站辐照样品支架抓取装置，包括抓取支架、夹爪、夹爪移动装置以及移动机构，夹爪和夹爪移动装置均安装于抓取支架上，且夹爪可相对于抓取支架横向移动，夹爪移动装置与夹爪连接，水下密封组件罩设于夹爪移动装置的外部，移动机构与抓取支架连接。
25.使用时，通过移动机构带动抓取支架以及安装于抓取支架上的夹爪和夹爪移动装置一同移动，当抓取支架移动至需要抓取的辐照样品支架的位置时，夹爪移动装置控制夹爪沿横向向靠近辐照样品支架的方向移动；当夹爪夹紧辐照样品支架后，通过移动机构带动抓取支架以及安装于抓取支架上的夹爪、夹爪移动装置以及旧的辐照样品支架一同移动，从而将旧的辐照样品支架取下并更换新的辐照样品支架至安装点。
26.本技术提供的核电站辐照样品支架抓取装置，可将安装点上旧的辐照样品支架取下，并将新的辐照样品支架替换至安装点，从而可实现辐照样品支架的检修或更换。
附图说明
27.图1为本发明提供的核电站辐照样品支架抓取装置的结构示意图；
28.图2为本发明提供的核电站辐照样品支架抓取装置的背面示意图；
29.图3为本发明提供的核电站辐照样品支架抓取装置的夹爪移动装置的结构示意图；
30.图4为本发明提供的核电站辐照样品支架抓取装置的使用示意图。
31.图中：100、抓取支架；200、夹爪移动装置；300、补偿装置；400、第二感应装置；500、导向柱；600、应急释放组件；700、导向孔；800、移动机构；900、辐照样品支架；201、丝杠螺母；202、轴承座组件；203、水下密封组件；204、安装板组件；205、夹爪。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.参阅图1-图4，本技术提供的一种核电站辐照样品支架抓取装置，包括抓取支架100、夹爪205、夹爪移动装置200以及移动机构800，夹爪205可横向移动地安装于抓取支架100上，夹爪205用于横向夹紧辐照样品支架900；夹爪移动装置200安装于抓取支架100上，夹爪移动装置200与夹爪205连接，以驱动夹爪205沿横向移动；以及移动机构800，移动机构800与抓取支架100连接，以控制抓取支架100移动，从而带动夹爪移动装置200和夹爪205共同运动，进而将辐照样品支架夹紧。
39.一些实施例中，抓取支架100整体沿纵向上设置，且抓取支架100的各个部位均通过焊接连接为一体，抓取支架100上设置有法兰接口；夹爪移动装置200为夹爪205动作的动力装置，移动机构800为xy平台，xy平台的末端法兰与抓取支架100的法兰接口连接。
40.两个夹爪移动装置200在纵向上间隙设置，两个夹爪移动装置200分别与两个夹爪205连接，两个夹爪205为一对。
41.使用时，通过xy平台带动抓取支架100以及安装于抓取支架100上的夹爪205和夹爪移动装置200一同移动，当抓取支架100移动至需要抓取的辐照样品支架900的位置时，当抓取支架100移动至需要抓取的辐照样品支架900的位置时，夹爪移动装置200控制夹爪205
沿横向向靠近辐照样品支架900的方向移动；当夹爪205夹紧辐照样品支架900后，通过移动机构800带动抓取支架100以及安装于抓取支架100上的夹爪205、夹爪移动装置200以及旧的辐照样品支架900一同移动，从而将旧的辐照样品支架900取下并更换新的辐照样品支架900至安装点；当夹爪205夹紧辐照样品支架900后，通过xy平台带动抓取支架100以及安装于抓取支架100上的夹爪205、夹爪移动装置200以及旧的辐照样品支架900一同移动，从而将旧的辐照样品支架900取下并更换新的辐照样品支架900至安装点。
42.本技术提供的核电站辐照样品支架抓取装置，可将安装点上旧的辐照样品支架900取下，并将新的辐照样品支架900替换至安装点，从而可实现辐照样品支架900的检修或更换。
43.由于辐照样品支架900整体为矩形构件，且其体积较大，因此设置两个夹爪移动装置200和两对夹爪205，可保证对辐照样品支架900的夹紧力，提高抓取辐照样品支架900的可靠性。
44.可选的，也可以设置其他数量的夹爪移动装置200和夹爪205。
45.可选的，也可以根据辐照样品支架900的形状，按照其他方式设置夹爪移动装置200的位置。
46.可选的，移动机构800也可以为机械手或者其他的结构。
47.在一些实施例中，还包括控制单元和用于感应夹爪移动装置200与辐照样品支架900之间的压力的第一感应装置；
48.其中，第一感应装置设于夹爪移动装置200的前端，且第一感应装置、夹爪移动装置200均与控制单元电性连接；
49.控制单元被配置为当夹爪移动装置200与辐照样品支架900之间的压力达到第一预设值，控制夹爪205夹紧辐照样品支架900的两侧。
50.具体的，本技术提供的核电站辐照样品支架抓取装置还包括控制单元和第一感应装置，第一感应装置设于夹爪移动装置200靠近辐照样品支架900的一侧。
51.当移动机构800将抓取支架100以及安装于抓取支架100上的夹爪205和夹爪移动装置200一同移动时，控制抓取支架100沿垂直于双螺旋丝杠轴线的方向移动，即夹爪移动装置200和夹爪205一同被移动机构800带动，向垂直于夹爪移动装置200轴线的方向移动，此时夹爪移动装置200逐渐靠近辐照样品支架900，当辐照样品支架900位于两个夹爪205之间，并与夹爪移动装置200接触时，移动机构800继续带动抓取支架100移动，直至夹爪移动装置200与辐照样品支架900之间的作用力达到第一预设值，即第一感应装置感应到辐照样品支架900与夹爪移动装置200之间的接触力大小为第一预设值时，发送信号至控制单元，控制单元控制电机组件启动，从而通过电机组件控制夹爪205夹紧辐照样品支架900的两侧。
52.通过第一感应装置和控制单元的设置，可在夹爪移动装置200移动至安装点，并与辐照样品支架900接触后，自动启动夹爪移动装置200，从而使夹爪205自动将辐照样品支架900夹紧，提高核电站辐照样品支架抓取装置的自动化程度，并提高抓取辐照样品支架900的工作效率，同时由于辐照样品支架900固定于安装点，因此可避免夹爪移动装置200移动过度导致辐照样品支架900将夹爪移动装置200损坏。
53.可选的，也可以在夹爪移动装置200的其他位置设置用于检测辐照样品支架900的
位置的感应装置。
54.在一些实施例中，夹爪205上安装有用于感应夹爪205与辐照样品支架900之间的压力的第二感应装置400；
55.第二感应装置400与控制单元电性连接；
56.控制单元被配置为当夹爪205与辐照样品支架900之间的压力达到第二预设值，控制夹爪205停止夹紧辐照样品支架900的两侧。
57.具体的，夹爪205的内侧安装有第二感应装置400，当第一感应装置感应到辐照样品支架900与夹爪移动装置200之间的接触力大小为第一预设值时，发送信号至控制单元，控制单元控制电机组件启动，以使夹爪205夹紧辐照样品支架900；当夹爪205与辐照样品支架900接触时，夹爪移动装置200继续带动两个夹爪205继续靠近，此时夹爪205与辐照样品支架900之间的夹紧力逐渐增大，直至第二感应装置400感应到夹爪205与辐照样品支架900之间的夹紧力到达第二预设值时，第二感应装置400发送信号至控制单元，控制单元控制夹爪移动装置200停止，即夹爪205停止继续相互靠近，同时控制单元控制移动机构800带动抓取支架100、安装于抓取支架100上的夹爪205、夹爪移动装置200以及夹爪205夹紧的辐照样品支架900一同移动，即将旧的辐照样品支架900从安装点上取下。
58.通过设置第二感应装置400，可自动感应夹爪205对辐照样品支架900的加紧程度，从而避免夹爪205用力过度导致夹爪205自身的损坏，同时保证夹爪205对辐照样品支架900的夹紧力，避免辐照样品支架900在移动过程中掉落。
59.可选的，可以在两个夹爪205的内侧均设置第二感应装置400，也可以仅在其中一个夹爪205的内侧设置第二感应装置400。
60.在一些实施例中，夹爪移动装置200包括电机组件和与电机组件的输出端连接的驱动丝杠装置，驱动丝杠装置的输出端与对应的夹爪205连接。
61.夹爪移动装置200可以包括驱动丝杠装置和电机组件，驱动丝杠装置包括双螺旋丝杠、丝杠螺母201、轴承座组件202以及安装板组件204，双螺旋丝杠安装于安装板组件204上，两个丝杠螺母201分别安装于双螺旋丝杠的两端，双螺旋丝杠的一端与电机组件的输出端连接，两个丝杠螺母201分别与一个夹爪205连接，且双螺旋丝杠左右两侧的螺旋方向相反，第一感应装置设于轴承座组件靠近辐照样品支架900的一侧端面上。
62.当夹爪205夹紧辐照样品支架900时，启动电机组件，电机组件的转动带动双螺旋丝杠转动，由于双螺旋丝杠左右两部分的螺旋方向相反，因此双螺旋丝杠的转动可带动位于双螺旋丝杠左右两部分的两个螺母相互靠近，从而带动两个夹爪205互相靠近，此时辐照样品支架900位于两个夹爪205之间，两个夹爪205互相靠近并与辐照样品支架900接触夹紧。
63.通过电机组件和驱动丝杠装置带动夹爪205移动，可保证对夹爪205动力的提供，且仅需一个电机组件即可控制两个夹爪205的移动，减小生产成本。
64.同时夹爪移动装置200的各个部件均为不锈钢材质件，从而避免夹爪移动装置200在水下环境中生锈导致运行不顺畅，提高夹爪移动装置200的使用寿命和使用效果。
65.可选的，也可以通过驱动气缸或者其他结构带动夹爪205移动。
66.在一些实施例中，核电站辐照样品支架抓取装置还包括水下密封组件203；
67.水下密封组件203罩设于电机组件的外部，以形成将电机组件与外界液体密封隔
绝的密封腔。
68.具体的，通过动、静密封技术将电机组件密封在一个密封腔体内，使电机组件与外界水隔绝，电机组件的外部罩设有水下密封组件203，可保证电机组件不被损坏，避免电机组件内部进水，提高电机组件的使用寿命和安全性。
69.在一些实施例中，辐照样品支架900设有导向孔700，夹爪移动装置200设有能够与导向孔700插接适配的导向柱500。
70.具体的，夹爪移动装置200的安装板组件204上设置有四个导向柱500，导向柱500为销钉，四个销钉在安装板组件204上布置为矩形，辐照样品支架900的左右两侧均设有多个导向孔700，多个导向孔700沿纵向间隙设置，且相邻之间导向孔700的间隙，与纵向相邻的两个销钉之间的间隙相等。
71.当移动机构800带动夹爪移动装置200沿垂直于双螺旋丝杠的轴向方向移动时，将四个销钉分别与辐照样品支架900的其中四个导向孔700对准，在移动机构800继续带动夹爪移动装置200移动的过程中，四个销钉与四个导向孔700一一对应插接，直至辐照样品支架900与轴承座202接触并达到相应的作用力后，夹爪移动装置200停止移动。
72.通过导向柱500和导向孔700的设置，可使移动机构800带动夹爪移动装置200移动至准确位置，使辐照样品支架900准确位于两个夹爪205之间，从而便于夹爪205夹紧辐照样品支架900，实现辐照样品支架900的定位，同时导向柱500与导向孔700插接设置，可在一定程度上避免辐照样品支架900掉落。
73.可选的，也可以设置其他数量的导向柱500。
74.在一些实施例中，导向柱500的靠近辐照样品支架900的一端设有定位装置，定位装置用于检测导向柱500与导向孔700之间的同轴度。
75.具体的，定位装置为可视化相机，可视化相机设于导向柱500的前端，当移动机构800带动夹爪移动装置200靠近辐照样品支架900移动时，工作人员可通过可视化相机观察到导向柱500与辐照样品支架900上的导向孔700的相对位置，从而实现导向柱500与导向孔700的快速定位，同时可保证导向柱500与导向孔700的对准程度，从而提高更换辐照样品支架900的效率。
76.可选的，可以在每个导向柱500的前端均设置可视化相机，也可以仅在一个导向柱500的前端设置可视化相机。
77.在一些实施例中，导向柱500的远离辐照样品支架900的一端设有气缸，且气缸与导向柱500连接。
78.具体的，导向柱500的后端与气缸连接，当移动机构800带动夹爪移动装置200靠近辐照样品支架900时，气缸伸出并推动导向柱500向前伸出；当导向柱500与导向孔700对准后，将导向柱500插入导向孔700内并通过夹爪205夹紧辐照样品支架900；当移动机构800带动旧的辐照样品支架900移动至指定的位置时，气缸带动导向柱500向后缩回，即导向柱500退出于导向孔700外，此时将夹爪205松开辐照样品支架900即可将辐照样品支架900放下至指定位置。
79.将导向柱500与气缸连接，可便于导向柱500对辐照样品支架900的定位，以及便于将辐照样品支架900松开放置于指定位置，避免放置辐照样品支架900时被导向柱500挡住无法放置。
80.在一些实施例中，还包括用于补偿夹爪的横向位移的补偿装置300，补偿装置300安装于抓取支架100，且补偿装置300与夹爪移动装置200连接。
81.具体的，补偿装置300包括轨道、弹簧、固定法兰板以及移动法兰板，移动法兰板与轨道的移动端连接，固定法兰板与轨道的固定端连接，轨道上安装有滑块，滑块的两侧分别设置有一个弹簧，且滑块与安装板组件204固定连接。
82.当夹爪205靠近辐照样品支架900移动，且其中一个夹爪205与辐照样品支架900接触，另一个夹爪205与辐照样品支架900未接触时，夹爪205继续向靠近辐照样品支架900的方向移动，此时已经与辐照样品支架900接触的夹爪205给予辐照样品支架900压紧力，同时该夹爪205同样会受到辐照样品支架900给予的反作用力，此时夹爪205在辐照样品支架900的作用力下带动夹爪移动装置200整体向靠近该夹爪205的方向移动，即未与辐照样品支架900接触的夹爪205在夹爪移动装置200的带动下，靠近并接触辐照样品支架900，且此时原本已经与辐照样品支架900接触的夹爪205依旧与辐照样品支架900接触，此时夹爪205继续相互靠近，则可夹紧辐照样品支架900。
83.当夹爪205放下辐照样品支架900后，夹爪移动装置200整体在弹簧的恢复力作用下回至原位。
84.通过设置补偿装置300，可避免辐照样品支架900与夹爪移动装置200不同心的问题，同时保证两侧的夹爪205均可夹紧辐照样品支架900，保证夹爪205对辐照样品支架900夹紧的可靠程度。
85.可选的，补偿装置300也可以为其他结构。
86.在一些实施例中，还包括用于驱动控制夹爪移动装置200运行的应急释放组件600，应急释放组件600与夹爪移动装置200的输入端连接。
87.具体的，应急释放组件600的输出轴与电机的输入端连接，当夹爪移动装置200处于失电状态时，工作人员可通过长杆工具远距离操作应急释放组件600，通过应急释放组件600带动电机转动，从而带动夹爪205移动并松开辐照样品支架900。
88.通过应急释放组件600的设置，可在夹爪移动装置200失电状态下释放辐照样品支架900，保证夹爪移动装置200在水面上检修时，具有放射性的辐照样品支架900不被带出屏蔽水外，保证工作人员的安全。
89.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
90.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。