本發(fā)明屬于核設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于核反應(yīng)堆堆內(nèi)抓取中心石墨柱組件進行旋轉(zhuǎn)、提升等位移過程的精確定位和抓取裝置。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆堆芯的使用壽命約60年，而中心石墨柱的使用壽命只有40年左右，因此若要延長核反應(yīng)堆整體使用壽命就需要定期更換中心石墨柱，而目前在核反應(yīng)堆中心石墨柱抓取機構(gòu)的設(shè)計，存在著設(shè)計復(fù)雜，制造價格昂貴等問題，且在核反應(yīng)堆使用的設(shè)備要求都需要很高的可靠性和安全性，為此，綜合考慮以上問題及特點進行了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種安全可靠的機械裝置，其功能是在石墨柱更換過程中，可通過緩慢調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和升降機構(gòu)的位移速度，可精確定位及抓取中心石墨柱組件，保證其抓取過程的安全性，本發(fā)明通過更換中心石墨柱提高了核反應(yīng)堆的整體壽命。

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種核反應(yīng)堆中心石墨柱更換裝置，以方便更換核反應(yīng)堆的中心石墨柱，進而使核反應(yīng)堆心得到充分的利用，延長核反應(yīng)堆的整體壽命。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種核反應(yīng)堆中心石墨柱更換裝置，包括：升降機構(gòu)，通過平臺及軸桿結(jié)構(gòu)相互聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和抓手組件機構(gòu)，構(gòu)成整體，升降機構(gòu)驅(qū)動抓手組件機構(gòu)豎直運動，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動抓手組件機構(gòu)旋轉(zhuǎn)運動，抓手組件機構(gòu)主體上固定布置有與中心石墨組件上抓取孔相對應(yīng)的一組抓手；

進一步的，升降機構(gòu)包括：減速機、升降電機和固定于圓形平臺的平臺面接近中部位置的齒輪箱體，升降機構(gòu)由升降電機驅(qū)動，通過主動齒輪和從動齒輪帶動第一蝸桿轉(zhuǎn)動，再通過第一蝸輪驅(qū)動第一主軸轉(zhuǎn)動，第一主軸聯(lián)接位于平臺兩端的減速機，第一主軸和蝸輪位于箱體內(nèi)部，減速機可以精確控制整個傳動機制的運動速度和位移，減速機通過傳輸軸驅(qū)動大齒輪聯(lián)動小齒輪在固定于套筒上的齒條上下滾動，以使整個圓形平臺在套筒上豎直運動；

進一步的，平臺面邊緣處均布若干個滑塊，且滑塊可在套筒上的直線導(dǎo)軌上滑動用于支撐平臺；

進一步的，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)固定于平臺的正中心，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，通過第二蝸桿驅(qū)動第二蝸輪轉(zhuǎn)動，第二蝸輪帶動其第二蝸輪軸轉(zhuǎn)動，通過第一齒輪和第二齒輪聯(lián)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的第二主軸轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的第二主軸豎直穿過平臺的正中心，第二主軸的下端與抓手組件機構(gòu)的連接軸套相連，驅(qū)動抓手組件機構(gòu)在水平面上的旋轉(zhuǎn)運動；

進一步的，每個抓手包括電磁鐵、導(dǎo)桿、用于導(dǎo)桿滑動的直線軸承、導(dǎo)桿套、用于連接的若干組銷軸、勾爪座、以及用銷軸絞接在勾爪座上的一對勾爪，由電控開關(guān)來控制電磁鐵的極性，電磁鐵的排斥或吸引使得導(dǎo)桿在導(dǎo)桿套中上下移動，導(dǎo)桿在導(dǎo)桿套內(nèi)極下和極上兩種位置分別對應(yīng)了勾爪的放開狀態(tài)和收回狀態(tài)；

進一步的，抓手組件機構(gòu)的抓手上配置有攝像頭，且抓手在抓手組件機構(gòu)上的分布設(shè)計位置與中心石墨組件的抓取孔的位置是配套對應(yīng)的；

中心石墨柱更換機構(gòu)主要實現(xiàn)中心石墨組件的抓取和升降，在抓取中心石墨組件時，通過升降機構(gòu)帶動抓手組件機構(gòu)使抓手向下運動，當(dāng)抓手運動到與中心石墨組件接近后，由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動抓手機構(gòu)在水平方向旋轉(zhuǎn)微調(diào)使抓手與中心石墨組件的抓取孔對準，再使機構(gòu)整體緩慢向下運動一定距離，讓抓手進入石墨組件抓取孔，當(dāng)抓手到達中心石墨組件抓取孔的底部后，通過接近開關(guān)控制電磁鐵放開抓手，實現(xiàn)中心石墨組件的抓取工作，石墨組件抓取后，再通過升降機構(gòu)使抓取機構(gòu)及石墨組件沿著套筒豎直軌道的齒條緩慢向上運動，實現(xiàn)石墨組件的提升。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的核反應(yīng)堆中心石墨柱更換裝置具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明所述的更換裝置能夠適應(yīng)核反應(yīng)堆環(huán)境條件且實現(xiàn)更換平臺整體的緩慢而平穩(wěn)的升降運動，通過在水平方向的旋轉(zhuǎn)運動一次性將抓手與抓取孔精準定位，實現(xiàn)對核反應(yīng)堆中心石墨柱的快速更換，進而使核反應(yīng)堆心得到充分的利用，延長核反應(yīng)堆的整體壽命。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述的升降機構(gòu)及平臺總裝圖；

圖2為圖1的總裝圖的局部剖視放大圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的升降機構(gòu)及平臺主視圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述的升降機構(gòu)及平臺俯視圖；

圖5為圖4中的升降機構(gòu)和平臺W-W處局部剖視圖；

圖6為本發(fā)明實施例所述的旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)剖視圖；

圖7為圖6所示的V-V處剖視圖；

圖8為本發(fā)明實施例所述的抓手機構(gòu)及狀態(tài)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例所述的抓手機構(gòu)裝配示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

A-升降機構(gòu)；B-平臺；C-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；D-抓手組件機構(gòu)；1-減速機；2-齒輪箱體；3-平臺面；4-套筒；5-升降電機；6-主動齒輪；7-從動齒輪；8-第一蝸桿；9-第一主軸；10-第一蝸輪；11-傳輸軸；12-大齒輪；13-小齒輪；14-齒條；15-滑塊；16-直線導(dǎo)軌；17-旋轉(zhuǎn)電機；18-第二蝸桿；19-第二蝸輪；20-第二蝸輪軸；21-第一齒輪；22-第二齒輪；23-第二主軸；24-連接軸套；25-抓手；26-電磁鐵；27-導(dǎo)桿；28-直線軸承；29-導(dǎo)桿套；30-銷軸；31-勾爪座；32-勾爪。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1、2所示，一種核反應(yīng)堆中心石墨柱更換裝置，包括：升降機構(gòu)A，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C和抓手組件機構(gòu)D通過平臺B及軸桿結(jié)構(gòu)相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成整體，升降機構(gòu)A驅(qū)動抓手組件機構(gòu)D豎直運動，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C驅(qū)動抓手組件機構(gòu)D旋轉(zhuǎn)運動；

如圖3、4、5所示，升降機構(gòu)A包括：減速機1、升降電機5和固定于圓形平臺B的平臺面3接近中部位置的齒輪箱體2，升降機構(gòu)A由升降電機5驅(qū)動，通過主動齒輪6和從動齒輪7帶動第一蝸桿8轉(zhuǎn)動，再通過第一蝸輪10驅(qū)動第一主軸9轉(zhuǎn)動，第一主軸9聯(lián)接位于平臺兩端的減速機1，第一主軸9和第一蝸輪10位于齒輪箱體2內(nèi)部，減速機1可以精確控制整個傳動機制的運動速度和位移，減速機1通過傳輸軸11驅(qū)動大齒輪12聯(lián)動小齒輪13在固定于套筒4上的齒條14上下滾動，以使整個圓形平臺B在套筒4上豎直運動；

平臺面3邊緣均布四個滑塊15，且滑塊15可在套筒上的直線導(dǎo)軌16上滑動用于支撐平臺B；

如圖6、7所示，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C固定于平臺B的正中心，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C由旋轉(zhuǎn)電機17驅(qū)動，通過第二蝸桿18驅(qū)動第二蝸輪19轉(zhuǎn)動，第二蝸輪19帶動其第二蝸輪軸20轉(zhuǎn)動，通過第一齒輪21和第二齒輪22聯(lián)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C的第二主軸23轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C的第二主軸23豎直穿過平臺B的正中心，第二主軸23的下端與抓手組件機構(gòu)D的連接軸套24相連，驅(qū)動抓手組件機構(gòu)D在水平面上的旋轉(zhuǎn)運動；

如圖8、9所示，抓手組件機構(gòu)D主體上固定布置有與中心石墨組件上抓取孔相對應(yīng)的一組抓手25，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C上的第二主軸23可以調(diào)整抓手組件機構(gòu)D使抓手25在水平面的投影位置與中心石墨組件上的抓取孔對齊；

每個抓手25包括電磁鐵26、導(dǎo)桿27、用于導(dǎo)桿滑動的直線軸承28、導(dǎo)桿套29、用于連接的若干組銷軸30，勾爪座31，以及用銷軸30絞接在勾爪座31上的一對勾爪32，由電控開關(guān)來控制電磁鐵26的極性，電磁鐵的排斥或吸引使得導(dǎo)桿27在導(dǎo)桿套29中上下移動，導(dǎo)桿27在導(dǎo)桿套29內(nèi)極下和極上兩種位置分別對應(yīng)了勾爪32的放開狀態(tài)和收回狀態(tài)。

中心石墨柱更換機構(gòu)主要實現(xiàn)中心石墨組件的抓取和升降，在抓取中心石墨組件時，通過升降機構(gòu)A帶動抓手組件機構(gòu)D使抓手25向下運動，當(dāng)抓手25運動到與中心石墨組件接近后，由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)C帶動抓手機構(gòu)在水平方向旋轉(zhuǎn)微調(diào)使抓手25與中心石墨組件的抓取孔對準，再使機構(gòu)整體緩慢向下運動一定距離，讓抓手25進入石墨組件抓取孔，當(dāng)抓手25到達中心石墨組件抓取孔的底部后，通過接近開關(guān)控制電磁鐵26放開抓手25，實現(xiàn)中心石墨組件的抓取，石墨組件抓取后，再通過升降機構(gòu)A使抓取機構(gòu)及石墨組件沿著套筒4豎直軌道的齒條14緩慢向上運動，實現(xiàn)石墨組件的提升；

抓手組件機構(gòu)D的抓手25上配置有攝像頭，攝像頭未在圖中示出，且抓手25在抓手組件機構(gòu)D上的分布設(shè)計位置與中心石墨組件的抓取孔的位置是配套對應(yīng)的；

所以本發(fā)明可以通過在水平方向的旋轉(zhuǎn)運動和整體的緩慢升降運動相配合進行抓取動動的精確定位工作。

本發(fā)明不僅用于核反應(yīng)堆的中心石墨柱的更換過程中，還可以使用在其它帶孔類物料搬運的場合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。