一种基于转换机构的气动卡爪执行机构的制作方法

1.本发明涉及蒸汽发生器无损检测技术领域，尤其涉及一种基于转换机构的气动卡爪执行机构。


背景技术：

2.核电站具有种类繁多的热交换器和承压设备，这些设备在投入运行前及正式运行后都必须按照一定的规范进行无损检测。由于核工业的自身特点，这些设备或处于放射性条件下运行，或承受高温高压(拉力)且波动较为频繁，因此其检测周期较其它行业频繁。同时为了避免放射性泄漏所带来的后果，其检查技术、检查规范和其它相关要求也更加严格。核电站蒸汽发生器传热管一般采用涡流检测定位机器人进行检查。定位机器人由于在蒸汽发生器内部工作，对重量，系统可靠性要求都比较高。
3.定位机器人通过在管板上移动调整自身位置，到达目标位置后将自身固定，调整检修工具对准要检修的管孔并伸出相应的检修工具，从而完成对目标传热管管孔的检修工作。定位机器人在作业前，需要操作人员将其从人孔送入到蒸发器管板上，故定位机器人对小型化和轻型化有着较高的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种基于转换机构的气动卡爪执行机构，该基于转换机构的气动卡爪执行机构能使定位机器人能在蒸汽发生器传热管上实现夹持功能，扩展定位机器人的应用范围，降低维护成本，缩短维护时间，减小设备人员因设备维护而受到的辐照剂量。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于转换机构的气动卡爪执行机构，包括气缸和卡爪头，所述气缸包括外层缸和内层缸，所述内层缸能够在所述外层缸内移动，所述卡爪头可拆卸地连接于所述内层缸，所述内层缸驱动所述卡爪头动作。
7.作为一种可实施的方式，所述外层缸包括外缸体和拉伸弹簧，所述拉伸弹簧平行于所述外缸体的轴线布置在所述外层缸的侧部，与所述内层缸连接以提供弹性力。
8.作为一种可实施的方式，所述外层缸的内侧设有密封圈。
9.作为一种可实施的方式，所述内层缸包括芯杆、导向套和压缩弹簧，所述芯杆的头部连接所述卡爪头，尾部连接所述压缩弹簧。
10.作为一种可实施的方式，所述卡爪头包括支撑杆、滚珠和卡爪，所述卡爪设于所述支撑杆的侧部。
11.作为一种可实施的方式，所述卡爪头还包括连接于所述内层缸的转换螺母。
12.作为一种可实施的方式，所述支撑杆的侧部开设有圆槽。
13.作为一种可实施的方式，所述芯杆与所述支撑杆通过螺纹配合连接。
14.作为一种可实施的方式，所述卡爪头外部套设有限位套以限制所述卡爪上下移
动。
15.作为一种可实施的方式，所述支撑杆的头部设有导向锥，所述导向锥被所述限位套包裹。
16.与现有技术相比，本发明提供的基于转换机构的气动卡爪执行机构具有以下有益效果：
17.本发明提供的基于转换机构的气动卡爪执行机构可以通过转换机构的快速更换，迅速完成型号更换，可以极大的扩展定位机器人的应用范围，降低维护成本，缩短维护时间，减小设备人员因设备维护而受到的辐照剂量。
18.进一步地，气动卡爪执行机构主要分为气缸和卡爪头两部分，气缸用来实现芯杆的上下动作，芯杆驱动支撑杆动作，从而带动整个卡爪头的夹持和松开。
19.进一步地，当需要夹持的管孔大小不一时，可以先松开转换螺母，然后拧开芯杆和支撑杆之间的螺纹，即可更换另一个型号的卡爪头，方便快捷。
20.进一步地，支撑杆上有圆槽，滚珠安装在卡爪上后从支撑杆圆槽放入，由于限位套的存在，卡爪不能移动的，在支撑杆前后运动时，滚珠就会分别位于支撑杆锥面大径或者小径处，卡爪即向外张开或向内缩回。
21.进一步地，气缸由两层套缸组成，即外层缸和内层缸。外层缸主要实现气动卡爪执行机构从管孔处进出，内层缸现卡爪头的动作。
22.进一步地，当发生定位机器人失去动力等现象时，气动卡爪执行机构由压缩弹簧作用力保持夹持状态，因为压缩弹簧的作用，卡爪头处于夹紧状态，从而实现机械自锁功能。
23.进一步地，当需要适应不同的管孔时，可以通过更换卡爪头整体，或者调节卡爪厚度实现机构的转换，保养和维护能够在很短时间内完成，减低维护人员的辐照剂量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1为本发明实施例所提供的基于转换机构的气动卡爪执行机构的剖视图；
26.图2为本发明实施例所提供的卡爪头的结构示意图；
27.图3为本发明实施例所提供的滚珠和卡爪配合示意图。
28.附图标记说明：
29.1、气动卡爪执行机构；2、气缸；3、卡爪头；4、芯杆；5、支撑杆；6、外层缸；7、内层缸；8、外缸体；9、拉伸弹簧；10、密封圈；11、导向套；12、衬套；13、滚珠；14、卡爪；15、限位套；16、压缩弹簧；17、导向锥；18、转换螺母；19、圆槽。
具体实施方式
30.下面通过具体实施方式进一步详细说明。
31.为了便于理解，首先对气动卡爪执行机构做简要介绍。气动卡爪执行机构是定位
机器人的安全性要求最高的部件，而因为国内蒸发器型号有m310，ap1000，华龙一号等众多型号的缘故，一种基于转换机构的气动卡爪执行机构尤为重要，这样可以通过转换机构的快速更换，迅速完成型号更换，可以极大的扩展定位机器人的应用范围，降低维护成本，缩短维护时间，减小设备人员因设备维护而受到的辐照剂量。
32.如图1所示，本发明提供了一种气动卡爪执行机构1，包括气缸2和卡爪头3。气缸2由两层套缸组成，即外层缸6和内层缸7。外层缸6主要实现气动卡爪执行机构1从管孔处进出，外层缸6包括外缸体8、拉伸弹簧9、导向环以及密封圈10，整个内层缸7整体则作为外层缸6的活塞，由于拉伸弹簧9的作用，内层缸7被推送至外层缸6底部，当气动卡爪执行机构1的外层缸6顶部进气口接通压缩气体之后，推动内层缸7整体克服拉伸弹簧9的弹力，使得作为活塞的内层缸7整体从管孔中出来。反之，撤销压缩气体，利用弹簧的回复力将作为活塞的整个内层缸7整体回复至外缸套顶部，利用这样的方式使得胀紧装置的进入传热管。即使外层缸6顶部进气口压缩气体，内层缸7整体进入管孔。
33.气动卡爪执行机构1的内层缸7结构包括缸体、芯杆4、内缸密封圈、内层缸导向环、压缩弹簧19、导向套11、衬套12等主要部件。
34.如图2和图3所示，卡爪头3包含支撑杆5、滚珠13、卡爪14、限位套15，导向锥17、转换螺母18等结构。
35.当要对当前管孔进行夹紧时，压缩气体作用在芯杆4上，使其向前运动，芯杆4沿着导向套11、衬套12向上运动，推动卡爪头支撑杆5向前运动，支撑杆5上有圆槽19，滚珠13安装在卡爪14上后从支撑杆5圆槽19放入，由于限位套12的存在，卡爪14上下是不能移动的，在支撑杆5向前运动时，滚珠13就会位于支撑杆5锥面大径处，卡爪14即向外张开，实现夹紧动作。当发生定位机器人失去动力等现象时，气动卡爪执行机构1由压缩弹簧16作用力保持夹持状态，因为压缩弹簧16的作用，卡爪头3处于夹紧状态，从而实现机械自锁功能。
36.当需要在当前夹持的管孔内释放时，向内层缸7缸体的另一端供气，推动芯杆4向后运动，芯杆4会克服压缩弹簧力沿着导向套11、衬套12向后运动，推动卡爪头支撑杆5向后运动，同样由于限位套13的存在，卡爪14上下是不能移动的，在支撑杆5向后运动时，滚珠13就会位于支撑杆5锥面小径处，卡爪14即向内缩小，实现松开动作。
37.当需要夹持的管孔大小不一时，可以先松开转换螺母18，然后拧开芯杆4和支撑杆5之间的螺纹，即可更换另一个型号的卡爪头3，方便快捷。
38.以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。