一种夹源机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种夹源机械手，这种机械手主要包括夹具体和操作竿两部分。所述夹具体为一直竿，它的一段为对剖开的弹性对剖段，所述对剖段的两半边交界处设有一使两半边张开的支撑件，两半边的张开端分别开有一孔，一柔性绳贯穿两孔，绳的一端打结固定于一孔上，绳的另一端延伸至操作竿的顶部，在顶部附近的柔性绳上设数个紧固连接件可与操作竿顶部临时连接与脱离，所述夹具体张开端的两半边端上分别缠绕若干圈橡筋绳，这是与放射源接触的关键部位。所述操作竿是操作人员支配夹具体行动的部件。夹具体与操作竿结合构成了本实用新型机械手。本实用新型是一种简单、实用、安全可靠、应变力强，易于制作的适用于夹放射源要求的特殊机械手。
【专利说明】一种夹源机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械手，尤其涉及夹放射源的机械手。
【背景技术】
[0002]辐照食品是和平利用原子能的重要方面之一。因辐照食品主要是用钴-60原子核衰变、跃迁产生的Y (伽玛)射线进行，所以人们曾对它的安全性提出了质疑。为了回答辐照食品的安全性，上世纪后半叶，国际原子能机构(IAEA)、联合国粮农组织(FA0)、世界卫生组织(WHO)三大机构，组织了很多相关专家对辐照食品安全性进行了系统深入的研究，于1997年由WHO代表三大机构宣布研究结果:在当前技术条件下可以达到的任何辐照剂量范围内的辐照食品都是安全的和具有营养适宜性的，即使达到75kGy的剂量处理，食品也可以食用(一般食品辐照灭菌10-20kGy的剂量就足够了)。为达到某些特殊食品灭菌的需要，美国批准了宇航员的食品辐照剂量为45kGy，辐照调味品为30kGy。这一结论宣布后，世界各国纷纷建造辐照装置以保存食品，使食品的货架寿命延长。目前食品辐照已形成新兴的朝阳产业。
[0003]我国是发展中国家，原子能和平利用起源于上世纪六十年代。当时主要用于辐射诱变育种，经过多年努力，辐射育种为我国粮食生产作出了重大贡献。随着射线应用的广泛深入研究，目前开展的辐照应用领域是辐照诱变育种、辐射杀虫、辐射灭菌、辐射材料改性等。当前照射物品最多的是食品、药品、调味品及卫生用品等，这些都属于灭菌范围。我国是世界人口最多的国家，食品消耗为世界之最，食品损失也是世界之最。为了最大限度保存农副产品和食品，我国已建成辐照装置100余座.每年有成百上千枚钴-60放射源新装、添加、挪动和退役。机械手的使用是必不可少的工具。
[0004]放射源，尤其是强放射源，一般是贮存在几吨重的铅罐中或几米深水井的源架上。放射源从铅罐到源架，从源架到铅罐或在源架上调位时，都需要机械手在水下完成，所以机械手是辐射场中不可缺少的重要工具。所谓夹源机械手是指:因放射源不能用手去拿，故要用工具代替人手去进行工作，这种工具，人们常称之为机械手。
[0005]现有技术的缺点是在使用过程中暴露出来的。放射源是在铅罐内或源架上，铅罐和源架是在水井中，水深有5至8米，根据设计装量决定其水井深度。机械手是通过水层介质而工作。
[0006]现在放射源的标准尺寸是Φ11.lXL451mm,用两层薄壁不锈钢包鞘经氩弧焊分别密封而成；上世纪的国产源是O15XL90mm，单层不锈钢包鞘。这就是机械手工作的对象。
[0007]现有机械手的缺点是:
[0008]1.当机械手夹住源棒后，源棒与机械手的相对态势不能改变。要想将源棒插入源架多层孔中，只有源棒与水井底面垂直时方有可能。有时源棒落入井底，机械手夹住源棒时，源棒不能与井底垂直，当然源棒不能直接插入源架多层孔中。这是它的最大缺点。
[0009]2.操作竿、夹具头和力传递部分均为不锈钢材质，较重，人在水面上操作感到很费力。
[0010]3.夹具头(爪子)是不锈钢材质，而且较厚，在夹放射性源棒时，柔韧性较差，手感不好，可能将放射性源棒夹变形甚至夹破，一旦放射性源棒夹变形，源棒则不能插入源架多层孔中，麻烦就大了，若夹破，放射性核素泄漏将会造成重大的放射事故。
[0011]4.各辐射场的机械手是根据辐照场结构设计制作，若在另一辐照场使用不一定适用，所以应变能力较差。
[0012]5.各辐照场的机械手要精心绘图设计，精密加工制作和组装调试，费时。
[0013]6.制作成本较高。
实用新型内容
[0014]本实用新型的目的在于:提出一种简单、实用、安全可靠、应变力强，适用于夹源特殊要求的机械手。
[0015]本实用新型是通过下述技术方案实现的:
[0016]一种夹源机械手，包括一直竿，所述直竿一端为一段对剖开的弹性对剖段，所述对剖段的两半边对剖面交界处设有一使两半边端张开的支撑件，一柔性绳的一端固定于其一半边端上，另一端活动贯穿另一半边端并沿所述直竿延伸至直竿端头，在直竿端头附近的柔性绳上设数个紧固连接件可与操作竿顶部临时固定与脱离。
[0017]作为选择，所述直竿由操作竿和夹具体连接固定构成，所述夹具体末端设有所述对剖段。
[0018]夹具体和直竿可以合二为一为一整体直竿(水井较浅时)，也可以如上述方案中，直竿由操作竿和夹具体连接固定构成夹源机械手，如捆绑固定，对剖段两半边略具形变弹力，操作竿与夹具体重叠程度可应变水井的深度。
[0019]作为进一步选择，所述夹具体为竹竿或塑料管制成。
[0020]作为进一步选择，所述夹具体为竹竿制成，所述对剖段两半边端的竹竿节隔对称开有半圆缺口。
[0021]作为进一步选择，所述夹具体为塑料管制成，所述对剖段两半边端管内分别塞有布团或硬质泡沫塑料。
[0022]作为选择，所述支撑件为一楔子或弹簧。
[0023]作为选择，所述对剖段的两半边端是分别缠绕有若干圈橡筋的夹具头。
[0024]作为选择，所述直竿为铝合金管、竹竿或塑料管制成。
[0025]上述方案中，直竿采用较轻材质，如铝合金管、硬质塑料管及竹竿(竹竿节间可以打孔以消除浮力)等。
[0026]作为选择，所述紧固连接件为若干个相间隔固定于柔性绳尾部的固定闩。
[0027]作为选择，所述直竿上间隔设有若干导位圈，所述柔性绳依次从各导位圈中穿过。
[0028]本实用新型的工作流程:
[0029]“机械手”未工作时，直竿(夹具体)对剖段由于支撑件的支撑处于常开状态。夹源时，操作人员手持“机械手”直竿(操作竿)伸入井下，当操作人员将两半边张开端的对剖段(夹具头)“骑”在放射源棒端时，将柔性绳一拉，由于柔性绳的拉力，对剖段张开的两半边端收紧，两半边端便夹住源棒端，然后由紧固连接件将柔性绳临时固定在操作竿上，柔性绳保持绷紧，对剖段张开的两半边端保持收紧，源就固定在对剖段端上，这样可将源顺利插入源架多层孔内，或由源架取出插入铅罐花篮内，再将紧固连接件解除对柔性绳的紧固，柔性绳松弛，对剖段由于弹性自然回复张开，源便与对剖段分离，完成了装源或取源工作，非常方便。
[0030]有时还会遇到放射源躺于井底，“机械手”整体与源棒成90度态势，这时也可将对剖段端“骑”在源的一端适当拉紧柔性绳，利用源另一端的重量使源棒自然垂直于井底而不脱落对剖段，再紧固柔性绳，源就可以顺利转移了，也很方便。这是现有机械手没有的功能，也是它的最大缺点。
[0031]本实用新型充分利用了夹具体对剖面两边的形变力，柔性绳的张力和橡筋绳的弹力，将三种韧性力有机结合，既保护了放射源，又能改变夹源过程中源棒与机械手的相对态势。这就是实用新型的“灵魂”所在。
[0032]本实用新型的有益效果:夹放射源主要五种情况:①将铅罐中的放射源棒插入辐照装置的核心部件多层源架孔内将源架上的放射源棒夹到铅罐的花篮孔内源架上放射源棒位置的调整；④在铅罐与源架之间可能使用过渡容器，机械手则在铅罐——过度容器一源架之间工作夹源不小心将放射源棒落入水井底部时，机械手还要从井底将放射源棒夹到应放位置。
[0033]机械手工作的环境:机械手是在水井中工作，一般水井都有7-8米深，水井面积一般都在4平方米以上。操作人员在水面上操作机械手，在水井灯的照射下，看准源的位置夹源。
[0034]放射源的情况:现在钴-60放射源，无论进口还是国产的都按国际标准生产，其几何尺寸是Φ11.lXL451mm，两层薄壁不锈钢包鞘密封，上世纪的国产源是015XL90mm，单层不锈钢密封。
[0035]本实用新型“机械手”与现有机械手比较:
[0036]1.现有机械手，要根据辐照场结构情况精心绘图设计；本实用新型“机械手”的设计不需要那样精密，故现场应变能力强。
[0037]2.现有机械手需要技术工人精密加工制造，本实用新型“机械手”一般工作人员都能制作。
[0038]3.现有机械手均为不锈钢件；本实用新型“机械手”取材方便。
[0039]4.现有机械手较重；本实用新型“机械手”较轻，操作时省力。
[0040]5.现有机械手夹源的爪子为不锈钢件；本实用新型“机械手”夹源端的爪子有橡筋绳缠绕，对放射源有保护作用。
[0041]6.现有机械手力的传递是不锈钢绳或不锈钢圆条；本实用新型“机械手”是用柔性绳，具有一定韧性，夹源时手感较好。
[0042]7.现有机械手一般是根据辐照装置结构特定设计的，在另一辐照装置使用不仅操作竿部分更换麻烦，力传递部分更换更麻烦；本实用新型很简单，只需将操作竿接长或缩短，用铁丝扎紧即可；力传递部分的绳子接长或缩短就行了，应变能力强。
[0043]8.现有机械手的最大缺点是夹住源后，源棒与机械手的相对态势不能变动。比如当放射源棒落到井底，机械手夹住源棒后，源棒与操作竿的夹角不是180°，无法插入源架多层孔中，这时还需将源放入过渡容器内，使源棒顶端向上，机械手再去夹源棒顶端，方能将源插入源架多层孔中；本实用新型“机械手”在井底夹住源端后，“机械手”在往上提的过程中，利用源另一端的自身重量，源棒与操作竿的夹角自然转变为约180°可将源棒一次性插入源架多层孔中；有时角度不够，还可以将源棒的另一端轻轻与源架碰撞一下，使之变为约180°。也就是说，本实用新型“机械手”的对剖段夹源端，源棒可在上面改变态势。
[0044]9.现有机械手制作成本较高，本实用新型“机械手”成本较低。
[0045]10.现有机械手制作需要较多时间；本实用新型“机械手”可在约30分钟内制成。省时。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0047]图中，I为操作竿，2为夹具体,3为楔子,4为夹具头,5为尼龙绳,6为导绳圈,7为固定闩，8为扎丝，9为夹具头孔。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
[0049]如图1所示，一种夹源机械手，包括夹具体和操作竿，夹具体的一段为对剖开的弹性对剖段，对剖段的两半边剖面交界处设有一使两半边端张开的支撑件，支撑件为一楔子3或弹簧，两半边端上分别开有一孔9，一柔性绳(尼龙绳5)贯穿两孔，绳一端固定于其一半边孔上，另一端沿直竿延伸至操作竿端头，与设于柔性绳端头上可将柔性绳临时固定于操作竿上的紧固连接件连接，紧固连接件为若干个相间隔固定于柔性绳尾部的固定闩7。
[0050]作为选择，如本实施例所示，柔性绳由尼龙绳5或用其他塑料绳制成，绳的粗细应适度，它起力的传递作用力，其中间也可连接一弹簧或橡筋。操作竿I和夹具体2经扎丝8扎紧固定连接构成，两者可以自由拆解重新绑定由此调节机械手的长度。操作竿I 一般选用Φ30πιπι左右的铝合金管或相应粗细的竹竿，其长度视水井深度而定，若用竹竿制作，水井较深时，竹竿势必接得长，竹竿下水会有一定浮力，这时可将竹竿节与节空筒部分适当钻孔，让水进入筒内，消除浮力的影响。夹具体2总长一般为1.5至2.5米，可用竹竿或塑料自来水管制成，直径约30mm左右，在该竿或管的一端用刀或锯对剖60-80公分长的“V”，形成前述对剖段，然后在对剖面交界处将支撑件的楔子3或弹簧塞入，使对剖段口端张开，楔子3的上移或下挪决定了夹具体2端的张开度。在对剖段头上方约3公分处的两边分别打孔形成夹具头孔9，孔径大小3-4mm，尼龙绳5从中穿过，并一端打结。穿有尼龙绳5的夹具头孔9与对剖段端头之间形成夹具头4，夹具头4是接触源的关键部位，夹具头4两半边分别缠绕若干圈的橡筋。橡筋可剪自自行车内胎或用橡皮筋绳缠绕。若用竹竿作夹具体2，夹具头4位置最好留节，两边节隔用刀挖一小块各形成半圆，然后缠绕橡筋；若用塑料自来水管，则在橡筋与管壁间塞上布团或硬质泡沫塑料。操作竿I上间隔设有若干导位圈6，导位圈6是在竿上设的2-3个铁丝小圈，从夹具头孔9穿出的尼龙绳5沿操作竿I依次从各导位圈6中穿过，其作用是使尼龙绳5不在水中飘移而影响操作人员的视线。操作竿I若用铝合金管或自来水管制作，尼龙绳5或塑料绳可从操作竿I中间通过，也可不设置该导位圈
6。尼龙绳5末端依次串有若干固定闩7，如本实施例所示，设置有3个固定闩7，可根据实际情况自由设置。固定闩7的作用有二，一是操作人员握持固定闩7提拉尼龙绳时用力方便；二是夹住源后，将固定于尼龙绳5上的某个固定闩7的一端塞入操作竿I端孔内，固定闩7在孔内卡住，尼龙绳5由此保持绷紧，由此夹具头4保持夹紧，将源夹持住，操作人员便不再用力拉绳，可腾出一只手来做其他事情。可根据需施加绷紧力的大小，选择不同位的固定闩7插入操作竿I端孔内，越靠近操作竿I端孔的固定闩7所能施加的绷紧力自然越小，否则越大。闩7的长短应略大操作竿内径的2倍。
[0051]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种夹源机械手，其特征在于:包括一直竿，所述直竿一端为一段对剖开的弹性对剖段，所述对剖段的两半边对剖面交界处设有一使两半边端张开的支撑件，一柔性绳的一端固定于其一半边端上，另一端活动贯穿另一半边端并沿所述直竿延伸至直竿端头，在直竿端头附近的柔性绳上设数个紧固连接件可与操作竿顶部临时固定与脱离。
2.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述直竿由操作竿和夹具体连接固定构成，所述夹具体末端设有所述对剖段。
3.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述支撑件为一楔子或弹簧。
4.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述对剖段的两半边端是分别缠绕有若干圈橡筋的夹具头。
5.如权利要求1所述夹源机械手，其特征在于:所述直竿为铝合金管、竹竿或塑料管制成。
6.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述柔性绳为塑料绳。
7.如权利要求2所述的夹源机械手，其特征在于:所述夹具体为塑料管制成，所述对剖段两半边端管内分别塞有布团或硬质泡沫塑料。
8.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述紧固连接件为若干个相间隔固定于柔性绳尾部的固定闩。
9.如权利要求1所述的夹源机械手，其特征在于:所述直竿上间隔设有若干导位圈，所述柔性绳依次从各导位圈中穿过。
【文档编号】B25J1/00GK203733483SQ201320826225
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】杨平华, 魏敏, 刘宇雄, 刘虹 申请人:四川省农业科学院生物技术核技术研究所