本发明涉及一种自动取封盖装置，尤其涉及一种放射性废弃物金属桶的自动开封盖装置。
背景技术：
核电站通常对放射性废物进行水泥固化处理，并将固化废物体由标准(ej1024-1996)金属桶进行包装，可以减少有害物质的浸出，同时方便对放射性废物进行移转和加工。
在对放射性废物进行水泥固化处理的过程中，需要打开金属桶的金属桶盖以便进行固化处理，并待固化处理完成后，需要将金属桶盖再行盖到金属桶上。
作为容置放射性废弃物的金属桶而言，其金属桶盖的体积较大且重量较沉，同时具有较高的放射剂量，不仅作业环境恶劣、作业难度大，而且具有较大的安全隐忧，不便交给作业人员现场处理。
为此，有必要提供一种放射性废弃物金属桶的自动开封盖装置，以便放射性废物水泥固化处理的顺利进行。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种放射性废弃物金属桶的自动开封盖装置，以便对放射性废物水泥固化处理的顺利进行。
为了实现上述目的，本发明公开了一种自动开封盖装置，用于打开或封闭核电站废弃物包装桶，所述包装桶包括桶体和螺栓连接至所述桶体的桶盖；所述自动开封盖装置包括机架、包装桶移送机构、桶盖操作机构、三轴驱动机构、及旋转驱动机构，所述机架内设有取封盖工位，所述包装桶移送机构设置于所述机架下侧用于将包装桶移入或移出所述取封盖工位，所述桶盖操作机构连接于所述机架并位于所述取封盖工位上方，所述三轴驱动机构驱动所述桶盖操作机构于三维空间内移动以取放桶盖，所述旋转驱动机构驱动所述桶盖操作机构旋转以使所述桶盖操作机构对准所述包装桶的连接螺栓；所述桶盖操作机构操作所述包装桶的连接螺栓以打开或封闭所述包装桶。
根据本发明提供的自动开封盖装置，包装桶移送机构将包装桶移送至机架的取封盖工位，三轴驱动机构和旋转驱动机构驱动桶盖操作机构移动至包装桶上方并对准包装桶的连接螺栓，随后经由桶盖操作机构操作包装桶的连接螺栓，以将桶盖螺栓连接至桶体以封闭包装桶，或将连接螺栓拧出并将桶盖移出以打开包装桶。与现有技术相比，本发明提供的自动开封盖装置通过三轴驱动机构和旋转驱动机构驱动桶盖操作机构移送至目标位置并对准桶盖，而桶盖操作机构更可以通过旋拧螺栓以打开或封闭包装桶，进而实现对包装桶的全自动开封盖作业，可以替代人工作业且适用范围广。
较佳的，所述桶盖操作机构包括用于定位所述桶盖的桶盖抓取单元，及与所述包装桶的连接螺栓位置相对应的若干个螺栓旋拧单元；桶盖抓取单元用于抓取和定位桶盖，一方面可以通过抓取桶盖以实现桶盖的移送，另一方面可以在螺栓旋拧单元旋拧螺栓时对桶盖进行定位避免偏移。
具体的，所述三轴驱动机构连接于所述机架，所述旋转驱动机构连接于所述三轴驱动机构的输出端；所述桶盖操作机构还包括固定连接于所述旋转驱动机构的输出端的承载板，所述桶盖抓取单元和所述螺栓旋拧单元分别固定连接至所述承载板。
具体的，所述桶盖抓取机构为电磁铁。
较佳的，所述机架一侧还设置有桶盖储放位，所述桶盖操作机构在所述三轴驱动机构的驱动下移动至所述盖储放位以抓取桶盖或将桶盖放至所述桶盖储放位。
较佳的，所述桶盖储放位设置有桶盖收发机构，所述桶盖收发机构用于对所述桶盖操作机构推送桶盖或用于承接并储存所述桶盖操作机构置放的桶盖。
较佳的，所述包装桶移送机构为设置于所述机架下侧的输送辊道。
较佳的，所述自动开封盖装置还包括检测机构，所述检测机构用于检测所述包装桶的位置和/或角度。
具体的，若干个所述检测机构分别设置于所述包装桶移送机构、和/或所述桶盖操作机构处；所述检测机构为位置传感器。
具体的，所述自动开封盖装置还包括控制系统，所述控制系统根据所述检测机构获取的位置信息，控制所述包装桶移送机构、所述三轴驱动机构、所述旋转驱动机构、及所述桶盖操作机构动作。
附图说明
图1为本发明自动开封盖装置的正视图。
图2为本发明自动开封盖装置的侧视图。
图3为三轴驱动机构、旋转驱动机构、及桶盖操作机构与机架的连接结构示意图。
图4为图3中a部的放大图。
图5为桶盖收发机构的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1和图2所示，本发明提供的自动开封盖装置，用于打开或封闭核电站废弃物包装桶a00，其中，包装桶a00包括桶体和螺栓连接至桶体的桶盖。本发明自动开封盖装置包括机架100、包装桶移送机构200、桶盖操作机构300、三轴驱动机构400、及旋转驱动机构500，机架100内设有取封盖工位110，包装桶移送机构200设置于机架100下侧用于将包装桶a00移入或移出取封盖工位110，桶盖操作机构300连接于机架100并位于取封盖工位110上方，三轴驱动机构400驱动桶盖操作机构300于三维空间内移动以取放桶盖，旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300旋转以使桶盖操作机构300对准包装桶a00的连接螺栓；桶盖操作机构300操作包装桶a00的连接螺栓以打开或封闭包装桶a00。结合图3-图5所示，更具体的：
用于水泥固化处理的废物包装桶a00的桶盖和桶体通常由32个螺栓密封连接，部分包装桶a00亦可以由更多个螺栓进行密封连接。本发明提供的自动开封盖装置，能够实现自动将桶盖打开并从桶体上取走，同时还能够实现自动将桶盖密封连接到桶体上，通过本发明提供的自动开封盖装置对包装桶a00自动开封盖作业，避免人工作业的核辐射暴露危险。
如图1和图2所示，本发明提供的自动开封盖装置，包括机架100、包装桶移送机构200、桶盖操作机构300、三轴驱动机构400、旋转驱动机构500、及桶盖收发机构600。其中，机架100内设置有取封盖工位110，取封盖工位110具体为设置于机架100内、用于容置包装桶a00的空间，以便桶盖操作机构300对容置于取封盖工位110处的包装桶a00进行操作以打开或封闭桶盖；包装桶移送机构200设置于机架100下侧，用于将待加工的包装桶a00移送至取封盖工位110并待包装桶a00开封盖作业完成后将包装桶a00移出取封盖工位110；桶盖收发机构600设置于取封盖工位110的一侧，用于存储桶盖；桶盖操作机构300设置于机架100的上侧且位于取封盖工位110的上方，用于旋拧连接螺栓以使得桶盖连接至桶体或与桶体分离，同时还能够抓取桶盖以将桶盖移送至待封盖的桶体或将桶盖取走以打开包装桶a00；三轴驱动机构400和旋转驱动机构500共同驱动桶盖操作机构300，其中三轴驱动机构400驱动桶盖操作机构300于三维空间内移动，以驱动被桶盖操作机构300抓取的桶盖移送至桶盖收发机构600处进行存储，或移送至取封盖工位110处以连接至桶体，而旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300旋转，以使得桶盖操作机构300对准桶盖和桶体处的连接螺栓。根据本发明提供的自动开封盖装置通过三轴移动机构400和旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300移送至目标位置并对准桶盖，而桶盖操作机构300通过旋拧螺栓以打开或封闭包装桶a00，进而实现对包装桶a00的全自动开封盖作业。
以下结合说明书图1-图5对本发明提供的自动开封盖装置的具体结构进行详细说明。
如图1和图2所示，机架100大致呈横截面为长方形的立方框体结构，机架100一侧的空位即为取封盖工位110，该取封盖工位110用于容置包装桶a00，并对位于该取封盖工位110的包装桶a00进行自动开封盖作业；而机架100的另一侧的空位即为桶盖储放位120，用于储放从包装桶a00取出或待连接至桶体的桶盖。包装桶移送机构200为一端伸入机架100内的取封盖工位110下侧、另一端向机架100外延伸的输送辊道，包装桶移送机构200作为传送机构，通过输送辊道将待处理的包装桶a00移送至取封盖工位110处，并待包装桶a00自动开封盖完成后，将自动开封盖完成后的包装桶a00移出取封盖工位110，以实现本发明自动开封盖装置的自动化作业。桶盖收发机构600固定设置于桶盖储放位120处，用于对桶盖操作机构300推送桶盖或用于承接并储存桶盖操作机构300置放的桶盖。
如图3和图4所示，三轴驱动机构400设置于机架100的上侧，可以理解的，具体包括横向驱动单元、纵向驱动单元、及竖向驱动单元，通过横向驱动单元、纵向驱动单元、及竖向驱动单元的协同作业，以实现桶盖操作机构300于三维空间内移动。三轴驱动机构400的具体结构属于本领域公知常识，故对其不再加以累述。旋转驱动机构500同样设置于机架100的上侧，其具体可以为旋转马达或气缸等结构，用于实现桶盖操作机构300的旋转。在本实施例中，三轴驱动机构400连接于机架100的上侧、旋转驱动机构500连接至三轴驱动机构400的输出端、桶盖操作机构300连接至旋转驱动机构500的输出端，因而桶盖操作机构300可以于三维空间内移动同时还可以旋转。当然，不以此为限，亦可以由旋转驱动机构500连接于机架100的上侧、三轴驱动机构400连接至旋转驱动机构500的输出端、桶盖操作机构300连接至三轴驱动机构400的输出端，抑或进一步横向驱动单元、纵向驱动单元、竖向驱动单元、及旋转驱动机构500按照一定顺序进行连接，只要能够保证桶盖操作机构300可以于三维空间内移动同时还可以旋转即可。
再请结合图3和图4所示，桶盖操作机构300包括用于定位桶盖的桶盖抓取单元310，及与包装桶a00的连接螺栓位置相对应的若干个螺栓旋拧单元320；桶盖抓取单元310用于抓取和定位桶盖，一方面可以实现抓取并移送桶盖，另一方面可以在螺栓旋拧单元320旋拧螺栓时对桶盖进行定位避免偏移。更具体的，桶盖操作机构300还包括固定连接于旋转驱动机构500输出端的承载板330，桶盖抓取单元310和螺栓旋拧单元320分别固定连接至承载板330，且桶盖抓取单元310和螺栓旋拧单元320的输出端均向下、朝向取封盖工位110。可以理解的，螺栓旋拧单元320具有若干个，若干个螺栓旋拧单元320与包装桶a00的连接螺栓的位置相对应，三轴驱动机构400和旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300的螺栓旋拧单元320正对包装桶a00的连接螺栓时，桶盖抓取单元310定位桶盖、若干个螺栓旋拧单元320旋拧包装桶a00的连接螺栓。
如图4所示，更具体的，承载板330呈与包装桶结构想对应的圆盘形，旋转驱动机构500的输出端固定连接至承载板330上侧的中心轴处；若干个螺栓旋拧单元320与包装桶a00的连接螺栓相对应地、以承载板330的中心轴为中心沿承载板330的外缘侧呈圆周排列；至少两个桶盖抓取单元310呈以承载板330的中心轴为中心对称地设置，且位于若干个螺栓旋拧单元320的相对内侧。三轴驱动机构400驱动桶盖操作机构300于三维空间内移动、旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300于三维空间内旋转，以使得若干个螺栓旋拧单元320分别对准包装桶a00的连接螺栓后，至少两个桶盖抓取单元310抓取定位桶盖，并在螺栓旋拧单元320旋拧连接螺栓的过程一直保持对桶盖的定位装置，以保证螺栓旋拧单元320和包装桶a00的连接螺栓一直处于对准位置。
进一步的，如图4所示的桶盖抓取单元310为电磁铁，如此，一方面桶盖抓取单元310可以在螺栓旋拧单元320对准包装桶a00的连接螺栓后可以迅速对桶盖进行定位，而在对桶盖操作完成后可以方便地释放对桶盖的定位，另一方面桶盖抓取单元310定位桶盖无需占用包装桶a00外缘侧有限的空间，为螺栓旋拧单元320留出足够的安装位置，使得本发明提供的自动开封盖装置可以于承载板330上设置多达40个螺栓旋拧单元320，以对应包装桶a00上的连接螺栓。
可以理解的，本发明提供的自动开封盖装置，将用于对桶盖进行操作的桶盖抓取单元310和螺栓旋拧单元320集成于一承载板330上，在本发明提供的自动开封盖装置应对的包装桶a00的规格不同时，将桶盖操作机构300从旋转驱动机构500上取下进行置换即可。
如图5所示的桶盖收发机构600，用于对桶盖操作机构300推送桶盖或用于承接并储存桶盖操作机构300置放的桶盖。具体的，当需要对敞口的桶体封装桶盖时，三轴驱动机构400驱动桶盖操作机构300动作，移动至桶盖收发机构600上方后，通过桶盖抓取单元310磁力吸附定位桶盖后并将之移送到取封盖工位110处；当需要将包装桶a00的桶盖取下时，三轴驱动机构400驱动桶盖操作机构300动作，移动取封盖工位110上方取下桶盖后，驱动被桶盖抓取单元310磁力吸附定位的桶盖移送至桶盖储放位120处。桶盖收发机构600包括收发机架610、竖向设置于收发机架610的刚性链条传动装置640、沿刚性链条传动装置640传动方向设置的若干个桶盖存放架620、及驱动刚性链条传动装置640传动的驱动机构630；驱动机构630驱动刚性链条传动装置640，以驱使桶盖存放架620向上移动以推送桶盖或承接桶盖，或向下移动以储存桶盖，其具体结构可以参考中国专利申请文件201710202433.9。
本发明提供的自动开封盖装置，为保证各机构能够实现自动化作业，还包括检测机构700和控制系统(图中未示)。其中，检测机构700用于检测包装桶a00的位置和/或角度，而控制系统可以根据检测机构700获取的位置信息，控制包装桶移送机构200、桶盖操作机构300、三轴驱动机构400、及旋转驱动机构500动作。具体的，检测机构700具有若干个，可以分别设置于包装桶移送机构200处以检测包装桶a00是否移送到位，同时还可以设置于桶盖操作机构300处以检测螺栓旋拧单元320和包装桶a00的连接螺栓是否准确对位，当然还可以设置于桶盖收发机构600处以检测桶盖是否正常推送和承接桶盖等。控制系统与各检测机构700通信连接，并根据检测机构700检测的信息控制包装桶移送机构200、桶盖操作机构300、三轴驱动机构400、及旋转驱动机构500动作。可以理解的，检测机构700为位置传感器，包括且不限于光电传感器、霍尔传感器等。
根据本发明提供的自动开封盖装置，包装桶移送机构200将包装桶a00移送至机架100的取封盖工位110，三轴驱动机构400和旋转驱动机构500驱动桶盖操作机构300移动至包装桶a00上方并对准包装桶a00的连接螺栓，随后经由桶盖操作机构300操作包装桶a00的连接螺栓，以将桶盖螺栓连接至桶体以封闭包装桶a00，或将连接螺栓拧出并将桶盖移出以打开包装桶a00。其中，桶盖操作机构300包括承载板330和集成于承载板330上的桶盖抓取单元310和螺栓旋拧单元320，因而在本发明提供的自动开封盖装置应对的包装桶a00的规格不同时，将桶盖操作机构300从旋转驱动机构500上取下进行置换即可，提供产品适应性；而桶盖抓取单元310不需占用包装桶a00外缘侧有限的空间，为螺栓旋拧单元320留出足够的安装位置，使得本发明提供的自动开封盖装置可以于承载板330上设置多达40个螺栓旋拧单元320，以对应包装桶a00上的连接螺栓。与现有技术相比，本发明提供的自动开封盖装置可以实现对包装桶a00的全自动开封盖作业，避免人工作业且适用范围广。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。