乏燃料组件抓取装置的制作方法

1.本发明的实施例涉及核工程技术领域，具体涉及一种乏燃料组件抓取装置。


背景技术：

2.在一些情况下，需要对乏燃料组件进行抓取。例如，在乏燃料后处理工艺中，当利用剪切机对从料仓推出的乏燃料组件进行剪切时，如果剪切机发生故障需要维修，此时可以使用应急的抓取装置抓取未剪切完毕的乏燃料组件，并将乏燃料组件拖回料仓中，以降低剪切机内的放射性强度，同时为剪切机的维修提供必要的空间。
3.乏燃料组件具有多种尺寸，这对抓取装置的兼容性和适应性提出要求，有必要研究一种能够对不同尺寸的乏燃料组件进行抓取的抓取装置。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面提供一种乏燃料组件抓取装置，其包括：壳体；支撑座，设置在壳体一端，支撑座设有开口；驱动部，设置在壳体内；抓取部，抓取部穿过开口，抓取部能够在驱动部的驱动作用下张开或闭合；其中，抓取部能够张开的角度范围包括0
°
与120
°
之间。
5.本发明实施例提供的抓取装置具有良好的兼容性和适应性。
附图说明
6.通过下文中参照附图对本发明的实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
7.图1示出根据本发明一个实施例的乏燃料组件抓取装置的总体示意图；
8.图2示出图1的抓取装置的部分结构的示意图；
9.图3示出图1的抓取装置处于操作状态的示意图；
10.图4示出图1的抓取装置的另一部分结构的示意图。
具体实施方式
11.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
12.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
13.图1示出根据本发明一个实施例的乏燃料组件抓取装置100的总体示意图，图2示出图1的抓取装置100的部分结构的示意图。参照图1和图2，抓取装置100包括：壳体10；支撑座20，设置在壳体10一端，支撑座20设有开口22；驱动部30，设置在壳体10内；抓取部40，抓取部40穿过开口22，抓取部40能够在驱动部30的驱动作用下张开或闭合；其中，抓取部40能够张开的角度范围包括0
°
与120
°
之间。
14.在本发明实施例的抓取装置100中，抓取部40能够张开的角度范围较大，至少包括0
°‑
120
°
的范围，也就是说，抓取部40能够张开的最小角度可以为0
°
，能够张开的最大角度可以为120
°
。当然，在其他可能的情况下，抓取部40能够张开的角度范围可能更大，而不限于仅仅为0
°‑
120
°
的范围。
15.由于抓取部40能够张开的角度范围较大，从而对于不同尺寸的乏燃料组件，抓取部40均能够张开相应的角度以对乏燃料组件进行抓取，从而保证抓取装置100良好的兼容性和适应性。
16.在本发明的实施例中，支撑座20通过螺纹紧固件与壳体10固定连接。当然，在其他实施例中，支撑座20也可以通过卡合、焊接等方式与壳体10固定连接。支撑座20的开口与壳体10的内部环境连通，抓取部40的一部分位于壳体10内，另一部分经由开口22伸出到壳体10外。支撑座20可以为抓取部40提供支撑作用。抓取部40的一部分以及驱动部30均设置在壳体10内，使得这些部件可以受到壳体10的保护，同时使得抓取装置100具有很好的整体性。
17.这样的整体性使得抓取装置100可以整体地输送、移动，例如，抓取装置100可以作为应急抓取装置应用于乏燃料后处理工艺的剪切机系统中，并可在料仓内移动，以抓取乏燃料组件并将其拖动至料仓内。参照图1，抓取装置100包括：多个滚轮14，设置在壳体10的两侧。滚轮14可以沿料仓内的轨道运动，以实现抓取装置100在料仓内的移动。
18.壳体10可以开设有吊装孔16。通过设置吊装孔16，便于对抓取装置100进行吊装、转移，以实现对抓取装置100的安装、维修、拆卸、更换等工作。吊装孔16的数量可以为多个。多个吊装孔16可以分布在壳体10的顶面，并可以靠近顶面的相对两侧设置。
19.抓取部40可以包括多个抓爪，通过多个抓爪的旋转来实现抓取部40的张开或闭合。多个抓爪的旋转中心可以相同或不同。抓取部40的张开角度可以为彼此相对的一对抓爪之间形成的角度，也可以为彼此相对的一对抓爪各自能够旋转的角度之和。
20.图3示出图1的抓取装置100处于操作状态的示意图。结合图1至图3，在本发明的实施例中，抓取部40包括：可移动部42，能够在驱动部30的驱动作用下移动；多个抓爪44，多个抓爪44穿过开口22并与支撑座20铰接；多个连接部46，多个连接部46的一端与可移动部42铰接，多个连接部46的另一端与多个抓爪44铰接。
21.可移动部42、连接部46、抓爪44以及支撑座20之间通过多个铰接点进行铰接，通过这样的多级铰接方式，使得抓爪44具有很好的灵活性，具有较大的活动角度，能够进行大幅度的旋转，从而保证抓取部40具有很大的张开角度范围，适于对不同尺寸的乏燃料组件进行抓取。
22.多个铰接点包括：可移动部42与连接部46之间的铰接点，将其作为第一铰接点；连接部46与抓爪44之间的铰接点，将其作为第二铰接点；抓爪44与支撑座20之间的铰接点，将其作为第三铰接点。
23.第三铰接点相对于抓取装置100而言是不动的，抓爪44围绕第三铰接点旋转，单个抓爪44围绕第三铰接点的旋转角度可以作为抓爪44的张开角度，彼此相对的一对抓爪44的张开角度之和可以作为抓取部40的张开角度。例如，单个抓爪44的最大张开角度为60
°
，那么抓取部40的最大张开角度为120
°
。
24.第一铰接点跟随可移动部42的移动而移动。在第三铰接点保持不动的前提下，第一铰接点移动，将使得第二铰接点也发生移动，进而改变连接部46和抓爪44的姿态，使得抓爪44围绕第三铰接点旋转。
25.第一铰接点、第二铰接点以及第三铰接点排列为折线，第二铰接点作为折线的顶点，第一铰接点与第二铰接点之间的连线以及第三铰接点与第二铰接点之间的连线形成夹角。当可移动部42移动时，夹角的角度变化。在本发明的实施例中，当可移动部42沿远离支撑座20的方向移动时，夹角的角度变大，并且抓取部40的张开角度变大；当可移动部42沿靠近支撑座20的方向移动时，夹角的角度变小，并且抓取部40的张开角度变小。
26.抓爪44和连接部46的数量可以为两个。当然在其他实施例中，也可以根据需要增加抓爪4和连接部46的数量。多个连接部46可以对称地分布在可移动部42的周侧。抓取部40可以大致为对称结构。可移动部42可以沿直线移动，可移动部42的中心的移动路径可以与抓取部40的中心线重合。
27.在一些实施例中，抓爪44包括：延伸部442、弯折部444，延伸部442的一端与连接部46铰接，延伸部442的另一端与弯折部444连接；突出部446，突出部446从延伸部442的内侧突出，突出部446与支撑座20铰接。
28.延伸部442可以为长形结构，延伸部442穿过开口22，延伸部442的一端位于壳体10内并与连接部46铰接，延伸部442的另一端伸出壳体10外，从而弯折部444位于壳体10外用于进行抓取。
29.延伸部442的内侧为延伸部442朝向抓取部40内部的一侧。在延伸部442的内侧形成突出部446，突出部446更为靠近抓取部40的中心线。突出部446可以从延伸部442的中间部分突出。第二铰接点形成在延伸部442一端，第三铰接点形成在突出部446上，相较于第三铰接点形成在延伸部442上，可以保证第一铰接点与第二铰接点之间的连线以及第三铰接点与第二铰接点之间的连线所形成的夹角更小，使得夹角有更大的余地可以展开，从而抓取部40可以更为充分地张开，即抓取部40能够张开的角度范围更大。
30.在本发明的实施例中，突出部446大致为三角形。当然，在其他实施例中，突出部446也可以为任何合适的形状。突出部446与延伸部442可以为一体成型的结构。
31.在一些实施例中，弯折部444的一端形成弧形的配合面445。本发明的抓取装置100可用于抓取乏燃料组件，具体抓取乏燃料组件的操作头52。如图3所示，操作头52具有环形凹槽，弯折部444可以伸入环形凹槽内并与环形凹槽的槽底和槽壁抵接。通过形成弧形的配合面445，使得弯折部444可以与环形凹槽更为紧密地配合，以实现稳固的抓取。
32.在一些实施例中，抓取装置100还包括定位部50，其一端连接在支撑座20上，另一端在壳体10外延伸，定位部50位于多个抓爪44之间，定位部50具有预定长度。
33.定位部50用于与乏燃料组件的操作头52的端面抵接，通过抵接来指示抓取装置100进行抓取的时机。在利用抓取装置100进行抓取时，抓取部40可以首先张开一个较大的角度，抓取装置100朝向乏燃料组件移动，当移动到定位部50与操作头52的端面抵接时，抓取部40可以闭合，此时抓取部40刚好可以抓取到乏燃料组件的操作头52的环形凹槽处。当抓取部40完成抓取之后，可以使抓取装置100移动以拖动乏燃料组件进入料仓。
34.定位部50可以具有多种规格，不同规格的定位部50的长度不同，当抓取不同尺寸的乏燃料组件时，安装相应规格的定位部50。或者，定位部50可以伸缩以改变其长度，当抓取不同尺寸的乏燃料组件时，将定位部50调节到合适长度。
35.定位部50可以通过可拆卸的方式与支撑座20连接，例如可以通过螺纹连接的方式与支撑座20连接。开口22的数量可以为多个，各个抓爪44穿过各个开口22。定位部50的一端连接在支撑座20的位于多个开口22之间的部分上。
36.在一些实施例中，驱动部30包括：丝杠32，可移动部42设置在丝杠32上；电机34，电机34用于驱动丝杠32旋转，使得可移动部42沿丝杠32移动。电机34可以为步进电机。可移动部42可以为螺母。当电机34驱动丝杠32顺时针转动时，可移动部42向远离支撑座20的方向移动，抓爪44张开；当电机34驱动丝杠32逆时针转动时，可移动部42向靠近支撑座20的方向移动，抓爪44闭合。
37.在一些实施例中，抓取装置100还包括：第一限位部36、第二限位部38，设置在丝杠32上，可移动部42设置为在第一限位部36和第二限位部38之间移动。第一限位部36和第二限位部38提供限位、止档的作用，防止可移动部42移动到不期望的位置。第一限位部36、第二限位部38可以为圆螺母。
38.抓取装置100还可以包括：联轴器31，与电机34的输出端连接，电机34带动联轴器31转动，联轴器31带动丝杠32转动。通过设置联轴器31，可以提供良好的缓冲、减震作用。抓取装置100还可以包括：轴承33，丝杠32安装在轴承33内。
39.图4示出图1的抓取装置100的另一部分结构的示意图。如图4所示，抓取装置100还包括：电机安装座35，用于安装电机34；丝杠安装座37，用于安装丝杠32。电机安装座35和丝杠安装座37可以安装至壳体10。
40.在一些实施例中，抓取装置100还包括：信号接收部60，用于接收遥控信号；控制部70，与信号接收部60和驱动部30电连接；信号接收部60和控制部70均设置在壳体10内，控制部70设于信号接收部60和驱动部30之间。
41.通过设置信号接收部60和控制部70，可以实现对抓取装置100的远程控制，并可以避免使用贯穿热室的信号传输电缆。信号接收部60可以接收热室外遥控器发送的实时遥控信号，并将遥控信号传送给控制部70，控制部70基于接收到的遥控信号向驱动部30输出控制信号，控制驱动部30驱动抓取部40张开或闭合。具体地，控制部70可以控制电机34的旋转方向及旋转速度。
42.信号接收部60和控制部70均设置在壳体10内，可以受到壳体10的保护，同时保证抓取装置100的整体性。控制部70设于信号接收部60和驱动部30之间，便于控制部70分别与信号接收部60和驱动部30通信。信号接收部60、控制部70以及驱动部30可以沿壳体10的延伸方向排布。控制部70可以安装至壳体10。控制部70可以为io控制器。
43.在一些实施例中，抓取装置100还包括：第一安装板62，安装至壳体10的相对两侧
壁，信号接收部60设置于第一安装板62；第二安装板64，与壳体10和第一安装板62连接，第二安装板64与第一安装板62垂直，第二安装板64用于安装信号接收部60与控制部70之间的电连接线。
44.通过将信号接收部60设置于第一安装板62，并将信号接收部60与控制部70之间的电连接线安装于第二安装板64，使得信号接收部60、控制部70之间的整体性更好。可以在壳体10外将信号接收部60设置于第一安装板62，将信号接收部60与控制部70通过电连接线连接，并将电连接线安装于第二安装板64上，然后再将这些部件整体地、模块化地安装到壳体10内，从而便于对信号接收部60、控制部70以及相关的电连接线进行安装、拆卸、整理。电连接线可以规整地安装在第二安装板64上，防止电连接线杂乱地置于壳体10内，对其他部件造成干扰、妨碍。
45.在壳体10的相对两侧壁上可以开设凹槽，第一安装板62与凹槽配合，并可通过紧固件与壳体10固定连接。第二安装板64的相对两侧分别与壳体10和第一安装板62连接，第二安装板64可以连接至第一安装板62靠近边侧的位置处。
46.在一些实施例中，抓取装置100还包括：电池80，设置在壳体10内，电池80用于为信号接收部60、控制部70以及驱动部30提供电源；第三安装板82，第三安装板82安装至壳体10的相对两侧壁，第三安装板82与信号接收部60设于第一安装板62的相背两侧，电池80设置于第三安装板82。电池80可以为锂电池。
47.在壳体10的相对两侧壁上可以开设凹槽，第三安装板82与凹槽配合，并可通过紧固件与壳体10固定连接。第三安装板82用于承载电池80。第三安装板82与信号接收部60设于第一安装板62的相背两侧，使得电池80和信号接收部60可以层叠地设置，电池80和信号接收部60沿着与壳体10的延伸方向垂直的方向排布，可以布置地更为紧凑，减少对壳体10内部空间的占用。这对于需要在料仓内移动的抓取装置100而言是有利的，由于料仓的限制，抓取装置100的体积有限。第三安装板82与第一安装板62可以平行地设置。第三安装板82与第一安装板62之间可以设有间隔，防止电池80产生的热量对信号接收部60造成影响。
48.在一些实施例中，壳体10设有电池取放口12，电池80限制在电池取放口12内；抓取装置100还包括抵压件84，抵压件84的一端设置在壳体10上，抵压件84的另一端延伸到电池取放口12内并抵压电池80。
49.电池取放口12的形状和尺寸与壳体10的形状和尺寸匹配，使得电池80可以限制在电池取放口12内。第三安装板82的位置与电池取放口12的位置对应，使得电池80可以放置于第三安装板82并被电池取放口12限制。电池取放口12的设置便于电池80放入壳体10内或者从壳体10内取出。通过设置抵压件84，可以进一步固定电池80，防止其松动。抵压件84的一端可以通过紧固件与壳体10固定连接。
50.在电池取放口12处，电池80可以裸露在外。一方面，由于抓取装置100在料仓内移动，料仓可以对抓取装置100起到一定的保护作用；另一方面，抓取装置100作为应急使用，无需考虑电池80长久的性能。因而无需在电池取放口12对电池80进行额外的遮蔽。
51.对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
52.以上，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，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。