|
【專利介紹】核廢料鋼桶自動取封蓋系統
文/齊兆軍
申請號：CN201310077670.9
公開號：CN103145074A
IPC分類號：B67B3/00; G21F9/20; B67B7/14
發明人：齊兆軍;黃躍進;黃永謙
專利權人：大連德欣新技術工程有限公司
摘要
本發明公開了一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，具有：將盛裝核廢料的鋼桶輸送至指定位置的輸送滾道、安裝/拆卸所述鋼桶桶蓋的取蓋/封蓋裝置和存放取蓋/封蓋裝置取下的桶蓋的桶蓋存儲架；所述取蓋/封蓋裝置具有：位于所述輸送滾道上方的多軸擰松/擰緊系統和銜接所述多軸擰松/擰緊系統和桶蓋存儲架的桶蓋抓取輸送裝置由于采用了上述技術方案，本發明公開的核廢料鋼桶自動取封蓋系統，采用了鋼桶自動定位，螺栓及螺孔位置自動檢測定位和多軸自動擰松/擰緊裝置，多項先進可靠的技術，可以實現多個鋼桶的自動取蓋堆放以及再自動封蓋。避免了人工干預，滿足了核島作業的安全性要求。
權利要求書
1、一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，具有：
將核廢料的鋼桶（2）輸送至指定位置的輸送滾道（1）、安裝/拆卸所述鋼桶 （2）桶蓋（21）的取蓋/封蓋裝置（3）和存放取蓋/封蓋裝置（3）取下的桶蓋 （21）的桶蓋存儲架（4）；
所述取蓋/封蓋裝置（3）具有：位于所述輸送滾道（1）上方的多軸擰松/擰 緊系統（31）和銜接所述多軸擰松/擰緊系統（31）和桶蓋存儲架（4）的桶蓋抓 取輸送裝置（32）；
所述多軸擰松/擰緊系統（31）具有：多個位于同一圓周曲線上，中心對稱 的多個螺栓擰松/擰緊裝置（311），所述的多個擰松/擰緊裝置的頂端分別固定在 一水平固定盤（312）的下表面；該旋轉固定盤（312）上方連接有一可升降高 度的伺服旋轉機構（313）；
所述多軸擰松/擰緊系統（31）還具有：螺栓/螺孔檢測裝置（314），該裝置 至少具有一對識別螺栓和螺孔的對射光電開關；所述檢測裝置的檢測中心與所 述多個螺栓擰松/擰緊裝置（311）中的一個同軸；
所述多軸擰松/擰緊系統（31）的下方還具有：與所述多軸擰松/擰緊系統（31） 獨立設置，可升降高度的夾緊定心裝置（315），該裝置具有一對相對設置，間 距可調的V型鐵（3151）；
拆卸桶蓋（21）時：輸送滾道（1）將帶有桶蓋（21）的鋼桶（2）輸送至 多軸擰松/擰緊系統（31）的下方，所述夾緊定心裝置（315）的一對V型鐵（3151） 夾緊桶蓋（21）的邊緣；螺栓/螺孔檢測裝置（314）中的對射光電開關開啟并工 作，所述伺服旋轉機構（313）旋轉，帶動光電對射開關旋轉，直至所述對射光 電開關檢測到螺栓，表明所述桶蓋的螺栓與多個螺栓擰松/擰緊裝置（311）一一 對應，多軸擰松/擰緊系統（31）高度下降，多個螺栓擰松/擰緊裝置（311）擰 松桶蓋（21）螺栓；夾緊定心裝置（315）夾起桶蓋（21）傳送至桶蓋抓取輸送 裝置（32），由所述輸送裝置放置在所述桶蓋存儲架（4）上，完成桶蓋（21） 的拆卸；
安裝桶蓋時：桶蓋抓取輸送裝置（32）從桶蓋存儲架（4）上抓取桶蓋（21）， 輸送至所述多軸擰松/擰緊系統（31）的下方；夾緊定心裝置（315）下降至桶蓋 （21）高度，夾緊該桶蓋，完成桶蓋（21）與多軸擰松/擰緊系統（31）的定心； 螺栓/螺孔檢測裝置（314）中的對射光電開關開啟并工作，所述伺服旋轉機構 （313）不斷的旋轉，直至所述對射光電開關檢測到螺栓孔，完成所述螺栓擰松 /擰緊裝置（311）與螺栓的一一對應；多軸擰松/擰緊系統（31）下降高度，將 桶蓋（21）保留在多軸擰松/擰緊系統（31）上；輸送滾道（1）將鋼桶（2）輸 送至多軸擰松/擰緊系統（31）的下方，夾緊定心裝置（315）下降夾緊鋼桶（2）， 完成當前鋼桶與多軸擰松/擰緊系統（31）的定心；
螺栓/螺孔檢測裝置（314）中的對射光電開關二次開啟并工作，所述伺服旋 轉機構（313）旋轉，直至所述對射光電開關檢測到螺栓孔，完成多軸擰松/擰緊 系統（31）與鋼桶螺栓孔的一一對應，多軸擰松/擰緊系統（31）下降，釋放桶 蓋（21），擰緊螺栓，完成桶蓋的安裝。
2、根據權利要求1所述的一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，其特征還在于：
所述伺服旋轉機構（313）具有：與所述水平固定盤（312）上表面的中央 連接的中心軸（3131），該中心軸的外齒輪與驅動軸（3132）的外齒輪嚙合；工 作時，中心軸（3131）由驅動軸（3132）驅動進行旋轉，帶動多軸擰松/擰緊系 統（31）進行旋轉；
所述中心軸（3131）的上方設有固定盤（3134），固定盤（3134）的上方連 接有多根調節所述伺服旋轉機構高度的液壓柱（3133）。
3、根據權利要求1所述的一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，其特征還在于： 所述的桶蓋抓取輸送裝置（32）具有：接收多軸擰松/擰緊系統（31）取下的桶 蓋，傳送至指定位置的第一抓取輸送裝置（321）和在所述指定位置抓取桶蓋 （21），將桶蓋（21）放置在所述桶蓋存儲架（4）上的第二抓取輸送裝置（322）；
所述第一抓取輸送裝置（321）具有一水平滑軌（3211），該滑軌具有一沿 該滑軌移動的滑塊（3212），該滑塊（3212）的上方具有承托桶蓋（21）的支撐 固定架（3213）；
當所述滑塊運動至水平滑軌（3211）靠近多軸擰松/擰緊系統（31）的一端 時，支撐固定架（3213）抓取多軸擰松/擰緊系統（31）攜帶的桶蓋（21）后， 向所述滑軌的另一端運動，到達預定位置后，由所述第二抓取輸送裝置（322） 抓起桶蓋，放置在桶蓋存儲架（4）上。
4、根據權利要求3所述的一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，其特征還在于： 所述第二抓取輸送裝置（322）具有：設置在第一抓取輸送裝置（322）上方的 水平滑軌II（3221），與所述水平滑軌II（3221）配合移動的滑塊II（3222），該 滑塊的下方設有可升降高度的固定爪（3223）；
當滑塊II（3222）運動至水平滑軌II（3221）靠近第一抓取輸送裝置（321） 的一端時，固定爪（3223）下降高度，抓取位于支撐固定架（3213）上的桶蓋(21) 后，向水平滑軌II（3221）另一端運動，到達指定位置時，將所述桶蓋（21）放 置在桶蓋存儲架（4）上。
5、根據權利要求4所述的一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，其特征還在于： 所述桶蓋存儲架（4）具有：立式支撐架（41），固定在該支撐架面向第二抓取 輸送裝置（322）一側，可升降高度的滑動板（42），在滑動板（42）的外側， 由上至下依次固定有多個夾持桶蓋（21）的桶蓋夾（43）；
當桶蓋存儲架（4）接收由桶蓋抓取輸送裝置（32）傳送的桶蓋時，處于空 閑狀態下的位于最下端的桶蓋夾（43）上升至指定高度，帶有桶蓋（21）的固 定爪（3223）下降至同一高度，桶蓋夾（43）夾緊桶蓋（21）后下降高度；固 定爪（3223）復位，等待下一個桶蓋。
當第二抓取輸送裝置（322）抓取存儲的桶蓋（21）時，攜帶有桶蓋的最上 端的桶蓋夾（43）上升至特定高度，等待固定爪（3223）抓緊桶蓋（21）時， 該桶蓋夾（43）打開，并上升高度。
說明書
1、技術領域
本發明涉及一種自動取蓋和封蓋系統，尤其涉及盛裝核廢料鋼桶的自動取 蓋和封蓋系統。
2、背景技術
核廢料（nuclear waste material）泛指在核燃料生產、加工和核反應堆用過 的不再需要的并具有放射性的廢料。在運輸和存儲核廢料的過程中，都要用到 鋼桶盛裝經過封閉的核廢料，由于鋼桶具有很強的放射性，所以在其灌裝和運 輸的過程中，都必須禁止人員靠近，也就無法采用傳統的人工的方式，對鋼桶 進行密封，而現有的設備中，也沒有類似的設備能夠專門對核廢料桶蓋進行封 裝和拆卸處理。
3、發明內容
本發明針對以上問題的提出，而研制的一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統， 具有：
將盛裝核廢料的鋼桶輸送至指定位置的輸送滾道、安裝/拆卸所述鋼桶桶蓋 的取蓋/封蓋裝置和存放取蓋/封蓋裝置取下的桶蓋的桶蓋存儲架；
所述取蓋/封蓋裝置具有：位于所述輸送滾道上方的多軸擰松/擰緊系統和銜 接所述多軸擰松/擰緊系統和桶蓋存儲架的桶蓋抓取輸送裝置；
所述多軸擰松/擰緊系統具有：多個位于同一圓周曲線上，中心對稱設置的 多個螺栓擰松/擰緊裝置，所述的多個擰松/擰緊裝置的頂端分別固定在一水平固 定盤的下表面；該旋轉固定盤上方連接有一可升降高度的伺服旋轉機構；
所述多軸擰松/擰緊系統還具有：螺栓/螺孔檢測裝置，該裝置至少具有一對 識別螺栓和螺孔的對射光電開關；所述檢測裝置與所述多個螺栓擰松/擰緊裝置 中的一個同軸；
所述多軸擰松/擰緊系統的下方還具有：與所述多軸擰松/擰緊系統獨立設 置，可升降高度的夾緊定心裝置，該裝置具有一對相對設置，間距可調的V型 鐵；
拆卸桶蓋時：輸送滾道將帶有桶蓋的鋼桶輸送至多軸擰松/擰緊系統的下方， 所述夾緊定心裝置的一對V型鐵夾緊桶蓋的邊緣；螺栓/螺孔檢測裝置中的對射 光電開關開啟并工作，所述伺服旋轉機構旋轉，直至所述對射光電開關檢測到 螺栓，表明所述桶蓋的螺栓與多個螺栓擰松/擰緊裝置一一對應，多軸擰松/擰緊 系統高度下降，多個螺栓擰松/擰緊裝置擰松桶蓋螺栓；夾緊定心裝置夾起桶蓋 傳送至桶蓋抓取輸送裝置，由所述輸送裝置放置在所述桶蓋存儲架上，完成桶 蓋的拆卸；
安裝桶蓋時：桶蓋抓取輸送裝置從桶蓋存儲架上抓取桶蓋，輸送至所述多 軸擰松/擰緊系統的下方；夾緊定心裝置下降至桶蓋高度，夾緊該桶蓋，完成桶 蓋與多軸擰松/擰緊系統的定心；螺栓/螺孔檢測裝置中的對射光電開關開啟并工 作，所述伺服旋轉機構不斷的旋轉，直至所述對射光電開關檢測到螺栓孔，完 成所述螺栓擰松/擰緊裝置與螺栓的一一對應；多軸擰松/擰緊系統下降高度，將 桶蓋保留在多軸擰松/擰緊系統上；輸送滾道將鋼桶輸送至多軸擰松/擰緊系統的 下方，夾緊定心裝置下降夾緊鋼桶，完成當前鋼桶與多軸擰松/擰緊系統的定心；
螺栓/螺孔檢測裝置中的對射光電開關二次開啟并工作，所述伺服旋轉機構 不斷的旋轉，直至所述對射光電開關檢測到螺栓孔，完成多軸擰松/擰緊系統與 鋼桶螺栓孔的一一對應，多軸擰松/擰緊系統下降，釋放桶蓋，擰緊螺栓，完成 桶蓋的安裝。
所述伺服旋轉機構具有：與所述水平固定盤上表面的中央連接的中心軸， 該中心軸的外齒輪與驅動軸的外齒輪嚙合；工作時，中心軸由驅動軸驅動進行 旋轉，帶動多軸擰松/擰緊系統進行旋轉；
所述中心軸的上方設有固定盤，固定盤的上方連接有多根調節所述伺服旋 轉機構高度的液壓柱。
所述的桶蓋抓取輸送裝置具有：接收多軸擰松/擰緊系統取下的桶蓋，傳送 至指定位置的第一抓取輸送裝置和在所述指定位置抓取桶蓋，將桶蓋放置在所 述桶蓋存儲架上的第二抓取輸送裝置；
所述第一抓取輸送裝置具有一水平滑軌，該滑軌具有一沿該滑軌移動的滑 塊，該滑塊的上方具有承托桶蓋的支撐固定架；
當所述滑塊運動至水平滑軌靠近多軸擰松/擰緊系統的一端時，支撐固定架 抓取多軸擰松/擰緊系統）攜帶的桶蓋后，向所述滑軌的另一端運動，到達預定 位置后，由所述第二抓取輸送裝置抓起桶蓋，放置在桶蓋存儲架上。
所述第二抓取輸送裝置具有：設置在第一抓取輸送裝置上方的水平滑軌II， 與所述水平滑軌II配合移動的滑塊II，該滑塊的下方設有可升降高度的固定爪，
當滑塊II運動至水平滑軌II靠近第一抓取輸送裝置的一端時，固定爪下降 高度，抓取位于支撐固定架上的桶蓋后，向水平滑軌II另一端運動，到達指定 位置時，將所述桶蓋放置在桶蓋存儲架上。
所述桶蓋存儲架具有：立式支撐架，固定在該支撐架面向第二抓取輸送裝 置一側，可升降高度的滑動板，在滑動板的外側，由上至下依次固定有多個夾 持桶蓋的桶蓋夾；
當桶蓋存儲架接收由桶蓋抓取輸送裝置傳送的桶蓋時，處于空閑狀態下的 位于最下端的桶蓋夾上升至指定高度，帶有桶蓋的固定爪下降至同一高度，桶 蓋夾夾緊桶蓋后下降高度；固定爪復位，等待下一個桶蓋。
由于采用了上述技術方案，本發明公開的核廢料鋼桶自動取封蓋系統，采 用了鋼桶自動定位，螺栓及螺孔位置自動檢測定位和多軸自動擰松/擰緊裝置， 多項先進可靠的技術，可以實現多個鋼桶的自動取蓋堆放以及再自動封蓋。避 免了人工干預，滿足了核島作業的安全性要求。
4、附圖說明
為了更清楚的說明本發明的實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施 例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描 述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不 付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的主視圖
圖1
圖2為本發明的后視圖
圖2
圖3為本發明桶蓋抓取裝置的示意圖
圖3
圖4為本發明定心裝置的示意圖
圖4
5、具體實施方式
為使本發明的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本發明 實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述：
如圖1-4所示所示：一種核廢料鋼桶自動取封蓋系統，主要包括：輸送滾道 1、桶蓋抓取裝置3和桶蓋存儲架4。
輸送滾道1將盛裝核廢料或者空的鋼桶2輸送至本設備桶蓋抓取裝置3的 下方，進行取蓋或封蓋動作后，將鋼桶2輸送至其它工位。
所述的取蓋/封蓋裝置3主要用于完成將鋼桶與自身的相關設備定心、安裝 或拆卸桶蓋21的動作。為了能夠實現上述功能，取蓋/封蓋裝置3主要包括：位 于所述輸送滾道1正上方的多軸擰松/擰緊系統31和銜接所述多軸擰松/擰緊系 統31和桶蓋存儲架4，將取下或準備安裝的桶蓋在桶蓋存儲架4和多軸擰松/擰 緊系統31之間傳遞的桶蓋抓取輸送裝置32。
所述的多軸擰松/擰緊系統31的主要功能部件為多個螺栓擰松/擰緊裝置 311，實現螺栓的擰緊、卸下、固定桶蓋21、定位螺栓和螺栓孔、擰松和固定等 一連串的動作。
所述的多個規格相同的螺栓擰松/擰緊裝置311連接在一個旋轉固定盤312 的下方，位于固定盤上同一圓周曲線上，且呈中心對稱設置，以適應桶蓋21上 螺栓和螺栓孔的分布位置。同時由于旋轉固定盤312的存在，所述的多個螺栓 擰松/擰緊裝置311可圍繞圓心公轉，調整相對位置，以適應因不同鋼桶2擺放 的不同，而造成螺栓/螺栓孔的位置在圓周上的不同位置。
在旋轉固定盤312的上方，連接有帶動旋轉固定盤312自轉的伺服旋轉機 構313，同時，為了完成后續的動作，伺服旋轉機構313能夠在豎直方向上變換 不同的高度。
為了能夠自動檢索螺栓和螺栓孔的位置，調節多個螺栓擰松/擰緊裝置311 的圓周水平位置，本發明中的多軸擰松/擰緊系統31還帶有螺栓/螺孔檢測裝置 314，該裝置采用對射光電開關，并且檢測裝置的檢測點與所述多個螺栓擰松/ 擰緊裝置311中的一個同軸。
進一步的，為了減少多軸擰松/擰緊系統31的移動，作為一個較佳的實施方 式，所述多軸擰松/擰緊系統31的下方還具有：與所述多軸擰松/擰緊系統31相 對獨立設置，即可以不隨伺服旋轉機構313旋轉。可升降高度的夾緊定心裝置315，該裝置具有一對相對設置，間距可調的V型鐵3151，當V型鐵夾緊桶蓋 21時，即完成了桶蓋與多軸擰松/擰緊系統31的定心。
拆卸桶蓋21時：輸送滾道1將帶有桶蓋21的鋼桶2輸送至多軸擰松/擰緊 系統31的下方，所述夾緊定心裝置315的一對V型鐵3151夾緊桶蓋21的邊緣， 首先完成定心工作。
螺栓/螺孔檢測裝置314中的對射光電開關開啟并工作，所述伺服旋轉機構 313旋轉，帶動對射光電開關做圓周運動，直至所述對射光電開關檢測到螺栓， 由于同軸的關系，即可表明所述桶蓋的螺栓與多個螺栓擰松/擰緊裝置311一一對應，多軸擰松/擰緊系統31高度下降，多個螺栓擰松/擰緊裝置311擰松桶蓋21螺栓；夾緊定心裝置315夾起桶蓋21傳送至桶蓋抓取輸送裝置32，由所述 輸送裝置放置在所述桶蓋存儲架4上，完成桶蓋21的拆卸；
安裝桶蓋時：桶蓋抓取輸送裝置32從桶蓋存儲架4上抓取桶蓋21，輸送至 所述多軸擰松/擰緊系統31的下方；夾緊定心裝置315下降至桶蓋21高度，夾 緊該桶蓋，完成桶蓋21與多軸擰松/擰緊系統31的定心；螺栓/螺孔檢測裝置314中的對射光電開關開啟并工作，所述伺服旋轉機構313不斷的旋轉，直至所述 對射光電開關檢測到螺栓孔，完成所述螺栓擰松/擰緊裝置311與螺栓的一一對應；多軸擰松/擰緊系統31下降高度，夾緊定心裝置315松開桶蓋，將桶蓋21 保留在多軸擰松/擰緊系統31上；輸送滾道1將鋼桶2輸送至多軸擰松/擰緊系 統31的下方，夾緊定心裝置315下降夾緊鋼桶2，完成當前鋼桶與多軸擰松/擰 緊系統31的定心；螺栓/螺孔檢測裝置314中的對射光電開關二次開啟并工作， 所述伺服旋轉機構313不斷的旋轉，直至所述對射光電開關檢測到螺栓孔，完 成多軸擰松/擰緊系統31與鋼桶螺栓孔的一一對應，多軸擰松/擰緊系統31下降， 釋放桶蓋21，擰緊螺栓，完成桶蓋的安裝。
作為一個較佳的實施方式，伺服旋轉機構313主要包括如下部件：與所述 水平固定盤312上表面的中心位置固定連接的中心軸3131，該中心軸的旁邊設 有一驅動軸3132，所述中心軸的外齒輪與驅動軸3132的外齒輪嚙合。
工作時，中心軸3131由驅動軸3132驅動進行旋轉，帶動多軸擰松/擰緊系 統31進行旋轉。
為了調節整個伺服旋轉機構313的高度，所述中心軸3131的上方設有固定 盤3134，固定盤3134的上方連接有多根調節所述伺服旋轉機構高度的液壓柱 3133。
進一步的，作為一個較佳的實施方式，桶蓋抓取輸送裝置32主要包括兩個 主要機構，分別是接收多軸擰松/擰緊系統31取下的桶蓋，傳送至指定位置的第 一抓取輸送裝置321和在所述指定位置抓取桶蓋21，將桶蓋21放置在所述桶蓋 存儲架4上的第二抓取輸送裝置322。
所述第一抓取輸送裝置321具有一水平滑軌3211，該滑軌具有一沿該滑軌 移動的滑塊3212，該滑塊3212的上方具有承托桶蓋21的支撐固定架3213。
當所述滑塊運動至水平滑軌3211靠近多軸擰松/擰緊系統31的一端時，支 撐固定架3213抓取多軸擰松/擰緊系統31攜帶的桶蓋21后，向所述滑軌的另一 端運動，到達預定位置后，由所述第二抓取輸送裝置322抓起桶蓋，放置在桶 蓋存儲架4上。
同樣的，所述第二抓取輸送裝置322具有：設置在第一抓取輸送裝置322 上方的水平滑軌II3221，與所述水平滑軌II3221配合移動的滑塊II3222，該滑 塊的下方設有可升降高度的固定爪3223，
當滑塊II3222運動至水平滑軌II3221靠近第一抓取輸送裝置321的一端時， 固定爪3223下降高度，抓取位于支撐固定架3213上的桶蓋21后，向水平滑軌 II3221另一端運動，到達指定位置后，待桶蓋存儲架4拾取桶蓋后，松開桶蓋， 整個裝置復位。
更進一步的，為了能夠有效的保存不同鋼桶桶蓋的存放順序，作為一個較 佳的實施方式，所述桶蓋存儲架4具有類似堆棧功能，主要包括如下部件：立 式支撐架41；固定在該支撐架面向第二抓取輸送裝置322一側，可升降高度的 滑動板42；在滑動板42的外側，由上至下依次固定有多個夾持桶蓋21的桶蓋 夾43。
當桶蓋存儲架4接收由桶蓋抓取輸送裝置32傳送的桶蓋時，處于空閑狀態 下的位于最下端的桶蓋夾43上升至指定高度，帶有桶蓋21的固定爪3223下降 至同一高度，桶蓋夾43夾緊桶蓋21后下降高度；固定爪3223復位，等待下一 個桶蓋。
當抓取輸送裝置322抓取存儲的桶蓋21時，攜帶有桶蓋的最上端的桶蓋夾 43上升至特定高度，等待固定爪3223抓緊桶蓋21時，該桶蓋夾43打開，并上 升高度。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本 發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
|
