用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置，包括支撐部分、安全鎖緊機構(gòu)、定位機構(gòu)；支撐部分包括水平平移機構(gòu)、提升機構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。定位機構(gòu)包括激光發(fā)射器、反射式光電開關(guān)、機械式行程開關(guān)、變焦攝像頭。水平平移機構(gòu)用于水平方向移動安全鎖緊機構(gòu)，進行水平方向位置調(diào)整。提升機構(gòu)用于豎直方向移動安全鎖緊機構(gòu)，使安全鎖緊機構(gòu)就位進行動作或?qū)⒍ㄎ粰C構(gòu)送到位，獲取位置信號并依此對安全鎖緊機構(gòu)進行調(diào)姿。水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)用于驅(qū)動安全鎖緊機構(gòu)進行水平轉(zhuǎn)動，使安全鎖緊機構(gòu)與實驗樣品對正。本實用新型為多自由度樣品取放抓具，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，成本低，定位效率高、遠程操作方便，以雙層結(jié)構(gòu)、長行程絲杠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)實現(xiàn)實驗樣品的取放。
【專利說明】用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆輻照實驗常使用濾束裝置，實驗樣品放置于濾束裝置內(nèi)。由于輻照實驗后，實驗樣品及濾束裝置均帶有很強放射性，人員直接近距離操作會造成輻射傷害，需要加工專用遙控取放裝置以實現(xiàn)實驗樣品的遠程取放操作。
[0003]為保證實驗精度，實驗過程中需要以某種方式將樣品固定于濾束裝置內(nèi)某確定位置，因此要求取樣過程嚴(yán)格定位，并根據(jù)定位結(jié)果調(diào)整取樣設(shè)備姿態(tài)以及驅(qū)動設(shè)備完成動作。
[0004]樣品取放過程均由濾束裝置上部進行，用以固定實驗樣品的樣品支架與濾束裝置內(nèi)部間隙很小，必須將其豎直提升出濾束裝置后才可以進行橫移等操作。
[0005]濾束裝置的位置不固定，因此取放裝置工作時需要適應(yīng)現(xiàn)場情況，以實際情況調(diào)整設(shè)備姿態(tài)，取放裝置需要能夠遠程觀察并進行必要的姿態(tài)調(diào)整。
[0006]對于長行程豎直向上運行機構(gòu)，易出現(xiàn)準(zhǔn)直度隨著運行距離的增加發(fā)生變化，且取樣機構(gòu)進入濾束裝置內(nèi)部時，由于裝置遮擋已無法觀察，需要解決長行程嚴(yán)格對正的問題必須在某位置進行姿態(tài)確認及調(diào)整，然后進行最后動作，由定位裝置配合機構(gòu)自動完成。
[0007]需要為其設(shè)計可用的精確定位裝置，該裝置要求便于人員通過監(jiān)視器進行遠程可靠控制，在因為結(jié)構(gòu)件遮擋無法觀察的區(qū)域由定位裝置給出位置信息，實現(xiàn)設(shè)備末端自主作業(yè)。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型目的是為反應(yīng)堆實驗樣品取放提供取放裝置，為實驗樣品取放動作提供必須自由度，保證樣品取放過程能夠精確、高效、可靠完成。
[0009]本實用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0010]一種用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置，其特殊之處在于:
[0011]包括支撐部分、安全鎖緊機構(gòu)、定位機構(gòu)；
[0012]所述支撐部分包括水平平移機構(gòu)、提升機構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；
[0013]所述水平平移機構(gòu)包括外框9、兩個水平滑軌4、水平絲杠1、減速電機11、平移平臺8和限位開關(guān)3 ;所述減速電機11固定在外框9上，所述水平絲杠I由減速電機11驅(qū)動；所述兩個水平滑軌4固定在外框9內(nèi)；所述平移平臺8設(shè)置在水平滑軌上并在水平絲杠I驅(qū)動下沿水平滑軌4往返運動；所述限位開關(guān)3分別設(shè)置在外框9的內(nèi)部兩側(cè)用于敏感平移平臺8的位置；
[0014]所述水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括減速電機25、驅(qū)動齒輪18、從動齒輪19、擋片12 ;所述平移平臺8上設(shè)置有平臺通孔，所述擋片12和從動齒輪19分別位于平臺通孔的上下兩側(cè)且固連在一起構(gòu)成旋轉(zhuǎn)平臺，所述旋轉(zhuǎn)平臺可繞平臺通孔的中心軸自轉(zhuǎn)；所述減速電機25固定在平移平臺8上并依次通過驅(qū)動齒輪18、從動齒輪19驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動；
[0015]所述提升機構(gòu)包括線性步進電機7、立式絲杠2、兩個立式滑軌5 ;所述線性步進電機7固定在旋轉(zhuǎn)平臺的擋片12上，其驅(qū)動立式絲杠2穿過旋轉(zhuǎn)平臺的中心螺紋孔；所述旋轉(zhuǎn)平臺上設(shè)置有兩個上下貫通的線性軸承，所述兩個立式滑軌5分別穿過兩個線性軸承；
[0016]所述安全鎖緊機構(gòu)包括安裝平臺21、左右兩個安全鎖緊單元；所述安全鎖緊單元包括減速電機16、圓盤22、推桿20、彈簧23、兩個連接桿17、兩個插銷15、限位開關(guān)24 ;所述兩個插銷15平伸出安裝平臺21，并可在連接桿17的驅(qū)動下收縮；所述彈簧23的一端固定在圓盤的推桿上，其另一端固定在連接桿上；所述減速電機16固定在安裝平臺21上，所述減速電機依次驅(qū)動圓盤22的推桿20轉(zhuǎn)動、彈簧23伸縮、連接桿17和插銷15伸縮；所述限位開關(guān)24設(shè)置于安裝平臺21下端面靠近鎖緊機構(gòu)邊緣處，由連接桿碰觸動作，用于對安全鎖緊機構(gòu)進行限位，給出鎖緊執(zhí)行到位信號；
[0017]所述立式絲杠2的下端部活動連接在安裝平臺21上，所述兩個立式滑軌5的下端部固定連接在安裝平臺21上；
[0018]所述定位機構(gòu)包括激光發(fā)射器13、反射式光電開關(guān)10、機械式行程開關(guān)14、變焦攝像頭6 ;所述機械式行程開關(guān)14設(shè)置在安裝平臺21上且向外伸出，用于限制安裝平臺21向下移動，移動到位時該行程開關(guān)與實驗裝置邊沿碰觸送出到位信號；所述激光發(fā)射器13用于投射向下光線，使操作人員根據(jù)光線判斷安裝平臺21與實驗裝置的相對位置；所述反射式光電開關(guān)10用于判斷安裝平臺21上端面與實驗裝置上端面相對距離是否達到要求，達到要求則鎖定；所述變焦攝像頭6用于監(jiān)控安全鎖緊機構(gòu)的動作。
[0019]本實用新型具有以下的有益效果:
[0020]1、本實用新型為多自由度樣品取放抓具，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，成本低，定位效率高、遠程操作方便，以雙層結(jié)構(gòu)、長行程絲杠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)實現(xiàn)實驗樣品的取放。
[0021]2、本實用新型以確定位置進行位置標(biāo)定以及設(shè)備行程末端自適應(yīng)的方法解決了設(shè)備長行程運行過程中因形變導(dǎo)致末端位置隨著運行產(chǎn)生其他方向位移的問題，實現(xiàn)了位移的補償。
[0022]3、本實用新型采用可靠的位置探測手段(光電開關(guān)、激光光斑、限位開關(guān)及攝像設(shè)備配合)，探測設(shè)備簡單，維護簡便；結(jié)構(gòu)靈活，可用于類似性質(zhì)工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是從本實用新型取放裝置斜上方看到的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是從本實用新型取放裝置斜下看到的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025]本實用新型用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置，由支撐部分、安全鎖緊機構(gòu)、定位機構(gòu)組成。支撐部分包括水平平移機構(gòu)、提升機構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。定位機構(gòu)包括激光發(fā)射器、反射式光電開關(guān)、機械式行程開關(guān)、變焦攝像頭。水平平移機構(gòu)用于水平方向移動安全鎖緊機構(gòu)，進行水平方向位置調(diào)整。提升機構(gòu)用于豎直方向移動安全鎖緊機構(gòu)，使安全鎖緊機構(gòu)就位進行動作或?qū)⒍ㄎ粰C構(gòu)送到位，獲取位置信號并依此對安全鎖緊機構(gòu)進行調(diào)姿。水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)用于驅(qū)動安全鎖緊機構(gòu)進行水平轉(zhuǎn)動，使安全鎖緊機構(gòu)與實驗樣品對正。定位機構(gòu)用于獲取設(shè)備位置信息，將其反饋給操作人員進行控制。
[0026]水平平移機構(gòu)由外框9、水平滑軌4、水平絲杠1、減速電機11、平移平臺8、限位開關(guān)3組成，外框9與滑軌4剛性連接，外框9為鋁合金材質(zhì)，滑軌4為兩根實心不銹鋼鋼棒，水平絲杠I與減速電機軸剛性連接，水平絲杠I與減速電機11配合實現(xiàn)平移平臺8沿水平滑軌4左右移動。外框9內(nèi)部左側(cè)及右側(cè)分別設(shè)置限位開關(guān)3，均由平臺兩側(cè)擠壓觸發(fā)。
[0027]水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由從動齒輪19，驅(qū)動齒輪18、減速電機25、擋片12組成。從動齒輪19 一面掏空，以其圓心為中心對稱位置開四個通孔，兩個用于與擋片12以螺絲固定，另外兩個用于使提升機構(gòu)所用滑軌4通過。水平平移機構(gòu)平臺8上安裝驅(qū)動齒輪18及減速電機25，中心開孔，從兩面安裝從動齒輪19及擋片12。擋片12為鋁合金材質(zhì)，擋片12上開盲孔、攻絲，用于固定線性步進電機7，中心開通孔與從動齒輪19及線性步進電機7軸向通孔對應(yīng)，用于絲杠2通過，開通孔并安裝線性軸承用于固定提升機構(gòu)滑軌5。
[0028]提升機構(gòu)由線性步進電機7、立式絲杠2、立式滑軌5組成。立式絲杠2穿過步進電機7與立式滑軌5平行布置，立式滑軌5穿過擋片12上的線性軸承，上端與絲杠2同高并固定，下端固定于安全鎖緊機構(gòu)上端面。安全鎖緊機構(gòu)由減速電機16、圓盤22、推桿20、彈簧23、連接桿17、插銷15、安裝平臺21、限位開關(guān)組成。安裝平臺21上部開盲孔、攻絲，用以固定減速電機16、限位開關(guān)，豎直方向開通孔用以使減速電機16軸通過。圓盤22由安裝平臺21下部經(jīng)通孔與減速電機16連接，圓盤22上開通孔、攻絲，用于與推桿20連接。推桿20經(jīng)彈簧23與連接桿17柔性連接，與插銷15剛性連接。安裝平臺21底端水平方向開通孔，安裝線性軸承，插銷15經(jīng)由線性軸承實現(xiàn)動作。安裝平臺21下部設(shè)置限位開關(guān)，由連接桿17擠壓實現(xiàn)觸發(fā)。減速電機16旋轉(zhuǎn)帶動圓盤22轉(zhuǎn)動，由圓盤22推動推桿20實現(xiàn)移動，推桿20將自身位移傳至連接桿17，最終由連接桿17推動插銷15實現(xiàn)鎖緊及解鎖操作。
[0029]安全鎖緊機構(gòu)推桿上安裝的彈簧機構(gòu)，與連桿柔性連接，可在鎖緊狀態(tài)下手動壓迫連桿實現(xiàn)插銷離開鎖緊位置，在無法通過電機驅(qū)動解鎖的情況下由人工手動完成解鎖。
[0030]作業(yè)過程中，該設(shè)備前端抓取機構(gòu)伸入實驗裝置，暴露于輻射環(huán)境下，若此時設(shè)備發(fā)生故障，將使得當(dāng)前工作無法進行，同時，實驗裝置因為該設(shè)備的存在無法回收，必須將設(shè)備快速解體，使得該設(shè)備前端與實驗裝置干涉部分能夠拆除并離開實驗裝置，盡可能減少工作人員在拆解過程中暴露于福射環(huán)境的時間。
[0031]快速解體機構(gòu)的意義就在于快速拆解，故障狀態(tài)下快速脫離實驗裝置，減少拆解過程工作人員所受照射。
[0032]下面給出本實用新型的具體實施例:
[0033]線性步進電機7為57步進電機，絲杠總長600mm，最大作業(yè)行程為450mm，提升力為30Kg,絲杠直徑1mm,提升用導(dǎo)軌總長600mm,導(dǎo)軌直徑100mm,橫移行程為左右各100mm,橫移用導(dǎo)軌總長400mm，直徑10mm，安全鎖緊機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度為左右各180°，插銷行程為30mm，水平平移機構(gòu)外框9為400 X 300 X 40mm。本實用新型已經(jīng)成功用于反應(yīng)堆實驗樣品取放作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于反應(yīng)堆實驗樣品的取放裝置，其特征在于: 包括支撐部分、安全鎖緊機構(gòu)、定位機構(gòu)； 所述支撐部分包括水平平移機構(gòu)、提升機構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)； 所述水平平移機構(gòu)包括外框(9)、兩個水平滑軌(4)、水平絲杠(I)、減速電機(11)、平移平臺⑶和限位開關(guān)⑶；所述減速電機(11)固定在外框(9)上，所述水平絲杠⑴由減速電機(11)驅(qū)動；所述兩個水平滑軌(4)固定在外框(9)內(nèi)；所述平移平臺(8)設(shè)置在水平滑軌上并在水平絲杠(I)驅(qū)動下沿水平滑軌(4)往返運動；所述限位開關(guān)(3)分別設(shè)置在外框(9)的內(nèi)部兩側(cè)用于敏感平移平臺(8)的位置； 所述水平旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括減速電機(25)、驅(qū)動齒輪(18)、從動齒輪(19)、擋片(12);所述平移平臺(8)上設(shè)置有平臺通孔，所述擋片(12)和從動齒輪(19)分別位于平臺通孔的上下兩側(cè)且固連在一起構(gòu)成旋轉(zhuǎn)平臺，所述旋轉(zhuǎn)平臺可繞平臺通孔的中心軸自轉(zhuǎn)；所述減速電機(25)固定在平移平臺(8)上并依次通過驅(qū)動齒輪(18)、從動齒輪(19)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動； 所述提升機構(gòu)包括線性步進電機(7)、立式絲杠(2)、兩個立式滑軌(5);所述線性步進電機(7)固定在旋轉(zhuǎn)平臺的擋片(12)上，其驅(qū)動立式絲杠(2)穿過旋轉(zhuǎn)平臺的中心螺紋孔；所述旋轉(zhuǎn)平臺上設(shè)置有兩個上下貫通的線性軸承，所述兩個立式滑軌(5)分別穿過兩個線性軸承； 所述安全鎖緊機構(gòu)包括安裝平臺(21)、左右兩個安全鎖緊單元；所述安全鎖緊單元包括減速電機(16)、圓盤(22)、推桿(20)、彈簧(23)、兩個連接桿(17)、兩個插銷(15)、限位開關(guān)(24);所述兩個插銷(15)平伸出安裝平臺(21)，并可在連接桿(17)的驅(qū)動下收縮；所述彈簧(23)的一端固定在圓盤的推桿上，其另一端固定在連接桿上；所述減速電機(16)固定在安裝平臺(21)上，所述減速電機依次驅(qū)動圓盤(22)的推桿(20)轉(zhuǎn)動、彈簧(23)伸縮、連接桿(17)和插銷(15)伸縮；所述限位開關(guān)(24)設(shè)置于安裝平臺(21)下端面靠近鎖緊機構(gòu)邊緣處，由連接桿碰觸動作，用于對安全鎖緊機構(gòu)進行限位，給出鎖緊執(zhí)行到位信號；所述立式絲杠(2)的下端部活動連接在安裝平臺(21)上，所述兩個立式滑軌(5)的下端部固定連接在安裝平臺(21)上； 所述定位機構(gòu)包括激光發(fā)射器(13)、反射式光電開關(guān)(10)、機械式行程開關(guān)(14)、變焦攝像頭(6);所述機械式行程開關(guān)(14)設(shè)置在安裝平臺(21)上且向外伸出，用于限制安裝平臺(21)向下移動，移動到位時該行程開關(guān)與實驗裝置邊沿碰觸送出到位信號；所述激光發(fā)射器(13)用于投射向下光線，使操作人員根據(jù)光線判斷安裝平臺(21)與實驗裝置的相對位置；所述反射式光電開關(guān)(10)用于判斷安裝平臺(21)上端面與實驗裝置上端面相對距離是否達到要求，達到要求則鎖定；所述變焦攝像頭(6)用于監(jiān)控安全鎖緊機構(gòu)的動作。
【文檔編號】G01N1/36GK204008262SQ201420362524
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】龍霖, 朱廣寧, 王應(yīng)林, 張強, 包利紅 申請人:西北核技術(shù)研究所