專利名稱：快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具的制作方法
快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于專用抓取工具，具體涉及一種可以快速更換抓頭的燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具。
背景技術(shù)：
由于核反應(yīng)堆燃料組件在堆內(nèi)使用過之后，燃料棒內(nèi)的裂變產(chǎn)物使得燃料棒帶有強烈的輻射，不適合近距離進(jìn)行抓取，因此需要使用屏蔽體并通過遠(yuǎn)程工具對燃料棒進(jìn)行抓取。
現(xiàn)有的已輻照燃料棒抓取工具有兩種，為叉形開口工具和套環(huán)工具，這類工具依靠對燃料棒端頭部分的端頭直徑縮小短段進(jìn)行抓取，而無法對燃料棒進(jìn)行側(cè)面抓取或切割掉端頭后的抓取，且不能做到工具抓頭的快速更換，造成了每種抓取情況都需要配置一根工具，造成了空間及成本的浪費。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，可以實現(xiàn)一根工具對應(yīng)多種燃料棒抓頭，實現(xiàn)對燃料棒的側(cè)面及非端頭部分的抓取，并且抓取夾緊力可調(diào)，抓取時不會對燃料棒表面造成劃痕。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，包括工具桿、以及與工具桿連接的抓頭，所述工具桿靠近抓頭的一端設(shè)置有開有內(nèi)螺紋凹槽的連接塊；所述抓頭靠近工具桿的一端設(shè)置有帶外螺紋的凸起塊；抓頭通過凸起塊與連接塊的內(nèi)螺紋凹槽相配合連接。
所述的工具桿主要由外連接管、以及設(shè)置在外連接管內(nèi)部的內(nèi)連接管構(gòu)成，所述外連接管通過連接套與抓頭連接，內(nèi)連接管通過依次連接的連接塊和凸起塊與抓頭連接。 所述連接套通過連接螺母與外連接管連接。
所述外連接管與內(nèi)連接管之間還設(shè)置有定位環(huán)。
所述工具桿還包括設(shè)置在內(nèi)連接管上的示位銷，所述內(nèi)連接管開有與示位銷配合的孔，示位銷通過過盈配合安裝在內(nèi)連接管上，外連接管在示位銷位置開有長槽。
所述抓頭為抓頭A，其抓頭A為錐形卡套式，主要由依次連接于連接塊的凸起塊、 抓頭A內(nèi)管、抓頭A連接塊、抓頭A抓頭、抓頭A錐形壓板，以及依次連接于連接套的抓頭A 外管、抓頭A壓塊構(gòu)成；所述抓頭A錐形壓板位于抓頭A壓塊開口位置；所述抓頭A抓頭、 抓頭A錐形壓板、抓頭A壓塊構(gòu)成一個以抓頭A壓塊為支撐點，以抓頭A錐形壓板為杠桿擺臂，以抓頭A抓頭為給力源的杠桿機構(gòu)。
所述抓頭為抓頭B，其抓頭B為夾板式，主要由依次連接于連接塊的凸起塊、圓錐形的抓頭B拉桿、以及依次連接于連接套的抓頭B外管、抓頭B抓板構(gòu)成；所述抓頭B拉桿遠(yuǎn)離連接塊的一端設(shè)置在抓頭B抓板之間；所述抓頭B抓板通過抓頭B銷釘與抓頭B外管固定在一起；所述抓頭B拉桿、抓頭B抓板、抓頭B銷釘構(gòu)成一個以及抓頭B銷釘為支撐點，以抓頭B抓板為杠桿擺臂，以抓頭B拉桿為給力源的杠桿機構(gòu)。
所述抓頭B拉桿通過抓頭B固定螺母與凸起塊連接。
所述抓頭B抓板連接有抓頭B橡膠墊；抓頭B抓板通過抓頭B緊定螺釘與抓頭B橡膠墊連接。
基于上述內(nèi)容，我們可以看出，本發(fā)明設(shè)計的抓取工具，其包括工具桿和可跟換的多個抓頭；工具桿提供遠(yuǎn)程操作的距離，并分為內(nèi)外兩層，即外層為外連接管，內(nèi)層為內(nèi)連接管。在安裝抓頭時首先通過帶有螺紋的連接塊與凸起塊連接；之后通過連接套將外連接管與抓頭連接。本發(fā)明中采用連接塊與凸起塊連接，可快速實現(xiàn)不同抓頭的更換。
本發(fā)明中公開了 2種可更換的抓頭抓頭A和抓頭B，但不僅限于抓頭A和抓頭B。 其中，抓頭A為錐形卡套式，通過兩個錐形的抓頭A錐形壓板相互運動將彈性抓頭收攏并提供夾緊力。抓頭B為夾板式，通過錐形的抓頭B拉桿將抓頭B抓板收攏使其夾緊燃料棒。內(nèi)連接管上安裝有指示位置的示位銷，可以反映夾緊力的大小。
其抓頭A的彈性抓頭收攏后為一圓形，保證了與燃料棒為面接觸。
其中抓頭B抓板上固定的抓頭B橡膠墊，保護(hù)了燃料棒的包殼不被劃傷。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可以快速更換與拆卸工具桿與抓頭，工具桿與抓頭連接緊固， 節(jié)省了空間及成本；抓頭A通過內(nèi)外兩個錐形的相互運動將彈性抓頭收攏并提供夾緊力， 其夾緊力在材料強度足夠的情況下可以達(dá)到無限大，其彈性抓頭收攏后為一圓形，保證了與燃料棒為面接觸；抓頭B通過錐形的拉桿將抓板收攏使其夾緊燃料棒，其夾緊力在材料強度足夠的情況下也可以達(dá)到無限大，其抓板上固定有橡膠墊，保護(hù)了燃料棒的包殼不被劃傷?？梢酝ㄟ^安裝有指示位置的銷釘來確定夾緊力的大??；遠(yuǎn)程操作抓取燃料棒，減少了操作人員的受照劑量。
本發(fā)明通過合理設(shè)計的工具桿、抓頭A、抓頭B，可以實現(xiàn)一根工具對應(yīng)多種燃料棒抓頭，實現(xiàn)對燃料棒的側(cè)面及非端頭部分的抓取，并且抓取夾緊力可調(diào)，抓取時不會對燃料棒表面造成劃痕。


圖1為抓頭A與工具桿的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)視圖。
圖2為抓頭B與工具桿的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)視圖。
圖3為抓頭A自然松開時的示意圖。
附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱1、內(nèi)連接管；2、外連接管；3、定位環(huán)；4、示位銷；5、連接螺母；6、連接套；7、連接塊；8、凸起塊；9、抓頭A內(nèi)管；10、抓頭A外管；11、抓頭A 連接塊；12、抓頭A抓頭；13、抓頭A壓塊；14、抓頭A錐形壓板；16、抓頭B固定螺母；17、抓頭B拉桿；18、抓頭B外管；19、抓頭B銷釘；20、抓頭B抓板；21、抓頭B緊定螺釘；22、抓頭 B橡膠墊；23、燃料棒。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。
實施例如圖1、2、3所示，本發(fā)明的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具包括工具桿、以及與工具桿連接的抓頭A或抓頭B。
工具桿包括內(nèi)連接管1、外連接管2、定位環(huán)3、示位銷4、連接螺母5、連接套6、連接塊7。內(nèi)連接管1設(shè)置在外連接管2的內(nèi)部，外連接管2通過連接套6與抓頭A或抓頭B 連接，所述內(nèi)連接管1通過連接塊7與抓頭A或抓頭B連接。
工具桿是兩種抓頭的載體，即抓頭A或抓頭B的載體，使操作人員能夠遠(yuǎn)距離的操作抓頭，同時工具桿上有快換接頭機構(gòu)，使得工具可以對其抓頭進(jìn)行更換。
內(nèi)連接管1上隔一定的距離焊接有定位環(huán)3是為了減少內(nèi)連接管1在外連接管2 內(nèi)的晃動，提高工具的動作精度。
連接塊7上有與抓頭A或抓頭B相配的螺紋，內(nèi)連接管1與連接塊7焊接在一起， 操作時兩者同時運動以帶動抓頭進(jìn)行動作。
內(nèi)連接管1在一定的位置上開有與示位銷4配合的孔，示位銷4通過過盈配合安裝在內(nèi)連接管1上，外連接管2在示位銷4位置開有長槽以使得在外部可以觀察到示位銷 4的位置，示位銷4的作用為指示內(nèi)連接管1與外連接管2的相對位置。
外連接管2上有螺紋孔，通過連接螺母5與連接套6相連接，連接套6上下有螺紋間隙孔，作用為與抓頭A外管10或抓頭B外管18相連接，通過拆卸連接螺母5即可將工具桿與抓頭A或抓頭B兩種抓頭進(jìn)行分離。
如圖1、3所示，抓頭A由凸起塊8、抓頭A內(nèi)管9、抓頭A外管10、抓頭A連接塊11、 抓頭A抓頭12、抓頭A壓塊13、抓頭A錐形壓板14組成。凸起塊8、抓頭A內(nèi)管9、抓頭A 連接塊11、抓頭A抓頭12、抓頭A錐形壓板14依次連接于連接塊7 ；的抓頭A外管10、抓頭 A壓塊13依次連接于連接套6。
凸起塊8通過螺紋與工具桿零件連接塊7相連接。凸起塊8下部焊接有抓頭A內(nèi)管9，抓頭A內(nèi)管9為燃料棒23的深入提供空腔。抓頭A內(nèi)管9下部焊接抓頭A連接塊11， 抓頭A連接塊11連接著抓頭A抓頭12。抓頭A抓頭12上焊接有抓頭A錐形壓板14，抓頭 A錐形壓板14用來承受抓頭A壓塊13的壓力并將其轉(zhuǎn)化為抓頭A抓頭12的夾緊力。抓頭 A抓頭12為彈性管式抓頭，其在未受力時自然向外張出，受力時向內(nèi)環(huán)抱，環(huán)抱時其抓頭正好組成一個圓，圓的尺寸略小于燃料棒23的尺寸。
抓頭A外管10上有螺紋孔，通過連接螺母5與連接套6相連接，以此來將抓頭A 整體固定在工具桿之上。抓頭A外管10下部焊接有抓頭A壓塊13用以通過下壓抓頭A錐形壓板14提供抓頭A抓頭12的夾緊力。
抓頭A與工具桿安裝時首先將凸起塊8與連接塊7通過螺紋旋轉(zhuǎn)連接，當(dāng)兩者擰緊到位時抓頭A外管10與外連接管2上的螺紋孔與連接套6上的螺紋間隙孔正好重合，通過旋緊連接螺母5將抓頭A與工具桿連接緊固。抓頭A與工具桿拆分時只需要將連接螺母 5拆除并旋下凸起塊8即可完成兩者的拆分。
抓頭A的功能是豎直抓取燃料棒23的非端頭部分，其與燃料棒23接觸為面接觸， 施加在燃料棒23包殼上的壓強作用很小，因此能夠很好的保護(hù)燃料棒23表面不受破壞。
抓頭A的動作方式有兩種，一種為固定外連接管2即使得抓頭A壓塊13固定，通過提升內(nèi)連接管1來使得抓頭A錐形壓板14向上運動，提供抓頭A抓頭12的夾緊力，使其將燃料棒23環(huán)抱，通過示位銷4校準(zhǔn)外連接管2與內(nèi)連接管1的相對位置以調(diào)整環(huán)抱的夾緊力，之后下降內(nèi)連接管1解除對抓頭A抓頭12的壓緊，抓頭A抓頭12即自由張開；另一種為固定內(nèi)連接管1，即保持抓頭A抓頭12位置不動，通過下降外連接管2即使得抓頭A壓塊13向下運動使得抓頭A錐形壓板14受壓向內(nèi)運動，提供抓頭A抓頭12的夾緊力，使其將燃料棒23環(huán)抱，通過示位銷4校準(zhǔn)外連接管2與內(nèi)連接管1的相對位置以調(diào)整環(huán)抱的夾緊力，之后提升外連接管2解除對抓頭A抓頭12的壓緊，抓頭A抓頭12即自由張開。
如圖2所示，抓頭B由凸起塊8、抓頭B固定螺母16、抓頭B拉桿17、抓頭B外管 18、抓頭B銷釘19、抓頭B抓板20、抓頭B緊定螺釘21、抓頭B橡膠墊22組成。
凸起塊8通過螺紋與連接塊7相連接，其凸起塊8下部有螺紋孔與抓頭B拉桿17 連接，并使用抓頭B固定螺母16將抓頭B拉桿17固定在凸起塊8上。這樣三者與內(nèi)連接管1形成一體跟隨其一起上下運動。抓頭B拉桿17為圓錐形結(jié)構(gòu)。
抓頭B外管18上有螺紋孔，通過連接螺母5與連接套6相連接，以此來將抓頭B整體固定在工具桿之上。抓頭B外管18靠近抓頭B抓板20的下部銑有矩形槽，以提供抓頭B 抓板20運動的空間，通過抓頭B銷釘19將抓頭B抓板20固定在抓頭B外管18上。通過抓頭B緊定螺釘21將抓頭B橡膠墊22固定在抓頭B抓板20上。抓頭B抓板20為錐形結(jié)構(gòu)與抓頭B拉桿17相接觸。
抓頭B的功能是側(cè)面或豎直抓取燃料棒23，其與燃料棒23接觸面為抓頭B橡膠墊 22，其硬度遠(yuǎn)小于燃料棒23包殼的硬度，因此能夠很好的保護(hù)燃料棒23表面不受破壞。
抓頭B與工具桿安裝時首先將凸起塊8與連接塊7通過螺紋旋轉(zhuǎn)連接，當(dāng)兩者擰緊到位時抓頭B外管18與外連接管2上的螺紋孔與連接套6上的螺紋間隙孔正好重合，通過旋緊連接螺母5將抓頭B與工具桿連接緊固。抓頭B與工具桿拆分時只需要將連接螺母 5拆除并旋下凸起塊8即可完成兩者的拆分。
抓頭B動作時依靠內(nèi)連接管1帶動凸起塊8上下運動來實現(xiàn)抓取動作，內(nèi)連接管1 上升時抓頭B拉桿17與抓頭B抓板20相接觸，抓頭B抓板20受力將燃料棒23收攏并加緊。通過示位銷4校準(zhǔn)外連接管2與內(nèi)連接管1的相對位置以調(diào)整環(huán)抱的夾緊力。當(dāng)內(nèi)連接管1下降時，抓頭B抓板20不再受力，自然松開。
抓頭A為錐形卡套式，通過內(nèi)外兩個錐形的相互運動將彈性抓頭收攏并提供夾緊力。
抓頭B為夾板式，通過錐形的拉桿將抓板收攏使其夾緊燃料棒23。工具桿內(nèi)管上安裝有指示位置的銷釘，可以反映夾緊力的大小。
如上所述，便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于包括工具桿、以及與工具桿連接的抓頭，所述工具桿靠近抓頭的一端設(shè)置有開有內(nèi)螺紋凹槽的連接塊(7);所述抓頭靠近工具桿的一端設(shè)置有帶外螺紋的凸起塊(8);抓頭通過凸起塊(8)與連接塊(7)的內(nèi)螺紋凹槽相配合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述的工具桿主要由外連接管(2)、以及設(shè)置在外連接管(2)內(nèi)部的內(nèi)連接管(1)構(gòu)成，所述外連接管 (2 )通過連接套(6 )與抓頭連接，內(nèi)連接管(1)通過依次連接的連接塊(7 )和凸起塊(8 )與抓頭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述連接套 (6)通過連接螺母(5)與外連接管(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述外連接管(2)與內(nèi)連接管(1)之間還設(shè)置有定位環(huán)(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述工具桿還包括設(shè)置在內(nèi)連接管(1)上的示位銷(4)，所述內(nèi)連接管(1)開有與示位銷(4)配合的孔， 示位銷(4)通過過盈配合安裝在內(nèi)連接管(1)上，外連接管(2)在示位銷(4)位置開有長槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述抓頭為抓頭A，其抓頭A為錐形卡套式，主要由依次連接于連接塊(7)的凸起塊 (8)、抓頭A內(nèi)管(9)、抓頭A連接塊(11)、抓頭A抓頭(12)、抓頭A錐形壓板(14)，以及依次連接于連接套(6)的抓頭A外管(10)、抓頭A壓塊(13)構(gòu)成；所述抓頭A錐形壓板(14)位于抓頭A壓塊(13)開口位置；所述抓頭A抓頭(12)、抓頭A錐形壓板(14)、抓頭A壓塊(13) 構(gòu)成一個以抓頭A壓塊(13)為支撐點，以抓頭A錐形壓板(14)為杠桿擺臂，以抓頭A抓頭 (12)為給力源的杠桿機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述抓頭為抓頭B，其抓頭B為夾板式，主要由依次連接于連接塊(7)的凸起塊(8)、圓錐形的抓頭B拉桿(17)、以及依次連接于連接套(6)的抓頭B外管(18)、抓頭B抓板(20) 構(gòu)成；所述抓頭B拉桿(17)遠(yuǎn)離連接塊(7)的一端設(shè)置在抓頭B抓板(20)之間；所述抓頭 B抓板(20)通過抓頭B銷釘(19)與抓頭B外管(18)固定在一起；所述抓頭B拉桿(17)、 抓頭B抓板(20)、抓頭B銷釘(19)構(gòu)成一個以及抓頭B銷釘(19)為支撐點，以抓頭B抓板 (20)為杠桿擺臂，以抓頭B拉桿(17)為給力源的杠桿機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述抓頭B 拉桿(17)通過抓頭B固定螺母(16 )與凸起塊(8 )連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，其特征在于所述抓頭B 抓板(20)連接有抓頭B橡膠墊(22)；抓頭B抓板(20)通過抓頭B緊定螺釘與抓頭B橡膠墊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了快換抓頭式燃料棒遠(yuǎn)程抓取工具，包括工具桿、抓頭Ａ、抓頭Ｂ，可以實現(xiàn)一根工具對應(yīng)多種燃料棒抓頭，實現(xiàn)對燃料棒的側(cè)面及非端頭部分的抓取，并且抓取夾緊力可調(diào)，抓取時不會對燃料棒表面造成劃痕。工具桿提供遠(yuǎn)程操作的距離，并分為內(nèi)外兩層，在安裝抓頭時首先通過螺紋安裝抓頭A或B的內(nèi)部接頭，之后通過連接套與螺栓將工具桿及抓頭的外管相連接。抓頭A為錐形卡套式，通過內(nèi)外兩個錐形的相互運動將彈性抓頭收攏并提供夾緊力。抓頭Ｂ為夾板式，通過錐形的拉桿將抓板收攏使其夾緊燃料棒。
文檔編號B25J1/06GK102522131SQ201110428360
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者凃曉彬, 劉曉松, 張強, 李勁松, 李成業(yè), 李文鈺, 沈燕青, 王立德, 鄧鵬宇, 鄭海川, 黃仁忠 申請人:中國核動力研究設(shè)計院