技术领域
[0001] 本
发明涉及夹持装置技术领域,尤其涉及一种螺杆旋拧夹持一体化装置。
背景技术
[0002] 在压
水堆核电站构建水池中,
控制棒导向筒更换需要拆卸出
螺栓,并将拆卸出的螺栓搬运到
指定位置中,避免该螺栓遗留在反应堆中,造成安全事故,目前,相关技术中的
螺栓抓取装置,存在以下问题:(1)装置长度一般为固定的,不能加长使用;(2)在深水环境
中夹持螺栓不可靠,存在螺栓搬运过程中遗落的
风险;(3)装置对中螺栓不方便,效率低下;
(4)不可以在夹持螺栓状态下搬运。
[0003] 因此,需要一种在深水和有辐照环境下能同时实现螺栓夹持及搬运的装置。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于,提供一种改进的螺杆旋拧夹持一体化装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种螺杆旋拧夹持一体化装置,包括
[0006] 驱动机构,用于驱动整个装置的转动;
[0007] 连接机构,其与所述驱动机构连接,用于传递所述驱动机构产生的
扭矩并延长整体装置长度;以及
[0008] 执行机构,其与所述连接机构远离所述驱动机构的一端连接,用于夹持并带动螺杆旋转。
[0009] 优选地,所述驱动机构包括下端与所述连接机构连接的
定位组件;以及
[0010] 设置在所述定位组件顶部的转动组件。
[0011] 优选地,所述转动组件与所述定位组件之间通过插接定位结构活动连接;
[0012] 所述插接定位结构包括在所述转动组件上设置的定位孔、以及在所述定位组件上设置与所述定位孔相配合限位的定位柱;或者,
[0013] 所述插接定位结构包括在所述定位组件上设置的定位孔、以及在所述转动组件上设置与所述定位孔相配合限位的定位柱。
[0014] 优选地,所述定位组件包括第一连接管;
[0015] 所述第一连接管的顶部设置有连接件;
[0016] 所述转动组件包括定位套设于所述连接件的套筒;以及
[0018] 优选地,所述手柄为多个,轴对称设置在所述套筒圆周上;
[0019] 所述转动组件还包括套设于所述手柄外周、用于增大
力臂进而增大扭矩的增力臂。
[0020] 优选地,所述定位组件还包括设置在所述第一连接管外围的吊环组件。
[0021] 优选地,所述吊环组件包括分开设置在所述第一连接管上的第一挡圈和第二挡圈、可转动套设在所述第一连接管外围并位于所述第一挡圈以及所述第二挡圈之间的吊环
座、在所述吊环座圆周向外延伸并轴线经过同一直径设置的两
转轴、以及可转动安装在所
述两转轴上的吊环。
[0022] 优选地,所述驱动机构与所述连接机构相接的一端、所述连接机构与所述执行机构相接的一端分别设有
法兰连接结构;
[0023] 所述法兰连接结构包括圆周上设有多个开口槽的法兰、与所述法兰匹配的法兰座、以及多个安装在所述法兰座上并可转动进入或退出所述开口槽的活节螺栓。
[0024] 优选地,所述连接机构包括一个或多个单元连接机构,相邻的所述单元连接机构之间设有所述法兰连接结构。
[0025] 优选地,所述执行机构包括安装在所述连接机构上的中空管体、设置在所述中空管体中的驱动件、以及由所述驱动件带动往复运动的夹爪机构。
[0026] 优选地,所述中空管体的开口端的孔径自内向外逐渐缩小;
[0027] 所述夹爪机构包括设置在所述中空管体内的弹性夹爪、以及设置在所述弹性夹爪中间的旋拧件;
[0028] 在所述弹性夹爪自内向外运动时,所述中空管体的开口端内壁
挤压所述弹性夹爪,以使所述弹性夹爪收缩;
[0029] 在所述弹性夹爪自外向内运动时,所述中空管体的开口端内壁松开对所述弹性夹爪的挤压,以使所述弹性夹爪张开。
[0030] 优选地,所述中空管体包括与所述连接机构连接的第三连接管、与所述第三连接管远离所述连接机构一端连接的第一法兰管、与所述第一法兰管远离所述第三连接管一端
可拆卸连接的第二法兰管,以及通过
螺纹连接可拆卸安装到所述第一法兰管远离所述第一
法兰管一端的护套。
[0031] 优选地,所述弹性夹爪包括圆筒状主体,所述圆筒状主体一端部
侧壁开设有若干开槽,以形成若干夹爪;
[0033] 优选地,所述驱动件为
气缸,所述弹性夹爪和旋拧件固定安装在所述气缸的
活塞杆的末端。
[0034] 实施本发明具有以下有益效果:本发明的螺杆旋拧夹持一体化装置,在深水和有辐照环境下具有导向功能,缩短对中螺杆的操作时间,效率高,并且夹持及搬运螺杆安全、
可靠,为控制棒导向筒更换安全顺利进行提供保障,采用部件模
块化设计,可以与其他工具
通用使用,减少工具数量。
附图说明
[0035] 下面将结合附图及
实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0036] 图1是本发明螺杆旋拧夹持一体化装置的整体结构示意图;
[0037] 图2是本发明一些实施例中转动组件的结构
正面示意图;
[0038] 图3是本发明一些实施例中转动组件的结构俯视示意图;
[0039] 图4是本发明一些实施例中增
力臂的结构示意图;
[0040] 图5是本发明一个实施例的定位组件的结构示意图;
[0041] 图6是图5中的第一法兰的仰视示意图;
[0042] 图7是本发明一个实施例的连接机构的结构示意图;
[0043] 图8是图7的第二法兰(与第二法兰座配合后)的仰视示意图;
[0044] 图9是本发明一个实施例的执行机构的结构示意图;
[0045] 图10是本发明一个实施例的执行机构的局部剖面示意图。
具体实施方式
[0046] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中,需要理解的是,“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作,仅是为了便于描述本技术方
案,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
[0047] 如图1-10所示,是本发明一种螺杆旋拧夹持一体化装置,可用于螺杆的旋拧、夹持及搬运等,包括驱动机构,用于驱动整个装置的转动;连接机构3,其与该驱动机构连接,用
于传递驱动机构产生的扭矩并延长整体装置长度;以及执行机构4,其与连接机构3远离驱
动机构的一端连接,用于夹持并带动螺杆旋转。
[0048] 在本实施例中,该驱动机构为该装置操作端及水上部分,而连接机构3 以及执行机构4一般为执行端及水下部分。在深水和有辐照环境下具有导向功能,缩短对中螺杆的操
作时间,效率高,并且夹持及搬运螺杆安全、可靠,为控制棒导向筒更换安全顺利进行提供
保障,采用部件模块化设计,可以与其他工具通用使用,减少工具数量。
[0049] 结合图2至图5所示,驱动机构包括下端与连接机构3连接的定位组件2,以及设置在定位组件2顶部的转动组件1。
[0050] 结合图2和图3所示,该转动组件1包括套筒11,以及设置在套筒11圆周向外延伸的手柄12,手柄12可以为多个,轴对称设置在套筒11圆周上,在一些实施例中,该手柄12为轴
对称设置在套筒11圆周上的四个,以形成十字架结构,用于供工作人员操作该手柄12以施
加扭矩并将扭矩传递到整体装置上。可以理解的,该手柄12的数量可以根据实际需求进行
设置,这里不做具体限定。该套筒11上还可以设置有挂
耳等,以方便拆卸后转动组件1的悬
挂放置,或方便提拿。
[0051] 如图4所示,转动组件1还包括套设于手柄12外周、用于增大力臂进而增大扭矩的增力臂13。该增力臂13采用圆
钢管,以增大力臂从而增大扭矩,在一些实施例中,也可以不
采用该增力臂13,而将该手柄12的长度加工到合适的尺寸。
[0052] 在一些实施例中,该转动组件1包括定位圆板,以及设置在该定位圆板周向外延伸的手柄12,手柄12可以为多个,轴对称设置在定位圆板圆周上,在一些实施例中,该手柄12
为轴对称设置在定位圆板圆周上的四个,以形成十字架结构,用于供工作人员操作该手柄
12以施加扭矩并将扭矩传递到整体装置上。可以理解的,该手柄12的数量可以根据实际需
求进行设置,这里不做具体限定。该手柄12上可以套设上述的增力臂13,其结构相似,这里
不再细述。
[0053] 如图5所示,该定位组件2可拆卸的连接在转动组件1的下端,包括第一连接管21,第一连接管21的顶部设置有连接件24,还包括设置在第一连接管 21外围的吊环组件。
[0054] 该吊环组件用于为装置提供吊装
接口,可被现场
起重机设备起吊实现整体装置搬运作业,作业过程节省人力、安全可靠。在本实施例中,该吊环组件包括分开设置在第一连
接管21上的第一挡圈22和第二挡圈23、可转动套设在第一连接管21外围并位于第一挡圈22
以及第二挡圈23之间的吊环座25、在吊环座25圆周向外延伸并轴线经过同一直径设置的两
转轴26、以及可转动安装在两转轴26上的吊环27。
[0055] 在一些实施例中,第一挡圈22以及第二挡圈23之间留出吊环座25活动空间,用于供吊环座25在第一连接管21上轴向移动或周向转动,该吊环27 可以绕该转轴26往复转动。
该转轴26与吊环座25可以通过
螺纹连接,并增加
焊接点,保证转轴26不会松脱。
[0056] 如图1-5所示,转动组件1与定位组件2之间通过插接定位结构活动连接,从而便于转动组件1和定位组件2的组装。该插接定位结构包括在转动组件1 上设置的定位孔、以及
在定位组件2上设置与定位孔相配合限位的定位柱241。在本实施中,该转动组件1上设置的
定位孔可以是该套筒11加工出的内六角孔,定位柱241可以是该连接件24顶端加工出的与
上述内六角相配合的外六角适配头,或者设置在该连接24顶端的外六角螺栓,二者以实现
精准配合,传递扭矩。
[0057] 可以理解的,插接定位结构的定位孔和定位柱的位置可以调换,即在定位组件2上设置的定位孔、以及在转动组件1上设置与定位孔相配合限位的定位柱。同样的,该定位孔
内壁可以加工内六角,而转动组件1包括上述的定位圆板,该定位圆
板面向所述定位孔一侧
中心位置凸起形成与该套筒相配合的定位柱,该定位柱可以是外六角适配头,二者以实现
精准配合,传递扭矩。
[0058] 在本实施例中,连接机构3与驱动机构相接的一端、连接机构3与执行机构4相接的一端分别设有法兰连接结构,从而可以实现驱动机构、连接机构和执行机构4的快速连接。
[0059] 其中,该法兰连接结构包括圆周上设有多个开口槽的法兰、与该法兰匹配的法兰座、以及多个安装在法兰座上并可转动进入或退出开口槽的活节螺栓。可以理解的,法兰、
法兰座可以根据实际需要分别设置驱动机构、连接机构和执行机构4相接的一端,只要能够
实现对应的快速连接即可。
[0060] 结合图5至图7所示,以驱动机构与连接机构3相接设置的法兰连接结构为例。
[0061] 驱动机构还包括设置在第一连接管21底部的第一法兰28,该第一法兰28 上斜角设置有两个第一定位圆孔218,以及圆周上等距间隔设置的四个第一开口槽282。当然,该第
一定位圆孔218以及第一开口槽282的数量以及位置可以根据需求进行选择调整,这里不做
具体限定。
[0062] 连接机构3包括第二连接管31,该第二连接管31的顶部设置与该第一法兰28相配合的第一法兰座32,该第一法兰座32上设置有与该第一定位圆孔 218相配合的第一定位销
37。
[0063] 该第一法兰座32圆周均布有与第一开口槽282相配合的四个第一活节螺栓34,该第一活节螺栓34通过第一销轴33可转动地设置到该第一法兰座32 上,以使得该第一活节
螺栓34能够绕第一销轴33灵活转动,以进入或退出该第一开口槽282,该第一活节螺栓34上
还设置有第一
锁紧
螺母35以及设置在该第一活节螺栓34上远离第一法兰座32一端的第一
限位螺母36,该第一限位螺母36可以防止第一锁紧螺母35与第一活节螺栓34螺纹连接失效
后,发生驱动机构与连接机构3分离事故。
[0064] 当驱动机构与连接机构3装配时,先通过第一定位圆孔218与第一定位销 37配合对准,当第一法兰28与第一法兰座32抵接并相对贴合后,转动该第一活节螺栓34进入到第
一开口槽282中,并调整第一锁紧螺母35以锁紧该第一活节螺栓34。当驱动机构与连接机构
3拆卸时,方向执行上面操作即可。
[0065] 结合图7至图9所示,以连接机构3与执行机构4相接设置的法兰连接结构为例。
[0066] 连接机构3包括设置在第二连接管31底部第二法兰38,该第二法兰38 上斜角设置有两个第二定位圆孔318,以及圆周上等距间隔设置的四个第二开口槽382,当然,该第二定
位圆孔318以及第二开口槽382的数量以及位置可以根据需求进行选择调整,这里不做具体
限定。
[0067] 执行机构4包括第三连接管41,该第三连接管41的顶部设置与该第二法兰38相配合的第二法兰座42,该第二法兰座42上设置有与该第二定位圆孔 318相配合的第二定位销
47。
[0068] 该第二法兰座42圆周均布有与第二开口槽382相配合的四个第二活节螺栓44,该第二活节螺栓44通过第二销轴43可转动地设置到该第二法兰座42 上,以使得该第二活节
螺栓44能够绕第二销轴43灵活转动,以进入或退出该第二开口槽382,该第二活节螺栓44上
还设置有第二锁紧螺母45以及设置在该第二活节螺栓44上远离第二法兰座42一端的第二
限位螺母46,该第二限位螺母46可以防止第二锁紧螺母45与第二活节螺栓44螺纹连接失效
后,发生连接机构3与执行机构4分离事故。
[0069] 当连接机构3与执行机构4装配时,先通过第二定位圆孔318与第二定位销47配合对准,当第二法兰38与第二法兰座42抵接并相对贴合后,转动该第二活节螺栓44进入到第
二开口槽382中,并调整第二锁紧螺母45以锁紧该第二活节螺栓44。当连接机构3与执行机
构4拆卸时,方向执行上面操作即可。
[0070] 同时,该法兰连接结构可以是设置在驱动机构上的法兰座以及设置在连接机构3上并与该法兰座相配合的法兰,即该法兰座与法兰对应设置即可,具体设置在哪个机构上,
可以根据需求进行调整,这里不做具体限定。
[0071] 进一步的,连接机构3包括一个或多个单元连接机构,相邻的单元连接机构之间设有法兰连接结构,可以理解的,该连接机构3可以根据实际需求,如根据装置工作环境的深
度,采用多个单元连接机构通过法兰连接结构进行装配以延长装置的整体长度。
[0072] 结合图9和图10所示,执行机构4包括安装在连接机构上的中空管体、设置在中空管体中的驱动件、以及由驱动件带动往复运动的夹爪机构。
[0073] 中空管体包括与第三连接管41远离连接机构一端连接的第一法兰管48、与第一法兰管48远离第三连接管41一端可拆卸连接的第二法兰管49,以及通过螺纹连接可拆卸安装
到第一法兰管49远离第一法兰管48一端的护套 410。
[0074] 该第一法兰管48与第二法兰管49相对应的结合部上设置有定位孔,通过定位销插设于该定位孔实现对中,后续依次安装紧固螺栓完成二者装配,进一步的,该第二法兰管49
管壁上加工
外螺纹,该护套410加工出
内螺纹,以螺纹连接安装。当然,还可以有其他连接方
式,可以根据实际需求进行选择。
[0075] 在本实施例中,该中空管体的开口端的孔径自内向外逐渐缩小,夹爪机构包括设置在中空管体内的弹性夹爪413、以及设置在弹性夹爪413中间的旋拧件412,在弹性夹爪
413自内向外运动时,中空管体的开口端内壁挤压弹性夹爪413,以使弹性夹爪413收缩,在
弹性夹爪413自外向内运动时,中空管体的开口端内壁松开对弹性夹爪413的挤压,以使弹
性夹爪413张开。
[0076] 进一步的,弹性夹爪413包括圆筒状主体,圆筒状主体一端部侧壁开设有若干开槽,以形成若干夹爪,该圆筒状主体的内圆直径大于螺杆外圆直径。
[0077] 该驱动件为气缸,该气缸通过螺纹连接方式可拆卸地设置第一法兰管48 与该第二法兰管49的内腔中,为该气缸输气的气管采用
捆扎的方式固定在上述驱动机构、连接机
构3和执行机构4上,该气缸选用可用于深水和有辐照环境下
气动接头,气动接头分为插座
部分和插头部分,插座部分和插头部分可以快速插入连接,并具备可靠的
密封性。
[0078] 该弹性夹爪413和旋拧件412固定安装在气缸的
活塞杆4112的末端。进一步的,旋拧件412为六角适配头,该六角适配头中段加工外六方头,该第二法兰管49内管壁加工内六
角孔,六角适配头和第二法兰管49装配后形成精确的面配合,以更好传递扭矩,该六角适配
头端部加工外六角面,外六角面与螺杆内六角面适应,用于更好地旋拧螺杆。
[0079] 在本实施例中,搬运该螺杆旋拧一体化装置到预定位置,控制气缸工作,以使得活塞杆4112伸出,带动六角适配头以及弹性夹爪413一同向下移动,六角适配头末端进入螺杆
内六方孔内,弹性夹爪413夹住该螺杆,此时驱动机构驱动装置整体转动,将该螺杆旋出,搬
运该螺杆到指定位置后,控制该气缸将活塞杆4112缩回,带动六角适配头和弹性夹爪413一
同向上移动,此时,中空管体的开口端内壁松开对弹性夹爪413的挤压,以使弹性夹爪413张
开,螺杆从该弹性夹爪413中脱离。
[0080] 本发明的螺杆旋拧夹持一体化装置,在深水和有辐照环境下具有导向功能,缩短对中螺杆的操作时间,效率高,并且夹持及搬运螺杆安全、可靠,为控制棒导向筒更换安全
顺利进行提供保障,采用部件模块化设计,可以与其他工具通用使用,减少工具数量。
[0081] 可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明
专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技
术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做
出若干
变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明
权利要求范围所做的
等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。