一种开盖工装和装料系统的制作方法

1.本发明涉及核能应用技术领域，更具体地说，涉及一种开盖工装和装料系统。


背景技术：

2.高温气冷堆中用于储存燃料元件的燃料储存容器，在装料操作前需要对燃料贮存容器的容器盖进行拆除，装料完成后将容器盖装回，再进行燃料贮存容器的整体转运。现有技术中，通常为人工拆装容器盖和螺栓，劳动强度较大，且工作效率较低。
3.因此，如何实现容器盖的自动拆装，以提高作业效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开盖工装，以实现容器盖的自动拆装，并提高作业效率。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种开盖工装，用于将连接于贮存容器与容器盖之间的待拆装连接件取下，并将所述容器盖移走，包括：
7.安装支架，用于连接移动设备；
8.连接件拆装机构，设置于所述安装支架上，用于旋拧所述待拆装连接件；
9.移盖机构，设置于所述安装支架上，用于移动所述容器盖。
10.可选地，在上述的开盖工装中，所述连接件拆装机构包括：
11.拆装工具；
12.第一驱动件，所述第一驱动件的输出轴与所述拆装工具连接，以带动所述待拆装连接件转动；
13.浮动滑台，浮动设置于所述安装支架上，且所述浮动滑台的浮动平面与所述拆装工具的延伸方向垂直，所述第一驱动件与所述浮动滑台连接，以使所述浮动滑台可带动所述拆装工具浮动并与所述待拆装连接件对齐。
14.可选地，在上述的开盖工装中，所述拆装工具包括：
15.套筒，所述套筒与所述第一驱动件传动连接；
16.对中件，设置于所述套筒内，且具有用于嵌入所述待拆装连接件的旋拧槽的对中头部；
17.弹性件，连接于所述套筒和所述对中件之间。
18.可选地，在上述的开盖工装中，所述套筒上设置有用于吸附所述待拆装连接件的吸附件。
19.可选地，在上述的开盖工装中，所述连接件拆装机构包括限位壳体，所述限位壳体设置于所述安装支架上，且所述浮动滑台设置于所述限位壳体内，所述浮动滑台和所述限位壳体之间设置有浮动间隙。
20.可选地，在上述的开盖工装中，所述限位壳体上设置有用于对所述浮动滑台的浮动进行限制的浮动盘调整销钉；
21.所述浮动盘调整销钉包括固定部、移动部和伸缩部，所述固定部设置于所述限位壳体上，所述移动部与所述浮动滑台抵接，所述伸缩部的两端分别与所述固定部和移动部抵接，且所述伸缩部为弹性复位件。
22.可选地，在上述的开盖工装中，还包括吹扫装置，所述吹扫装置包括：
23.喷气头，所述喷气头的喷口朝向所述拆装工具；
24.喷气管，一端与所述喷气头连通，另一端用于与气泵连通，以提供喷吹气流。
25.可选地，在上述的开盖工装中，所述移盖机构包括：
26.托卡固定板，设置于所述安装支架上；
27.伸缩卡托，滑动设置于所述托卡固定板上，且所述伸缩卡托的端部开设有用于与所述容器盖卡接的卡槽；
28.第二驱动件，设置于所述托卡固定板上，并与所述伸缩卡托传动连接，以推动所述伸缩卡托与所述容器盖卡接。
29.可选地，在上述的开盖工装中，所述连接件拆装机构为对称设置于所述安装支架上的两个；
30.所述移盖机构为对称设置于所述安装支架上的两个。
31.可选地，在上述的开盖工装中，所述容器盖为应用于高温气冷堆的贮存容器的容器盖，所述待拆装连接件为用于连接所述容器盖的连接螺栓。
32.可选地，在上述的开盖工装中，所述安装支架上设置有用于检测所述安装支架与所述容器盖距离的视觉相机。
33.一种装料系统，包括上述的开盖工装。
34.本发明提供的开盖工装用于将连接于贮存容器与容器盖之间的待拆装连接件取下，并将容器盖移走，该开盖工装包括安装支架、连接件拆装机构和移盖机构。安装支架用于连接可带动安装支架进行移动的移动设备。连接件拆装机构设置于安装支架上，用于通过旋拧待拆装连接件实现待拆装连接件的拆装。移盖机构设置于安装支架上，在拆除待拆装连接件后，可移动容器盖，将贮存容器打开。在需要打开容器盖时，移动设备带动安装支架移动到待开盖容器处，并通过连接件拆装机构将容器盖上的各个待拆装连接件拆除，再通过移盖机构将容器盖移走，即可实现贮存容器的开盖作业；在需要安装容器盖时，控制移动设备带动移盖机构将容器盖移动到指定位置，再通过连接件拆装机构将各个待拆装连接件装配好，即可实现容器盖的安装。相较于现有的技术，本发明提供的开盖工装可以实现容器盖的自动拆装，提高了作业效率，降低了作业人员的劳动强度。
35.本发明提供的装料系统包括上述的开盖工装，以在装料前将燃料贮存容器的容器盖拆除，装料完成后再将容器盖装好。由于具有上述的开盖工装，所以同样具有上述的优点，在此不再赘述。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例公开的开盖工装的正视图；
38.图2为本发明实施例公开的开盖工装的俯视图。
39.其中，100为安装支架，101为距离传感器，102为视觉系统；
40.200为连接件拆装机构，210为浮动滑台，211为浮动盘调整销钉，212为浮动盘定位销，220为套筒，221为吸附件，230为旋拧机构，231为弹性件，232为对中件，240为第一驱动件，241为减速器；
41.300为移盖机构，310为托卡固定板，311为伸缩卡托，320为第二驱动件；
42.400为吹扫装置，410为喷气头，420为喷气管；
43.500为待拆装连接件；
44.600为起吊螺栓。
具体实施方式
45.本发明的核心在于公开一种开盖工装，以实现容器盖的自动拆装，并提高作业效率。
46.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
47.结合图1，本发明实施例公开的开盖工装用于将连接于贮存容器与容器盖之间的待拆装连接件取下，并将容器盖移走，该开盖工装包括安装支架100、连接件拆装机构200和移盖机构300。安装支架100用于连接可带动安装支架100进行移动的移动设备。连接件拆装机构200设置于安装支架100上，用于通过旋拧待拆装连接件500实现待拆装连接件500的拆装。移盖机构300设置于安装支架100上，在拆除待拆装连接件500后，可移动容器盖，将贮存容器打开。
48.在需要打开容器盖时，移动设备带动安装支架100移动到待开盖容器处，并通过连接件拆装机构200将容器盖上的各个待拆装连接件500拆除，再通过移盖机构300将容器盖移走，即可实现贮存容器的开盖作业；在需要安装容器盖时，控制移动设备带动移盖机构300将容器盖移动到指定位置，再通过连接件拆装机构200将各个待拆装连接件500装配好，即可实现容器盖的安装。
49.相较于现有的技术，本发明实施例公开的开盖工装可以实现容器盖的自动拆装，提高了作业效率，降低了作业人员的劳动强度。
50.上述的移动设备可以为机械臂等具有移动功能的结构，安装支架100可连接于机械臂末节，以通过移动设备实现容器盖的转移，同时移动设备具备提升功能，以在拆装过程中，进行待拆装连接件500的提升或下降。
51.为了实现待拆装连接件500的自动拆装，连接件拆装机构200包括拆装工具、浮动滑台210和第一驱动件240。第一驱动件240的输出轴与拆装工具连接，以带动待拆装连接件500转动，并进行待拆装连接件500的拆装。浮动滑台210浮动设置于安装支架100上，且浮动滑台210的浮动平面与拆装工具的延伸方向垂直，第一驱动件240与浮动滑台210连接，通过
浮动滑台210可带动拆装工具在浮动平面内移动，以实现拆装工具位置的调整，方便拆装工具与待拆装连接件500对齐。结合图1，第一驱动件240位于浮动滑台210的第一端，拆装工具位于浮动滑台210的第二端，第一驱动件240的输出轴穿过浮动滑台210，并带动拆装工具转动。
52.进一步地，第一驱动件240可以为伺服电机，且第一驱动件240的输出轴传动连接有减速器241，减速器241位于第一驱动件240和浮动滑台210之间，结合图1，减速器241的输出轴穿过浮动滑台210并与拆装工具传动连接(此时第一驱动件240的输出轴与减速器241传动连接，而无需穿过浮动滑台210)，减速器241与浮动滑台210螺栓连接。第一驱动件240可通过连接螺栓与减速器241固定，并随浮动滑台210进行浮动，在浮动滑台210和减速器241的输出轴之间设置轴承，可实现二者的相对转动，避免对拆装工具的转动造成干涉。
53.在本发明公开的一具体的实施例中，拆装工具包括套筒220、对中件232和弹性件231。套筒220与第一驱动件240的输出轴传动连接。结合图1，对中件232设置于套筒220内，且具有用于嵌入与待拆装连接件500的旋拧槽的对中头部，通过将对中件232纫入待拆装连接件500的旋拧槽内，可带动待拆装连接件500转动。弹性件231连接于套筒220和对中件232之间，用于方便对中头部与待拆装连接件500的旋拧槽对齐。
54.配合不同形状的旋拧槽，对中件232的对中头部可设置为不同形式，例如“十”字形头部、“一”字形头部等。套筒220的开口端可设置倒角结构，方便待拆装连接件500进入套筒220内。
55.通过弹性件231的伸缩，对中件232可在套筒220内进行滑动，并在旋拧过程中，保证对中件232始终与待拆装连接件500可靠抵接。为了对对中件232的滑动范围进行限位，套筒220的内壁设置有限位台阶，对中件232设置有用于与限位台阶抵接的限位凸台，以限定对中件232移动的第一极限位置，在套筒220靠近减速机241的输出轴的一端设置有挡板，以限制对中件232移动的第二极限位置。
56.套筒220、对中件232和弹性件231组成用于带动待拆装连接件500转动的旋拧机构230。本领域技术人员可以理解的是，将套筒220远离第一驱动件240的一端开口处的内壁设置为用于与待拆装连接件500的侧壁相贴合的型面结构，也可使拆装工具带动待拆装连接件500转动。
57.具体地，当待拆装连接件500为螺栓时，套筒220开口处的型面结构，可以与螺栓的头部嵌套配合，例如当待拆装连接件500为六角螺栓时，型面结构可以为与六角螺栓头部对应的六角形的内壁。
58.为了避免待拆装连接件500在转移过程中发生掉落，套筒220上设置有可吸附待拆装连接件500的吸附件221。具体地，吸附件221可为设置于套筒220的开口处内壁的磁铁，通过吸附件221可使待拆装连接件500随安装支架100进行移动，以暂时存放待拆装连接件500。
59.如图1所示，连接件拆装机构200包括限位壳体，限位壳体设置于安装支架100上，且浮动滑台210设置于限位壳体内，在浮动滑台210和限位壳体之间留有浮动间隙，限位壳体用于限制浮动滑台210的浮动范围。在浮动滑台210的两端分别设置有滚珠，以方便浮动平台210相对限位壳体和安装支架100进行浮动。
60.在一具体的实施例中，限位壳体上设置有用于对浮动滑台210的浮动进行限制的
浮动盘调整销钉211。浮动盘调整销钉211包括固定部、移动部和伸缩部，固定部设置于限位壳体上，移动部与浮动滑台210抵接，伸缩部的两端分别与固定部和移动部抵接。伸缩部可为弹簧等弹性复位件，固定部为固定安装于限位壳体的结构块，且开设有用于安装弹簧的安装槽。移动部的第一端与弹簧抵接，第二端与浮动滑台210抵接，为了更好地与弹簧定位，移动部的第一端设置有用于插入弹簧中间的定位杆；为了避免划伤浮动滑台210，浮动移动部的第二端为曲面结构。
61.通过浮动盘调整销钉211的伸缩功能，浮动滑台210可水平移动进行位置调整，以方便与待拆装连接件500对齐。浮动盘调整销钉211可为在沿限位壳体周向均匀布置的多个，例如4个，以方便对浮动滑台210初始位置的对中。
62.进一步地，限位壳体通过浮动盘定位销212装于安装支架100上，且浮动盘定位销212穿过浮动滑台210，浮动盘定位销212与浮动滑台210之间也留有用于浮动的浮动间隙，通过浮动盘定位销212可以保证浮动滑台210的中心导向性，避免浮动滑台210相对限位壳体发生转动。
63.为了避免拆装过程中产生的碎屑对拆装过程造成干扰，本发明实施例公开的开盖工装还包括吹扫装置400，吹扫装置400包括喷气头410和喷气管420。喷气头410的喷口朝向拆装工具用于进行拆装作业的一端，喷气管420的一端与喷气头410连通，另一端与气泵连通，通过气泵可向喷气头提供喷吹气流，以避免拆装螺钉时产生的碎屑对拆装工具的拆装过程造成干涉。
64.如图1所示，喷气头410朝向套筒220远离安装支架100的一端喷吹。通过改变喷气头410的结构可以改变喷吹气流的喷吹效果。
65.结合图2，本发明实施例公开的移盖机构300包括托卡固定板310，伸缩卡托311和第二驱动件320。托卡固定板310设置于安装支架100上，伸缩卡托311滑动设置于托卡固定板310上，且伸缩卡托311的端部开设有用于与容器盖卡接的卡槽。第二驱动件320设置于托卡固定板310上，并与伸缩卡托311传动连接，以推动伸缩卡托311与容器盖卡接。
66.其中，第二驱动件320可以为驱动电缸(气缸)，在托卡固定板310上可设置方便伸缩卡托311滑动的滑轨，第二驱动件320与托卡固定板310螺栓连接，通过第二驱动件320可以推动伸缩卡托311伸出，并最终使伸缩卡托311上的卡槽与容器盖卡接。
67.具体地，在容器盖上可预设有用于与卡槽卡接的结构，例如安装于容器盖上的起吊螺栓600，卡槽可卡接于起吊螺栓600的螺栓头部。卡槽可由设置于伸缩卡托311上的两个卡爪形成，移盖机构300与安装支架100可螺栓连接。
68.为了方便对待拆装连接件500进行定位，在安装支架100靠近拆装工具的位置安装有视觉系统102和距离传感器101。通过视觉系统102可方便移动设备(机械臂)带动安装支架100进行位置的调整，从而实现拆装工具与待拆装连接件500的精确定位；通过距离传感器101可检测安装支架100与容器盖的距离，从而实现待拆装连接件500拆装的自动化。
69.如图2所示，为了提高待拆装连接件500的拆装作业效率，连接件拆装机构200为对称设置于安装支架100上的两个，吹扫装置400为两个，且与连接件拆装机构200一一对应，并布置于两个连接件拆装机构200之间，以使喷吹气流朝向安装支架100的外侧喷吹，避免不同喷吹气流之间造成干涉。
70.为了实现对容器盖的移动，移盖机构300为对称设置于安装支架100上的两个。结
合图2，连接件拆装机构200和移盖机构300呈“十”字垂直布置，且两个移盖机构300的伸缩卡托311向相互远离的方向伸出，并分别与起吊螺栓600卡接。
71.上述的容器盖可为应用于高温气冷堆的贮存容器的容器盖，待拆装连接件500可为用于连接容器盖的连接螺栓。
72.在本发明公开的一具体的实施例中，安装支架100通过机械臂驱动移动至连接螺栓上方，并逐步靠近连接螺栓，伺服电机带动套筒220旋转，机械臂逐渐下降，浮动滑台210适应性调整至连接螺栓的中心位置，螺栓头部进入套筒220中，且旋拧机构230的对中件232自动调整并嵌入连接螺栓头部的旋拧槽中，伺服电机带动套筒220旋转，随着机械臂的提升，套筒220旋转带动连接螺栓旋离容器盖，且套筒220的内置磁铁吸附连接螺栓随安装支架100提升；同时气泵供气，并通过喷气管420输送喷吹气流至喷气头410，吹扫装置400的喷气头410输出平面气流吹扫连接螺栓周围的碎屑杂物。在连接螺栓脱离容器盖后，机械移盖机构300的伸缩卡托311伸出并卡住固定在容器盖上的起吊螺栓600，机械臂带动安装支架100移动从而转移容器盖。
73.本发明公开的装料系统包括上述的开盖工装，以在装料前将燃料贮存容器的容器盖拆除，装料完成后再将容器盖装好。由于具有上述的开盖工装，所以同样具有上述的优点，在此不再赘述。
74.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
75.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
76.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：
1.一种开盖工装，用于将连接于贮存容器与容器盖之间的待拆装连接件(500)取下，并将所述容器盖移走，其特征在于，包括：安装支架(100)，用于连接移动设备；连接件拆装机构(200)，设置于所述安装支架(100)上，用于旋拧所述待拆装连接件(500)；移盖机构(300)，设置于所述安装支架(100)上，用于移动所述容器盖。2.如权利要求1所述的开盖工装，其特征在于，所述连接件拆装机构(200)包括：拆装工具；第一驱动件(240)，所述第一驱动件(240)的输出轴与所述拆装工具连接，以带动所述待拆装连接件(500)转动；浮动滑台(210)，浮动设置于所述安装支架(100)上，且所述浮动滑台(210)的浮动平面与所述拆装工具的延伸方向垂直，所述第一驱动件(240)与所述浮动滑台(210)连接，以使所述浮动滑台(210)可带动所述拆装工具浮动并与所述待拆装连接件(500)对齐。3.如权利要求2所述的开盖工装，其特征在于，所述拆装工具包括：套筒(220)，与所述第一驱动件(240)的输出轴连接；对中件(232)，设置于所述套筒(220)内，且具有用于嵌入所述待拆装连接件(500)的旋拧槽的对中头部；弹性件(231)，连接于所述套筒(220)和所述对中件(232)之间。4.如权利要求3所述的开盖工装，其特征在于，所述套筒(220)上设置有用于吸附所述待拆装连接件(500)的吸附件(221)。5.如权利要求2所述的开盖工装，其特征在于，所述连接件拆装机构(200)包括限位壳体，所述限位壳体设置于所述安装支架(100)上，且所述浮动滑台(210)设置于所述限位壳体内，所述浮动滑台(210)和所述限位壳体之间设置有浮动间隙。6.如权利要求5所述的开盖工装，其特征在于，所述限位壳体上设置有用于对所述浮动滑台(210)的浮动进行限制的浮动盘调整销钉(211)；所述浮动盘调整销钉(211)包括固定部、移动部和伸缩部，所述固定部设置于所述限位壳体上，所述移动部与所述浮动滑台(210)抵接，所述伸缩部的两端分别与所述固定部和移动部抵接，且所述伸缩部为弹性复位件。7.如权利要求2所述的开盖工装，其特征在于，还包括吹扫装置(400)，所述吹扫装置(400)包括：喷气头(410)，所述喷气头(410)的喷口朝向所述拆装工具；喷气管(420)，一端与所述喷气头(410)连通，另一端用于与气泵连通，以提供喷吹气流。8.如权利要求1～7任意一项所述的开盖工装，其特征在于，所述移盖机构(300)包括：托卡固定板(310)，设置于所述安装支架(100)上；伸缩卡托(311)，滑动设置于所述托卡固定板(310)上，且所述伸缩卡托(311)的端部开设有用于与所述容器盖卡接的卡槽；第二驱动件(320)，设置于所述托卡固定板(310)上，并与所述伸缩卡托(311)传动连接，以推动所述伸缩卡托(311)与所述容器盖卡接。
9.如权利要求1～7任意一项所述的开盖工装，其特征在于，所述连接件拆装机构(200)为对称设置于所述安装支架(100)上的两个；所述移盖机构(300)为对称设置于所述安装支架(100)上的两个。10.如权利要求1所述的开盖工装，其特征在于，所述容器盖为应用于高温气冷堆的贮存容器的容器盖，所述待拆装连接件(500)为用于连接所述容器盖的连接螺栓。11.如权利要求1所述的开盖工装，其特征在于，所述安装支架(100)上设置有用于检测所述安装支架(100)与所述容器盖距离的视觉相机。12.一种装料系统，其特征在于，包括如权利要求1～11任意一项所述的开盖工装。

技术总结
本发明公开的开盖工装用于将连接于贮存容器与容器盖之间的待拆装连接件取下，并将容器盖移走，该开盖工装包括安装支架、连接件拆装机构和移盖机构。安装支架用于连接可带动安装支架进行移动的移动设备。连接件拆装机构设置于安装支架上，用于通过旋拧待拆装连接件实现待拆装连接件的拆装。移盖机构设置于安装支架上，在拆除待拆装连接件后，可移动容器盖，将贮存容器打开。移动设备带动安装支架移动到待开盖容器处，并通过连接件拆装机构将容器盖上的各个待拆装连接件拆除，再通过移盖机构将容器盖移走，即可实现贮存容器的开盖作业。本发明公开的开盖工装可以实现容器盖的自动拆装，提高了作业效率，降低了作业人员的劳动强度。降低了作业人员的劳动强度。降低了作业人员的劳动强度。


技术研发人员：李红克 王萌 李霜 闫祎 金东杰 胡喜雷
受保护的技术使用者：中核能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/9