一种用于危化溶液提取的夹具系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于危化溶液提取的夹具系统，所述夹具系统包括夹具本体、转动装置、定量取液装置以及气动三爪卡盘装置；所述夹具本体分为对称两半，所述转动装置位于夹具本体内，用于实现夹具本体对称两半之间的相对转动；所述夹具本体水平方向与气动三爪卡盘装置连接，垂直方向下部与定量取液装置连接。本发明专利技术的夹具是一套复合夹具，集成夹取功能和液体提取功能，能一次完成物体夹取和液体抽取操作，减少中间环节，明显提高工作效率。

A jig system for extraction of hazardous solutions

The invention relates to a method for extracting the risk of fixture system solution, the fixture comprises a fixture body, a rotating device, quantitative liquid taking device and pneumatic three jaw chuck device; the fixture body is divided into symmetrical halves, the rotating device in the fixture body, used to implement the fixture body relatively symmetrical halves rotation of the fixture body; the horizontal direction and the pneumatic device is connected with the three jaw chuck, the vertical direction and the quantitative liquid taking device is connected with the lower part. The fixture of the invention is a set of composite fixture, which integrates the clamping function and the liquid extraction function, and can realize the object clamping and liquid extraction operation at a time, thereby reducing the intermediate link and obviously improving the work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于危化溶液提取的夹具系统
本专利技术涉及自动化领域，具体说是一种用于危化溶液提取的夹具系统。
技术介绍
生产制造、医疗卫生、核试验与核电、冶金化工等行业诸多场所会产生大量组分复杂、浓度不均、腐蚀性大、放射性高的危化溶液，对人、动物以及环境极易造成严重伤害。此类危化溶液一般采用隔离的办法存储在封闭空间中，经过收集存储、取样检测、净化处理以及排放等步骤，用稀释或固化等方法处理后，转换成小体积的浓缩物并加以贮藏，待腐蚀性和放射性小于最大允许排放指标后，将其排于环境中进行掩埋或扩散。危化溶液的取样检测是处理过程中非常重要的环节，此阶段将对危化溶液的成分及含量进行检测，只有充分检测后才能找到有效的危化溶液处理方法，只有经过严格处理后才能将其危害降低到最低。危化溶液取样检测时需采用先进的方法和手段少量提取溶液，进行成分和含量分析。从已公开的记录和资料来看，大部分危化溶液提取采用的是基于真空吸取的方式构建的固定危化溶液提取装置，该装置主要由真空泵、吸取管、控制开关以及摄像头等组成，与危化溶液处理设备一起固定在某个地方，在人工的参与下完成危化溶液的提取，该类装置出于稳定性考虑几乎没有采用精确提取控制的措施，所以难以实现危化溶液的定量和随机抽检。缺少灵活的提取手段和无法精确定量提取等问题成为制约危化溶液处理效率提升的瓶颈，由于采用的是固定式溶液提取装置，不能自由移动操作，当装置发生故障或危化溶液组分变化的情况下，固定式溶液提取装置无法胜任抽检工作，严重时造成危化溶液处理暂停，生产线停机，带来巨大的经济损失。另外，许多场合没有固定式危化溶液提取设备，当提取的危化溶液种类比较多、距离比较远、工作环境比较恶劣时，需要人进入不同的环境甚至是高危环境中手工操作，出现（1）人较长时间处在恶劣环境中作业，易受到伤害；（2）危化溶液取量不准，作业效率较低；（3）多余危化溶液不易处理等问题。这些问题已严重影响危化溶液检测环节的处理效率和人的安全性。
技术实现思路
为克服现有技术存在的以上问题，本专利技术提供了一种用于危化溶液提取的夹具系统，通过集成夹取功能和液体提取功能，能一次完成物体夹取和液体抽取操作，减少中间环节，明显提高工作效率。本专利技术由以下技术方案实现：一种用于危化溶液提取的夹具系统，所述夹具系统包括夹具本体、转动装置、定量取液装置以及气动三爪卡盘装置；所述夹具本体分为对称两半，所述转动装置位于夹具本体内，用于实现夹具本体对称两半之间的相对转动；所述夹具本体水平方向与气动三爪卡盘装置连接，垂直方向下部与定量取液装置连接。进一步的，所述夹具本体为正八边形，所述对称两半形成的对称面与水平面呈45°夹角。进一步的，还包括法兰、多关节机械臂，所述夹具本体上部通过法兰与多关节机械臂末端相连。进一步的，所述转动装置包括旋转气缸、气缸活塞，所述旋转气缸安装于夹具本体上半部内，所述旋转气缸通过气缸活塞与夹具本体下半部相连，通过旋转气缸180°转动实现气动三爪卡盘装置与定量取液装置的工具转换。进一步的，所述气动三爪卡盘装置包括本体、三个卡爪、三个压力传感器，所述压力传感器安装于卡爪内侧。进一步的，还包括三爪卡盘气动装置，所述本体包括气路、气动连接口及卡爪导向槽；所述本体通过气动连接口与三爪卡盘气动装置连接。进一步的，所述气动三爪卡盘装置采用不锈钢材料，上镶有防滑耐酸碱柔性材料。进一步的，所述定量取液装置包括取液容器本体、检测传感装置及定量取液气动装置；所述取液容器本体外部设置有气动连接口；所述检测传感装置设置在取液容器本体外部；所述取液容器本体内部被移动活塞从上至下依次分为气体室和液体室；所述定量取液气动装置通过气动连接口与取液容器本体相连。进一步的，还包括过A/D转换器、多关节机械臂PLC控制器，所述检测传感装置通过A/D转换器与多关节机械臂PLC控制器连接。进一步的，还包括多关节机械臂PLC控制器，所述三爪卡盘气动装置、定量取液气动装置均与多关节机械臂PLC控制器连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的夹具是一套复合夹具，集成夹取功能和液体提取功能，能一次完成物体夹取和液体抽取操作，减少中间环节，明显提高工作效率；夹具结构简单、成本低，经过抗腐蚀耐腐蚀处理，能在诸如核辐射等高危环境下稳定工作；能实现危化溶液的快速精确提取，减少人工重复劳动，满足危化溶液检测要求，显著提高危化溶液提取质量；引入了先进的自动化技术和信息技术，提升了装置的智能化水平，利于危化溶液提取操作过程的自动化和标准化；能远程遥控操作，从而使人与危险环境隔离，明显降低了人的劳动强度和安全风险，使人的工作环境得到较大改善。多功能夹具本体采用正八边形、对称两半可绕中心360°旋转的结构，可将危化溶液夹取功能和提取功能有效集成，一次完成液体取液量杯夹取和液体定量抽取操作，减少夹具换装等辅助时间。多功能夹具采用模块化法兰设计、工业级PLC实时控制，其开放性可与多种机械臂等自动化设备无缝集成，形成非常柔性的危化溶液提取装置，从而扩大其应用环境和应用领域。多功能夹具中的三爪卡盘装置，采用三爪机械结构、气动系统作为动力，并加装压力传感器作为夹取力检测，可根据力度来进行夹取操作，实现快速反应、精准力夹取。多功能夹具中定量取液装置，采用基于真空发生器组件的气动装置作为动力，使定量提取装置结构简化、控制稳定，同时采用基于固态电容组件的传感器检测液面位置，可精确到微米级，最终完成危化溶液的快速精确提取操作。多功能夹具本体采用耐腐蚀不锈钢材料，取液容器本体采用耐腐蚀玻璃钢材料，并在局部敷设一层耐腐蚀防辐射的铅皮材料和多离子织物柔性材料，从而全方位隔离夹具与外部辐射环境，保证多功能夹具在高危环境下常时间稳定工作。附图说明图1为本专利技术的系统工作原理图。图2为本专利技术的系统组成框图。图3为本专利技术的移动机器人结构图。图4为本专利技术的移动机器人系统控制结构图。图5为本专利技术的控制指令及传递过程网状图。图6为本专利技术的无线通讯系统网络拓扑图。图7为本专利技术的总控制台系统软硬件框架图。图8为本专利技术的总控制台软硬件网络架构。图9为本专利技术的本专利技术的总控制台外形结构图。图10为本专利技术的移动小车系统模块框图。图11为本专利技术的移动小车本体内部结构图。图12为本专利技术的多关节机械臂系统模块框图。图13为本专利技术的夹具装置系统结构图。图14为本专利技术的系统模块框图。图15为本专利技术的气动三爪卡盘结构图。图16为本专利技术的取液容器本体结构图。图17为本专利技术定量取液气动装置图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。根据危化溶液的特点和自动定量提取的流程，考虑操作安全性以及功能的可靠实现，设计一种基于移动机器人的高危环境下危化溶液自动定量提取系统，工作原理如图1所示。整体采用控制机构和执行机构分离的思想，移动机器人系统作为执行机构放置在高危环境内部，总控制台作为控制机构放在高危环境外部，不但适合一般溶液随机定量提取要求，还适于放射性高、化学成分不确定、品种类型多、安全要求高的危化溶液随机定量提取要求的场景，具有良好的灵活性。如图2所示：该系统包括总控制台系统、无线通讯数据传输系统、移动小车系统、多关节机械臂系统、多功能夹具系统、视觉超声波检测系统、危化溶液存储系统及电源系统等。其中，移动小车系统、多关节机械臂系统、多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：所述夹具系统包括夹具本体、转动装置、定量取液装置以及气动三爪卡盘装置；所述夹具本体分为对称两半，所述转动装置位于夹具本体内，用于实现夹具本体对称两半之间的相对转动；所述夹具本体水平方向与气动三爪卡盘装置连接，垂直方向下部与定量取液装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：所述夹具系统包括夹具本体、转动装置、定量取液装置以及气动三爪卡盘装置；所述夹具本体分为对称两半，所述转动装置位于夹具本体内，用于实现夹具本体对称两半之间的相对转动；所述夹具本体水平方向与气动三爪卡盘装置连接，垂直方向下部与定量取液装置连接。2.根据权利要求1所述的一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：所述夹具本体为正八边形，所述对称两半形成的对称面与水平面呈45°夹角。3.根据权利要求1所述的一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：还包括法兰、多关节机械臂，所述夹具本体上部通过法兰与多关节机械臂末端相连。4.根据权利要求1所述的一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：所述转动装置包括旋转气缸、气缸活塞，所述旋转气缸安装于夹具本体上半部内，所述旋转气缸通过气缸活塞与夹具本体下半部相连，通过旋转气缸180°转动实现气动三爪卡盘装置与定量取液装置的工具转换。5.根据权利要求1所述的一种用于危化溶液提取的夹具系统，其特征在于：所述气动三爪卡盘装置包括本体、三个卡爪、三个压力传感器，所述压力传感器安装于卡爪内侧。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，李晋航，董娜，吴文亮，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51