一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器制造技术

本发明专利技术具体涉及一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，包括连接件、伸缩气缸、干芯块抓取机构和湿芯块抓取机构，所述连接板通过联轴器与机器人连接，所述伸缩气缸连接于所述连接件上，所述干芯块抓取机构与所述伸缩气缸的活塞杆连接，所述湿芯块抓取机构与所述连接件连接。本发明专利技术提供的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，集成度高，自动取放芯块代替人工作业，减少检测人员，提高作业效率，避免损伤电子天平和芯块。避免损伤电子天平和芯块。避免损伤电子天平和芯块。

【技术实现步骤摘要】
一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器


[0001]本专利技术涉及芯块检测
，特别是涉及一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器。

技术介绍

[0002]核燃料芯块为核燃料元件的核心部分，一般为小圆柱块。芯块制成后需要对其各项参数进行检测，以保证质量。对于芯块密度参数的检测，一般采用水水浸法。
[0003]水浸密度的测量原理是基于阿基米德定律。流体静力学的一个重要原理，它指出，浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量，方向竖直向上并通过所排开流体的形心。阿基米德原理适用于全部或部分浸入静止流体的物体，要求物体下表面必须与流体接触。
[0004]根据阿基米德定律，可以推导出基于浸泽芯块方法测量芯块密度的计算公式：其中M表示每个芯块的干重(重力)，M2表示每个芯块的悬浮重(重力)。
[0005]但受限于测量方式和条件，水浸密度的测量较难实现自动化的批量检测，现有水浸密度的测量方法是多人多工位的手工测量，人工将芯块用镊子夹入电子天平的干重称量盘或悬浮重称量盘里，其测量效率低下，无法满足批量生产的芯块的测量需要。同时称量芯块的电子天平精密度高，人工取放芯块必须动作轻柔，否则可能施加过大外力导致超过量程，损坏电子天平。另外人工夹取芯块难以保持恒定的夹持力，易划伤芯块。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对现有的核燃料芯块水浸密度人工测量无法满足芯块的批量测量需求，易损伤电子天平和划伤芯块的问题，提供一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，实现水浸法对芯块密度的自动化批量检测，同时不会损伤电子天平和划伤芯块。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，包括连接件、伸缩气缸、干芯块抓取机构和湿芯块抓取机构，所述连接件通过联轴器与机器人连接，所述伸缩气缸连接于所述连接件上，所述干芯块抓取机构与所述伸缩气缸的活塞杆连接，所述湿芯块抓取机构与所述连接件连接。
[0009]进一步地，所述机器人为四轴机器人。
[0010]进一步地，所述干芯块抓取机构包括转接件、干重夹爪气缸和干重夹爪，所述转接件与伸缩气缸的活塞杆连接，所述干重夹爪气缸安置于所述转接件上，所述干重夹爪与所述干重夹爪气缸连接。
[0011]进一步地，所述干重夹爪气缸为平行开闭式夹爪气缸。
[0012]进一步地，所述干重夹爪包括两个干重夹指，分别与所述干重夹爪气缸连接，所述
干重夹指的夹持面上设有夹槽，所述两个干重夹指的夹槽正向相对设置，形成夹持容纳干芯块的夹持空间，所述两个干重夹指平行运动合拢或张开实现对干芯块的夹持或松开。
[0013]进一步地，所述湿芯块抓取机构包括连接板、悬浮重夹爪气缸和悬浮重夹爪，所述连接板与连接件连接，所述悬浮重夹爪气缸安置于所述连接板上，所述悬浮重夹爪与悬浮重夹爪气缸连接。
[0014]进一步地，所述悬浮重夹爪为悬臂夹爪，包括悬臂和悬浮重夹爪，所述悬臂与悬浮重夹爪气缸连接，所述悬臂末端设置悬浮重夹爪。
[0015]进一步地，所述悬浮重夹爪气缸为平行开闭式夹爪气缸。
[0016]进一步地，所述悬浮重夹爪包括两个悬浮重夹指，所述悬浮重夹指的夹持面上设有夹槽，所述两个悬浮重夹指的夹槽正向相对设置，形成夹持容纳湿芯块的夹持空间，所述两个悬浮重夹指平行运动合拢或张开实现对湿芯块的夹持或松开。
[0017]进一步地，所述夹槽为V型夹槽。
[0018]进一步地，所述伸缩气缸、干重夹爪气缸和悬浮重夹爪气缸受气动控制元件控制，当伸缩气缸的活塞杆伸出时干重夹爪气缸展开动作，悬浮重夹爪气缸收回停止；当伸缩气缸的活塞杆缩回时悬浮重夹爪气缸展开动作，干重夹爪气缸收回停止。
[0019]进一步地，所述伸缩气缸、干重夹爪气缸和悬浮重夹爪气缸受外部气源独立控制。
[0020]进一步地，所述夹持空间的截面大小与待夹持的核燃料芯块的截面大小匹配。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0022]本专利技术提供的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，集成度高，自动取放芯块代替人工作业，能够自动抓取芯块分别放入电子天平的干重称量盘或悬浮重称量盘里，并可以从电子天平的干重称量盘或悬浮重称量盘里取出放回原位，可以充分发挥机器人的动作快速、动作精度高的特点，既可以减少检测人员，还可以提高效率；机器人取放芯块，取放动作一致性较好，可以避免损伤电子天平和芯块。
附图说明
[0023]图1为核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器连接应用示意图；
[0024]图2为核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器结构示意图；
[0025]图3为核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器在干重称量盘位置取放芯块示意图；
[0026]图4为核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器在干重称量盘位置取放芯块局部放大图；
[0027]图5为核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器在在悬浮重称量盘位置取放芯块示意图；
[0028]图6为干重夹指结构示意图；
[0029]图7悬浮重夹指结构示意图。
[0030]其中：
[0031]1、末端执行器；11、联轴器；12、连接板；13、伸缩气缸；14、转接件；15、干重夹爪气缸；16、干重夹爪；17、连接板；18、悬浮重夹爪气缸；19、悬浮重夹爪；2、机器人；31、干芯块；32、湿芯块；4、电子天平；41、干芯块支架；42、干重称量盘；43、湿芯块支架；44、悬浮重称量
盘。
具体实施方式
[0032]如图1至图3所示，本专利技术提供一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，实现核燃料芯块水浸密度测量中对核燃料芯块的自动取放，所述末端执行器1包括连接件12、伸缩气缸13、干芯块31抓取机构和湿芯块32抓取机构。
[0033]所述连接件12通过联轴器11与机器人2连接固定，机器人2可以采用四轴机器人，四轴机器人的手臂部分可以在一个几何平面内自由移动，可通过四个轴之间的配合到达芯块所在的每一个点位。四轴机器人的前两个关节可以在水平面上左右自由旋转。第三个关节由一个称为羽毛(quill)的金属杆和夹持器组成。该金属杆可以在垂直平面内向上和向下移动或围绕其垂直轴旋转，但不能倾斜。这种独特的设计使四轴机器人具有很强的刚性，从而使它们能够胜任高速和高重复性的工作。在本次应用中，四轴机器人控制所述末端执行器1在较大范围内平面移动和升降移动等动作，高速取放芯块并重复动作。
[0034]所述伸缩气缸13固定连接于所述连接件12上，所述干芯块31抓取机构与所述伸缩气缸13的活塞杆固定连接，所述湿芯块32抓取机构与所述伸缩气缸13的缸体连接。所述干芯块31抓取机构包括转接件14、干重夹爪气缸15和干重夹爪16。
[0035]所述转接件14与伸缩气缸13的活塞杆连接，所述伸缩气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，其特征在于，包括连接件、伸缩气缸、干芯块抓取机构和湿芯块抓取机构，所述连接件通过联轴器与机器人连接，所述伸缩气缸连接于所述连接件上，所述干芯块抓取机构与所述伸缩气缸的活塞杆连接，所述湿芯块抓取机构与所述连接件连接。2.根据权利要求1所述的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，其特征在于，所述干芯块抓取机构包括转接件、干重夹爪气缸和干重夹爪，所述转接件与伸缩气缸的活塞杆连接，所述干重夹爪气缸安置于所述转接件上，所述干重夹爪与所述干重夹爪气缸连接。3.根据权利要求2所述的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，其特征在于，所述干重夹爪气缸为平行开闭式夹爪气缸。4.根据权利要求2所述的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，其特征在于，所述干重夹爪包括两个干重夹指，分别与所述干重夹爪气缸连接，所述干重夹指的夹持面上设有夹槽，所述两个干重夹指的夹槽正向相对设置，形成夹持容纳干芯块的夹持空间，所述两个干重夹指平行运动合拢或张开实现对干芯块的夹持或松开。5.根据权利要求1所述的核燃料芯块水浸密度自动测量机器人末端执行器，其特征在于，所述湿芯块抓取机构包括连接板、悬浮重夹爪气缸和悬浮重夹爪，所述连接板与连接件连接，所述悬浮重...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖宾，王涛，钟福波，钟鹏鹤，付豪，黄辉，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：