CN113857584B - 一种辐照考验管水下切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐照考验管水下切割装置，包括三维调节平台、联接杆、支撑平台、切割组件和抓取组件，三维调节平台固定设置在水面上；联接杆的上端与三维调节平台固定连接；支撑平台与联接杆的下端固定连接；切割组件固定设置在支撑平台上，且对竖直设置在水中的待切割辐照考验管进行切割；抓取组件的抓取端抓取待切割辐照考验管。本发明通过联接杆将支撑平台设置在水下，并通过三维调节平台精准的调节支撑平台相对于待切割辐照管的位置，然后通过切割组件对大长型的待切割辐照考验管进行水下切。

Description

一种辐照考验管水下切割装置

技术领域

本发明涉及辐照实验领域，具体涉及一种辐照考验管水下切割装置。

背景技术

随着核电技术不断更新换代，对反应堆堆芯燃料元件包覆材料的性能提出了越来越高的要求。

目前研发新型包覆材料的主要手段就是对该材料构成的靶组件进行堆内辐照考验，考验结束之后拆解分离为单根管状靶件并送往热室，经过一系列的材料检测分析，最终对该材料性能做出评价。

考验后的包覆材料靶组件属于放射性物品，其运输转移具有非常严格的管控要求，某些大长型辐照考验靶组件的运输难度较大，甚至由于尺寸过长无法进入热室。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是大长型辐照考验靶组件无法正常进入热室，且运输难度较大，目的在于提供一种辐照考验管水下切割装置，解决了大长型辐照考验靶组件的运输问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种辐照考验管水下切割装置，包括：

三维调节平台，其固定设置在水面上；

联接杆，其竖直设置，所述联接杆的上端与所述三维调节平台固定连接；

支撑平台，其设置在水面下，且所述支撑平台与所述联接杆的下端固定连接；

切割组件，其固定设置在所述支撑平台上，且对竖直设置在水中的待切割辐照考验管进行切割；

抓取组件，其抓取端抓取所述待切割辐照考验管。

具体地，设定位于水平面的一个方向为X轴，设定位于水平面上并垂直于所述X轴的方向为Y轴，设定竖直方向并与所述X轴和所述Y轴均垂直的方向为Z轴；

所述三维调节平台包括：

X轴移动组件，其具有固定端和移动端，所述X轴移动组件的移动端沿X轴移动；

Y轴移动组件，其具有固定端和移动端，所述Y轴移动组件的移动端沿Y轴移动，所述Y轴移动组件的固定端与所述X轴移动组件的移动端固定连接；

Z轴移动组件，其具有固定端和移动端，所述Z轴移动组件的移动端沿Z轴移动，所述Z轴移动组件的固定端与所述Y轴移动组件的移动端固定连接，所述Z轴移动组件的移动端与所述联接杆的上端固定连接。

作为一个实施例，所述X轴移动组件包括：

X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠，其沿所述X轴设置；

X轴手轮，其驱动所述X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节；

所述Y轴移动组件包括：

Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠，其沿所述Y轴设置；

Y轴手轮，其驱动所述Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节；

所述Z轴移动组件包括：

连接横梁，其水平设置且具有第一端和第二端，所述连接横梁的第一端与所述Y轴移动组件的移动端固定连接，所述连接横梁的第二端设置有与Z轴平行的Z轴孔，所述Z轴孔的内侧面设置有竖直的限位棱；

竖螺杆，其竖直设置在所述Z轴孔内，且所述竖螺杆的外侧面设置有与所述限位棱适配的竖直的限位槽；

Z轴手轮，其与所述连接横梁可转动连接，且所述Z轴手轮的转动轴线处设置有与所述竖螺杆适配的内螺纹孔，所述Z轴手轮与所述竖螺杆螺纹连接且驱动所述竖螺杆沿Z轴移动。

具体地，所述联接杆包括：

上段杆，其竖直设置，所述上段杆的上端与所述Z轴移动组件的移动端固定连接；

中段杆，其竖直设置，所述中段杆的上端通过连接法兰与所述上段杆的下端可拆卸连接；

下段杆，其竖直设置，所述下段杆的上端通过连接法兰与所述中段杆的下端可拆卸连接，所述下段杆的下端与所述支撑平台固定连接。

具体地，所述切割组件包括：

旋转刀架；

进刀组件，其与支撑平台固定连接，且驱动所述旋转刀架贴近所述待切割辐照考验管；

动力组件，其与所述支撑平台固定连接，且驱动所述旋转刀架旋转并对所述待切割辐照考验管进行切割。

作为一个实施例，所述旋转刀架为滚轮式切割刀具；

所述进刀组件包括：

进刀伺服电机，其与所述支撑平台固定连接；

进刀杆，其水平设置，且所述进刀杆的第一端通过蜗轮连接组件与所述进刀伺服电机的转矩输出轴动力连接，所述进刀杆的第二端与所述旋转刀架连接，且控制旋转刀架的切割进刀量；

所述动力组件包括：

旋转伺服电机，其与所述支撑平台固定连接；

旋转连接蜗轮，其与所述旋转伺服电机的动力输出端动力连接，且驱动所述旋转刀架绕所述待切割辐照考验管转动。

进一步，所述水下切割装置还包括切割量控制组件，其设置在所述进刀组件上，所述切割量控制组件包括：

LVDT位移传感器，其设置在所述进刀杆的一侧，且用于检测所述进刀杆的位移量；

接近开关，其设置在所述进刀杆上；

位移指示板，其设置在所述支撑平台上，且用于与所述接近开关协同工作。

更进一步，所述水下切割装置还包括弹簧夹紧机构，其与所述支撑平台固定连接，且固定所述待切割辐照考验管，所述弹簧夹持机构包括：

固定块，其与所述支撑平台固定连接，且所述固定块设置有贯穿其上侧面和下侧面的矩形通槽；

移动块，其设置在所述矩形通槽内，且与所述矩形通槽可滑动连接，所述移动块的滑动方向与所述矩形通槽的长边平行；

压缩弹簧，其设置在所述矩形通槽内，且所述压缩弹簧的第一端与所述移动块固定连接，所述压缩弹簧的第二端与所述矩形通槽的其中一个短边固定连接；

拉动钢绳，其第一端穿过所述固定块，设置在所述压缩弹簧内且与所述移动块固定连接，所述拉动钢绳的第二端设置在水面上；

其中，所述压缩弹簧处于原长状态下，所述移动块与所述矩形通槽的另一个短边之间的距离小于所述待切割辐照考验管的直径。

优选地，所述固定块设置在所述支撑平台的下方，所述弹簧夹紧机构还包括导向板，其固定设置在所述支撑平台的上方，且所述导向板上设置有竖直的且与所述待切割辐照考验管适配的导向孔。

具体地，所述抓取组件包括：

抓取杆，其竖直设置，且所述抓取杆的上端设置在水面上；

爪式机械手，其与所述抓取杆的下端固定连接，且用于抓取所述待切割辐照考验管的上端；

缓存容器，其设置在所述支撑平台的下方，且用于放置已切割的辐照考验管。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过联接杆将支撑平台设置在水下，并通过三维调节平台精准的调节支撑平台相对于待切割辐照管的位置，然后通过切割组件对大长型的待切割辐照考验管进行水下切割，安全地将大长型待切割辐照考验管切割为一定长度的两截短管，同时满足了后续运输、研究要求以及减少了放射性废物的产生，切割的整个过程不能出现飞屑和裂痕，并且辐照考验管切口不会出现变形。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种辐照考验管水下切割装置的结构示意图。

图2是根据本发明所述的支撑平台处的结构示意图。

附图标记：1-X轴移动组件、2-Y轴移动组件、3-连接横梁、4-Z轴移动组件、5-联接杆、6-连接法兰、7-待切割辐照考验管、8-进刀组件、9-台阶螺栓、10-动力组件、11-旋转连接蜗轮、12-弹簧夹紧机构、13-接近开关、14-LVDT位移传感器、15-配重块、16-暂存容器、17-位移指示板、18-抓取组件、19-旋转刀架、20-导向板、22-蜗轮连接组件、21-滑轮组。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

目前研发新型包覆材料的主要手段就是对该材料构成的靶组件进行堆内辐照考验，考验结束之后拆解分离为单根管状靶件并送往热室，经过一系列的材料检测分析，最终对该材料性能做出评价。

考验后的包覆材料靶组件属于放射性物品，其运输转移具有非常严格的管控要求，相比于小型考验靶组件，某些大长型辐照考验靶组件无疑会增加运输难度和研发成本，甚至由于尺寸过长无法进入热室，

因此，将大长型辐照考验靶组件拆解后进行单根管状靶件切割，之后进行更为安全可靠的转移运输，具有非常重要的科研价值和经济意义。

本实施例给出的大长型辐照考验管为拆解后的管状考验靶件长度接近4000mm，直径≤10mm的辐照考验管，为保证切割操作的安全性，需要在水下8000mm处精准切割为长度相等的两截考验管，且为了后续对其进行材料检测分析的准确性，需要保证两节短的辐照考验管的长度误差≤2mm。

实施例一

针对上述的问题，本实施例提供一种辐照考验管水下切割装置，包括三维调节平台、联接杆5、支撑平台、切割组件和抓取组件18。

三维调节平台固定设置在水面上，因为需要将待切割辐照考验管7设置在水下8000mm处，且待切割辐照考验管7的长度为4000mm，因此具体长度需要本领域技术人员进行选定，且可以设置相应的水箱来实现有水面。

联接杆5竖直设置，联接杆5的上端与三维调节平台固定连接，支撑平台设置在水面下，且支撑平台与联接杆5的下端固定连接；

三维调节平台、联接杆5和支撑平台组成一个整体，三维调节平台固定在水面上，可以通过任意的固定架进行固定，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。

通过三维调节平台来调节联接杆5的位置，从而实现了对支撑平台的位置的调节，且为了使支撑平台准确到达切割位置，所有方向的微调的精度为0.1mm。

切割组件固定设置在支撑平台上，且对竖直设置在水中的待切割辐照考验管7进行切割；抓取组件18的抓取端抓取待切割辐照考验管7。

通过抓取组件18将待切割辐照考验管7抓取在水中，并配合至切割组件，通过切割组件对待切割辐照考验管7进行切割，从而实现了将大长型辐照考验管切割的目的。

实施例二

本实施例对三维调整平台的具体结构加以说明，为了描述方便，设定一个XYZ坐标系，即设定位于水平面的一个方向为X轴，设定位于水平面上并垂直于X轴的方向为Y轴，设定竖直方向并与X轴和Y轴均垂直的方向为Z轴；

三维调节平台包括X轴移动组件1、Y轴移动组件2和Z轴移动组件5。

X轴移动组件1具有固定端和移动端，X轴移动组件1的移动端沿X轴移动；

Y轴移动组件2具有固定端和移动端，Y轴移动组件2的移动端沿Y轴移动，Y轴移动组件2的固定端与X轴移动组件1的移动端固定连接；

Z轴移动组件5具有固定端和移动端，Z轴移动组件5的移动端沿Z轴移动，Z轴移动组件5的固定端与Y轴移动组件2的移动端固定连接，Z轴移动组件5的移动端与联接杆5的上端固定连接。

三维调节平台是控制切割组件定位的重要部件，为满足使用环境要求，整体采用不锈钢材料加工，调节部分由X/Y/Z方向进给机构组成，通过X轴移动组件1可以实现支撑平台在X轴上的移动，通过Y轴移动组件2可以实现支撑平台在Y轴上的移动，通过Z轴移动组件5可以实现支撑平台在Z轴上的移动。

因此，通过X轴移动组件1、Y轴移动组件2和Z轴移动组件5的配合，可以实现将支撑平台移动至任意位置(需要在X轴移动组件1、Y轴移动组件2和Z轴移动组件5的移动行程内)。

本实施例的X轴移动组件1、Y轴移动组件2和Z轴移动组件5均可以的驱动动力可以为气缸、液压缸、电动伸缩杆、螺纹丝杠结构等，其能够达到驱动移动端沿固定端移动即可，本领域技术人员可以采用现有技术实现移动的目的。

本实施例选用一种具体结构，对X轴移动组件1、Y轴移动组件2和Z轴移动组件5的工作原理加以说明。

X轴移动组件1包括X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠和X轴手轮。

X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠沿X轴设置，X轴手轮驱动X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节；

Y轴移动组件2包括Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠和Y轴手轮。

Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠沿Y轴设置，Y轴手轮驱动Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节。

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品，滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。圆柱凸键反向器，它的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的圆键定位，以保证对准螺纹滚道方向。扁圆镶块反向器，反向器为一般圆头平键镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽，用镶块的外轮廓定位。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的径向尺寸及缩短了轴向尺寸。

通过X轴手轮和Y轴手轮来对滚珠丝杠施加回转运动，最终将回转运动转化为沿X轴/Y轴的直线运动，实现对在X-Y平面的位置调整。

Z轴移动组件5包括连接横梁3、竖螺杆和Z轴手轮。

连接横梁3水平设置且具有第一端和第二端，连接横梁3的第一端与Y轴移动组件2的移动端固定连接，连接横梁3的第二端设置有与Z轴平行的Z轴孔，Z轴孔的内侧面设置有竖直的限位棱；

竖螺杆竖直设置在Z轴孔内，且竖螺杆的外侧面设置有与限位棱适配的竖直的限位槽；

Z轴手轮与连接横梁3可转动连接，且Z轴手轮的转动轴线处设置有与竖螺杆适配的内螺纹孔，Z轴手轮与竖螺杆螺纹连接且驱动竖螺杆沿Z轴移动。

通过转动Z轴手轮，使得Z轴手轮与竖螺杆之间产生转动扭矩，同时，因此竖螺杆上的限位槽和连接横梁3的限位棱的配合，使得竖螺杆无法产生相对转动，从而使得竖螺杆只能上下移动，从而实现了Z轴上的位置调整。

实施例三

本实施例提供联接杆5的一周结构，其为三段式结构，包括上段杆、中段杆和下段杆，一般情况均为8.5m。

上段杆竖直设置，上段杆的上端与Z轴移动组件5的移动端固定连接；

中段杆竖直设置，中段杆的上端通过连接法兰6与上段杆的下端可拆卸连接；

下段杆竖直设置，下段杆的上端通过连接法兰6与中段杆的下端可拆卸连接，下段杆的下端与支撑平台固定连接。

将上段杆、中段杆和下段杆之间通过连接法兰6可拆连接，使得在进行使用的过程中，可以根据需求更换切割组件，增加其适用性，可以实现对直径6mm-28mm系列尺寸的管件水下无屑切割和转移。

且可以对中段杆进行替换，选择其他长度的中段杆，可以实现不同长度的大长型待切割辐照考验管7的切割。

实施例四

本实施例提供一种切割组件，其包括旋转刀架19、进刀组件8和动力组件10。

旋转刀架19为滚轮式切割刀具；

进刀组件8与支撑平台固定连接，且驱动旋转刀架19贴近待切割辐照考验管7，通过进刀组件8来控制旋转刀架19与待切割辐照考验管7之间的位置关系，实现切割。

动力组件10与支撑平台固定连接，且驱动旋转刀架19旋转并对待切割辐照考验管7进行切割，通过动力组件10对旋转刀架19提供动力，使其进行切割。

并且提供一个具体的实施例，本实施例中的进刀组件8包括进刀伺服电机、进刀杆。

进刀伺服电机与支撑平台固定连接；

进刀杆水平设置，且进刀杆的第一端通过蜗轮连接组件21与进刀伺服电机的转矩输出轴动力连接，进刀杆的第二端与旋转刀架19连接，且控制旋转刀架19的切割进刀量；

旋转刀架19配置的切割刀具为滚轮式，利用进刀伺服电机驱动蜗轮连接组件21控制切割进刀量。

此外，为避免水下切割时出现进刀伺服电机失效，导致旋转刀架19无法退刀，造成待切割辐照考验管7卡死、无法取出的情况，进刀伺服电机采用台阶螺栓9安装，在进刀伺服电机失效时，可借助长杆工具将进刀伺服电机脱离旋转刀架19，同时蜗轮连接组件21与进刀伺服电机联接一端设计有手动旋转接头，利用长柄工具可以将旋转刀架19旋离被切割的待切割辐照考验管7，进行手动退刀，将其安全取出。

本实施例中的动力组件10包括旋转伺服电机和旋转连接蜗轮11。

旋转伺服电机与支撑平台固定连接，旋转连接蜗轮11与旋转伺服电机的动力输出端动力连接，且驱动旋转刀架19绕待切割辐照考验管7转动。

支撑平台的主要作用是为切割组件的旋转刀架19提供支撑和旋转动力，平台主体采用不锈钢材料制成，通过分段式的联接杆5与三维调节平台联接，为保持结构平衡，需要在支撑平台上安装有配重块15，配重块15的位置根据进刀组件8、动力组件10以及待切割辐照考验管7的位置进行确定。

支撑平台上设置有旋转连接蜗轮11及旋转伺服电机，利用旋转连接蜗轮11上的4根M8螺栓将支撑平台与旋转刀架19联接，旋转伺服电机驱动旋转刀架19进行绕被切割管轴线旋转运动。

实施例五

本实施例中的水下切割装置还包括切割量控制组件，其设置在进刀组件8上，切割量控制组件包括LVDT位移传感器14、接近开关13和位移指示板17。

LVDT位移传感器14设置在进刀杆的一侧，且用于检测进刀杆的位移量；

接近开关13设置在进刀杆上，位移指示板17设置在支撑平台上，且用于与接近开关13协同工作。

刀杆上布置有LVDT位置传感器和接近开关13，用来控制切割精度和刀具限位，并且因为实施例四中的伺服电机均可以通过电气空气，因此通过与切割量控制组件的配合，可以设置移动自动控制***。

自动控制***设置有三种操作策略，分别为自动模式、半自动模式和手动模式。其中自动模式下，显示刀具实际进刀量、水下伺服电机气压状态、旋转及进刀速度、电机电流和扭矩等参数，界面无法操作，防止误触。半自动模式下，操作人员可以点动控制进刀及旋转，在该模式下，可以测试及调整刀具切割状态。手动模式下，操作人员可以设置刀具的切割零点。

实施例六

在对待切割辐照考验管7的切割过程中，需要保证待切割辐照考验管7相对于支撑平台的位置固定，因此本实施例提供的水下切割装置还包括弹簧夹紧机构12，其弹簧夹紧机构12与支撑平台固定连接，且固定待切割辐照考验管7，弹簧夹持机构包括固定块、移动块和压缩弹簧。

固定块与支撑平台固定连接，且固定块设置有贯穿其上侧面和下侧面的矩形通槽，将待切割辐照考验管7置于矩形通槽内，但是此时矩形通槽的尺寸大于待切割辐照考验管7，因此无法进行固定。

移动块设置在矩形通槽内，且与矩形通槽可滑动连接，移动块的滑动方向与矩形通槽的长边平行；

压缩弹簧设置在矩形通槽内，且压缩弹簧的第一端与移动块固定连接，压缩弹簧的第二端与矩形通槽的其中一个短边固定连接，压缩弹簧处于原长状态下，移动块与矩形通槽的另一个短边之间的距离小于待切割辐照考验管7的直径。

通过压缩弹簧对移动块施加作用力，并将待切割辐照考验管7夹持在移动块与固定块之间，从而实现了对待切割辐照考验管7的固定。

拉动钢绳的第一端穿过固定块，设置在压缩弹簧内且与移动块固定连接，拉动钢绳的第二端设置在水面上；

为保证装置水下切割操作的安全性，弹簧夹持机构设定为常闭式，操作人员在水上可以利用拉动钢绳控制压缩弹簧的压缩量，从而实现对待切割辐照考验管7的夹紧与松开操作。

且，因此移动块需要在水平方向上进行移动，因此为了拉动钢绳发方便性，可以设置滑轮组22，来改变拉动钢绳的拉动方向。

本实施例是先将支撑平台等放置在水中，然后通过抓取组件18将待切割辐照考验管7***至切割组件内，因此为了避免待切割辐照考验管7的下端撞击切割组件，本实施例中的弹簧夹紧机构12还包括导向板20。

并将固定块设置在支撑平台的下方，导向板20固定设置在支撑平台的上方，且导向板20上设置有竖直的且与待切割辐照考验管7适配的导向孔。

通过导向孔来实现对待切割辐照考验管7的导向。

实施例七

抓取组件18用将待切割辐照考验管7放入水中，将切割后的辐照考验管移出水中，因此本实施例中的抓取组件18包括抓取杆、爪式机械手和缓存容器。

抓取杆竖直设置，且抓取杆的上端设置在水面上，爪式机械手与抓取杆的下端固定连接，且用于抓取待切割辐照考验管7的上端；

抓取杆为由快接法兰结构联接的三段铝管。

爪式机械手能够进行抓取即可，其可以为多种结构，且根据机器人所握持的工件形状不同，手爪可分为多种类型，主要可分为三类：机械手爪，又称为机械夹钳，包括2指、3指和变形指；包括磁吸盘、焊枪等的特殊手爪；通用手爪，包括2指到5指。

缓存容器设置在支撑平台的下方，且用于放置已切割的辐照考验管，暂存容器16为吊篮结构，上端设计有抓取件，使得抓取组件18可以抓取缓存容器，因此能够通过抓取组件18进行暂存容器16水下转移操作。

实施例八

本实施例提供一个具体的工作过程。

步骤一、调节X轴移动组件1和Y轴移动组件2的手轮，从而利用水平和竖直方向的丝杠螺母机构，调节X/Y方向位移，将弹簧夹紧机构12移动至水下指定切割点的水平位置；

步骤二、调节Z轴移动组件4，使分段式的联接杆5及弹簧夹紧机构12进行Z轴移动，将弹簧夹紧机构12对准***暂存容器16的放置孔；

为了实现较好的对准，可以在弹簧夹紧机构12的下方设置导向管，及直接将导向管***至缓存容器内即可以实现对准。

步骤三、利用抓取组件18牢靠抓取待切割辐照考验管7，使待切割辐照考验管7通过导向板20，下降抓取组件18使待切割辐照考验管7下降至指定高度，并固定抓取组件18，微调Z轴移动组件4，使切割刀具19准确到达切割位置Z坐标，所有方向微调的精度为0.1mm；

步骤四、待切割辐照考验管件7到达指定切割位置之后，松开弹簧夹紧机构12的拉动钢绳，稳固夹紧待切割辐照考验管7；

步骤五、选择自动控制***中自动模式，控制切割刀具19按照切割策略在水下进行进刀、旋转及退刀等动作，完成切割过程；

步骤六、切割完毕后，切割组件自动退回至原点，松开弹簧夹紧机构12，使待切割辐照考验管7下部落入暂存容器16，之后利用抓取组件18将待切割辐照考验管7上部放入暂存容器16，完成一根待切割辐照考验管件的水下切割。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，基于一种辐照考验管水下切割装置，所述装置包括：

三维调节平台，其固定设置在水面上；设定位于水平面的一个方向为X轴，设定位于水平面上并垂直于所述X轴的方向为Y轴，设定竖直方向并与所述X轴和所述Y轴均垂直的方向为Z轴；所述三维调节平台包括：X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件，X轴移动组件具有固定端和移动端，所述X轴移动组件的移动端沿X轴移动；Y轴移动组件具有固定端和移动端，所述Y轴移动组件的移动端沿Y轴移动，所述Y轴移动组件的固定端与所述X轴移动组件的移动端固定连接；Z轴移动组件具有固定端和移动端，所述Z轴移动组件的移动端沿Z轴移动，所述Z轴移动组件的固定端与所述Y轴移动组件的移动端固定连接；

联接杆，其竖直设置，所述联接杆的上端与所述三维调节平台固定连接，所述Z轴移动组件的移动端与所述联接杆的上端固定连接；

支撑平台，其设置在水面下，且所述支撑平台与所述联接杆的下端固定连接；

切割组件，其固定设置在所述支撑平台上，且对竖直设置在水中的待切割辐照考验管进行切割；所述切割组件包括旋转刀架、进刀组件和动力组件，进刀组件与支撑平台固定连接，且驱动所述旋转刀架贴近所述待切割辐照考验管；动力组件与所述支撑平台固定连接，且驱动所述旋转刀架旋转并对所述待切割辐照考验管进行切割，所述旋转刀架为滚轮式切割刀具；所述进刀组件包括进刀伺服电机和进刀杆，进刀伺服电机与所述支撑平台固定连接，进刀杆水平设置，且所述进刀杆的第一端通过蜗轮连接组件与所述进刀伺服电机的转矩输出轴动力连接，所述进刀杆的第二端与所述旋转刀架连接，且控制旋转刀架的切割进刀量；所述动力组件包括旋转伺服电机和旋转连接蜗轮，旋转伺服电机与所述支撑平台固定连接，旋转连接蜗轮与所述旋转伺服电机的动力输出端动力连接，且驱动所述旋转刀架绕所述待切割辐照考验管转动；

抓取组件，其抓取端抓取所述待切割辐照考验管；

弹簧夹紧机构，其与所述支撑平台固定连接，且固定所述待切割辐照考验管，所述弹簧夹紧机构包括固定块、移动块、压缩弹簧和拉动钢绳，固定块与所述支撑平台固定连接，且所述固定块设置有贯穿其上侧面和下侧面的矩形通槽，移动块设置在所述矩形通槽内，且与所述矩形通槽可滑动连接，所述移动块的滑动方向与所述矩形通槽的长边平行，压缩弹簧设置在所述矩形通槽内，且所述压缩弹簧的第一端与所述移动块固定连接，所述压缩弹簧的第二端与所述矩形通槽的其中一个短边固定连接，拉动钢绳的第一端穿过所述固定块，设置在所述压缩弹簧内且与所述移动块固定连接，所述拉动钢绳的第二端设置在水面上，所述压缩弹簧处于原长状态下，所述移动块与所述矩形通槽的另一个短边之间的距离小于所述待切割辐照考验管的直径；

所述方法包括：

步骤一、调节X轴移动组件和Y轴移动组件在X/Y方向位移，将弹簧夹紧机构移动至水下指定切割点的水平位置；

步骤二、调节Z轴移动组件，使联接杆及弹簧夹紧机构进行Z轴移动，对准***暂存容器的放置孔；在弹簧夹紧机构的下方设置导向管，将导向管***至缓存容器内；

步骤三、利用抓取组件抓取待切割辐照考验管，使待切割辐照考验管下降至指定高度，并固定抓取组件，微调Z轴移动组件，使切割刀具准确到达切割位置Z坐标；

步骤四、待切割辐照考验管件到达指定切割位置之后，通过弹簧夹紧机构夹紧待切割辐照考验管；

步骤五、控制切割刀具按照切割策略在水下进行进刀、旋转及退刀动作，完成切割过程；

步骤六、切割完毕后，切割组件自动退回至原点，松开弹簧夹紧机构，使待切割辐照考验管下部落入暂存容器；

之后利用抓取组件将待切割辐照考验管上部放入暂存容器，完成一根待切割辐照考验管件的水下切割。

2.根据权利要求1所述的一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，所述X轴移动组件包括：

X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠，其沿所述X轴设置；

X轴手轮，其驱动所述X轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节；

所述Y轴移动组件包括：

Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠，其沿所述Y轴设置；

Y轴手轮，其驱动所述Y轴向内循环浮动式法兰型滚珠丝杠实现位移调节；

所述Z轴移动组件包括：

连接横梁，其水平设置且具有第一端和第二端，所述连接横梁的第一端与所述Y轴移动组件的移动端固定连接，所述连接横梁的第二端设置有与Z轴平行的Z轴孔，所述Z轴孔的内侧面设置有竖直的限位棱；

竖螺杆，其竖直设置在所述Z轴孔内，且所述竖螺杆的外侧面设置有与所述限位棱适配的竖直的限位槽；

Z轴手轮，其与所述连接横梁可转动连接，且所述Z轴手轮的转动轴线处设置有与所述竖螺杆适配的内螺纹孔，所述Z轴手轮与所述竖螺杆螺纹连接且驱动所述竖螺杆沿Z轴移动。

3.根据权利要求2所述的一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，所述联接杆包括：

上段杆，其竖直设置，所述上段杆的上端与所述Z轴移动组件的移动端固定连接；

中段杆，其竖直设置，所述中段杆的上端通过连接法兰与所述上段杆的下端可拆卸连接；

下段杆，其竖直设置，所述下段杆的上端通过连接法兰与所述中段杆的下端可拆卸连接，所述下段杆的下端与所述支撑平台固定连接。

4.据权利要求1所述的一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，还包括切割量控制组件，其设置在所述进刀组件上，所述切割量控制组件包括：

LVDT位移传感器，其设置在所述进刀杆的一侧，且用于检测所述进刀杆的位移量；

接近开关，其设置在所述进刀杆上；

位移指示板，其设置在所述支撑平台上，且用于与所述接近开关协同工作。

5.据权利要求1所述的一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，所述固定块设置在所述支撑平台的下方，所述弹簧夹紧机构还包括导向板，其固定设置在所述支撑平台的上方，且所述导向板上设置有竖直的且与所述待切割辐照考验管适配的导向孔。

6.据权利要求1所述的一种辐照考验管水下切割方法，其特征在于，所述抓取组件包括：

抓取杆，其竖直设置，且所述抓取杆的上端设置在水面上；

爪式机械手，其与所述抓取杆的下端固定连接，且用于抓取所述待切割辐照考验管的上端；

缓存容器，其设置在所述支撑平台的下方，且用于放置已切割的辐照考验管。

Images