[发明专利]阀门操作机械手

说明书

技术领域

本发明属于核电站运行技术领域，具体涉及一种阀门操作机械手。

背景技术

在核电厂运行岗位中，启闭、调整手动阀门等操作是一项重要的工作。对于一些大力矩长行程手动阀门的操作时常会用到手提F扳手，纯手工操作，劳动强度很大而且耗时乏味。扳阀门这类操作花费了运行人员大量时间和精力。

市场调研发现，市面上销售的用于手动阀门的驱动装置有英国史密斯流体控制有限公司的EasiDrive便携式阀门驱动器，此产品需要通过机械机构固定在阀门本体上，安装复杂，成本高，不能操作多类型阀门。此外还有WACHS公司生产的开阀器，体积巨大，效率不高，价格昂贵。市场现有产品皆不符合运行人员对阀门操作简单、普适、便携的使用要求。

发明内容

本发明的目的是减少核电站运行过程中手动阀门操作体力消耗，提高阀门操作速度，提供了一种阀门操作机械手。

本发明是这样实现的：

一种阀门操作机械手，包括阀门操作适配部件、传动部件、驱动部件、电源及控制部件和辅助部件；驱动部件安装在辅助部件内部；传动部件安装在辅助部件上；电源及控制部件安装在辅助部件和驱动部件上；操作适配部件安装在传动部件上；阀门操作适配部件用于实现本工具与被操作阀门对象的适配；传动部件的功能是实现动力传递，提供符合设计的扭矩和转速；驱动部件的功能是为本工具提供动力；电源及控制部件用于提供直流电源，实现启停、转速、 转向控制；辅助部件的功能是提供结构支撑，保持传动稳定和实现模式切换。

如上所述的辅助部件包括穿心齿轮箱、锁定杆、锁定杆卡箍和手柄；手柄整体为中空的圆柱体形，右端与传动部件固定连接；锁定杆卡箍设置在手柄右部的下端，其上端与手柄固定连接；锁定杆的左部从锁定杆卡箍中穿过；锁定杆卡箍用于将锁定杆固定在手柄上；穿心齿轮箱整体为中空结构，左部的上端面开有圆孔，右部的上、下端面均开有圆孔，形成穿心孔；穿心齿轮箱的左端与锁定杆的右端固定连接。

如上所述的传动部件包括大齿轮、小齿轮、棘轮、驱动块、曲轴、驱动轮、行星轮、固定轮和太阳轮；行星轮、固定轮和太阳轮构成行星轮减速器；固定轮的左端固定在手柄的右端；行星轮和太阳轮位于固定轮的内部，太阳轮位于固定轮的中心位置，与行星轮啮合；行星轮位于太阳轮的外侧，与固定轮啮合实现减速功能；曲轴的左端通过花键与驱动轮连接，行星轮通过驱动轮左侧的三根轴连接驱动轮；驱动块套装在曲轴右端；驱动轮通过曲轴和驱动块驱动棘轮在棘轮头中转动；棘轮的下端通过方头套筒与小齿轮连接，方头套筒穿过辅助部件中穿心齿轮箱左部的圆孔进入穿心齿轮箱，小齿轮安装在方头套筒的下端；小齿轮和大齿轮均安装在穿心齿轮箱内，大齿轮位于小齿轮的右侧，与小齿轮啮合；大齿轮的内缘设置有环形凸起，用于固定阀门操作适配部件；大齿轮位于辅助部件中穿心齿轮箱右部穿心孔的位置；传动部件的总减速比为60:1至900:1。

如上所述的阀门操作适配部件包括手轮适配器和辐条卡钉；手轮适配器整体为圆盘形，分为内圆和外圆，内圆和外圆为同心圆，内圆高度高于外圆，内圆和外圆之间通过均布的多根肋条连接；内圆上端面固定在传动部件中大齿轮下端面的环状凸起上；辐条卡钉共有多个，均布在手轮适配器的的外圆的下端 面上；辐条卡钉用于与阀门手轮固定。

如上所述的驱动部件包括直流电机及其驱动电路；直流电机设置在辅助部件手柄内部的右端，输出端通过过盈配合与传动部件的太阳轮连接。

如上所述的电源及控制部件包括换向键、点动开关、锂电池及控制电路组成；锂电池安装在辅助部件手柄的左端，点动开关和控制电路安装在手柄的内部；控制电路分别与锂电池和驱动部件的直流电机驱动电路连接，点动开关设置在控制电路上，用于控制直流电机的开启与关闭；换向键设置在棘轮头上，用于控制棘轮的正反方向转动。

如上所述的行星轮减速器的减速比为300:1。

如上所述的手轮适配器、辐条卡钉、穿心齿轮箱、锁定杆、锁定杆卡箍均采用铝合金材料制成，大齿轮和小齿轮均采用中碳合金钢制成，手柄采用塑料制成。

如上所述的穿心孔的直径为25mm至58mm；手轮适配器的内圆直径为50mm至150mm，外圆直径为150mm至450mm，内圆高于外圆20mm至100mm；辐条卡钉的高度为10mm至55mm，辐条卡钉的数量为1至9个。

如上所述的直流电机的工作转矩2N·m至150N·m，工作转速1r/min至60r/min，额定功率为10W至160W；锂电池额定电压为4.2V至48V，容量为2000mAh至20000mAh，额定电流为2A至20A。