一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法，该装置包括夹具，所述夹具包括外筒、提杆及至少两个夹臂；夹臂包括第一铰接杆、第二铰接杆及第一夹爪，第一铰接杆及第二铰接杆的两端均分别与外筒及第一夹爪铰接连接，且第一铰接杆与外筒铰接连接的一端还设置有齿盘，所述齿盘上设置有与齿条齿啮合的齿，第一铰接杆与第二铰接杆相互平行；夹臂环布于提杆的四周，提杆用于驱动第一铰接杆绕第一铰接杆与外筒的铰接点转动。该方法中包括在中间水池中对硅棒及硅桶进行暂存，且暂存后仅将硅棒由保存水中取出。本发明专利技术有利于减小生产人员工作过程中所处环境的辐射剂量，提高辐照硅生产效率，削弱生产人员对辐射的惧怕心理，提高对硅棒抓取的可靠性。

Irradiation silicon rod gripping device and gripping method

The invention discloses a silicon rod irradiation grabbing device and gripping method, comprising a clamp, the clamp comprises an outer cylinder, the lifting rod and at least two arms; the clamping arm includes a first hinge rod, second hinge rod and the first clamping claw, both ends of the first hinge bar and two hinged rods are respectively and outside and the first clamping claw is hinged with the cylinder, and one end of the first hinge rod is connected with the outer cylinder is provided with a hinged tooth plate, the toothed disc is provided with a rack gear meshing tooth, the first hinge bar and second hinged rods are parallel to each other; around the cloth on the rod of the clamping arm, lifting rod for driving the first articulated rod rotation hinge point around the first hinge rod and the outer cylinder. In this method, the silicon bar and the silicon barrel are temporarily stored in the intermediate pool, and the silicon rod is removed from the storage water after the temporary storage. The invention is beneficial to reduce the radiation dose in the environment of the working personnel, improve the production efficiency of radiation silicon, weaken the fear of radiation, and improve the reliability of silicon rod grasping.

【技术实现步骤摘要】
一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法
本专利技术涉及用于辐照硅棒加工
，特别是涉及一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法。
技术介绍
辐照硅，即通过中子嬗变搀杂过程引入磷，增强导电性，从而改变硅的电子特性。辐照硅可用于制造混合动力汽车的电子元件、高速列车、新能源系统，例如太阳能及风力发电厂，以及在能源运输过程中降低能源损耗、增强设备稳定性及有效性。特别是在我国的“十二五”规划中将新能源汽车确定为中国七大战略性新兴产业之一后，近年来我国对辐照硅的需求也在逐年扩大。现有技术中，在核反应堆中子辐照加工圆柱形硅棒时，需要频繁地从重复使用的、带辐射的铝制辐照容器(硅桶)装取硅棒，此过程还依赖于生产人员的手工操作，手工操作过程中因为辐射问题，不仅可能会对生产人员的身体造成辐射伤害，同时因为生产人员对辐射的惧怕心理，操作过程中常出现装取失误，造成不必要的硅破损。
技术实现思路
本专利技术提供了一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法，该抓取装置可实现将人和硅棒、硅桶隔离，有利于减小生产人员工作过程中所处环境的辐射剂量，削弱生产人员对辐射的惧怕心理，提高对硅棒抓取的可靠性。为解决上述问题，本专利技术提供的一种辐照硅棒抓取装置及抓取方法通过以下技术要点来解决问题：一种辐照硅棒抓取装置，包括用于夹持硅棒的夹具，所述夹具包括外筒、提杆及至少两个夹臂；所述外筒呈管状结构，提杆穿设于外筒的内孔中，提杆的一端设置有多条相互平行的齿条，且提杆可在外筒内沿着外筒的长度方向运动；所述夹臂包括第一铰接杆、第二铰接杆及第一夹爪，所述第一铰接杆及第二铰接杆的两端均分别与外筒及第一夹爪铰接连接，且第一铰接杆与外筒铰接连接的一端还设置有齿盘，所述齿盘上设置有与齿条齿啮合的齿，第一铰接杆与第二铰接杆相互平行；夹臂环布于提杆的四周，提杆用于驱动第一铰接杆绕第一铰接杆与外筒的铰接点转动。具体的，以上提杆与外筒的内孔间隙配合，即可实现提杆能够在外筒内沿着外筒的长度方向运动。以上提杆用于驱动第一铰接杆转动，这样，在转动过程中，配合第二铰接杆对第一夹爪的约束，可使得第一夹爪的端部同时向提杆的外侧运动或同时向提杆的一侧运动，这样，可在抓取装置上得到张合变换的夹持空间，这样，工作人员通过本抓取装置，就可单独将经过辐照的硅棒由硅桶中取出。为实现提杆驱动第一铰接杆转动的功能，以上第一铰接杆及第二铰接杆分别与外筒及第一夹爪铰接连接所涉及到的四根铰接轴可设置为相互平行，且所述铰接轴与提杆的运动方向垂直，这样，如提杆竖直放置，第一铰接杆与提杆的配合点位于提杆的下部，在提杆上升时，齿条与齿盘的齿啮合可迫使各齿盘顺时针转动，第一铰接杆与第二铰接杆分别连接于第一夹爪的上端，此时，第一夹爪的下侧即作为夹持硅棒用，可获得夹紧硅棒的状态；反之提杆在外筒中下移，可获得松开硅棒或为下次硅棒夹持做好准备的状态。所述齿条可设置为环形，如设置齿条的提杆部分横截面为圆时，作为一种可采用圆钢为原料，通过车削加工就能获得相应齿条的实现方式：各环形的齿条沿着对应提杆部分的周向方向设置；以上环形的齿条可与多个齿盘作用，作为本领域技术人员，也可在提杆上设置多个齿条组，每个齿条组中包括多条相互平行直齿，所述直齿即为齿条，即每个齿条组分别用于与不同夹臂上的齿盘齿啮合，如提杆设置齿条的部分横截面呈矩形时，可在提杆的不同面上焊接齿条；齿盘上的齿亦设置为直齿，即齿盘上的齿的长度方向与以上铰接轴的轴线方向平行。以上提供的抓取装置，由于在取出硅棒时不需要工作人员再与硅棒直接接触，这样，可有效降低或避免硅棒对工作人员造成的辐射伤害；同时，有利于削弱或消除工作人员对硅棒的惧怕心理，这样，可有效降低或避免工作人员在进行带剂量操作时导致的操作意外，利于硅棒破损控制；通过本方案提供的抓取装置，由于可单独抓取硅棒，区别于现有技术中需要将硅桶与硅棒同时由存放水中取出，再讲硅棒由硅桶中取出的操作模式，在利用本抓取装置进行操作时，可直接将处于水环境中的硅棒由硅桶中取出，故采用本案提供的装置可减轻硅棒取出操作时的劳动强度；现有技术中，常用的硅桶材质为铝材，本方案利用了硅棒的半衰期(2.62hr)比铝材的半衰期(12.2hr)短的特性，由于不需要取出硅桶，故只需考虑辐照后2～3天硅的辐射水平即可取硅，在硅桶中马上装入下一桶欲辐照的硅棒进行辐照操作，而传统连同硅桶一起从保存水中取出的方案，需要在保存水中停留6～7天才可进行取硅并装入下一桶欲辐照硅，故采用本案提供的装置可明显缩短硅棒在保存水中的浸泡时间，利于提高辐照硅棒生产效率；由于采用本方案提供的装置，硅桶的周转周期为2～3天，传统方案则需要6～7天，因而大大提高了硅桶的重复利用率，相应地就减少了硅桶的使用量，在同样的产量下，本方案所需硅桶数量只是传统方案的五分之一左右，非常明显地减少了辐照硅桶废物的产生量，同时避免了有剂量硅桶干式存放对场地的要求以及减小工作场地的辐射剂量；本方案提供的装置可为进一步的机械自动化硅棒辐照加工的实现提供基础；本方案提供的装置结构简单、制造成本低。作为以上一种辐照硅棒抓取装置进一步的技术方案，由于现有硅棒的横截面多为圆形，为利于扩大第一夹爪与硅棒的接触面积，以避免本装置夹持硅棒时造成硅棒表面被损伤和提高夹持的稳定性，所述第一铰接杆与第二铰接杆均连接于第一夹爪的上端，第一夹爪的下侧为等径弧形板，且各等径弧形板的轴线共线。以上等径弧形板即为第一夹爪的夹持部分，以上等径弧形板的直径与被操作的硅棒直径相等。为利于提高本装置对硅棒夹持的稳定性，所述第一铰接杆与第二铰接杆均连接于第一夹爪的上端，所述第一夹爪的下端均铰接连接有第二夹爪；在提杆相对于外筒上升的过程中，第二夹爪的端部由第一夹爪的下端伸入由第一夹爪所围成的夹持空间中；在提杆相对于外筒下降的过程中，第二夹爪的端部由第一夹爪所围成的夹持空间中退出。以上第二夹爪在提杆运动的过程中，端部向夹持空间中运动或由加持空间中退出即为实现第二夹爪与提杆的联动，这样，在加持空间收拢时，第二夹爪的端部可伸至硅棒的底部，这样，第二夹爪可对硅棒的底面提供支撑力，由于可通过支撑力平衡部分或全部重力，相较于通过压应力产生的摩擦力平衡重力，可有效减小本装置提起硅棒时所需的第一夹爪压应力大小，利于对硅棒的表面质量保护。以上第二夹爪与提杆联动，可通过在第二夹爪与提杆之间设置一根拉绳；也可将第二夹爪设置呈U形，第二夹爪与第一夹爪的铰接点位于第二夹爪的中部，同时在第一夹爪上设置一根弹簧，以上弹簧用于限定第二夹爪不受硅棒表面压应力时所保持的位置形态：如U形结构的开口端倾斜向上朝向硅棒一侧，在第一夹爪收拢时，U形结构上部的开口端与硅棒表面接触后，第二夹爪绕对应铰接点转动，此时，第二夹爪下部的开口端端部伸向硅棒的底部。为利于硅棒侧面各向受力的均匀性，以更为稳定的夹持硅棒，夹臂环形均布于提杆的四周。本装置工作时，由于需要提杆与外筒产生相对运动，作为一种生产人员可单手对本装置进行操作的实现方案，所述外筒及提杆远离夹臂的一端上均固定有提手，外筒上的提手上设置有握把，提杆的提手上设置有提把，所述握把与提把相互平行且均两者均呈直杆状，且握把远离提把的一侧与提把远离握把的一侧的间距小于20cm。本装置中，如提手部分在上，第一夹爪部分在下，生产人员单手握持提手部分，进一步握紧手掌，即可获得提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐照硅棒抓取装置，包括用于夹持硅棒(10)的夹具，其特征在于，所述夹具包括外筒(3)、提杆(4)及至少两个夹臂；所述外筒(3)呈管状结构，提杆(4)穿设于外筒(3)的内孔中，提杆(4)的一端设置有多条相互平行的齿条(13)，且提杆(4)可在外筒(3)内沿着外筒(3)的长度方向运动；所述夹臂包括第一铰接杆(5)、第二铰接杆(6)及第一夹爪(7)，所述第一铰接杆(5)及第二铰接杆(6)的两端均分别与外筒(3)及第一夹爪(7)铰接连接，且第一铰接杆(5)与外筒(3)铰接连接的一端还设置有齿盘(14)，所述齿盘(14)上设置有与齿条(13)齿啮合的齿，第一铰接杆(5)与第二铰接杆(6)相互平行；夹臂环布于提杆(4)的四周，提杆(4)用于驱动第一铰接杆(5)绕第一铰接杆(5)与外筒(3)的铰接点转动。

【技术特征摘要】
1.一种辐照硅棒抓取装置，包括用于夹持硅棒(10)的夹具，其特征在于，所述夹具包括外筒(3)、提杆(4)及至少两个夹臂；所述外筒(3)呈管状结构，提杆(4)穿设于外筒(3)的内孔中，提杆(4)的一端设置有多条相互平行的齿条(13)，且提杆(4)可在外筒(3)内沿着外筒(3)的长度方向运动；所述夹臂包括第一铰接杆(5)、第二铰接杆(6)及第一夹爪(7)，所述第一铰接杆(5)及第二铰接杆(6)的两端均分别与外筒(3)及第一夹爪(7)铰接连接，且第一铰接杆(5)与外筒(3)铰接连接的一端还设置有齿盘(14)，所述齿盘(14)上设置有与齿条(13)齿啮合的齿，第一铰接杆(5)与第二铰接杆(6)相互平行；夹臂环布于提杆(4)的四周，提杆(4)用于驱动第一铰接杆(5)绕第一铰接杆(5)与外筒(3)的铰接点转动。2.根据权利要求1所述的一种辐照硅棒抓取装置，其特征在于，所述第一铰接杆(5)与第二铰接杆(6)均连接于第一夹爪(7)的上端，第一夹爪(7)的下侧为等径弧形板，且各等径弧形板的轴线共线。3.根据权利要求1所述的一种辐照硅棒抓取装置，其特征在于，所述第一铰接杆(5)与第二铰接杆(6)均连接于第一夹爪(7)的上端，所述第一夹爪(7)的下端均铰接连接有第二夹爪(8)；在提杆(4)相对于外筒(3)上升的过程中，第二夹爪(8)的端部由第一夹爪(7)的下端伸入由第一夹爪(7)所围成的夹持空间中；在提杆(4)相对于外筒(3)下降的过程中，第二夹爪(8)的端部由第一夹爪(7)所围成的夹持空间中退出。4.根据权利要求1所述的一种辐照硅棒抓取装置，其特征在于，夹臂环形均布于提杆(4)的四周。5.根据权利要求1所述的一种辐照硅棒抓取装置，其特征在于，所述外筒(3)及提杆(4)远离夹臂的一端上均固定有提手(2)，外筒(3)上的提手(2)上设置有握把，提杆(4)的提手(2)上设置有提把，所述握把与提把相互...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤林，卫津，刘荣，宋和平，范立军，刘怡，王琼梅，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51