本發(fā)明涉及一種用于蒸汽發(fā)生器傳熱管檢測機器人的機械手，具體設(shè)計一種單缸雙活塞內(nèi)孔用機械手。

背景技術(shù)：
在壓水堆核電站中，蒸汽發(fā)生器是一回路系統(tǒng)的一個主設(shè)備，其主體由數(shù)千根倒置的U形傳熱管組成，用來把一回路水從核反應(yīng)堆中帶出的熱量傳給二回路水，以產(chǎn)生蒸汽。蒸汽發(fā)生器發(fā)生事故的主要原因是傳熱管破裂，傳熱管一旦破裂，一回路的放射性冷卻劑將進入二回路，發(fā)生冷卻劑流失事故，造成核污染。因此蒸汽發(fā)生器傳熱管的定期檢查極為重要，而傳熱管的在役檢修和評估極為復(fù)雜。目前，在蒸汽發(fā)生器傳熱管檢查中，按照核電站輻射防護的要求，需要將自動檢測裝置伸入蒸汽發(fā)生器內(nèi)部對傳熱管進行檢測，要檢測的傳熱管位于蒸汽發(fā)生器管板的孔中。而采用爬行機器人進行傳熱管檢測是主流研究方向，爬行機器人帶有檢測裝置并設(shè)有多個機械手，將機器人送到蒸汽發(fā)生器管板的下方，該機器人可通過機械手插入到傳熱管內(nèi)孔中吊在管板下方爬行并檢測，這種方法結(jié)構(gòu)較為緊湊，動作靈活，檢測效率較高，但現(xiàn)在使用的機械手裝置均為兩級氣缸工作形式，卡爪所需抓緊力實際上僅由第二級氣缸提供，第一級氣缸僅用于卡爪的收縮和伸出，功能單一且結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，針對檢測機器人剛度一定時重量越輕，卡爪抓緊效果越好，安全性更高，且更加靈活等優(yōu)點，需要一種更為輕便可靠的機械手驅(qū)動裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：一種單缸雙活塞內(nèi)孔用機械手，包括氣缸、一級活塞21、二級活塞22和彈簧卡爪3，所述的氣缸包括缸體11、設(shè)置在氣缸下端的端蓋12和設(shè)置在缸體內(nèi)壁的活塞導(dǎo)向套13，所述的一級活塞21設(shè)置在缸體中部，所述的彈簧卡爪3包括突出于缸體的爪部和在缸體內(nèi)與導(dǎo)向套配合連接的桿部，所述的一級活塞21上端與彈簧卡爪3桿部下端連接，所述的二級活塞22設(shè)置在缸體11下部，二級活塞22上下端均設(shè)有活塞桿，上端活塞桿穿過一級活塞21和彈簧卡爪3的桿部后與彈簧卡爪3爪頭中部的頂桿4連接，所述下端活塞桿穿過端蓋12后從缸體11下端伸出；所述一級活塞21和二級活塞22把氣缸內(nèi)腔分為前腔室23、中腔室24、后腔室25，所述前腔室23連有第一氣口14，中腔室24連有第二氣口15，后腔室25連有第三氣口16。所述的彈簧卡爪3的爪部為多瓣彈性結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有可與頂桿4相配合的錐形面，頂桿4上移時通過錐面的擠壓力作用使卡爪的多瓣彈性結(jié)構(gòu)張開。所述的第一氣口14和第三氣口16開設(shè)在氣缸缸壁上，所述的第二氣口15開設(shè)在二級活塞22下端活塞桿末端，并依次通過二級活塞22下端活塞桿和二級活塞22后與中腔室24相連。所述的活塞導(dǎo)向套13和缸體11之間設(shè)有密封圈131，一級活塞21和缸體11之間設(shè)有密封圈211，一級活塞21和二級活塞22上方的活塞桿之間設(shè)有密封圈212，二級活塞22和缸體11之間設(shè)有密封圈221，二級活塞22下方的活塞桿和端蓋12之間設(shè)有密封圈122，端蓋12和缸體11之間設(shè)有密封圈121。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：1、本發(fā)明的氣缸結(jié)構(gòu)中，將傳統(tǒng)的兩級氣缸結(jié)構(gòu)簡化為單缸雙活塞結(jié)構(gòu)，兩個活塞將氣缸腔體分為前、中、后三個腔室，實現(xiàn)卡爪的伸縮和抓緊，結(jié)構(gòu)簡單，重量減輕；2、本發(fā)明的氣缸結(jié)構(gòu)中，二級活塞采用雙出桿活塞結(jié)構(gòu)，將第二氣口開設(shè)在二級活塞下方的活塞桿上，避免了二級活塞運動時因缸體上開槽對腔室密封性造成影響。附圖說明圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明各階段動作狀態(tài)示意圖；其中：11-缸體，12-端蓋，121-密封圈A，122-密封圈B，13-活塞導(dǎo)向套，131-密封圈C，14-第一氣口，15-第二氣口，16-第三氣口，21-一級活塞，211-密封圈D，212-密封圈E，221-密封圈F，22-二級活塞，23-前腔室，24-中腔室，25-后腔室，3-彈簧卡爪，4-頂桿。具體實施方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明，如圖1所示，一種單缸雙活塞內(nèi)孔用機械手，包括氣缸、一級活塞21、二級活塞22和彈簧卡爪3，所述的氣缸包括缸體11、設(shè)置在氣缸下端的端蓋12和設(shè)置在缸體內(nèi)壁的活塞導(dǎo)向套13，所述的一級活塞21設(shè)置在缸體中部，所述的彈簧卡爪3包括突出于缸體的爪部和在缸體內(nèi)與導(dǎo)向套配合連接的桿部，所述的一級活塞21上端與彈簧卡爪3桿部下端連接，所述的二級活塞22設(shè)置在缸體11下部，二級活塞22上下端均設(shè)有活塞桿，上端活塞桿穿過一級活塞21和彈簧卡爪3的桿部后與彈簧卡爪3爪頭中部的頂桿4連接，所下端活塞桿穿過端蓋12后從缸體11下端伸出；所述一級活塞21和二級活塞22把氣缸內(nèi)腔分為前腔室23、中腔室24、后腔室25，所述前腔室23連有第一氣口14，中腔室24連有第二氣口15，后腔室25連有第三氣口16；所述的彈簧卡爪3的爪部為多瓣彈性結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有可與頂桿4相配合的錐形面，頂桿4上移時通過錐面的擠壓力作用使卡爪的爪部多瓣結(jié)構(gòu)張開，進而卡附于傳熱管管壁。所述的第一氣口14和第三氣口16開設(shè)在氣缸缸壁上，所述的第二氣口15開設(shè)在二級活塞22下端活塞桿末端，并依次通過二級活塞22下端活塞桿和二級活塞22后與中腔室24相連。所述的活塞導(dǎo)向套13和缸體11之間設(shè)有密封圈131，一級活塞21和缸體11之間設(shè)有密封圈211，一級活塞21和二級活塞22上方的活塞桿之間設(shè)有密封圈212，二級活塞22和缸體11之間設(shè)有密封圈221，二級活塞22下方的活塞桿和端蓋12之間設(shè)有密封圈122，端蓋12和缸體11之間設(shè)有密封圈121。如圖2(a)-(g)所示，代表了本發(fā)明中一種單缸雙活塞內(nèi)孔用機械手從深入傳熱管到夾緊管壁，后松開管壁，退出傳熱管的過程，具體動作步驟如下：一般情況下一個爬行機器人設(shè)有四個機械手，當(dāng)爬行機器人在管板下端爬行時，需要各個機械手上的卡爪進行收縮和伸出動作完成移動。如圖2（a）和圖2（b）所示，彈簧卡爪3的伸出動作：向中腔室24通入壓縮空氣，前腔室23、后腔室25和大氣相連通，使一級活塞21帶動彈簧卡爪3、活塞導(dǎo)向套13向上移動。如圖2（c）所示，機器人機體將彈簧卡爪3送進管孔內(nèi)。如圖2（d）所示，彈簧卡爪3的抓緊動作：后腔室25通入壓縮空氣，中腔室24和大氣相連通，使二級活塞22帶動其上方的二級活塞桿及頂桿4向上移動。頂桿4和彈簧卡爪3內(nèi)錐面有相對運動，利用錐面間的擠壓力使具有彈性多瓣結(jié)構(gòu)的彈簧卡爪3的爪部張開，彈簧卡爪3各瓣的外包絡(luò)圓直徑增大，進而抓緊傳熱管內(nèi)孔，使整個爬行機器人可以穩(wěn)固的吊裝在管板下端，為確認彈簧卡爪3抓緊內(nèi)孔，前腔室23適當(dāng)通入少量壓縮空氣，使一級活塞21有向下移動的趨勢，即彈簧卡爪3試圖移出，以保證彈簧卡爪3和孔壁貼合。如圖2（e）所示，彈簧卡爪3的松開動作：中腔室24通入壓縮空氣，前腔室23、后腔室25和大氣相通，使二級活塞22帶動其上方的活塞桿以及頂桿4向下移動，彈簧卡爪各瓣構(gòu)成的外包絡(luò)圓直徑減小，從而實現(xiàn)彈簧卡爪3的松開。如圖2（f）所示，機器人機體將彈簧卡爪3移出孔。如圖2（g）所示，彈簧卡爪3的收縮動作：前腔室23通入壓縮空氣，中腔室24和大氣相通，使一級活塞21帶動彈簧卡爪3和活塞導(dǎo)向套13向下移動。當(dāng)機械手到達圖2（a）的狀態(tài)時，前腔室23和大氣相通，機械手恢復(fù)原始狀態(tài)。綜上所述，本發(fā)明的單缸雙活塞內(nèi)孔用機械手，能夠解決檢測機器人在孔板上抓爬和手部重量過重問題，所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的一些實際問題從而在蒸汽發(fā)生器檢測方面有很高的使用價值和使用意義。本發(fā)明的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。