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。

干燥盐桶是用于对核废料液进行干燥的装置，将液体的核废料进行干燥后，会在干燥盐桶内留下固体的核废料，其具备极大的放射性，操作人员不宜接近，以免遭受过量的辐射而影响身体健康。

一般情况下，干燥盐桶是通过传送辊轴进行运输，并通过传送辊轴串联多个处理工序，从而对核废料进行处理，在不同的工序中，需要对干燥盐桶进行开盖或封盖的操作。

一种用于干燥盐桶的开盖和封盖装置，干燥盐桶的桶身和桶盖之间通过连接法兰可拆卸连接，装置包括：支架组件1、定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3，旋转组件5通过升降组件7与支架组件1可上下移动连接，定位组件4的上端与旋转组件5的下端固定连接，抓取组件3的上端和拧动组件2的上端与定位组件4的下端固定连接；

通过支架组件1将本装置固定在传送辊轴组成的传送带上，当需要对干燥盐桶进行开盖或封盖的操作时，控制干燥盐桶停留在本装置的正下方，通过定位组件4将干燥盐桶进行定位，使干燥盐桶的连接法兰上的螺栓/螺孔与拧动组件2对准，然后可以通过机械控制拧动组件2工作，实现对螺栓的拧入或拧出，通过抓取组件3可以实现桶盖的安装或拆卸。

多个拧动组件2呈环形分布且分别与连接法兰的螺孔对应设置，抓取组件3设置在多个拧动组件2组成的环形结构内部，且抓取组件3的下端与桶盖可拆卸连接。

可以选择只设置一个拧动组件2，然后通过旋转组件5不停的旋转，来实现对连接法兰的多个螺栓的拆卸，但是此种方法效率较低，进行一个干燥盐桶的开盖或封盖操作时，需要对螺栓进行逐一拧入或拧出，因此通过设置多个拧动组件2，拧动组件2的数量与连接法兰的螺栓的数量相等，通过多个拧动组件2同时工作，可以实现一次性拧入或拧出所有螺栓的目的，提升了工作效率。

下面提供一个实施例，本实施例中，所有的操作均通过人工进行控制。

实施例一

支架组件1包括支撑腿102、运行部件安装架104和固定座101，多个支撑腿102竖直设置在传送辊道的两侧，干燥盐桶放置在传送辊道上，支撑腿102的下端通过固定座101与地面/机架固定连接，运行部件安装架104与支撑腿102的上端固定连接，升降组件7与运行部件安装架104固定连接。

支撑腿102的数量不做限制，但为了稳定固定，最好至少包括4个支撑腿102，当然也可以采用两个设置在传送辊道两侧的支撑板，其主要目的只是为了将定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3设置在传送辊道的正上方。

支撑腿102的下端焊接固定座101，固定座101通过焊接的方式与机架固定连接，也可以采用膨胀螺钉固定与地面上。

支撑腿102的固定需要保证能够承受较大的扭矩，因为在进行干燥盐桶的桶盖的开盖或封盖时，均会产生较大的扭矩。

运行部件安装架104对定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3进行支撑，其最好设置在垂直与传送辊道的运动方向，可方便人员站在传送辊道上完成运行部件的检修和维护。

当传送辊道上的干燥盐桶移动至支撑腿102之间后，控制传送辊道停止运动，使干燥盐桶位于旋转组件5/升降组件7/拧动组件2/抓取组件3的正下方。

升降组件7用于控制旋转组件5的上下移动，可以为多种结构，下面提供两个实施例：

实施例①

升降组件7包括升降安装架702、直线导轨副701、滚珠丝杠703和升降电机704，至少两个直线导轨副701竖直设置并与升降安装架702固定连接，升降安装架702与运行部件安装座固定连接，旋转组件5与直线导轨副701的滑动端固定连接，滚珠丝杠703竖直设置且与升降安装架702可转动连接，滚珠丝杠703的丝杠螺母与旋转组件5固定连接，升降电机704与升降安装架702固定连接，且升降电机704的转矩输出端与滚珠丝杠703的一端同轴且固定连接。

滚珠丝杠703和升降电机704组成滚珠丝杠703传动结构，将升降电机704的回转运动转换为丝杠螺母的直线运动，当滚珠丝杠703转动时，丝杠螺母可以沿滚珠丝杠703上下移动，从而使得与丝杠螺母固定连接的旋转组件5可以上下移动。

为了使旋转组件5的升降更稳定，且为了提供更好的稳定性(装置工作时会产生较大的扭矩)，设置与滚珠丝杠703平行的直线导轨副701，直线导轨副701上的滑动端与旋转组件5固定连接，实现了导向和稳定固定的目的。

滚珠丝杠703的数量不做限制，可以为了传动稳定，设置多个滚珠丝杠703，只要能够同步运动即可。

实施例②

升降组件7包括升降安装架702、直线导轨副701、直线电机，至少两个直线导轨副701竖直设置并与升降安装架702固定连接，升降安装架702与运行部件安装座固定连接，旋转组件5与直线导轨副701的滑动端固定连接，直线电机的初级竖直设置且与升降安装架702固定连接，直线电机的次级与旋转组件5固定连接。

本实施例中直接采用可以直线运动的直线电机，而不采用滚珠丝杠703结构，简化了部分结构，且能够直接控制旋转组件5的上移或下移。

直线导轨副701的功能与上一个实施例的功能相同，即导向和稳定。

旋转组件5包括旋转安装架503、回转支座501和旋转驱动电机504，旋转安装架503的侧面与直线导轨副701的滑动端和滚珠丝杠703的丝杠螺母固定连接，回转支座501与旋转安装架503的下侧面可转动连接，旋转驱动电机504的转矩输出轴竖直设置，且旋转驱动电机504的转矩输出轴与回转支座501的中轴线重合。

旋转安装架503用于连接升降组件7和回转支座501，因为升降组件7是上下滑动，而拧动组件2/抓取组件3需要平行与桶盖，因此需要将升降组件7与旋转安装架503的安装面与回转支座501与旋转安装架503的安装面垂直设置，即如图4中所示的左侧面和下侧面。

旋转驱动电机504驱动回转支座501沿其中轴线进行转动，可以调整与之固定连接的定位组件4的角度，其在后文会对其进行用途进行描述。

定位组件4包括定位抱爪407、定位圆盘402、调节拉杆404、调节拉杆404和抱爪驱动组件401，多个定位抱爪407沿定位圆盘402的中轴线呈圆形分布，且定位抱爪407的上端通过转轴与定位圆盘402的外侧可转动连接，调节拉杆404的第一端通过转轴与定位抱爪407的中端可转动连接，调节拉杆404的第二端与抱爪驱动组件401的伸缩端固定连接。

为了实现定位圆盘402与干燥盐桶的同轴定位，需要保证定位抱爪407的数量不少于三个，因为干燥盐桶设置在定位圆盘402的下方，因此为了实现抱紧定位的目的，需要设定定位抱爪407均设置在定位圆盘402的下方。

通过抱爪驱动组件401拉动调节拉杆404，使调节调节拉杆404的第二端向定位圆盘402的中轴线处移动，因为定位抱爪407的上端与定位圆盘402可转动连接，从而使得定位抱爪407的下端向定位圆盘402的中轴线移动，从而可以减小多个定位抱爪407的第二端组成的圆的直径，当直径等于干燥盐桶的直径时，实现了抱紧操作。

在实际中，当干燥盐桶移动至定位圆盘402的正下方时，可能出现干燥盐桶与定位圆盘402不同轴的情况，通过改变定位抱爪407的第二端组成的圆的直径，可以在一定范围内改变干燥盐桶的位置，从而将其移动至同轴的状态。

抱爪驱动组件401可以为多种结构，下面提供两个实施例，加以说明：

实施例③

抱爪驱动组件401包括多个电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定端通过转轴与定位圆盘402的中心处可转动连接，电动伸缩杆的伸缩端与调节拉杆404同轴设置，且与调节拉杆404的第二端固定连接。

调节拉杆404可以调节定位抱爪407的位置的原因是可以改变调节拉杆404的第一端与定位圆盘402的中轴线之间的距离，因此只需要设置多个具备伸缩功能的连接杆即可。

本实施例，采用的为电动伸缩杆，即通过电动伸缩杆来实现条件拉杆的位置的改变

当然，还可以将电动伸缩杆更换为气压伸缩杆或液压伸缩杆，其通过压缩空气或液压油来改变伸缩杆的长度。

实施例④

抱爪驱动组件401包括电机和卡盘，卡盘通过电机带动转动，调节拉杆404的第二端与卡盘的边缘可转动连接，从而可以通过改变卡盘与调节拉杆404之间的角度来实现对调节拉杆404的第一端的位置的改变，也可实现如实施例③中的功能。

另外的，还可以在回转支座501的上端与旋转安装架503之间设置有平面微动组件502，平面微动组件502为呈交叉安装的两组直线辊道。

平面微动组件502可以包括X轴导轨副、Y轴导轨副和连接盘，X轴导轨副和Y轴导轨副垂直设置，X轴导轨副与旋转安装架503的下侧面固定连接，Y轴导轨副与X轴导轨副的滑动端固定连接，连接盘的上侧面与Y轴导轨副的滑动端固定连接，定位圆盘402的上侧面与连接盘的下侧面可转动连接。

通过平面微动组件502在水平面内对定位组件4的位置进行调整，从而可以减少干燥盐桶的移动量，如果干燥盐桶的偏移量较少时，可以直接通过移动定位组件4的位置，来实现定位组件4与干燥盐桶的中心的定位。

X轴方向和Y轴方向在水平面上的投影呈90°夹角。

X轴导轨副包括直线导轨和滑块(滑块可以在直线滑轨上沿X轴方向滑动)，Y轴导轨副包括直线导轨和滑块(滑块可以在直线导轨上沿Y轴方向滑动)。

X轴导轨副的直线导轨与旋转安装架的下侧面固定连接，Y轴导轨副的直线导轨与X轴导轨副的滑块固定连接，因此可以实现Y轴导轨副沿X轴导轨副的直线导轨在X轴方向上进行移动的目的。

连接盘与Y轴导轨副的滑块固定连接，因此可以实现连接盘沿Y轴导轨副的直线导轨在Y轴上进行移动的目的。

拧动组件2包括拧动电机201和套筒扳手206，拧动电机201与定位圆盘402的下侧面固定连接，拧动电机201的转矩输出轴竖直设置，且通过花键轴204与套筒扳手206的上端固定连接，套筒扳手206竖直设置，且套筒扳手206的下端与连接法兰的螺栓适配。

套筒扳手206的下端与连接法兰的螺栓适配，通过下降升降组件7，将套筒扳手206的下端套装在螺栓上，然后通过拧动电机201控制套筒扳手206转动，从而可以实现对螺栓进行拧入/拧出的操作。

在进行开盖操作时，需要将桶盖与桶身分离；在进行封盖操作时，需要将桶盖安装至桶身上，因此需要抓取组件3对桶盖进行操作。

抓取组件3包括竖直伸缩组件301、抓取支座305、抓杆307和抓杆驱动组件302，竖直伸缩组件301竖直设置，且竖直伸缩组件301的上端与定位圆盘402的下侧面固定连接，竖直伸缩组件301的下端与抓取支座305的上侧面固定连接，多个抓杆307沿抓取支座305的半径水平设置且与抓取支座305可滑动连接，抓杆307的内端与抓杆驱动组件302的驱动端固定连接，桶盖的上侧面设置有抓取圆槽，抓取圆槽的内环面上设置有多个径向的抓取孔；

当需要抓取时，抓取支座305设置在抓取圆槽内，抓取伸缩组件307的伸缩端插入至抓取孔内；

当需要抓取时，控制竖直伸缩组件301伸长，将抓取支座305下降至抓取圆槽内，然后在通过抓杆驱动组件302可以抓杆307伸出，并插入至抓取孔内，此时实现了抓取组件3与桶盖的固定，然后可以通过上移竖直伸缩组件301或升降组件7来实现将桶盖与桶身分离的目的。

当不需要抓取时，将抓杆307从抓取孔内抽出，然后抓取支座305移出抓取圆槽外即可。

竖直伸缩组件301可以为电动伸缩杆、气压伸缩杆和液压伸缩杆，其主要目的是为了使抓取支座305可以上下移动。

抓杆驱动组件302可以为多种结构，其目的是为了控制抓杆307的外端与抓取支座305之间的距离，下面提供两个实施例：

实施例⑤

抓杆驱动组件302可以为电动伸缩杆、气压伸缩杆和液压伸缩杆，其主要目的是为了使抓杆307伸出或缩入，从而可以插入至抓取孔内。

实施例⑥

抓杆驱动组件302包括电机和齿轮盘306，齿轮盘306通过电机带动转动，抓杆307的内端与齿轮盘306的边缘可转动连接，从而可以通过改变齿轮盘306与抓杆307之间的角度来实现对抓杆307的外端的位置的改变，也可实现如实施例⑤中的功能，齿轮盘306具备自锁功能。

还可以在抓取支座305的下侧面安装一个电磁铁，通过对电磁铁的通断电实现对铁钴镍材质的桶盖进行抓取或放置的目的。

定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3等可以进行封装的部分均用保护罩308封装，保护罩308采用不锈钢板制作，主要用于屏蔽部分外界干扰，保护内部设备运行安全可靠。

实施例二

实施例一中所有的操作均通过人工进行控制，在实际的工业环境中，人工操作可能会出现精度不高的情况，因此在提供一个加设多个电子设备，从而实现电气控制的目的。

本实施例中，在支架组件1、定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3均增设了传感器，通过传感器对各个工件的位置进行测定，并将传感器信号输出至控制器内，通过控制器可以实现对支架组件1、定位组件4、旋转组件5、升降组件7、拧动组件2和抓取组件3的控制，因此需要增设配电箱6。

且，并未对所有的传感器的型号进行规定，因为本实施例采用的各种位置传感器、检测传感器等，现有的传感器均能够实现上述目的，只需要进行采购即可，不需要对传感器本身进行设计，也不需要对传感器的控制程序进行编制，采用现阶段的程序即可。

支架组件1包括支撑腿102、运行部件安装架104和固定座101，多个支撑腿102竖直设置在传送辊道的两侧，干燥盐桶放置在传送辊道上，支撑腿102的下端通过固定座101与地面/机架固定连接，运行部件安装架104与支撑腿102的上端固定连接，升降组件7与运行部件安装架104固定连接。

支架组件1上设置有用于检测是否有干燥盐桶设置在旋转组件5下方的干燥盐桶到位传感器103。

干燥盐桶到位传感器103检测对传送辊道进行实时检测，当干燥盐桶到位传感器103检测到传送辊道上的干燥盐桶移动至支撑腿102之间后，控制传送辊道将干燥盐桶停于旋转组件5/升降组件7/拧动组件2/抓取组件3的正下方，然后控制传送辊道暂时停止工作。

同时还可以设置两套光电漫反射式传感器，用于检测辊道上的干燥盐桶有无桶盖，从而可以判断下一工序是进行开盖或封盖。

升降组件7包括升降安装架702、直线导轨副701、滚珠丝杠703和升降电机704，至少两个直线导轨副701竖直设置并与升降安装架702固定连接，升降安装架702与运行部件安装座固定连接，旋转组件5与直线导轨副701的滑动端固定连接，滚珠丝杠703竖直设置且与升降安装架702可转动连接，滚珠丝杠703的丝杠螺母与旋转组件5固定连接，升降电机704与升降安装架702固定连接，且升降电机704的转矩输出端与滚珠丝杠703的一端同轴且固定连接。

升降安装架702上设置有：

用于限定旋转组件5的上移极限位置的上限位开关705；

用于限定旋转组件5的下移极限位置的下限位开关707；

用于标记非工作状态下旋转组件5的停留位置的原点开关706；

通过在升降安装架702上设置三个限位开关，主要目的是用于保护升降机构运行不脱落，即设定了升降组件7的最大行程，避免出现过限的情况。

旋转组件5包括旋转安装架503、回转支座501和旋转驱动电机504，旋转安装架503的侧面与直线导轨副701的滑动端和滚珠丝杠703的丝杠螺母固定连接，回转支座501与旋转安装架503的下侧面可转动连接，旋转驱动电机504的转矩输出轴竖直设置，且旋转驱动电机504的转矩输出轴与回转支座501的中轴线重合。

旋转安装架503上设置有：

用于检测回转支座501的旋转角度的旋转原点检测器505；

用于确定回转支座501的旋转状态的正反转电气限位检测器506；

通过设置旋转原点检测器505和的正反转电气限位检测器506可以检测和控制回转支座501的旋转状态，通过可以旋转状态可以实现下文中定位组件4的功能。

定位组件4包括定位抱爪407、定位圆盘402、调节拉杆404、调节拉杆404和抱爪驱动组件401，多个定位抱爪407沿定位圆盘402的中轴线呈圆形分布，且定位抱爪407的上端通过转轴与定位圆盘402的外侧可转动连接，调节拉杆404的第一端通过转轴与定位抱爪407的中端可转动连接，调节拉杆404的第二端与抱爪驱动组件401的伸缩端固定连接。

定位组件4固定连接有传感器安装架403，传感器安装架403上安装有：

用于检测定位组件4与干燥盐桶是否同轴的中心定位检测器410；

中心定位检测器410是进行桶盖的开盖和封盖的基础，如果定位组件4的中心与干燥盐桶的中心不能对准，则拧动组件2、抓取组件3均不能实现对准。

用于检测连接法兰的螺栓的位置的螺栓位置检测器405；

用于检测连接法兰的螺孔的位置的螺孔位置检测器406；

螺栓位置检测器405和螺孔位置检测器406的功能相似，其均是为了将拧动组件2与螺栓/螺孔对齐，从而实现拧入或拧出的操作。

螺栓位置检测器405/螺孔位置检测器406检测到螺栓/螺孔的位置后，传输位置信号，旋转组件5通过该位置信号控制回转支座501进行转动，回转支座501转动又改变了螺栓位置检测器405和螺孔位置检测器406的位置，通过协同工作，最终使得定位组件4转动至设定的位置。

用于判断在进行开盖操作时，定位组件4是否下移到位的开盖下降到位检测器408；

用于判断在进行封盖操作时，定位组件4是否下移到位的封盖下降到位检测器409；

开盖下降到位检测器408和封盖下降到位检测器409的功能相似，其均是为了控制定位组件4在竖直方向上的位置，即不能过低，过低的话定位组件4会与桶盖接触，甚至可能挤压桶盖，造成装置的损害。

也不能过高，过高后定位组件4、拧动组件2、抓取组件3等均不能与干燥盐桶接触，无法实现开盖和封盖的目的。

开盖下降到位检测器408/封盖下降到位检测器409将位置信号传输至升降组件7，通过升降组件7来改变开盖下降到位检测器408/封盖下降到位检测器409的位置，通过其协同工作，最终使得定位组件4移动至设定的高度。

拧动组件2包括拧动电机201和套筒扳手206，拧动电机201与定位圆盘402的下侧面固定连接，拧动电机201的转矩输出轴竖直设置，且通过花键轴204与套筒扳手206的上端固定连接，套筒扳手206竖直设置，且套筒扳手206的下端与连接法兰的螺栓适配。

拧动电机201与套筒扳手206之间设置有用于测量扭矩的扭矩值监测传感器202，通过对拧动电机201的输出扭矩的检测，保证拧螺栓时及时检测到螺栓卡死或滑丝等异常情况。

套筒扳手206上设置有用于检测连接法兰的螺栓是否拧入或拧出的拧入/拧出位置监测器205；

通过拧入/拧出位置监测器205，可以及时对螺栓的状态进行检测，当螺栓拧动至设定位置后，可以及时的控制拧动电机201停机，避免出现扭矩过大而导致拧动电机201损坏的情况。

拧动电机201上设置有用于统计旋转圈数的旋转圈数监测器207，通过检测旋转圈数，可以在达到设定圈数后即停止拧动，减少出现扭矩过大的情况。

抓取组件3包括竖直伸缩组件301、抓取支座305、抓杆307和抓杆驱动组件302，竖直伸缩组件301竖直设置，且竖直伸缩组件301的上端与定位圆盘402的下侧面固定连接，竖直伸缩组件301的下端与抓取支座305的上侧面固定连接，多个抓杆307沿抓取支座305的半径水平设置且与抓取支座305可滑动连接，抓杆307的内端与抓杆驱动组件302的驱动端固定连接，桶盖的上侧面设置有抓取圆槽，抓取圆槽的内环面上设置有多个径向的抓取孔；

抓取组件3设置有用于判断桶盖是否正常抓取的承重传感器304。

抓取组件3配备配置承重传感器304，承重传感器304可以设置在竖直伸缩组件301与抓取支座305之间，可以设置在竖直伸缩组件301与定位组件4之间，可以设置在抓取支座305与抓杆307之间，其目的是识别抓取重量，在过载(螺栓未完全拧松)、欠载(未成功抓取桶盖)的情况下发出报警信号

下面对进行开盖和封盖操作进行总结说明：

开盖：

在位于支架组件1上的干燥盐桶到位传感器103检测到干燥盐桶到位后，控制传输辊道停机，升降组件7启动，带动旋转组件5、定位组件4、抓取组件3和拧动组件2向下运动，在到达设定下降高度或开盖下降到位检测器408发出反馈信号后，控制定位组件4工作，定位组件4抱紧桶身，带动干燥盐桶移动，完成桶中心对中。

然后定位组件4松开，旋转组件5启动并带动回转支座501转动，螺栓定位传感器检测到螺栓位置后停止旋转。

升降组件7启动，带动组件升降使拧动组件2与连接法兰的螺栓配合，同时启动所有拧动组件2，一次性将螺栓拧开。

抓取组件3启动，带动抓杆307伸出卡入桶盖的抓取孔，升降组件7启动，将旋转组件5、定位组件4、抓取组件3和拧动组件2连同桶盖一起提起，完成开盖操作。

封盖：

在位于支架组件1上的干燥盐桶到位传感器103检测到钢桶到位，升降组件7启动，带动旋转组件5、定位组件4、抓取组件3和拧动组件2连同桶盖一起向下运动，在到达设定下降高度或开盖下降到位检测器408发出反馈信号后，定位组件4抱紧桶身，带动干燥盐桶移动，完成桶中心对中。

定位组件4松开，旋转组件5启动并带动回转支座501转动，螺孔定位传感器检测到螺孔位置后停止旋转。

升降组件7启动，带动组件升降使桶盖与桶身接触，同时启动所有拧动组件2，一次性将螺栓拧紧。

抓取组件3启动，带动抓杆307从桶盖的抓取孔内缩回，升降组件7启动，将旋转组件5、定位组件4、抓取组件3和拧动组件2提起，完成封盖操作。

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。