專利名稱：核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種檢測(cè)機(jī)器人，特別是一種作業(yè)工具搭載設(shè)備。
(二)
背景技術(shù)：
蒸汽發(fā)生器(SG)是核動(dòng)力裝置中一、二回路之間的連接樞紐，也是核動(dòng)力 裝置運(yùn)行中發(fā)生故障最多的設(shè)備之一。蒸汽發(fā)生器的工作性能及安全可靠性對(duì)于 整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的。由于蒸汽發(fā)生器里面存在放射性物質(zhì)， 當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，維修人員不能進(jìn)入維修，這時(shí)就需要智能設(shè)備代替人完成維修工 作。由于蒸汽發(fā)生器內(nèi)工作空間狹窄，機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且機(jī)械手的重量大、 力矩大等因素，使得此類機(jī)械手的應(yīng)用不太方便，且容易產(chǎn)生檢測(cè)盲區(qū)，所以要 針對(duì)這方面應(yīng)用專門設(shè)計(jì)一種可輔助人完成該任務(wù)的設(shè)備。
美國(guó)專利文件US005355063A中公開(kāi)了一種《為蒸汽熱交換管維修的機(jī)器人 系統(tǒng)》，該機(jī)器人系統(tǒng)采用的是一種機(jī)械臂的形式的檢測(cè)機(jī)器人，具有兩個(gè)爪， 可交替的固定在蒸汽發(fā)生器孔板上。該機(jī)器人具有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其中兩個(gè)關(guān)節(jié) 軸線平行并和第三個(gè)關(guān)節(jié)軸線垂直。但是該種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于負(fù)載的重量由電機(jī) 承擔(dān)，這樣對(duì)電機(jī)及減速器的負(fù)擔(dān)比較重，因此不夠可靠。
美國(guó)專利文件US20040131462A1中公開(kāi)了一種《檢修蒸汽發(fā)生器內(nèi)管的微小 操作器》，是用一個(gè)氣缸控制插入、拔出脹緊機(jī)構(gòu)，并用一個(gè)套在其中的氣缸驅(qū) 動(dòng)脹緊機(jī)構(gòu)的脹緊動(dòng)作。在移動(dòng)方面，該系統(tǒng)通過(guò)一組絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人 的平移，并利用一組雙向的油缸實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)這兩個(gè)自由度的組合運(yùn) 動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在管孔平面上的的移動(dòng)。該種結(jié)構(gòu)解決了負(fù)載力由驅(qū)動(dòng)元件承擔(dān)的 問(wèn)題，但是因?yàn)槿丝椎拇笮?，該機(jī)器人尺寸不能太大，因此一次定位后的檢測(cè)范 圍小，所以檢測(cè)效率較低。并且該系統(tǒng)采用液壓、氣動(dòng)混合控制，所以應(yīng)用較為 麻煩，要提供氣壓源和液壓源，而且一旦液壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏，液壓油將污染蒸汽 發(fā)生器。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可在蒸汽發(fā)生器孔板上任意移動(dòng)，并可以高效、
可靠進(jìn)行蒸汽發(fā)生器的堵管、內(nèi)壁檢修等工作的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器 人。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)，兩個(gè)手爪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與 上懸臂鉸接，兩個(gè)手爪通過(guò)從動(dòng)軸與下懸臂鉸接，上懸臂由通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸相互鉸接 的兩段組成，下懸臂由通過(guò)從動(dòng)軸相互鉸接的兩段組成，上懸臂與兩個(gè)手爪之間 的驅(qū)動(dòng)軸和兩段上懸臂之間的驅(qū)動(dòng)軸的下端都連接有電機(jī)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的上端設(shè) 置有電位器，電位器與傳感器導(dǎo)向臂相連，傳感器導(dǎo)向臂鉸接在固定在上懸臂上 的固定柱上，所述的手爪包括與上懸臂和下懸臂相連的固定板二，固定在固定板 二上的抬升氣缸，抬升氣缸驅(qū)動(dòng)一滑軌，滑軌的兩端通過(guò)滑軌固定件與固定板一 相連，在固定板一的下部安裝上推氣缸，上推氣缸的氣缸桿連接拉緊氣缸，拉緊 氣缸的氣缸桿連接拉桿，拉桿外套有脹緊瓣，固定板一的上部安裝有帶有孔的上 頂板，脹緊瓣安裝在上頂板上的孔中。
本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征
1、 拉緊氣缸上固定有支撐件，支撐件上安裝脹緊瓣固定板，脹緊瓣的下端 固定在脹緊瓣固定板上。
2、 固定板二上、抬升氣缸的兩端各固定有一個(gè)滑軌軸承固定件，滑軌軸承 固定件上安裝滑軌軸承，所述的抬升氣缸的氣缸桿位于滑動(dòng)軸承中。
3 、抬升汽缸通過(guò)抬升汽缸固定件固定在固定板二上，抬升汽缸的氣杠桿通 過(guò)抬升氣缸上固定件與固定板一相連，以此實(shí)現(xiàn)抬升的動(dòng)作。 4、上懸臂和下懸臂的上下對(duì)應(yīng)的兩段之間由絲桿相連。
本發(fā)明通過(guò)抬升氣缸產(chǎn)生推力，使得固定板一及其上的裝載物抬升，使得上 頂板的上表面與蒸汽發(fā)生器孔板表面重合。然后上推氣缸將拉緊氣缸及其以上的 裝載物抬升，主要使拉桿與脹緊瓣插入孔板孔中。當(dāng)這個(gè)動(dòng)作完成后，拉緊氣缸 下拉拉桿連接板以此拉動(dòng)拉桿，使得脹緊瓣在孔板孔中脹開(kāi)，以此達(dá)到固定的作 用。這個(gè)動(dòng)作為一個(gè)固定動(dòng)作。
完成一次固定后，三個(gè)電機(jī)分別帶動(dòng)三根驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，使得懸臂各個(gè)關(guān)節(jié)角 度發(fā)生變化，這些角度的變化可通過(guò)傳感器導(dǎo)向臂帶動(dòng)電位器來(lái)完成測(cè)量工作。 這樣兩個(gè)手爪間位置發(fā)生相對(duì)改變，并被檢測(cè)出來(lái)，這樣有兩個(gè)目的，第一，當(dāng) 自由端搭載有傳感器或作業(yè)工具時(shí)將完成孔板孔的檢測(cè)工作；第二，當(dāng)機(jī)器人需 要移動(dòng)的時(shí)候，可根據(jù)路徑規(guī)劃算法、逆解算法計(jì)算得到的相對(duì)位置坐標(biāo)，將自 由端移動(dòng)過(guò)去，而后自由端手爪完成一個(gè)固定動(dòng)作。固定后原固定端手爪完成一
個(gè)松開(kāi)動(dòng)作。松開(kāi)動(dòng)作是首先拉緊氣缸上推，使的脹緊瓣松開(kāi)。而后上推氣缸下 拉，將拉緊氣缸固定件拉下既將拉桿脹緊瓣拉出孔板孔。而后抬升氣缸產(chǎn)生拉力， 將固定板一及其上的裝載物放下，這樣就完成了一個(gè)松開(kāi)動(dòng)作。通過(guò)這幾個(gè)動(dòng)作 的組合既可完成檢測(cè)及移動(dòng)動(dòng)作。
通過(guò)更換上頂板、脹緊瓣固定板、拉桿連接板既可適應(yīng)不同的孔距的蒸汽發(fā) 生器。
通過(guò)更換通過(guò)更換拉桿、脹緊瓣、上頂板、脹緊瓣固定板、拉桿連接板既可 適應(yīng)不同的孔徑的蒸汽發(fā)生器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1、體積小，便于操作者將其通過(guò)狹小的人孔放入蒸汽 發(fā)生器中。并在其腔體內(nèi)部工作；2、氣、電驅(qū)動(dòng)，能源獲取方便，應(yīng)用潔凈， 控制靈活可靠。3、懸臂式結(jié)構(gòu)，所成較小的體積安防后展開(kāi)獲得較大的工作半 徑；4、負(fù)載與電機(jī)工作面正交，電機(jī)不承受負(fù)載扭矩，負(fù)載完全由機(jī)構(gòu)承擔(dān)， 對(duì)電機(jī)要求低且工作可靠；5、可更換部分零件適應(yīng)不同孔距的孔徑、孔板。
(四)


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3是抓手的結(jié)構(gòu)示意圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人的組成及裝配方式為
結(jié)合圖3，首先將拉緊氣缸3-5與支撐件3-8通過(guò)螺釘固定，然后將拉桿連 接板3-6和墊片3-7通過(guò)螺釘與拉緊氣缸3-5氣缸桿固定。將脹緊瓣3-10通過(guò) 鉚牢的形式固定在脹緊瓣固定板3-9上，再將脹緊瓣固定板3-9用螺釘與支撐件 3-8進(jìn)行固定連接。而后將連桿3-12—一穿過(guò)脹緊瓣3-10，用其末端的螺紋固 定在拉桿連接板3-6上，并摸膠防止松脫。將上推氣缸3-2通過(guò)上推汽缸固定件 上3-3、下3-1通過(guò)螺釘固定在固定板一 3-13上，而后將拉緊氣缸固定件3-4 通過(guò)螺釘固定在上推汽缸3-2的氣缸桿上，完成后將剛才組裝好的拉緊氣缸3-5， 通過(guò)螺釘固定在拉緊器剛固定件3-4上。并將上頂板3-11上四個(gè)孔套入拉桿 3-12，并用螺釘固定在固定板一3-13上，該處的螺釘可同時(shí)固定檢測(cè)及作業(yè)設(shè) 備的固定架。然后將抬升氣缸固定件上固定件3-20通過(guò)螺釘固定在固定板一 3-13上。將抬升氣缸3-22通過(guò)抬升氣缸中固定件3-18和抬升氣缸下固定件3-23 固定在固定板二上，而后將該部分抬升氣缸3-22的氣缸桿插入抬升氣缸上固定 件3-20，并用螺釘固定。而后將滑軌軸承固定件3-15與滑軌軸承3-16組裝好， 套入滑軌。并用滑軌固定套3-14將滑軌3-21固定后，再將整體塞入固定板一
3- 13與固定板二 3-24之間的空間，并用內(nèi)六角螺釘將滑軌固定件3-14再固定 在固定板一3-13上，可以用彎把的內(nèi)六角扳手進(jìn)行旋緊。同樣將滑軌軸承固定 件3-15固定在固定板二 3-24上。
結(jié)合圖2，針對(duì)懸臂的組裝。首先組裝主動(dòng)臂。將兩個(gè)推力軸承夾在懸臂一
4- 11上，然后分別在上方放置已放入徑向軸承的固定臂(傳感器)4-6，下方放 置固定臂(電機(jī))4-4。將主動(dòng)軸4-3穿入端蓋4-20，再將主動(dòng)軸4-3套入一個(gè) 徑向軸承而后與鍵4-23固定，固定后將這個(gè)整體從下方插入剛剛組裝好的懸臂 一4-11。而后將上方徑向軸承套入主動(dòng)軸4-3，將上、下端蓋4-20通過(guò)螺釘固 定。而后將懸臂三(固定)4-17 —段兩個(gè)凹槽放入推力軸承，并將懸臂二 (傳 感器)4-12與懸臂二 (電機(jī))配合墊塊4-13夾住這兩個(gè)推力軸承和懸臂一 4-11 。 再如同前文所述的方法裝入驅(qū)動(dòng)軸。而后如同前文所述的方法將剩下的固定臂
(傳感器)4-6、固定臂(電機(jī))夾兩個(gè)軸承穿入驅(qū)動(dòng)軸4-3固定，最后用端蓋 4-20固定軸承即可。這樣就完成了驅(qū)動(dòng)臂的安裝。
從動(dòng)臂的安裝基本與驅(qū)動(dòng)臂的安裝相同，只是在安裝從動(dòng)軸4-2后其兩端用 卡簧4-26固定。
電機(jī)的固定是將電機(jī)4-21用螺釘與電機(jī)固定架4-18固定后，將電機(jī)軸插入 驅(qū)動(dòng)軸4-3下面軸孔中，用頂絲頂好。再用螺釘將電機(jī)固定架固定在固定臂(電 機(jī))4-4.其余電機(jī)的固定如同以上步驟。
傳感器的固定是將銅柱固定在固定臂(傳感器)4-6上，然后將與電位器4-8 連接好的電路板固定在其上。調(diào)整好角度，將傳感器導(dǎo)向臂4-7用頂絲與電位器 4-8固定。而后將銅柱與傳感器連接架固定在懸臂一 4-11上，并將滑套插入傳 感器導(dǎo)向臂的開(kāi)槽中，用螺釘固定在傳感器連接架上。這樣傳感器就安裝完畢， 其余傳感器的安裝如此方式。
在手爪、驅(qū)動(dòng)臂、從動(dòng)臂均裝配完畢后現(xiàn)將驅(qū)動(dòng)臂一端的固定臂用螺釘固定 在手爪的固定板二 3-24上，螺釘不旋緊。另一端如此連接另一個(gè)手爪，螺釘不 旋緊。將兩個(gè)螺母擰入絲桿4-15中間，兩絲桿均如此處理。分別將兩個(gè)絲桿插 入懸臂一 4-11和懸臂三4-17的孔中。而后如同安裝驅(qū)動(dòng)臂一樣將從動(dòng)臂與兩手 爪固定，螺釘不旋緊。而后調(diào)整好角度，將兩個(gè)絲桿分別再插入懸臂一 (非傳感 器)4-25和懸臂三4-22的孔中。并將其上的兩個(gè)螺母分別旋至上下兩件的表面。 此時(shí)將驅(qū)動(dòng)臂、從動(dòng)臂與手爪的連接螺釘旋緊。而后在絲桿兩端加螺母，將其內(nèi) 部絲桿上兩螺母旋出使上下兩件撐起，然后外部螺母擰緊。
權(quán)利要求
1、一種核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，它包括兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)，其特征是兩個(gè)手爪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與上懸臂鉸接，兩個(gè)手爪通過(guò)從動(dòng)軸與下懸臂鉸接，上懸臂由通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸相互鉸接的兩段組成，下懸臂由通過(guò)從動(dòng)軸相互鉸接的兩段組成，上懸臂與兩個(gè)手爪之間的驅(qū)動(dòng)軸和兩段上懸臂之間的驅(qū)動(dòng)軸的下端都連接有電機(jī)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的上端設(shè)置有電位器，電位器與傳感器導(dǎo)向臂相連，傳感器導(dǎo)向臂鉸接在固定在上懸臂上的固定柱上，所述的手爪包括與上懸臂和下懸臂相連的固定板二，固定在固定板二上的抬升氣缸，抬升氣缸驅(qū)動(dòng)一滑軌，滑軌的兩端通過(guò)滑軌固定件與固定板一相連，在固定板一的下部安裝上推氣缸，上推氣缸的氣缸桿連接拉緊氣缸，拉緊氣缸的氣缸桿連接拉桿，拉桿外套有脹緊瓣，固定板一的上部安裝有帶有孔的上頂板，脹緊瓣安裝在上頂板上的孔中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是拉 緊氣缸上固定有支撐件，支撐件上安裝脹緊瓣固定板，脹緊瓣的下端固定在脹 緊瓣固定板上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是 固定板二上、抬升氣缸的兩端各固定有一個(gè)滑軌軸承固定件，滑軌軸承固定件 上安裝滑軌軸承，所述的抬升氣缸的氣缸桿位于滑動(dòng)軸承中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是-上懸臂和下懸臂的上下對(duì)應(yīng)的兩段之間由絲桿相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是上 懸臂和下懸臂的上下對(duì)應(yīng)的兩段之間由絲桿相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是 抬升汽缸通過(guò)抬升汽缸固定件固定在固定板二上，抬升汽缸的氣杠桿通過(guò)抬升 氣缸上固定件與固定板一相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是抬 升汽缸通過(guò)抬升汽缸固定件固定在固定板二上，抬升汽缸的氣杠桿通過(guò)抬升氣 缸上固定件與固定板一相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是抬 升汽缸通過(guò)抬升汽缸固定件固定在固定板二上，抬升汽缸的氣杠桿通過(guò)抬升氣 缸上固定件與固定板一相連。
9、根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人，其特征是抬 升汽缸通過(guò)抬升汽缸固定件固定在固定板二上，抬升汽缸的氣杠桿通過(guò)抬升氣 缸上固定件與固定板一相連。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種核電蒸汽發(fā)生器管道檢測(cè)機(jī)器人。它包括兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)，兩個(gè)手爪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與上懸臂鉸接，兩個(gè)手爪通過(guò)從動(dòng)軸與下懸臂鉸接，上懸臂由通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸相互鉸接的兩段組成，下懸臂由通過(guò)從動(dòng)軸相互鉸接的兩段組成，上懸臂與兩個(gè)手爪之間的驅(qū)動(dòng)軸和兩段上懸臂之間的驅(qū)動(dòng)軸的下端都連接有電機(jī)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的上端設(shè)置有電位器，電位器與傳感器導(dǎo)向臂相連，傳感器導(dǎo)向臂鉸接在固定在上懸臂上的固定柱上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為體積小，便于操作者將其通過(guò)狹小的人孔放入蒸汽發(fā)生器中；能源獲取方便，控制靈活可靠；懸臂式結(jié)構(gòu)，展開(kāi)能獲得較大的工作半徑；對(duì)電機(jī)要求低且工作可靠；可更換部分零件適應(yīng)不同孔距的孔徑、孔板。
文檔編號(hào)F22B37/00GK101364452SQ20081013720
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者林 李, 剛 王, 天 王, 王立權(quán) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)