一种机械臂及基于该机械臂的检测机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机械臂及基于该机械臂的检测机器人。其中机械臂包括具有第一关节、可伸缩的第二关节及第一探头的第一扫查臂；第一关节的输出轴与第二关节的一端连接，用于通过旋转带动第二关节摆动；第一探头安装于第二关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测；或；机械臂包括具有第一关节、可伸缩的第二关节、可旋转的第三关节及第一探头的第一扫查臂，第三关节的旋转轴心线的延伸方向与第二关节的伸缩方向相同；第一关节的输出轴与第二关节的一端连接，用于通过旋转带动第二关节摆动；第三关节的一端与第二关节的另一端连接；第一探头安装于第三关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测。通过本实用新型专利技术可实现高效准确的检测。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于核电站在役检查无损检测领域，尤其涉及一种用于CEPR型核电 站反应堆压力容器检测的机械臂及基于该机械臂的检测机器人。 一种机械臂及基于该机械臂的检测机器人
技术介绍
核反应堆压力容器是核电站最为重要的部件之一，是核电厂整个寿期内唯一不可 更换的大型部件。图1所示为现有技术中CEPR型核反应堆压力容器的结构示意图。结合 图1所示，压力容器1包括筒体10、法兰11、半球形的下封头12、管嘴13。其中，筒体10由 自上至下依次相焊接的管嘴段筒体101、堆芯段筒体102以及过渡环段筒体103组成。管 嘴段筒体101的上部与所述法兰11相焊接，法兰11的上端面上沿其周向开设有一圈螺栓 孔111，螺栓孔111用于连接半球形的上封头以及在检测时用于插设导向柱，法兰11具有与 该圈螺栓孔111正对的一圈螺栓孔韧带区112。管嘴段筒体101沿其周向间隔地开设有多 个管嘴13,部分管嘴13用于与进水主管道（图中未示出）相连通、另一部分管嘴13用于与 出水主管道（图中未示出）相连通，管嘴13的末端焊接有一圈安全端14,安全端14与进水 /出水主管道相焊接，安全端14与管嘴13为异种金属焊接。过渡环段筒体103的内壁上 沿其轴向间隔地开设有多个导向块16,导向块16与过渡环段筒体103相焊接。压力容器1 的基体金属的所有内壁上均焊接有一层用于防腐内部堆焊层。整个压力容器1的役前/在 役的检查项包括：a、内部堆焊层扫查；b、过渡环段与各导向块16之间的连接焊缝扫查；c、 法兰11的螺栓孔111螺纹扫查；d、管嘴段筒体101与管嘴13之间的连接焊缝扫查；e、管嘴 13与安全端14之间的异种金属连接焊缝扫查；f、管嘴段筒体101与堆芯段筒体102之间、 堆芯段筒体102与过渡环段筒体103之间的环焊缝扫查；g、过渡环段筒体103与下封头12 之间的环焊缝扫查；h、基体金属与内部堆焊层之间的结合区扫查；i、法兰11的螺栓孔韧带 区112扫查。。 为确定核反应堆压力容器的质量，核电厂和核动力装置的检验规范和大纲中，对 压力容器上的各焊缝及筒体、下封头在内的堆焊层等提出了无损检测的强制性要求，并指 定分别在投入运行前和运行一定时间间隔后对压力容器实施役前和在役检查。 对反应堆压力容器筒体和下封头进行超声检查通常有水浸聚焦检查和接触式检 查两大类，其中接触式检查又可分为常规探头检查和相控阵探头检查。其中接触式常规探 头必须与压力容器表面保持贴合。而对焊缝的检查需要使多种角度的探头超声波分别从两 侧打到焊缝上。 现有的检测方案，扫查臂的设计要么其梳状扫查轨迹与反应堆压力容器下封头焊 缝的形状不匹配，扫查效率低，要么扫查臂端部的探头与下封头内壁无法贴合。而且EPR堆 型下封头半径与圆筒体半径尺寸有较大差异，现有的设计往往不能兼顾圆筒体和下封头的 扫查。 上述问题同样也发生在具有类似形状的容器上。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种机械臂及基于机械臂的检测机器人， 以实现弧形和辐射状扫查，提高扫查效率。 为实现上述目的，本技术实施例提供一种机械臂，所述机械臂包括第一扫查 臂，所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身轴向伸缩的第二关节及第一探头； 所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋转带动所述第二 关节摆动； 所述第一探头安装于所述第二关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测； 或； 所述机械臂包括第一扫查臂，所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身 轴向伸缩的第二关节、可绕自身轴心线转动的第三关节及第一探头；所述第三关节的轴心 线的延伸方向与所述第二关节的伸缩方向相同； 所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋转带动所述第二 关节摆动； 所述第三关节的一端与所述第二关节的另一端连接； 所述第一探头安装于所述第三关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测。 优选的，所述机械臂还包括第二扫查臂； 所述第二扫查臂包括模块化的可沿自身轴向伸缩的第四关节及第二探头，所述第 四关节的一端与所述第一关节的固定座连接，所述第二探头安装于所述第四关节的另一 端，用于发送超声波以进行超声检测； 或； 所述第二扫查臂包括模块化的可沿自身轴向伸缩的第四关节、可绕自身轴心线旋 转动的第五关节及第二探头； 所述第五关节的轴心线的延伸方向与所述第四关节的伸缩方向相同； 所述第四关节的一端与所述第一关节的固定座相连，所述第五关节的一端与所述 第四关节的另一端连接；所述第二探头安装于所述第五关节的另一端，用于发送超声波以 进行超声检测。 优选的，所述第一关节包括：第一固定座、安装在所述第一固定座上的第一电机组 件、由所述第一电机组件驱动转动的主动链轮、通过链条与所述主动链轮相传动的从动链 轮、与所述从动链轮相传动的蜗轮蜗杆二级减速器； 所述蜗轮蜗杆二级减速器的输出轴与所述第二关节的一端可拆卸式的连接，用于 通过旋转带动所述第二关节摆动。 优选的，所述第一关节还包括具有两个第一同步带轮以及连接在所述两个第一同 步带轮之间的同步带的第一同步带轮机构和用于检测所述第一同步带轮机构转动角度的 第一编码器； 其中一个第一同步带轮与所述蜗轮蜗杆二级减速器的输出轴相连，另一个第一同 步带轮与所述第一编码器相连。 优选的，所述第二关节或所述第四关节包括： 依次套设的多个伸缩臂、第二电机组件、与所述第二电机组件相连的齿轮副、与所 述齿轮副相连的丝杠螺母以及一端与所述丝杠螺母相连且另一端与最内侧的伸缩臂相连 的丝杠螺杆，所述伸缩臂的轴向与所述丝杠螺杆的轴向相平行；所述第二电机组件驱动所 述齿轮副旋转并进而带动所述丝杠螺母旋转；位于两个伸缩臂之间的伸缩臂上设置有两个 滑轮且每个所述滑轮上绕设有一段绳，所述每段绳的两端分别固定连接于所述两个伸缩臂 的不同端，同一伸缩臂的不同滑轮上的绳的绕设方向相反； 所述伸缩臂均具有相对的第一端和第二端； 所述第二关节的最外层的伸缩臂的第一端连接于所述第一关节的输出轴，所述第 二关节的最内层的伸缩臂的第二端连接于所述第三关节； 所述第四关节的最外层的伸缩臂的第一端连接于所述第一关节的固定座，所述第 二关节的最内层的伸缩臂的第二端连接于所述第五关节。 优选的，所述第二电机组件的电机末端设置有第二编码器； 和 / 或； 所述最内侧或最外侧的伸缩臂上设置有感应器，所述电机组件的支撑架上设置有 接近开关，所述感应器和所述接近开关用于初始位置、终止位置的标定和限位保护。 优选的，所述第三关节或第五关节包括： 第二固定座，蜗轮蜗杆副、通过链条驱动所述蜗轮蜗杆副的蜗杆的第三电机组件、 与所述蜗轮蜗杆副的蜗轮同轴连接且穿设在所述第二固定座腔体内的转动轴； 所述第三关节的第二固定座与第二关节可拆卸式的连接，所述第三关节的转动轴 上设有所述第一探头； 所述第五关节的第二固定座与第四关节可拆卸式的连接，所述第五关节的转动轴 上设有所述第二探头。 优选的，所述转动轴通过轴承与所述第二固定座相连，所述轴承采用多层油封进 行密封和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械臂，其特征在于：所述机械臂包括第一扫查臂，所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身轴向伸缩的第二关节及第一探头，第二关节具有两端，所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋转带动所述第二关节摆动；所述第一探头安装于所述第二关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测；或所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身轴向伸缩的第二关节、可绕自身轴心线转动的第三关节及第一探头，所述第三关节的轴心线方向与所述第二关节的伸缩方向相同，第二关节具有两端，所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋转带动所述第二关节摆动；第三关节具有两端，其中一端与所述第二关节的另一端连接；所述第一探头安装于所述第三关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测。

【技术特征摘要】
1. 一种机械臂，其特征在于：所述机械臂包括第一扫查臂， 所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身轴向伸缩的第二关节及第一探头， 第二关节具有两端，所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋 转带动所述第二关节摆动； 所述第一探头安装于所述第二关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测； 或所述第一扫查臂包括模块化的第一关节、可沿自身轴向伸缩的第二关节、可绕自身 轴心线转动的第三关节及第一探头，所述第三关节的轴心线方向与所述第二关节的伸缩方 向相同， 第二关节具有两端，所述第一关节的输出轴与所述第二关节的一端连接，用于通过旋 转带动所述第二关节摆动； 第三关节具有两端，其中一端与所述第二关节的另一端连接； 所述第一探头安装于所述第三关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测。2. 根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括第二扫查臂； 所述第二扫查臂包括模块化的可沿自身轴向伸缩的第四关节及第二探头，第四关节具 有两端，其中一端与所述第一关节的第一固定座连接，所述第二探头安装于所述第四关节 的另一端，用于发送超声波以进行超声检测； 或所述第二扫查臂包括模块化的可沿自身轴向伸缩的第四关节、可绕自身轴心线旋转 动的第五关节及第二探头； 所述第五关节的轴心线的延伸方向与所述第四关节的伸缩方向相同， 第四关节具有两端，第五关节具有两端，所述第四关节的一端与所述第一关节的第一 固定座相连，所述第五关节的一端与所述第四关节的另一端连接；所述第二探头安装于所 述第五关节的另一端，用于发送超声波以进行超声检测。3. 根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第一关节包括：所述第一固定座、 安装在所述第一固定座上的第一电机组件、由所述第一电机组件驱动转动的主动链轮、通 过链条与所述主动链轮相传动的从动链轮、与所述从动链轮相传动的蜗轮蜗杆二级减速 器； 所述蜗轮蜗杆二级减速箱的输出轴与所述第二关节的一端可拆卸式的连接，用于通过 旋转带动所述第二关节摆动。4. 根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一关节还包括具有两个第一同 步带轮以及连接在所述两个第一同步带轮之间的同步带的第一同步带轮机构和用于检测 所述第一同步带轮机构转动角度的第一编码器； 其中一个第一同步带轮与所述蜗轮蜗杆二级减速器的输出轴相连，另一个第一同步带 轮与所述第一编码器相连。5. 根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述第二关节或所述第四关节包括： 依次套设的多个伸缩臂、第二电机组件、与所述第二电机组件相连的齿轮副、与所述齿 轮副相连的丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健荣，洪茂成，马官兵，王贤彬，王可庆，田浩志，朱传雨，李明，林戈，陈怀东，
申请(专利权)人：中广核检测技术有限公司，苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44