一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人制造技术

本发明专利技术涉及堆芯检测技术领域，特别是涉及一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人。该高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，包括顶驱装置、进堆装置以及检测机械臂，所述顶驱装置包括旋转平台、支架、以及绳索控制装置，所述进堆装置包括固定夹持手、移动夹持手、升降驱动装置以及接管，所述检测机械臂包括至少三个相互串联的机械杆组件，各所述机械杆组件分别包括机械杆、旋转关节以及两根驱动绳索。本发明专利技术所述的高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，避免了长距离传动下温度、辐射和形变对绳索驱动造成的误差，提高了机械臂的控制精度及稳定性，适应于不同内径的堆芯内壁检测，调整更加方便，检测精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人
本专利技术涉及堆芯检测
，特别是涉及一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人。
技术介绍
为解决未来全球面临的能源危机问题，核电站工程一直是近年来研究的热点。球床模块式高温气冷堆核电站是我国拥有自主知识产权的商业化核电站，该高温气冷堆堆芯采用石墨材料作为内壁构件，石墨材料在堆内承受高温、高辐射、机械载荷及化学腐蚀的环境条件，在设计寿命末期容易出现裂纹。为保证高温气冷堆运行安全，同时评估高温气冷堆在寿期末仍可继续工作，需对高温气冷堆堆芯进行定期停堆检测，对堆芯内部石墨构件表面可能出现的裂纹进行检测。现有的堆芯检测方式主要存在以下缺点：一、检测过程中堆芯环境仍处于高温高辐射的状态，普通的电机、传感器等电子器件无法正常工作；二、反应堆堆芯是入口小、内腔大的结构，检测设备难以实现全位置的检测；三、检测段垂直跨度大，如果采用索驱动的传动方式，则绳索传动距离过长，传动精度受到温度、绳索张力的影响，姿态控制难度大。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，解决现有技术存在的无法在高温高辐射状态下工作，难以实现全位置的检测，姿态控制难度大的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，包括顶驱装置、进堆装置、检测机械臂、以及连接在所述检测机械臂末端的视觉检测装置；所述顶驱装置包括旋转平台、设置在所述旋转平台上的支架、以及设置在所述支架上端的绳索控制装置；所述进堆装置包括设置在所述支架下端的固定夹持手、设置在所述固定夹持手上方的移动夹持手、驱动所述移动夹持手进行上下移动的升降驱动装置、以及分别通过所述固定夹持手和所述移动夹持手进行夹持的接管，所述接管与所述检测机械臂的顶端连接；所述检测机械臂包括至少三个相互串联的机械杆组件，各所述机械杆组件分别包括机械杆、与所述机械杆末端连接的旋转关节、以及两根驱动绳索，所述机械杆包括壳体、以及设置在所述壳体中的两个自锁装置，两个所述自锁装置分别为正向自锁装置和反向自锁装置，两根所述驱动绳索的末端分别对应穿过所述正向自锁装置、所述反向自锁装置与所述旋转关节固定连接；其中，所述绳索控制装置的数量与所述驱动绳索的数量相等，所述驱动绳索的顶端分别穿过所述机械杆、所述接管与所述绳索控制装置一一对应连接。进一步地，所述自锁装置包括从上到下依次设置的绳索制动器、阻力轮和从动轮，在所述阻力轮与所述壳体之间安装有带压簧的摩擦片。进一步地，所述旋转关节包括上支架、驱动轮和下支架，所述上支架与所述驱动轮转动连接，所述驱动轮与所述下支架固定连接。进一步地，所述支架包括下平台面、上平台面、以及连接在所述下平台面与所述上平台面之间的支杆，所述下平台面与所述旋转平台固定连接；所述下平台面设有供所述接管穿过的第一穿孔，所述上平台面设有供所述驱动绳索穿过的第二穿孔。进一步地，所述绳索控制装置包括分别设置在所述上平台面上的卷扬机构、绳索位置调整机构和张力传感器，所述驱动绳索依次穿过所述张力传感器、所述绳索位置调整机构与所述卷扬机构连接。进一步地，所述绳索位置调整机构包括安装板，所述安装板包括垂直连接的水平板和竖直板，所述水平板上分别安装有第一滑轮和第二滑轮，所述竖直板上分别安装有第三滑轮和控制所述第三滑轮进行上下移动的滑轮驱动机构；所述驱动绳索依次穿过所述第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮与所述卷扬机构连接。进一步地，所述升降驱动装置包括升降柱、以及与所述升降柱的动力输出端连接的升降平台，所述移动夹持手安装在所述升降平台上，所述升降平台设有供所述接管穿过的第三穿孔。具体地，所述升降柱和所述固定夹持手分别安装在所述下平台面上。(三)有益效果本专利技术提供的高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，通过进堆装置中的接管控制检测机械臂移动至目标高度，通过顶驱装置中的绳索控制装置来调整驱动绳索长度，从而改变机械臂姿态，检测机械臂在自锁装置的作用下能够保持姿态不变，通过旋转平台带动装置整体旋转，从而实现整个圆周的检测。本专利技术提供的高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，采用绳索控制装置来调整控制驱动绳索，从而减小了机械臂外形尺寸以及负载，避免了温度及辐射对驱动单元的影响，采用自锁装置控制检测机械臂姿态，避免了长距离传动下温度、辐射和形变对绳索驱动造成的误差，提高了机械臂的控制精度及稳定性，检测机械臂采用机械杆组件串联的结构形式，能够根据堆芯的内壁朝向调整姿态，适应于不同内径的堆芯内壁检测，尤其适用于堆芯开口小、内腔大的结构，调整更加方便，检测精度更高。附图说明图1为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人的结构示意图；图2为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中顶驱装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中进堆装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中检测机械臂的结构示意图；图5为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中绳索控制装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中机械杆的结构示意图；图7为本专利技术实施例高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人中旋转关节的结构示意图。图中：1：顶驱装置；11：旋转平台；12：绳索控制装置；13：支架；121：卷扬机构；122：绳索位置调整机构；123：张力传感器；131：下平台面；132：上平台面；133：支杆；1221：安装板；1222：第一滑轮；1223：第二滑轮；1224：第三滑轮；1225：滑轮驱动机构；2：进堆装置；21：移动夹持手；22：接管；23：升降平台；24：固定夹持手；25：升降柱；3：检测机械臂；31：机械杆；32：旋转关节；33：驱动绳索；311：壳体；312：正向自锁装置；313：反向自锁装置；314：绳索制动器；315：阻力轮；316：从动轮；317：摩擦片；321：上支架；322：驱动轮；323：下支架；4：视觉检测装置；5：堆芯。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1-7所示，本专利技术实施例提供一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，包括顶驱装置1、进堆装置2以及检测机械臂3。其中，顶驱装置1包括旋转平台11、设置在旋转平台11上的支架13以及设置在支架13上端的绳索控制装置12。其中，进堆装置2包括设置在支架13下端的固定夹持手24、设置在固定夹持手24上方的移动夹持手21、驱动移动夹持手21进行上下移动的升降驱动装置以及分别通过固定夹持手24和移动夹持手21进行夹持的接管22，接管22的末端与检测机械臂3的顶端连接。其中，检测机械臂3包括至少三个相互串联的机械杆组件，各机械杆组件分别包括机械杆31、与机械杆31末端连接的旋转关节32、以及两根驱动绳索33。机械杆包括壳体311以及设置在壳体311中的两个自锁装置，两个自锁装置分别为正向自锁装置312和反向自锁装置313，两根驱动绳索33的末端分别对应穿过正向自锁装置312、反向自锁装置313与旋转关节32固定连接。其中，绳索控制装置12的数量与驱动绳索33的数量相等，各驱动绳索33的顶端分别穿过机械杆31、接管22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，其特征在于：包括顶驱装置(1)、进堆装置(2)、检测机械臂(3)、以及连接在所述检测机械臂(3)末端的视觉检测装置(4)；所述顶驱装置(1)包括旋转平台(11)、设置在所述旋转平台(11)上的支架(13)、以及设置在所述支架(13)上端的绳索控制装置(12)；所述进堆装置(2)包括设置在所述支架(13)下端的固定夹持手(24)、设置在所述固定夹持手(24)上方的移动夹持手(21)、驱动所述移动夹持手(21)进行上下移动的升降驱动装置、以及分别通过所述固定夹持手(24)和所述移动夹持手(21)进行夹持的接管(22)，所述接管(22)与所述检测机械臂(3)的顶端连接；所述检测机械臂(3)包括至少三个相互串联的机械杆组件，各所述机械杆组件分别包括机械杆(31)、与所述机械杆(31)末端连接的旋转关节(32)、以及两根驱动绳索(33)，所述机械杆包括壳体(311)、以及设置在所述壳体(311)中的两个自锁装置，两个所述自锁装置分别为正向自锁装置(312)和反向自锁装置(313)，两根所述驱动绳索(33)的末端分别对应穿过所述正向自锁装置(312)、所述反向自锁装置(313)与所述旋转关节(32)固定连接；其中，所述绳索控制装置(12)的数量与所述驱动绳索(33)的数量相等，所述驱动绳索(33)的顶端分别穿过所述机械杆(31)、所述接管(22)与所述绳索控制装置(12)一一对应连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，其特征在于：包括顶驱装置(1)、进堆装置(2)、检测机械臂(3)、以及连接在所述检测机械臂(3)末端的视觉检测装置(4)；所述顶驱装置(1)包括旋转平台(11)、设置在所述旋转平台(11)上的支架(13)、以及设置在所述支架(13)上端的绳索控制装置(12)；所述进堆装置(2)包括设置在所述支架(13)下端的固定夹持手(24)、设置在所述固定夹持手(24)上方的移动夹持手(21)、驱动所述移动夹持手(21)进行上下移动的升降驱动装置、以及分别通过所述固定夹持手(24)和所述移动夹持手(21)进行夹持的接管(22)，所述接管(22)与所述检测机械臂(3)的顶端连接；所述检测机械臂(3)包括至少三个相互串联的机械杆组件，各所述机械杆组件分别包括机械杆(31)、与所述机械杆(31)末端连接的旋转关节(32)、以及两根驱动绳索(33)，所述机械杆包括壳体(311)、以及设置在所述壳体(311)中的两个自锁装置，两个所述自锁装置分别为正向自锁装置(312)和反向自锁装置(313)，两根所述驱动绳索(33)的末端分别对应穿过所述正向自锁装置(312)、所述反向自锁装置(313)与所述旋转关节(32)固定连接；其中，所述绳索控制装置(12)的数量与所述驱动绳索(33)的数量相等，所述驱动绳索(33)的顶端分别穿过所述机械杆(31)、所述接管(22)与所述绳索控制装置(12)一一对应连接。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，其特征在于：所述自锁装置包括从上到下依次设置的绳索制动器(314)、阻力轮(315)和从动轮(316)，在所述阻力轮(315)与所述壳体(311)之间安装有带压簧的摩擦片(317)。3.根据权利要求1所述的高温气冷堆堆芯构件视觉检测机器人，其特征在于：所述旋转关节(32)包括上支架(321)、驱动轮(322)和下支架(323)，所述上支架(321)与所述驱动轮(322)转...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁朝龙，吴任东，黄佳杰，都东，焦玮，姜艺林，周洁，陈福强，魏玮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11