一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，涉及机械臂技术领域；包括：密闭基座，所述密闭基座设有安装腔，且所述密闭基座为金属材质；液压关节，所述液压关节安装在所述安装腔内；第一回转臂，所述第一回转臂位于所述基座外，且所述第一回转臂的一端与所述液压关节传动连接；电机关节，所述电机关节的一端与所述第一回转臂的另一端传动连接，所述电机关节外罩设有屏蔽罩；第二回转臂，所述第二回转臂的一端与所述电机关节的另一端传动连接，所述第二回转臂的另一端设有电动夹爪。本发明专利技术同时对液压关节和电机关节做物理屏蔽处理，以通过液压关节和电机关节的配合，能够在确保操作臂具有足够动作精度的同时，提高其负载能力。载能力。载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高剂量
γ
辐照的电液协同操作臂


[0001]本专利技术涉及机械臂
，属于聚变堆机器人微操作臂系统设计领域，具体涉及一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂。

技术介绍

[0002]聚变堆在运行过程中，包层、偏滤器等堆芯部件在聚变堆整个生命周期内多次通过遥控操作系统进行维修、翻新。聚变堆机器人运行过程中，将面临强辐射、、高温、真空、强磁场、狭隘空间等苛刻环境，在功能需求、高剂量辐射作业环境等方面均有其特殊性。
[0003]聚变堆机器人要求至少能够耐受5
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106Gy的γ总辐照剂量，且为确保能够在较短的停堆时间内高效、精准地完成大量的遥控操作任务，通常采用纯电机驱动的方式进行控制，且耐辐照总剂量仅为1
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106Gy，但是聚变堆内部件重量大，，对液压驱动的方式需求较多。在机器人系统设计中，微操作臂位于整个机械臂的末端部分，将直接影响其控制精度和整体功能的实现，且现有电子器件抗辐射能力较弱，同时受到控制器、驱动电机、绝缘材料、润滑及密封技术的限制，并且常规电机驱动的操作臂难以满足聚变堆的运维需求。

技术实现思路

[0004]针对现有电机驱动的操作臂难以满足聚变堆运维需求的技术问题；本专利技术提供了一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，能够在确保操作臂具有足够动作精度的同时，提高其负载能力。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，包括：密闭基座，所述密闭基座设有安装腔，且所述密闭基座为金属材质；液压关节，所述液压关节安装在所述安装腔内；第一回转臂，所述第一回转臂位于所述基座外，且所述第一回转臂的一端与所述液压关节传动连接；电机关节，所述电机关节的一端与所述第一回转臂的另一端传动连接，所述电机关节外罩设有屏蔽罩；第二回转臂，所述第二回转臂的一端与所述电机关节的另一端传动连接，所述第二回转臂的另一端设有电动夹爪。
[0007]本专利技术提供的耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，液压关节安装在金属材质的密闭基座内，能够由密闭基座为液压关节提供物理屏蔽，避免高剂量γ辐照对液压关节的密封原件、润滑材料和控制器件造成影响，使得液压关节能够正常工作，同时，在电机关节外罩设有屏蔽罩，以通过屏蔽罩对电机关节提供物理屏蔽，避免高剂量γ辐照对电机的正常工作造成影响。
[0008]其中，液压关节安装在密闭基座上，第一回转臂传动连接液压关节和电机关节，而电机关节通过第二回转臂带动电动夹爪工作，由于液压关节能够提供足够的载荷能力，从而使得操作臂有足够的载荷能力，而电机关节设置在靠近电动夹爪的一侧，使得电动夹爪有足够的位移精度，并通过电动夹爪夹持器件，使得操作臂有足够的动作精度。
[0009]综上，本专利技术提供的耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，同时对液压关节和电机
关节做物理屏蔽处理，以通过液压关节和电机关节的配合，能够在确保操作臂具有足够动作精度的同时，提高其负载能力。
[0010]在一可选的实施方式中，所述液压关节包括：液压执行器，所述液压执行器的第一转轴一端与所述第一回转臂的一端传动连接；液压旋转变压器，所述液压旋转变压器用于监测液压关节的转动角度；电液伺服阀，所述电液伺服阀用于控制所述液压执行器的第一转轴的转速和转向，以通过电液伺服阀和液压旋转变压器的配合精准的控制液压执行器动作。
[0011]在一可选的实施方式中，所述第一转轴为中空轴，且所述液压旋转变压器为中通的环状，以便于将操作臂的电缆从液压关节中穿过，一方面避免操作臂的电缆对液压关节的旋转造成干涉，另一方面操作臂的电缆布设在液压关节内部，可避免高剂量γ辐照对操作臂的电缆造成影响。
[0012]在一可选的实施方式中，所述电液伺服阀经耐辐照加固处理，以确保电液伺服阀有足够的耐辐照性能。
[0013]在一可选的实施方式中，所述第一回转臂为中空的金属壳体结构，以便于将操作臂的电缆从液压关节中部经第一回转臂内布设至电机关节，进而通过第一回转臂为操作臂的电缆通过物理屏蔽。
[0014]在一可选的实施方式中，所述电机关节包括：电机旋变器，所述电机旋变器一端与所述第一回转臂的一端传动连接；力矩电机，所述力矩电机的第二输出轴一端与所述电机旋变器的另一端传动连接；减速器，所述减速器输入端与所述力矩电机传动连接，所述减速器另一端与所述第二回转臂传动连接，以通过减速器降低力矩电机的输出转速，并配合和液压旋转变压器的配合精准的控制第二回转臂动作。
[0015]在一可选的实施方式中，所述减速器为谐波减速器，相对于采用普通行星减速器，可减少减速器的用料，从而减小体积及重量，利于系统轻量化、小型化和关节集成设计。
[0016]在一可选的实施方式中，所述电机旋变器、所述力矩电机和所述减速器中部均设有中通的通道，以适应从电机关节中部穿线的使用需求，达到简化走形和对线缆耐辐照保护的双重目的。
[0017]在一可选的实施方式中，所述第二回转臂为中空的金属壳体结构，以便于将操作臂的电缆从电机关节中部经第二回转臂内布设至电动夹爪，进而通过第二回转臂为电动夹爪的电缆进行物理屏蔽。
[0018]在一可选的实施方式中，所述电动夹爪安装电子器件的一端位于所述第二回转臂内，以通过第二回转臂为电动夹爪的电子器件提供物理屏蔽，进一步提供电动夹爪的耐辐照性能。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]本专利技术提供的耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，液压关节安装在金属材质的密闭基座内，能够由密闭基座为液压关节提供物理屏蔽，避免高剂量γ辐照对液压关节的密封原件、润滑材料和控制器件等造成影响，使得液压关节能够正常工作，同时，在电机关节外罩设有屏蔽罩，以通过屏蔽罩对电机关节提供物理屏蔽，避免高剂量γ辐照对电机的正常工作造成影响，并且由于液压关节能够提供足够的载荷能力，从而使得操作臂有足够的载荷能力，而电机关节设置在靠近电动夹爪的一侧，使得电动夹爪有足够的位移精度，并通
过电动夹爪夹持器件，因此，本专利技术能够在确保操作臂具有足够动作精度的同时，提高其负载能力。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂的立体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂的剖面结构示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例液压关节的剖面结构示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例电机关节与电动夹爪相连的立体结构示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例电机关节与电动夹爪相连的剖面结构示意图；
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，其特征在于，包括：密闭基座(10)，所述密闭基座(10)设有安装腔(11)，且所述密闭基座(10)为金属材质；液压关节(20)，所述液压关节(20)安装在所述安装腔(11)内；第一回转臂(30)，所述第一回转臂(30)位于所述基座外，且所述第一回转臂(30)的一端与所述液压关节(20)传动连接；电机关节(40)，所述电机关节(40)的一端与所述第一回转臂(30)的另一端传动连接，所述电机关节(40)外罩设有屏蔽罩(70)；第二回转臂(50)，所述第二回转臂(50)的一端与所述电机关节(40)的另一端传动连接，所述第二回转臂(50)的另一端设有电动夹爪(60)。2.根据权利要求1所述的耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，其特征在于，所述液压关节(20)包括：液压执行器(21)，所述液压执行器(21)的第一转轴(22)一端与所述第一回转臂(30)的一端传动连接；液压旋转变压器(23)，所述液压旋转变压器(23)用于监测液压关节(20)的转动角度；电液伺服阀(24)，所述电液伺服阀(24)用于控制所述液压执行器(21)的第一转轴(22)的转速和转向。3.根据权利要求2所述的耐高剂量γ辐照的电液协同操作臂，其特征在于，所述第一转轴(22)为中空轴，且所述液压旋转变压器(23)为中通的环状。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蓉蓉，陈辉，李鹏远，韩石磊，康道安，黄超，邓华林，刘金豆，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：