用于核电反应堆芯端面研磨的机器人系统

1.本技术涉及研磨技术领域，具体而言，涉及一种用于核电反应堆芯端面研磨的机器人系统。


背景技术：

2.重水堆不停堆换料功能主要由位于反应堆端面两侧的装卸料机实现，通过装卸料机与燃料通道抱卡从而实现换料功能。装卸料机的动作依靠桥架及其部件动作实现。
3.当装卸料机对燃料通道进行抱卡时，燃料通道密封面与装卸料机管嘴内部的中心支撑筒接触形成密封，当通道密封面存在缺陷时会引起密封失效，通道内的重水泄漏，当泄漏到达一定值时，换料无法进行，一般用自制的专用研磨工具对通道进行研磨，该方法不仅费时费力，而且在端面高剂量高污染的环境下对工作人员辐射污染控制非常不利。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种用于核电反应堆芯端面研磨的机器人系统，通过机器代替人工，避免工人在辐射环境下进行操作，保证人员的工作安全。
5.为了实现上述目的，提供了一种用于核电反应堆芯端面研磨的机器人系统，包括安装座、设置于安装座内且具有方位调整功能的线性驱动模块、设置于线性驱动模块上且具有弹性效果的动平台和设置于动平台上的打磨装置，所述动平台上还设置有视觉监测组件和端面扫描组件。
6.作为优选，所述线性驱动模块包括固定于安装座上的固定座、周向均匀固定于固定座上的支撑块和设置于支撑块上的移动组件，所述移动组件上转动连接有活动杆且所述活动杆远离移动组件的一端与动平台转动连接。
7.作为优选，所述移动组件包括固定于支撑块上的凹形块、设置于凹形块开口内且与凹形块转动配合的螺纹杆和固定于凹形块一端且与螺纹杆固定连接的驱动电机，所述凹形块的开口内滑动设置有滑块且所述滑块与螺纹杆螺纹配合，所述活动杆的一端与滑块转动配合。
8.作为优选，所述动平台包括与活动杆转动连接的安装架和设置于安装架中部的连接块，所述连接块和安装架之间通过多个弹性器件连接。
9.作为优选，所述活动杆包括固定于滑块上的第一t型杆和固定于安装架上的第二t型杆，所述第一t型杆和第二t型杆之间对称设置有连接杆，所述连接杆的两端分别外设于所述第一t型杆和第二t型杆且与第一t型杆和第二t型杆转动配合。
10.作为优选，所述打磨装置为气动研磨机或电动研磨机或液压研磨机。
11.作为优选，所述视觉监测组件为耐辐照相机。
12.作为优选，所述端面扫描组件为焊缝跟踪器。
13.作为优选，所述打磨装置上可拆卸设置有砂纸板。
14.作为优选，所述弹性器件为弹簧或弹性带。
15.在本技术实施例中，通过线性驱动模块保持动平台的面向角度，线性驱动模块可以将线性驱动导轨的竖直运动转化为空间三维自由度的移动，具有空间轴向尺寸小，高刚度和高精度的优点，能够满足现场环境中安装空间有限的要求；通过动平台实现柔性预压，提高打磨装置的使用寿命；通过视觉监测组件对打磨装置及线性驱动模块进行监控，保证打磨装置和线性驱动模块处于正常的工作状态；通过端面扫描组件对料管端面的破损情况进行分析，实现端面的精准打磨；全过程无需人员参与，保证工作人员的工作安全，实现料管端面的自动化打磨。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1是用于展示实施例整体结构的示意图；
18.图2是用于展示气动研磨机、耐辐照相机和焊缝跟踪器等相关结构的示意图；
19.图3是用于展示移动组件、活动杆和动平台结构的示意图。
20.附图标记：1、安装座；2、线性驱动模块；3、动平台；4、打磨装置；5、视觉检测装置；6、端面扫描组件；7、固定座；8、支撑块；9、移动组件；10、活动杆；11、凹形块；12、螺纹杆；13、驱动电机；14、滑块；15、安装架；16、连接块；17、弹簧；18、第一t型杆；19、第二t型杆；20、连接杆；21、气动研磨机；22、耐辐照相机；23、焊缝跟踪器；24、砂纸板。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
22.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
24.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
25.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
27.如图1至图3所示，一种用于核电反应堆芯端面研磨的机器人系统，包括安装座1、设置于安装座1内且具有方位调整功能的线性驱动模块2、设置于线性驱动模块2上且具有弹性效果的动平台3和设置于动平台3上的打磨装置4，所述动平台3上还设置有视觉监测组件5和端面扫描组件6。
28.如图1和图2所示，重水反应堆堆芯位于料管内，需要由装卸料机进行堆芯更换，通过线性模块使动平台始终处于一种角度，在使用时，将安装座1固定在装卸料机上，该装卸料机可空间内进行三维方向的移动，进而安装座1也可以跟随装卸料机的移动而移动，当打磨装置4与料管的一端端面相对应时，装卸料机停止运动，此时端面扫描组件6就会对该料管的端面进行扫描，端面扫描组件6 为焊缝跟踪器23，端面扫描组件6可以对料管端面的破损或缝隙进行扫描和鉴定，进而确定打磨装置4所需要打磨的深度，通过视觉监测组件5可以对打磨装置4 以及线性驱动模块2的状态进行实时监控，确保打磨装置4和线性驱动模块2的正常运行，该视觉监测组件5选用耐辐照相机22。
29.工作过程中，线性驱动模块2运动，带动焊缝跟踪器23进行移动，进而焊缝跟踪器23会对料管的端面进行平面扫描，采集该端面的裂缝信息，采集完成后，焊缝跟踪器23发出信号给中央控制器，中央控制器解读信号且发出信号给装卸料机。装卸料机运动至合适的位置后，线性驱动模块2开始启动。
30.如图2和图3所示，线性驱动模块2包括固定于安装座1上的固定座7、周向均匀固定于固定座7上的支撑块8和设置于支撑块8上的移动组件9，所述移动组件9上转动连接有活动杆10且所述活动杆10远离移动组件9的一端与动平台3 转动连接，根据中央控制器发出的信号，移动组件9开始启动，移动组件9包括固定于支撑块8上的凹形块11、设置于凹形块11开口内且与凹形块11转动配合的螺纹杆12和固定于凹形块11一端且与螺纹杆12固定连接的驱动电机13，所述凹形块11的开口内滑动设置有滑块14且所述滑块14与螺纹杆12螺纹配合，所述活动杆10的一端与滑块14转动配合，中央控制器发出信号给驱动电机13，驱动电机13转动就会带动螺纹杆12转动，在螺纹杆12和滑块14的螺纹配合下，滑块14就会沿着螺纹杆12的长度方向进行运动，滑块14移动就会带动活动杆10 的一端进行移动，而活动杆10包括固定于滑块14上的第一t型杆18和固定于安装架15上的第二t型杆19，所述第一t型杆18和第二t型杆19之间对称设置有连接杆20，所述连接杆20的两端分别外设于所述第一t型杆18和第二t型杆 19且与第一t型杆18和第二t型杆19转动配合，滑块14的移动就会带动第一t 型杆18一起移动，进而活动杆10的一端也会伴随着滑块14的移动而移动，进而在活动杆10的连接作用下，第二t型杆19也会发生移动，由于活动杆10设置有多个，通过多个移动组件9和活动杆10的配合，可以对动平台3的面向角度进行调整，待动平台3正向面对料管端面时，移动组件9再推动动平台3向靠近料管端面进而使动平台3的面向角度保持不变，且可以使打磨装置4靠近料管的端面，待打磨装置4与料管的端面相接触后，移动组件9停止。
31.如图3所示，由于动平台3包括与活动杆10转动连接的安装架15和设置于安装架15中部的连接块16，所述连接块16和安装架15之间通过多个弹性器件17 连接，所述弹性器17件为弹簧或弹性带，打磨装置4与料管的端面接触后，在打磨装置4的力传递作用下，连接块16向靠近固定座7的方向移动，此时弹簧17 发现形变，进而弹簧17提供了打磨装置4对料管的按压作用，保证打磨装置4的打磨效果，进而可通过动平台3实现打磨装置4与料管的柔性接触，增加打磨装置4的使用寿命。
32.上述打磨装置4为气动研磨机21或电动研磨机或液压研磨机，且打磨装置4 上可拆卸设置有砂纸板24，该拆卸方式可通过插拔式的连接，也可以通过胶水粘合连接，通过砂纸板24与气动研磨机21的可拆卸连接，方便对砂纸进行更换，保证料管端口的打磨效果。
33.该装置通过线性驱动模块2实现动平台3面向角度的保持，保证耐辐照相机22 和焊缝跟踪器23的检测质量；通过动平台3等结构实现打磨装置4与料管端面的柔性贴合，避免气动研磨机21与料管的硬性接触，增加气动研磨机21的使用寿命；且增设耐辐照相机22对打磨装置4等相关工作部件进行实时监控，保证气动研磨机21的工作状态以及料管端面的研磨效果；增设焊缝跟踪器23对端面的裂缝等不符合标准的现象进行实时的监测，保证料管端面的平整度。且以上操作均通过机械方式实现，全程无需人员参与即可实现料管端面裂缝的检查、运行部件信息的实时反馈等，保障工作人员的安全，提高了料管端面研磨的效率和质量。
34.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。