一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装

本发明涉及聚变堆工程，特别是涉及一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装。

背景技术：

1、随着全球经济的快速发展，各国对能源的需求也日益增强，而地球上的不可再生能源是有限的，因此如何解决能源问题是现阶段各国所要面对的严峻问题之一。核聚变能是一种新型清洁能源，可控核聚变是世界各国正积极研究探索的一个重要领域。可控核聚变利用一种名为托卡马克的聚变装置对高温等离子体进行磁约束，使等离子体在真空室内发生聚变反应，释放出巨大的能量，再通过能量转换最终为人类所用。聚变装置由成千上万个零部件组成，包层是装置的核心部件之一，是聚变装置能够完成建设的重要一环，其装配过程也非常复杂。按照目前聚变堆的设计方案，聚变堆内部的包层根据所要安装的位置分为顶部包层、高场包层、低场包层，不同包层的外形尺寸和质量不同。顶部包层是装配整个包层系统的第一步，因此需要设计一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，推进整个包层系统的装配进展。

2、顶部包层本身尺寸大、质量大，在真空室内环向布置，其背部与真空室顶部内壁面贴合且均为双曲面，装配难度高。通用大负载液压举升工装具备本体结构简单、负载大的特点，可用于顶部包层的辅助装配。但因顶部包层距离真空室底端距离约4～5米，工装受液压油缸的限制举升行程较短，无法满足需求。使用吊装设备将包层吊放至工装的升降台上，在升降台上调整包层状态，使其保持安装姿态上升抵达安装处再进行装配。

3、目前，现有通用大负载液压举升工装一般要求工装底部固定在地面上，只能提供上升下降功能，该类工装只能在真空室未成环阶段使用，需要利用真空室缺口处的空间，使用吊装设备将包层吊放到升降台上，再转运至安装位置下方举升包层，且在包层接近安装位置之后，不能再进行翻转动作，使得包层的姿态不能调整。若包层安装姿态有误，则需要收回包层才能调整包层的安装姿态，再举升至安装处进行包层装配，导致装配效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，以方便运送包层，可适用于真空室成环阶段，同时具备包层翻转能力，方便调整包层的安装姿态，提高装配效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明所述用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，包括：

4、支撑架，所述支撑架的底部设有用于与真空室内底部环轨相适配的滚轮；

5、升降平台，可升降地安装于所述支撑架上；

6、平移机构，包括工作台，所述工作台可水平移动地安装于所述升降平台上；

7、翻转机构，包括基座、翻转驱动件、第一翻转部、连接部和第二翻转部，所述基座可拆卸地连接在所述工作台上，所述连接部转动安装于所述基座上，所述第一翻转部和所述第二翻转部分别连接在所述连接部的两侧，所述第一翻转部和所述第二翻转部呈夹角设置，以使所述第一翻转部与所述第二翻转部夹角处的空间形成承托口；所述翻转驱动件安装于所述基座上且与所述第一翻转部或所述第二翻转部连接，所述翻转驱动件用于驱动所述第一翻转部或所述第二翻转部转动，以调节所述承托口的朝向。

8、优选地，所述用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装还包括多个万向滚珠，所述万向滚珠转动安装于所述工作台上，且所述万向滚珠部分凸出于所述工作台。

9、优选地，所述第一翻转部上设有多个突出块，多个所述突出块位于所述承托口内，多个所述突出块沿所述连接部的转动轴线延伸方向间隔设置。

10、优选地，所述第二翻转部呈弧状，所述第二翻转部的弧中心设于所述承托口的外部，所述第二翻转部上开设有多个定位安装孔。

11、优选地，所述基座、所述第一翻转部、所述第二翻转部为框架结构。

12、优选地，所述平移机构还包括：

13、支撑板，设于所述工作台与所述升降平台之间，所述支撑板可移动地安装于所述升降平台上；

14、升降驱动件，连接所述支撑板与所述工作台，用于驱动所述工作台升降运动。

15、优选地，所述工作台上开设有多个限位孔，所述用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装还包括限位组件，所述限位组件设有多个，所述限位组件插设于所述限位孔内，所述限位组件与所述基座抵接，所述限位组件用于将所述基座限制于设定位置。

16、优选地，所述限位组件包括限位块和紧固件，所述限位块插设于所述限位孔内，所述紧固件装配在所述限位块上，所述紧固件的端部凸出于所述限位块，以与所述基座抵接。

17、优选地，所述支撑架包括：

18、架体，所述滚轮安装于所述架体的底部；

19、第一丝杠，可旋转地安装于所述架体上，所述升降平台螺纹装配在所述第一丝杠上；

20、丝杠驱动机构，安装于所述架体上且与所述第一丝杠传动连接，用于驱动所述第一丝杠旋转。

21、优选地，所述支撑架还包括第一导向杆，与所述架体连接，且所述第一导向杆与所述第一丝杠平行，所述升降平台装配在所述第一导向杆和所述第一丝杠上。

22、本发明实施例一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装与现有技术相比，其有益效果在于：

23、本发明实施例的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，包括支撑架、升降平台、平移机构和翻转机构，在支撑架的底部设置用于与真空室内底部环轨相适配的滚轮，使得整个辅助工装可沿真空室底部环轨移动，为辅助工装携带的顶部包层提供环向方向的运动；通过升降平台为顶部包层提供竖直向的运动，通过平移机构为顶部包层提供径向方向的运动。通过翻转驱动件驱动第一翻转部或第二翻转部绕连接部的转动轴线转动，调节承托口的朝向，从而调节承托口上顶部包层的安装姿态。因此，本发明可实现环向、竖直向、径向等多方向运动，方便辅助工装携带顶部包层在真空室内运动至安装位置，可适用于真空室成环阶段，方便运送顶部包层。并且，本发明通过翻转机构可将顶部包层翻转一定角度，在需要调节顶部包层的安装姿态时，无需取出顶部包层，提高装配效率。

技术特征：

1.一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装还包括多个万向滚珠(311)，所述万向滚珠(311)转动安装于所述工作台(31)上，且所述万向滚珠(311)部分凸出于所述工作台(31)。

3.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述第一翻转部(43)上设有多个突出块(431)，多个所述突出块(431)位于所述承托口(451)内，多个所述突出块(431)沿所述连接部(44)的转动轴线延伸方向间隔设置。

4.根据权利要求1或3所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述第二翻转部(45)呈弧状，所述第二翻转部(45)的弧中心设于所述承托口(451)的外部，所述第二翻转部(45)上开设有多个定位安装孔(452)。

5.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述基座(41)、所述第一翻转部(43)、所述第二翻转部(45)为框架结构。

6.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述平移机构(3)还包括：

7.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述工作台(31)上开设有多个限位孔(312)，所述用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装还包括限位组件(5)，所述限位组件(5)设有多个，所述限位组件(5)插设于所述限位孔(312)内，所述限位组件(5)与所述基座(41)抵接，所述限位组件(5)用于将所述基座(41)限制于设定位置。

8.根据权利要求7所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述限位组件(5)包括限位块(51)和紧固件(52)，所述限位块(51)插设于所述限位孔(312)内，所述紧固件(52)装配在所述限位块(51)上，所述紧固件(52)的端部凸出于所述限位块(51)，以与所述基座(41)抵接。

9.根据权利要求1所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述支撑架(1)包括：

10.根据权利要求9所述的用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，其特征在于，所述支撑架(1)还包括第一导向杆(14)，与所述架体(11)连接，且所述第一导向杆(14)与所述第一丝杠(12)平行，所述升降平台(2)装配在所述第一导向杆(14)和所述第一丝杠(12)上。

技术总结
本发明涉及聚变堆工程技术领域，公开了一种用于聚变堆顶部包层装配的辅助工装，包括支撑架、升降平台、平移机构和翻转机构，支撑架底部设有滚轮；升降平台可升降地安装于支撑架上；平移机构包括工作台，工作台可水平移动地安装于升降平台；翻转机构包括基座、翻转驱动件、第一翻转部、连接部和第二翻转部，基座可拆卸地连接在工作台上，连接部转动安装于基座上，第一翻转部和第二翻转部呈夹角设置，以形成承托口；翻转驱动件与第一翻转部或第二翻转部连接，翻转驱动件用于驱动第一翻转部或第二翻转部转动，调节承托口的朝向。本发明可实现多方向运动且可将顶部包层翻转一定角度，方便运送顶部包层及调节顶部包层的安装姿态，提高装配效率。

技术研发人员：雷明准,黄雄一,顾永奇,宋云涛
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24