专利名称：用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测核电厂中使用的蒸汽发生器的热管的机器人，更具体地，涉及一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，该机器人能够在检测期间通过夹持热管而被稳固地固定于热管上时，检测使用核裂变的热量产生蒸汽的蒸汽发生器的热管内部，并且在完成检测后，能够自由地移动至其它热管。
背景技术：
概括地讲，核电厂由包括反应堆的核蒸汽供应系统、包括涡轮以在接收蒸汽时驱动发电机的发电机系统和其它设置于核反应堆周围的附属设备组成。在这种情况下，核蒸汽供应系统指的是初级系统，而发电机系统指的是次级系统。核反应堆能够提供各种功能，例如通过人工控制裂变材料的裂变链式反应来产生热量，或者用于制造放射性同位素或钚，或者用于产生辐射场。核反应堆是初级系统的基本组成部分。设计如图8所示的这样的核电厂，使得核蒸汽供应系统N产生蒸汽，发电机系统G 利用蒸汽产生电能，核蒸汽供应系统N由增压器Ni、蒸汽发生器N2、主冷却剂泵N3和其中发生核裂变的反应堆N4构成，发电机系统G由涡轮Gl和发电机G2构成。这里，蒸汽发生器N2用于使用核裂变时产生的热量将液相低温的水转化为高温高压蒸汽。使用蒸汽的能量转动涡轮Gl和发电机G2以产生电能。上述蒸汽发生器N2包括多个热管，并可能会依据反应堆N4已运转的年数在热管中累积污泥或者产生变形，以及由于损坏(比如破裂等)使热管的热传导率退化。而且，对热管的损坏可降低蒸汽发生器N2的总体使用寿命。由于该原因，制造商建议周期性地(每年)检测蒸汽发生器N2的内部。第7，314，343号美国专利公开了一种用于蒸汽发生器的检测设备(题目为“用于核能蒸汽发生器管的内部服务的微型机械手”)。参考图9，所公开的机械手r包括可移动地安装在滑块7上的圆柱块4 ；下部主体6，其包括分别设置在滑块7相对侧面的两个下部夹子8，每个夹子8具有要插入热管H中的指状物；基部1，可转动地安装在圆柱块4上并在其相对侧设置有两个基部夹子2。在机械手r的操作中，一旦设置在基部1的两个基部夹子2被安装到热管H上，设置在下部主体6上的下部夹子8的指状物就被插入并固定在热管H上，从而能够使用未示出的检测单元来检测热管H的内部。在热管H的检测完成后，在通过下部夹子8使机械手r保持静止的状态下，基部夹子2从热管H脱离。然后，圆柱块4从滑块7的中心位置沿着滑块7在给定方向或相反方向移动，或者在滑块7的中心位置处转动，以将基部夹子2安装到其它热管H。其后，重复将下部夹子8的指状物插入并固定在热管H上从而能够检测热管H的上述操作。但是，由于机械手r采用液压驱动、气动和/或电驱动方法，因此上述用于检测蒸汽发生器N2的热管H的常用机械手r的结构过于复杂。
另外，由于其上安装有基部1的圆柱块4不能向前或向后移动，而只能向左或向右移动和转动，因此有必要改变下部夹子8的位置以检测不同排的热管H。但是，上述只容许向左或向右移动和转动的圆柱块4操作区域有限，并且对不同排的热管H进行检测可能导致圆柱块4的位置频繁改变。
发明内容
因此，鉴于上述问题构造本发明，并且本发明的一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中夹持模块可以向前或向后移动、转动以及向左或向右移动，确保检测机器人在热管之间自由移动。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中包含在夹持模块中的多个指状夹持构件可以插入到热管中，从而用与人以手的手指夹持热管相同的方式来夹持热管。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中多个指状夹持构件可以同时夹持热管。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中由单独的驱动器同时驱动多个指状夹持构件以夹持或松开热管。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持构件可以通过感测距热管延伸穿过的板的距离而被准确地插入热管中同时保持其平衡。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持构件可以像手指一样弯曲和旋转，以夹持热管。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持构件可向上或向下移动从而插入热管中或从热管撤出。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持构件具有适合于插入热管并在热管中旋转的尺寸。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中在升降引导构件转动期间指状夹持构件可沿着升降引导构件向上或向下移动而没有无意转动的风险。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中包含指状夹持构件的指状夹持固定单元是可转动的以容许指状夹持构件准确地插入热管中。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持固定单元可自由地向前或向后移动。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中指状夹持固定单元可自由地向左或向右移动。本发明的另一个目的是提供一种用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人，其中安装在指状夹持固定单元的一部分上的检测装置可有效地检测热管内部。根据本发明，通过提供一种用于核电厂中所使用的蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人可实现上述和其它目的，该检测机器人包括向前或向后移动模块，位于所述热管附近并包括向前或向后移动构件以向前或向后移动；向左或向右移动模块，与所述向前或向后移动模块分隔开并包括向左或向右移动构件以向左或向右移动；检测装置模块， 安装在所述向前或向后移动模块的一部分上以检测所述热管的内部；和夹持模块，以可垂直移动和可转动的方式分别容纳在夹持外壳中，且每个夹持模块包括多个指状夹持构件， 所述指状夹持构件可向上或向下移动以插入所述热管中从而同时夹持多个所述热管，所述夹持外壳安装在所述向左或向右移动构件的相对侧面以及所述向左或向右移动构件与所述向前或向后移动构件之间的接点上。每个所述夹持模块可以包括指状夹持固定单元，具有指状夹持支撑构件，在所述指状夹持支撑构件的边缘安装有围绕所述指状夹持支撑构件的中心的多个指状夹持构件， 使得所述指状夹持构件插入所述热管中，以通过朝着所述指状夹持支撑构件的中心移动而夹持所述热管；指状夹持升降单元，用于向上或向下移动所述指状夹持固定单元；和指状夹持转动单元，用于转动所述指状夹持固定单元。所述指状夹持固定单元可以包括指状夹持驱动螺栓，位于所述指状夹持支撑构件下面的指状夹持固定外壳中且具有形成在其外表面上的螺旋形螺纹；指状夹持从动螺帽，插在所述指状夹持驱动螺栓外表面上，其内表面形成有螺旋形螺纹以与所述指状夹持驱动螺栓的螺旋形螺纹啮合，并且其外表面形成有插孔，所述指状夹持构件的下端插入所述插孔中，通过转动所述指状夹持驱动螺栓使所述指状夹持从动螺帽向上或向下移动，以使所述指状夹持构件朝着指状夹持支撑构件的中心移动或使所述指状夹持构件返回其初始位置；指状夹持驱动器，用于转动所述指状夹持驱动螺栓；和阻挡构件，插入所述指状夹持从动螺帽的阻挡构件插槽内以限制所述指状夹持从动螺帽的转动。所述指状夹持固定单元还可以包括安装在所述指状夹持支撑构件的上表面上以感测所述热管的位置的位置传感器。所述指状夹持支撑构件可以具有向内伸长的旋转孔，所述旋转孔对应于每个指状夹持构件以使所述指状夹持构件旋转；所述指状夹持构件可以具有弯曲部分，使得所述指状夹持构件的上部垂直于所述指状夹持支撑构件且所述指状夹持构件的下部插入所述指状夹持从动螺帽中；所述弯曲部分可旋转地固定在所述伸长的旋转孔内。所述指状夹持升降单元可以包括升降引导突起，固定在所述指状夹持固定单元的外表面上以向外突起；升降引导构件，配置为围绕所述指状夹持固定单元并具有螺旋形升降引导插槽，所述升降引导突起插入该螺旋形升降引导插槽中；升降从动齿轮，所述升降引导构件安装在该升降从动齿轮上；升降驱动齿轮，被安装以与所述升降从动齿轮接触和啮合；和升降驱动器，用于驱动所述升降驱动齿轮。所述指状夹持转动单元可以包括转动从动齿轮，所述指状夹持升降单元安置在该转动从动齿轮上；转动驱动齿轮，设置为与所述转动从动齿轮接触和啮合；和转动驱动器，用于转动所述转动驱动齿轮。所述向前或向后移动模块可以包括向前或向后导轨，被安装以连接位于所述夹持模块下面的向前或向后移动构件的前框架和后框架，所述夹持模块被安装以将所述向左或向右移动构件和所述向前或向后移动构件相互连接，所述前框架和后框架位于所述夹持模块的前端和后端，所述向前或向后导轨的内表面设置有向前或向后从动齿轮；向前或向后驱动齿轮，设置在向前或向后移动构件上，并配置为与所述向前或向后从动齿轮接触和啮合，从而沿着向前或向后导轨移动；和向前或向后驱动器，用于转动所述向前或向后驱动齿轮。所述向左或向右移动模块可以包括向左或向右移动导轨，穿过安装在所述夹持模块的所述向左或向右移动构件，所述夹持模块被安装以将所述向左或向右移动构件与所述向前或向后移动构件相互连接，所述向左或向右移动导轨被安装以连接位于所述向左或向右移动构件相对侧面的夹持模块，所述向左或向右移动导轨的内表面设置有向左或向右移动从动齿轮；向左或向右移动驱动齿轮，被安装以与所述向左或向右移动从动齿轮接触和啮合，从而沿所述向左或向右移动导轨移动；和向左或向右移动驱动器，用于转动所述向左或向右移动驱动齿轮。所述检测装置模块可以包括检测装置台，安装在所述向前或向后移动构件的一部分上以支撑位于其上的检测装置；和检测装置驱动器，用于使用旋转构件在给定方向上转动所述检测装置台。
从下面结合附图的详细描述，将会更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中图1是例示出根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的透视图；图2是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的向前或向后移动构件的一部分的透视图；图3是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的向左或向右移动构件的一部分的透视图；图4A和4B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块的透视图；图5A和5B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块原始状态的视图；图6A和6B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块操作的透视图；图7A和7B是例示出根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的操作的视图；图8是例示出普通核电厂结构的视图；和图9是例示出用于蒸汽发生器的热管的常用检测设备的视图。
具体实施例方式下面，将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。图1是例示出根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的透视图，图2是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的向前或向后移动构件的一部分的透视图，图3是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的向左或向右移动构件的一部分的透视图。
如图所示，核电厂中所使用的用于蒸汽发生器S的热管H的指状夹持型检测机器人R用于确定在蒸汽发生器S的热管H内部水垢或损坏(例如裂缝)的出现。指状夹持型检测机器人R包括向前或向后移动模块10，位于热管H附近并具有向前或向后移动构件 11以向前或向后移动；向左或向右移动模块20，与向前或向后移动模块10分隔开并具有向左或向右移动构件21以向左或向右移动；检测装置模块30，安装在向前或向后移动模块10 的一部分上以检测热管H内部；夹持模块40，以可垂直移动和可转动方式分别安装在夹持外壳中，且包括适于通过其垂直移动而插入到热管H中以握持热管H的指状夹持构件，所述夹持外壳分别安装在向左或向右移动模块20的向左或向右移动构件21的相对侧面和向左或向右移动构件21与向前或向后移动模块10的向前或向后移动构件11之间的接点上。向前或向后移动模块10用于向前或向后移动将在下面描述的夹持模块40。参考图2，在至少三个夹持模块40中示出了中心夹持模块41，其被安装以将向左或向右移动模块20的向左或向右移动构件21和向前或向后移动模块10的向前或向后移动构件11相互连接。向前或向后移动模块10包括向前或向后移动构件11，安装在中心夹持模块41 下面；一对向前或向后导轨13，被安装以连接向前或向后移动构件11的前框架Ila和后框架11b，该前框架Ila和后框架lib位于中心夹持模块41的前端和后端；向前或向后从动齿轮14，形成于向前或向后导轨13的内表面；向前或向后驱动齿轮15，设置在向前或向后移动构件11上并配置为与各自的向前或向后从动齿轮14接触和啮合，以沿着导轨13移动； 以及向前或向后驱动器17，用以转动向前或向后驱动齿轮15。向前或向后导轨13设置在向前或向后移动模块10的相对侧边以使前框架Ila和后框架lib相互连接。配置向前或向后移动构件11以围绕向前或向后导轨13底部的和相对侧边，且向前或向后驱动齿轮15安装在向前或向后移动构件11的上表面。除了中心夹持模块41之外，中心夹持外壳41a位于向前或向后移动构件11的上表面。中心夹持外壳41a配置为包围中心夹持模块41、向前或向后驱动齿轮15和向前或向后驱动器17。使用这一配置，如果驱动向前或向后驱动器17以转动向前或向后驱动齿轮15，则通过向前或向后驱动齿轮15的转动，移动与向前或向后驱动齿轮15啮合的向前或向后导轨13的向前或向后从动齿轮14，由此容许向前或向后移动构件11沿着向前或向后导轨13 向前或向后移动，并且同时，位于向前或向后移动构件11上的中心夹持模块41向前或向后移动。向左或向右移动模块20用于向左或向右移动夹持模块40。向左或向右移动模块 20包括向左或向右移动构件21，安装至中心夹持模块41的中心夹持外壳41a;向左或向右移动导轨23，穿过向左或向右移动构件21的相对部分，在向左或向右移动导轨23的内表面设置有向左或向右移动从动齿轮M ；向左或向右移动驱动齿轮25，被安装以与向左或向右移动从动齿轮M接触和啮合；以及向左或向右移动驱动器27，用以驱动向左或向右移动驱动齿轮25。向左或向右移动驱动齿轮25固定在向左或向右移动构件21上。如图3所示，向左或向右移动构件21具有在其相对的位置上打孔得到的向左或向右移动通孔21a和21b，使得向左或向右移动导轨23穿过各自的向左或向右移动通孔21a和21b而插入。在这一情况下，在下面将要描述的夹持模块40中，左夹持模块42和右夹持模块43 安装在穿过向左或向右移动构件21的向左或向右移动导轨23的两个端部。左夹持模块42的左夹持外壳4 和右夹持模块43的右夹持外壳43a分别设置有左插孔42b和右插孔43c，各向左或向右移动导轨23的两个端部插入和固定在所述插孔中。使用这一配置，如果驱动向左或向右移动驱动器27以转动向左或向右移动驱动齿轮25，则通过向左或向右移动驱动齿轮25的转动，移动与向左或向右移动驱动齿轮25啮合的向左或向右移动导轨23的向左或向右移动从动齿轮24，由此，容许向左或向右移动构件21沿着向左或向右移动导轨23向左或向右移动，同时，容许接合至向左或向右移动构件 21的中心夹持模块41向左或向右移动。在这种情况下，安装在向左或向右移动导轨23两端的左夹持模块42和右夹持模块43同时向左或向右移动。检测装置模块30包括检测装置台31，安装在向前或向后移动模块10的前框架 Ila以支撑其上的检测装置(未示出)；检测装置驱动器33，用以转动检测装置台31从而转动设置在检测装置台31上的检测装置；以及旋转构件35，其一端可绕轴转动地安装在检测装置驱动器33上，其另一端固定在前框架Ila上。检测装置模块30的检测装置用于在热管H —端检测热管H的内部以确定热管H 内部水垢或者损坏(例如裂缝)的出现。在该情况下，如果驱动检测装置驱动器33，则依据检测装置驱动器33的驱动方向，通过旋转构件35在给定方向上旋转其上安装有检测装置的检测装置台31，以均勻地拍摄热管H内部。图4A和图4B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块的透视图。再次参考图1，夹持模块40包括中心夹持模块41，安装在向左或向右移动模块 20的向左或向右移动构件21和向前或向后移动模块10的向前或向后移动构件11之间； 以及左夹持模块42和右夹持模块43，分别安装在穿过向左或向右移动构件21的向左或向右移动导轨23的两端。尽管夹持模块的指状夹持构件的数量不同，但是这些夹持模块40具有近似相同的结构。将参考图4A和图4B详细描述关于左边一个夹持模块40的结构。夹持模块40由指状夹持固定单元400、用以向上或向下移动指状夹持固定单元 400的指状夹持升降单元410和用以转动指状夹持固定单元400的指状夹持转动单元420 组成。指状夹持固定单元400包括位于指状夹持固定外壳406上的指状夹持支撑构件401 和多个配置为围绕指状夹持支撑构件401边缘的指状夹持构件402，所述指状夹持构件402 插入热管H中以通过同时朝着指状夹持支撑构件401的中心移动来夹持热管H。除了上述的指状夹持支撑构件401和多个配置用以围绕指状夹持支撑构件401边缘的指状夹持构件402之外，指状夹持固定单元400还包括指状夹持从动螺帽404，容纳在指状夹持支撑构件401下面的指状夹持固定外壳406中，指状夹持构件402的下端插入到该指状夹持从动螺帽404从而能够向上或向下移动指状夹持构件402 ；以及指状夹持驱动螺栓403，与指状夹持从动螺帽404啮合并适于由指状夹持驱动器407转动从而转动指状夹持从动螺帽404。指状夹持支撑构件401具有在数量上与指状夹持构件402相等的伸长旋转孔401a。伸长旋转孔401a从指状夹持支撑构件401的周围向内延伸。指状夹持构件402分别插入伸长旋转孔401a中以使得指状夹持构件402的上端位于指状夹持支撑构件401之上并且指状夹持构件402的下端位于指状夹持支撑构件401之下。如下面将描述的，一对旋转孔401b在每个伸长旋转孔401a的相对侧面形成，使得指状夹持构件402可绕轴转动地接合于伸长旋转孔401a中。优选地，伸长旋转孔401a的长度等于指状夹持构件402的旋转半径以避免干扰指状夹持构件402的旋转。每个指状夹持构件402在其与指状夹持支撑构件401接合的位置具有弯曲部分 402a。因此，位于指状夹持支撑构件401之上的指状夹持构件402的上端垂直于指状夹持支撑构件401延伸，而位于指状夹持支撑构件401之下的指状夹持构件402的下端近似平行于指状夹持支撑构件401延伸并且插入并固定于将在下面描述的指状夹持从动螺帽404。 这里，弯曲部分40 设置有从其相对侧面突起的转动突起402b，其被插入指状夹持支撑构件401的旋转孔401b中。指状夹持构件402的上端限定了将插入到热管H中的夹持部分，以通过与热管H 接触来夹住热管H。夹持部分具有半圆形的形状，其具有比圆柱形热管H更小的外部直径， 使得指状夹持构件402在热管H中旋转以夹持或松开热管H。具体地，夹持部分包括与热管H的内表面接触的圆形表面部分402d和限定指状夹持构件402在热管H中旋转的空间的平坦表面部分402c。 用于绕轴转动指状夹持构件402的指状夹持驱动器407安装在指状夹持支撑构件 401之下。指状夹持驱动螺栓403安装在指状夹持驱动器407上并由指状夹持驱动器407 驱动和转动。指状夹持驱动螺栓403具有圆柱形状，其外表面形成有螺旋形螺纹。指状夹持从动螺帽404安装在指状夹持驱动螺栓403的外表面上，使得在指状夹持从动螺帽404的内表面上形成的螺旋形螺纹与指状夹持驱动螺栓403的螺旋形螺纹啮合。这里，指状夹持从动螺帽404的外表面设置有插孔404b，如上所述，指状夹持构件 402的下端插入插孔404b中。而且，指状夹持从动螺帽404的外表面设置有阻挡构件(stoppermember) 404d,阻挡构件404d的数量与上述指状夹持构件402的数量相等。阻挡构件404d具有圆柱条的形状并用于限制指状夹持从动螺帽404的向上或向下移动。指状夹持从动螺帽404具有阻挡构件插入凹槽4(Mc，阻挡构件404d垂直地插入阻挡构件插入凹槽4(Mc中。在此情况下，阻挡构件404d的上端穿过指状夹持支撑构件401 并固定在指状夹持支撑构件401上。更加详细地考虑上述结构，由于指状夹持从动螺帽404通过指状夹持驱动螺栓 403的转动向上或向下移动，下端插入插孔404b中的指状夹持构件402起到夹持或者松开热管H的作用。如果指状夹持从动螺帽404向下移动得太远，则指状夹持构件402过度旋转，由此对热管H施加过多的压力并引起热管H的损坏。另一方面，如果指状夹持构件402夹持住热管H的力不充分，指状夹持构件402可能从热管H上分离，结果检测机器人R可能从热管H上分离。因此，设置在指状夹持从动螺帽404上的阻挡构件404d用于限制和引导指状夹持从动螺帽404在相邻的阻挡构件404d之间的范围内向上或向下移动，由此容许指状夹持构件402将恒定的力施加给热管H并避免损坏热管H或者从热管H分离。位置传感器405设置在指状夹持支撑构件401的上表面上并用于通过测定离热管 H的距离来感测热管H的位置。这样，检测装置模块30能够感测热管H的位置以检测热管 H0在此情况下，位置传感器405采用已知的光电耦合器的形式，其能够基于接收由板的表面反射的光所用的时间来测定热管H的板的位置，其中热管H延伸穿过该板。因此，为了使用位置传感器405感测热管H的板的位置并容许检测机器人R夹持要检测的热管H，如果驱动指状夹持驱动器407以转动指状夹持驱动螺栓403，则通过转动指状夹持驱动螺栓403，与指状夹持驱动螺栓403啮合的指状夹持从动螺帽404向上或向下移动。在这种情况下，阻挡构件404d引导指状夹持从动螺帽404向上或向下移动。如果指状夹持从动螺帽404向下移动，则下端插入指状夹持从动螺帽404的插孔 404a中的指状夹持构件402围绕在弯曲部分40 处形成的旋转突起402b旋转。由此，指状夹持构件402的上端朝着指状夹持支撑构件401的中心旋转，容许指状夹持构件402的圆形表面部分402d与热管H的内表面接触以夹持热管H。相反，如果指状夹持从动螺帽404向上移动，指状夹持构件402与上面的描述反向地转动，由此，与热管H分离以松开热管H。指状夹持升降单元410用于朝着热管H移动上述指状夹持固定单元400，以容许指状夹持固定单元400插入热管H中并夹持热管H。上述指状夹持固定单元400包括升降基座构件411，在其上安置有用于安装上述指状夹持固定单元400的指状夹持固定外壳 406 ；升降引导构件412，安装在升降基座构件411上以围绕指状夹持固定外壳406并具有升降引导插槽41 ；升降引导突起412b，从指状夹持固定外壳406的外表面向外突起并插入升降引导插槽41 中；升降从动齿轮413，安装在升降基座构件411之下；升降驱动齿轮 414，由安装在其上的升降驱动器415驱动以转动升降从动齿轮413 ；以及升降底盘416，在升降底盘416上安装有升降从动齿轮413和升降驱动齿轮414。升降引导构件412具有上端和下端开口的圆柱形状。当具有螺旋形升降引导插槽 412a的升降引导构件412由升降驱动器415转动时，优选地，插入升降引导插槽41 中的升降引导突起412b沿着升降引导插槽41 向上或向下移动，容许指状夹持固定外壳406 向上或向下移动。如果驱动升降驱动器415以转动升降驱动齿轮414，则与升降驱动齿轮414啮合的升降从动齿轮413转动，引起安装在升降从动齿轮413上的升降基座构件411、从而引起升降引导构件412围绕轴承转动。这里，轴承为升降基座构件411。随着升降引导构件412 的转动，固定在指状夹持固定外壳406外表面的升降引导突起412b沿着升降引导构件412 的升降引导插槽412a向上或向下移动。指状夹持转动单元420包括转动从动齿轮421，安装在升降底盘416之下，所述升降底盘416围绕轴承(即其上安置有指状夹持固定外壳406的升降基座构件411)转动； 转动驱动齿轮422，设置为与转动从动齿轮421接触并啮合；以及转动驱动器423，用于使转动驱动齿轮422转动。如果驱动转动驱动器423以使转动驱动齿轮422转动，则与转动驱动齿轮422啮合的转动从动齿轮421转动，引起位于转动从动齿轮421上的升降底盘416转动。
图5A和图5B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块原始状态的视图，图6A和图6B是例示出包含在根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人中的夹持模块的操作的透视图，以及图7A 和7B是例示出根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的操作的视图。下面，将参考附图详细描述根据本发明的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人的操作。首先，将多个检测机器人R安装至蒸汽发生器S以使用固定在蒸汽发生器S的多个热管H上的检测装置(未示出)来检测热管H的内部。再次参考图1，图1的检测机器人R安装至热管H以使得包括在各个夹持模块 40 (即中心夹持模块41以及左、右夹持模块42和4 中的指状夹持构件402插入热管H中以夹持热管H，且使得各个夹持模块40通过向前或向后移动模块10和向左或向右移动模块 20在不同的方向上可自由移动。更详细地考虑上述操作，在如图5A所示指状夹持构件402的上端被垂直导向地插入热管H的初始状态下，并且在如图5B所示指状夹持固定单元400位于指状夹持固定外壳 406之内的状态下，位置传感器405测量距热管H的距离，即热管H的位置。其次，如图6A所示，当通过驱动升降驱动器415，使固定在指状夹持固定外壳406 外表面的升降引导突起412b沿着螺旋形升降引导构件412的升降引导插槽41 向上或向下移动时，安装在升降基座构件411上的指状夹持固定外壳406向上或向下移动。而且，如图6B所示，如果驱动指状夹持驱动器407以转动指状夹持驱动螺栓403， 并且通过转动指状夹持驱动螺栓403向下移动指状夹持从动螺帽404，则多个指状夹持构件402的上端同时朝着指状夹持支撑构件401的中心旋转，其中该多个指状夹持构件402 的下端近似垂直于上端并被插入指状夹持从动螺帽404的插孔404b中。由此，当指状夹持构件402的圆形表面部分402d与热管H的内表面接触时，指状夹持构件402能够通过对其施加压力来夹持热管H。在这种情况下，由于多个指状夹持构件402同时夹住热管H，检测机器人R能够稳固地固定在热管H上。然后，当驱动检测装置模块30的检测装置驱动器33以绕轴转动检测装置转动构件35时，向左或向右旋转设置在检测装置台31上的检测装置以检测热管H的内部，由此确定热管H是否存在损坏。当完成热管H的检测后移动检测机器人R时，与上文描述反向地驱动指状夹持固定单元400的指状夹持构件402，以松开所检测的热管H并再次夹持另一个热管H。这里，如图7A所示，在中心夹持模块41的指状夹持构件402固定在热管H上的状态下，可以驱动向前或向后移动模块10以向后移动左夹持模块42和右夹持模块43，或驱动向左或向右移动模块20以向右移动左夹持模块42和右夹持模块43。通过指状夹持转动单元420能够转动中心夹持模块41以沿圆形轨道移动左和右夹持模块42和43。而且，如图7B所示，由于各个夹持模块40 (即中心夹持模块41以及左和右夹持模块42和4 设置有指状夹持转动单元420，因此能够使中心夹持模块41以及左和右夹持模块42和43独立转动或者变换位置。因此，由于用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人R能够进行向前或向后的移动以及向左或向右的移动，而且其各个夹持模块40可转动地设置，因此检测机器人 R具有很大的移动距离以在热管H之间自由地移动。这样消除了在检测蒸汽发生器的热管期间检测机器人R不能达到的盲区，因此，可放置检测机器人R以检测所有热管而不管热管的位置如何。另外，由于多个指状构件能够起到与用手夹持热管H同样的方式来夹持热管 H的作用，因此检测机器人R可稳固地固定在热管H上。如上面的描述显而易见的是，本发明提供一种具有下面效果的用于蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人R。检测机器人包括多个夹持模块，每个夹持模块包括多个插入到热管中的指状夹持构件，以将检测机器人固定在热管上并进行向前或向后的移动、向左或向右的移动和转动。 因此，能够向上或向下移动和转动的各个夹持模块确保检测机器人的自由移动。而且，多个指状夹持构件能以与人们可用他们的手的手指夹住热管相同的方式同时夹持热管，由此能够实现缩短的检测时间和稳定的热管检测。而且，每个夹持模块包括夹持热管的指状夹持固定单元和用于升降和转动指状夹持固定单元的指状夹持升降单元和指状夹持转动单元，由此通过指状夹持固定单元的向上或向下移动和转动，多个指状夹持构件能够容易地插入热管中。而且，由于安装至指状夹持固定单元的多个指状夹持构件的下端被插入到由指状夹持驱动螺栓转动的指状夹持从动螺帽的插孔中，当通过指状夹持驱动螺栓的转动使指状夹持从动螺帽向上或向下移动时，指状夹持构件能够夹持或者松开热管，由此能够以简化的方式实现对指状夹持构件的同时操作。而且，通过设置阻挡构件以限制指状夹持从动螺帽的转动和向上或向下移动，指状夹持构件能够以恒定的力夹持热管。这样可以避免在指状夹持构件对热管施加过多的夹持力时对热管造成损坏，或者可以避免指状夹持构件由于夹持力不充分而意外地从热管分离。
而且，每个指状夹持构件具有适合于进行像手指一样移动的可绕轴转动的弯曲部分，由此能够以与用手夹持热管同样的方式牢固地夹持热管。而且，指状夹持固定单元能够进行向上或向下的移动、转动、向左或向右的移动以及向前或向后的移动，由此检测机器人在检测期间能自由地在热管之间移动。而且，通过设置可转动检测装置模块，能够实现检测机器人的自由移动和对热管的准确检测。尽管为了例示的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员会理解在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和主旨的情况下，可以有各种变型、增加和替代。
权利要求
1.一种指状夹持型检测机器人，用于核电厂中所使用的蒸汽发生器的热管，其包括 向前或向后移动模块，位于所述热管附近并包括向前或向后移动构件以向前或向后移动；向左或向右移动模块，与所述向前或向后移动模块分隔开并包括向左或向右移动构件以向左或向右移动；检测装置模块，安装在所述向前或向后移动模块的一部分上以检测所述热管的内部；禾口夹持模块，以可垂直移动和可转动的方式分别容纳在夹持外壳中，且每个夹持模块包括多个指状夹持构件，所述指状夹持构件可向上或向下移动以插入所述热管中从而同时夹持多个所述热管，所述夹持外壳安装在所述向左或向右移动构件的相对侧面以及所述向左或向右移动构件与所述向前或向后移动构件之间的接点上。
2.如权利要求1所述的检测机器人，其中每个所述夹持模块包括指状夹持固定单元，具有指状夹持支撑构件，在所述指状夹持支撑构件的边缘安装有围绕所述指状夹持支撑构件的中心的多个指状夹持构件，使得所述指状夹持构件插入所述热管中，以通过朝着所述指状夹持支撑构件的中心移动而夹持所述热管； 指状夹持升降单元，用于向上或向下移动所述指状夹持固定单元；和指状夹持转动单元，用于转动所述指状夹持固定单元。
3.如权利要求2所述的检测机器人，其中所述指状夹持固定单元包括指状夹持驱动螺栓，位于所述指状夹持支撑构件下面的指状夹持固定外壳中且具有形成在其外表面上的螺旋形螺纹；指状夹持从动螺帽，插在所述指状夹持驱动螺栓外表面上，所述指状夹持从动螺帽的内表面形成有螺旋形螺纹以与所述指状夹持驱动螺栓的螺旋形螺纹啮合，所述指状夹持从动螺帽的外表面形成有插孔，所述指状夹持构件的下端插入所述插孔中，通过所述指状夹持驱动螺栓的转动使所述指状夹持从动螺帽向上或向下移动，以使所述指状夹持构件朝着所述指状夹持支撑构件的中心移动或使所述指状夹持构件返回其初始位置； 指状夹持驱动器，用于转动所述指状夹持驱动螺栓；和阻挡构件，插入所述指状夹持从动螺帽的阻挡构件插槽内以限制所述指状夹持从动螺帽的转动。
4.如权利要求3所述的检测机器人，其中所述指状夹持固定单元还包括安装在所述指状夹持支撑构件的上表面上以感测所述热管的位置的位置传感器。
5.如权利要求3所述的检测机器人，其中所述指状夹持支撑构件具有向内伸长的旋转孔，所述旋转孔对应于每个指状夹持构件以使所述指状夹持构件能够旋转；所述指状夹持构件具有弯曲部分，使得所述指状夹持构件的上部垂直于所述指状夹持支撑构件且所述指状夹持构件的下部插入所述指状夹持从动螺帽中；和所述弯曲部分可旋转地固定在所述伸长的旋转孔内。
6.如权利要求2所述的检测机器人，其中所述指状夹持升降单元包括 升降引导突起，固定在所述指状夹持固定单元的外表面上以向外突起；升降引导构件，配置为围绕所述指状夹持固定单元并具有螺旋形升降引导插槽，所述升降引导突起插入该螺旋形升降引导插槽中；升降从动齿轮，所述升降引导构件安装在该升降从动齿轮上； 升降驱动齿轮，被安装以与所述升降从动齿轮接触和啮合；和升降驱动器，用于驱动所述升降驱动齿轮。
7.如权利要求2所述的检测机器人，其中所述指状夹持转动单元包括 转动从动齿轮，所述指状夹持升降单元安置在该转动从动齿轮上；转动驱动齿轮，设置为与所述转动从动齿轮接触和啮合；和转动驱动器，用于转动所述转动驱动齿轮。
8.如权利要求1所述的检测机器人，其中所述向前或向后移动模块包括向前或向后导轨，被安装以连接位于所述夹持模块下面的所述向前或向后移动构件的前框架和后框架，所述夹持模块被安装以将所述向左或向右移动构件和所述向前或向后移动构件相互连接，所述前框架和后框架位于所述夹持模块的前端和后端，所述向前或向后导轨的内表面设置有向前或向后从动齿轮；向前或向后驱动齿轮，设置在所述向前或向后移动构件上，并配置为与所述向前或向后从动齿轮接触和啮合，从而沿着所述向前或向后导轨移动；和向前或向后驱动器，用于转动所述向前或向后驱动齿轮。
9.如权利要求2所述的检测机器人，其中所述向左或向右移动模块包括向左或向右移动导轨，穿过安装在所述夹持模块上的所述向左或向右移动构件，所述夹持模块被安装以将所述向左或向右移动构件与所述向前或向后移动构件相互连接，所述向左或向右移动导轨被安装以连接位于所述向左或向右移动构件相对侧面的夹持模块，所述向左或向右移动导轨的内表面设置有向左或向右移动从动齿轮；向左或向右移动驱动齿轮，被安装以与所述向左或向右移动从动齿轮接触和啮合，从而沿所述向左或向右移动导轨移动；和向左或向右移动驱动器，用于转动所述向左或向右移动驱动齿轮。
10.如权利要求1所述的检测机器人，其中所述检测装置模块包括检测装置台，安装在所述向前或向后移动构件的一部分上以支撑位于其上的检测装置；和检测装置驱动器，用于使用旋转构件在给定方向上转动所述检测装置台。
全文摘要
本发明公开了一种用于核电厂中所使用的蒸汽发生器的热管的指状夹持型检测机器人。所述检测机器人包括向前或向后移动模块；向左或向右移动模块，与向前或向后移动模块分隔开；检测装置模块，安装在向前或向后移动模块上以检测热管内部；以及夹持模块，以可垂直或水平移动和可转动方式安装并包括多个指状夹持构件以通过其垂直移动插入热管中以同时夹持热管。随着夹持模块向前或向后移动，向左或向右移动以及转动，检测机器人可以自由移动以检测位于不同位置上的热管并能够容易地夹持热管，达到减少检测时间和稳定检测的效果。
文档编号F17D5/00GK102456420SQ20111005627
公开日2012年5月16日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年10月25日
发明者崔英洙, 徐容七, 李晟旭, 申*哲, 郑炫圭, 郑耕旻, 金承镐 申请人:韩国原子力研究院, 韩国水力原子力株式会社