一种用于核聚变装置中性束注入加热系统的摇臂导轨装置

1.本发明涉及核聚变反应堆工程技术领域，特别涉及到一种用于核聚变装置中性束加热系统中各子部件的维护的摇臂导轨装置及操作方法。


背景技术：

2.随着科技不断的进步，地球上的不可再生能源接近枯竭，人类为了寻找合适的新型能源展开了研发工作，通过不屑努力最终发现核聚变新能源是人类社会未来的理想能源，是最有希望彻底解决能源问题的根本出路之一，聚变堆的维护是未来商用电站是否成功的关键难题之一。
3.在未来商业聚变堆装置中，其维护载荷大、精度要求高一直是聚变堆维护中难度最大的核心系统。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，实现在复杂空间环境中对高精度、模块化部件进行维护的需求，本发明提出一种用于核聚变装置中的中性束加热系统的摇臂导轨装置，以实现将核聚变装置中的中性束加热系统中维护部件进行拆除和更换的过程；本发明的摇臂导轨装置用于遥操作维护设计系统，能够满足在复杂工作环境下运动，实现高精度、高可靠性的工作要求，能够灵活实现部件的拆卸、更换、转运以及冷却管切割、焊接等维护作业，并实现系统的实验验证，为未来顺利实现中国聚变工程实验堆负离子源中性束加热系统中，复杂空间环境下高精度的重载部件模块下远程全自动维护任务奠定基础。
5.为了达到上述目的，本方案采用的技术方案为：一种用于核聚变装置中性束注入加热系统的摇臂导轨装置，包括机械臂支撑座，固定机架，径向驱动部件；
6.所述机械臂支撑座包括横向支撑架，可旋转的安装在固定基座上，底部安装有旋转支架用来支撑横向支撑架，横向支撑架上部则安装齿条轨道，用于驱动作用；
7.所述径向驱动部件包括齿轮电机，顶升机构，机械臂，凹槽机构，安装机架装置。安装机架装置连接在机械臂支撑座上面，在侧面安装齿轮电机与机械臂支撑座上的齿条轨道进行啮合，另一侧则安装机械臂并在机械臂顶端做顶升机构，侧面与安装机架装置之间安装凹槽机构，保证顶升机构顶升时机械臂不会发生侧翻现象。
8.所述固定机架包括固定基座，驱动电机，轮带。安装在墙体的固定基座再加上固定基座上安装的驱动电机，侧面通过轮带将电机与旋转支架连接在一起，主要是用来带动旋转支架上的机械臂能够同步转向的作用。
9.进一步的，固定基座上部安装的电机驱动轮带，同时带动连接在固定基座上的机械臂支撑座以及旋转支架进行转向，到达一定位置时，在由机械臂支撑座上部的安装机架装置内部的齿轮电机进行驱动与机械臂支撑座上部的齿条轨道进行啮合，带动安装机架装置和齿轮电机还有机械臂进行径向移动到达指定位置时，由机械臂底部的顶升缸顶起一定高度时再由机械臂进行操作维护。
10.根据本发明的另一方面，提出一种用于核聚变装置中性束注入加热系统的摇臂导轨装置的操作方法，包括如下步骤：
11.步骤(1)、由摇臂导轨装置上的驱动电机通过轮带旋转来带动旋转支架以及机械臂支撑座进行旋转，当旋转支架通过驱动电机旋转到一定位置时，停下来；
12.步骤(2)、再通过机械臂支撑座上部的安装机架装置的右侧内部的齿轮电机与侧边的齿条轨道进行啮合，带动机械臂径向移动到指定位置；
13.步骤(3)、再由机械臂底部的顶升机构将凹槽机构与机械臂顶升起来，再由机械臂对维护设备进行维护操作。
14.有益效果：
15.本发明的核聚变装置中的中性束加热系统中的摇臂导轨装置具有以下优点：
16.1、摇臂导轨装置，其结构紧凑，控制简单，多数属于组合型机械结构，方便购买设备和加工，在其应用上普遍和广泛。
17.2、摇臂导轨装置结构部件全部采用全自动远程维护操作方式，无需人力维护，在核聚变堆环境下极大的保证了人员的健康和人身安全。
18.3、摇臂导轨装置，实用性广泛，其内部转向机构能够在中性束加热系统中可自由转向对内部损坏设备进行拆卸维护，摇臂导轨装置在拆卸维护设备时其维护流程简单，安全、可靠、也可进行调节和易于更换。
19.4、采用本发明的维护方案，可以提高部件转运机制的利用率，其装置全部采用全自动维护方式，摇臂导轨装置其固定基座的电机可带动机械臂支撑座进行转向能够带动其支撑座上机械臂进行灵活运动，可大范围的对装置进行维护。
附图说明
20.图1为本发明的摇臂导轨装置的正视图；
21.图2为本发明的摇臂导轨装置的侧视图；
22.图3为本发明的摇臂导轨装置工作状态示意图；
23.图4为本发明的摇臂导轨装置工作状态又一示意图；
24.图5为本发明的摇臂导轨装置工作状态又一示意图。
25.附图标记说明：1.固定基座2.旋转支架3.机械臂4.凹槽机构5.顶升机构6.安装机架装置7.齿轮电机8.轮带9.驱动电机10.齿条轨道。
具体实施方式
26.为了使本发明的发明目的，技术方案以及有意义的技术更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，仅以核聚变装置中性束注入加热系统转运过程为例，对中性束注入系统中的设备+进行维护，本发明进行进一步详细说明，应当理解的是，本说明过程中描述的具体实施方法仅仅只适用于本发明。
27.根据本发明的实施例，提出一种用于核聚变装置中性束注入加热系统的摇臂导轨装置，如图1所示，包括机械臂支撑座，固定机架，径向驱动部件等。
28.参见图1，所述机械臂支撑座包括横向支撑架，可旋转的安装在固定基座1上，底部安装有旋转支架2用来支撑横向支撑架，横向支撑架上部则安装齿条轨道10，用于驱动作
用。
29.如图2所示，所述径向驱动部件包括齿轮电机7，顶升机构5，机械臂3，凹槽机构4，安装机架装置6。安装机架装置6连接在机械臂支撑座上面，在侧面安装齿轮电机7与机械臂支撑座上的齿条轨道进行啮合，另一侧则安装机械臂并在机械臂顶端做顶升机构，侧面与安装机架装置6之间安装凹槽机构4，保证顶升5顶升时机械臂3不会发生侧翻现象。
30.所述固定机架包括固定基座1，驱动电机9，轮带8。安装在墙体的固定基座1再加上固定基座1上安装的驱动电机9，侧面通过轮带8将电机与旋转支架2连接在一起，主要是用来带动旋转支架2上的机械臂能够同步转向的作用。
31.固定基座1上部安装的电机驱动轮带，同时带动连接在固定基座1上的机械臂支撑座以及旋转支架进行转向，到达一定位置时，在由机械臂支撑座上部的安装机架装置6内部的齿轮电机进行驱动与机械臂支撑座上部的齿条轨道进行啮合，带动安装机架装置6和齿轮电机7还有机械臂3进行径向移动到达指定位置时，由机械臂底部的顶升缸顶起一定高度时再由机械臂3进行操作维护。
32.根据本发明的一个实施例，利用本发明上述中束性加热系统摇臂导轨装置对核聚变装置中性束加热系统中的设备维护的操作步骤如下：
33.步骤(1)由摇臂导轨装置上的驱动电机9通过轮带8旋转来带动旋转支架2以及机械臂支撑座进行旋转，当旋转支架2通过驱动电机9旋转到一定位置时，停下来；
34.步骤(2)，再通过机械臂支撑座上部的安装机架装置6的右侧内部的齿轮电机7与侧边的齿条轨道10进行啮合，带动机械臂3径向移动到指定位置；
35.步骤(3)再由机械臂底部的顶升机构5将凹槽机构4与机械臂3顶升起来，再由机械臂3对维护设备进行维护操作。
36.如图3-5，为本发明的装置在工作状态下的示意图。
37.尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。