【摘 要】
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随着我国核电产业的高速发展,核电厂在运行过程中面临的各种安全问题也越来越受到重视。在核电厂运维过程中,部分工作仍需要人工进行现场操作,其高辐照环境可能会对操作人员造成不可逆身体损伤。通过外部控制机器人代替人工完成相应的工作,成为了目前主流的方法。本文研究课题来自国家科技重大专项“CAP1400核电厂智能运维关键技术研究项目”:针对机器人代替人工进行堆外核测探测器安装的需求,设计了一款能够在狭窄堆腔
【基金项目】
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国家科技重大专项“CAP1400核电厂智能运维关键技术研究项目”；
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随着我国核电产业的高速发展,核电厂在运行过程中面临的各种安全问题也越来越受到重视。在核电厂运维过程中,部分工作仍需要人工进行现场操作,其高辐照环境可能会对操作人员造成不可逆身体损伤。通过外部控制机器人代替人工完成相应的工作,成为了目前主流的方法。本文研究课题来自国家科技重大专项“CAP1400核电厂智能运维关键技术研究项目”:针对机器人代替人工进行堆外核测探测器安装的需求,设计了一款能够在狭窄堆腔环境中完成探测器运输、连接、安装的专用机器人。首先针对机器人工作环境的特点,结合实际工况,对机器人进行了结构设计。提出了机器人的设计要求、设计指标以及整体方案,对机器人移动模块、抬升模块、固定模块、安装模块进行了详细设计,并通过Solid Works软件建立机器人三维模型。其次,为探究机器人的性能,对机器人关键参数进行了分析计算、对作业能力进行了验证,确定了抬升机构的最大提升高度,建立了抬升过程中提升丝杠的振动模型,分析了满载状态下丝杠振动对抬升高度的影响。针对作业过程中两个关键流程进行了可靠性分析。在设计要求的约束下对固定模块的两种固定方式进行了校核与选择,对机器人爬坡倾覆问题进行了讨论,确立了机器人质心与探测器的关系,通过建立坐标可行域以及仿真实验验证了机器人的爬坡能力。最后加工制造了堆外核测探测器辅助安装机器人原理样机,根据设计指标,对机器人进行了相关测试实验,并最终进行了探测器模拟安装,对机器人工作的可靠性、设计的合理性进行了验证。测试结果表明机器人成功满足项目要求,提出了一种新型的堆外探测器安装策略,为国家的核运维储备提供了参考。
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