一种核电站水下运维机器人制造技术

本申请公开了一种核电站水下运维机器人，目的在于解决现有的水下机器人主要针对通常水下环境，无法满足核电站水下环境应用需求的问题。该机器人包括工作单元、连接线缆、自动收放线装置、控制系统；所述工作单元包括运维车体、驱动组件、浮力块、悬浮推进器、水下推进器；单组驱动组件由一个麦克拉姆轮和一个驱动电机构成；所述驱动电机设置在运维车体底端，所述驱动电机的输出轴与麦克拉姆轮相连。本申请的构思巧妙、设计合理，能够适应核电水池环境复杂的特点，且其具备灵活的运动性能与稳定的作业性能。本申请对于促进核电站的发展，保障工作人员的身体健康，降低核电站因停止运行所带来的经济损失，具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站水下运维机器人


[0001]本技术涉及机器人领域，具体为一种核电站水下运维机器人。

技术介绍

[0002]目前，针对水下机器人，国内外已有部分研究。例如，Wood等开发了水下履带式考古机器人ROSCo。ROSCo是一款高性能远程操作水下履带式机器人，能够承担多种水下考古挖掘项目，具备回收海底垃圾和贵重物品的功能；能在深达90m的沿海水域中运行并适应不同的水下地形，可以搭载各种传感器。Wood等还研制了海底回收履带车的三代改型RG
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III。RG
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III具有浮力升降系统，通过浮力控制系统可以实时调节气囊大小，从而调整机器人水下浮力进行浮沉。RG
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III既可以采用履带式底盘在海底爬行，又可以通过调节气囊大小及安装的四个推进器来在水下“飞行”，从而越过沉船、飞跃珊瑚礁等敏感区域。
[0003]日本JAMSTEC的Tomoya等研发了水下小型履带式机器人ABISMO，多次在马里亚纳海沟进行取样作业。Inoue等研发小型四摆臂履带式水下爬行机器人，通过摆臂可以调整机器人的行走姿态，提高了在软沉积物、斜坡和起伏等复杂地形的运动能力；在平坦地形上可以将履带臂收起来，提高了空间利用率。
[0004]日本日立研究所的Mori等设计了具备浮游、底板爬行和爬侧壁三种功能的水下机器人。巴西南圣保罗联邦大学的Ferreira等设计了浮游
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爬行式水下机器人，进行浮式液化天然气生产储卸装置的检测，机器人使用超声波传感器来检测结构中的裂缝及位置。澳大利亚的ROVInnovations公司设计了浮游
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爬行式的混合动力水下机器人，机器人空气中质量为135kg，采用聚丙烯框架和不锈钢为主材，在履带式模式下能产生1000N的推力，速度能达到1.5m/s，而在浮游模式下具备460N的推力，速度能达到1m/s。澳大利亚Nexis公司研制了一款水下履带式磁性机器人MicroMag。MicroMag具备强大的磁性底盘，可以在垂直或者水平倒置的黑色金属表面爬行作业。
[0005]另一方面，核电水池主要用于存储、冷却堆芯燃料。在核电站典型事故中，核电水池泄漏是比较常见的事故之一，对于核电水池的紧急修复作业更是世界性难题。另外，在核电站的日常生产中，大约每隔18到24个月就需要换料一次，每次移出的燃料棒都会带有较高的剩余衰变热，因此要通过毗邻的乏燃料池进行冷却。当乏燃料池发生漏水时，将会导致放射性物质外泄，造成核事故。换料水池包括核反应堆水池与核燃料水池，主要是核反应堆的燃料存放。一旦发生泄漏事故，同样会造成放射性物质外泄。
[0006]以往乏燃料水池和换料水池（以下均简称为水池）一旦发生池底或侧壁泄漏，需要抽干水池中的水，采用人工补漏作业，这会影响核电站正常运行和安全，耗时长、耗能大，损失以亿元计。此外，为了及时发现泄漏，核电站水池需要经常巡检，通常也是由人工完成，其高温、高湿、存在辐射的恶劣环境对作业工人的健康产生很大影响。
[0007]针对核电站水下环境的特点，现有的水下机器人存在一定的局限性。为此，本申请提供一种核电站水下运维机器人，以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]本技术的专利技术目的在于：针对现有的水下机器人主要针对通常水下环境，无法满足核电站水下环境应用需求的问题，提供一种核电站水下运维机器人。本申请的核电站水下运维机器人作为一种新型载具平台，其构思巧妙、设计合理，不设置单独的转向部件，而是通过其内各部件的配合，实现相应的悬浮、升降、翻转、转弯操作，其结构合理、可靠性高、能够满足核电站水下环境的工作需要，具有较高的应用价值。
[0009]为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0010]一种核电站水下运维机器人，包括工作单元、连接线缆、自动收放线装置、控制系统；
[0011]所述工作单元包括运维车体、驱动组件、浮力块、悬浮推进器、水下推进器；
[0012]单组驱动组件由一个麦克拉姆轮和一个驱动电机构成；所述驱动电机设置在运维车体底端且运维车体能为驱动电机提供支撑，所述驱动电机的输出轴与麦克拉姆轮相连且驱动电机能带动麦克拉姆轮转动；
[0013]所述驱动组件为四组，所述驱动组件均布于运维车体上且通过控制驱动组件内麦克拉姆轮的转速能实现运维车体的直线或转向运动；
[0014]所述浮力块与运维车体相连且浮力块能实现工作单元整体浮力的调节；
[0015]所述悬浮推进器为四个，所述悬浮推进器均布于运维车体上且所述悬浮推进器能带动运维车体沿垂直于麦克拉姆轮运动方向的平面运动；
[0016]所述水下推进器为至少两个，所述水下推进器设置在运维车体的顶端且水下推进器能带动运维车体沿平行于其所在平面的方向运动；
[0017]所述工作单元通过连接线缆与自动收放线装置相连且连接线缆能为工作单元提供供电、通信功能；
[0018]所述驱动电机、悬浮推进器、水下推进器依次通过连接线缆、自动收放线装置分别与控制系统相连。
[0019]所述自动收放线装置与控制系统之间的信号传递采用有线传输或无线传输的方式。
[0020]所述浮力块为一组且浮力块对称设置在运维车体上。
[0021]所述浮力块与运维车体之间采用可拆卸连接。
[0022]所述悬浮推进器的喷射方向与水下推进器的喷射方向相垂直。
[0023]所述麦克拉姆轮能带动运维车体沿平行于运维车体所在平面的方向运动，所述悬浮推进器能带动运维车体沿垂直于其所在平面的方向运动。
[0024]所述水下推进器为两个且水下推进器平行设置在运维车体顶端。
[0025]还包括感知传感器、云台摄像头，所述感知传感器、云台摄像头分别设置在运维车体上，所述感知传感器、云台摄像头分别与控制系统相连。
[0026]所述感知传感器为两个，一个云台摄像头设置在运维车体的一端，另一个云台摄像头设置在运维车体的另一端。
[0027]还包括设置在运维车体上的检测工装，所述检测工装与控制系统相连。
[0028]所述检测工装为焊缝检测器。
[0029]随着机器人技术的不断成熟，使得利用水下机器人完成核电水池的作业任务成为
可能。为此，本申请提供一种核电站水下运维机器人。采用本申请，无需抽干水池内的水，其能在不影响核电站正常运行的状态下，通过搭载相应的操作部件，高效率完成对水池的焊接堵漏、巡查潜在裂纹、清洁壁面等工作。采用本申请的核电站水下运维机器人完成核电水池的日常巡检与紧急维护，不仅能避免因停产带来的经济损失，还能把人从恶劣、有害的工作环境中解放出来，具有巨大的经济效益和社会效益。同时，本申请的构思巧妙、设计合理，能够适应核电水池环境复杂的特点，且其具备灵活的运动性能与稳定的作业性能。本申请的核电站水下运维机器人作为一种适用于核电站水下环境的应用平台，其对于促进核电站的发展，保障工作人员的身体健康，降低核电站因停止运行所带来的经济损失，具有较高的应用价值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电站水下运维机器人，其特征在于，包括工作单元、连接线缆、自动收放线装置、控制系统；所述工作单元包括运维车体、驱动组件、浮力块、悬浮推进器、水下推进器；单组驱动组件由一个麦克拉姆轮和一个驱动电机构成；所述驱动电机设置在运维车体底端且运维车体能为驱动电机提供支撑，所述驱动电机的输出轴与麦克拉姆轮相连且驱动电机能带动麦克拉姆轮转动；所述驱动组件为四组，所述驱动组件均布于运维车体上且通过控制驱动组件内麦克拉姆轮的转速能实现运维车体的直线或转向运动；所述浮力块与运维车体相连且浮力块能实现工作单元整体浮力的调节；所述悬浮推进器为四个，所述悬浮推进器均布于运维车体上且所述悬浮推进器能带动运维车体沿垂直于麦克拉姆轮运动方向的平面运动；所述水下推进器为至少两个，所述水下推进器设置在运维车体的顶端且水下推进器能带动运维车体沿平行于其所在平面的方向运动；所述工作单元通过连接线缆与自动收放线装置相连且连接线缆能为工作单元提供供电、通信功能；所述驱动电机、悬浮推进器、水下推进器依次通过连接线缆、自动收放线装置分别与控制系统相连。2.根据权利要求1所述核电站水下运维机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：易涛，吴军成，陈远迪，邹龙，
申请(专利权)人：四川核保锐翔科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：