[發(fā)明專利]關(guān)節(jié)臂

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380070388.6
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN105209223A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗雷德里克·雷伊;斯利姆·艾洛尼
• 申請（專利權(quán)）人: 法國原子能源和替代能源委員會
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J18/06;B25J17/02
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;劉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及多關(guān)節(jié)臂。其非限制性但特別有利的應(yīng)用是在核反應(yīng)堆的檢查和維修領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在例如核領(lǐng)域的某些領(lǐng)域，使用更精確和更強(qiáng)健的機(jī)器人越來越重要。這是因?yàn)樵趯Ω倪M(jìn)核反應(yīng)堆的安全越來越多的要求中，求助于機(jī)器人以在使用反應(yīng)堆時(shí)執(zhí)行檢查和/修理任務(wù)(這些任務(wù)通常被稱為ISIR，代表在役檢查和維修)似乎是特別有吸引力的。這些機(jī)器人也能夠在安裝-拆除位置(主要是核拆除)工作，并且也在核事故和更普遍的工業(yè)事故中可能接近必須工作的區(qū)域而不引起對人類操作者的高風(fēng)險(xiǎn)。

通常，這些機(jī)器人必須能夠結(jié)合傳感器和用于在核電機(jī)組中檢查和維修的工具。

目前使用的這些機(jī)器人通常安裝在從反應(yīng)堆的主容器外操作的桿上。進(jìn)入該容器內(nèi)的主通道置于平臺上。可通過這些通道引入檢查或維修機(jī)械。當(dāng)待檢查的區(qū)域容易進(jìn)入時(shí)，這些解決方案總的來說是令人滿意的。迄今為止從沒有進(jìn)入這種類型反應(yīng)器的最深陷入部分的要求。因?yàn)橐?guī)定的變化，核安全局現(xiàn)在要求能夠檢查這些區(qū)域的全部或部分。截至目前使用的裝置不允許這樣。

因此，在安全方面日益增加的要求要求在ISIR任務(wù)中機(jī)器人必須進(jìn)入反應(yīng)堆機(jī)組中難以進(jìn)入的區(qū)域。此外，這些難以進(jìn)入的區(qū)域有時(shí)可能與機(jī)器人進(jìn)入反應(yīng)堆的點(diǎn)間有相當(dāng)長的距離。

已知的涉及桿的解決方案不可能將機(jī)器人置于難以進(jìn)入的區(qū)域并因此不適于ISIR方面的嚴(yán)格要求。此外，由于它們難以清洗，這些解決方案在排污方面存在問題。在特殊操作期間將檢查和維修工具引入反應(yīng)堆的主容器。在這些期間外這些工具不留在容器內(nèi)，且因此在反應(yīng)堆工作階段不出現(xiàn)。因此，有必要將機(jī)械化的ISIR裝置帶出并移動。也作出用于執(zhí)行檢查和保養(yǎng)和/或維護(hù)該設(shè)備的規(guī)定。為此，有必要限制當(dāng)將它們帶出反應(yīng)堆時(shí)它們所攜帶的污染。同樣，它們必須盡可能容易清洗，具有最高可能的清潔度。因此，有必要限定這些工具上的保持冷卻劑的面積。

通過反應(yīng)堆平臺的準(zhǔn)入口將機(jī)器人引入反應(yīng)堆的主反應(yīng)器內(nèi)。通過稱為“定位器”的機(jī)械裝置定位機(jī)器人以向容器內(nèi)下降，該機(jī)械裝置一個(gè)轉(zhuǎn)動(內(nèi)在轉(zhuǎn)動)自由維度，和一個(gè)平移自由維度。定位器固定至平臺。機(jī)器人固定至定位器的另一端。

而且，一些反應(yīng)堆強(qiáng)加給機(jī)器人特別的環(huán)境約束。這是使用第4代冷卻劑的反應(yīng)堆的情況。在這種反應(yīng)堆中，冷卻劑通常是納。這種金屬化學(xué)活性活波。在與這種冷卻劑流接觸時(shí)，機(jī)器人及其關(guān)節(jié)必須保持完整。

然而，機(jī)器人包括不能與例如納的冷卻劑流接觸的電氣部件(例如傳感器和電動機(jī))。此外，冷卻劑的溫度保持在相當(dāng)高以將其保持在液態(tài)，這代表附加的約束。ASTRID(先進(jìn)鈉技術(shù)工業(yè)示范反應(yīng)堆)構(gòu)成這種反應(yīng)堆的例子。

在本發(fā)明的發(fā)展情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)例如用在工業(yè)流水線的機(jī)械臂在經(jīng)受上述約束時(shí)，具有缺點(diǎn)。

例如，在工業(yè)領(lǐng)域，對由一系列樞軸形成的機(jī)械臂往往提供了很多協(xié)助，這些樞軸在鉸接接合處剪切工作并具有垂直的轉(zhuǎn)動軸。這種臂顯示在圖1中。為了保持機(jī)器人在有例如鈉的流體存在時(shí)的完整性，在本發(fā)明的上下文中設(shè)想將關(guān)節(jié)與冷卻劑流體隔離并將關(guān)節(jié)封裝在護(hù)套內(nèi)。結(jié)果是，護(hù)套相當(dāng)快地被撕裂。

在本發(fā)明的背景下，于是設(shè)想在剪切期間通過在相對的兩個(gè)面處提供帶有墊圈的非常窄的開口，在關(guān)節(jié)處形成密封。這個(gè)解決方案可限制隨時(shí)間的液體密封性和強(qiáng)度的可靠度。

設(shè)想另一種解決方案并為更換墊圈做好準(zhǔn)備，關(guān)節(jié)內(nèi)具有過高的氣體壓力且氣泡從關(guān)節(jié)內(nèi)向關(guān)節(jié)外移動。該解決方案具有復(fù)雜和不夠可靠的缺點(diǎn)。

在本發(fā)明的背景下，還設(shè)想通過手指旋轉(zhuǎn)類型的連接件為彼此鉸接的一系列部件形成的臂提供協(xié)助。用這種連接件，關(guān)節(jié)上具有繞其產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動中心，并可能在相互垂直的兩個(gè)軸線上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。

這種關(guān)節(jié)的負(fù)荷能力相對受限。

此外，該關(guān)節(jié)具有上述有關(guān)關(guān)節(jié)相對于機(jī)械臂浸入的流體隔離的缺點(diǎn)。尤其是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)位于臂周圍的護(hù)套迅速撕裂。

因此，需要提出具有至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動自由維度并具有相對于機(jī)械臂將被引入的流體改進(jìn)的流體密封性的機(jī)械臂。本發(fā)明的目的是提出一種滿足該需要的解決方案。

通過閱讀下述描述和附圖將發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。自然，其它優(yōu)點(diǎn)可以合并。

發(fā)明內(nèi)容