[發明專利]一種用于核電站場所的遙操作設備、系統及其作業方法

在審

• 申請號: 201710917608.4
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107639621A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 趙宏輯;吳玉;張美玲;陳少南;王雪竹;胡海翔;周軍;陳國棟;杜佳;李兵;董鵬飛
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J13/00;G01D21/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 張艷美,郝傳鑫

技術領域

本發明涉及自動化設備領域，尤其涉及一種用于核電站場所的遙操作設備、系統及其作業方法。

背景技術

核能是一種清潔能源，它具有節能減排的作用，但同時核電廠的反應器內有大量的放射性物質，核電站有很多操作都帶有放射性，而核輻射對人體的傷害是致命的。由于核電站放射性劑量過高，對在核電站工作的人類造成傷害的事故比比皆是，因此非常需要用機器人來代替人作業。

現有技術中，意大利人發明了一種類人形機器人Walk-man，因其整體結構仿人形設計，高約1.8m，重120KG運動相當靈活，可以實現多種作業，可以開門、搬運物體、駕駛車輛甚至可以參與救援。但是這種類人形機器人的可控運動關節多，整體結構及控制系統均相當復雜，且成本極高。

因此，需要一種結構簡單、控制方便和成本較低的設備替代人在核電站場所作業。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種用于核電站場所的遙操作設備，能夠代替人在所述核電站場所進行作業，具備結構簡單、控制方便及成本較低的效果。

本發明的目的之二在于提供一種用于核電站場所的遙操作系統，能夠控制所述遙操作設備代替人在所述核電站場所進行作業，具備結構簡單、控制方便及成本較低的效果。

本發明的目的之三在于提供一種用于核電站場所的遙操作系統的作業方法，方便遙控所述遙操作設備在所述核電站場所進行作業。

本發明的目的之四在于提供一種用于核電站場所的遙操作設備，能夠代替人在所述核電站場所進行開門作業，具備結構簡單、控制方便及成本較低的效果。

本發明的目的之五在于提供一種用于核電站場所的遙操作系統，能夠控制所述遙操作設備代替人在所述核電站場所進行開門作業，具備結構簡單、控制方便及成本較低的效果。

本發明的目的之六在于提供一種用于核電站場所的遙操作系統的開門作業方法，方便遙控所述遙操作設備在所述核電站場所進行開門作業。

為實現上述目的之一，本發明提供一種用于核電站場所的遙操作設備，可在操控裝置的遙控下在所述核電站場所進行作業，所述遙操作設備包括移動載體、多自由度機械手臂、末端作業工具、視覺系統及通信系統，所述移動載體、多自由度機械手臂及視覺系統通過所述通信系統與所述操控裝置通信連接，所述多自由度機械手臂可折疊地安裝在所述移動載體上，所述末端作業工具安裝在所述多自由度機械手臂的末端，所述視覺系統用于圖像監測及視覺定位并將相應的視覺信息發送給所述操控裝置，以對周圍環境進行觀察并定位所述遙操作設備與目標位置之間的相對位置關系及所述末端作業工具與操作物之間的相對位置關系，所述移動載體用于在所述操控裝置的控制下行進至所述目標位置處，所述多自由度機械手臂可在所述操控裝置的控制下于多角度及不同高度上調整所述末端作業工具的姿態。

較佳地，所述移動載體具有履帶式底盤，有效增強了所述遙操作設備行進中的穩定性。

較佳地，所述履帶式底盤包括分別位于所述移動載體兩側的兩可變形履帶結構，兩所述可變形履帶結構具有適合平地移動、越壕溝的未撐起狀態及適合越障行進的用于將所述移動載體撐起的撐起狀態，兩所述可變形履帶結構根據路況靈活變換狀態，使得所述移動載體具備在各種環境下的移動能力；所述移動載體的底部的前后兩端分別形成有斜面，方便所述移動載體爬樓梯等越障行進；兩所述可變形履帶結構分別包括前輪、后輪及若干位于所述前輪與所述后輪之間的輔助輪，若干所述輔助輪的設計可提高兩所述可變性履帶結構的抓地能力；所述移動載體處于撐起狀態時，所述前輪相較所述后輪處于較高的位置，方便所述移動載體越障行進。

較佳地，所述移動載體內設置有用于存放、搬運所述末端作業工具及零件的載荷艙。

較佳地，所述通信系統包括線纜，所述移動載體內設置有用于收放所述線纜的線纜收放艙，所述遙操作設備行進時，所述線纜可以自動伸出或者縮回，進而防止所述線纜纏繞堆積。

較佳地，所述視覺系統包括設置在所述移動載體上的用于監測并獲取周圍環境信息的全景相機、用于獲取距離信息的激光掃描儀以及鄰近所述末端作業工具設置的用于視覺定位及觀察所述末端作業工具作業的手眼相機，方便實時監控周圍環境、實時觀察并記錄所述遙操作設備的作業過程。

較佳地，所述用于核電站場所的遙操作設備還包括設置在所述多自由度機械手臂的末端與所述末端作業工具之間的腕力傳感器，所述腕力傳感器可以根據測試確定最佳的接觸力范圍。