[發明專利]聚變堆用內窺機械臂

有效

• 申請號: 201711376812.6
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108098786B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 張善文;崔小龍;金翰揚;陳源源;葉子安;丁翔
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/02;B25J19/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

本發明公開一種聚變堆用內窺機械臂，包括半圓形水平導軌(1)，所述導軌(1)一端通過第一電機驅動機構(21)連接第一基座(31)，其另一端通過第二電機驅動機構(22)連接第二基座(32)，還包括設有攝像頭(5)的小車(4)，所述小車(4)置于導軌(1)上，并可沿水平導軌(1)移動。本發明的聚變堆用內窺機械臂，工作穩定可靠，效率高。

技術領域

本發明屬于核聚變工程檢測設備技術領域，特別是一種工作穩定可靠、效率高的聚變堆用內窺機械臂。

背景技術

托卡馬克是一種進行受控核聚實驗研究的裝置，其利用磁約束方法將高溫等離子體聚集在的環形腔體中用以進行極端環境下的實驗工作。由于核聚變過程會產生穿透性較強的高能中子，高能中子會破壞裝置材料，造成托卡馬克內部環形腔體所面對的一些零部件無法正常工作，因此在聚變反應堆停止工作時必須對反應裝置中遭破壞的零部件進行定期維護。

托卡馬克真空室結構如圖1所示，包括環形腔和若干窗口，所述環形腔內部橫向截面為圓形環狀，豎向截面為一‘D’型結構。由于其內部環境極其惡劣：高輻射、高溫、高真空，即使處于停機狀態仍留有較高的電磁輻射和能量輻射，會對人體造成極大的傷害，工作人員不能直接對相關部件進行維護操作。所以對于核聚變裝置的維護工作包括部件的檢查、裝配、拆卸、焊接、運輸、去污、儲存、修復等操作需要人和機器共同完成。而托卡馬克真空室環境復雜，執行任務多樣，以目前的技術尚不能實現機械臂的全自動工作，可行的方式是人通過遠程操控的方式使機器完成工作任務。

現有多關節機械臂如中國發明專利申請“一種多關節仿生機械臂”(申請號：201510607815.0公開日：2015.09.23)所述，包括基座、肩關節、肘關節、腕關節以及關節副，其肩關節安裝于基座內；肘關節通過關節副安裝在肩關節端部；腕關節通過關節副布置于肘關節端部；關節副安裝在腕關節末端，并由安裝于腕關節內的轉動電機和擺動電機驅動下實現轉動與擺動；基座、肩關節、肘關節和腕關節串聯成仿生機械臂。

現有技術存在的問題是：用于聚變堆的內窺機械臂自由度高，結構相對復雜，難于控制，且容易受環境影響，電機相對較多，工作效率偏低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚變堆用內窺機械臂，工作穩定可靠，效率高。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種聚變堆用內窺機械臂，包括半圓形水平導軌1，所述導軌1一端通過第一電機驅動機構21連接第一基座31，其另一端通過第二電機驅動機構22連接第二基座32，還包括設有攝像頭5的小車4，所述小車4置于導軌1上，并可沿水平導軌1移動。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

1、工作穩定可靠：軌道式機械臂觀察時更穩定，不易受到外界環境的影響；2、機

械臂各機構結構簡單，操作方便，工作范圍廣；

3、工作效率高：采用更少的電動機，能更快地完成工作要求。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為所示為內窺機械臂的使用環境——聚變堆環形腔體的結構示意圖。

圖2為本發明聚變堆用內窺機械臂的三維結構示意圖。

圖3為圖2中軌道的三維結構示意圖。

圖4為圖2中小車的三維結構示意圖。

圖5為本發明聚變堆用內窺機械臂的驅動機構詳解圖。其中，圖5a為伸縮臂驅動示意圖，圖5b為軌道伸縮驅動示意圖，圖5c為軌道旋轉驅動示意圖，圖5d為基座伸縮驅動示意圖，圖5e為小車移動驅動示意圖。

圖6為本發明內窺機械臂導軌鋪設過程圖。