[發明專利]核燃料棒位姿自動識別裝置

有效

• 申請號: 201810447985.0
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN108801135B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 任秉銀;柴立仁;魏坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明核燃料棒位姿自動識別裝置屬于機器視覺與核電裝備制造自動化技術領域；該裝置包括正交布置的第一相機和第二相機，第一相機光軸方向平行于Z軸，圖像的橫縱坐標分別平行于X軸和Y軸，第二相機光軸方向平行于X軸，圖像的橫縱坐標分別平行于Y軸和Z軸；基于所述的位移信息、偏轉角和方向角，識別出核燃料棒下端塞與柵板之間的相對位置和核燃料棒下端塞開口槽與柵板之間的相對姿態；本發明核燃料棒位姿自動識別裝置能夠監測核燃料棒的形狀變化及位姿變化，為核燃料棒與柵板的自動化組裝提供裝置基礎及理論基礎，有利于實現核燃料棒束的自動化組裝，不僅可以提高核電裝備制造的安全性，而且可以大幅提高核電裝備制造的智能化水平。

本申請是發明專利申請《一種核燃料棒位姿自動識別裝置與方法》的分案申請。

原案申請日：2016-05-31。

原案申請號：2016103875409。

原案發明名稱：一種核燃料棒位姿自動識別裝置與方法。

技術領域

本發明核燃料棒位姿自動識別裝置屬于機器視覺與核電裝備制造自動化技術領域。

背景技術

伴隨著世界各國對清潔能源需要的不斷擴大，核電工業也在快速發展。核燃料棒束是核電裝備中的核心部件，由核燃料棒與柵板框架組裝而成(通過核燃料棒下端塞與柵板框架上的柵板插裝而成)，如圖1所示。由于核燃料棒會產生核輻射，而核輻射不僅會對環境產生嚴重污染，而且會對從業人員的身體健康造成巨大傷害，因此，需要對核燃料棒與柵板進行自動化組裝，以保證核電裝備制造的安全性。

由于核燃料棒為細長圓柱體，在組裝的過程中，不僅會因自重產生較大的撓曲變形，而且在移動過程中還會產生振動，要想實現核燃料棒與柵板自動化組裝，需要對核燃料棒的形狀變化及位姿變化進行監測。因此，構建核燃料棒下端塞空間位姿檢測裝置，開發下端塞與柵板之間的位姿信息精確、快速識別算法是實現核燃料棒束自動組裝的關鍵。然而，還沒有查閱到與核燃料棒束自動組裝直接相關的技術。

發明內容

針對核燃料棒束自動組裝的技術需求，本發明公開了一種核燃料棒位姿自動識別裝置，能夠監測核燃料棒的形狀變化及位姿變化，為核燃料棒與柵板框架的自動化組裝提供裝置基礎及理論基礎，有利于實現核燃料棒束自動化組裝，不僅可以提高核電裝備制造的安全性，而且可以大幅提高核電裝備制造的智能化水平。

本發明的目的是這樣實現的：

一種核燃料棒位姿自動識別裝置，

在理想狀態下，定義核燃料棒軸線方向為Y軸，柵板中面所在的平面與柵板的前端面所在的平面之間的交線所在的方向為Z軸，根據“笛卡爾坐標系右手法則”確定出X軸方向，建立笛卡爾坐標系O-XYZ；

包括正交布置的第一相機和第二相機，

所述第一相機光軸方向平行于Z軸，圖像的橫、縱坐標分別平行于X軸和Y軸，用于檢測核燃料棒下端塞相對于柵板在X軸方向和Y軸方向的位移信息，以及下端塞開口槽繞Y軸旋轉的偏轉角α和下端塞軸線在XOY平面內的方向角θ；

所述第二相機光軸方向平行于X軸，圖像的橫、縱坐標分別平行于Y軸和Z軸，用于檢測核燃料棒下端塞相對于柵板在Y軸方向和Z軸方向的位移信息，以及下端塞軸線在YOZ平面內的方向角

基于所述的位移信息、偏轉角和方向角，識別出核燃料棒下端塞與柵板之間的相對位置和核燃料棒下端塞開口槽與柵板之間的相對姿態。

上述核燃料棒位姿自動識別裝置，