[發(fā)明專利]一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人及運(yùn)行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011481553.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112775113A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜潮;王中華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B5/04;B08B15/02;B08B13/00;B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

1.一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，包括吊裝臺架(1)、耐輻照機(jī)械臂(2)、集成端(3)、激光清洗裝置主機(jī)(4)、不銹鋼臺架(5)和負(fù)壓吸塵裝置(6)，其特征在于：

吊裝臺架(1)用于激光清洗與粉塵收集機(jī)器人的整體吊裝；將激光清洗與粉塵收集機(jī)器人上的吊環(huán)和箱室內(nèi)的吊勾相連，通過吊勾和定位銷吊裝到去污軌道上；

耐輻照機(jī)械臂(2)用于為激光清洗與粉塵收集機(jī)器人作業(yè)提供動力和精確定位；

集成端(3)用于激光清洗與粉塵收集機(jī)器人作業(yè)工具的集成；

激光清洗裝置主機(jī)(4)用于控制激光清洗與粉塵收集機(jī)器人進(jìn)行激光清洗作業(yè)；

不銹鋼臺架(5)用于安裝和集成激光清洗與粉塵收集機(jī)器人的部件；

負(fù)壓吸塵裝置(6)用于收集激光清洗過程中產(chǎn)生的氣溶膠；

所述集成端(3)包括激光清洗裝置的激光清洗頭(3.1)、不銹鋼夾具(3.2)、視頻監(jiān)控裝置的黑白攝像頭(3.3)以及負(fù)壓吸塵裝置的吸塵管(3.4)；

激光清洗頭(3.1)、視頻監(jiān)控裝置的黑白攝像頭(3.3)以及負(fù)壓吸塵裝置的吸塵管(3.4)均通過可插拔更換式夾具(3.2)安裝集成在機(jī)械臂前端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：在起吊平臺底部安裝六個彈簧夾緊裝置，沿軌道方向每側(cè)各有三個，用于起吊平臺在軌道上固定，利用攝像機(jī)確定固定的位置，利用彈簧夾緊器將轉(zhuǎn)運(yùn)臺固定到軌道上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：耐輻照機(jī)械臂(2)包括關(guān)節(jié)本體、耐輻照連接電纜、外殼、防護(hù)涂料和防護(hù)罩衣；

耐輻照機(jī)械臂(2)的關(guān)節(jié)本體確保機(jī)械臂六軸運(yùn)動，從而使得激光清洗作業(yè)活動范圍最大，對外置電機(jī)進(jìn)行整體防護(hù)，依據(jù)電機(jī)大小采用鎢設(shè)計屏蔽盒形狀及尺寸；

各關(guān)節(jié)本體通過耐輻照連接電纜連接外殼采用耐腐蝕鋼，內(nèi)部采用耐輻照連接電纜；耐輻照機(jī)械臂(2)本體涂抹輻射防護(hù)涂料，可有效屏蔽中子、γ射線對機(jī)械臂控制電路的輻射損傷；耐輻照機(jī)械臂(2)外部加裝防護(hù)罩衣，使其在輻照環(huán)境下進(jìn)行激光清洗作業(yè)；耐輻照機(jī)械臂(2)采用直流無刷電機(jī)驅(qū)動并結(jié)合旋轉(zhuǎn)變壓器實現(xiàn)機(jī)械臂角度及位姿信息控制及傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：

耐輻照機(jī)械臂本體、負(fù)壓吸塵裝置外殼、激光清洗裝置中激光發(fā)生器主機(jī)外殼采用全奧氏體不銹鋼制作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：

激光發(fā)生器主機(jī)通過連接線控制集成端中的激光清洗頭進(jìn)行清洗作業(yè)，相互之間通過光纖傳遞激光；激光發(fā)生器、傳輸光纖、清洗頭及相關(guān)電纜均放置于待作業(yè)的箱室之中，控制電路全部外置并放置于箱室外部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：

在耐輻照機(jī)械臂(2)末端轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)加上帶有掛點(diǎn)的接頭用于連接集成端中的激光去污頭、負(fù)壓吸塵裝置、視頻照明系統(tǒng)，激光去污頭、負(fù)壓吸塵裝置、視頻照明系統(tǒng)與耐輻照機(jī)械臂間的裝配設(shè)計為即插即用方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：

激光清洗裝置具體參數(shù)如下：激光中心波長為(1064)nm，平均功率為(100)W；脈沖寬度為(400)ns；脈沖掃描頻率為(10)～(50)KHz；激光種類為光纖耦合固體激光器；光纖長度為(4.5)米光纖；激光輸送方式為掃描鏡頭；清洗頭工作距離為(273)mm；單次清洗寬度可在(0)～(80)mm之間調(diào)節(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照激光清洗與粉塵收集機(jī)器人，其特征在于：

負(fù)壓吸塵裝置頂蓋邊緣處有壓緊裝置，通過主從機(jī)械手按壓負(fù)壓吸塵裝置頂蓋處的壓緊裝置，頂蓋在內(nèi)部氣彈簧的作用下自動掀開；

負(fù)壓吸塵裝置的過濾器底部焊接有起吊桿，當(dāng)放射性粉塵收集滿時利用主從機(jī)械手抓住起吊桿把濾芯垂直拿出，并采用主從機(jī)械手更換過濾器。