[發明專利]一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人及運行方法

在審

• 申請號: 202011481553.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112775113A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 姜潮;王中華
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 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: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

本發明提供了一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人，包括吊裝臺架(1)、耐輻照機械臂(2)、集成端(3)、激光清洗裝置主機(4)、不銹鋼臺架(5)和負壓吸塵裝置(6)，其特征在于：吊裝臺架(1)用于激光清洗與粉塵收集機器人的整體吊裝；將激光清洗與粉塵收集機器人上的吊環和箱室內的吊勾相連，通過吊勾和定位銷吊裝到去污軌道上；耐輻照機械臂(2)用于為激光清洗與粉塵收集機器人作業提供動力和精確定位；通過引入耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人，可在輻射環境下實現無人激光清洗與粉塵收集去污作業，從而實現人機遠程控制，避免清洗過程中輻射對操作人員的影響。

技術領域

本發明涉及激光清洗技術領域，尤其涉及一種輻照環境中的激光清洗與粉塵收集機器人設計及清洗方法研究。

技術背景

在輻射環境下，箱室內容器因為金屬作業，內壁被鍍上一層厚度不均的污染層，而多次作業后需要進行鍍層的去污作業。該金屬污染層具有一定的放射性，因此人員無法手持激光清洗設備直接進入箱室對容器進行去污處理，容易造成人員受核輻射，影響健康。為實現更好清洗效果自動化作業，耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人被提出。

而現有的激光清洗設備，不管是便攜式激光清洗設備還是自動化激光清洗設備均不適用于放射性作業環境；由于激光清洗過程中會產生氣溶膠，現有公開的激光清洗裝置通常未考慮放射性粉塵收集問題。為此亟需開發一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人及相應清洗方法，可按照設定的路徑進行自動化去污作業。

發明內容

本發明的目的在于箱室內容器清洗時，因為所處的放射性環境，具有一定劑量的輻射，因此人員無法進入箱室進行手動清洗且在清洗的過程中不能有效收集產生的氣溶膠。

本發明的技術方案是提供了一種耐輻照激光清洗與粉塵收集機器人，包括吊裝臺架、耐輻照機械臂、集成端、激光清洗裝置主機、不銹鋼臺架和負壓吸塵裝置，其特征在于：

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

耐輻照機械臂用于為激光清洗與粉塵收集機器人作業提供動力和精確定位；

集成端用于激光清洗與粉塵收集機器人作業工具的集成；

激光清洗裝置主機用于控制激光清洗與粉塵收集機器人進行激光清洗作業；

不銹鋼臺架安裝和集成激光清洗與粉塵收集機器人的部件。

負壓吸塵裝置用于收集激光清洗過程中產生的氣溶膠。

所述集成端包括激光清洗裝置的激光清洗頭.、不銹鋼夾具.、視頻監控裝置的黑白攝像頭.以及負壓吸塵裝置的吸塵管.；

激光清洗頭.、視頻監控裝置的黑白攝像頭.以及負壓吸塵可插拔更換式裝置的吸塵管.均通過可插拔更換式夾具.安裝集成在機械臂前端。

進一步地，在起吊平臺底部安裝個彈簧夾緊裝置，沿軌道方向每側各有個，用于起吊平臺在軌道上固定。利用攝像機確定固定的位置，利用彈簧夾緊器將轉運臺固定到軌道上。

進一步地，耐輻照機械臂包括關節本體、耐輻照連接電纜、外殼、防護涂料和防護罩衣。

耐輻照機械臂的關節本體確保機械臂六軸運動，從而使得激光清洗作業活動范圍最大，對外置電機進行整體防護，依據電機大小采用鎢設計屏蔽盒形狀及尺寸；

內部各關節本體通過耐輻照連接電纜連接外殼采用耐腐蝕鋼，不噴漆，內部采用耐輻照連接電纜；耐輻照機械臂本體涂抹GF-型輻射防護涂料，可有效屏蔽中子、γ射線對機械臂控制電路的輻射損傷。另外，耐輻照機械臂外部加裝防護罩衣，可提升耐輻照機械臂的耐輻照性能，使其在輻照環境下長時間、高可靠性地進行激光清洗作業。耐輻照機械臂采用直流無刷電機驅動并結合旋轉變壓器實現機械臂角度及位姿信息控制及傳輸。