[發(fā)明專利]一種用于伸入輻射狹窄空間作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110454992.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN113134823B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜潮;胡德安;徐漢波;陳志龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J5/02
• 分類號(hào): B25J5/02;B25J9/06;B25J18/00
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

本發(fā)明涉及一種用于伸入輻射狹窄空間作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人,移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)架、軌道車、旋轉(zhuǎn)裝置和機(jī)械臂；機(jī)架底部安裝有移動(dòng)裝置；機(jī)械臂通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置安裝在機(jī)架上；機(jī)械臂為可變角度重載軌道機(jī)械臂，機(jī)械臂由多個(gè)軌道單元串聯(lián)組成，軌道單元內(nèi)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂通過(guò)多個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠在水平面內(nèi)朝不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)彎處以多關(guān)節(jié)、等角度聯(lián)動(dòng)方式圓弧過(guò)渡轉(zhuǎn)角；機(jī)械臂由狹窄通道進(jìn)入大型容體內(nèi)部后，通過(guò)多自由度轉(zhuǎn)向，抵達(dá)預(yù)定工作位置；軌道車上安裝有作業(yè)裝置，軌道車設(shè)置在機(jī)械臂上，沿機(jī)械臂移動(dòng)至作業(yè)裝置的作業(yè)位置。本發(fā)明的機(jī)械臂可由狹小的通道窗口伸入大型容體內(nèi)部，穩(wěn)定高效的完成容體內(nèi)部不同位置、多種設(shè)備的多種任務(wù)作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射環(huán)境的設(shè)備檢修工況下智能機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種用于伸入輻射狹窄空間作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人。

背景技術(shù)

核工業(yè)作業(yè)環(huán)境具有高輻射性、環(huán)境復(fù)雜、空間狹小等特點(diǎn)，其中一種設(shè)備處于檢修工況時(shí)，需要作業(yè)設(shè)備通過(guò)狹窄通道進(jìn)入大型容體內(nèi)部進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間多任務(wù)作業(yè)。但容體與外部的通道窗口面積狹小，且窗口下沿距離地面高度大，使得移動(dòng)機(jī)器人無(wú)法整體進(jìn)入。另外，容體內(nèi)部情況復(fù)雜、條件惡劣，設(shè)備眾多、空間狹小且地面不平整，需要對(duì)不同位置的設(shè)備進(jìn)行檢修、焊接等作業(yè)時(shí)，機(jī)器人行進(jìn)路徑復(fù)雜，而內(nèi)部輻射環(huán)境會(huì)嚴(yán)重危害作業(yè)人員生命健康，人員無(wú)法進(jìn)入容體內(nèi)部，因而需要目前亟需此大型容體內(nèi)部的高輻射狹窄環(huán)境作業(yè)下的特種作業(yè)裝備。

為了滿足這種特殊工況的需求，該特種作業(yè)裝備應(yīng)能將機(jī)器人或者其他作業(yè)裝置運(yùn)送到容體中作業(yè)；由于內(nèi)部設(shè)備多、環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)設(shè)備進(jìn)入容體后，只能從空中運(yùn)動(dòng)到指定工作點(diǎn)。

如專利號(hào)為CN201510552708.2的中國(guó)專利公開了起重機(jī)箱形主梁三自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人，該機(jī)器人所有結(jié)構(gòu)集成一體，雖然增加了三個(gè)自由度來(lái)增大工作空間，但機(jī)器人無(wú)法通過(guò)容體通道進(jìn)入容體內(nèi)部并安全退出，而且焊機(jī)和氣罐等裝置進(jìn)入輻射環(huán)境極易失效并帶來(lái)更大的安全隱患。

專利號(hào)為CN201510247231.7的中國(guó)專利公開了一種八自由度的移動(dòng)機(jī)械臂，其在六軸機(jī)械臂的基礎(chǔ)上增加雙層軌道，雖然增大了工作范圍，但是整體結(jié)構(gòu)需提前設(shè)置在容體內(nèi)，該部分結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)出容體，在輻射環(huán)境下，設(shè)備無(wú)法更換作業(yè)工具，且出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法檢修，導(dǎo)致造成更大的損失。

專利號(hào)為CN201910156740.7的中國(guó)專利公開了一種可全向移動(dòng)焊接機(jī)器人，其將焊機(jī)裝備與移動(dòng)機(jī)器人分離，可移動(dòng)范圍廣，但機(jī)器人對(duì)地面要求高，容體內(nèi)設(shè)備多，路徑復(fù)雜，攜帶拖地線纜易與設(shè)備纏繞，且無(wú)法跨越通道窗口與地面的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定進(jìn)出容體。

專利號(hào)為CN201811357332.X的中國(guó)專利公開了一種沿架空線路行走攀爬機(jī)器人，該機(jī)器人需提前架設(shè)線路，且懸掛式負(fù)載能力差，作業(yè)時(shí)整體易晃動(dòng)。

專利號(hào)KR101490217B1的韓國(guó)專利一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括框架、多個(gè)鏈節(jié)、驅(qū)動(dòng)單元、第一連接構(gòu)件、多個(gè)第二連接構(gòu)件、多個(gè)彈性構(gòu)件、主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和多個(gè)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸。其通過(guò)彈性構(gòu)件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)前后鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，所有鏈節(jié)相對(duì)于前一鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度使得整個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人向一側(cè)彎曲。其雖然實(shí)現(xiàn)了多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)可變角度，但由于其中彈性導(dǎo)桿為向一側(cè)彎曲的圓弧型桿，使得整個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人只能向單側(cè)彎曲。且其傳動(dòng)部件采用的是鋼絲、帶、鏈、同步帶，這些部件均具有一定彈性或間隙存在傳動(dòng)精度差和容易打滑的問(wèn)題，無(wú)法用于重載高精度傳動(dòng)工況，而且該裝置截面非軌道形狀且結(jié)構(gòu)不具有好的承載能力，無(wú)法讓軌道車在其上通行也無(wú)法用于承載軌道車或軌道機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于伸入輻射狹窄空間作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人，其不僅可以在容體外部自由移動(dòng)，還可以將機(jī)械臂由狹小的窗口伸入大型容體內(nèi)部，并通過(guò)多自由度調(diào)節(jié)，避開容體內(nèi)其他設(shè)備，抵達(dá)預(yù)定工作位置，實(shí)現(xiàn)狹小通道的密閉環(huán)境內(nèi)、眾多設(shè)備的檢修作業(yè)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種用于伸入輻射狹窄空間作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)架、軌道車、旋轉(zhuǎn)裝置和機(jī)械臂；