CN110202546A - 回收机器人的支撑装置及回收机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种回收机器人的支撑装置及回收机器人，其中回收机器人的支撑装置包括：旋转平台，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；支撑侧板，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；承重板，设置在所述旋转平台及所述支撑侧板上，所述承重板支撑所述回收机器人本体；驱动装置，设置在所述旋转平台上，所述驱动装置驱动所述旋转平台转动，使得所述回收机器人本体旋转至位于所述生物屏蔽板上的探测器出口。本申请所提供的支撑装置，由于使用全自动化的机械定位回收探测器组件，避免了由于人工操作时所造成的个人剂量的超标的问题。

Description

回收机器人的支撑装置及回收机器人

技术领域

本申请涉核反应堆领域，具体而言，涉及一种回收机器人的输送装置及回收机器人。

背景技术

核反应堆在经过一段时间的运行后，堆内的探测器组件由于老化、故障等原因需进行定期更换。目前主要采用人工抽拔的方式。然而人工抽拔的方式主要有如下缺点：

1.操作人员需要在辐照条件下工作，若操作过程中出现操作失误、机器故障等问题，易造成个人剂量的超标。由于堆顶环境的复杂性，工作人员还存在坠落、碰伤等危险。

2.回收效率低下。单根探测器回收平均需要2小时左右，四组16根探测器的回收工作耗时较长，给操作人员带来巨大的体力和辐射负担。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种回收机器人的支撑装置，包括：旋转平台，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；支撑侧板，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；承重板，设置在所述旋转平台及所述支撑侧板上，所述承重板支撑所述回收机器人本体；驱动装置，设置在所述旋转平台上，所述驱动装置驱动所述旋转平台转动，使得所述回收机器人本体旋转至位于所述生物屏蔽板上的探测器出口。

可选地，减震装置，设置于所述支撑侧板与所述生物屏蔽板之间。

可选地，所述支撑装置还包括：滚轮，设置在所述减震装置与所述生物屏蔽板之间。

可选地，所述支撑装置为气体弹簧。

可选地，所述气体弹簧包括：压力传递部，设置在所述滚轮上；弹簧侧板，设置在所述压力传递部上；弹簧顶板，设置在所述弹簧侧板上，且所述支撑侧板设置在所述弹簧顶板上，所述压力传递部、所述弹簧侧板及所述弹簧顶板形成容置腔室；气体弹簧本体，设置在所述容置腔室内。

可选地，所述支撑装置还包括：支撑装置连接件，所述支撑装置连接件连接所述生物屏蔽板与所述转动平台。

可选地，所述回收机器人本体包括：抓取装置、滚轮传送装置及导轨，所述抓取装置能够在所述导轨上沿着第一方向往复运动；所述抓取装置包括：支撑架，设置在所述导轨上，所述支撑架能够在所述导轨上沿着第一方向往复运动；第一电机，设置在所述支撑架上；蜗杆，连接所述第一电机，所述第一电机驱动所述蜗杆旋转；蜗杆固定座，设置在所述支撑架上，所述蜗杆固定座固定所述蜗杆；中空偏心涡轮，连接所述蜗杆，所述蜗杆驱动所述中空偏心涡轮旋转，所述中空偏心涡轮的中空部分用于通过待回收探测器；及中空固定支撑座，设置在所述支撑架上，所述中空固定支座的中空部分用于通过所述待回收探测器，且所述中空偏心涡轮通过旋转，与所述中空固定支撑座配合夹紧所述待回收探测器；所述滚轮传送装置包括：2个滚轮；滚轮开合装置，用于控制所述2个滚轮的张开和闭合；2个第二电机，分别连接所述2个滚轮，所述2个第二电机分别控制所述2个滚轮转动。

可选地，所述滚轮开合装置包括：楔形块，设置在所述2个滚轮之间，且所述楔形块的小头端向下，大头端向上；2个第一弹簧，一一对应地连接所述2个滚轮以及所述滚轮传送装置的侧板；当2个滚轮向内旋转时，所述2个滚轮通过其与所述楔形块之间摩擦力驱动所述楔形块向下运动，使得所述2个滚轮被所述楔形块的大头端分开，此时所述2个第一弹簧被所述2个滚轮分别压缩；当所述2个滚轮向外旋转时，所述2个滚轮通过其与所述楔形块之间摩擦力驱动所述楔形块向上运动，使得所述2个滚轮闭合，此时所述2个第一弹簧分别向中间挤压所述2个滚轮。

可选地，所述中空偏心涡轮与所述中空固定支撑座通过无油衬套连接。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，还提供了一种回收机器人，包括上述任意一项所述的回收机器人的支撑装置。

本申请所提供的支撑装置，由于使用全自动化的机械定位回收探测器组件，避免了由于人工操作时所造成的个人剂量的超标的问题，减轻了操作人员的工作和健康压力。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一实施例的回收机器人的整体示意图；

图2是根据本申请一实施例的支撑装置的整体示意图；

图3是根据本申请一实施例的支撑装置的侧视图；

图4是根据本申请一实施例的气体弹簧的剖视图；

图5是根据本申请一实施例的滚轮传送装置的示意图；

图6是根据本申请一实施例的中空偏心涡轮的剖面示意图；

图7是根据本申请一实施例的中空偏心涡轮的剖面示意图；

图8是根据本申请一实施例的滚轮闭合状态的滚轮传送装置的示意图；及

图9是根据本申请一实施例的滚轮打开状态的滚轮传送装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“中”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-图3所示，本申请一实施例中，回收机器人的支撑装置600，包括：旋转平台601、支撑侧板602、承重板603及驱动装置604。其中，旋转平台401设置在所述回收机器人的生物屏蔽板605上。支撑侧板602设置在所述回收机器人的生物屏蔽板605上。承重板603设置在所述旋转平台601及所述支撑侧板602上，所述承重板603支撑所述回收机器人本体。驱动装置604，设置在所述旋转平台601上，所述驱动装置604驱动所述旋转平台601转动，使得所述回收机器人本体旋转至位于所述生物屏蔽板605上的探测器出口606。

使用时，所述驱动装置604驱动所述旋转平台601绕生物屏蔽板中心位置旋转，使得所述回收机器人本体旋转至位于所述生物屏蔽板605上的探测器出口606。回收探测器500从探测器出口606中伸出。之后由回收机器人本体将回收探测器500回收。

在实际工作中，生物屏蔽板605的表面可能存在凹凸不平的情况，且回收机器人本体重量较大(约300kg)。因此支撑装置在生物屏蔽板上移动时，存在上下颠簸的情况。但是实际工作又要求支撑装置的变形较小。因此，在本申请一实施例中，所述支撑装置600还包括减震装置607，设置于所述支撑侧板602与所述生物屏蔽板605之间。减震装置能够实现稳定支撑、减小不平整平面的影响，确保平台的顺利运转。在本实施例中，减震装置为气体弹簧，但并不以此为限。采用“气体弹簧”，在0位移时即能够提供较大支撑力，“支撑机构”移动到屏蔽板不平整区域时，“气体弹簧”能够起到缓冲作用，减小支撑机构变形量，避免受力载荷不均匀。

在本申请一实施例中，所述支撑装置还包括：滚轮608，设置在所述减震装置607与所述生物屏蔽板605之间。所设计的“支撑机构”，能够在旋转平台的带动下在生物屏蔽板上移动，采用滚轮减小滚动摩擦。在本实施例中，滚轮为“牛眼轮”，但并不以此为限。

如图4所示，在本申请一实施例中，所述气体弹簧包括：气体弹簧本体6021、弹簧顶板6022、弹簧侧板6023及压力传递部6024。其中，压力传递部6024设置在所述滚轮608上。弹簧侧板6023设置在所述压力传递部6024上。弹簧顶板6022设置在所述弹簧侧板6023上，且所述支撑侧板602设置在所述弹簧顶板6022上，所述压力传递部6024、所述弹簧侧板6023及所述弹簧顶板6022形成容置腔室6025。气体弹簧本体6021设置在所述容置腔室6025内。

在本申请一实施例中，所述支撑装置还包括：支撑装置连接件609，所述支撑装置连接件609连接所述生物屏蔽板605与所述转动平台601。

本申请一实施例还提供了一种回收机器人，包括上述任意一项所述的回收机器人的支撑装置。

如图1所示，本申请涉及一种回收机器人的输送装置，包括：抓取装置100、滚轮传送装置200及第一导轨(图中未绘示)，所述抓取装置100能够在所述第一导轨上沿着第一方向往复运动。

如图5所示，所述抓取装置100包括：支撑架101、第一电机102、蜗杆103、蜗杆固定座104、中空偏心蜗轮105及中空固定支撑座106。其中，支撑架101设置在所述第一导轨上，所述支撑架101能够在所述导轨上沿着第一方向往复运动。第一电机102设置在所述支撑架101上。蜗杆103连接所述第一电机102，所述第一电机102驱动所述蜗杆103旋转。蜗杆固定座104设置在所述支撑架101上，所述蜗杆固定座104固定所述蜗杆103。中空偏心蜗轮105连接所述蜗杆103，所述蜗杆103驱动所述中空偏心蜗轮105旋转，所述中空偏心蜗轮105的中空部分1051用于通过待回收探测器500(如图3所示)。中空固定支撑座106设置在所述支撑架101上，所述中空固定支座106的中空部分用于通过所述待回收探测器500，且所述中空偏心蜗轮105通过旋转，与所述中空固定支撑座106配合夹紧所述待回收探测器500。在本实施例中，支撑架101直接固定在第一导轨上，且蜗杆固定座104固定在支撑架101上。然而并不以此为限。本申请其他实施例中，在支撑架101与第一导轨之间还可以包括一个滑块(图中未绘示)。滑块设置在第一导轨上，支撑架101固定在滑块上。

如图7所示，所述滚轮传送装置200包括：2个滚轮201、滚轮开合装置及2个第二电机202。滚轮开合装置，用于控制所述2个滚轮201的张开和闭合。2个第二电机202分别连接所述2个滚轮201，所述2个第二电机202分别控制所述2个滚轮201转动。

当使用时，机器人的底座600选择需要回收探测器500，并将待回收探测器500送至抓取装置处。抓取装置200通过在第一导轨上的上下移动，待回收探测器500进入中空偏心蜗轮105的中空部分1051以及中空固定支座106的中空部分，而使得待回收探测器500的上端突出于中空固定支座106。此时，第一电机102控制蜗杆103带动中空偏心蜗轮105旋转。由于中空偏心蜗轮105为偏心结构，且中空固定支座106为固定不动。因此，当中空偏心蜗轮105旋转后会与中空固定支座106共同向相反的方向夹持住待回收探测器500。

然后，抓取装置200沿着第一导轨向上移动，使得待回收探测器500突出于中空固定支座106的一端进入滚轮传送装置200中。由于滚轮传送装置200的2个滚轮201平时为闭合状态。此时，通过滚轮开合装置将两个滚轮撑开。如图5-图6所示，在本实施例中，所述滚轮开合装置包括：楔形块203及2个第一弹簧204。楔形块203设置在所述2个滚轮201之间，且所述楔形块203的小头端向下，大头端向上。2个第一弹簧204一一对应地连接所述2个滚轮201以及所述滚轮传送装置的侧板205。当2个滚轮201向内旋转时，所述2个滚轮201通过其与所述楔形块203之间摩擦力驱动所述楔形块向下运动，使得所述2个滚轮201被所述楔形块203的大头端分开，此时所述2个第一弹簧204被所述2个滚轮201分别压缩。此时由于2个滚轮201被分开(如图6所示)，待回收探测器500突出于中空固定支座106的一端进入两个滚轮201之间。然后2个滚轮201向外旋转，2个滚轮201通过其与所述楔形块203之间摩擦力驱动所述楔形块203向上运动，使得所述2个滚轮201闭合(如图5所示)。此时所述2个第一弹簧204分别向中间挤压所述2个滚轮201，使得滚轮201与楔形块203的摩擦力以及滚轮201与待回收探测器500之间的摩擦力增加。随着滚轮201的转动，通过滚轮201与待回收探测器500之间的摩擦力使得待回收探测器500向上移动，同时旋转中空偏心蜗轮105，使得待回收探测器500在中空偏心蜗轮105与中空固定支座106之间变松，即可将待回收探测器500向上移动至回收装置700中。

为了保证楔形块203能够平顺的在滚轮201之间移动，在本申请一实施例中，所述2个滚轮201分别设有环形凹槽，所述楔形块分别在所述环形凹槽内移动。

在本申请一实施例中，所述楔形块203为2个，且所述2个楔形块203之间通过连接件206连接。

在本申请一实施例中，所述第一弹簧为气体弹簧。气体弹簧提供的压力足够大，因此可依靠足够大的摩擦力将探测器组件拔起。

在本申请一实施例中，所述滚轮开合装置还包括：第二弹簧207，连接所述楔形块203及所述滚轮传送装置200的顶板。

在本申请一实施例中，所述中空固定支撑座106为两个，且分别设置于所述中空偏心蜗轮105的轴向的两侧。

在本申请一实施例中，所述中空偏心蜗轮105与所述中空固定支撑座106通过无油衬套连接。

在本申请一实施例中，所述抓取装置100还包括：L型连接板107及压力探测器108。所述L型连接板107的竖直面固定在所述第一导轨上，所述压力探测器108设置在所述L型连接板107的水平面上，且所述压力探测器108位于中空偏心蜗轮105及所述中空固定支撑座106的下方。所述支撑架101设置在所述L型连接板107的竖直面，且与所述第一导轨不同侧的一面上。在本实施例中，当L型连接板107向上移动时，带动压力探测器108向上移动，从而带动中空偏心蜗轮105及所述中空固定支撑座106向上移动，最后带动待回收探测器500向上移动。因此，待回收探测器500所受到的拉力通过中空偏心蜗轮105及所述中空固定支撑座106传导至压力探测器108上。如此，即可测出待回收探测器500所受到的拉力。根据压力探测器的实时反馈，可以控制抓取机构抽拔力的大小，避免抽拔力过大，加速度过大，使探测器断裂，造成更加麻烦的情况；避免抽拔力过小，回收效率慢的情况。实现柔性抽拔。

本申请所提供的回收机器人的支撑装置，针对核环境下，探测器圆周布置的特点，面向探测器回收的需要，提供了一种回收装置底部旋转平台，能够将回收模块移动至所要回收的探测器上方实现粗定位，以便进行后续操作。

对平面不平整区域具有较高适应性，安全承载自动回收装置(减小支撑机构在不平整区域的位移/促使载荷均布)

另外，本申请主要针对探测器回收安装环境，由于环境限制，不适宜队安装环境进行改造，大型设备安装困难，本申请中的技术方案是在原有安装环境下，在生物屏蔽板上面安装了回收装置底座，最大限度减小环境改造任务量，所采取的合理实施方案。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回收机器人的支撑装置，其特征在于，包括：

旋转平台，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；

支撑侧板，设置在所述回收机器人的生物屏蔽板上；

承重板，设置在所述旋转平台及所述支撑侧板上，所述承重板支撑所述回收机器人本体；

驱动装置，设置在所述旋转平台上，所述驱动装置驱动所述旋转平台转动，使得所述回收机器人本体旋转至位于所述生物屏蔽板上的探测器出口。

2.根据权利要求1所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置还包括：

减震装置，设置于所述支撑侧板与所述生物屏蔽板之间。

3.根据权利要求2所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述减震装置还包括：

滚轮，设置在所述减震装置与所述生物屏蔽板之间。

4.根据权利要求3所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述减震装置为气体弹簧。

5.根据权利要求4所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述气体弹簧包括：

压力传递部，设置在所述滚轮上；

弹簧侧板，设置在所述压力传递部上；

弹簧顶板，设置在所述弹簧侧板上，且所述支撑侧板设置在所述弹簧顶板上，所述压力传递部、所述弹簧侧板及所述弹簧顶板形成容置腔室；

气体弹簧本体，设置在所述容置腔室内。

6.根据权利要求1所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置还包括：

支撑装置连接件，所述支撑装置连接件连接所述生物屏蔽板与所述转动平台。

7.根据权利要求1所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述回收机器人本体包括：

抓取装置、滚轮传送装置及导轨，所述抓取装置能够在所述导轨上沿着第一方向往复运动；

所述抓取装置包括：

支撑架，设置在所述导轨上，所述支撑架能够在所述导轨上沿着第一方向往复运动；

第一电机，设置在所述支撑架上；

蜗杆，连接所述第一电机，所述第一电机驱动所述蜗杆旋转；

蜗杆固定座，设置在所述支撑架上，所述蜗杆固定座固定所述蜗杆；

中空偏心涡轮，连接所述蜗杆，所述蜗杆驱动所述中空偏心涡轮旋转，所述中空偏心涡轮的中空部分用于通过待回收探测器；及

中空固定支撑座，设置在所述支撑架上，所述中空固定支座的中空部分用于通过所述待回收探测器，且所述中空偏心涡轮通过旋转，与所述中空固定支撑座配合夹紧所述待回收探测器；

所述滚轮传送装置包括：

2个滚轮；

滚轮开合装置，用于控制所述2个滚轮的张开和闭合；

2个第二电机，分别连接所述2个滚轮，所述2个第二电机分别控制所述2个滚轮转动。

8.根据权利要求7所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述滚轮开合装置包括：

楔形块，设置在所述2个滚轮之间，且所述楔形块的小头端向下，大头端向上；

2个第一弹簧，一一对应地连接所述2个滚轮以及所述滚轮传送装置的侧板；

当2个滚轮向内旋转时，所述2个滚轮通过其与所述楔形块之间摩擦力驱动所述楔形块向下运动，使得所述2个滚轮被所述楔形块的大头端分开，此时所述2个第一弹簧被所述2个滚轮分别压缩；当所述2个滚轮向外旋转时，所述2个滚轮通过其与所述楔形块之间摩擦力驱动所述楔形块向上运动，使得所述2个滚轮闭合，此时所述2个第一弹簧分别向中间挤压所述2个滚轮。

9.根据权利要求8所述的回收机器人的支撑装置，其特征在于，所述中空偏心涡轮与所述中空固定支撑座通过无油衬套连接。

10.一种回收机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的回收机器人的支撑装置。