[发明专利]一种应用于强磁场强辐射工况的检修机械臂装置

说明书

本发明公开一种应用于强磁场强辐射工况的检修机械臂装置，包括基座、万向脚轮、钢丝绳、机架、滑轮、液压马达、转台轴承、七个节臂、L形架、扩展台、抓手机构、摄像头，四个万向脚轮安装于基座下侧，机架上设有两条导轨，滑轮转动安装于油缸推杆的顶端，第一节臂与机架构成移动副，油缸伸缩控制第一节臂上下移动，每个节臂和与之相连的节臂均构成转动副，第六节臂与L形架构成转动副，第七节臂与L形架紧固连接，第七节臂与扩展台构成转动副，安装于第七节臂内的液压马达驱动扩展台转动，抓手机构安装于扩展台上，抓手机构上设有两个摄像头，供操作者观察机械臂周围的作业环境，根据实际作业类型，扩展台也可以连接其他的夹持机构、焊接机构。

技术领域

本发明涉及一种应用于强磁场、强辐射等不适合人工作业的环境中的检修机械臂装置，具体涉及的是一种应用于强磁场强辐射工况的检修机械臂装置。

背景技术

托卡马克装置内外表面积和体积较大，内壁一般采用分块制造再装配工艺设计方法。以EAST 为例，组成其内壁的单元块大小一般为0.25 m² (50cm×50cm) 左右，重达数十公斤。为防止辐射和发生泄漏事故，要求焊接和装配精度最低为±2mm。ITER运转起来之后，内壁温度高达120-200℃，热能密度启动时可达5MW/m²，关机时亦可达0.5MW/m²，真空度为10^-6Pa，磁场强度可达6.2T，γ辐射最高达10Gy/h。这种高温、高真空、高磁场和高辐射的工况极端恶劣危险。即使因维护检修作业处于停机状态时，其内壁位置处仍残存较大的高能辐射和电磁辐射以及约3.5T的较强磁场，人类无法直接进入其中进行作业。

因此，面向在托卡马克腔等强磁场、强辐射的工况中，设备的检修、装配、拆卸、焊接、搬运等作业必须采用机械臂装置完成。现有的机械臂中，其关节的转动多由电机驱动，在强磁场、强辐射的工况中，电机极有可能出现信号丢失或干扰出错的情况，这对于昂贵的被检修设备和负重的机械臂都是非常危险的，因此急需开发出抗干扰能力强，能够应用于强磁场、强辐射工况的机械臂装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于强磁场强辐射工况的检修机械臂装置，自动化程度高，自由度高，其关节的转动通过液压马达驱动，运行稳定，抗干扰能力强，能够适应于强磁场、强辐射的工作环境。

本发明采取的技术方案为：一种应用于强磁场强辐射工况的检修机械臂装置，包括基座、万向脚轮、钢丝绳、机架、导轨、油缸、滑轮、液压马达、转台轴承、大锥齿轮、小锥齿轮、密封盖、滑块、第一节臂、第二节臂、第三节臂、第四节臂、第五节臂、第六节臂、L形架、第七节臂、齿圈、小齿轮、马达支架、扩展台、抓手机构、左摄像头、右摄像头，其特征在于：万向脚轮具有自锁功能，四个万向脚轮安装于基座下侧，使基座能够实现全向移动，操作扶手和配重块安装于基座上侧后端，机架固定安装于基座上侧前端，机架后侧下端设有钢丝绳连接座，机架前侧竖直方向设有两条导轨，油缸安装于机架中心位置，滑轮转动安装于油缸推杆的顶端，第一节臂后端设有四个滑块，所述四个滑块两两安装于两条导轨上，使第一节臂与机架构成移动副，钢丝绳一端连接于钢丝绳连接座，另一端通过滑轮，与第一节臂上端连接。

进一步的，如图2所示，所述的第一节臂前端设有空腔，第一节臂与第二节臂之间安装有转台轴承，使前两者构成转动副，一个大锥齿轮通过螺钉与第二节臂紧固连接，一个液压马达通过螺钉紧固安装于第一节臂内部，其输出轴与一个小锥齿轮紧固连接，该小锥齿轮与大锥齿轮啮合传动，构成轮齿啮合关系，一个密封盖安装于第一节臂前端下侧，将第一节臂前端的空腔与外部空气隔绝，防止粉尘污染。