[发明专利]力触觉系统主端操作机构及力触觉核电装备运维装置

说明书

本发明属于力触觉系统领域，公开了一种力触觉系统主端操作机构，包括：三平移一转动力触觉并联机构平台，包括动平台、静平台和多条同构支链，多条同构支链对称布置，每条同构支链均通过转动副分别与动平台和静平台连接；轨迹生成机构，与所述三平移一转动力触觉并联机构平台的动平台串接；每条所述同构支链包括支撑连杆和平行四边形连杆，支撑连杆带动平行四边形连杆运动，从而使动平台相向或相背于静平台竖向运动，或者平行四边形连杆摆动使动平台相对于静平台周向转动。还公开了基于上述主端操作机构的核电装备运维装置，包括主端操作机构、力触觉虚拟现实系统、从端在线超声检测装置，主端操作机构控制检测装置，进行核电设备的检测与维护。

技术领域

本发明属于力触觉系统领域，尤其涉及力触觉系统主端操作机构，以及基于该主端操作机构的应用于核电装备的运维装置。

背景技术

力触觉系统中，基于力触觉能够通过主端控制机构远程控制从端运动机构执行准确的运动，在很多场合具有广泛应用前景。目前的力触觉系统中，难点在于如何通过主端控制机构使从端运动机构精确执行各种相应的运动，尤其是既需要大幅度运动又需要精准性运动的时候，或者说多种运动同时执行的场合。

核电装备的检测就符合上述场景，核电站环境复杂，核辐射又会对人体产生不可逆的伤害，但是为保证核电站长期的安全运行，核电站关键部件又需要定期检测与维护，尤其对于反应堆压力容器、核主泵等一次回路关键部件，更是不容有失，一旦出现突发性的故障，危害难以估量，历史上多次核事故已给人们带来惨痛的教训。

现在对核主泵，采用的是现场原位检测，主要是实时检测核主泵法兰连接中空螺栓的疲劳失效、腐蚀、裂纹等缺陷。目前主要采用在线超声检测装置，装置由环形齿圈轨道、周向移动小车和检测组件组成；环形齿圈轨道环抱于核主泵泵体之上，环形齿圈轨道通过柔性夹紧装置固定于核主泵泵体；周向移动小车安装于环形齿圈轨道之上，通过齿轮与环形齿圈轨道相配合，可在轨道上周向移动；检测组件与周向移动小车相连接，跟随小车在轨道上移动，检测组件采用纵向多平行板嵌套结构，可沿周向、径向和轴向移动，检测组件上安装有带有超声探头的检测杆，检测杆与检测组件的相对运动实现检测杆在末端扫查检测时的自转和升降，进而实现检测杆与主泵法兰连接中空螺栓的对孔、进孔、扫查任务。

现场原位检测由于环境复杂，现场有着较多的管线等障碍物，仅通过视觉反馈难以对核电环境做出精准的判断，如果检测时间长，又容易对现场检测人员造成影响，从而对检测和维护产生影响，甚至对精密仪器造成损伤。在这种情况下，力反馈对检测系统尤为重要。如果能够采用合适的力触觉系统，则既能方便检测人员，还可能提高检测的精度，能够提高操作的准确率和效率。但是，现有的力触觉系统中，还没有能够直接用于核电装备的这种多种运动状态并存，且运动幅度和精度都满足要求的系统装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种力触觉系统主端操作机构及力触觉核电装备运维装置，采用力触觉系统的力触觉反馈功能和具有多种运动的机构平台的主端操作机构，能够辅助主端操作人员感知复杂环境的力反馈，实现复杂运动系统的主从端运动控制。

基于本发明的机构的核电装备运维装置采用本发明的主端操作机构，能够辅助操作人员感知核电环境与设备运行状态，并通过主端操作机构控制从端的检测机构，从而进行核电设备的检测与维护，能够避免人员辐射暴露危险，实现核心装备的实时检测，提高检测效率和准确率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种力触觉系统主端操作机构，其特征在于，包括：

三平移一转动力触觉并联机构平台，包括动平台、静平台和多条同构支链，多条同构支链对称布置，每条同构支链均通过转动副分别与动平台和静平台连接；

轨迹生成机构，与所述三平移一转动力触觉并联机构平台的动平台串接；