[实用新型]一种核电站水下运维机器人

说明书

本申请公开了一种核电站水下运维机器人，目的在于解决现有的水下机器人主要针对通常水下环境，无法满足核电站水下环境应用需求的问题。该机器人包括工作单元、连接线缆、自动收放线装置、控制系统；所述工作单元包括运维车体、驱动组件、浮力块、悬浮推进器、水下推进器；单组驱动组件由一个麦克拉姆轮和一个驱动电机构成；所述驱动电机设置在运维车体底端，所述驱动电机的输出轴与麦克拉姆轮相连。本申请的构思巧妙、设计合理，能够适应核电水池环境复杂的特点，且其具备灵活的运动性能与稳定的作业性能。本申请对于促进核电站的发展，保障工作人员的身体健康，降低核电站因停止运行所带来的经济损失，具有较高的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体为一种核电站水下运维机器人。

背景技术

目前，针对水下机器人，国内外已有部分研究。例如，Wood等开发了水下履带式考古机器人ROSCo。ROSCo是一款高性能远程操作水下履带式机器人，能够承担多种水下考古挖掘项目，具备回收海底垃圾和贵重物品的功能；能在深达90m的沿海水域中运行并适应不同的水下地形，可以搭载各种传感器。Wood等还研制了海底回收履带车的三代改型RG-III。RG-III具有浮力升降系统，通过浮力控制系统可以实时调节气囊大小，从而调整机器人水下浮力进行浮沉。RG-III既可以采用履带式底盘在海底爬行，又可以通过调节气囊大小及安装的四个推进器来在水下“飞行”，从而越过沉船、飞跃珊瑚礁等敏感区域。

日本JAMSTEC的Tomoya等研发了水下小型履带式机器人ABISMO，多次在马里亚纳海沟进行取样作业。Inoue等研发小型四摆臂履带式水下爬行机器人，通过摆臂可以调整机器人的行走姿态，提高了在软沉积物、斜坡和起伏等复杂地形的运动能力；在平坦地形上可以将履带臂收起来，提高了空间利用率。

日本日立研究所的Mori等设计了具备浮游、底板爬行和爬侧壁三种功能的水下机器人。巴西南圣保罗联邦大学的Ferreira等设计了浮游-爬行式水下机器人，进行浮式液化天然气生产储卸装置的检测，机器人使用超声波传感器来检测结构中的裂缝及位置。澳大利亚的ROVInnovations公司设计了浮游-爬行式的混合动力水下机器人，机器人空气中质量为135kg，采用聚丙烯框架和不锈钢为主材，在履带式模式下能产生1000N的推力，速度能达到1.5m/s，而在浮游模式下具备460N的推力，速度能达到1m/s。澳大利亚Nexis公司研制了一款水下履带式磁性机器人MicroMag。MicroMag具备强大的磁性底盘，可以在垂直或者水平倒置的黑色金属表面爬行作业。

另一方面，核电水池主要用于存储、冷却堆芯燃料。在核电站典型事故中，核电水池泄漏是比较常见的事故之一，对于核电水池的紧急修复作业更是世界性难题。另外，在核电站的日常生产中，大约每隔18到24个月就需要换料一次，每次移出的燃料棒都会带有较高的剩余衰变热，因此要通过毗邻的乏燃料池进行冷却。当乏燃料池发生漏水时，将会导致放射性物质外泄，造成核事故。换料水池包括核反应堆水池与核燃料水池，主要是核反应堆的燃料存放。一旦发生泄漏事故，同样会造成放射性物质外泄。

以往乏燃料水池和换料水池（以下均简称为水池）一旦发生池底或侧壁泄漏，需要抽干水池中的水，采用人工补漏作业，这会影响核电站正常运行和安全，耗时长、耗能大，损失以亿元计。此外，为了及时发现泄漏，核电站水池需要经常巡检，通常也是由人工完成，其高温、高湿、存在辐射的恶劣环境对作业工人的健康产生很大影响。

针对核电站水下环境的特点，现有的水下机器人存在一定的局限性。为此，本申请提供一种核电站水下运维机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有的水下机器人主要针对通常水下环境，无法满足核电站水下环境应用需求的问题，提供一种核电站水下运维机器人。本申请的核电站水下运维机器人作为一种新型载具平台，其构思巧妙、设计合理，不设置单独的转向部件，而是通过其内各部件的配合，实现相应的悬浮、升降、翻转、转弯操作，其结构合理、可靠性高、能够满足核电站水下环境的工作需要，具有较高的应用价值。