本申請(qǐng)屬于移動(dòng)機(jī)器人，具體涉及一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、核安全是核電發(fā)展的生命線，核主泵作為核島一回路系統(tǒng)中的“心臟”，能否在服役壽命周期內(nèi)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行將直接影響整個(gè)核電機(jī)組的安全性。在核主泵長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，一方面，高溫高壓的多工況耦合環(huán)境以及復(fù)雜多變的工況會(huì)導(dǎo)致各種部件級(jí)損壞甚至發(fā)生重大事故的概率增大，另一方面，核主泵因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)環(huán)相扣，各部件耦合程度高，一部件的損壞可能導(dǎo)致另一部件的損壞，因輕微故障引發(fā)重大故障甚至停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)不斷提高。因此，需要定期向核主泵進(jìn)行檢修維護(hù)作業(yè)。

2、核電站核島內(nèi)部設(shè)備布置緊密，換料大修及日常運(yùn)維期間，人員進(jìn)入核島對(duì)核主泵進(jìn)行檢修維護(hù)時(shí)，由于空間狹小受限，需要長(zhǎng)時(shí)間在輻照環(huán)境下作業(yè)，不僅威脅人員的生命健康，不利于集體劑量和個(gè)人劑量的管控，更浪費(fèi)大量的主線檢修時(shí)間、人力成本和帶來(lái)人員安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、隨著核電站裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，對(duì)機(jī)器人應(yīng)用的需求將日益迫切，如何設(shè)計(jì)應(yīng)用于核主泵檢修維護(hù)方面的機(jī)器人成為亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)致力于提供一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)各部件，以解決如何現(xiàn)有技術(shù)暫無(wú)核主泵檢修維護(hù)方面的機(jī)器人的技術(shù)問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，該復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人包括輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)。六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)分別布置在輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)的支撐平面上。補(bǔ)油系統(tǒng)與六軸機(jī)械臂相連。輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)用于移動(dòng)位置。攝像系統(tǒng)用于拍攝周邊環(huán)境和六軸機(jī)械臂操作環(huán)境。六軸機(jī)械臂用于識(shí)別注油的孔位?？刂葡到y(tǒng)用于控制補(bǔ)油系統(tǒng)對(duì)核主泵進(jìn)行注油。

3、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，六軸機(jī)械臂和攝像系統(tǒng)配置為具有高度可調(diào)節(jié)功能。

4、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，六軸機(jī)械臂采用2移動(dòng)副加4轉(zhuǎn)動(dòng)副的六軸機(jī)械臂。

5、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)均采用耐輻照設(shè)計(jì)。

6、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)包括底盤、扒手、前端減震柱、前端減震套筒、前端車輪懸架、前部車輪轉(zhuǎn)向架、車輪、前搖臂、履帶本體、中部車輪轉(zhuǎn)向架、中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架、升降柱、后端減震柱、后端減震套筒、后端車輪懸架、后搖臂、后部車輪轉(zhuǎn)向架、后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架和電池包。扒手通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接。前端減震柱通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接。前端減震套筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與前端車輪懸架連接。前端減震柱通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與前端減震套筒連接。前端車輪懸架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接。前部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與前端車輪懸架連接。車輪通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與前部車輪轉(zhuǎn)向架連接。前搖臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與履帶本體連接。履帶本體與升降柱固連。升降柱通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與底盤連接。后端車輪懸架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接。后端減震筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接。后端減震柱通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接。后端減震柱通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與后端減震套筒連接。中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接。中部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架連接。后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接。后部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架連接。后搖臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與履帶本體連接。電池包與底盤固連。

7、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，六軸機(jī)械臂包括底座、大臂套筒、大臂、小臂套筒、支撐筒、支撐桿、小臂、第一末端腕關(guān)節(jié)、第二末端腕關(guān)節(jié)、末端支撐架、3d視覺(jué)傳感器和油槍。大臂套筒通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座連接。大臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與大臂套筒連接。小臂套筒通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接。支撐筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂套筒連接。支撐桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接。支撐桿通過(guò)移動(dòng)副與支撐筒連接。小臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與小臂套筒連接。第一末端腕關(guān)節(jié)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接。第二末端腕關(guān)節(jié)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一末端腕關(guān)節(jié)連接。末端支撐架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二末端腕關(guān)節(jié)連接。3d視覺(jué)傳感器與末端支撐架固連。油槍與末端支撐架固連。

8、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，補(bǔ)油系統(tǒng)包括油箱、油路控制閥、油泵、油管接口、油管和油箱蓋。油路控制閥與油箱固連；油泵與油路控制閥和油箱固連；油管接口與油泵固連；油管與油管接口固連；油箱蓋與油箱固連。

9、在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施方式中，攝像系統(tǒng)包括攝像系統(tǒng)升降套筒、攝像系統(tǒng)升降柱、二自由度云臺(tái)和機(jī)器人攝像頭。攝像系統(tǒng)升降柱通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與攝像系統(tǒng)升降套筒連接；二自由度云臺(tái)與攝像系統(tǒng)升降柱固連；機(jī)器人攝像頭與二自由度云臺(tái)固連。

10、本申請(qǐng)技術(shù)方案的有益效果在于：該復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人中各個(gè)部分采用模塊化設(shè)計(jì)，利用輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)之間的相互配合實(shí)現(xiàn)對(duì)核主泵設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、維修等工作，一方面可以降低用于人工防護(hù)設(shè)備的成本及管理成本，另一方面降低了工作人員受輻照劑量和勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，該機(jī)器人采用輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)，靈活性高，越障能力強(qiáng)，可以通過(guò)樓梯、溝壑、斜坡等不同的地形，適用于核島內(nèi)部復(fù)雜多變的地形。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，包括輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，六軸機(jī)械臂和攝像系統(tǒng)配置為具有高度可調(diào)節(jié)功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，六軸機(jī)械臂采用2移動(dòng)副加4轉(zhuǎn)動(dòng)副的六軸機(jī)械臂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)均采用耐輻照設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)包括底盤、扒手、前端減震柱、前端減震套筒、前端車輪懸架、前部車輪轉(zhuǎn)向架、車輪、前搖臂、履帶本體、中部車輪轉(zhuǎn)向架、中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架、升降柱、后端減震柱、后端減震套筒、后端車輪懸架、后搖臂、后部車輪轉(zhuǎn)向架、后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架和電池包，扒手通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接，前端減震柱通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接，前端減震套筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與前端車輪懸架連接，前端減震柱通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與前端減震套筒連接，前端車輪懸架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接，前部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與前端車輪懸架連接，車輪通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與前部車輪轉(zhuǎn)向架連接，前搖臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與履帶本體連接，履帶本體與升降柱固連，升降柱通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與底盤連接，后端車輪懸架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接，后端減震筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接，后端減震柱通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接，后端減震柱通過(guò)彈簧驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與后端減震套筒連接，中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接，中部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與中部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架連接，后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后端車輪懸架連接，后部車輪轉(zhuǎn)向架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與后部車輪側(cè)面轉(zhuǎn)向架連接，后搖臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與履帶本體連接，電池包與底盤固連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，六軸機(jī)械臂包括底座、大臂套筒、大臂、小臂套筒、支撐筒、支撐桿、小臂、第一末端腕關(guān)節(jié)、第二末端腕關(guān)節(jié)、末端支撐架、3d視覺(jué)傳感器和油槍，其中，大臂套筒通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座連接，大臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與大臂套筒連接，小臂套筒通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，支撐筒通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂套筒連接，支撐桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接，支撐桿通過(guò)移動(dòng)副與支撐筒連接，小臂通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與小臂套筒連接，第一末端腕關(guān)節(jié)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接，第二末端腕關(guān)節(jié)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一末端腕關(guān)節(jié)連接，末端支撐架通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二末端腕關(guān)節(jié)連接，3d視覺(jué)傳感器與末端支撐架固連，油槍與末端支撐架固連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，補(bǔ)油系統(tǒng)包括油箱、油路控制閥、油泵、油管接口、油管和油箱蓋，其中，油路控制閥與油箱固連；油泵與油路控制閥和油箱固連；油管接口與油泵固連；油管與油管接口固連；油箱蓋與油箱固連。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一種復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，其特征在于，攝像系統(tǒng)包括攝像系統(tǒng)升降套筒、攝像系統(tǒng)升降柱、二自由度云臺(tái)和機(jī)器人攝像頭，其中，攝像系統(tǒng)升降柱通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副與攝像系統(tǒng)升降套筒連接；二自由度云臺(tái)與攝像系統(tǒng)升降柱固連；機(jī)器人攝像頭與二自由度云臺(tái)固連。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人，該復(fù)雜核環(huán)境下全地形移動(dòng)的注油機(jī)器人包括輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)、六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)。六軸機(jī)械臂、控制系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)分別布置在輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)的支撐平面上。補(bǔ)油系統(tǒng)與六軸機(jī)械臂相連。輪履復(fù)合式移動(dòng)系統(tǒng)用于移動(dòng)位置。攝像系統(tǒng)用于拍攝周邊環(huán)境和六軸機(jī)械臂操作環(huán)境。六軸機(jī)械臂用于識(shí)別注油的孔位?？刂葡到y(tǒng)用于控制補(bǔ)油系統(tǒng)對(duì)核主泵進(jìn)行注油。本申請(qǐng)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)各部件，以解決如何現(xiàn)有技術(shù)暫無(wú)核主泵檢修維護(hù)方面的機(jī)器人的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：張成亮,居冰峰,韓培,夏浩,林衛(wèi)峰,陳建新,孟成水,吳通,陳泳,孫安玉,何瓊?cè)?章瀘尹,王德?tīng)I(yíng),張川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南核電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7