[发明专利]轨道行走机器人嵌套运动线缆的穿越排布和拖车承载装置

说明书

本发明公开了轨道行走机器人嵌套运动线缆的穿越排布和拖车承载装置，属于核电设备中复杂柔性线缆布置技术领域。机器人线缆从嵌套运动框架内部穿越线槽汇聚至外框一侧，通过拖线小车固定承载。机器人由可相对运动的多层嵌套框架机构、检测杆等组成，可绕核主泵泵体周向、径向、升降运动；检测杆对中空螺栓检测时，固定于机器人的线缆随其运动，线缆从端部穿越挂靠在相对运动最小的相邻嵌套层，预留出走线长度，汇聚至外框一侧，拖线小车一侧与机器人铰接并随动，拖线小车上层板件设有线夹固定槽，用于放置固定线夹；用弹性细杆模型及悬链线理论，计算运动线缆的长度、最小弯曲半径及固定点，避免线缆干涉及摩擦并减轻设备承载压力提高运行稳定性。

技术领域

本发明属于核电设备中复杂柔性线缆布置技术领域，具体涉及轨道行走机器人嵌套运动线缆的穿越排布和拖车承载装置。

背景技术

为维护核电站的正常进行，国内外对核电运维特种机器人进行了大量设计。核主泵中空螺栓的检测是在狭窄空间内进行深孔作业，采用无损检测技术以防对其造成损害。设备进行无损检测时往往需要设置支撑检测平台以及实施检测操作的检测机器人进行嵌套运动，其电源线、信号线等线缆控制检测机器人操作且与之随动，由于检测机器人内部空间狭窄且零件间存在相对运动，外部线缆数量多，重量大，易缠绕。所以线缆作为机电产品中连接电器元件的重要零件，其排布设计的合理性与可靠性决定了机电产品的质量及市场竞争力；线缆的布置也是一般机器人共性问题。

由于机器人内部有相对运动的线缆，可能干涉机器人的正常运行，较重的线缆还会对机器人的位姿精度造成影响，有时风力飘荡等多场载荷也会影响的位姿及扫掠空间，从而影响机器人操作；不合理线缆布置导致转弯角度过大，可能会导致内部受到机械性损伤，从而使绝缘层破坏，导致电缆故障；由于线缆还因线缆、中间接头拖地磨损，潮气入侵导致绝缘强度下降，从而引发故障。

综上所述，线缆的合理排布以及外部线缆的承载问题有待解决，是机器人稳定运行的关键。

发明内容

本发明提供了轨道行走机器人嵌套运动线缆的穿越排布和拖车承载装置，旨在运用一种弹性细杆模型及悬链线理论，进行线束仿真计算运动线缆，模拟分析线缆动作对内部线缆合理排布；通过外置随动拖线小车对外部线缆集中承载，避免外部线缆线缆摩擦，并减轻机器人承载压力，提高运行稳定性。

采取以下技术方案来实现：

轨道行走机器人嵌套运动线缆的穿越排布和拖车承载装置，包括在被检测物体上环形轨道平台分别活动安装的机器人和拖线小车，所述机器人上承载内部线缆，所述内部线缆穿越机器人成为外部线缆，所述拖线小车用于承载从机器人穿越出来的外部线缆。

需要说明的是，被检测物体为圆柱筒体结构，例如核主泵泵体；机器人选用检测机器人。

优选的，所述机器人的结构为多层嵌套框架结构；所述多层嵌套框架结构包括周向移动小车框架、检测杆升降轨道框架、检测杆升降平台、检测杆和外框，所述周向移动小车框架设在环形轨道平台上，在环形轨道平台上行走，更进一步的，所述周向移动小车框架通过滚轮在环形轨道平台上行走，所述外框活动设在周向移动小车框架上，相对于环形轨道平台做径向运动，也相对于环形轨道平台做升降运动，更进一步的，所述外框的上部和底部通过滑轨滑动安装在周向移动小车框架上，所述检测杆升降轨道框架安装外框上，更进一步的，所述检测杆升降轨道框架固定安装在外框上，所述检测杆升降平台活动安装在检测杆升降轨道框架上，更进一步的，所述检测杆升降平台滑动安装在检测杆升降轨道框架上，所述检测杆安装在检测杆升降平台上，更进一步的，所述检测杆的底部转动安装在检测杆升降平台上，并通过检测杆升降平台在检测杆升降轨道框架上实现升降，目的是在检测核主泵泵体上的中空螺栓时，检测杆可中空螺栓内部升降探查；

所述内部线缆按照自左向右或自右向左、自下而上挂靠原则和相对运动最小的相邻嵌套结构原则在机器人内部进行布线，当机器人运动时，内部线缆不会因为机器人上各嵌套结构间的相对运动而产生内部线缆钩挂、阻碍或内部线缆不合理固定排布引起的干涉，影响机器人的正常工作。