[发明专利]用于核聚变环境下具有六自由度调节功能的部件转运装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及核聚变环境的技术领域，具体来说是一种用于核聚变环境下具有六自由度调节功能的部件转运装置。

 

背景技术

国际热核实验反应堆，即核聚变环境是目前核聚变领域内全球规模最大、影响最深远的大科学工程项目，主要目标是建造一个可持续燃烧的托卡马克核聚变实验堆，验证和平利用核聚变能的可行性。核聚变环境下使用的装置，其真空室内部的第一壁部件基本都是由铍制造或者有铍覆盖，在进行等离子体放电的时候，内部部件还可能被γ 射线活化和氚等污染。因此，在安装与维护装置的过程中，为防止上述污染辐射危害操作人员的健康，操作人员不准靠近现场，操作也受到相应的影响。基于上述原因，对真空室内部部件进行装配、维护等操作的时候，需要借助一种密封的转运车来协助完成。

核聚变环境下部件转运车的主要功能是在热室和真空室端口间运输内部部件，同时能够完成部件的拆除和安装，它主要包括三个子系统：运输器、车体和载荷部件处理设备，运输器包括气垫车(ATS)和托架，这两者是通用的、独立的和具有互换性的单元。车体由车厢和双密封门组成，它们组成一个密闭空间，能有效地防止辐射、粉尘等污染物的泄漏。载荷部件处理设备是用来将载荷部件从其工作位置上拆除或者将新部件安装到其工作位置上，同时将拆除的部件拉入或送出车厢中。

国内针对核聚变环境下部件转运车的研究也只是处在起步阶段，大多数的设计研究主要针对转运车中的单个模块的设计研究，而针对核聚变环境下转运装置的设计很少。王芬芬、姚达毛、李格等人在《机械设计与制造》杂志的2009年11月第11期上刊登的论文“核聚变环境下遥控运输车结构初步设计及分析”中提到的运输车结构框架，而没有给出具体的总体框架，使得转运车具体概念较模糊。李绍青、曹磊等人在《核聚变与等离子体物理》杂志的2011年3月第31卷第1期刊登的论文“核聚变环境下遥控运输车支撑腿的设计”只针对转运车中支撑机构-螺旋千斤顶支撑腿机构，该种支撑腿使得核聚变环境下转运车只有单个方向的自由度，而转运车在对接的过程较为复杂，单个自由度的支撑腿很难满足转运车的对接要求，支撑具有六个自由度才能更好满足转运车对接需求。同时该种腿部支撑机构对支撑大吨位载荷，缺乏稳定性，且对地面强度要求过高。覃世军、姚达毛等人在《机械设计与制造》杂志的2008年11月第11期上刊登的论文“核聚变环境下遥控运输车双密封系统FMEA分析”，只针对转运车车厢上的密封门系统进行了设计研究，而没有对整个核聚变环境下转运车系统进行分析。由于厢体对接是多自由度精准调节的过程，需要多自由度调节平台，而现有研究中所涉及的对接技术中均未考虑多自由度的调节，在实际使用中更无法完成任务。如何开发出一种可以用于核聚变环境下具有多自由度调节的部件转运装置已经成为急需解决的问题。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法针对核聚变环境下部件转运装置进行多自由度调节的缺陷，提供一种用于核聚变环境下具有六自由度调节功能的部件转运装置来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于核聚变环境下具有六自由度调节功能的部件转运装置，包括托架支撑系统和厢体，还包括安装在托架支撑系统和厢体之间的六自由度调节系统，所述的六自由度调节系统包括并联三自由度旋转平台和叠加三自由度移动平台，所述的厢体安装在并联三自由度旋转平台上，所述的叠加三自由度移动平台安装在托架支撑系统上。

所述的并联三自由度旋转平台包括上托板，上托板上方通过采用四面棱台对称布置的液压缸A、液压缸B、液压缸C、液压缸D与厢体固定安装。

所述的叠加三自由度移动平台包括中托板和下托板，上托板下方中部通过转台轴承单元连接中托板，中托板上安装有液压缸E，液压缸E穿过上托板并固定安装在上托板上方，中托板下方通过纵向导轨和液压缸F安装在下托板上，下托板下方通过横向导轨和液压缸G安装在托架支撑系统上。

还包括液压驱杆，所述的液压驱杆下部固定安装在上托板上方中部，液压驱杆上部采用十字铰链安装在厢体下。

还包括重载万向轮，所述的重载万向轮的数量为8 个，重载万向轮安装在上托板与下托板的压接处。

所述的纵向导轨和横向导轨的数量均为4个。

所述的厢体包括车厢主体、密封顶盖、密封门和冷却器，所述的密封顶盖配合密封边条固定在车厢主体顶部，所述的密封门通过对接窗口安装在车厢主体两端，所述的冷却器安装在车厢主体的侧面，所述的冷却器为蓄冷板。