一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人的制作方法

本发明属于无损检测，具体涉及一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人。

背景技术：

1、随着核工业的发展，核电安全检测问题日益突出。蒸汽发生器热管的安全监测问题已成为核电安全中的一项重要内容。目前，适用于蒸汽发生器热管检测的机器人主要分为串联机器人及管爬机器人两种形式。管爬机器人以其结构简单、体积小、重量轻的优势逐渐占据市场主导地位。管爬机器人的本体主要由运动定位机构、检测工具、脚趾组成。目前，已应用的蒸汽发生器热管检测的爬行机器人主要有以下三种：zr-100，西屋的pegasys及韩国的指状夹持型机器人。

2、美国西屋pegasys机器人由基座部件、块部件以及足部件三部分构成。基座部件上载有检测装置以及管板孔夹紧装置，块部件连接于基座上，并能够实现相对于基座的直线运动与旋转运动，足部件固定于块部件上，并可实现管板上的孔的夹紧与释放，以实现机器人的定位。该机器人自身重量小、承载能力大、可快速完成无死区定位。但是，在不同排待检测热管的定位方面，需要频繁的变换脚趾位置，管孔检测的灵活性方面略显不足。

3、韩国的指状夹持型机器人(公开号：cn102456420a)由前后移动模块、左右移动模块、检测装置模块及夹持模块组成。夹持模块通过模仿手指的夹持功能夹紧在热管上。机器人通过两组不同的夹持模块的交替夹持与松开实现移动，配合检测装置的移动及旋转功能定位目标检测热管，实现管板上热管的检测。该装置的缺点在于夹持模块机构复杂，且夹持时要求待夹持热管不能为堵管。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，能够解决现有爬行式sg传热管检修机器人运动方式不够灵活、结构适应性较差的问题，使其具有较高运动灵活性和作业效率，并使其在面对不同型号的sg管板时具有较强的自适应能力。

2、本发明的技术方案如下：一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，包括基座模块、腿部模块和小臂模块，所述的腿部模块共有四个均设置在基座模块上方，小臂模块通过气动快换接头安装在其中一个腿部模块的下方，用于实现机器人的定位检修功能。

3、所述的基座模块包括基座箱体、基座上箱盖、基座下箱盖、髋关节电机模块，4个髋关节电机模块固定在基座上箱盖上，用于实现腿部模块髋关节的摆动，基座箱体连接基座上箱盖和基座下箱盖固定。

4、所述的基座箱体内部配置加强筋。

5、所述的腿部模块包括腿部第一关节模块、腿部第二关节模块和小臂模块，腿部第一关节模块安装在基座模块的上方，与髋关节电机模块相连接，腿部二关节模块安装在腿部第一关节模块的另一侧，与腿部第一关节模块内的膝关节电机模块的转子相连接，小臂模块安装在腿部第二关节模块的下方与腿部第二关节盖板连接。

6、所述的腿部第一关节模块包括膝关节电机模块、腿部第一关节外壳、腿部第一关节盖板，膝关节电机模块安装在腿部第一关节外壳上，腿部第一关节盖板安装在腿部第一关节外壳上方。

7、所述的腿部第一关节模块上的膝关节电机模块的输出端与腿部二关节模块的‘l’形腔体的另一端固定连接。

8、所述的腿部第二关节模块包括腿部第二关节外壳、腿部第二关节盖板、升降脚趾模块，腿部第二关节模块内部放置io板与脚趾电磁阀，升降脚趾模块连接安装在腿部第二关节外壳的一端，升降脚趾模块安装在腿部第二关节外壳上。

9、所述的小臂模块包括小臂关节连接座、气动快换装置、工具模块，小臂关节连接座一端与腿部模块中的升降较重模块相连接，小臂关节连接座的另一端与气动快换装置相连接。

10、所述的小臂模块通过小臂关节连接座连接在升降脚趾模块上。

11、本发明的有益效果在于：本发明结构形式简单、运动方式灵活多样、结构自适应能力强，使其具有较高运动灵活性和作业效率，并使其在面对不同型号的sg管板时具有较强的自适应能力；本发明共具有12个运动自由度，其中有8个主动的连续运动自由度和4个被动的连续运动的自由度。8个主动的运动自由度均由电机驱动，搭配绝对式旋转编码器等位置传感器，可以保证各运动自由度均可进行精确的连续运动。8个连续运动自由度使得本发明具有更大的连续的工作空间，且运动方式灵活，在其工作空间内可以进行自由灵活的连续运动。由于管孔位置离散，因此连续的工作空间可以有效适应任意规格的蒸汽发生器。本发明在行走时为四足构型，根据四足机器人的特点，可以进行灵活的行走运动，并且能够很大程度的适应各种情况下的障碍、堵孔及不可落足位置的限制。本发明在工作时可以利用三足抓持，剩余一足作为作业臂进行检修作业。本发明在移动时可以利用四足抓持状态与三足抓持状态交替，从而实现运动。本发明可以在移动的同时将工具定位到指定位置，实现边走边检的效果，提高了作业效率。本发明的混连自由度配置使机器人的各个脚趾在一个位置定位夹紧时可以检修更多的管孔，而且每个脚趾都可以单独定位到其他管孔，从而大大减少了机器人脚趾在管板上的定位夹紧动作，减轻了管板因定位夹紧而产生损坏的风险，增加了管孔的使用寿命。本发明运动自由度设计清晰，各运动自由度的驱动部件、传动部件及其相应的控制部件均集中设计安装，利于运动功能结构的模块化升级，且便于日常的使用和维护拆装。

技术特征：

1.一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：包括基座模块、腿部模块和小臂模块，所述的腿部模块共有四个均设置在基座模块上方，小臂模块通过气动快换接头安装在其中一个腿部模块的下方，用于实现机器人的定位检修功能。

2.如权利要求1所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的基座模块包括基座箱体、基座上箱盖、基座下箱盖、髋关节电机模块，4个髋关节电机模块固定在基座上箱盖上，用于实现腿部模块髋关节的摆动，基座箱体连接基座上箱盖和基座下箱盖固定。

3.如权利要求2所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的基座箱体内部配置加强筋。

4.如权利要求1所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的腿部模块包括腿部第一关节模块、腿部第二关节模块和小臂模块，腿部第一关节模块安装在基座模块的上方，与髋关节电机模块相连接，腿部二关节模块安装在腿部第一关节模块的另一侧，与腿部第一关节模块内的膝关节电机模块的转子相连接，小臂模块安装在腿部第二关节模块的下方与腿部第二关节盖板连接。

5.如权利要求4所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的腿部第一关节模块包括膝关节电机模块、腿部第一关节外壳、腿部第一关节盖板，膝关节电机模块安装在腿部第一关节外壳上，腿部第一关节盖板安装在腿部第一关节外壳上方。

6.如权利要求5所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的腿部第一关节模块上的膝关节电机模块的输出端与腿部二关节模块的‘l’形腔体的另一端固定连接。

7.如权利要求4所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的腿部第二关节模块包括腿部第二关节外壳、腿部第二关节盖板、升降脚趾模块，腿部第二关节模块内部放置io板与脚趾电磁阀，升降脚趾模块连接安装在腿部第二关节外壳的一端，升降脚趾模块安装在腿部第二关节外壳上。

8.如权利要求4所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的小臂模块包括小臂关节连接座、气动快换装置、工具模块，小臂关节连接座一端与腿部模块中的升降较重模块相连接，小臂关节连接座的另一端与气动快换装置相连接。

9.如权利要求8所述的一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人，其特征在于：所述的小臂模块通过小臂关节连接座连接在升降脚趾模块上。

技术总结本发明属于无损检测技术领域，涉及一种适用于不同规格管板的蒸汽发生器爬行机器人。包括基座模块、腿部模块和小臂模块，所述的腿部模块共有四个均设置在基座模块上方，小臂模块通过气动快换接头安装在其中一个腿部模块的下方，用于实现机器人的定位检修功能。有益效果在于：本发明结构形式简单、运动方式灵活多样、结构自适应能力强，使其具有较高运动灵活性和作业效率，并使其在面对不同型号的SG管板时具有较强的自适应能力；本发明共具有12个运动自由度，其中有8个主动的连续运动自由度和4个被动的连续运动的自由度。8个主动的运动自由度均由电机驱动，搭配绝对式旋转编码器等位置传感器，可以保证各运动自由度均可进行精确的连续运动。技术研发人员：高厚秀,樊继壮,王俊涛,廖述圣,张宽受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15