聚变堆真空室维护重载机器人CMOR若干关键技术研究

发布时间：2025-07-03 04:29

　　中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国自主设计和研制并联合国际合作的重大科学工程。聚变实验堆内部部件在运行过程中受巨大而复杂的热负荷、电磁载荷以及中子辐照作用会出现损伤从而影响堆运行工作,必须进行维护。由于维护环境具有强辐射性,需采用遥操作机器人对堆芯部件进行维护。当前国际上托卡马克装置主要采用远程人工遥控维护的策略,效率较低且不够灵活,不符合未来聚变堆智能化维护要求。因此,中国科学院等离子体物理研究所聚变堆遥操作维护小组设计了新一代聚变堆智能维护系统——CFETR多功能重载机械臂CMOR(CFETR Multipurpose Overload Robot)系统,其主要承担偏滤器第一壁维护、内部部件观测、真空室氚灰清理等任务。由于聚变堆内部维护空间大且几何构型复杂,且需完成精细的维护任务,CMOR被设计为主从构型的多自由度机械臂。主臂,又称运输臂,具有柔性、多自由度、重载等特性,用于从臂系统在真空室内部的运输及定位;从臂,又称末端,为双臂结构,具有高刚度、高精度等特性,用于补偿主臂的精度误差,从而实现遥操作精细维护。本文针对其CMOR系统运动学中所涉及的几个关键问题进行研究。主要内容如下...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２?ＣＭＯＲ系统工作空间尺寸??目前己有的聚变遥操作的控制方式智能化程度较低，现有的维护方式主要??有借助相机辅助观察进行运动规划，如ＡＩＡ机器人，ＥＡＭＡ机器人；主从式运动??２??

?第１章绪?论???臂设计是无法满足几何限制条件，故需设计多个长度适宜的关节以满足可达空??间需求。结合以上设计任务，设计了一款多自由度的长悬臂机器人。长悬臂机器??人尺寸较大，臂总长远超于普通工业机器人，故机械臂自重较大。由于设计、制??造、装配及材料柔性等因素，自重较大、臂长....

图１．３?ＪＥＴ装置遥操作系统??

???第１章绪?论???１．２．１遥操作系统的国外研究现状??１．?ＪＥＴ遥操作系统??国外的遥操作维护起步较早，可追溯到１９８３年ＪＥＴ装置的遥操作维护??１９９８年，聚变遥操作维护装置第一次在ＪＥＴ装置中进行工程试验［９ｎｉ〇］［ｎ］，通过??对已有装置的升级改造，并在本世纪....

图１．４?ＪＥＴ装置末端双臂系统Ｍａｓｃｏｔ??

???第１章绪?论???１．２．１遥操作系统的国外研究现状??１．?ＪＥＴ遥操作系统??国外的遥操作维护起步较早，可追溯到１９８３年ＪＥＴ装置的遥操作维护??１９９８年，聚变遥操作维护装置第一次在ＪＥＴ装置中进行工程试验［９ｎｉ〇］［ｎ］，通过??对已有装置的升级改造，并在本世纪....

图１．６?ＩＴＥＲ遥操作系统??（１）?ＩＴＥＲ偏滤器遥操作系统??，，

?示。??ＩＴＥＲ是多方共建的聚变装置项目，相关的的课题研究也分到了对应成员国或组??织的单位进行设计。??＿？辦??＿Ｗｅｒｃａ？Ｓｙ?伽＂??ＭｒｌＳｒ?Ｈｏ謹?—ｗ??Ｔｅｓｔ?Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ?Ｒｅｍｏｔｅ?Ｈａｎｄｌｉｎｇ?Ｓｙｓｔｅｍ??Ｆｉｒｓｔ?Ｗａｌｌ?Ｂｌ....

本文编号：4055772