核工业自动开封盖机器人机械系统设计与实现

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1、论文题目核工业自动开封盖机器人机械系统设计与实现专业学位类别工程硕士学号201122080636作者姓名黄刚指导教师葛树志教授分类号密级注1UDC学位论文核工业自动开封盖机器人机械系统设计与实现（题名和副题名）黄刚（作者姓名）指导教师葛树志教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称机械工程提交论文日期2014.03论文答辩日期2014.05学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。MECHANI

2、CALSYSTEMDESIGNIMPLEMENTATIONOFAUTOMATICBOLTTIGHTENINGROBOTINRADIATIONIＮRADIATIONENVIRONMENTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechanicalengineeringAuthor:HuangGangAdvisor:Prof.SamGeSchool:SchoolofMechatronicsEnginee

3、ring独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技

4、大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日2摘要摘要近年来，我国加快了核电站建设的脚步，与此同时，所产生的核废料也与日俱增。核废料处理成为了核电站工业工程的一个重要课题。水泥固化线是核废料处理的作业流水线，其中自动开封盖机器人是水泥固化线的核心组成部分。但是目前国内绝大多数核电站的自动开封盖机器人都是由国外购得，难以掌握其核心技术并且维护周期长，维修成本高。为了打破行业垄断，拥

5、有自动开封盖机器人的知识产权，中国广东核电集团和电子科技大学联合研发了本文所述自动开封盖机器人，用于完成对存放低放射性废物的金属桶的开盖和封盖，工艺流程复杂，自动化和智能化要求高，需在规定时间内完成全自动开封盖流程。本课题以自动开封盖机器人原理样机的研制为基础，通过解决核心技术问题，形成知识产权，为后续工程样机的研制提供有力支持，同时提高大型成套设备的自主设计能力。该装置主要由存放模块、支架模块、平动模块、升降模块、旋转模块五个模块组合构成，各个子模块通过通用接口进行组合；能够完成空间X/Y/Z和绕Z轴的旋转运动4

6、自由度运动，实现金属桶中心、螺栓和螺栓孔等精确定位功能。本文首先对自动开封盖流程进行分析，对总体方案进行设计，解决技术难点。同时将模块化理念应用于开封盖机器人中，把系统划分为各个功能模块，并加以组合，完成动力系统、执行系统、传动系统、控制系统设计。然后，采用Pro/E三维建模软件进行结构设计，对比现有拧紧轴产品的优缺点，进行创新设计，提高了拧紧轴的误差冗余度和适应性；借助Pro/E和ANSYS软件接口完成数据交换，对主要核心部件进行有限元分析，保证结构可靠性。最后，完成系统组装和调试后，进行系统试验，对装置的性能参

7、数、局部功能和整体功能进行检测，并进行可靠性测试。本文已完成自动开封盖机器人机械设计、加工及软件设计，现处于系统可靠性测试阶段。关键词：自动开封盖机器人，机械系统设计，模块化设计，拧紧轴IABSTRACTABSTRACTForthepastfewyears,Chinesenuclearpowerplantshaveincreasedrapidly,meanwhilenuclearwastehasthesamesituation.Therefore,nuclearwastedisposalbecomesanimpor

8、tantsubjectofthenuclearpowerplantindustry.Cementsolidificationlineistheoperatinglineofnuclearwastedisposal,andautomaticbolttighteningrobotisthecorepartofthecementsolidificationline