液压机械臂在核工业中的应用.docx

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1、液压机械臂在核工业中的应用由于核工业本身及设备的特殊性，人员操作存在安全风险。随着核工业技术的发展，出于核产业快速发展和核安全的需要，采用机器人进行设备检修、放射性废物处理、退役、应急响应等工作越来越成为一种必然的趋势，进而带动了核工业机器人行业的发展。我国核机器人相对国外起步较晚，目前还主要依赖进口。国外尤其是以美国为代表，核机器人发展比较完备，涵盖了关键核设施维护机器人、核事故处理与救援机器人和小型爬壁式监测机器人。机器人的工作内容包括切割、搬运放射物质、关阀门、喷水等。关键核设施维护机器人主要是对关键核设施的维护、退役及放射性废物处理。核事故处理与救援机器人，即利用轮式、履带式移动

2、机器人，携带操作设备，进入事故现场，开展事故处理与救援相关工作，主要用于发生严重核电事故的情况。作业机器人石墨废料处理，设备拆除退役等，用到的机械臂一般载重较大，要求操作灵活。液压遥操作机械臂，在核工业中得到了越来越多的应用。力反馈技术应用由于涉及到安全精细操作，力反馈技术显得尤为重要。在此方面领先出于领先地位的是美国KraftTeleRobotics公司，该公司生产的7功能液压机械臂，采用主从手设计，带力反馈功能，能代替人手进行精细化操作。通过在操作控制器的独立关节中植入电子致动器便可以实现对机械臂的双向控制。这些致动器会对施加于机械臂的力作出反应，从而使得控制器产生同步运动，并在这一

3、过程中将力反馈至操作员，极大提升了操作员的临场感及操作的可控性。Kraft机械臂在核工业中的应用Kraft生产的液压遥操作机械臂从早期的三哩岛清理工作开始，就已经进入核工业领域。Kraft机械臂最初设计用于海底，完全密封，适合在严重污染的环境中使用。注：卡内基梅隆大学选择了Kraft机械臂用于远程作业车(RWV)。RWV用于远程侦察、修复、辐射环境净化操作的移动工作系统。安装在Workhorse上的Kraft机械臂展示了其在清理方面骄人的功能，因此Kraft机械臂在世界各地被广泛用于其他的核应用中。按照与Bechtel和GPU核公司的直接合同，Kraft提供机械臂系统，用于2号机组反应堆

4、容器内的燃料取出操作。在这一应用中，Kraft机械臂在反应堆容器中置于水下，用于除去核心燃料。Kraft机械臂具备6+1自由度，采用主从手设计，灵活可靠，可带力反馈功能。Kraft很早就将力反馈技术应用到其作业级机械臂中，经过36年的不断升级迭代，已相当成熟稳定。配备KraftGrips机械臂的RWV系统配备KraftGrips机械臂的RWV系统正在作业Kraft机械臂在核工业的应用案例1.化学和核废料检测FramatomeReTRIEVR长臂机器人定位臂，用于高灵敏Kraft机械臂在储罐和筒仓中的部署。ReTRIEVR由直径17英寸、长10英尺的独立链带构成，能够定位Kraft机械臂，

5、并在离入口60多英尺的地方作业。FramatomeReTRIEVR项目将Kraft Raptor力反馈机械臂用于检索密闭储罐和筒仓中的化学和核废料1.热电池拆除及钢板切割为了准备ScientechQuehannaD&D项目，安装在移动平台上的Kraft Predator展示了其执行各种热电池拆除任务的能力，包括用磨料锯片切割钢板。热电池拆除展示钢板切割展示1.石墨块清理清理阿尔贡国家实验室时，安装在“Rosie”上的Kraft捕食者机械臂正在处理石墨块。石墨块清理1.设备拆除Raptor猛禽机械臂被用于世界各地的核设施拆除工作，如图所示，安装于Redzone“MSRS”工作平台上的猛禽机

6、械臂，用于拆除受污染的设备。1.与Brokk结合Kraft机械臂已广泛使用于各种遥控Brokk机器。Brokk机提供了部署Kraft力反馈机械臂的绝佳平台。安装在臂铰接式Brokk吊杆末端的机械臂适用于各种工作场景。通过Brokk机的力量和机动性与Kraft机械臂的灵活性和直觉式控制的结合，操作员能够从安全的远程位置执行须用手完成的工作。装配KraftRaptor机械臂的Brokk90非常紧凑，可以在小空间机动Brokk90上的Kraft Raptor机械臂在德国卡尔斯鲁厄的Kernforschungszentrum(核研究中心)进行核废料远程处理