一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人的制作方法

1.本发明属于机器人及检测技术，具体涉及一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人。


背景技术：

2.乏燃料就是燃耗深度已达到设计卸料燃耗，从反应堆中卸出且不再在该反应堆中使用的核燃料组件(即乏燃料组件)中的核燃料。其中有未裂变和新生成的易裂变核素、未用完的可裂变核素、许多裂变产物和超铀元素。乏燃料水池作为一种湿法储存的手段被广泛的应用现阶段的压水反应堆中，通常用支架或吊篮和(或)也装有液体的容器罐作为支撑。水池中燃料周围的液体可以起到散热和屏蔽辐射的作用，而支架或其他装置则可确保能够维持次临界状态的几何布置。
3.乏燃料水池的内壁上铺设了一层薄不锈钢板，称之为覆板，覆板之间通过焊接的方式拼接起来，覆盖了整个乏燃料水池的内壁。因乏燃料具有较高的放射性，如果覆板间拼接的焊缝存在质量问题，则一段时间后可能会出现乏燃料水池中的放射性冷却水渗出到覆板外的情况，危害核电站的安全，故需要对覆板焊缝的质量进行检查。
4.乏燃料水池壁面面积较大，无损检测现阶段主要是役前执行，而在役保障技术尚不具备，也是当前业界十分急迫需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，它能够有效的解决核电站乏燃料水池不锈钢覆板焊缝渗漏的问题。
6.本发明的技术方案如下：一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，包括检测机器人装置，检查装置和系缆装置；所述的测机器人装置上设有检查装置，检测机器人装置与系缆装置连接。
7.所述的检测机器人装置包括可拆式rov装置、涡流吸附式爬行装置；所述的可拆式rov装置、涡流吸附式爬行装置通过可拆卸件进行连接。
8.所述的系缆装置通过防水电缆组件与检测机器人装置连接。
9.所述的系缆装置包括防水连接器、遥控操作装置和控制器，防水电缆组件与防水连接器连接，防水连接器通过控制系统与遥控操作装置连接，遥控操作装置与控制器连接。
10.所述的检查装置包括涡流吸附式爬行装置。
11.所述的涡流吸附式爬行装置包括浮力材的车体本体、两只涡流吸盘装置、两组驱动履带装置、照明装置和测速装置。
12.所述的两只涡流吸盘装置对称安装于均匀安装于涡流吸附式爬行装置的下表面。
13.所述的可拆式rov装置包括结构框架，四只导管推进器和集线盒。
14.所述的结构外框整体加工预留四个导管推进器的空间。
15.本发明的有益效果在于：通过对浮游装置的控制，可以实现该机器人在水面和水
下多姿态的调整，实现机器人在不同姿态下的前进后退、转艏和翻转等运动功能以及巡检功能。当机器人通过控制调整，切换到爬壁吸附状态工作时，机器人可以实现在侧壁的直线运动、转向、吸附状态下探头的横移调整等基本功能，当探头夹持工具夹带探头时，机器人则可以实现对于可达区域的缺陷检查。
附图说明
16.图1为本发明所提供的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人仰视示意图；
17.图2为检查装置侧视示意图；
18.图3为可拆式rov装置示意图；
19.图4为涡流吸附式爬行装置的一个视角示意图；
20.图5涡流吸附式爬行装置的另一种视角示意图。
21.图中：1检测机器人装置，3系缆装置，4控制系统，11可拆式rov装置，12涡流吸附式爬行装置，31防水电缆组件，32防水连接器，41接线合体的遥控操作装置，42控制器，111结构框架，112导管推进器，113集线盒，121涡流吸盘装置，122驱动履带装置，123照明装置，124测速装置。
具体实施方式
22.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
23.乏燃料水池焊缝检查装置的浮游方式时，需要把浮游载体安装到爬行机器人上。在岸上调试完毕后，直接用主电缆把爬行机器人放到乏燃料池中，启动浮游载体将爬壁机器人游动被检位置附近，再控制浮游载体将爬行机器人的底面贴到乏燃料池的壁面上，启动涡流吸盘装置，此时爬壁机器人能很好地吸附在壁面上，然后关掉浮游载体，接着接照检查顺序对该平面的焊缝进行检查。检查完毕，关掉涡流吸盘，启动浮游载体，按照上述方法将爬行机器人送到下一个壁面进行检查，直到所有平面检查完毕，最后用主电缆将检查装置从乏池中取出。
24.下面结合附图，对本发明作具体说明。
25.如图1所示，一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人包括检测机器人装置1，检查装置2和系缆装置3。
26.检测机器人装置1包括可拆式rov装置11、涡流吸附式爬行装置12；所述的可拆式rov装置11、涡流吸附式爬行装置12、检查装置2通过可拆卸件进行连接；系缆装置3通过防水电缆组件31与检测机器人装置1连接。
27.其中，所述的系缆装置3包括防水连接器32、遥控操作装置41和控制器42，防水电缆组件31与防水连接器32连接，防水连接器32通过控制系统4与遥控操作装置41连接，遥控操作装置41与控制器42连接。
28.如图2所示，检查装置2包括涡流吸附式爬行装置12，
29.如图3所示，可拆式rov装置11包括结构框架111，四只导管推进器112和集线盒113。其中，结构外框111整体加工预留四个导管推进器112的空间，通过整体安装，将图示右侧两个导管推进器横向安装，保证其驱动工作状态下的推进力向前，图示右侧的两个导管
推进器垂直安装，保证其驱动工作状态下的推进力向下。通过对于不同位置的推进器的驱动工作，可以保证在涡流吸附式装置不开启，工作于浮游状态下的各个姿态的调整及功能实现。同时在集线盒113中集成了深度和姿态传感器，以便通过反馈的测量信号对其进行相应姿态调整。
30.图4为涡流吸附式爬行装置12的局部示例，涡流吸附式爬行装置12是由安装有浮力材的车体本体、两只涡流吸盘装置121(如图5所示)、两组驱动履带装置122、照明装置123、测速装置124(如图5所示)以及局部的集线出线装置组成。
31.涡流吸附式爬行装置12主要是在rov装置11在浮游状态下助力，开展爬壁运行工况的装置，此阶段rov装置11此时的推进器全部停止工作。在驱动系统的驱动下，两组驱动履带装置122工作，在此过程中，通过控制履带的驱动电机转速，实现履带的前进、后退、转向等功能，实现机器人对于检测对象的跟踪和定位。由于水池下的局部区域昏暗，在机器人的横移导轨的后端在爬行装置的本体内嵌的照明装置123，照明装置是由两组灯管紧排组成。
32.如图5所示，两只涡流吸盘装置121对称安装于均匀安装于涡流吸附式爬行装置12的下表面，两只涡流吸盘同时驱动，同时工作，当rov装置的姿态调整为吸盘转动轴线与乏池侧壁表面垂直或者与侧壁法线呈较小夹角时，且整个机器人本体部分靠近侧壁时，两只涡流吸盘装置121即开启工作实施侧壁吸附，此状态下，浮游部分的rov推进器和吸盘涡流吸盘是同时工作，当完成稳定吸附后，rov推进器则断开驱动，使得机器人爬行本体完全工作在吸附爬行状态，此时测速装置的终端编码器124与水池的壁面紧密接触，当机器人沿壁面开始运动时，测速装置则可以通过编码信息实时反馈车体的位置与速度信息。

技术特征：
1.一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：包括检测机器人装置，检查装置和系缆装置；所述的测机器人装置上设有检查装置，检测机器人装置与系缆装置连接。2.如权利要求1所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的检测机器人装置包括可拆式rov装置、涡流吸附式爬行装置；所述的可拆式rov装置、涡流吸附式爬行装置通过可拆卸件进行连接。3.如权利要求1所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的系缆装置通过防水电缆组件与检测机器人装置连接。4.如权利要求1所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的系缆装置包括防水连接器、遥控操作装置和控制器，防水电缆组件与防水连接器连接，防水连接器通过控制系统与遥控操作装置连接，遥控操作装置与控制器连接。5.如权利要求1所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的检查装置包括涡流吸附式爬行装置。6.如权利要求5所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的涡流吸附式爬行装置包括浮力材的车体本体、两只涡流吸盘装置、两组驱动履带装置、照明装置和测速装置。7.如权利要求6所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的两只涡流吸盘装置对称安装于均匀安装于涡流吸附式爬行装置的下表面。8.如权利要求2所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的可拆式rov装置包括结构框架，四只导管推进器和集线盒。9.如权利要求8所述的一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人，其特征在于：所述的结构外框整体加工预留四个导管推进器的空间。

技术总结
本发明属于机器人及检测技术，具体涉及一种适用核电厂乏燃料水池巡检水下浮游和爬壁的机器人。包括检测机器人装置，检查装置和系缆装置；所述的测机器人装置上设有检查装置，检测机器人装置与系缆装置连接。所述的检测机器人装置包括可拆式ROV装置、涡流吸附式爬行装置；所述的可拆式ROV装置、涡流吸附式爬行装置通过可拆卸件进行连接。本发明的有益效果在于：通过对浮游装置的控制，可以实现该机器人在水面和水下多姿态的调整，实现机器人在不同姿态下的前进后退、转艏和翻转等运动功能以及巡检功能。巡检功能。巡检功能。


技术研发人员：祁攀 吴东栋 管朝鹏 张志义
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：2021.11.04
技术公布日：2023/5/5