CN101645562B - 核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，包括运输设备连接部件、实验堆主机连接部件；运输设备连接部件包括定位销及多功能插头，实验堆主机连接部件包括定位孔与插座；运输设备连接部件固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备上，实验堆主机连接部件固定在核聚变实验堆的主机上，运输设备连接部件通过多功能插头插入实验堆主机连接部件的插座中与实验堆主机连接部件连接，并通过定位销插入定位孔进行定位。本发明运用一套连排插座与多功能插头实现运输设备与聚变实验堆主电路之间的对接、控制信号的传输等。本发明可实现远程控制操作，避免了核聚变实验堆内部的放射性物质对操作人员的威胁，提高了核聚变实验堆操作的安全性。

Description

核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器
技术领域
本发明涉及核能科学与工程学领域，尤其是核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，主要功能是解决大型核聚变实验堆远程遥控运输设备运行过程中的电力、信号等的转换和传输问题。
背景技术
自从1919年英国的E.卢瑟福首次人工实现核反应以来，伴随而来的核辐射就一直是困扰人类的一个大问题。由于核辐射对人体健康有着巨大的伤害，目前各发达国家均在大力发展核环境下的遥控操作机器人与自动运装车，用于核设施的检测、维护、设备停运和抢救等方面。以正在建造的国际热核聚变堆工程(ITER)为例，其面对等离子体的包层第一壁材料使用了大量的金属铍，铍是剧毒物质，会对人体造成极大的危害。另外聚变反应会产生大量中子和射线，使得面对等离子体的部件包括包层、诊断仪器、用于加热等离子体的微波天线以及偏滤器等部件的材料处在直接辐照中，在运行过程中都将被活化，直接辐射出较强的贝它(beta)和伽玛(gamma)射线。同时，由于反应气体氚具有放射性，它与周围的材料直接接触，使得部分氚发生沉积和滞留，导致所有面对等离子体的材料具有氚的放射性。因此这些部件和设备的更换维护必须由远程遥控运输设备来完成，以确保工作人员不会接触到有毒物质。
各部分从核聚变实验堆主机到维修室的运送过程必须屏蔽氚和微尘污染。一般是通过一个远程遥控运输系统来实现。
对于运用在核环境下的远程遥控运输设备而言，首先要实现自身的移动，其次是实现与主机的精确对接，然后通过遥控操作工具将待维护的部件拆除并装入设备中，接着将部件运送至维修厂区进行更新维护。最后重复上述步骤将维护好或者更换后的部件重新装入实验堆主机中。其内部各部件诸如密封门、遥控操作工具以及传感器、相机等各种仪器等都需要电力和信号联接，但由于其操作行程长，依靠有线电力和信号传输方式会使得系统过于繁杂。同时由于其操作时间久、操作负载大，因此完全依靠电池组供电也不现实。最佳方案是在运输设备移动时依靠电池供电，就位后对部件进行遥控操作时依靠主机电源系统供电。因此如何实现两者之间的转化成为解决问题的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，从核聚变实验堆远程遥控操作设备的需要出发，运用机械和液压机构，实现远程遥控运输设备与实验堆主电源的转接、控制信号的传输等等功能。
核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：包括运输设备连接部件、实验堆主机连接部件；所述运输设备连接部件包括定位销及多功能插头，所述实验堆主机连接部件包括定位孔与插座；所述运输设备连接部件固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备上，所述实验堆主机连接部件固定在核聚变实验堆的主机上，所述运输设备连接部件通过多功能插头插入所述实验堆主机连接部件的插座中，可与实验堆主机实现通讯连接，并通过定位销插入定位孔进行定位。
所述的核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：所述的运输设备连接部件包括底板，通过底板固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备前端，所述的底板两端分别固定安装有液压缸、导杆；还包括有插头安装板，所述的插头安装板两端分别与液压缸活塞杆固定连接，所述的插头安装板上安装有直线轴承，所述的直线轴承与所述的导杆配合，插头安装板通过直线轴承在液压缸的驱动下沿导杆直线移动；所述的插头安装板外表面安装有插头与定位销，所述的定位销头部成锥形；所述的实验堆主机连接部件包括有左、右两个支撑板，通过支撑板固定在核聚变实验堆的主机上，所述支撑板背面设置有导轨，导轨上配合有滑动块；还包括有插座安装板，所述插座安装板上固定有与运输设备连接部件的多功能插头配合的多个插座，所述插座安装板两端还分别固定连接有橡胶支撑柱，所述橡胶支撑柱另一端固定在所述滑动块上，位于插座安装板上插座两端还分别设置有与运输设备连接部件的定位销对应配合的定位孔；所述插座安装板面向支撑板的一面其两端还设置有转座，转座上转动安装有弯曲的锁紧扣，所述锁紧扣的一端位于定位孔外侧，运输设备连接部件的定位销插入定位孔中时，定位销头部抵压所述锁紧扣的一端。
所述的核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：所述插头安装板及插座安装板均为不锈钢板。
本发明分为两部分，一部分是运输设备连接部件，包括一个底板，两个水平的液压缸、两套水平的直线轴承和一套成行列排列的多功能插头。底板固定在远程遥控操作设备底部前端。多功能插头固定在不锈钢材料的插头安装板上，通过直线轴承与底板相连接，两侧对称布置两个水平液压缸，通过液压缸的同步伸缩对本发明核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器的水平纵向位置进行调节。在插头安装板两侧有两个定位销，用于插头插座对接时的定位调节。
另一部分是实验堆主机连接部件，包括两个支撑板、两套竖直的导轨、橡胶支撑柱和一套成行列排列的插座。支撑板固定在实验堆主机上。插座固定在不锈钢材料的插座安装板上，两侧通过柔性橡胶支撑柱与直线的导轨上的滑动块相连接，导轨连接在支撑板上，从而实现垂直方向运动。其他方向的位置调节靠柔性橡胶来实现。另外在与运输设备连接部件的定位销相对应位置布置两套锁紧构件，在本发明核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器分开时固定插座安装板。在联接时通过定位销的作用将锁紧机构推开，使得插座处于自由状态，方便定位销等机构实现对准，最终实现插头插座的精确对接。
本发明两部分具体连接的实施步骤如下：
1、气垫将运输设备连接部件运载到实验堆主机连接部件位置。
2、运输设备连接部件的液压缸运动将插头安装板向前推进。
3、插头安装板两侧的定位销插入插座安装板两侧的定位孔。
4、插头安装板继续前进，定位销推动实验堆主机连接部件的锁紧扣，使得插座安装板脱离导轨，实现三维可调。
5、插头安装板继续前进，定位销完全进入定位孔，完成插头安装板与插座安装板的精密对准。
6、插头安装板继续前进直到所有插头和插座结合完毕。
本发明两部分断开的步骤与上述过程相反。
本发明运用一套连排插座与多功能插头实现运输设备与聚变实验堆主电路之间的对接、控制信号的传输等。连排插座与多功能插头之间的对准运用机械、液压等手段，结合柔性橡胶的位置调节作用共同实现，能够实现插座与多功能插头之间联接和断开的自动控制。本发明可实现远程控制操作，避免了核聚变实验堆内部的放射性物质对操作人员的威胁，提高了核聚变实验堆操作的安全性。
附图说明
图1是本发明运输设备连接部件结构图。
图2是本发明核聚变实验堆主机连接部件结构图。
图3是本发明运输设备连接部件与核聚变实验堆主机连接部件结合俯视图。
具体实施方式
核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，包括运输设备连接部件15、实验堆主机连接部件16；所述运输设备连接部件15包括定位销6及多功能插头5，所述实验堆主机连接部件16包括定位孔12与插座9；所述运输设备连接部件15固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备上，所述实验堆主机连接部件16固定在核聚变实验堆的主机上，所述运输设备连接部件15通过多功能插头5插入所述实验堆主机连接部件16的插座9中，可与实验堆主机连接部件连接为一体，并通过定位销6插入定位孔12进行定位。
所述的运输设备连接部件15包括底板1，通过底板1固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备前端，所述的底板1两端分别固定安装有液压缸3、导杆；还包括有插头安装板4，所述的插头安装板4两端分别与液压缸3活塞杆固定连接，所述的插头安装板4上安装有直线轴承2，所述的直线轴承2与所述的导杆配合，插头安装板4通过直线轴承2在液压缸3的驱动下沿导杆直线移动；所述的插头安装板4外表面安装有多个成行列排列的插头5与定位销6，所述的定位销6头部成锥形；所述的实验堆主机连接部件包括有左、右两个支撑板7，通过支撑板7固定在核聚变实验堆的主机上，所述支撑板7背面设置有导轨，导轨上配合有滑动块11；还包括有插座安装板8，所述插座安装板8上固定有与运输设备连接部件的多功能插头配合的插座9，所述插座安装板8两端还分别固定连接有橡胶支撑柱10，所述橡胶支撑柱10另一端固定在所述滑动块11上，位于插座安装板8上插座9两端还分别设置有与运输设备连接部件的定位销对应配合的定位孔12；所述插座安装板8面向支撑板的一面其两端还设置有转座13，转座13上转动安装有弯曲的锁紧扣14，所述锁紧扣14的一端位于定位孔12外侧，运输设备连接部件的定位销6插入定位孔12中时，定位销6头部抵压所述锁紧扣14的一端。

Claims (3)

1.核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：包括运输设备连接部件、实验堆主机连接部件；所述运输设备连接部件包括定位销及多功能插头，所述实验堆主机连接部件包括定位孔与插座；所述运输设备连接部件固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备上，所述实验堆主机连接部件固定在核聚变实验堆的主机上，所述运输设备连接部件通过多功能插头插入所述实验堆主机连接部件的插座中，可与实验堆主机实现通讯连接，并通过定位销插入定位孔进行定位。
2.根据权利要求1所述的核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：所述的运输设备连接部件包括底板，通过底板固定在核聚变实验堆的远程遥控操作设备前端，所述的底板两端分别固定安装有液压缸、导杆；还包括有插头安装板，所述的插头安装板两端分别与液压缸活塞杆固定连接，所述的插头安装板上安装有直线轴承，所述的直线轴承与所述的导杆配合，插头安装板通过直线轴承在液压缸的驱动下沿导杆直线移动；所述的插头安装板外表面安装有插头与定位销，所述的定位销头部成锥形；所述的实验堆主机连接部件包括有左、右两个支撑板，通过支撑板固定在核聚变实验堆的主机上，所述支撑板背面设置有导轨，导轨上配合有滑动块；还包括有插座安装板，所述插座安装板上固定有与运输设备连接部件的多功能插头配合的多个插座，所述插座安装板两端还分别固定连接有橡胶支撑柱，所述橡胶支撑柱另一端固定在所述滑动块上，位于插座安装板上插座两端还分别设置有与运输设备连接部件的定位销对应配合的定位孔；所述插座安装板面向支撑板的一面其两端还设置有转座，转座上转动安装有弯曲的锁紧扣，所述锁紧扣的一端位于定位孔外侧，运输设备连接部件的定位销插入定位孔中时，定位销头部抵压所述锁紧扣的一端。
3.根据权利要求2所述的核聚变实验堆远程遥控运输设备多功能联接器，其特征在于：所述插头安装板及插座安装板均为不锈钢板；所述的锁紧扣一端位于定位孔前端，另一端位于定位孔外侧，扣住支撑板上的凹槽实现对插座安装板的固定，当运输设备连接部件的定位销插入定位孔中时，定位销头部抵压所述锁紧扣的一端，使得另一端与凹槽扩开，从而实现插座安装板的多自由度可调。
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