CN103170974A - 一种热室环境下靶体遥控维护及其组装、操作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能实现远距离操作维护的机械设备，尤指一种主要通过使用机械手来实现对特殊环境的远距离操作的一种热室环境下靶体遥控维护设备及其组装、操作工艺，该设备整体结构安装在密封独立空间，包括电性相连的机械手装置、电气装置和数控装置，机械手装置包括主动臂、穿墙管和从动臂，内部设置有工作台，工作台上方设置有监测装置，本发明适用于大中型热室、操作放射性物质进行远距离维护操作任务，通过主动臂带动从动臂实现相同的动作来进行远距离的操作维护，对工作人员及环境都与很大的保护作用；同时密封独立空间内的情况通过监测装置的监视反馈到数控装置的操作显示面板上，使得操作人员能同步观测到工作台的情况，不会产生滞后。

Description

一种热室环境下靶体遥控维护及其组装、操作工艺

技术领域

本发明涉及一种能实现远距离操作维护的机械设备，尤指一种主要通过使用机械手来实现对特殊环境的远距离操作的一种热室环境下靶体遥控维护设备及其组装、操作工艺。

背景技术

工作环境对人们的健康有很多的影响，由于科研技术的不断发展，很多时候的工作环境需要在大中型的热室、操作放射性物质工作时、有毒有害、有爆炸性危险或超净环境等工作环境中进行工作，这时候如果工作环境与操作者的环境没有隔绝，会给操作人员的健康和周围的环境带来极大的不可逆的影响，如果将该特殊的工作环境进行隔绝，实现远距离操作维护，能在很大程度上对操作人员及周围环境带来保护。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种能实现远距离操作维护的机械设备，尤指一种主要通过使用机械手来实现对特殊环境的远距离操作的一种热室环境下靶体遥控维护设备及其组装、操作工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种热室环境下靶体遥控维护设备，该设备整体结构安装在密封独立空间，包括电性相连的机械手装置、电气装置和数控装置，所述的机械手装置包括主动臂、穿墙管和从动臂，所述的密封独立空间墙壁上设置有透明的观察窗，内部设置有工作台，工作台上方设置有监测装置；

所述的穿墙管通过活动式滚动支座安装在墙壁上方，穿墙管贯穿密封独立空间的外部和内部，其中一端与主动臂连接，另外一端与从动臂连接；

所述的主动臂安装在密封独立空间设置有透明的观察窗的墙壁之外，主动臂配合安装在穿墙管延伸在外部的一端，包括顶部连接端的主动传动机构和底部操作端的操作主动手腕；

所述的从动臂安装在密封独立空间之内，从动臂配合安装在穿墙管延伸在内部的一端，包括顶部连接端的换向传动机构和底部从动端的夹钳，夹钳通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂的从动端，夹钳设置有相配套的钳套。

所述的密封独立空间外与主动臂平行处设置有数控装置，数控装置包括数控系统和操作显示面板。

所述的主动传动机构包括与主动手腕连接的主动轮组、与穿墙管连接的传动轮组，主动轮组通过钢绳与传动轮组连接；所述的主动手腕设置有操作把手，主动手腕内部设置有传动链轮组，通过链条缠绕传动链轮组与主动臂操作端的主动轮组连接。

所述的穿墙管包括连接架、滚动支座和从动臂上头架，主动臂连接端通过连接架与穿墙管连接，穿墙管通过滚动支座固定在墙壁上，从动臂连接端通过从动臂上头架与穿墙管连接。

所述的从动臂设置有中管，从动臂顶部连接端设置有从动轮组。

所述的监测装置为高清摄像头，通过图像传输线与数控装置电性连接。

一种热室环境下靶体遥控维护设备的组装工艺，所述的组装工艺主要包括以下步骤：

（1）安装穿墙管：在密封独立空间的某一扇墙壁上打孔，在墙壁上安装活动支座，然后用柔性吊具绑在穿墙管重心位置，用起吊机将穿墙管通过柔性吊具平稳吊起贯穿墙壁内外安装在活动支座上；

（2）安装主动臂：将主动臂的主动传动机构和主动手腕装配好后安装在主动臂上，然后将主动臂的连接端与从动臂的连接架连接固定，然后将操作把手安装在主动手腕上；

（3）安装从动臂：将从动臂的换向传动机构安装好后，将从动臂的连接端与穿墙管的从动臂上头架连接，然后将夹钳通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂的从动端。

（4）安装工作台：根据从动臂的活动范围设置工作台，使得从动臂的夹钳的操作范围能延伸到工作台的各个角落，同时在工作台的上方设置有监测装置，监测装置与数控装置电性相连，即数控系统能控制监测装置，同时操作显示面板能显示监测装置监测到的像。

一种热室环境下靶体遥控维护设备的操作工艺，所述的操作工艺主要包括以下步骤：

（1）启动电气装置和数控装置，使得数控系统能正常操作，同时操操作显示面板能显示监测装置监测到的像；

（2）操作人员站在密封独立空间设置有透明的观察窗的墙壁之外，确保能正常观测到操作显示面板上显示的像；

（3）操作人员操作主动臂的主动手腕，其中主动手腕能完成七个独立的操作动作，X向、Y向、Z向、方位旋转、手腕俯仰、手腕扭转和手腕开闭，主动臂主动手腕的动作通过穿墙管传送到从动臂的夹钳，夹钳就会有与主动臂主动手腕相同的操作动作，即操作人员通过操作主动臂的移动来带动从动臂密在封独立空间内做相同方向的移动，通过操作主动臂的主动手腕来带动从动臂的夹钳在密封独立空间内做相同的动作来实现远距离的遥控操作。

本发明的有益效果体现在：（1）本发明的特殊环境为与周围环境隔绝的工作环境，适用于大中型热室、操作放射性物质进行远距离维护操作任务；（2）由于整个设备包括电性相连的机械手装置、电气装置和数控装置，机械手装置包括主动臂、穿墙管和从动臂，密封独立空间墙壁上设置有透明的观察窗，内部设置有工作台，工作台上方设置有监测装置；密封独立空间外与主动臂平行处设置有数控装置，数控装置包括数控系统和操作显示面板，操作人员可以远距离监视密封独立空间内的情况，然后通过主动臂带动从动臂实现相同的动作来进行远距离的操作维护，对工作人员及环境都与很大的保护作用；（3）主动臂的主动手腕能完成七个独立的操作动作，X向、Y向、Z向、方位旋转、手腕俯仰、手腕扭转和手腕开闭，而这些动作通过穿墙管传递到从动臂的夹钳，使得夹钳与主动手腕在同一时刻有相同的动作，实现同步远程操作，同时密封独立空间内的情况通过监测装置的监视反馈到数控装置的操作显示面板上，使得操作人员能同步观测到工作台的情况，不会产生滞后。

附图说明

图1 是本发明组装状态参考图。

图2是本发明机械手装置的结构示意图。

图3是本发明机械手传动原理简图。

附图标注：1-密封独立空间，2-机械手装置，3-电气装置，4-数控装置，21-主动臂，22-穿墙管，23-从动臂，11-观察窗，12-工作台，13-监测装置，210-主动手腕，230-夹钳。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

一种热室环境下靶体遥控维护设备，该设备整体结构安装在密封独立空间1，包括电性相连的机械手装置2、电气装置3和数控装置4，所述的机械手装置2包括主动臂21、穿墙管22和从动臂23，所述的密封独立空间1墙壁上设置有透明的观察窗11，内部设置有工作台12，工作台12可以是一个实实在在的操作台面，也可以是密封独立空间1内的局部位置，工作台12上方设置有监测装置13；所述的监测装置13为高清摄像头，通过图像传输线与数控装置4电性连接，所述的高清摄像头至少有两个或以上，根据需要可以讲高清摄像头分布安装在密封独立空间1或工作台12的各个位置，同时高清摄像头也可以设置为可转动的结构，目的就是让高清摄像头可以即时摄录密封独立空间1和工作台12各个需要位置的实时情况，利用操作人员的实时掌握密封独立空间1内的各种情况。

所述的穿墙管22通过活动式滚动支座安装在墙壁上方，穿墙管22作为一条操作杠杆贯穿密封独立空间1的外部和内部，其中一端与主动臂21连接，另外一端与从动臂23连接，将主动臂21的动作传递到从动臂23上，所述的穿墙管22包括连接架、滚动支座和从动臂23上头架，主动臂21连接端通过连接架与穿墙管22连接，穿墙管22通过滚动支座固定在墙壁上，使得穿墙管22的设置有点类悬空设置，可以在主动臂21的操作下移动，故主动臂21上主动手腕210的动作通过穿墙管22传递后在从动臂23的夹钳230上实现即时的相同动作。

所述的主动臂21安装在密封独立空间1设置有透明的观察窗11的墙壁之外，主动臂21配合安装在穿墙管22延伸在外部的一端，包括顶部连接端的主动传动机构和底部操作端的操作主动手腕210；所述的主动传动机构包括与主动手腕210连接的主动轮组、与穿墙管22连接的传动轮组，主动轮组通过钢绳与传动轮组连接；所述的主动手腕210设置有操作把手，主动手腕210内部设置有传动链轮组，通过链条缠绕传动链轮组与主动臂21操作端的主动轮组连接，使得操作主动手腕210时实施X向、Y向、Z向、方位旋转、手腕俯仰、手腕扭转和手腕开闭的各个独立动作时，可以通过传动链轮组传递到穿墙管22。

所述的从动臂23安装在密封独立空间1之内，从动臂23配合安装在穿墙管22延伸在内部的一端，包括顶部连接端的换向传动机构和底部从动端的夹钳230，主动臂21的动作通过穿墙管22传递到从动臂23的换向传动机构上，夹钳230通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂23的从动端，即主动臂21主动手腕210的动作通过穿墙管22的传递后使得从动臂23的夹钳230具有与主动手腕210相同的动作，夹钳230设置有相配套的钳套，方便夹钳230进行多功能化多元化的维护操作工作。

所述的密封独立空间1外与主动臂21平行处设置有数控装置4，数控装置4包括数控系统和操作显示面板；数控装置4能电控主动手腕210的位移量，使得操作更加精确，同时数控装置4采用单片机连接控制监测装置13和电气装置3，使得检测装置的工作状态能及时反映到操作显示面板上，从动臂23连接端通过从动臂23上头架与穿墙管22连接；所述的从动臂23设置有中管，从动臂23顶部连接端设置有从动轮组，使得主动臂21的动作通过穿墙管22传送至换向传动机构上后传递到夹钳230上

一种热室环境下靶体遥控维护设备的组装工艺，所述的组装工艺主要包括以下步骤：

（1）安装穿墙管22：在密封独立空间1的某一扇墙壁上打孔，在墙壁上安装活动支座，然后用柔性吊具绑在穿墙管22重心位置，用起吊机将穿墙管22通过柔性吊具平稳吊起贯穿墙壁内外安装在活动支座上；

（2）安装主动臂21：将主动臂21的主动传动机构和主动手腕210装配好后安装在主动臂21上，然后将主动臂21的连接端与从动臂23的连接架连接固定，然后将操作把手安装在主动手腕210上；

（3）安装从动臂23：将从动臂23的换向传动机构安装好后，将从动臂23的连接端与穿墙管22的从动臂23上头架连接，然后将夹钳230通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂23的从动端。

（4）安装工作台12：根据从动臂23的活动范围设置工作台12，使得从动臂23的夹钳230的操作范围能延伸到工作台12的各个角落，同时在工作台12的上方设置有监测装置13，监测装置13与数控装置4电性相连，即数控系统能控制监测装置13，同时操作显示面板能显示监测装置13监测到的像。

一种热室环境下靶体遥控维护设备的操作工艺，所述的操作工艺主要包括以下步骤：

（1）启动电气装置3和数控装置4，使得数控系统能正常操作，同时操操作显示面板能显示监测装置13监测到的像；

（2）操作人员站在密封独立空间1设置有透明的观察窗11的墙壁之外，确保能正常观测到操作显示面板上显示的像；

（3）操作人员操作主动臂21的主动手腕210，其中主动手腕210能完成七个独立的操作动作，X向、Y向、Z向、方位旋转、手腕俯仰、手腕扭转和手腕开闭，主动臂21主动手腕210的动作通过穿墙管22传送到从动臂23的夹钳230，夹钳230就会有与主动臂21主动手腕210相同的操作动作，即操作人员通过操作主动臂21的移动来带动从动臂23密在封独立空间内做相同方向的移动，通过操作主动臂21的主动手腕210来带动从动臂23的夹钳230在密封独立空间1内做相同的动作来实现远距离的遥控操作，夹钳230设置有配套使用的钳套，可通过主动臂21的主动手腕210来操作夹钳230的自动装夹钳230套进行维护工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种热室环境下靶体遥控维护设备，该设备整体结构安装在密封独立空间，包括电性相连的机械手装置、电气装置和数控装置，所述的机械手装置包括主动臂、穿墙管和从动臂，其特征在于：

所述的密封独立空间墙壁上设置有透明的观察窗，内部设置有工作台，工作台上方设置有监测装置；

所述的穿墙管通过活动式滚动支座安装在墙壁上方，穿墙管贯穿密封独立空间的外部和内部，其中一端与主动臂连接，另外一端与从动臂连接；

所述的主动臂安装在密封独立空间设置有透明的观察窗的墙壁之外，主动臂配合安装在穿墙管延伸在外部的一端，包括顶部连接端的主动传动机构和底部操作端的操作主动手腕；

所述的从动臂安装在密封独立空间之内，从动臂配合安装在穿墙管延伸在内部的一端，包括顶部连接端的换向传动机构和底部从动端的夹钳，夹钳通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂的从动端，夹钳设置有相配套的钳套。

2.根据权利要求1所述的一种热室环境下靶体遥控维护设备，其特征在于：所述的密封独立空间外与主动臂平行处设置有数控装置，数控装置包括数控系统和操作显示面板。

3.根据权利要求1所述的一种热室环境下靶体遥控维护设备，其特征在于：所述的主动传动机构包括与主动手腕连接的主动轮组、与穿墙管连接的传动轮组，主动轮组通过钢绳与传动轮组连接；所述的主动手腕设置有操作把手，主动手腕内部设置有传动链轮组，通过链条缠绕传动链轮组与主动臂操作端的主动轮组连接。

4.根据权利要求1所述的一种热室环境下靶体遥控维护设备，其特征在于： 所述的穿墙管包括连接架、滚动支座和从动臂上头架，主动臂连接端通过连接架与穿墙管连接，穿墙管通过滚动支座固定在墙壁上，从动臂连接端通过从动臂上头架与穿墙管连接。

5.根据权利要求1所述的一种热室环境下靶体遥控维护设备，其特征在于：所述的从动臂设置有中管，从动臂顶部连接端设置有从动轮组。

6.根据权利要求1所述的一种热室环境下靶体遥控维护设备，其特征在于：所述的监测装置为高清摄像头，通过图像传输线与数控装置电性连接；

一种热室环境下靶体遥控维护设备的组装工艺，其特征在于：所述的组装工艺主要包括以下步骤：

（1）安装穿墙管：在密封独立空间的某一扇墙壁上打孔，在墙壁上安装活动支座，然后用柔性吊具绑在穿墙管重心位置，用起吊机将穿墙管通过柔性吊具平稳吊起贯穿墙壁内外安装在活动支座上；

（2）安装主动臂：将主动臂的主动传动机构和主动手腕装配好后安装在主动臂上，然后将主动臂的连接端与从动臂的连接架连接固定，然后将操作把手安装在主动手腕上；

（3）安装从动臂：将从动臂的换向传动机构安装好后，将从动臂的连接端与穿墙管的从动臂上头架连接，然后将夹钳通过钢绳缠绕从动端的滑轮组固定在从动臂的从动端。

7.（4）安装工作台：根据从动臂的活动范围设置工作台，使得从动臂的夹钳的操作范围能延伸到工作台的各个角落，同时在工作台的上方设置有监测装置，监测装置与数控装置电性相连，即数控系统能控制监测装置，同时操作显示面板能显示监测装置监测到的像。

8.一种热室环境下靶体遥控维护设备的操作工艺，其特征在于：所述的操作工艺主要包括以下步骤：

（1）启动电气装置和数控装置，使得数控系统能正常操作，同时操操作显示面板能显示监测装置监测到的像；

（2）操作人员站在密封独立空间设置有透明的观察窗的墙壁之外，确保能正常观测到操作显示面板上显示的像；

（3）操作人员操作主动臂的主动手腕，其中主动手腕能完成七个独立的操作动作，X向、Y向、Z向、方位旋转、手腕俯仰、手腕扭转和手腕开闭，主动臂主动手腕的动作通过穿墙管传送到从动臂的夹钳，夹钳就会有与主动臂主动手腕相同的操作动作，即操作人员通过操作主动臂的移动来带动从动臂密在封独立空间内做相同方向的移动，通过操作主动臂的主动手腕来带动从动臂的夹钳在密封独立空间内做相同的动作来实现远距离的遥控操作。

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