CN113909223B - 一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大范围激光清洗机，包括车体、升降平台、激光清洗机构和驱动机构，车体内部安装有控制器，用于控制升降平台的移动，控制激光清洗器的运行；驱动机构安装在车体的侧壁上，能够带动车体进行水平移动和倾斜运动；本发明结构简单，设计合理，具有清洗效果好，能满足大范围清洗并且提高工作效率的性能。

Description

一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机

技术领域

本发明涉及激光清除技术领域，更具体的说是涉及一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机。

背景技术

反应堆工程退役和一般设施拆除不同，核反应堆退役是是一个复杂的过程，其最大特点是经过几十年运行的反应堆已成为很强的放射源，各部位都受过不同程度的中子活化和放射性核素污染需要进行拆除、去污等技术处理；因此，核设施退役是难度大、时间长、耗资多而又是非做不可的工作。核设施放射性构件去污对先进去污技术需求迫切。

传统机械打磨、化学溶解、液体强力冲洗及超声等去污方法存在效率低、环境污染、精度差等问题，无法满足高效、精准、环保等去污要求。特别的，若采用传统去污方法处理核设施传统存在诸多实施困难，如：二次废物量过大、人员受照剂量超标、废物回收困难等一系列问题；相比传统的去污方法，激光去污具有非接触、定位精确、效率高、可控性强及环境无污染等优点。

因此，如何提供一种结构简单，设计合理，清洗效果好，能满足大范围清洗并且提高工作效率的激光清洗机，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，包括：

车体；所述车体内部安装有控制器；

升降平台；所述升降平台通过安装架固定安装在所述车体的顶面；

激光清洗机构：所述激光清洗机构滑动连接在所述升降平台上；

驱动机构；所述驱动机构安装在所述车体的侧壁上，且能够带动所述车体进行水平移动和倾斜运动。

通过上述技术方案，本发明提供的一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，包括车体、升降平台、激光清洗机构和驱动机构，车体内部安装有控制器，用于控制升降平台的移动，控制激光清洗器的运行；驱动机构安装在车体的侧壁上，能够带动车体进行水平移动和倾斜运动；本发明结构简单，设计合理，清洗效果好，能满足大范围清洗并且提高工作效率。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述升降平台包括主体支架、步进电机和滑台；所述主体支架竖向固定在所述车体的顶面，且侧壁上开设有凹槽；所述凹槽内部安装有丝杆，所述丝杆的两端与所述凹槽的两端转动连接；所述凹槽的两侧安装有线轨；所述步进电机安装在所述主体支架的顶端，且所述步进电机的动力输出轴通过联轴器与所述丝杆的顶端连接；所述滑台与所述丝杆螺纹连接，与且所述线轨滑动连接，所述滑台上固定连接有所述激光清洗机构。结构简单稳定，同时可以更换不同长度的升降平台，以满足不同高度的清洗需求；升降平台可以设置为立柱式，也可以设置为龙门式。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述凹槽的数量为2个，且对称布置在所述主体支架的两侧；所述激光清洗机构的数量为2个，且分别对称连接在2个所述滑台上。可以满足大范围的清洗，并提高工作效率。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述激光清洗机构包括激光清洗器和光纤激光器；所述激光清洗器固定安装在所述滑块上；所述光纤激光器布置在所述车体外侧，且其激光输出端通过光纤与所述激光清洗器的输入端连接。结构简单。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述激光清洗器内部安装有透镜、扫描振镜和场镜；所述透镜与所述光纤激光器输出端的光纤连接；所述扫描振镜包括转动连接在所述激光清洗器内部的X方向振镜和Y方向振镜；所述X方向振镜接收所述透镜反射的激光，所述Y方向振镜与所述X方向振镜配合反射的激光导向所述激光清洗器的发射端；所述场镜位于所述激光清洗器的发射端出口处，且用于接收所述Y方向振镜反射的激光。清洗效果好，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗过程对周围环境无污染。激光清洗器上还安装有距离传感器，控制车体平移时以保证激光清洗器发射端出口与墙面的距离。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，还包括集尘装置；所述集尘装置包括吸尘嘴和集尘箱；所述吸尘嘴固定连接在所述滑台上；所述集尘箱布置在所述车体外侧，且通过吸尘管与所述吸尘嘴连接。结构简单，吸尘嘴紧贴被清洗底面，将清洗产生的物质进行统一收集，以达到防止二次污染的目的。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述吸尘嘴为长度可调的管状结构。吸尘嘴长度可以调节，更加便于清理，且还可以根据清扫环境进行更换不同的吸尘嘴。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述驱动机构包括第一连接件、液压伸缩杆、连杆、第二连接件和麦克纳姆轮；所述第一连接件固定安装在所述车体的侧壁上；所述液压伸缩杆的一端与所述第一连接件铰接；所述连杆的一端与所述第一连接件铰接，且所述连杆的数量为3个；所述第二连接件的一侧壁与所述液压伸缩杆的另一端和所述连杆的另一端铰接；所述麦克纳姆轮通过轮内电机与所述第二连接件的另一侧壁连接。结构简单稳定，可以实现液压伸缩杆的伸缩和麦克纳姆轮的运动与滑台升降的配合，能够完成对高于车体和低于车体的范围进行清洗工作。

优选的，在上述一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机中，所述车体为方形结构，所述驱动机构的数量为4个，并对称安装在所述车体的四角。结构简单稳定，且能够带动车体进行水平移动和倾斜运动，与滑台升降的配合，进而完成不同高度且大范围的清洗工作。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，具有以下有益效果：

1、结构简单，设计合理。

2、清洗效果好，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗过程对周围环境无污染。

3、升降平台可更换不同长度，以保证能够满足不同高度的清洗工作。

4、车体的平行移动和倾斜运动与滑台的配合，能够完成对高于车体和低于车体的范围进行清洗工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的大范围激光清洗机的结构示意图；

图2附图为本发明提供的升降平台的结构示意图；

图3附图为本发明提供的驱动机构的结构示意图；

图4附图为本发明提供的激光清洗机构的结构示意图；

图5附图为本发明提供的清洗低于车体部位的工作示意图。

其中：

1-车体；

2-升降平台；

21-主体支架；22-步进电机；23-滑台；

3-安装架；

4-激光清洗机构；

41-激光清洗器；411-透镜；412-扫描振镜；4121-X方向振镜；4122-Y方向振镜；413-场镜；414-光纤；42-光纤激光器；

5-驱动机构；

51-第一连接件；52-液压伸缩杆；53-连杆；54-第二连接件；55-麦克纳姆轮；56-轮内电机；

6-丝杆；

7-线轨；

8-联轴器；

9-集尘装置；

91-吸尘嘴；92-集尘箱；93-集尘管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1至附图5，本发明实施例公开了一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，包括：

车体1；车体1内部安装有控制器；

升降平台2；升降平台2通过安装架3固定安装在车体1的顶面；

激光清洗机构4：激光清洗机构4滑动连接在升降平台2上；

驱动机构5；驱动机构5安装在车体1的侧壁上，且能够带动车体1进行水平移动和倾斜运动。

为了进一步优化上述技术方案，升降平台2包括主体支架21、步进电机22和滑台23；主体支架21竖向固定在车体1的顶面，且侧壁上开设有凹槽；凹槽内部安装有丝杆6，丝杆6的两端与凹槽的两端转动连接；凹槽的两侧安装有线轨7；步进电机22安装在主体支架21的顶端，且步进电机22的动力输出轴通过联轴器8与丝杆6的顶端连接；滑台23与丝杆6螺纹连接，与且线轨7滑动连接，滑台23上固定连接有激光清洗机构4。

为了进一步优化上述技术方案，凹槽的数量为2个，且对称布置在主体支架21的两侧；激光清洗机构4的数量为2个，且分别对称连接在2个滑台23上。

为了进一步优化上述技术方案，激光清洗机构4包括激光清洗器41和光纤激光器42；激光清洗器41固定安装在滑块23上；光纤激光器42布置在车体1外侧，且其激光输出端通过光纤与激光清洗器41的输入端连接。

为了进一步优化上述技术方案，激光清洗器41内部安装有透镜411、扫描振镜412和场镜413；透镜411与光纤激光器42输出端的光纤414连接；扫描振镜412包括转动连接在激光清洗器41内部的X方向振镜4121和Y方向振镜4122；X方向振镜4121接收透镜411反射的激光，Y方向振镜4122与X方向振镜4121配合反射的激光导向激光清洗器41的发射端；场镜413位于激光清洗器41的发射端出口处，且用于接收Y方向振镜4122反射的激光。

为了进一步优化上述技术方案，还包括集尘装置9；集尘装置9包括吸尘嘴91和集尘箱92；吸尘嘴91固定连接在滑台23上；集尘箱92布置在车体1外侧，且通过吸尘管93与吸尘嘴91连接。

为了进一步优化上述技术方案，吸尘嘴91为长度可调的管状结构。

为了进一步优化上述技术方案，驱动机构5包括第一连接件51、液压伸缩杆52、连杆53、第二连接件54和麦克纳姆轮55；第一连接件51固定安装在车体1的侧壁上；液压伸缩杆52的一端与第一连接件51铰接；连杆53的一端与第一连接件51铰接，且连杆53的数量为3个；第二连接件54的一侧壁与液压伸缩杆52的另一端和连杆53的另一端铰接；麦克纳姆轮55通过轮内电机56与第二连接件54的另一侧壁连接。

为了进一步优化上述技术方案，车体1为方形结构，驱动机构5的数量为4个，并对称安装在车体1的四角。

本发明的具体实施方式为：

工作时，将所预设的路径输入计算机，计算机将依照激光清洗器41能够的覆盖宽度，将路径分割为多个工作点；车体1按照预设的路径逐点前进，激光清洗器41内部安装的透镜411，通过光纤414与光纤激光器42的输出端连接，扫描振镜412接收透镜411反射的激光并导向激光清洗器41的发射端，位于激光清洗器41发射端出口处的场镜413接收扫描振镜412反射的激光用来清洗；并通过吸尘嘴91对已清洗的物质进行收集；安装在激光清洗器41上的距离传感器，来控制车体平移时以保证激光清洗器41发射端出口与墙面的距离；可通过滑台23的升降，控制激光清洗器41和吸尘嘴91完成此区域的清理；当高于车体1的区域清洗完成后，对低于车体1的区域进行清理时，调节扫描振镜412的角度，将扫描方向改为竖直，同时控制驱动机构5将车体1倾斜设置，并沿设定的路径移动，以完成清理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，其特征在于，包括：

车体（1）；所述车体（1）内部安装有控制器；

升降平台（2）；所述升降平台（2）通过安装架（3）固定安装在所述车体（1）的顶面；所述升降平台（2）包括主体支架（21）、步进电机（22）和滑台（23）；所述主体支架（21）竖向固定在所述车体（1）的顶面，且侧壁上开设有凹槽；所述凹槽内部安装有丝杆（6），所述丝杆（6）的两端与所述凹槽的两端转动连接；所述凹槽的两侧安装有线轨（7）；所述步进电机（22）安装在所述主体支架（21）的顶端，且所述步进电机（22）的动力输出轴通过联轴器（8）与所述丝杆（6）的顶端连接；所述滑台（23）与所述丝杆（6）螺纹连接，且与所述线轨（7）滑动连接，所述滑台（23）上固定连接有激光清洗机构（4）；所述凹槽的数量为2个，且对称布置在所述主体支架（21）的两侧；所述激光清洗机构（4）的数量为2个，且分别对称连接在2个所述滑台（23）上；

激光清洗机构（4）；所述激光清洗机构（4）滑动连接在所述升降平台（2）上；所述激光清洗机构（4）包括激光清洗器（41）和光纤激光器（42）；所述激光清洗器（41）固定安装在所述滑台（23）上；所述光纤激光器（42）布置在所述车体（1）外侧，且其激光输出端通过光纤与所述激光清洗器（41）的输入端连接；所述激光清洗器（41）内部安装有透镜（411）、扫描振镜（412）和场镜（413）；所述透镜（411）与所述光纤激光器（42）输出端的光纤（414）连接；所述扫描振镜（412）包括转动连接在所述激光清洗器（41）内部的X方向振镜（4121）和Y方向振镜（4122）；所述X方向振镜（4121）接收所述透镜（411）反射的激光，所述Y方向振镜（4122）与所述X方向振镜（4121）配合反射的激光导向所述激光清洗器（41）的发射端；所述场镜（413）位于所述激光清洗器（41）的发射端出口处，且用于接收所述Y方向振镜（4122）反射的激光；

驱动机构（5）；所述驱动机构（5）安装在所述车体（1）的侧壁上，且能够带动所述车体（1）进行水平移动和倾斜运动；所述驱动机构（5）包括第一连接件（51）、液压伸缩杆（52）、连杆（53）、第二连接件（54）和麦克纳姆轮（55）；所述第一连接件（51）固定安装在所述车体（1）的侧壁上；所述液压伸缩杆（52）的一端与所述第一连接件（51）铰接；所述连杆（53）的一端与所述第一连接件（51）铰接，且所述连杆（53）的数量为3个；所述第二连接件（54）的一侧壁与所述液压伸缩杆（52）的另一端和所述连杆（53）的另一端铰接；所述麦克纳姆轮（55）通过轮内电机（56）与所述第二连接件（54）的另一侧壁连接；

当高于车体（1）的区域清洗完成后，对低于车体（1）的区域进行清理时，调节扫描振镜（412）的角度，将扫描方向改为竖直，同时控制驱动机构（5）将车体（1）倾斜设置，并沿设定的路径移动，以完成清理。

2.根据权利要求1所述的一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，其特征在于，还包括集尘装置（9）；所述集尘装置（9）包括吸尘嘴（91）和集尘箱（92）；所述吸尘嘴（91）固定连接在所述滑台（23）上；所述集尘箱（92）布置在所述车体（1）外侧，且通过吸尘管（93）与所述吸尘嘴（91）连接。

3.根据权利要求2所述的一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，其特征在于，所述吸尘嘴（91）为长度可调的管状结构。

4.根据权利要求1所述的一种对核设施放射性构件清洗的大范围激光清洗机，其特征在于，所述车体（1）为方形结构，所述驱动机构（5）的数量为4个，并对称安装在所述车体（1）的四角。