CN115846340A - 一种用于乏燃料后处理环境场维护的除尘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于乏燃料后处理环境场维护的除尘机器人，包括基座、设于基座两侧的行进轮、设于基座上的升降机械臂，以及除尘机构与吸渣机构；其中除尘机构包括设于基座前端的扩口吸嘴，以及依次与扩口吸嘴管路连通的灰尘收集罐、灰尘过滤器、吸尘真空泵；吸渣机构包括设于升降机械臂移动端的残渣吸嘴，以及与残渣吸嘴依次连通的残渣收集罐、残渣过滤器、吸渣真空泵。与现有技术相比，本发明提供了一种用于乏燃料后处理环境场的除尘和吸渣机器人，能够安全、稳定地对后处理设备室进行清洁维护。

Description

一种用于乏燃料后处理环境场维护的除尘机器人

技术领域

本发明属于乏燃料后处理技术领域，涉及一种用于乏燃料后处理环境场维护的除尘机器人，尤其涉及一种应用在高辐射环境下，解决在役设备清洁保养，适合长期投入使用的特种除尘和吸渣机器人。

背景技术

后处理的过程中会伴随着残渣和灰尘的产生，由于设备室内部剂量率和气溶胶含量极高，导致人员无法进入设备室内部对残渣和灰尘进行清理，残渣和灰尘的大量积累会在对设备的精密部位和关键部位造成堵塞和疲劳损伤，重点设备频繁失效或发生故障，严重影响到后处理领域系统的稳定运行，增加了环境的恶劣性，因其对设备造成的故障需要维修人员受照作业，目前具有的吸尘和吸渣设备及技术无法满足热室环境复杂性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于乏燃料后处理环境场维护的除尘机器人，结合液压传动和气压传动，远程实现对后处理环境场进行维护，用于后处理领域热室环境残渣灰尘的收集。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种除尘机器人，包括

基座，两侧分别设有行进轮，基座上还设有升降机械臂；

除尘机构，包括设于基座前端的扩口吸嘴，以及依次与扩口吸嘴管路连通的灰尘收集罐、灰尘过滤器、吸尘真空泵；以及

吸渣机构，包括设于升降机械臂移动端的残渣吸嘴，以及与残渣吸嘴依次连通的残渣收集罐、残渣过滤器、吸渣真空泵。

进一步地，所述的基座上还设有立架。

进一步地，所述的支撑立架上设有挂钩。

进一步地，所述的升降机械臂包括设于基座上的转动底座、竖直铰接于转动底座上的第一支撑臂、铰接于第一支撑臂移动端的第二支撑臂，以及第一伸缩缸与第二伸缩缸；

所述的第一伸缩缸的一端铰接于立架上，另一端铰接于第一支撑臂移动端；

所述的第二伸缩缸的一端铰接于第一支撑臂上，另一端铰接于第二支撑臂；

所述的残渣吸嘴转动设于第二支撑臂的移动端。

进一步地，所述的残渣吸嘴与第二支撑臂的移动端相铰接，所述的残渣吸嘴与第二支撑臂之间还设有第三伸缩缸。

进一步地，所述的残渣吸嘴上还设有摄像机。

进一步地，所述的残渣吸嘴上还设有照明灯。

进一步地，所述的扩口吸嘴包括扩口吸嘴包括扩口吸管、设于扩口吸管开口端的固定顶板与固定侧板，以及转动连接于扩口吸管开口端的转动底板。

进一步地，所述的基座两侧分别设有2个行进轮。

进一步地，每个行进轮分配有独立的驱动电机。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明提供了一种用于乏燃料后处理环境场的除尘和吸渣机器人，针对乏燃料后处理过程伴随着残渣和部分灰尘的产生，本发明能够实现高强度耐辐射，并安全、稳定地对后处理设备室进行清洁维护，可提高作业环境的安全性，对关键设备进行了维护，增加热室设备的使用寿命，降低作业人员剂量受照；

2)本发明以自由调节开口大小的扩口吸嘴作为除尘机构的吸尘口，通过调整扩口吸嘴中翻转底板的倾角，从而控制扩口吸嘴的扩张程度，进而调整吸尘效果，例如当转动底板翻转至与顶板呈45°夹角时，此时对于大范围的吸尘工作具有较好的效果；当转动底板翻转至与顶板呈5-10°的夹角时，即吸嘴呈狭缝状时，可以显著提高吸附压强，并对狭小缝隙进行除尘；

3)本发明以相互铰接的支撑臂构成二级升降机械臂，通过工作于机械臂两侧的伸缩缸，调整升降机械臂的弯曲升降状态，从而控制残渣吸嘴的高度，进而实现对乏燃料后处理环境场进行针对性除渣；

4)本发明在基座两侧分别设置行进轮组，并且每个行进轮分配有独立的驱动电机，以使得每个行进轮可以独立转动，并通过独立转动的行进轮，实现除尘机器人的前移、后退，以及自由转动。

附图说明

图1、图2为实施例中一种除尘机器人的结构示意图；

图中标记说明：

1-灰尘过滤器、2-立架、3-机体连接口、4-挂钩、5-摄像机、6-照明灯、7-残渣吸嘴、8-残渣管道、9-残渣收集罐、10-转动底板、11-基座、12-行进轮、13-吸尘真空泵、14-转动底座、15-第一支撑臂、16-第二支撑臂、17-第一伸缩缸、18-第二伸缩缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1与图2所示的一种除尘机器人，包括基座11、设于基座11两侧的行进轮12、设于基座11上的立架2与升降机械臂，以及除尘机构与吸渣机构。

其中，除尘机构包括设于基座11前端的扩口吸嘴，以及依次与扩口吸嘴管路连通的灰尘收集罐、灰尘过滤器1、吸尘真空泵13。

在一些具体的实施例中，扩口吸嘴包括扩口吸管、设于扩口吸管开口端的固定顶板与固定侧板，以及转动连接于扩口吸管开口端的转动底板10。通过翻转转动底板10以调整扩口吸嘴的扩张程度，从而调整吸尘效果，例如当转动底板10翻转至与顶板呈45°夹角时，此时对于大范围的吸尘工作具有较好的效果；当转动底板10翻转至与顶板呈5-10°的夹角时，即吸嘴呈狭缝状时，可以显著提高吸附压强，并对狭小缝隙进行除尘。

在一些具体的实施例中，也可以通过调整吸尘真空泵13，控制吸力值，扩口吸嘴相比窄口吸嘴其需要的吸力大，增大真空吸力泵的压力值可满足扩口吸嘴的吸力值，优选吸力值控制在5500w，保证大量的灰尘可被快速的吸入。

在一些具体的实施例中，除尘机构还包括与灰尘收集罐相连通的排出口。

在一些具体的实施例中，灰尘过滤器1由脉冲反吹器、覆膜滤芯、分离仪组成，分离仪随着真空吸力泵转动，在此过程循环中，吸入吸尘部位的大颗粒灰尘会被过滤阻挡，整体送入吸渣机构中。

吸渣机构包括设于升降机械臂移动端的残渣吸嘴7，以及与残渣吸嘴7依次连通的残渣收集罐9、残渣过滤器、吸渣真空泵。具体的，升降机械臂包括设于基座11上的转动底座14、竖直铰接于转动底座14上的第一支撑臂15、铰接于第一支撑臂15移动端的第二支撑臂16，以及第一伸缩缸17与第二伸缩缸18；其中第一伸缩缸17的一端铰接于立架2上，另一端铰接于第一支撑臂15移动端；第二伸缩缸18的一端铰接于第一支撑臂15上，另一端铰接于第二支撑臂16；残渣吸嘴7转动设于第二支撑臂16的移动端。并且优选的，第一伸缩缸17与第二伸缩缸18分别工作于升降机械臂的两侧。优选的，吸渣真空泵的压力值为8000w，残渣跟随管道进入残渣收集罐9。

在一些优选的实施例中，第一伸缩缸17与第二伸缩缸18均为液压缸，液压臂通过液压油箱供油形成回路，通过液压控制从而调整升降机械臂的姿态与延伸高度，从而控制残渣吸嘴7位置，从而实现对乏燃料后处理环境场进行针对性除渣。

在一些优选的实施例中，残渣吸嘴7与第二支撑臂16的移动端相铰接，所述的残渣吸嘴7与第二支撑臂16之间还设有第三伸缩缸。通过第三伸缩缸可实现对残渣吸嘴7俯仰角度的调整。

在一些优选的实施例中，支撑立架2上设有挂钩4。通过挂钩4以便于通过吊车将机体调入热备室。

在一些优选的实施例中，基座11两侧分别设有2个行进轮12，并且每个行进轮12分配有独立的驱动电机，以使得每个行进轮12可以独立转动，并通过独立转动的行进轮12，实现除尘机器人的前移、后退，以及自由转动。

在一些具体的实施例中，该除尘机器人还包括控制系统，具体为PLC控制系统，控制器分为上位机和下位机，控制器接收器和驱动模块均安装于机体外部，通过防辐射管线送入到机体连接口3，并控制机器人进行移动、除尘、除渣工作。

在一些优选的实施例中，残渣吸嘴7上还设有摄像机5和照明灯6，以便于实时采集现场环境的光学影像，并传输回操作人员处，进行远程操控。

在一些具体的实施例中，整体尺寸参考后处理作业场人孔尺寸设计，满足进入狭小空间设计要求。

进入设备室和作业区域前，升降机械臂处于弯曲收拢状态，除尘机构的扩口吸嘴处于合拢状态，避免缠绕设备室管线；进入设备室和作业区域后，操作员远程操控系统供电，四个行进轮12均安装电机，回转在屏蔽罩中，防止辐射干扰。

设定设备室的设备表面及地面存在灰尘，将除尘机器人系统开启，到达指定部位，启动除尘机构，吸尘真空泵13开始工作，扩口吸嘴张开并进行除尘。

在一些具体的实施例中，除尘机构开始工作后，扩口吸嘴开始上下往复升降，吸嘴处产生低压，灰尘、粉尘随着进入灰尘过滤器1，大型颗粒随着离心分离仪转到残渣收集罐9，伴随残渣进行转运，较小颗粒的灰尘和粉尘进入脉冲反吹器、覆膜滤芯，进行净化，最终收集在灰尘收集罐中。

设定设备的精密处和表面存在残渣，启动吸渣机构，照明灯6、摄像机5均由屏蔽罩保护，伴随吸渣机构启动，系统上位机接受图像传输，操作员将残渣吸嘴7对准残渣存在部位，残渣吸嘴7随升降机械臂调节高度，启动吸渣真空泵，开始吸渣，残渣随着吸力进入残渣管道8，残渣管道8连接残渣收集罐9，最收集在残渣收集罐9中。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除尘机器人，其特征在于，包括

基座(11)，两侧分别设有行进轮(12)，基座(11)上还设有升降机械臂；

除尘机构，包括设于基座(11)前端的扩口吸嘴，以及依次与扩口吸嘴管路连通的灰尘收集罐、灰尘过滤器(1)、吸尘真空泵(13)；以及

吸渣机构，包括设于升降机械臂移动端的残渣吸嘴(7)，以及与残渣吸嘴(7)依次连通的残渣收集罐(9)、残渣过滤器、吸渣真空泵。

2.根据权利要求1所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的基座(11)上还设有立架(2)。

3.根据权利要求2所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的支撑立架(2)上设有挂钩(4)。

4.根据权利要求2所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的升降机械臂包括设于基座(11)上的转动底座(14)、竖直铰接于转动底座(14)上的第一支撑臂(15)、铰接于第一支撑臂(15)移动端的第二支撑臂(16)，以及第一伸缩缸(17)与第二伸缩缸(18)；

所述的第一伸缩缸(17)的一端铰接于立架(2)上，另一端铰接于第一支撑臂(15)移动端；

所述的第二伸缩缸(18)的一端铰接于第一支撑臂(15)上，另一端铰接于第二支撑臂(16)；

所述的残渣吸嘴(7)转动设于第二支撑臂(16)的移动端。

5.根据权利要求4所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的残渣吸嘴(7)与第二支撑臂(16)的移动端相铰接，所述的残渣吸嘴(7)与第二支撑臂(16)之间还设有第三伸缩缸。

6.根据权利要求1所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的残渣吸嘴(7)上还设有摄像机(5)。

7.根据权利要求1所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的残渣吸嘴(7)上还设有照明灯(6)。

8.根据权利要求1所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的扩口吸嘴包括扩口吸嘴包括扩口吸管、设于扩口吸管开口端的固定顶板与固定侧板，以及转动连接于扩口吸管开口端的转动底板(10)。

9.根据权利要求1所述的一种除尘机器人，其特征在于，所述的基座(11)两侧分别设有2个行进轮(12)。

10.根据权利要求9所述的一种除尘机器人，其特征在于，每个行进轮(12)分配有独立的驱动电机。

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