JP5202161B2 - In-reactor work equipment - Google Patents
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Description
本発明は主に沸騰水型原子炉の原子炉内の構造物を対象とする点検、補修および予防保全等の作業を実施する原子炉内作業装置に関するものである。 The present invention relates to an in-reactor work apparatus that performs work such as inspection, repair, and preventive maintenance mainly for structures in a reactor of a boiling water reactor.
図18を参照して、原子炉圧力容器101の内部構成を説明する。図18は、上部蓋体を撤去した状態の沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器と、その内部に設置されている炉内構造物を示すものである。
The internal configuration of the
原子炉圧力容器101の内部においては、円柱形状の炉心シュラウド102が複数のシュラウドサポートレグ103によって支持されて設置されており、この炉心シュラウド102の内側には、燃料集合体を支持するための上部格子板104および炉心支持板105が備え付けられている。
Inside the
また、炉心シュラウド102と原子炉圧力容器101との間には炉水を循環させるためのジェットポンプ106が備え付けられており、ジェットポンプ106の下端面にはシュラウドサポートプレート107が設置されている。
A
原子炉圧力容器101の底部には、制御棒駆動機構ハウジング(CRDハウジング)108が林立して溶接してあり、原子炉圧力容器101の上端面位置は作業員が各種作業を実施するためのオペレーションフロア109となっている。
A control rod drive mechanism housing (CRD housing) 108 is forested and welded to the bottom of the
このような原子炉圧力容器101を有する商用の原子力発電プラントにおいては、定期的な供用期間中検査が実施されており、プラントの健全性を維持するために炉内構造物の溶接部を中心として、き裂欠陥の発見、補修、予防保全等の対策を実施している。
In a commercial nuclear power plant having such a
これらの作業は、放射線の被爆の防護の観点から、原子炉圧力容器および原子炉ウェル内に水を充満させた状態で行う必要があり、遠隔地から作業装置を施工個所に対して設置して操作する必要がある。 From the viewpoint of protection against radiation exposure, these operations must be performed with the reactor pressure vessel and reactor well filled with water. It is necessary to operate.
従来、このような作業を実施するための装置としては、作業装置を炉内構造物上に固定設置して作業を行う設置型装置と、装置自身を炉水中で遊泳させて作業を行う遊泳型装置とが利用されている。 Conventionally, as an apparatus for performing such work, an installation type apparatus that performs work by fixing the work apparatus on a reactor internal structure, and a swimming type that performs work by swimming the apparatus itself in the reactor water The device is used.
設置型装置としては、多関節マニピュレータを炉水面上方より吊下し、炉内構造物やガイドパイプに固定設置して作業を行う装置(特許文献1参照)、原子力圧力容器の下鏡部にあるCRDハウジングの下端部からCRDハウジング内に多関節マニピュレータを挿入して作業を行う装置(特許文献2参照)などが提案されている。 As an installation type device, an articulated manipulator is suspended from above the reactor water surface and fixedly installed on the reactor internal structure or guide pipe (see Patent Document 1), and is located in the lower mirror part of the nuclear pressure vessel An apparatus (see Patent Document 2) that performs an operation by inserting an articulated manipulator into the CRD housing from the lower end of the CRD housing has been proposed.
一方、遊泳型装置としては、複数のスラスタを備えて任意の方向への遊泳移動を行い、検査作業を実施する装置(特許文献3参照)、あるいは遊泳機能に加えスラスタを用いて炉心シュラウド等の壁面に吸着させ、壁面上を移動させながら作業を行う装置(特許文献4参照)などが提案され、利用されている。
上述した原子炉内作業装置において、設置型装置については装置を炉内構造物に固定することができるため、施工ツールの正確な位置決めが可能であり、研磨などの反力が発生する作業が行い易いという利点がある。 In the in-reactor working device described above, the installation type device can be fixed to the in-reactor structure, so that the construction tool can be positioned accurately, and work that generates reaction force such as polishing is performed. There is an advantage that it is easy.
しかしながら、1箇所の設置箇所において施工可能な領域は限定されており、広域範囲を施工対象とする際には必要に応じて装置の設置位置を変える必要がある。例えば、炉底部領域に装置を設置する際には、炉内への挿入時に、途中に配置されている燃料集合体や制御棒、制御棒案内管などを撤去する必要があり、これらの炉内機器の取り外しや作業装置の設置作業には多大な時間がかかるため、施工期間が長くなるという課題がある。 However, the area that can be constructed at one installation location is limited, and it is necessary to change the installation position of the apparatus as necessary when a wide range is to be constructed. For example, when installing the device in the furnace bottom region, it is necessary to remove the fuel assemblies, control rods, control rod guide tubes, etc. that are arranged along the way when they are inserted into the furnace. Since it takes a lot of time to remove the equipment and install the working device, there is a problem that the construction period becomes long.
一方、遊泳型装置の場合には一旦、装置を炉内へ投入すれば自ら遊泳して移動することができるため、広い範囲に亘って作業を行うことができるという利点がある。ただし、遊泳型装置は炉内構造物に対して装置の位置を支持固定することができないため、外力に対する位置の保持が難しく、炉水の流動がある環境での作業、あるいは磨き作業などの反力が発生する作業には向かない。また、設置型装置のように装置と炉内構造物との相対的な位置関係を剛に固定することができないため、施工ツールの絶対位置決めが難しいという課題がある。 On the other hand, in the case of a swimming-type device, once the device is put into the furnace, it can swim and move by itself, so that there is an advantage that work can be performed over a wide range. However, since the swimming device cannot support and fix the position of the device with respect to the furnace internal structure, it is difficult to maintain the position with respect to the external force, and the work in an environment where there is a flow of reactor water or polishing work is difficult. Not suitable for work where power is generated. Moreover, since the relative positional relationship between the apparatus and the in-furnace structure cannot be rigidly fixed as in the installation type apparatus, there is a problem that it is difficult to absolutely position the construction tool.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、設置型装置の特長である施工ツールの正確な位置決めが可能で、大きな作業反力を受けられるという利点と、遊泳型装置の特長である1回の装置投入で広い範囲の施工作業が可能であるという利点とを兼ね備えた炉内作業装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to accurately position a construction tool, which is a feature of an installation type device, and is advantageous in that it can receive a large work reaction force, and a feature of a swimming type device. An object of the present invention is to obtain an in-furnace working device that has the advantage that a wide range of construction work is possible with a single introduction of the device.
前記の課題を解決するため、本発明では、原子炉内の構造物を対象とする点検、補修、予防、保全およびこれらに関連する作業を実施する原子炉内作業装置であって、複数の関節軸を介して回動可能に連結されたロボットアーム部と、前記原子炉内の構造物上に設置する設置装置と、を有し、前記ロボットアーム部は、その両端それぞれに設けられ、前記作業の対象とする構造物を把持するグリッパ部を有し、前記グリッパ部は、一端の前記グリッパ部が前記構造物を把持する固定側として機能する際は他端の前記グリッパ部が前記ロボットアーム部に作業の手先として機能するよう固定され、また、作業の手先として機能する一端の前記グリッパ部が前記構造物を把持した場合に、その把持位置を新たな前記ロボットアーム部の固定設置位置とするとともに、前記元の固定設置位置を把持していた他端の前記グリッパ部が前記構造物の把持を解除して作業の手先となる機能を有し、当該機能により前記ロボットアーム部全体の移動中における前記作業施工を実施可能であり、前記ロボットアーム部と前記グリッパ部とは自由に着脱できる構成を有し、前記グリッパ部と、施工機器を搭載した施工ツールヘッドとの交換利用が可能であり、前記設置装置は、前記グリッパ部に保持されることで前記設置装置と前記ロボットアーム部が連結される連結台座を有することを特徴とする炉内作業装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an in-reactor working apparatus that performs inspection, repair, prevention, maintenance, and related work for structures in a nuclear reactor. A robot arm unit rotatably connected through a shaft, and an installation device installed on a structure in the nuclear reactor, wherein the robot arm unit is provided at each of both ends thereof, and the work A gripper portion that grips a structure to be a target of the gripper. When the gripper portion at one end functions as a fixed side for gripping the structure, the gripper portion at the other end is the robot arm portion. to be fixed so as to function as a hand work, also when the gripper portion of the one end functioning as a hand of work is gripping the structure, its gripping position fixing and installation position of the new the robot arm In addition, the gripper portion at the other end that has gripped the original fixed installation position has a function of releasing the grip of the structure and serving as a hand of the work. It is possible to carry out the work construction while moving, the robot arm part and the gripper part can be freely attached and detached, and the gripper part can be exchanged with a construction tool head equipped with construction equipment. The installation apparatus includes an in-furnace working apparatus having a connection base that is connected to the installation apparatus and the robot arm unit by being held by the gripper unit.
本発明によれば、設置型装置の特長である施工ツールの正確な位置決めが可能で、大きな作業反力を受けられるという利点と、遊泳型装置の特長である1回の装置投入で広い範囲の施工作業が可能であるという利点とを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to accurately position a construction tool, which is a feature of a stationary device, and to receive a large work reaction force. The advantage that construction work is possible can be obtained.
以下、本発明に係る原子炉内作業装置の実施形態について、図1を参照して説明する。なお、原子炉圧力容器の内部構成については、図18を参照する。
Hereinafter, an embodiment of an in-reactor working apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 18 is referred to for the internal configuration of the reactor pressure vessel.
[第1実施形態](図1〜図15、図18)
図1は、本実施形態による原子炉内作業装置の主要構成部分を概略的に説明するための断面図である。
[First Embodiment] (FIGS. 1 to 15 and FIG. 18)
FIG. 1 is a cross-sectional view for schematically illustrating main components of the in-reactor working apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、この原子炉内作業装置1は一例として、図18に示した炉心支持板105に吊下げ状態で設置される構成となっている。すなわち、この原子炉内作業装置1は縦長柱状の設置機構部203と、この設置機構部203の下端側に支持されて原子炉内で作業を行う作業用のロボットアーム部201とを備えている。
As shown in FIG. 1, the in-
設置機構部203は吊下げ用ワイヤ814を介して炉上から吊下され、炉心支持板105に上端部を支持されて、炉心支持板105の下方に着脱可能に挿入される構成となっている。この設置機構部203の一側部には、縦方向に沿ってボールねじ812およびリニアガイド813が設けられている。
The
ボールねじ812およびリニアガイド813には連結台座501が昇降可能に設けてあり、この連結台座501に作業アーム202としてのロボットアーム部201がその両端に設けられたグリッパ部202A,202Bの一方を介して連結されている。
The
ロボットアーム部201は複数本、例えば2本のアーム201A,201Bを3次元的に屈曲可能に連結した構成のものであり、これらのアーム201A,201Bのうち、一端側のアーム201Bが設置機構部203に対して関節群204Cを介して支持されている。
The
なお、以下の説明においては、ロボットアーム部201の連結台座501側である固定設置端側を「ベース側」と称し、その反対側を「手先側」と称する。
In the following description, the fixed installation end side that is the
図1では機構を模式的に示しており、7つの関節を3つの関節群204A,204B,204Cに分けて示している。すなわち、関節群204Cではベース側からのロール回転、ピッチ回転、ロール回転の3軸の関節を含む構成としてあり、関節群204Aでは手先側からのロール回転、ピッチ回転、ロール回転の3軸の関節を含む構成としてある。また、関節群204Bでは、残りのピッチ回転軸を表している。
In FIG. 1, the mechanism is schematically shown, and the seven joints are divided into three
このように、ロボットアーム部201は、ベース側からロール回転、ピッチ回転、ロール回転、ピッチ回転、ロール回転、ピッチ回転、ロール回転の7つの回転関節を組合せた機構となっている。
As described above, the
そして、この関節構成により、7自由度の運動自由を有することになり、ロボットアーム部201単体で、作業アーム202のベース側に対する手先側の位置と姿勢とを任意に設定して動作できるようにしてある。
With this joint configuration, the robot arm has freedom of movement of 7 degrees of freedom, and the
また、一般の産業用マニピュレータなどでは、ベース側の関節ほど装置自重による負荷が大きくなるため、本実施形態では、駆動出力も大きくなるような構造を採用しているが、本実施形態のロボットアーム部201においては、ベース側と手先側との駆動出力の偏りは無い構成としており、ベース側と手先側とのいずれがベース側になっても同様に機能する構成としてある。
Also, in general industrial manipulators and the like, the load due to the device's own weight increases toward the base side joint. Therefore, in this embodiment, a structure that increases the drive output is adopted, but the robot arm of this embodiment The
なお、本実施形態では関節の数を7軸としているが、関節の数は必ずしも7軸に限定する必要はなく、より多くの冗長な自由度を持たせ、複雑な姿勢を取ることができるようにしてもよい。また、作業姿勢を限定して6軸以下にしてもよく、回転軸方向の組合せについても、これに限定するものではない。さらに、このように回転関節を組合せたシリアルリンク機構に限定するものではなく、ベース側と手先側との位置と姿勢の関係を変化することができる機構であればよい。 In this embodiment, the number of joints is seven, but the number of joints is not necessarily limited to seven, so that more redundant degrees of freedom can be provided and a complicated posture can be taken. It may be. Further, the working posture may be limited to 6 axes or less, and the combination in the rotation axis direction is not limited to this. Furthermore, the present invention is not limited to the serial link mechanism in which the rotary joints are combined as described above, and any mechanism that can change the relationship between the position and the posture between the base side and the hand side may be used.
このような回転関節を駆動する機構としては、図示を省略するが、一般的なロボットアームと同様に、サーボモータ、減速器、ブレーキを組合せたものを利用することができる。 As a mechanism for driving such a rotary joint, although not shown, a combination of a servo motor, a speed reducer, and a brake can be used as in a general robot arm.
また、関節の角度はモータに取付けられた回転角センサであるレゾルバによって検出する構成としており、各関節の位置制御および速度制御、トルク制御を行えるようになっている。 Further, the angle of the joint is detected by a resolver that is a rotation angle sensor attached to the motor, and position control, speed control, and torque control of each joint can be performed.
さらに、駆動機構についても、上述の構成に限定するものではなく、油圧駆動および(または)水圧駆動による回転アクチュエータなど他の手段を利用してもよい。 Further, the drive mechanism is not limited to the above-described configuration, and other means such as a rotary actuator by hydraulic drive and / or hydraulic drive may be used.
次に、図2〜図6を参照して、ロボットアーム部201の両端に搭載して炉内構造物を把持する機能および施工を実施するためのグリッパ機構等について説明する。
Next, with reference to FIGS. 2-6, the function to hold | grip the structure in a furnace mounted on the both ends of the
図2(a)は、図1に示したグリッパ部202A,202Bを示す断面図であり、図2(b)は、図2(a)のA−A線に沿う側断面図である。
2A is a cross-sectional view showing the
これらの図2(a),(b)に示すように、グリッパ部202A,202Bは、一面が開口する筐体320内に平行な1対のねじ軸306A,306Bを設け、これらの各ねじ軸306A,306Bにそれぞれナット307A,307Bを介して1対のグリッパ指301A,301Bを互いに対向する配置で螺着し、各ねじ軸306A,306Bの回転によってナット307A,307Bを移動させ、これによりグリッパ指301A,301Bを互いに接離する方向に動作できる構成としたものである。両グリッパ指301A,301Bの指先端側の対向面にはそれぞれテーパ状凹部からなる把持対象物固定用の嵌合溝313が形成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
そして、これらのグリッパ指301A,301Bの接離方向の動作により、例えば原子炉内構造物であるシュラウドサポートレグ103を把持することができるようになっている。
Then, the
この2本指構成のグリッパ指301A,301Bの開閉については、筐体320内に設けられたサーボモータ302、減速器303、ブレーキ304およびレゾルバ305からなるアクチュエータを用いる構成となっており、各指用の2本のねじ軸306A,306Bを回転させ、指部材に結合したナット部307A,307Bを駆動することで行う。
The two-
このように、各指のねじ軸306A,306Bの回転方向が互いに反対方向になるように、互いのねじ軸306A,306Bをギア308A,308Bを介して連結するとともに、サーボモータ302の出力軸302Aを片側のねじ軸306Aにギア308A,308B,308Cを介して伝達することにより、1つのサーボモータを用いて2本指構成のグリッパ指301A,301Bの開閉動作を行う構成としてある。
As described above, the
なお、本実施形態では指の開閉動作用のねじ軸に、台形ねじを用いている。このため、指を開く方向に外力が加わってもバックドライブを起こしにくく、対象物を把持した後にアクチュエータ出力を低下させても、把持力を維持することができる。このため、サーボモータを用いる構成であっても、少ない消費エネルギにより確実な把持固定を維持することができる。グリッパ部202A,202Bは、ロボットアーム部201に対して自由に着脱できる構成となっている。
In this embodiment, a trapezoidal screw is used for the screw shaft for opening and closing the finger. For this reason, even if an external force is applied in the direction of opening the finger, it is difficult to cause back drive, and the gripping force can be maintained even if the actuator output is reduced after gripping the object. For this reason, even if it is the structure which uses a servomotor, reliable holding | maintenance fixation can be maintained with little energy consumption. The
また、グリッパ部202A,202Bには、ロボットアーム部201から切り離して原子炉内に投入および回収を行うことができるように、吊下げ用のワイヤ312を取付けてある。
In addition, a
また、筐体320には下端部にはオスユニット側にはキー溝311を設けた台板にオスユニットとしてのテーパシャンク309が設けられ、その先端にプルスタッドボルト310が設けられている。
In addition, a
図3は、ロボットアーム部201と、グリッパ部202A,202Bとの連結に適用されるメスユニットの構成を示す断面図である。すなわち、図1に示したロボットアーム部201の両端に備えられる関節群204A,204B,204C等とグリッパ指301A,301Bとの連結部に設けられるテーパシャンク機構用部材を示している。ここでは、図2に示したグリッパ部202A,202Bとの連結を例として説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a female unit applied to the connection between the
この連結部には、例えば工作機などの工具脱着機構として利用されている公知の構造を活用することができる。図2に示したテーパシャンク機構は、テーパシャンク309およびプルスタッドボルト310からなるオスユニットとして構成してあり、図4のメスユニットは、図2のオスユニットに嵌合するテーパ401と、ボールチャック402およびエアシリンダ403からなり、メスユニットと対をなす機構としてある。
For this connecting portion, a known structure used as a tool attaching / detaching mechanism such as a machine tool can be used. The taper shank mechanism shown in FIG. 2 is configured as a male unit including a
この構成が、図1に示したグリッパ部202A,202Bに適用されている。例えば、グリッパ部202A,202Bにオスユニットを設け、ロボットアーム部201側にメスユニットを設けている。
This configuration is applied to the
この構成により、オスユニット側のプルスタッドボルト310をメスユニット側のエアシリンダ403によって引き寄せることで、テーパ部401に接触摩擦が発生して固定される。
With this configuration, the
また、オスユニット側にはキー溝311が設けてあり、メスユニット側のキー部材404と合わせることにより主軸まわりの回転位置決めを行い、グリッパ指301A,301Bの先端の正確な向きに設定することができる構成としてある。
In addition, a
グリッパ部202A,202Bをロボットアーム部201と着脱することができるようにするため、指機構の駆動用の動力・信号線ケーブル等については、ロボットアーム部201と別個の系統として配線する構成としてある。
In order to enable the
また、ロボットアーム部201と切り離して炉内に投入および回収を行うことができるように、グリッパ部202A,202Bには吊下げ用のワイヤ312を取付けてある。
In addition, a
図4は、ロボットアーム部201と設置機構部203との連結を行う構成、すなわち連結台座501の構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration for connecting the
この図4に示すように、連結台座501は肉厚なブロック状部分とその下部に垂下する肉薄部分とを有する形状とされており、この連結台座501の肉薄部分にグリッパ固定用の突起部、すなわち凸形のグリッパ固定用テーパ部502が設けられている。
As shown in FIG. 4, the connecting
そして、連結台座501の肉厚なブロック状部分に、図1に示したボールねじ812が螺挿されている。
Then, the
この構成により、上述のロボットアーム部201と設置機構部203とが、設置機構部203の連結台座501をグリッパで把持することによって連結固定される。
With this configuration, the
アームで作業を行う際には、設置機構部との連結位置および姿勢が基準の座標となるため、連結部で位置や姿勢の誤差が発生しないように正確に固定する必要がある。 When working with the arm, the position and orientation of the connection with the installation mechanism section are the reference coordinates, and therefore it is necessary to fix the position accurately so that position and orientation errors do not occur at the connection section.
そこで、本実施形態では、グリッパ指301A,301Bが把持する連結台座501に四角錐形状のグリッパ固定用テーパ502が設けてあり、グリッパ指301A,301Bには、このグリッパ固定用テーパ502に嵌合する図2に示した溝形状313が設けてある。
Therefore, in this embodiment, the connecting
このように、四角錐形状のグリッパ固定用テーパ502を用いることにより、小さい位置誤差および姿勢誤差で連結固定することが可能となっている。また、グリッパ指301A,301Bには施工作業用のツールを搭載して施工を行えるようにしてある。
As described above, by using the quadrangular pyramid-shaped
このような本実施形態の作業装置1が炉内構造物に対して行う施工作業としては、炉内構造物に対する目視検査(VT検査)、超音波探傷検査(UT検査)、磨き作業、溶接作業、き裂発生抑止のための予防保全作業などである。
The construction work performed by the working
溶接作業としては、き裂封止のための水中レーザ封止溶接を実施する。これは、炉水が満たされている炉内環境において、施工対象に対してチャンバを押し付け、その内部をアルゴンなどの不活性ガスで満たすことで部分的な気中空間を形成し、そこに溶接フィラーの送り込みとレーザビーム光の照射によりフィラーを融着させて封止を行うものである。 As the welding operation, underwater laser sealing welding for crack sealing is performed. This is because in the furnace environment filled with reactor water, the chamber is pressed against the construction object, and the interior is filled with an inert gas such as argon to form a partial air space and welded to it. Sealing is performed by fusing the filler and injecting the filler by laser beam irradiation.
予防保全作業としては、レーザピーニングを実施する。これは、構造材料表面の応力改善手法の一手法であり、高エネルギのパルスレーザを材料表面に照射し、そのとき発生するプラズマの衝撃力により、材料の応力をき裂が発生し難い圧縮応力の状態にするものである。 Laser peening is performed as preventive maintenance work. This is a technique for improving the stress on the surface of a structural material. A high-energy pulse laser is applied to the surface of the material, and the impact of the plasma generated at that time compresses the stress of the material so that cracks are unlikely to occur. It will be in the state of.
図5は、グリッパ部に施工作業用ツールを搭載する例として、VT検査を行う場合のグリッパ部を示す構成図である。 FIG. 5 is a configuration diagram showing a gripper portion when performing a VT inspection as an example of mounting a construction work tool on the gripper portion.
VT検査は、炉内構造物のき裂の有無確認などの外観検査を行うものであり、CCDカメラ601と、対象物を照射するための水中照明装置602とを指先に搭載している。同様にしてUT検査を行う場合は、グリッパ部の指先にUTセンサプローブを搭載して活用する。また、レーザピーニングを行う場合は、レーザ発振器によって発振されたレーザ光を伝達する光ファイバ、照射面にレーザの焦点をあわせるためのレンズ、レーザ焦点位置を制御するための焦点調整移動機構などを指先に搭載して施工を行うことが望ましい。
The VT inspection is an external inspection such as confirmation of the presence or absence of cracks in the furnace structure, and a
VT検査およびUT検査等のように、小形の施工ツールの場合には、グリッパ機構に搭載して使用することができるが、施工作業によっては、その施工ツールの体積が大きいためグリッパ部に搭載できないものがある。例えば、グラインダを利用した磨き作業や、チャンバ式の溶接作業などが挙げられる。 In the case of a small construction tool such as VT inspection and UT inspection, it can be mounted and used on the gripper mechanism, but depending on the construction work, it cannot be mounted on the gripper part because the volume of the construction tool is large. There is something. For example, a polishing operation using a grinder, a chamber-type welding operation, and the like can be given.
このような場合には、それぞれ専用の施工ツールヘッドを用意し、グリッパ部と同様にテーパシャンクを用いてロボットアーム部と着脱できるようにし、炉内または炉外においてグリッパ部と施工ツールヘッドとを切り替えて装着することにより、施工を実施する。 In such a case, prepare a dedicated construction tool head, and attach it to the robot arm using a taper shank like the gripper, and connect the gripper and construction tool head inside or outside the furnace. Construction is carried out by switching and mounting.
図6は、施工ツールヘッドの例として、チャンバ式溶接作業用のヘッド機構を示す構成図である。 FIG. 6 is a configuration diagram showing a head mechanism for chamber welding as an example of a construction tool head.
図6に示すように、この施工ツールヘッドは主に、施工部をガス封入することにより、部分気中環境を形成するためのチャンバ701、密閉用パッキン702、パージ用ガスチューブ703、溶接フィラー704、送り機構705、レーザ照射機構706、光ファイバ707、施工ツールヘッドの吊下げ用ワイヤから構成される。
As shown in FIG. 6, this construction tool head mainly includes a
また、ロボットアーム部201との連結については、グリッパ部202A,202Bと同様に、ツールシャンク機構を利用して行う。なお、ここでは、グリッパ部202A,202Bと施工ツールヘッドとを付け替えて利用する例を示したが、グリッパ部で施工ツールヘッドを把持して利用する方法を採用してもよい。
Further, the connection with the
図7は、ロボットアーム部201を炉内構造物上に固定設置するための設置機構部203を詳しく図示した断面構成図である。
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram illustrating in detail the
この図7に示す例では、設置機構部203は炉心支持板105の上面に装置を設置するための構成を示している。
In the example shown in FIG. 7, the
設置機構部203は、炉心支持板上に着座設置するための上端設置台座801、胴体部となる円筒形状のマスト部802、マスト部全体を旋回動作させるための旋回軸機構803、設置機構部203とロボットアーム部201とを連結するための連結台座501、および連結台座501を昇降させるための昇降軸機構804を備えた構成とされている。
The
炉心支持板105の上面には、燃料支持金具や制御棒案内管の位置を固定するためのガイドピン805が設置されており、このガイドピン805を利用して上端設置台座801のガイドピン受け806を貫通させることで装置全体の方位を固定する。
On the upper surface of the
設置機構部203の下端部に配置されている下端設置台座807は、CRDハウジング108の内面に挿入され、設置機構部203に加わる水平方向の力や転倒する向きのモーメントに対して、上端設置台座801と下端設置台座807とによって抗する構成となっている。
The lower-
なお、下端設置台座807は、CRDハウジング108と接するため、設置機構の旋回動作が行えるように受動的に回転できる構成となっている。
In addition, since the lower
旋回軸機構803は設置機構部の上方に取付けられており、サーボモータ808、減速器809、およびブレーキ810によるアクチュエータを用いてマスト部の旋回動作を行えるようになっている。
The turning
サーボモータ808には回転角センサであるレゾルバ811が備わっており、任意の旋回角度に調整できるようになっている。昇降軸機構804は、同様にサーボモータ808、減速器809、ブレーキ810の構成の機構によってマスト部802内のボールねじ812を駆動する。
The
ロボットアーム部201との連結部である連結台座501は、リニアガイド813上を上下にスライドするようになっており、ボールねじ812の回転によって昇降する。
A
昇降軸の駆動用のサーボモータ808にも回転角センサが備えてあり、連結台座501の昇降位置を任意に調整できる構成としてある。
The
設置機構部203の上端には、クレーンやホイストで装置の上げ下げをするためのワイヤ814が取付けられており、このワイヤ814を用いて炉内構造物上への設置や回収を行う。
A
ロボットアーム部と設置機構部との連結については、グリッパ部の構成として上述したように、グリッパで設置機構部203の連結台座501を把持することで行う。
The connection between the robot arm unit and the installation mechanism unit is performed by holding the
なお、詳細な説明については後述するが、本実施形態の作業装置1はロボットアーム部201を設置機構部203から切り離してアーム部自身が移動して作業を行うことが可能である。
Although a detailed description will be given later, the working
このような作業形態の構成で、かつ施工にグリッパ部202A,202Bではなく専用の施工ツールヘッドを搭載して行う必要がある場合には、グリッパ部202A,202Bの把持による連結ではなく、ロボットアーム部201と設置機構部203とをテーパシャンク機構によって直接連結する方式を採用してもよい。
When it is necessary to carry out construction with a construction tool head for exclusive use instead of the
その場合には、グリッパ部202Aで炉内構造物を把持した後に、ベース側の連結を切り離し、その切り離し部位に施工ツールヘッドを装着するという使用が可能である。
In that case, after gripping the in-furnace structure with the
図8は、本実施形態による装置を制御するシステムの構成を示している。 FIG. 8 shows the configuration of a system for controlling the apparatus according to the present embodiment.
この図8に示すように、装置を制御するための制御盤901は、図18に示したオペレーションフロア109上に設置する。本実施形態の装置1(図8では「902」)と制御盤901とは、動力および信号用の伝送ケーブル、エアシリンダ903駆動用のエアチューブによって接続してある。
As shown in FIG. 8, a
制御盤901には、サーボモータ904を制御し、またモータのブレーキ905を制御するためのモータコントローラ回路906、サーボモータ904の回転角センサ907の値を取得するための角度検知回路908、圧縮エアの圧力制御弁・制御回路909を備え、さらにこれらを統括して装置全体の動作計画および各軸の指令値の算出等を行うための制御演算CPU回路910を備えた構成としてある。さらに、制御盤901は、オペレータが操作するための操作盤911に接続してある。
The
そして、この操作盤911は、装置の状態を示す状態表示モニタ912と、装置の動作指令を行うためのマウスやジョイスティックなどの操作指令器913、これらの情報処理を行う指令処理CPU回路914から構成してある。
The
本実施形態の装置駆動制御については、オペレータの作業指示に基づいて半自動的に行われる。すなわち、選択された作業内容を実施するために必要なグリッパ部または施工ツールヘッド先端の位置姿勢軌道を制御演算CPU回路910によって設計し、その軌道を実現するためのロボットアーム部の各関節角度を算出して各軸の角度制御を実施することで自動制御が行われる。
The apparatus drive control of this embodiment is performed semi-automatically based on an operator's work instruction. That is, the position / orientation trajectory of the gripper part or the construction tool head tip necessary for carrying out the selected work content is designed by the control
図9は、この自動制御における、シュラウドサポートレグ103周りの領域の施工を対象とした場合における装置の設置、施工、および回収の作業の流れを説明するフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of the installation, construction, and recovery work of the apparatus when the construction of the area around the
図9に示すように、本実施形態の作業では、ロボットアーム部201にグリッパ部202A,202Bが装着され(S101)、グリッパ部202で設置機構部の連結台座が把持固定される(S102)。そして、装置が炉内に吊下げられて着座設置され(S103)、設置機構部の旋回動作による方位調整が行われる(S104)。
As shown in FIG. 9, in the work of this embodiment, the
次に、設置機構203部の昇降動作により高さ調整が行われ(S105)、ロボットアーム部201が炉内へ展開される(S106)。
Next, height adjustment is performed by the raising / lowering operation | movement of the
また、施工箇所が設置機構の設置箇所を基点とした動作範囲内にあるかの判断が行われ(S107)、動作範囲内にある場合(YES)には、グリッパ部202Aまたは施工ツールヘッドが施工箇所に位置決めされて施工が実施される(S108)。
In addition, it is determined whether the construction location is within the operation range based on the installation location of the installation mechanism (S107). If the construction location is within the operation range (YES), the
一方、施工箇所が設置機構の設置箇所を基点とした動作範囲内にない場合(NO)には、グリッパ部202Aでシュラウドサポートレグが把持され(S109)、グリッパ部202Bの把持が開放される(S110)。また、施工箇所がグリッパ部202Aの把持箇所を基点とした動作範囲内にあるかの判断が行われ(S111)、この判断がYESの場合にはグリッパ部202Bが施工箇所に位置決めされて施工が実施される(S112)。
On the other hand, when the construction location is not within the operation range based on the installation location of the installation mechanism (NO), the
また、ステップS111の判断がNOの場合には、施工の実施に施工ツールヘッドが必要かの判断が行われ(S113)、この判断がYESの場合には、グリッパ部202Bが取外され(S114)、さらに施工ヘッドが装着されて(S115)、施工ツールヘッドが施工箇所に移動されて施工が実施される(S116)。
If the determination in step S111 is NO, a determination is made as to whether a construction tool head is required for execution (S113). If the determination is YES, the
そして、ステップS113の判断がNOの場合は、グリッパ部202Bが施工箇所に位置決めされて、施工が実施される(S117)。
And when judgment of step S113 is NO, the
さらに、グリッパ部202Bで別のシュラウドサポートレグを把持する工程(S118)と、グリッパ202Bの把持を開放する工程(S119)と、施工箇所がグリッパ部202Bの把持箇所を基点とした動作範囲内にあるかの判断を行う工程(S120)とを備えている。
Further, the step of gripping another shroud support leg with the
この判断がYESの場合には、施工の実施に施工ツールヘッドが必要かについて、さらに判断され(S121)、またステップS120の判断がNOである場合には、ステップS109に戻り、グリッパ部202Aでシュラウドサポートレグが把持される。
If this determination is YES, it is further determined whether or not a construction tool head is required for execution (S121). If the determination in step S120 is NO, the process returns to step S109 and the
また、ステップS121の判断がYESの場合には、グリッパ部202Bが取出され(S122)、施工ツールヘッドが装着されるとともに(S123)、施工ツールヘッドが施工箇所に移動されて施工が実施される(S124)。
Further, when the determination in step S121 is YES, the
また、ステップS121の判断がNOの場合には、グリッパ部202Aが施工箇所に位置決めされて施工が実施すされる(S125)。
If the determination in step S121 is NO, the
図10〜図17は、以上の工程に基く設備動作概念を示す説明図である。なお、以下の説明には図18も参照する。 10-17 is explanatory drawing which shows the equipment operation | movement concept based on the above process. Note that FIG. 18 is also referred to in the following description.
まず、図10および図11を参照して、施工対象箇所が装置設置位置から近い場合における作業方法について説明する。 First, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the working method in case a construction object location is near from an apparatus installation position is demonstrated.
図10に示すように、グリッパ部202A,202Bを含むロボットアーム部201を設置機構部203に搭載した状態で、炉水面上方よりオペレーションフロア109上にある燃料交換台車や天井クレーンを使用して炉内に吊下し、炉心支持板105上に設置機構部203を着座させて装置を設置して固定する。
As shown in FIG. 10, in a state where the
このとき、炉心支持板105上のガイドピン805を利用して設置機構部203の方位を固定する。
At this time, the orientation of the
次に、図11に示すように、設置機構部203で旋回および昇降の動作を行い、作業位置に応じてアームの展開方向および昇降高さを調節する。
Next, as shown in FIG. 11, the
その後、ロボットアーム部201を動作させてアームを設置機構部203の外側に展開させる。施工対象箇所が装置設置位置に近い場合には、そのままグリッパ部202Aに搭載した施工機器を用いて作業を実施する。
Thereafter, the
ここで、施工ツールヘッドが必要な作業である場合には、装置を原子炉内に投入する前に、グリッパ部202Aに代えて施工ツールヘッドを搭載しておけばよい。また、炉内でグリッパ部202Aと施工ツールヘッドとを付け替えて利用してもよい。グリッパ部202Aと施工ツールヘッドとを付け替えて利用する方法の場合には、まず取外すグリッパ部202Aが上方を向くようにロボットアーム部201の姿勢を取り、グリッパ部202Aを切り離して引き上げる。
Here, when the construction tool head is necessary, the construction tool head may be mounted instead of the
そして、同様に施工ツールヘッドをテーパシャンク309が下向きになるようにして吊下げ、ロボットアーム部201の連結部に挿入させて連結する。
Similarly, the construction tool head is suspended so that the
次に、図12〜図15を参照して、施工対象箇所が装置設置位置から遠い場合における作業方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 12-15, the working method in case a construction object location is far from an apparatus installation position is demonstrated.
図12に示すように、この方法では、手先側のグリッパにて炉内構造物を把持した後にロボットアーム部201を設置機構部203から切り離してロボットアーム部自身を移動させて施工を行う。
As shown in FIG. 12, in this method, after gripping the in-furnace structure with the gripper on the hand side, the
この手順については、まずロボットアーム部201の新たな固定支持端とする炉内構造物を、グリッパ部202Aで把持する。ここでは、シュラウドサポートレグ103の横面を把持する。
Regarding this procedure, first, the in-furnace structure as a new fixed support end of the
次に、これまでロボットアーム部201の固定支持端となっていたグリッパ部202Bの指を開き、設置機構部203からアームを切り離す。
Next, the finger of the
これにより、図13に示すように、グリッパ部202Aで把持している箇所を中心とした領域においてグリッパ部202Bをアームの新たな手先として作業を実施することができ、作業領域を拡大することができる。
As a result, as shown in FIG. 13, the work can be performed with the
なお、施工ツールヘッドが必要な作業である場合には、グリッパ部202Bを切り離して施工ツールヘッドに付け替えて実施する。
When the construction tool head is necessary, the
また、図14に示すように、さらに広範囲の作業を行う場合には、再度アームの移動動作を行う。すなわち、アームの手先となっていたグリッパ部202Bを新たな固定支持端とするために、移動方向にある炉内構造物をグリッパ部202Bで把持し、これまでロボットアーム部の固定支持端となっていたグリッパ部202Aの指を開き、ロボットアーム部201の移動動作を行う。
Also, as shown in FIG. 14, when performing a wider range of work, the arm movement operation is performed again. That is, in order to use the
これにより、図15に示すように、グリッパ部202Bで把持した箇所を中心とした領域において、グリッパ部202Aを手先として作業を行うことが可能となる。
As a result, as shown in FIG. 15, it is possible to work with the
次に、各種施工を行うためのロボットアーム部201の手先位置の動作方法について説明する。
Next, an operation method of the hand position of the
VT検査は検査対象物と非接触の作業であり、また一つのアーム姿勢で検査できる領域が広いことから、検査箇所がカメラの画角に入るようにロボットアーム部201を制御して手先の位置姿勢を調整する。
The VT inspection is a non-contact operation with the inspection object, and since the area that can be inspected with one arm posture is wide, the
一方、UT検査やレーザ溶接作業、レーザピーニング作業は検査箇所および施工点が小さなスポット領域となるため、手先を精度良く動作させて必要な面領域の施工を実施する必要がある。 On the other hand, in the UT inspection, laser welding work, and laser peening work, since the inspection spot and the construction point become a small spot area, it is necessary to perform the construction of a necessary surface area by operating the hand with high accuracy.
これらの施工は炉内構造物の溶接線とその近傍領域に適用されるが、この領域において施工抜けが無いように施工パスを設定し、そのパス上を手先の施工機器が追従するようにロボットアーム部201の制御を行う。このようにして各種施工を実施する。
These constructions are applied to the weld line of the furnace internal structure and its neighboring area, but the construction path is set so that there is no missing construction in this area, and the construction equipment on the hand follows the path. The
次に、装置を炉外へ回収する手順について説明する。 Next, a procedure for recovering the apparatus outside the furnace will be described.
装置を回収する際には、上述した装置の設置手順、ロボットアーム部201の展開、移動手順の逆の手順を取って実施する。
When recovering the apparatus, the above-described apparatus installation procedure,
すなわち、ロボットアーム部201の移動動作を行った場合には、逆の手順で移動動作を行い、設置機構部203の連結台座501をグリッパ部で把持することで連結を行い、ロボットアーム部201を設置機構部内203に収納する。
That is, when the movement operation of the
その後、設置機構部203ごと装置全体を引き上げて炉外に回収する。以上のように、シュラウドサポートレグ103周りの施工を行うものである。
Thereafter, the entire
[第2実施形態]
次に、図16(a),(b)を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 (a) and 16 (b).
この実施形態は、前述の第1実施形態で示した着脱型グリッパ202A,202Bに代えて、別のロボットアーム部201を連結して利用するものである。
In this embodiment, instead of the
例えば、図16(a)に示すように、2個の連結口を有する連結ジョイント1701を用いて直接ロボットアーム部201同士を連結することで、図16(b)に示すように、全体のアーム長を長くすることができ、より広範囲の施工を行うことができる。
For example, as shown in FIG. 16A, by connecting the
また、構成関節自由度数が倍になるため、ロボットアーム部を複雑な形状に変化させることができ、施工経路上の障害となる炉内構造物を姿勢の変化で回避するという使用方法を採用することができる。 In addition, since the number of degrees of freedom of the joints is doubled, the robot arm can be changed into a complex shape, and a method of use that avoids furnace structures that become obstacles on the construction path by changing the posture is adopted. be able to.
この場合、装置を炉内に投入する前に、複数のロボットアーム部201を連結させておき、まとめて設置機構部203に搭載して吊下ろせばよい。または、炉内での施工ツールヘッドの着脱のように、一旦装置を炉内に設置した後に、連結用のロボットアーム部201を連結ジョイント1701を取付けた状態で近傍に吊下げ、その場で連結する方法を採用してもよい。
In this case, before putting the apparatus into the furnace, a plurality of
本実施形態によれば、複数の関節軸からなるロボットアーム部と、その両端に炉内構造物を把持するためのグリッパ部とを兼ね備えた機構構造を有し、手先のグリッパを用いて炉内構造物を把持し、その把持位置を新たに装置の固定設置位置とするとともに、元の固定側のグリッパを手先として適用することで、装置全体を移動させながら施工を実施することができる。 According to this embodiment, it has a mechanism structure that has both a robot arm portion composed of a plurality of joint axes and a gripper portion for gripping the in-furnace structure at both ends thereof. By gripping the structure and making the gripping position a new fixed installation position of the apparatus and applying the original fixed gripper as a hand, construction can be performed while moving the entire apparatus.
また、ロボットアーム部とグリッパ部とが自由に着脱できる構造となっており、炉内構造物の把持用グリッパと施工機器を搭載した施工ツールヘッドとを交換して利用することができる。 Further, the robot arm portion and the gripper portion can be freely attached and detached, and the gripper for gripping the in-furnace structure and the construction tool head on which the construction equipment is mounted can be used interchangeably.
また、上記の作業装置を、炉内構造物上に設置するための設置装置に搭載して炉内に設置することができる。 In addition, the above working device can be installed in an installation device for installation on an in-furnace structure and installed in the furnace.
また、設置装置には、ロボットアーム部を水平方向に旋回動作させる機構を搭載することができる。 In addition, the installation device can be equipped with a mechanism for turning the robot arm part in the horizontal direction.
また、設置装置には、ロボットアーム部を上下方向に昇降移動させる機構を搭載することができる。 The installation device can be equipped with a mechanism for moving the robot arm portion up and down in the vertical direction.
また、上記作業装置において、ロボットアーム部と設置装置との連結を、設置装置の連結台座をグリッパ部を用いて把持することで行うことができる。 In the above working device, the robot arm unit and the installation device can be connected by holding the connection base of the installation device using the gripper unit.
また、着脱式のグリッパ部に代えて別のロボットアームを結合させてアームの本数を自由に変えることができる。 Further, the number of arms can be freely changed by connecting another robot arm instead of the detachable gripper unit.
また、複数のロボットアーム同士の結合部に施工ツールヘッドを備えるものとすることができる。 Moreover, a construction tool head can be provided at a joint between a plurality of robot arms.
[第3実施形態]
図17(a),(b)は、本発明の第3実施形態を示す説明図である。
[Third Embodiment]
17 (a) and 17 (b) are explanatory views showing a third embodiment of the present invention.
本実施形態によれば、図17(a)に示すような3個の連結口を有する連結ジョイント1801を用いる。そして、2本のロボットアーム部201と施工ツールヘッド1801とを連結して利用する。
According to this embodiment, a connection joint 1801 having three connection ports as shown in FIG. The two
また、それぞれのロボットアーム部201にはグリッパ部202A,202Bを搭載し、両方のグリッパ部で炉内機器を把持固定する。
Further,
このように、2本のロボットアーム部201,201を用いて支持固定することで閉リンク構造が形成されるため、1本のロボットアーム部201を利用するときよりも大きな発生力や高い機構剛性を得ることができる。
In this way, since the closed link structure is formed by supporting and fixing using the two
これにより、磨き作業などの施工反力の大きい作業や、重量の大きな施工ツールヘッドを搭載した際にも安定して作業を実施することが可能である。 Thereby, it is possible to carry out the work stably even when a work with a large construction reaction force such as polishing work or a heavy construction tool head is mounted.
また、施工ツールヘッドに代えて、さらに別の1本のロボットアーム部を連結させ、3本のアーム構成とすることにより、ロボットアーム部の移動動作とアームを利用した作業とを並行して実施することが可能である。 Also, instead of the construction tool head, another robot arm unit is connected to form a three-arm configuration, so that the robot arm unit can be moved in parallel with the work using the arm. Is possible.
[他の実施形態]
なお、以上の実施形態においては、沸騰水型原子炉の炉底部領域、特にシュラウドサポートレグ103周りの領域に適用する場合について例示したが、本発明の利用についてはこの作業領域に限定されるものではない。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the bottom region of the boiling water reactor, particularly the region around the
すなわち、グリッパ部の指形状を適用箇所の炉内構造物の形状に合わせて変更すれば、炉底部中心領域、上部格子板および炉心支持板の上下領域など、種々の領域への適用が可能である。 That is, if the finger shape of the gripper part is changed according to the shape of the reactor internal structure at the application location, it can be applied to various areas such as the furnace bottom center area, the upper grid plate and the upper and lower areas of the core support plate. is there.
このように、多関節構造を有するロボットアームに対し、炉内構造物に支持固定しながらアーム自体を移動させる機能を付加することにより、遊泳型装置と設置型装置の両者の利点を兼ね備えた施工装置を実現することができる。 In this way, construction that combines the advantages of both a swimming-type device and an installation-type device by adding a function to move the arm itself while supporting and fixing it to the reactor internal structure to the robot arm having a multi-joint structure An apparatus can be realized.
また、本発明では、炉内構造物の形状を計測し、構造物の設計寸法と実物との形状誤差を補正する処理を組合せて利用することができ、その場合には、作業の精度を高めることができる。例えば、グリッパ部や施工ツールヘッド部に超音波センサ、レーザ距離計などの距離計測用センサ、またカメラ画像を利用して対象物との距離や傾き、3次元形状を計測することで、目標とする手先の位置姿勢を補正して修正することができる。 Further, in the present invention, it is possible to use a combination of processes for measuring the shape of the in-furnace structure and correcting the design error of the structure and the shape error of the actual structure. be able to. For example, it is possible to measure the distance, inclination, and three-dimensional shape of an object using a distance measurement sensor such as an ultrasonic sensor or a laser distance meter on a gripper part or a construction tool head part, and a camera image. The position and orientation of the hand to be corrected can be corrected and corrected.
101 原子炉圧力容器
102 炉心シュラウド
103 シュラウドサポートレグ
104 上部格子板
105 炉心支持板
106 ジェットポンプ
107 シュラウドサポートプレート
108 CRDハウジング
109 オペレーションフロア
201 ロボットアーム部
202 作業アーム
202A グリッパ部
202B グリッパ部
203 設置機構部
204A 関節群
204B 関節群
204C 関節群
301A グリッパ指
301B グリッパ指
302 サーボモータ
302A 出力軸
303 減速器
304 ブレーキ
305 レゾルバ
306A ねじ軸
306B ねじ軸
307A ナット
307B ナット
308A ギア
308B ギア
308C ギア
309 テーパシャンク
310 プルスタッドボルト
311 キー溝
312 吊下げ用ワイヤ
313 テーパ嵌合用溝機構
401 テーパ
402 ボールチャック
403 エアシリンダ
404 キー
501 連結台座
502 グリッパ固定用テーパ
601 CCDカメラ
602 水中照明装置
701 チャンバ
702 密閉用パッキン
703 パージ用ガスチューブ
704 溶接フィラー
705 溶接フィラー送り機構
706 レーザ照射機構
707 光ファイバ
801 上端設置台座
802 マスト部
803 旋回軸機構
804 昇降軸機構
805 ガイドピン
806 ガイドピン受け
807 下端設置台座
808 サーボモータ
809 減速器
810 ブレーキ
811 レゾルバ
812 ボールねじ
813 リニアガイド
814 吊下げ用ワイヤ
901 制御盤
902 装置
903 エアシリンダ
904 サーボモータ
905 ブレーキ
906 モータコントローラ回路
907 回転角センサ
908 角度検知回路
909 エア制御弁・回路
910 制御演算CPU回路
911 操作盤
912 状態表示モニタ
913 操作指令器
914 操作指令CPU回路
1701 連結ジョイント
1801 連結ジョイント
1802 施工ツールヘッド
101 reactor pressure vessel 102 core shroud 103 shroud support leg 104 upper lattice plate 105 core support plate 106 jet pump 107 shroud support plate 108 CRD housing 109 operation floor 201 robot arm unit 202 work arm 202A gripper unit 202B gripper unit 203 installation mechanism unit 204A Joint group 204B Joint group 204C Joint group 301A Gripper finger 301B Gripper finger 302 Servo motor 302A Output shaft 303 Reducer 304 Brake 305 Resolver 306A Screw shaft 306B Screw shaft 307A Nut 307B Nut 308A Gear 308B Gear 308C Gear 309 Taper shank 310 Pull stud Bolt 311 Key groove 312 Hanging wire 313 Taper fitting groove mechanism 401 Par 402 Ball chuck 403 Air cylinder 404 Key 501 Connection base 502 Gripper fixing taper 601 CCD camera 602 Underwater illumination device 701 Chamber 702 Sealing packing 703 Purge gas tube 704 Weld filler 705 Weld filler feed mechanism 706 Laser irradiation mechanism 707 Optical fiber 801 Upper installation base 802 Mast 803 Rotating shaft mechanism 804 Elevating shaft mechanism 805 Guide pin 806 Guide pin receiver 807 Lower installation base 808 Servo motor 809 Reducer 810 Brake 811 Resolver 812 Ball screw 813 Linear guide 814 Suspension wire 901 Control panel 902 Device 903 Air cylinder 904 Servo motor 905 Brake 906 Motor controller circuit 907 Rotation angle sensor 908 Angle detection circuit 909 Air Control valve / circuit 910 Control operation CPU circuit 911 Operation panel 912 Status display monitor 913 Operation command device 914 Operation command CPU circuit 1701 Connection joint 1801 Connection joint 1802 Construction tool head
Claims (7)
複数の関節軸を介して回動可能に連結されたロボットアーム部と、
前記原子炉内の構造物上に設置する設置装置と、を有し、
前記ロボットアーム部は、その両端それぞれに設けられ、前記作業の対象とする構造物を把持するグリッパ部を有し、
前記グリッパ部は、一端の前記グリッパ部が前記構造物を把持する固定側として機能する際は他端の前記グリッパ部が前記ロボットアーム部に作業の手先として機能するよう固定され、また、作業の手先として機能する一端の前記グリッパ部が前記構造物を把持した場合に、その把持位置を新たな前記ロボットアーム部の固定設置位置とするとともに、前記元の固定設置位置を把持していた他端の前記グリッパ部が前記構造物の把持を解除して作業の手先となる機能を有し、当該機能により前記ロボットアーム部全体の移動中における前記作業施工を実施可能であり、
前記ロボットアーム部と前記グリッパ部とは自由に着脱できる構成を有し、前記グリッパ部と、施工機器を搭載した施工ツールヘッドとの交換利用が可能であり、
前記設置装置は、前記グリッパ部に保持されることで前記設置装置と前記ロボットアーム部が連結可能な連結台座を有することを特徴とする炉内作業装置。 An in-reactor working device that performs inspections, repairs, preventions, maintenance and related work on structures in the reactor,
A robot arm unit rotatably connected via a plurality of joint axes;
An installation device installed on a structure in the nuclear reactor,
The robot arm part is provided at each of both ends thereof, and has a gripper part for gripping the structure to be the target of the work,
When the gripper portion at one end functions as a fixed side for gripping the structure, the gripper portion at the other end is fixed to the robot arm portion so as to function as a work tip . When the gripper part at one end functioning as a hand grips the structure, the gripping position is set as a new fixed installation position of the robot arm unit and the other end holding the original fixed installation position The gripper part has a function to release the grip of the structure and become a work tip, and the work construction during the movement of the entire robot arm part can be performed by the function.
The robot arm part and the gripper part have a configuration that can be freely attached and detached, and the gripper part and a construction tool head equipped with construction equipment can be used for replacement,
The in-furnace working apparatus according to claim 1, wherein the installation apparatus has a connection base that can be connected to the installation unit and the robot arm unit by being held by the gripper unit.
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