KR20230010190A - 핵 해체 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
원자력 시설에 있는 동안 원격으로 작동되는 해체 장치 및 원격으로 해체 장치를 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템을 포함하는 방사능 오염으로 오염된 설비를 해체하기 위한 핵해체 시스템
Description
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 2020년 3월 31일에 출원된 미국 가특허출원 제63/002,920호의 이익을 주장하며, 그 내용은 여기에 참조로 포함된다.
<기술분야>
본 개시는 해체(dismantling)에 관한 것으로, 특히 핵 장비를 해체하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
위험한 환경에 있는 장비는 해체를 해야 할 필요가 있을 수 있다. 경우에 따라 수동으로 해체하면 작업자가 위험한 환경에서 작업하도록 하여 작업자를 위험에 빠뜨릴 수 있다. 위험한 환경이 무질서한 환경인 경우 자동 해체가 어려운 경우가 있다.
따라서, 개선된 해체 장치 및 방법이 필요하다.
제1측면에서, 본 발명의 일 실시예는 방사능 오염으로 오염된 설비를 해체하기 위한 핵 해체 시스템을 제공하여, 이는 프레임 수직축을 갖는 프레임; 상기 프레임에 장착되는 연장형 제1아암, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 수직축을 따라 연장되고 워크피스에 도달하기 위한 제1아암 전방 단부를 포함함; 상기 제1아암에 장착되어 상기 워크피스를 파지하는 제1그리퍼, 및 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 워크피스를 절단하기 위해 제1아암에 장착된 제1커터;를 포함하고, 상기 연장형 제1아암은 상기 해체 장치의 이동을 용이하게 하기 위한 수축 위치 및 상기 워크피스에 도달하기 위해 프레임으로부터 연장된 거리를 연장하는 제1아암 전방 단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 이동 가능하고, 상기 연장형 제1아암이 연장된 위치에 있을 때 상기 그리퍼는 제1아암 전방 단부에 인접한 워크피스를 잡도록 작동 가능하고 상기 커터는 상기 그리퍼에 인접한 워크피스를 절단하도록 작동 가능함;및 원격으로 해체 장치를 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제어 시스템은 햅틱 제어 시스템이고 해체 장치로부터 햅틱 피드백 세트를 수신하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된다.
일부 실시예에서, 상기 그리퍼는 절단 관련 진동을 감소시키기 위해 상기 워크피스를 단단히 잡고 상기 워크피스에 충분한 압력을 가하도록 구성된다.
일부 실시예에서 상기 연장 위치는 수축 위치보다 프레임으로부터 더 멀리 떨어져 있다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 장치이다.
일부 실시예에서, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축을 중심으로 회전하도록 프레임에 회전 가능하게 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축이 제1마운트 종축에 평행한 상태로 상기 프레임의 제1아암 마운트에 장착되고, 상기 제1아암 마운트는 프레임의 베이스에 대해 제1마운트 횡축을 중심으로 피벗가능하다.
일부 실시예에서, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축이 제1마운트 종축에 평행한 상태로 상기 프레임의 제1아암 마운트에 장착되고, 상기 제1아암 마운트는 연장형 제1아암이 프레임 전방 단부로부터 연장되는 제1마운트 전방 위치 및 연장형 제1아암이 프레임 측면으로부터 연장되는 제1마운트 측면 위치 사이에서 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 제1아암 마운트는 수직 기둥 축을 따라 연장되는 기둥 부재를 포함하고, 상기 기둥 부재는 상기 수직 기둥 축을 중심으로 회전하여 상기 연장형 제1아암을 전방 위치와 측면 위치 사이에서 이동시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 프레임은 베이스와 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하며, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 상기 베이스에 대해 이동 가능하고, 연장형 제1아암은 상기 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선형 이동 캐리지는 상기 베이스 상의 제1선형 트랙을 따라 이동 가능한 제1캐리지; 및 상기 제1캐리지 상의 제2선형 트랙을 따라 이동 가능한 제2캐리지를 포함하고, 상기 제2선형 트랙은 제1선형 트랙에 수직이고 연장형 제1아암은 상기 제2캐리지에 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 베이스는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 스키드이다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 오염 억제 시스템을 포함하고, 상기 오염 억제 시스템은 진공 및 폼 노즐 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 연장형 지지 아암(elongated supporting arm)을 더 포함하고, 상기 연장형 지지 아암은 지지 아암 종축을 따라 연장되고 지지 아암 전방 단부 및 지지 아암 전방 단부에 대향하는 지지 아암 후방 단부를 포함하고, 상기 연장형 지지 암은 상기 지지 암 전방 단부에 장착된 지지 커터를 포함하고, 상기 지지 암은 제1아암으로부터 독립적으로 움직일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 지지 암은 제1아암에 인접한 프레임에 장착되어 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 제1아암에 의해 파지된 워크피스를 절단하는 것을 돕는다.
일부 실시예에서, 상기 커터는 기계적 절삭 공구 및 열 커터 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제1그리퍼는 기계식 그리퍼를 포함하고, 상기 기계식 그리퍼는 파지 죠와 관통 나사 중 적어도 하나를 포함한다.
제2양태에서, 본 발명의 일 실시예는 통신 결합된 햅틱 제어 시스템에 의해 원격으로 제어되는 핵 해체 장치를 제공하고, 이는 프레임 수직축을 포함하는 프레임; 상기 프레임에 장착되는 연장형 제1아암, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 수직축을 따라 연장되고 워크피스에 도달하기 위한 제1아암 전방 단부를 포함함; 관형 워크피스의 반경 측면으로부터 상기 관형 워크피스를 파지하기 위하여 제1아암에 장착되는 제1그리퍼;및 상기 제1그리퍼가 상기 관형 워크피스의 측면에서 관형 워크피스를 고정하는 동안 환경적 특징으로부터 자유롭게 관형 워크피스를 절단하기 위해 제1아암에 장착된 제1커터를 포함하고, 상기 연장형 제1아암은 상기 워크피스에 도달하기 위하여, 상기 해체 장치의 이동을 용이하게 하는 수축 위치와 상기 프레임으로부터 연장된 거리로 연장되는 제1아암 전방 단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 연장형 제1아암이 상기 확장 위치에 있을 때, 상기 그리퍼는 제1아암 전방 단부에 인접한 관형 워크피스를 잡도록 작동 가능하고 상기 커터는 그리퍼에 인접한 워크피스를 절단하도록 작동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정식 장치이다.
일부 실시예에서, 상기 프레임은 고정 베이스 및 상기 베이스에 장착된 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고, 상기 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 상기 베이스에 대해 상대적으로 움직일 수 있고, 상기 연장형 제1아암은 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착된다 .
제3양태에서, 본 발명의 일부 실시예는 위험한 환경에서 해체하는 방법을 제공하고, 제1그리퍼 및 제1커터를 포함하는 해체 장치를 위험한 환경에 제공하는 단계; 상기 해체 장치를 제어하고 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 햅틱 제어 시스템을 해체 장치에 통신 가능하게 연결하는 단계; 햅틱 피드백 모드에 있는 동안 제1그리퍼를 워크피스로 이동시키고 제1그리퍼 홀드를 워크피스에 고정하기 위하여 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계; 상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하는 동안 제1커터를 사용하여 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 워크피스를 절단하기 위하여 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계; 상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하는 동안 제1그리퍼를 처리 위치로 이동시키기 위해 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계; 상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 해제하기 위해 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 위험한 환경은 원자력 시설에 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1그리퍼는 해체 장치의 연장형 제1아암의 제1아암 전방 단부에 장착되고, 상기 제1커터는 제1그리퍼에 인접한 제1아암 전방 단부에 장착된다.
제4양태에서, 본 발명의 일부 실시예는 방사능 오염으로 오염된 설비를 해체하기 위한 핵 해체 시스템을 제공하고, 이는 핵 시설에 있는 동안 원격으로 작동되는 해체 장치(dismantling apparatus) 및 원격으로 해체 장치를 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템을 포함하고, 상기 해체 장치는 프레임 수직축을 포함하는 프레임; 상기 프레임에 장착되는 마스트 부재(mast member), 상기 마스트 부재는 마스트 수직축을 따라 연장되고 아래에 있는 챔버에 들어가기 위한 마스트 하단부를 포함함; 상기 마스트 부재에 장착되고 그리퍼를 지지하는(bearing) 작업 아암(work arm)을 포함하고, 여기서 상기 마스트 부재는 워크피스의 분배(dispensing)를 용이하게 하기 위한 수축 위치(retracted position)와 상기 워크피스에 도달하기 위해 프레임 바닥부(bottom side) 아래로 확장된 거리를 연장하는 마스트 하단부(mast lower end)를 포함하는 연장 위치(extended position) 사이에서 이동 가능하고, 여기서 상기 마스트 부재가 연장 위치에 있을 때 상기 그리퍼는 마스트 하단부에 인접한 워크피스를 잡도록 작동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 제어 시스템은 햅틱 제어 시스템이고, 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백 세트를 수신하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된다.
일부 실시예에서, 상기 마스트 부재는 상기 프레임 수직축에 평행한 상기 마스트 수직 축과 함께 프레임에 장착된다.
일부 실시예에서, 해체 시스템은 상기 마스트 부재를 수축 위치와 연장 위치 사이에서 이동시키는 윈치 액추에이터(winch actuator)를 더 포함를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마스트 부재는 배럴 및 적어도 하나의 스테이지를 포함하는 텔레스코핑 마스트 부재(telescoping mast member)이다.
일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 스테이지는 하부 스테이지를 포함하고, 상기 배럴은 마스트 상단부에 있고 바텀 스테이지는 마스트 하단부에 있으며, 프레임에 대해 상기 하부 스테이지를 올리고 내리기 위하여 상기 윈치 액추에이터는 상기 프레임과 하단 스테이지에 고정된다.
일부 실시예에서, 상기 작업 아암은 마스트 하단부에 피봇식으로 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 프레임은 베이스 및 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 베이스에 대해 이동 가능하며, 상기 마스트 부재는 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 선형 이동 가능 캐리지는 베이스 상의 제1선형 트랙을 따라 이동 가능한 제1캐리지; 및 상기 제1캐리지 상의 제2선형 트랙을 따라 이동 가능한 제2캐리지를 포함하고, 제2선형 트랙은 제1선형 트랙에 수직이고, 상기 마스트 부재는 제2캐리지에 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 장치(stationary apparatus)이다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 상기 작업 아암으로부터 워크피스를 수용하기 위해 마스트 하단부가 수축 위치에 있을 때 상기 마스트 하단부에 인접한 프레임에 장착되는 이송 트레이; 및 상기 이송 트레이에 인접한 프레임에 장착된 폐기 시스템을 더 포함하고, 상기 폐기 시스템(disposal system)은 상기 이송 트레이로부터 워크피스를 회수하고 워크피스를 폐기 위치로 운반하기 위한 이동식 폐기 아암을 포함한다.
일부 실시예에서 상기 폐기 시스템은 갠트리 지지부(gantry support)를 포함하고, 상기 폐기 아암은 갠트리 지지부에 장착된다.
제5 양태에서, 본 발명의 일부 실시예는 통신 결합된 햅틱 제어 시스템에 의해 원격으로 제어되는 해체 장치를 제공하고, 이는 프레임 상단부와 상기 프레임 상단부에 대향하는 프레임 하단부 사이에서 연장되는 프레임 수직축을 포함하는 프레임; 상기 프레임에 장착되고 마스트 상단부와 상기 마스트 상단부에 대향하는 마스트 하단부 사이에서 연장되는 마스트 수직축을 포함하는 텔레스코핑 마스트 부재, 상기 텔레스코핑 마스트 부재는 상기 마스트 상단부에서 배럴과 적어도 하나의 스테이지를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스테이지는 마스트 하부에서 바닥 스테이지를 포함함; 프레임 바닥부(frame bottom side)로부터 수축된 거리만큼 수축되는 마스트 하단부를 포함하는 수축 위치 및 프레임 바닥부(frame bottom side) 아래에서 연장된 거리만큼 연장되는 마스트 하단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 마스트 부재를 이동시키도록 상기 마스트 부재에 결합된 윈치 액추에이터, 상기 확장 위치는 수축 위치보다 낮고, 프레임에 대해 하부 스테이지를 상승 및 하강시키기 위하여 상기 윈치 액추에이터는 프레임 및 하부 스테이지에 연결됨;및 아암 근위 단부 및 상기 아암 근위 단부에 대향하는 아암 원위 단부를 포함하는 작업 아암, 상기 작업 암은 상기 아암 근위단부에서 마스트 하단부에 장착되며, 상기 작업 아암은 엔드 이펙터를 수용하기 위해 상기 아암 원위 단부에 엔드 이펙터 커플링을 포함함;을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 프레임은 베이스와 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 베이스에 대해 상대적으로 이동 가능하고, 상기 텔레스코핑 마스트 부재는 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착된다.
일부 실시예에서, 상기 엔드 이펙터는 그리퍼 및 커터 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 작업 아암은 마스트 하단부에 피봇 가능하게 장착된다.
제6양태에서, 본 발명의 일부 실시예는 위험한 환경에서 해체하는 방법을 제공하고, 이는 워크피스 위의 위험한 환경에서 환경 표면에 해체 장치의 프레임을 장착하는 단계, 상기 해체 장치는 프레임에 장착되고 상기 프레임 아래로 확장 가능한 마스트 부재를 포함함; 상기 위험 환경으로부터 멀리 떨어진 원격 위치에 햅틱 제어 시스템을 제공하는 단계; 해체 장치를 제어하고 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 원격 위치의 햅틱 제어 시스템을 위험한 환경의 해체 장치에 통신 가능하게 연결하는 단계; 마스트 부재를 프레임 아래로 낮추고 상기 워크피스에 인접한 마스트 부재의 하단부에 고정된 커터를 위치시키기 위해 햅틱 피드백 모드에서 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계; 및 커터를 워크피스에 적용하여 환경적 특징 없이 워크피스를 절단하기 위하여 상기 커터가 워크피스에 인접하여 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서 위험한 환경은 원자력 시설에 있다.
일부 실시예에서, 방법은 상기 워크피스에 그리퍼 홀드를 고정하기 위해 마스트 부재의 하단부에 고정된 그리퍼를 상기 워크피스에 적용하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계; 상기 그리퍼가 트레이 위에 있도록, 상기 마스트 부재를 수축된 위치로 인출하기 위하여 상기 워크피스가 환경적 특징으로부터 자유롭게 절단된 후 그리고 상기 그리퍼 홀드를 유지하는 동안 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계; 상기 워크피스를 상기 트레이에 넣기 위해 그리퍼가 트레이 위에 있을 때 그리퍼 홀드를 해제하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서 마스트 부재는 텔레스코핑 마스트 부재이다.
여기에 포함된 도면은 본 명세서의 시스템, 방법 및 장치의 다양한 예를 설명하기 위한 것이다. 도면에서:
도 1은 해체 시스템의 개략도이다;
도 2는 제1해체 암 장치의 사시도이다;
도 3은 도 2의 해체 암 장치의 제1부분의 확대도이다;
도 4는 도 3의 해체 암 장치의 제1부분의 단면도이다;
도 5는 도 2의 해체 암 장치의 제2부분의 단면도이다;
도 6은 도 2의 해체 암 장치의 제3부분의 확대 단면도이다;
도 7은 도 2의 해체 암 장치의 제4부분의 확대 단면도이다;
도 8은 환경적 특징이 없는 작업편(workpiece)을 절단하는 도 2의 해체 암 장치의 사시도이다;
도 9A는 해체 암 장치를 이용한 해체 방법의 개략도이다;
도 9B는 제1위치에 있는 제2 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 9C는 제2위치에 있는 도 9B의 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 9D는 제3위치에 있는 도 9B의 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 10A는 마스트 해체 장치의 사시도이다;
도 10B는 도 10A의 해체 마스트 장치의 측면도이다;
도 11은 도 10A의 마스트 해체 장치의 개략도이다; 그리고
도 12는 해체 마스트 장치를 이용한 해체 방법의 개략도이다.
도 1은 해체 시스템의 개략도이다;
도 2는 제1해체 암 장치의 사시도이다;
도 3은 도 2의 해체 암 장치의 제1부분의 확대도이다;
도 4는 도 3의 해체 암 장치의 제1부분의 단면도이다;
도 5는 도 2의 해체 암 장치의 제2부분의 단면도이다;
도 6은 도 2의 해체 암 장치의 제3부분의 확대 단면도이다;
도 7은 도 2의 해체 암 장치의 제4부분의 확대 단면도이다;
도 8은 환경적 특징이 없는 작업편(workpiece)을 절단하는 도 2의 해체 암 장치의 사시도이다;
도 9A는 해체 암 장치를 이용한 해체 방법의 개략도이다;
도 9B는 제1위치에 있는 제2 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 9C는 제2위치에 있는 도 9B의 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 9D는 제3위치에 있는 도 9B의 해체 암 장치의 측단면도이다;
도 10A는 마스트 해체 장치의 사시도이다;
도 10B는 도 10A의 해체 마스트 장치의 측면도이다;
도 11은 도 10A의 마스트 해체 장치의 개략도이다; 그리고
도 12는 해체 마스트 장치를 이용한 해체 방법의 개략도이다.
청구된 각각의 실시예의 예를 제공하기 위해 다양한 장치 또는 프로세스가 아래에서 설명될 것이다. 아래에 설명된 실시예는 청구된 실시예를 제한하지 않으며 청구된 실시예는 아래 설명된 것과 다른 프로세스 또는 장치를 포함할 수 있다. 청구된 실시예는 아래에서 설명되는 임의의 하나의 장치 또는 프로세스의 모든 특징을 갖는 장치 또는 프로세스 또는 아래에서 설명되는 다수의 또는 모든 장치에 공통적인 특징으로 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 해체 장치(102)가 도시되어 있다. 상기 해체(dismantling) 장치(102)는 일부 실시예에서 단독으로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)는 무질서한 환경(disordered environment)에서 사용된다. 일부 실시예에서, 무질서한 환경에서 상기 해체 장치(102)의 작동을 완전히 자동화하는 것은 어렵다. 일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)는 제어 시스템에 통신적으로 결합된다. 예시된 실시예에서, 상기 해체 장치(102)는 해체 시스템(100)의 일부이다. 상기 해체 시스템(100)은 또한 해체 장치를 원격으로 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템(104)을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)의 프로세스는 상기 제어 시스템(104)을 사용하여 사용자에 의해 수동으로 제어된다. 일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)의 일부 프로세스는 자동화 또는 반자동화되는 반면, 다른 프로세스는 상기 제어 시스템(104)을 사용하여 사용자에 의해 수동으로 제어된다. 예를 들어, 사용자는 수동 제어와 자동 제어 사이에서 전환할 수 있고/있거나 상기 해체 장치(102)의 하나 이상의 사전 프로그래밍된 이동을 승인하거나 지시할 수 있다. 일부 실시예에서, 정돈된(ordered) 및/또는 알려진 공간에서 상기 해체 장치(102)의 프로세스는 자동화될 수 있고 무질서한(disordered) 및/또는 알려지지 않은 공간에서 해체 장치(102)의 프로세스는 수동일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 하나 이상의 미리 프로그래밍된 동작(move)에 대한 명령을 저장하는 적어도 하나의 데이터 저장 장치 및 명령에 액세스하고 구현하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 무선으로 해체 장치(102)에 통신가능하게 결합된다. 일부 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 하나 이상의 유선 연결에 의해 해체 장치(102)에 통신 가능하게 결합된다. 예시된 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 무선 네트워크(106)를 통해 상기 해체 장치(102)에 통신가능하게 결합된다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)는 안전하지 않은 환경에서 작동해야 하고 상기 제어 시스템(104)은 안전하지 않은 환경의 외부에 있기 때문에 원격으로 작동되어야 한다. 예시된 실시예에서, 상기 해체 장치(102)는 위험한 환경(108)에 있고 상기 제어 시스템(104)은 위험한 환경(108)의 외부에 위치한다. 일부 실시예에서, 위험한 환경(108)은 인체 건강에 유해하고 상해 및/또는 사망을 유발할 수 있는 하나 이상의 오염 물질을 포함하고, 따라서 상기 제어 시스템(104)은 위험한 환경(108) 외부에 위치하고 사용자가 제어 시스템(104)을 사용하여 위험 환경(108) 외부에서 해체 장치(102)를 작동할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 위험한 환경(108)은 방사성 오염 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 위험한 환경(108)은 원자력 발전소와 같은 핵 시설 내부에 있다. 일부 실시예에서, 위험한 환경(108)은 방사성 오염 물질을 포함하는 원자력 발전소의 영역이다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102)를 작동시키는 것은 위험한 환경(108)에 대한 일부 또는 모든 노출로부터 사용자를 원격으로 보호한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 제어 시스템(104)을 사용하여 해체 장치(102)를 작동시키는 것은 위험한 환경(108)에 대한 사용자의 노출을 감소시킬 수 있다.
도 1에 도시된 예와 같은 일부 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 해체 장치(102)로부터 햅틱 피드백 세트를 수신하기 위해 상기 해체 장치(102)에 통신가능하게 결합된 햅틱 제어 시스템(110)을 포함한다. 상기 햅틱 제어 시스템의 예로는 6자유도 햅틱(6 degrees-of-freedom haptic)을 통합할 수 있는 힘 피드백(force feedback)을 포함하는 Quanser HD2TM햅틱 입력 장치가 있다. 햅틱 제어는 상기 해체 장치(102)에 대한 보다 직관적인 제어를 사용자에게 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 햅틱 제어 시스템(110)은 상기 해체 장치(102)의 하나 이상의 수동 작동을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 햅틱 제어 시스템(110)에 추가로 또는 대안적으로 비-햅틱 수동 제어 시스템을 포함한다. 예시된 실시예에서, 상기 제어 시스템(104)은 비햅틱 수동 제어 시스템에서 조이스틱(112)을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 조이스틱(112)은 상기 해체 장치(102)의 하나 이상의 경로 위치결정 이동을 제어하는데 사용하기 위해 제공된다.
일부 실시예에서, 상기 해체 장치(102) 및 상기 제어 시스템(104) 중 하나 또는 둘 다는 미리 결정된 이동 경계(movement boundary)를 넘어선 해체 장치(102)의 이동을 제한하도록 프로그래밍된다. 상기 이동 경계를 존중하기 위한 명령어는 상기 해체 장치(102) 및 제어 시스템(104) 중 하나 또는 둘 다에 통신적으로 결합된 데이터 저장 장치에 저장되어 해체 장치(102) 및 제어 시스템(104) 중 하나 또는 둘 모두에 통신적으로 결합된 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 이동 경계 및/또는 매핑 시스템은 상기 해체 장치(102)가 다른 물체 또는 그 자체에 부딪혀 손상되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 상기 해체 장치(102)가 2개 이상의 가동 부재를 포함하는 경우, 이동 경계는 가동 부재가 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 해체 암 장치(202)의 예가 도시되어 있다. 해체 아암 장치(202)는 많은 면에서 해체 장치(102)와 유사하고, 유사한 특징은 100씩 증가된 유사한 참조 번호로 식별된다. 일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 보수 작업(refurbishment operation)에 사용하기 위한 것이다. 일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 보수 작업에서 교체될 장비를 해체하는 데 사용된다.
예시적인 해체 아암 장치(202)는 프레임(214) 및 적어도 하나의 연장형 아암(elongated arm)을 포함한다. 상기 프레임(214)은 프레임 종축(216), 프레임 전방 단부(218), 프레임 후방 단부(220), 제1프레임 측면부(222) 및 제2프레임 측면부(224)를 포함한다.
일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 단일 연장형 아암을 포함한다. 단일 연장형 아암은 해체 장치(202)를 단순화할 수 있고 아암들이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 2개 이상의 연장형 아암을 포함한다. 2개 이상의 연장형 암이 워크피스에서 더 쉽게 작동하도록 협력할 수 있다.
예시된 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 각각 프레임(214)에 장착된 연장형 제1아암(226) 및 연장형 제2아암(228)을 포함한다. 연장형 제1아암(226)은 제1아암 후방 단부(232)와 제1아암 전방 단부(234) 사이에서 연장되는 제1아암 종축(230)을 포함한다. 연장형 제2아암(228)은 제2아암 후방 단부(238)와 제2아암 전방 단부(240) 사이에서 연장되는 제2아암 종축(236)을 갖는다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 엔드 이펙터(end effector)가 상기 해체 아암 장치(202)의 각각의 아암에 장착될 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1그리퍼(gripper)(242) 및 제1커터(cutter)(244)(또한 도 3 참조)는 연장된 제1아암(226)에 장착되고, 제2커터(246)는 연장된 제2 암(228)에 장착된다. 일부 실시예에서, 연장형 제1아암(226)에 장착된 제1그리퍼(242) 및 제1커터(244)를 포함하는 것은 제1그리퍼(242) 및 제1커터(244)가 서로 인접하여 작동하는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, 인접 작업(adjacent operation)은 제1그리퍼(242)가 제1커터(244)에 의해 야기되는 진동을 감소시키도록 허용한다. 일부 실시예에서, 인접 작업은 방해 워크피스에 접근하기 위하여 환경적 특징의 동일한 작업 개구부(operational opening)를 통해 제1그리퍼(242)와 제1커터(244) 모두가 쉽게 이동할 수 있다. 일부 실시예에서, 인접 작업은 제1커터(244)가 적용될 제1그리퍼(242)에 의해 파지된 워크피스를 식별하는 것을 용이하게 한다.
이제 도 3을 참조하면, 일부 실시예에서 제1커터(242) 및/또는 제2커터(242)는 기계적 절삭 공구를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1커터(242)는 기계적 절단 도구로서 절단 블레이드(248)를 포함한다. 제2커터(246)는 또한 커팅 블레이드(250)(도 1)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제1커터(242) 및/또는 제2커터(242)는 열 절단 도구 및 다른 기계적 절단 도구와 같은 블레이드에 추가로 또는 블레이드 대신에 하나 이상의 다른 커터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1그리퍼(242)는 기계적 그리퍼(mechanical gripper) 및 자기 그리퍼(magnetic gripper) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 기계식 그리퍼의 예로는 그리핑 죠(gripping jaw)와 관통 나사(penetrating screw)가 있다. 예시된 실시예에서, 제1그리퍼(242)는 기계적 그리퍼로서 그리핑 죠(252)를 포함한다. 상기 그리핑 죠(252)는 고정식 제1죠 부재(jaw member)(254) 및 이동 가능한 제2죠 부재(256)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 그리핑 죠(252)는 금속 튜브에 대한 확고한 그립을 고정하기 위해 금속 튜브를 변형시키기에 충분한 힘을 가할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 그리핑 죠(252)는 자동 폐쇄 작업(automated closing operation)에서 폐쇄되며, 여기서 이동 가능한 제2죠 부재(256)는 고정된 제1죠 부재(254)를 향해 전진하여 그 사이에 수용된 워크피스를 파지한다. 일부 실시예에서 자동 폐쇄 작업은 최소 1,000lb의 조임력(clamp force)을 적용한다. 일부 실시예에서 자동 폐쇄 작업은 약 5,000lb의 조임력을 적용한다.
다시 도 2를 참조하면, 일부 실시예에서 적어도 하나의 아암은 수축 위치(retracted position)와 확장 위치(extended position) 사이에서 움직일 수 있다. 상기 수축 위치는 해체 아암 장치(202)의 이동을 용이하게 하는 반면, 상기 확장 위치는 엔드 이펙터 또는 엔드 이펙터가 워크피스에 대해 작동하기 위해 워크피스에 인접하게 위치될 수 있게 한다. 예를 들어, 엔드 이펙터에는 그리퍼와 커터가 포함되어 있으며 일부 실시예에서는 암이 확장 위치에 있을 때 상기 그리퍼는 제1아암 전방 단부에 인접한 워크피스를 잡도록 작동 가능하고 상기 커터는 그리퍼에 인접한 워크피스를 절단하도록 작동 가능하다. 일부 실시예에서 상기 확장 위치는 수축된 위치보다 프레임에서 더 멀리 떨어져 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 암의 암 롤, 암 피치, 암 요, 암 종방향 위치, 암 수직 위치 및 암 측면 위치(arm roll, arm pitch, arm yaw, arm longitudinal position, arm vertical position, and arm lateral position) 중 적어도 하나가 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 암의 적어도 암 피치, 암 요, 및 암 세로 위치가 조정될 수 있다.
예시된 실시예에서, 연장형 제1아암(226)은 제1아암 종축(230)을 따라 이동 가능하다. 제1종방향 운동 액추에이터(258)는 제1아암 종축(230)을 따라 전방 및 후방으로 연장된 제1아암(226)을 구동하기 위해 연장된 제1아암에 결합된다.
일부 실시예에서, 액추에이터는 단순하고 내구성이 뛰어난 액추에이터이다. 일부 실시예에서, 액추에이터는 서보 모터(servo motor)를 포함한다. 일부 실시예에서, 액추에이터는 톱니 트랙(toothed track)과 협력하기 위한 서보 모터 및 톱니 바퀴를 포함한다. 예시된 실시예에서, 제1종방향 운동 액추에이터(258)는 연장된 제1아암(226) 상의 톱니형 트랙과 맞물리도록 톱니형 휠(260)을 포함하는 프레임(214) 상에 장착된 서보 모터 세트를 포함한다.
예시된 실시예에서, 상기 연장된 제1아암(226)은 아암 롤 조정을 용이하게 하기 위해 프레임(214)에 회전 가능하게 장착된다. 상기 연장형 제1아암(226)은 제1아암 마운트(262)에 장착된다. 도시된 예의 제1아암 마운트(262)는 연장형 제1아암 종축(230)과 동축인 제1아암 마운트 종축(264)을 따라 연장되는 환형 피봇 가능 부재(263)를 포함한다. 연장형 제1아암(226)은 환형 부재 내에 수용되고 환형 부재 내의 제1아암 종축(230)을 중심으로 회전 가능하다. 일부 실시예에서, 톱니바퀴(260)는 연장된 제1아암(226)을 롤링하기 위해 하우징(263) 내부에서 회전하는 드럼에 장착된다.
예시된 실시예에서, 제1아암 마운트(262)는 아암 피치의 조정을 용이하게 하기 위해 프레임(214)의 베이스(268)에 대해 제1마운트 횡축(266)(또한 도 5 참조)을 중심으로 피벗 가능하다. 제1구동 링크(267)는 환형 피벗 가능한 부재(263)를 기둥 부재(pillar member)(272)에 결합시킨다. 상기 제1구동링크(267)는 환형 피벗 가능한 부재(263)를 상승 또는 하강시키기 위해 상부 링크 부재(271)를 확장 또는 수축시키는 피벗 액추에이터(269)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 기둥 부재(272)는 수직으로 연장 및 수축하도록 작동 가능하다. 일부 실시예에서, 기둥 부재(272)는 수직으로 연장 및 수축하도록 작동 가능하고 수직 이동을 용이하게 하는 수직 구동 액추에이터를 포함한다.
예시된 제1아암 장착부(262)는 또한 암 요우(arm yaw)를 용이하게 하기 위해 암 장착 수직축(270)을 중심으로 회전 가능하다. 예시된 실시예에서, 환형 피벗 가능한 부재(263)는 핀 조립체에 의해 기둥 부재(272)에 피벗 가능하게 고정된다. 기둥 부재(272)는 암 마운트 수직축(270)을 따라 연장되며, 프레임의 하부(274)에 회전 가능하게 장착된다. 요 모션 액추에이터가 기둥 부재(272)에 결합되어 기둥 부재(272)를 암 마운트 수직축(270)을 중심으로 회전식으로 구동한다.
예시된 제1아암 마운트(262)는 연장형 제1아암(226)이 프레임 전방 단부(218)로부터 연장되는 제1마운트 전방 위치와 연장형 제1아암(226)이 제1프레임 측면(222)으로부터 연장되는 제1마운트 측방향 위치 사이에서 이동 가능하다. 예시된 제1아암 마운트(262)의 제1마운트 전방 위치에서 제1아암 마운트 종축(264)의 돌출부는 프레임 전방 단부(218)로부터 연장된다. 예시된 제1아암 마운트(262)의 제1마운트 측방향 위치에서 제1아암 마운트 종축(264)의 돌출부는 제1프레임 측면(222)으로부터 연장된다.
예시된 실시예에서, 연장형 제1아암(226)의 아암 종방향 위치 및 아암 측방향 위치는 또한 프레임(214)을 조정함으로써 조정 가능하다. 제1종방향 모션 액추에이터(258)에 의해 구동되는 제1아암 종축(230)을 따른 움직임에 더하여, 확장된 제1아암(226)의 위치는 또한 프레임(214)을 조정함으로써 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 암 및/또는 암 마운트는 적어도 하나의 이동 가능한 캐리지를 포함하는 캐리지 어셈블리에 장착되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이동 가능한 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 이동 가능한 선형 이동 가능한 캐리지이다. 일부 실시예에서 캐리지는 액추에이터에 의해 구동된다. 일부 실시예에서, 캐리지를 구동하는 액추에이터는 서보 모터 및 톱니 트랙과 상호 작용하는 톱니 바퀴를 포함한다.
예시된 실시예에서, 상기 프레임(214)의 하부 부분(274)은 상기 제1캐리지 어셈블리(278)를 포함한다. 제1캐리지 어셈블리(278)는 상부 선형 이동 캐리지(280) 및 하부 선형 이동 캐리지(282)를 포함한다. 상기 하부 선형 이동 가능 캐리지(282)는 상기 베이스(268) 상의 하부 선형 캐리지 트랙(284)에 장착되고 하부 캐리지 액추에이터(285)에 의해 구동될 수 있다. 상기 상부 선형 이동 캐리지(280)는 하부 선형 이동 캐리지(282) 상의 상부 선형 캐리지 트랙(286)에 장착되고, 상부 캐리지 액추에이터(287)에 의해 구동될 수 있다. 예시된 실시예에서, 상기 상부 선형 캐리지 트랙(286)은 하부 선형 캐리지 트랙(284)에 수직이다. 상기 기둥 부재(272)는 상부 선형 이동 캐리지 (280)에 회전 가능하게 장착된다. 이러한 방식으로, 연장형 제1아암(226)은 하부 선형 이동 캐리지(282)에 의해 측방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상부 선형 이동 캐리지(284)는 연장형 제1아암(226)의 범위를 더 연장할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 해체 아암 장치(202)는 오염 억제 시스템(contamination containment system)(미도시)을 포함한다. 일부 실시예에서, 오염 억제 시스템은 연장형 제1아암(226)이 연장된 위치에 있을 때 오염 억제 작업을 수행하도록 작동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 오염 억제 시스템(contamination containment system)은 연장형 제1아암(226)이 연장된 위치에 있고 제1커터(244)가 제1그리퍼(242)에 의해 유지되는 워크피스를 절단할 때 제1커터(244)에 인접한 오염을 억제하도록 작동 가능하다. 일부 실시예에서, 상기 오염 억제 시스템은 연장형 제1아암(226)이 연장된 위치에 있고 제1커터(244)가 제1그리퍼(242)에 의해 유지되는 워크피스를 절단할 때 제1커터(244)에 인접한 파편을 끌어당기도록 작동 가능한 흡기 노즐이 있는 진공 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 진공 시스템은 제1그리퍼(242) 근처에 노즐이 있는 연장형 제1아암(226)을 따라 연장되는 호스를 포함할 수 있고, 호스는 베이스(268)에 고정되거나 근처에 제공되는 수집 장치로 비워진다. 상기 진공 시스템은 또한 워크피스 및/또는 환경적 특징에서 떨어지는 방사성 오염물을 포착하기 위해 절단 구역 아래에 유지되도록 작동 가능한 캐치 트레이를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 오염 억제 작업은 제1커터(244)가 제1그리퍼(242)에 의해 유지되는 작업편을 절단하기 전에 발생한다. 일부 실시예에서, 상기 오염 억제 시스템은 드릴 및 폼 전달 시스템을 포함한다. 예를 들어, 상기 오염 억제 시스템은 주입 개구(injection opening)를 제공하기 위해 중공 파이프와 같은 가공물을 뚫기 위한 드릴, 및 상기 주입 개구를 통해 가공물에 폼(foam)을 주입하도록 작동 가능한 폼 노즐을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 드릴은 중공 코어 개구를 통해 발포체를 배출하기 위한 발포체 주입 노즐로도 기능하는 중공 드릴 비트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 발포체(foam)는 팽창하는 폴리우레탄 발포체이다.
일부 실시예에서, 드릴 및/또는 발포체 주입 노즐은 이동 가능한 제2죠 부재(256)와 같은 그리퍼 죠(252)에 통합된다. 일부 실시예에서, 피더 튜브(feeder tube)와 같은 속이 빈 워크피스(hollow workpiece)을 절단 구역 주변 영역에서만 발포체로 채우기 위해 소량의 발포체가 주입된다. 일부 실시예에서, 주입된 발포체는 가공물의 중공 코어를 채우는 부분 밀봉을 형성하여 가공물이 절단될 때 오염된 녹과 같은 오염 물질이 떨어지는 것을 방지한다.
이제 도 4 내지 도 6을 참조하면, 예시된 실시예시에서 제1아암 후방 단부(290)에 있는 액추에이터는 제1아암 전방 단부(234)에 있는 제1그리퍼(242) 및 제1커터(244)를 구동한다.
일부 실시예에서 작동 창(operating window) 또는 작동 개구부(operating opening)는 작다. 일부 실시예에서, 작동 창 또는 작동 개구부 너무 작아서 커터와 그리퍼를 별도로 암에 장착할 수 없다. 일부 실시예에서는 커터와 그리퍼가 통합되어 있다. 일부 실시예에서 커터와 그리퍼는 통합되어 작은 작동 창에서 작동할 수 있다. 도 4를 참조하면, 예시된 실시예에서 죠 부재(256)는 죠 샤프트(296)를 전진시킴으로써 전진된다. 예시된 실시예에서, 상기 죠 샤프트(296)는 그것을 구동하기 위해 뒤쪽에 전용 모터가 있는 나사이다.
도시된 예에서, 제1커터(244)는 톱날을 포함한다. 상기 톱날은 커터 샤프트 어셈블리(293)에 의해 앞뒤로 구동된다. 상기 커터 샤프트 조립체(293)는 내부 슬리브(295) 및 외부 슬리브(294)를 포함한다.상기 내부 및 외부 슬리브(295, 294)는 톱(saw)을 앞뒤로 구동하기 위해 동기화된 동작으로 앞뒤로 구동한다. 워크피스를 통해 톱을 전진시키기 위해, 상기 외부 슬리브(294)는 함께 계속 진동하는 동안 내부 슬리브(295)에 대해 점진적으로 전진된다. 상기 내부 슬리브(295)에 대한 외부 슬리브(294)의 움직임은 슬리브 링크(297)를 밀어낸다. 상기 톱날은 지점(299)에서 상기 내부 슬리브(295)에 고정되고, 상기 슬리브 링크(297)도 제1단부에서 블레이드에 고정되기 때문에 상기 외부 슬리브(294)로 인한 링크의 제2단부의 움직임은 톱을 위로 밀어낸다.
예시된 실시예에서, 상기 커터 샤프트 조립체(293)는 또한 코일 어레이(292)를 포함한다. 상기 코일 어레이(292)는 외부 슬리브(294)와 함께 움직인다. 상기 슬리브 링크(297)는 코일 어레이(292)를 통해 간접적으로 외부 슬리브(294)에 결합된다. 상기 코일 어레이(292)는 톱날이 외부 슬리브(294)의 움직임에 순응할 수 있도록 스프링이 장착되어 있다. 상기 코일 어레이는 또한 상기 외부 슬리브(294)가 전진함에 따라 상기 톱날에 더 높은 힘을 가하기 때문에 톱날에 대한 압력 변화를 허용한다. 상기 내부 및 외부 슬리브(295, 294)의 구동 운동에 의해, 압력은 절단 전체에 걸쳐 프로파일링될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 외부 슬리브(294)는 외부 슬리브(294)를 왕복 운동으로 구동하기 위해 제1아암 후방 단부(290)에서 제1커터 액추에이터(298)에 결합된다. 상기 내부 슬리브(295)는 내부 슬리브(295)를 왕복(reciprocally) 구동하기 위해 제1아암 후방 단부(290)에서 제2커터 액추에이터(300)에 결합된다. 예시된 실시예에서, 각각의 제1커터 액추에이터(298) 및 제2커터 엑추에이터(300)는 각각 외부 및 내부 슬리브(294, 295) 상의 톱니 트랙과 상호 작용하는 톱니 바퀴 및 서보 모터를 포함한다.
도 5를 참조하면, 예시된 실시예에서 각각의 커터 샤프트(294) 및 죠 샤프트(296)는 연장형 아암 부재의 외부 환형 본체(302)를 통해 연장된다. 일부 실시예에서 액추에이터를 엔드 이펙터 반대편에 배치하면 액추에이터가 균형추 역할을 할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 단일의 연장형 아암 또는 2개보다 많은 연장형 아암을 갖는다. 상기 해체 아암 장치(202)가 하나 이상의 연장형 아암을 갖는 경우 연장형 아암은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 한 확장된 아암은 다른 것보다 더 많은 자유도를 가질 수 있다.
예시된 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 2개의 연장형 아암(226, 228)을 포함하고, 제1 및 제2커터(244, 246)가 독립적인 위치에서 워크피스(workpiece)에 적용되어 환경 특징 없이 워크피스를 절단할 수 있다. 예를 들어, 상기 워크피스는 관형 워크피스일 수 있고, 제1커터(244)는 관형 워크피스의 제1단부에 적용되는 반면 제2커터(246)는 동시에 및/또는 제1커터(244)가 가공물의 제2단부로 이동될 필요 없이 가공물의 제2단부에 적용된다.
일부 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 2개 이상의 상이한 연장형 아암을 포함한다. 예를 들어, 연장형 제2아암(228)은 연장형 제1아암(226)보다 덜 움직일 수 있고 및/또는 더 작은 자유도를 가질 수 있다. 그러나 도시된 예에서 제1 및 제2연장형 아암(226, 228)은 유사하고 동일한 자유도를 갖는다.
예시된 실시예에서, 제1 및 제2아암(226, 228)은 상기 아암에 의해 생성되는 엔드 이펙터가 다르다. 제1연장형 아암(226)은 엔드 이펙터로서 제1커터(244) 및 제1그리퍼(242)를 지탱하는 반면, 제2연장형 아암(228)은 엔드 이펙터로서 제2그리퍼(246)만을 지탱한다. 일부 실시예에서, 제1그리퍼(242)는 제1 및 제2커터(244, 246)에 의해 환경적 특징으로부터 자유롭게 절단된 관형 작업편을 유지하기에 충분한 그립을 적용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 연장형 제2아암(228)은 제2커터(246)가 장착되어 연장형 제2아암(228)이 연장된 위치에 있을 때 인접한 제2아암 전방 단부(240)를 절단하도록 작동 가능하다.
예시된 실시예에서, 커터 샤프트(304)에 의해 위치 설정되기 위하여 상기 제2커터(246)는 상기 제2아암 전방 단부(240)에서 제2커터 샤프트(304)에 결합된다. 도시된 예의 제2커터(246)는 블레이드(250)를 왕복 구동하도록 작동할 수 있는 통합 모터를 갖는 독립적인 커터다. 제2커터 샤프트(304)는 제1아암 후방 단부(306)에서 커터 액츄에이터(307)에 결합되어 상기 아암 전방 단부(240)에서 연동 장치(linkages)를 구동하여 제2커터(246)를 피벗시킨다. 예시된 실시예에서, 상기 커터 액추에이터(307)는 서보 모터 및 커터 샤프트(304) 상의 톱니 트랙과 상호 작용하는 톱니 바퀴를 포함한다. 일부 실시예에서, 커터 작동기(307)는 피니언 작동기이다. 제2커터(246)의 롤링은 또한 제2아암 후방 단부(306)에서 액추에이터(308)로부터 구동되는 제2커터 샤프트(304)를 사용하여 수행될 수 있다. 일부 실시예에서 샤프트 및/또는 슬리브는 램이다.
다시 도 2를 참조하면, 해체 아암 장치(202)는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정식 장치이다. 일부 실시예에서 고정 장치는 환경 표면에 직접 놓이는 스키드(skid)를 포함하고 트랙이나 바퀴는 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 고정식 장치는 모바일 장치보다 더 안정적이고 및/또는 간단할 수 있다. 해체 아암 장치(202)는 고정식 장치이다. 예시된 실시예에서, 해체 아암 장치(202)의 베이스(268)는 휴지 위치로 운반되고 환경 표면 상에 직접 얹혀지는 스키드이다.
이제 도 8A 내지 8F를 참조하면, 해체 아암 장치(202)가 위험한 환경에 있는 것으로 도시되어 있다. 도 8A 내지 8F에서, 상기 위험한 환경은 환경 특징부(310)를 포함하는 핵 시설 내의 챔버이다. 예시된 환경 특징부(environmental feature)(310)는 원자력 발전소 유체 수송 어레이(fluid transport array)이다. 예시된 원자력 발전소 유체 수송 어레이는 복수의 피더 튜브(feeder tube)(312)를 포함한다. 피더 튜브(312)는 유체를 방사성 코어로 운반하기 위한 관형 부재이다. 일부 실시예에서, 피더 튜브(312) 및/또는 피더 튜브(312)가 발견되는 챔버는 방사성 오염을 함유한다.
일부 실시예에서, 피더 튜브(312)가 일정 기간 동안 핵 시설에서 사용된 후, 해체 아암 장치(202)는 피더 튜브(312) 또는 환경적 특징부(310)가 없는 피더 튜브(312)의 일부를 절단하는 것과 같은 환경적 특징부와 상호작용하기 위해 사용된다. 일부 실시예에서, 핵 시설에서 사용 중인 피더 튜브는 그것이 고정되는 환경 특징부의 연장으로 인해 재배치되기 시작한다. 일부 실시예에서, 피더 튜브는 압력 튜브에 고정되고 상기 압력 튜브는 길어진다. 일부 실시예에서 압력 튜브의 크리프(creep)는 피더가 연결된 말단 피팅을 변형시킨다. 일부 실시예에서, 압력 튜브의 연장은 피더 튜브(312)를 변형시켰다. 일정 시간 후, 피더 튜브(312)의 최종 위치는 피더 튜브(312)의 초기 위치와 다를 수 있다. 일부 실시예에서, 생성된 원자력 발전소 유체 수송 어레이는 무질서하고 자동 해체 장치를 사용하여 해체하기 어렵다.
예시된 실시예에서, 해체 아암 장치(202)는 환경 특징부(310)의 일부에 인접하여 위치된다. 일부 실시예에서, 원격 사용자에게 위치 정보를 제공하기 위해 하나 이상의 카메라 또는 다른 센서가 해체 아암 장치(202) 상에 또는 해체 아암 장치(202) 근처에 배치된다. 원자력 발전소 유체 수송 어레이를 해체할 때, 해체 아암 장치(202)는 연장형 제1아암(226)을 피더 튜브(312)의 일부(314)까지 연장하도록 작동될 수 있다. 상기 피더 튜브(312)의 부분(314)은 해체 아암 장치(202)에 의해 제거될 워크피스(workpiece)(314)이다. 예시된 실시예에서, 상기 워크피스(314)는 환경적 특징부(310)로부터 제거되고 컨테이너(316)에 퇴적된다.
도 8A에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서 해체 아암 장치(202)는 환경 특징부(310)에 인접하여 위치된다. 도 8B는 워크피스(314)에 인접한 연장된 위치로 이동된 연장형 제1 및 제2아암(226, 228)을 도시한다.
일부 실시예에서, 코스 위치 지정을 위한 조이스틱과 미세 위치 지정을 위한 햅틱 제어 시스템을 사용하여 조종(maneuvering)을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 햅틱 피드백 시스템을 포함하는 제어 시스템의 사용자는 연장된 제1 및 제2 암(226, 228)을 해체 암 장치(202)로부터 수신된 햅틱 피드백 세트를 사용하여 필요에 따라 롤, 피치 및 요를 조정하여 연장된 위치로 조종한다. 일부 실시예에서, 상기 햅틱 피드백 세트는 액추에이터 피드백 및/또는 센서 정보에서 나온다. 예를 들어, 연장형 제1 및 제2 암(226, 228) 각각의 전방 단부에 있는 서보 모터 피드백 및/또는 토크 센서를 사용하여 햅틱 피드백 세트를 제공할 수 있다.
도 8B에 도시된 예에서, 연장된 제1 및 제2아암(226, 228)이 연장된 위치에 있으면, 제1그리퍼(242)는 워크피스(314)을 파지하기 위해 결합되고, 제1 및 제2커터(244, 246)는 환경 특징부(310)로부터 자유롭게 워크피스(314)을 절단하도록 결합된다. 예시된 실시예에서, 제1그리퍼(242)는 관형 워크피스의 반경 방향 측으로부터 관형 워크피스(314)를 파지하기 위해 제1아암(226)에 장착된다. 제1커터(244)는 제1아암(226)에 장착되어 환경 특징부(310)로부터 자유로운 관형 워크피스(314)을 절단하는 한편, 제1그리퍼(242)는 관형 작업편(314)의 반경측으로부터 관형 워크피스(314)을 유지한다. 어떤 경우에는 제1 및 제2커터(244, 246) 중 하나만이 작업편(314)을 환경 특징부(310)로부터 자유롭게 하는 데 필요하다.
도 8C는 해방된 워크피스(314)을 인출하기 위해 사용되는 해체 아암 장치(202)를 도시한다. 일부 실시예에서, 해체 작업의 인출 단계는 햅틱 제어 시스템을 사용하여 제어된다. 도 8D는 워크피스(314)를 컨테이너(316)로 운반하기 위해 사용되는 해체 아암 장치(202)를 도시한다. 일부 실시예에서, 해체 작업의 운송 단계는 자동화되거나 반자동화된다. 예를 들어, 컨테이너(316)의 위치가 알려져 있는 경우, 워크피스(314)이 준비 위치에 있으면, 해체 아암 장치(202)는 자동화된 운송 단계를 개시하도록 지시받을 수 있다.
도 8E 및 8F는 워크피스(314)를 컨테이너(316)에 배치하는 해체 아암 장치(202)를 도시한다. 일부 실시예에서, 해체 작업의 퇴적 단계(depositing stage)는 자동화 또는 반자동이다. 예를 들어, 해체 아암 장치(202)는 수송 단계가 완료되면 및/또는 수송 단계의 일부로서 자동 증착 단계를 개시하도록 지시받을 수 있다.
이제 도 9A를 참조하면, 해체 아암 장치를 사용하여 위험한 환경에서 해체하는 예시적인 방법(320)이 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 위험한 환경은 원자력 시설 또는 원자력 시설의 챔버이다. 예시된 실시예에서, 상기 방법(320)은 위험한 환경에서 해체 장치(예를 들어, 해체 장치(102) 또는 해체 아암 장치(202))를 제공하는 제1단계(322)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 해체 장치는 제1그리퍼 및 제1커터를 포함한다.
일부 실시예에서, 해체 방법 이전에 하나 이상의 준비 단계가 수행된다. 일부 실시예에서, 상기 준비 단계는 해체 장치가 워크피스에 도달할 수 있도록 해체 장치를 놓을 스캐폴딩(scaffolding)을 설치하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 준비 단계는 해체 장치에 의해 워크피스에 대한 접근을 용이하게 하기 위해 워크피스로부터 피팅을 제거하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 준비 단계는 피더 튜브 워크피스 주위에서 절연체를 제거하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 준비 단계는 피더 튜브 워크피스가 패스너(fastener)에 의해 환경적 특징에 결합되는 피더 튜브 워크피스로부터 클램프, 스터드 또는 나사와 같은 패스너를 제거하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 준비 단계는 패스너, 클로저 플러그, 행거 및 센서 라인 중 하나 이상을 제거하는 것을 포함한다.
예시된 방법(320)은 해체 장치를 제어하고 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 햅틱 제어 시스템을 해체 장치에 통신가능하게 연결하는 제2단계(324)를 포함한다. 일부 실시예에서, 햅틱 제어 시스템은 위험한 환경 외부와 같이 해체 장치로부터 멀리 떨어져 있다.
상기 방법(320)은 또한 햅틱 피드백 모드에 있는 동안 제1그리퍼를 워크피스로 이동시키고 제1그리퍼 홀드를 워크피스에 고정하기 위해 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 제3 단계(326)를 포함한다. 일부 실시예에서, 사용자는 햅틱 피드백 모드와 표준 모드 사이를 전환할 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 피드백 모드에서 사용자는 사용자에게 햅틱 피드백 세트를 제공하는 햅틱 제어 장치를 사용할 수 있고, 표준 모드에서 사용자는 사용자에게 햅틱 피드백 세트를 제공하지 않는 조이스틱 또는 기타 비햅틱 피드백 제어 장치를 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1그리퍼를 워크피스로 이동시키고 워크피스에 제1그리퍼 홀드를 고정하는 단계는 해체 장치의 연장형 제1아암의 제1아암 종축을 환경 특징부의 접근 개구부(access opening)와 정렬하는 단계 및 상기 접근 개구부의 내부 단부에서 가공물을 향해 제1아암 종축을 따라 연장형 제1아암을 연장함으로써 접근 개구부 내로 연장형 제1아암을 전진시키는 단계를 포함한다(도 9B). 일부 실시예에서, 제1그리퍼를 워크피스로 이동시키고 워크피스에 제1그리퍼 홀드를 고정하는 단계는 이동하는 것은 워크피스 아래의 그리퍼 죠 세트(set of jaws of a gripper)의 적어도 하나의 조 부재를 통과하도록 연장형 제1아암을 전진시키면서 연장형 제1아암의 전방 단부를 디핑하는 단계(도 9C), 상기 워크피스 주위에 죠 세트를 배치하기 위해 제1아암 전방 단부를 올리는 단계 및 상기 워크피스에서 죠 세트를 닫는 단계를 포함한다(도 9CD).
제4단계(328)에서, 상기 방법(320)은 제1커터를 사용하여 환경적 특징 없이 워크피스를 절단하기 위해 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하면서 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다. 제5 단계(330)에서, 상기 방법(320)은 제1그리퍼를 처리 위치(disposal location)로 이동시키기 위해 상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하면서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계를 포함한다. 제6 단계(332)에서, 상기 방법(320)은 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 해제하기 위해 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서 워크피스에 대한 첫 번째 그리퍼 홀드를 해제하면 워크피스가 폐기 위치에 있는 폐기 용기로 떨어진다. 일부 실시예에서 폐기 용기는 저수준 폐기물 용기이다.
이제 도 10A 및 10B를 참조하면, 해체 마스트 장치(dismantling mast apparatus)(402)의 예가 도시되어 있다. 해체 마스트 장치(402)는 많은 면에서 해체 아암 장치(202)와 유사하며, 유사한 특징은 200씩 증가된 유사한 참조 번호로 식별된다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 해체 장치이다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 원자로를 해체하는데 사용되는 해체 장치이다.
일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 핵 시설에서 해체 작업에 사용하기 위한 것이다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 원자로 코어(reactor core)을 해체하는데 사용하기 위한 것이다. 일부 실시예에서, 원자로 코어 및/또는 칼란드리아의 상부 벽에 있는 개구부를 통해 도달하고, 원자로 코어 및/또는 칼란드리아에서 워크피스와 상호 작용하기 위하여 상기 해체 마스트 장치(402)는 원자로 노심 및/또는 칼란드리아 위의 환경 표면에 고정되어야 한다.
칼란드리아(calandria)를 포함하는 원자로 코어 챔버의 상부 벽에 개구부가 얻어지고, 상기 해체 마스트 장치(402)가 상기 개구부에 인접한 챔버 외부에 장착되어, 상기 마스트 부재(536)가 챔버 내로 연장되어 상기 칼란드리아의 워크피스와 상호 작용하도록 작동 가능하도록 한다. 일부 실시예에서, 칼란드리아의 하반부(bottom half)를 제 위치에 두는 것은 절단된 워크피스가 더 큰 원자로 노심 챔버의 바닥으로 떨어지지 않고 하반부에서 잡힐 수 있게 한다.
예시적인 해체 마스트 장치(402)는 프레임(534) 및 적어도 하나의 마스트 부재(536)를 포함한다. 상기 프레임(534)은 프레임 수직축(538), 프레임 전방 단부(540), 프레임 후방 단부(542), 프레임 제1 측면부(544), 프레임 제2 측면부(546), 프레임 상단부(548) 및 프레임 하단부(550)를 포함한다. 상기 프레임 수직축(538)은 프레임 상단부(548)와 프레임 하단부(550) 사이에서 연장된다. 예시된 실시예에서, 상기 프레임(534)은 또한 내부에 마스트 부재(536)를 수용하고 마스트 부재(536)를 지지하기 위한 연장된 마스트 지지부(535)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 단일 마스트 부재(536)를 포함한다. 단일 마스트 부재는 챔버의 상부 벽에 있는 개구부를 통해 더 쉽게 끼워질 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버의 상부 벽에 있는 개구부는 챔버 외부의 방사능을 제어하고/하거나 방사성 오염물의 이동을 제어하기 위해 작게 유지된다.
마스트 부재(536)는 프레임(534)에 장착되고 마스트 상단부(554)와 마스트 상단부(554) 반대편의 마스트 하단부(556) 사이에서 연장되는 마스트 수직축(552)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 상기 마스트 수직축(552)은 프레임 수직축(538)에 평행하다. 일부 실시예에서, 상기 프레임 수직축(538)에 평행한 마스트 수직축(552)은 마스트 부재(536)에 대한 측면 압력을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 작업 아암(558)이 마스트 부재(536)에 장착된다. 예시된 작업 아암(558)은 마스트 하부 단부(556)에 피벗식으로 장착된 작업 아암 근위 단부(559) 및 작업 아암 근위 단부(559) 반대편에 있는 작업 아암 원위 단부(561)를 포함한다. 예시된 작업 아암(558)은 엔드 이펙터(560) 및/또는 작업 아암 원위 단부(561)에서 엔드 이펙터 커플링(미도시)을 지탱한다.
일부 실시예에서, 엔드 이펙터(560)는 그리퍼이다. 일부 실시예에서, 엔드 이펙터(560)는 상호 교환 가능하다. 일부 실시예에서, 작업 아암(558)은 하나 이상의 그리퍼, 커터 및 오염 억제 시스템과 같은 다양한 엔드 이펙터 중 하나 이상을 교환 가능하게 연결하기 위한 엔드 이펙터 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 다수의 교환 가능한 엔드 이펙터를 유지하기 위한 엔드 이펙터 랙을 포함한다.
일부 실시예에서, 마스트 부재(536)는 워크피스 분배를 용이하게 하는 수축 위치와 워크피스에 도달하기 위해 프레임 저부 측면(550) 아래로 연장된 거리만큼 연장되는 마스트 하단부(556)를 갖는 연장 위치 사이에서 이동 가능하다. 일부 실시예에서, 마스트 부재(536)가 연장된 위치에 있고 엔드 이펙터(560)가 그리퍼일 때, 그리퍼는 마스트 하단부(556)에 인접한 작업편을 잡도록 작동 가능하다.
예시된 실시예에서, 상기 마스트 부재(536)는 배럴(562) 및 적어도 하나의 스테이지를 포함하는 텔레스코핑 마스트 부재이다. 예시된 실시예에서, 상기 마스트 부재(536)는 배럴(562), 제1 중간 스테이지(564), 제2 중간 스테이지(566) 및 하단 스테이지(568)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 작업 아암(558)은 마스트 하단부(556)에서 하부 스테이지(568)에 피벗식으로 고정된다.
일부 실시예에서, 작업 아암(558)의 작업 아암 롤, 작업 아암 피치, 작업 아암 요우, 작업 아암 종방향 위치, 작업 아암 수직 위치 및 작업 아암 측면 위치 중 적어도 하나가 조정될 수 있다. 하나 이상의 움직임이 하나 이상의 액추에이터에 의해 구동될 수 있다. 일부 실시예에서, 마스트 부재(536)는 마스트 수직축(552)을 중심으로 회전할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 아암(558)은 마스트 부재(536)에 대해 피벗할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스트 부재(536)는 작업 아암(536)의 수직 위치를 조정하기 위해 하강될 수 있다.
도시된 예에서, 상기 작업 아암(536)의 위치는 상기 프레임(534)을 조정함으로써 조정될 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 마스트 부재(536)는 적어도 하나의 이동 가능한 캐리지를 포함하는 캐리지 조립체 상에 장착된다. 일부 실시예에서 상기 이동 가능한 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 이동 가능한 선형 이동 가능한 캐리지이다.
예시된 실시예에서, 프레임(534)은 캐리지 조립체(570)를 포함한다. 캐리지 조립체(570)는 프레임(534)의 베이스(574) 상의 선형 트랙(미도시)을 따라 이동 가능한 하부 캐리지(572) 및 상기 하부 캐리지(572) 상의 선형 트랙(미도시)을 따라 이동 가능한 상부 캐리지(576)를 포함한다. 상기 마스트 부재(536)는 상기 상부 캐리지(576)에 장착된다. 예시된 실시예에서, 상기 연장형 마스트 지지부(535)는 상부 캐리지(576)에 고정되고 마스트 부재(536)는 연장형 마스트 지지부(535)에 수용된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 제어 시스템에 햅틱 피드백 세트를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 햅틱 피드백 세트는 하나 이상의 센서로부터의 센서 정보 및 하나 이상의 액추에이터로부터의 정보를 포함한다. 일부 실시예에서, 햅틱 피드백 세트는 토크 센서로부터의 정보, 적어도 하나의 캐리지 액추에이터로부터의 정보 및 적어도 하나의 추가 액추에이터로부터의 정보를 포함한다. 일부 실시예에서, 햅틱 피드백 세트는 작업 암(536)에 장착된 토크 센서로부터의 정보, 상부 캐리지(576)를 구동하는 액추에이터로부터의 정보, 하부 캐리지(572)로부터의 정보 및 윈치 액추에이터(578)로부터의 정보를 포함한다(도 11).
일부 실시예에서, 상기 해체 마스트 장치(402)는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정식 장치이다. 일부 실시예에서, 고정식 장치는 환경 표면에 직접 놓이는 스키드를 포함하고 트랙이나 바퀴는 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 고정식 장치는 모바일 장치보다 더 안정적이고 및/또는 간단할 수 있다. 예시된 해체 마스트 장치(402)는 고정식 장치이다. 예시된 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)의 베이스(574)는 휴지 위치로 운반되고 환경 표면 상에 직접 안착되고/되거나 환경 표면에 고정되는 스키드이다.
일부 실시예에서, 상기 해체 마스트 장치(402)는 챔버 내의 워크피스를 조작하기 위해 챔버 벽의 개구를 통해 마스트 부재(536)를 연장하기 위해 핵 시설 내의 챔버 위에 고정된다. 예를 들어, 해체 마스트 장치(402)의 베이스(574)는 핵 시설의 챔버 덮개에 있는 개구부에 인접한 환경 표면에 볼트로 고정될 수 있으며, 마스트 부재는 상기 개구부를 통해 챔버로 아래로 연장되도록 작동할 수 있다.
일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 원자로 코어에서 가공물을 자유롭게 절단 및/또는 제거하기 위해 원자로 시설의 원자로 코어 위에 고정된다. 일부 실시예에서, 엔드 이펙터(560)는 열 커터 또는 기계적 커터와 같은 커터다. 일부 실시예에서, 기계식 커터는 다이아몬드 와이어 톱 또는 왕복 블레이드 톱을 포함한다. 일부 실시예에서 열 커터는 토치 또는 레이저를 포함한다.
일부 실시예에서, 엔드 이펙터(560)는 기계적 그리퍼 또는 자기 그리퍼와 같은 그리퍼이다. 일부 실시예에서 기계적 그리퍼는 죠 또는 관통 나사를 포함한다. 일부 실시예에서, 엔드 이펙터(560)는 워크피스를 잡고, 자유롭게 절단한 다음 후퇴(retracted)할 수 있도록 그리퍼이자 커터이다.
일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)의 마스트 부재(536)는 고도로 오염된 공기 및/또는 수중에서 작동되어야 한다. 예를 들어, 원자로 코어이 작동 중에 잠길 수 있다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402) 및/또는 마스트 부재(536) 및/또는 작업 아암(558)의 하나 이상의 조인트는 오염물 및/또는 유체의 침입에 대해 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 신축식 마스트 부재(536)의 단계 사이에 방사성 오염물질이 도입되면 마스트 부재(536)가 다른 시설에서 사용하기에 부적합하고/하거나 광범위한 오염 제거가 필요하게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 신축식 마스트 부재(536)의 하나 이상의 스테이지가 부팅되거나 덮인다.
일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 경제적으로 구성된 장치이다. 일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 열악한 환경을 위한 견고한 구성이다.
이제 도 11을 참조하면, 해체 마스트 장치(402)가 개략적인 형태로 도시되어 있다.도시된 예시적인 해체 마스트 장치(402)는 프레임(534) 및 프레임에 결합된 마스트 부재(536)를 포함한다. 그것은 또한, 확장 위치는 수축 위치보다 낮고, 마스트 부재(536)를 프레임 바닥면(550)으로부터 수축된 거리만큼 수축되는 마스트 하단부(556)를 갖는 수축 위치와 프레임 바닥면(550) 아래로 연장된 거리만큼 연장되는 마스트 하단부(556)를 갖는 연장된 위치 사이에서 이동시키기 위해 마스트 부재(536)에 결합된 액추에이터(578)를 포함한다.
일부 실시예에서, 액추에이터(578)는 단순하고 내구성 있는 액추에이터이다. 일부 실시예에서, 작동기(578)는 유압 작동기, 잭스크류 또는 숫자 작동기(numeric actuator)이다. 일부 실시예에서, 작동기(578)는 윈치 또는 호이스트 작동기(winch or hoist actuator)이다. 일부 실시예에서 윈치 또는 호이스트 액추에이터는 유압식 액추에이터, 잭스크류 또는 숫자형 액추에이터보다 더 내구성이 있고, 더 간단하고, 더 강하거나, 더 저렴하다. 일부 실시예에서, 윈치 액추에이터(578)는 프레임(534)에 고정되고 프레임(534)에 대해 하부 스테이지(568)를 상승 및 하강시키기 위해 마스트 부재(536)의 하부 스테이지(568)에 고정된다.
일부 실시예에서, 해체 마스트 장치(402)는 또한 이송 시스템(580)을 포함한다. 일부 실시예에서, 이송 시스템은 마스트 부재(536)가 챔버로부터 추가 워크피스를 회수하기 위해 자유롭게 될 수 있도록 마스트 부재(536)에 의해 핵 시설의 챔버로부터 인출된 워크피스를 수용한다.
예시된 실시예에서, 상기 이송 시스템(580)은 마스트 하단부(556)가 후퇴 위치에 있을 때 마스트 하단부(556)에 인접한 프레임(534)에 장착된 이송 트레이(582)를 포함한다. 이송 트레이(582)는 작업 아암(558)으로부터 워크피스를 수용하고, 일부 실시예에서 작업 아암은 마스트 부재(536)가 후퇴 위치에 있을 때 이송 트레이 위로 워크피스를 운반하도록 작동 가능하다.
예시된 실시예에서, 이송 시스템(580)은 또한 폐기 시스템(disposal system)(584)을 포함한다. 일부 실시예에서, 폐기 시스템(584)은 이송 트레이(582)로부터 워크피스를 회수하고 워크피스를 이송 트레이(582)로부터 해체 마스트 장치(402)의 컨테이너와 같은 폐기 위치로 운반하도록 작동 가능한 폐기 아암(586)을 고정하기 위한 갠트리 지지부(gantry support)(588)를 포함한다. 상기 이송 시스템(580)은 또한 하나 이상의 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어, 갠트리 지지부(588)는 선형 트랙을 따라 이동할 수 있는 캐리지에 탑승할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 카메라 또는 다른 센서는 작업 아암(536)이 워크피스를 절단하는 챔버 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 카메라 또는 다른 센서가 전송 시스템(580)에 인접하여 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 카메라 또는 다른 센서는 해체 마스트 장치(402)를 이동시킬 때 조작자가 사용하기 위해 제어 시스템에 정보를 제공한다. 일부 실시예에서, 해체 장치 또는 관련 장비의 하나 이상의 구성요소는 방사선 경화된다(radiation hardened). 일부 실시예에서 하나 이상의 카메라는 방사선 경화 처리된다. 일부 실시예에서, 해체 장치 또는 관련 장비의 하나 이상의 구성 요소는 방사선 차폐된다. 일부 실시예에서 방사선 차폐는 방사선 경화보다 더 경제적이다. 일부 실시예에서, 방사선 경화 및 방사선 차폐가 사용되지 않는다.
이제 도 12를 참조하면, 위험한 환경에서 해체하는 방법(590)의 예가 도시되어 있다. 제1단계(592)에서, 상기 방법(590)은 해체 마스트 장치(402)와 같은 해체 장치의 프레임을 워크피스 위의 위험한 환경에서 환경 표면에 장착하는 단계를 포함하며, 상기 해체 장치는 상기 프레임에 장착되고 프레임 아래로 연장 가능한 마스트 부재를 포함한다. 일부 실시예에서 위험한 환경은 원자력 시설에 있다.
제2단계(594)에서, 방상기 법(590)은 위험한 환경으로부터 멀리 떨어진 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 제3 단계(596)에서, 상기 방법(590)은 해체 장치를 제어하고 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 원격 위치에 있는 햅틱 제어 시스템을 위험한 환경에 있는 해체 장치에 통신적으로 연결하는 단계를 포함한다.
제4단계(598)에서, 상기 방법(590)은 마스트 부재를 프레임 아래로 낮추고 워크피스에 인접한 마스트 부재의 하단부에 고정된 커터를 위치시키기 위해 햅틱 피드백 모드에서 원격 위치에 있는 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 사용자는 햅틱 피드백 모드와 표준 모드 사이를 전환할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 피드백 모드에서 사용자는 햅틱 피드백 세트를 사용자에게 제공하는 햅틱 제어 장치를 사용할 수 있고, 표준 모드에서 사용자는 사용자에게 햅틱 피드백 세트를 제공하지 않는 조이스틱 또는 기타 비햅틱 피드백 제어 장치를 사용할 수 있다.
제5단계(600)에서, 방법(590)은 커터가 워크피스에 인접하여 환경적 특징 없이 워크피스를 절단하기 위해 워크피스에 커터를 적용하는 동안 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 제6단계(602)에서, 상기 방법(509)은 워크피스에 그리퍼 홀드를 고정하기 위해 워크피스에 마스트 부재의 하단부에 고정된 그리퍼를 적용하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 그리퍼는 마스트 부재 및/또는 커터에 인접한 작업 아암에 장착되고, 그리퍼와 커터 모두 동시에 워크피스에 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 마스트 부재 및/또는 작업 암은 워크피스에 그리퍼 홀드를 고정하기 위해 커터 엔드 이펙터를 그리퍼 엔드 이펙터로 변경해야 한다.
선택적으로, 제7단계(604)에서, 방법(509)은 워크피스가 환경적 특징으로부터 자유롭게 절단된 후 그리고 그리퍼 홀드를 유지하는 동안 마스트 부재를 후퇴 위치로 인출하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함하며, 여기서 그리퍼는 트레이 위에 있다. 선택적으로, 제8 단계(606)에서, 방법(509)은 워크피스를 트레이에 넣기 위해 그리퍼가 트레이 위에 있을 때 그리퍼 홀드를 해제하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 이송 시스템 및/또는 폐기 시스템은 트레이로부터 워크피스를 회수하고 폐기 용기와 같은 폐기 위치로 워크피스를 이동시키도록 작동 가능하다.
본 발명은 여기서 단지 예로서 설명되었다. 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이러한 예시적인 실시예에 대한 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다.
Claims (43)
- 핵 시설에 있는 동안 원격으로 작동되는 해체 장치, 이는
프레임 수직축을 포함하는 프레임;
상기 프레임에 장착되는 마스트 부재, 상기 마스트 부재는 마스트 수직축을 따라 연장되고 아래에 있는 챔버에 들어가기 위한 마스트 하단부를 포함함;
상기 마스트 부재에 장착되고 그리퍼를 지지하는 작업 아암을 포함하고,
여기서 상기 마스트 부재는 워크피스의 분배를 용이하게 하기 위한 수축 위치와 상기 워크피스에 도달하기 위해 프레임 바닥부 아래로 확장된 거리를 연장하는 마스트 하단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 이동 가능하고,
여기서 상기 마스트 부재가 연장 위치에 있을 때 상기 그리퍼는 마스트 하단부에 인접한 워크피스를 잡도록 작동 가능함;
원격으로 해체 장치를 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템을 포함하는, 방사능 오염으로 오염된 설비를 해체하기 위한 핵 해체 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어 시스템은 햅틱 제어 시스템이고, 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백 세트를 수신하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합되는 해체 시스템.
- 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스트 부재는 상기 프레임 수직축에 평행한 상기 마스트 수직 축과 함께 프레임에 장착되는 해체 시스템.
- 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스트 부재를 수축 위치와 연장 위치 사이에서 이동시키는 윈치 액추에이터를 더 포함하는 해체 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 마스트 부재는 배럴 및 적어도 하나의 스테이지를 포함하는 텔레스코핑 마스트 부재인 해체 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스테이지는 하부 스테이지를 포함하고, 상기 배럴은 마스트 상단부에 있고 바텀 스테이지는 마스트 하단부에 있으며,
프레임에 대해 상기 하부 스테이지를 올리고 내리기 위하여 상기 윈치 액추에이터는 상기 프레임과 하단 스테이지에 고정되는 해체 시스템.
- 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 아암은 마스트 하단부에 피봇식으로 장착되는 해체 시스템.
- 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임은 베이스 및 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 베이스에 대해 이동 가능하며, 상기 마스트 부재는 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착된 해체 시스템.
- 제8항에 있어서,
적어도 하나의 선형 이동 가능 캐리지는 베이스 상의 제1선형 트랙을 따라 이동 가능한 제1캐리지; 및 상기 제1캐리지 상의 제2선형 트랙을 따라 이동 가능한 제2캐리지를 포함하고, 제2선형 트랙은 제1선형 트랙에 수직이고, 상기 마스트 부재는 제2캐리지에 장착되는 해체 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 장치인 해체 시스템.
- 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해체 장치는 상기 작업 아암으로부터 워크피스를 수용하기 위해 마스트 하단부가 수축 위치에 있을 때 상기 마스트 하단부에 인접한 프레임에 장착되는 이송 트레이; 및
상기 이송 트레이에 인접한 프레임에 장착된 폐기 시스템을 더 포함하고,
상기 폐기 시스템은 상기 이송 트레이로부터 워크피스를 회수하고 워크피스를 폐기 위치로 운반하기 위한 이동식 폐기 아암을 포함하는 해체 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 폐기 시스템은 갠트리 지지부를 포함하고, 상기 폐기 아암은 갠트리 지지부에 장착되는 해체 시스템.
- 프레임 상단부와 상기 프레임 상단부에 대향하는 프레임 하단부 사이에서 연장되는 프레임 수직축을 포함하는 프레임;
상기 프레임에 장착되고 마스트 상단부와 상기 마스트 상단부에 대향하는 마스트 하단부 사이에서 연장되는 마스트 수직축을 포함하는 텔레스코핑 마스트 부재, 상기 텔레스코핑 마스트 부재는 상기 마스트 상단부에서 배럴과 적어도 하나의 스테이지를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스테이지는 마스트 하부에서 바닥 스테이지를 포함함;
프레임 바닥부로부터 수축된 거리만큼 수축되는 마스트 하단부를 포함하는 수축 위치 및 프레임 바닥부 아래에서 연장된 거리만큼 연장되는 마스트 하단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 마스트 부재를 이동시키도록 상기 마스트 부재에 결합된 윈치 액추에이터, 상기 확장 위치는 수축 위치보다 낮고, 프레임에 대해 하부 스테이지를 상승 및 하강시키기 위하여 상기 윈치 액추에이터는 프레임 및 하부 스테이지에 연결됨;및
아암 근위 단부 및 상기 아암 근위 단부에 대향하는 아암 원위 단부를 포함하는 작업 아암, 상기 작업 암은 상기 아암 근위단부에서 마스트 하단부에 장착되며, 상기 작업 아암은 엔드 이펙터를 수용하기 위해 상기 아암 원위 단부에 엔드 이펙터 커플링을 포함함;을 포함하는, 통신 결합된 햅틱 제어 시스템에 의해 원격으로 제어되는 해체 장치.
- 제13항에 있어서,
상기 프레임은 베이스와 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 베이스에 대해 상대적으로 이동 가능하고, 상기 텔레스코핑 마스트 부재는 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착되는 해체 장치.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는 그리퍼 및 커터 중 적어도 하나를 포함하는 해체 장치.
- 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 아암은 마스트 하단부에 피봇 가능하게 장착되는 해체 장치.
- 워크피스 위의 위험한 환경에서 환경 표면에 해체 장치의 프레임을 장착하는 단계, 상기 해체 장치는 프레임에 장착되고 상기 프레임 아래로 확장 가능한 마스트 부재를 포함함;
상기 위험 환경으로부터 멀리 떨어진 원격 위치에 햅틱 제어 시스템을 제공하는 단계;
해체 장치를 제어하고 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 원격 위치의 햅틱 제어 시스템을 위험한 환경의 해체 장치에 통신 가능하게 연결하는 단계;
마스트 부재를 프레임 아래로 낮추고 상기 워크피스에 인접한 마스트 부재의 하단부에 고정된 커터를 위치시키기 위해 햅틱 피드백 모드에서 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계; 및
커터를 워크피스에 적용하여 환경적 특징 없이 워크피스를 절단하기 위하여 상기 커터가 워크피스에 인접하여 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시는 단계를 포함하는, 위험한 환경에서 해체하는 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 위험한 환경은 원자력 시설에 있는 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 워크피스에 그리퍼 홀드를 고정하기 위해 마스트 부재의 하단부에 고정된 그리퍼를 상기 워크피스에 적용하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계;
상기 그리퍼가 트레이 위에 있도록, 상기 마스트 부재를 수축된 위치로 인출하기 위하여 상기 워크피스가 환경적 특징으로부터 자유롭게 절단된 후 그리고 상기 그리퍼 홀드를 유지하는 동안 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계;
상기 워크피스를 상기 트레이에 넣기 위해 그리퍼가 트레이 위에 있을 때 그리퍼 홀드를 해제하기 위해 원격 위치에서 햅틱 제어 시스템을 작동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스트 부재는 텔레스코핑 마스트 부재인 방법.
- 핵 시설에 있는 동안 원격으로 작동되는 해체 장치, 이는
프레임 수직축을 포함하는 프레임;
상기 프레임에 장착되는 연장형 제1아암, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 수직축을 따라 연장되고 워크피스에 도달하기 위한 제1아암 전방 단부를 포함함;
상기 제1아암에 장착되어 상기 워크피스를 파지하는 제1그리퍼, 및 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 워크피스를 절단하기 위해 제1아암에 장착된 제1커터;를 포함하고,
상기 연장형 제1아암은 상기 해체 장치의 이동을 용이하게 하기 위한 수축 위치 및 상기 워크피스에 도달하기 위해 프레임으로부터 연장된 거리를 연장하는 제1아암 전방 단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 이동 가능하고,
상기 연장형 제1아암이 연장된 위치에 있을 때 상기 그리퍼는 제1아암 전방 단부에 인접한 워크피스를 잡도록 작동 가능하고 상기 커터는 상기 그리퍼에 인접한 워크피스를 절단하도록 작동 가능함;및
원격으로 해체 장치를 제어하기 위해 해체 장치에 통신가능하게 결합된 제어 시스템을 포함하는, 방사능 오염으로 오염된 설비를 해체하기 위한 핵 해체 시스템.
- 제21항에 있어서,
상기 제어 시스템은 햅틱 제어 시스템이고, 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백 세트를 수신하기 위해 상기 해체 장치에 통신가능하게 결합되는 해체 시스템.
- 제21항 또는 제22항에 있어서,
상기 그리퍼는 절단 관련 진동을 감소시키기 위해 상기 워크피스를 단단히 잡고 상기 워크피스에 충분한 압력을 가하도록 구성되는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제23항 중 어느 한에 있어서,
상기 연장 위치는 수축 위치보다 프레임으로부터 더 멀리 있는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제24항 중 어느 한에 있어서,
상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 장치인 해체 시스템.
- 제21항 내지 제25항 중 어느 한에 있어서,
상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축을 중심으로 회전하도록 프레임에 회전 가능하게 장착되는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제26항 중 어느 한에 있어서,
상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축이 제1마운트 종축에 평행한 상태로 상기 프레임의 제1아암 마운트에 장착되고, 상기 제1아암 마운트는 프레임의 베이스에 대해 제1마운트 횡축을 중심으로 피벗가능한 해체 시스템.
- 제21항 내지 제27항 중 어느 한에 있어서,
상기 연장형 제1아암은 제1아암 종축이 제1마운트 종축에 평행한 상태로 상기 프레임의 제1아암 마운트에 장착되고, 상기 제1아암 마운트는 연장형 제1아암이 프레임 전방 단부로부터 연장되는 제1마운트 전방 위치 및 연장형 제1아암이 프레임 측면으로부터 연장되는 제1마운트 측면 위치 사이에서 이동 가능한 해체 시스템.
- 제28항에 있어서,
상기 제1아암 마운트는 수직 기둥 축을 따라 연장되는 기둥 부재를 포함하고, 상기 기둥 부재는 상기 수직 기둥 축을 중심으로 회전하여 상기 연장형 제1아암을 전방 위치와 측면 위치 사이에서 이동시킬 수 있는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제29항 중 어느 한에 있어서,
상기 프레임은 베이스와 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하며, 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 상기 베이스에 대해 이동 가능하고, 연장형 제1아암은 상기 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착되는 해체 시스템.
- 제30항에 있어서,
상기 적어도 하나의 선형 이동 캐리지는 상기 베이스 상의 제1선형 트랙을 따라 이동 가능한 제1캐리지; 및
상기 제1캐리지 상의 제2선형 트랙을 따라 이동 가능한 제2캐리지를 포함하고,
상기 제2선형 트랙은 제1선형 트랙에 수직이고 연장형 제1아암은 상기 제2캐리지에 장착되는 해체 시스템.
- 제31항에 있어서,
상기 베이스는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정 스키드인 해체 시스템.
- 제21항 내지 제32항 중 어느 한에 있어서,
상기 해체 장치는 오염 억제 시스템을 포함하고, 상기 오염 억제 시스템은 진공 및 폼 노즐 중 적어도 하나를 포함하는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제33항 중 어느 한에 있어서,
상기 해체 장치는 연장형 지지 아암을 더 포함하고, 상기 연장형 지지 아암은 지지 아암 종축을 따라 연장되고 지지 아암 전방 단부 및 지지 아암 전방 단부에 대향하는 지지 아암 후방 단부를 포함하고, 상기 연장형 지지 암은 상기 지지 암 전방 단부에 장착된 지지 커터를 포함하고, 상기 지지 암은 제1아암으로부터 독립적으로 움직일 수 있는 해체 시스템.
- 제34항에 있어서,
상기 지지 암은 제1아암에 인접한 프레임에 장착되어 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 제1아암에 의해 파지된 워크피스를 절단하는 것을 보조하는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제35항 중 어느 한에 있어서,
상기 커터는 기계적 절삭 공구 및 열 커터 중 적어도 하나를 포함하는 해체 시스템.
- 제21항 내지 제36항 중 어느 한에 있어서,
상기 제1그리퍼는 기계식 그리퍼를 포함하고, 상기 기계식 그리퍼는 파지 죠와 관통 나사 중 적어도 하나를 포함하는 해체 시스템.
- 프레임 수직축을 포함하는 프레임;
상기 프레임에 장착되는 연장형 제1아암, 상기 연장형 제1아암은 제1아암 수직축을 따라 연장되고 워크피스에 도달하기 위한 제1아암 전방 단부를 포함함;
관형 워크피스의 반경 측면으로부터 상기 관형 워크피스를 파지하기 위하여 제1아암에 장착되는 제1그리퍼;및
상기 제1그리퍼가 상기 관형 워크피스의 측면에서 관형 워크피스를 고정하는 동안 환경적 특징으로부터 자유롭게 관형 워크피스를 절단하기 위해 제1아암에 장착된 제1커터를 포함하고,
상기 연장형 제1아암은 상기 워크피스에 도달하기 위하여 상기 해체 장치의 이동을 용이하게 하는 수축 위치와 상기 프레임으로부터 연장된 거리로 연장되는 제1아암 전방 단부를 포함하는 연장 위치 사이에서 이동하도록 구성되며,
상기 연장형 제1아암이 상기 확장 위치에 있을 때, 상기 그리퍼는 제1아암 전방 단부에 인접한 관형 워크피스를 잡도록 작동 가능하고 상기 커터는 그리퍼에 인접한 워크피스를 절단하도록 작동 가능한, 통신 결합된 햅틱 제어 시스템에 의해 원격으로 제어되는 핵 해체 장치.
- 제38항에 있어서,
상기 해체 장치는 워크피스에 인접하게 위치되는 고정식 장치인 해체 장치.
- 제38항 또는 제39항에 있어서,
상기 프레임은 고정 베이스 및 상기 베이스에 장착된 적어도 하나의 선형 이동 캐리지를 포함하고,
상기 각각의 선형 이동 캐리지는 선형 캐리지 트랙을 따라 상기 베이스에 대해 상대적으로 움직일 수 있고, 상기 연장형 제1아암은 적어도 하나의 선형 이동 캐리지에 장착되는 해체 시스템.
- 제1그리퍼 및 제1커터를 포함하는 해체 장치를 위험한 환경에 제공하는 단계;
상기 해체 장치를 제어하고 상기 해체 장치로부터 햅틱 피드백을 수신하기 위해 햅틱 제어 시스템을 해체 장치에 통신 가능하게 연결하는 단계;
햅틱 피드백 모드에 있는 동안 제1그리퍼를 워크피스로 이동시키고 제1그리퍼 홀드를 워크피스에 고정하기 위하여 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계;
상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하는 동안 제1커터를 사용하여 환경적 특징으로부터 자유롭게 상기 워크피스를 절단하기 위하여 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계;
상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 유지하는 동안 제1그리퍼를 처리 위치로 이동시키기 위해 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계;
상기 워크피스에 대한 제1그리퍼 홀드를 해제하기 위해 상기 햅틱 제어 시스템을 작동하는 단계를 포함하는 위험한 환경에서 해체하는 방법.
- 제41항에 있어서,
상기 위험한 환경은 원자력 시설에 있는 방법.
- 제41항 또는 제42항에 있어서,
상기 제1그리퍼는 해체 장치의 연장형 제1아암의 제1아암 전방 단부에 장착되고, 상기 제1커터는 제1그리퍼에 인접한 제1아암 전방 단부에 장착되는 방법.
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