KR20240030742A - 다자유도 핵연료 취급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다자유도 핵연료 취급 장치에 관한 것이다. 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서, XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부; 상기 베이스부에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부; 및 상기 제1 위치조정부와 연계되어 상기 z축에 수직한 제1 회전축에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2 위치조정부;를 포함하여서, 상기 핵연료를 상기 제1,2 위치조정부에 의해 원하는 위치로 이송하는 것을 특징으로 한다.

Description

다자유도 핵연료 취급 장치{Nuclear Fuel Handing Apparatus with Multi-degree of Freedom}

본 발명은 다자유도 핵연료 취급 장치에 관한 것으로, 원자력발전소에 적용된 가압경수로 또는 소형 모듈형 원자로를 포함한 다양한 형태의 노형에서 설정치 이상으로 기울어지거나 휘어진 상태에 놓인 핵연료를 정밀하고 안정적이며 신뢰성있게 취급하기 위한 다자유도 핵연료 취급 장치에 관한 것이다.

원자로는 냉각재와 감속재의 종류 및 냉각재에 따라 다양한 형태의 원자로가 있으며, 동일한 원자로라 하더라도 설계자에 따라 고유한 노심 및 핵연료 특성을 갖게 되어 이를 반영한 핵연료취급방법에 따른 각 노형 별 고유한 핵연료취급기기가 설계된다. 그러나, 국내/외 가압경수로 및 일체형원자로에 적용된 핵연료취급기기는 기본 구조가 상이함에도 불구하고, 기본적인 구성과 기능은 핵연료를 종(X축) 방향 이동을 위한 브릿지, 횡(Y 축) 방향 이동을 위한 트롤리, 수직(Z 축) 방향 이동을 위한 인양기로 구성되어 원자로, 연료저장대 또는 지정된 연료안착구에 위치한 핵연료를 인양기 끝단과 연결된 연료공구 또는 핵연료취급공구를 포함하는 인양기 구조물과 체결함으로써 수직 이동하고, 브릿지 및 트롤리에 의해 수평 이동함으로써 핵연료를 지정된 위치로 이송하는 방법이 적용되고 있다.

구체적으로, 국내 상용 원자력발전소의 노형인 가압경수로에 적용된 핵연료취급기기는 수직으로 핵연료를 인양/하강시키는 인양기 형태에 따라 일반적으로 도 1과 같이 인양삼각대 상단에 위치한 인양기, 와이어, 와이어 끝의 고리와 핵연료취급공구를 연결해 핵연료를 취급하는 사용후연료취급기, 또는 도 2와 같이 인양기, 와이어 및 구조물인 마스트 내 수직 이동이 가능한 인양통 내로 연료를 삽입합으로써 연료를 취급하도록 구성된 재장전기(일부 사용후연료취급기도 동일 개념임) 형태로 구분될 수 있다.

이와 같이 종래 국내외 가압경수로 및 소형 모듈형 노형 등에 적용된 핵연료취급기기는 브릿지(Bridge), 트롤리(Trolley), 인양기(Hoist)로 구성되어, 핵연료를 수평/수직 이동을 통해 지정된 위치로 이송한다. 특히, 핵연료는 인양기의 와이어에 매달린 긴 장봉 형태의 핵연료취급공구가 인양기의 권선에 따라 수직 이동되는 형태로써 핵연료 체결 시 일정 기울기 범위 내 수직 상태의 핵연료의 취급만이 가능함에 따라, 핵연료 안착부 변형 등으로 인한 기울기 범위 외 수직 상태의 핵연료나 휘어진 핵연료 취급에는 한계가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 상용 원자력발전소에 적용된 가압경수로 또는 소형 모듈형원자로를 포함한 다양한 형태의 원자로 내 핵연료가 설정치 이상으로 기울어지거나 휘어진 상태로 안착된 다양한 상황에서도 핵연료를 안전하게 취급하기 위해 기존의 종 방향으로 이동하는 브릿지, 횡 방향으로 이동하는 트롤리, 인양기 및 인양기 와이어는 상용원전에 적용된 핵연료취급기기와 동일한 개념을 적용하되, 수직 방향으로 연료를 인양/하강하는 인양기와 인양기 와이어에 연결된 고리로 지지되는 단순 장봉 형태의 핵연료취급공구를 이용하여 지정된 위치에 있는 핵연료와 체결하는 기존의 핵연료취급과 차별화하여 핵연료의 안착상태에 상관없이 핵연료를 취급할 수 있는 다자유도 핵연료 취급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서, XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부; 상기 베이스부에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부; 및 상기 제1 위치조정부와 연계되어 상기 z축에 수직한 제1 회전축에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2 위치조정부;를 포함하여서, 상기 핵연료를 상기 제1,2 위치조정부에 의해 원하는 위치로 이송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 위치조정부는, 상기 베이스부의 체결공에 삽입되어 체결되고, 상기 체결공과 동축으로 형성되는 결합공을 갖는 지지부; 상기 지지부에 대하여 회전 가능하게 상기 결합공에 삽입되는 삽입부; 상기 삽입부를 회전시키는 회전부; 및 상기 지지부가 상하 방향으로 이동시 가이드하도록 상기 베이스부로부터 상방으로 연장되는 가이드부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전부는, 상기 삽입부에 형성되는 제1 기어부; 상기 제1 기어부에 맞물리는 제2 기어부; 및 상기 제2 기어부를 회전시키는 제1 모터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부의 상부에 마련되는 인양러그; 및 일단부가 상기 인양러그에 결합되고, 타단부가 상기 지지부에 결합되는 복수의 인양와이어;를 포함하여서, 인양기가 상기 인양와이어를 들어올리면, 상기 삽입부와 함께 상기 지지부가 상기 가이드부를 따라 상방으로 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 위치조정부는, 상기 제1 회전축에 수직한 방향의 단면이 원형인 회전몸체; 및 상기 회전몸체를 회전시키는 제2 모터;를 포함하고, 상기 제1 위치조정부의 하단에는 상기 회전몸체를 회전 가능하게 수용하는 수용부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 위치조정부에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 상기 핵연료를 y축 방향을 중심으로 회동시키는 제3 위치조정부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3 위치조정부에 의해 y축 방향을 중심으로 회전하는 함체부를 더 포함하고, 상기 함체부는, 3축 방향으로 상기 핵연료를 이동시키는 미세이동부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 미세이동부는, 임의의 3차원 공간에서의 3축을 x,y,z 축이라 할 때, x축 방향으로 이동하는 스테이지부; 상기 스테이지부를 x축 방향으로 이동시키는 스테이지이동부; 상기 스테이지부에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동블럭; 상기 이동블럭을 y축 방향으로 이동시키는 이동블럭이동부; 및 상기 스테이지부를 z축 방향으로 이동시키는 스테이지수직이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스테이지부는, x축 방향으로 슬라이딩되어 이동하는 미끄럼블럭과, 상기 미끄럼블럭을 지지하는 지지블럭을 포함하고, 상기 스테이지이동부는, 상기 지지블럭과 상기 미끄럼블럭을 기어 결합한 기어부, 상기 기어부를 회전시키는 제3 모터를 포함하여서, 상기 제3 모터의 구동에 의해 상기 미끄럼블럭은 상기 지지블럭에 대하여 슬라이딩되면서 이동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동블럭은 상기 스테이지부 내에 마련되는 가이드바에 결합되고, 상기 이동블럭이동부는 상기 스테이지부에 일방향으로 마련되는 헬리컬기어와 싱기 이동블럭에 결합되어 상기 헬리컬기어와 맞물리는 기어를 갖는 제4 모터를 포함하여서, 상기 제4 모터의 구동에 의해 상기 이동블럭은 상기 가이드바를 따라서 상기 y축 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동블럭 내부에 설치되어, 상기 y축을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 보조회전부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조회전부에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 하방으로 연장되어 상기 핵연료와 체결되는 그리퍼를 갖는 파지부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 파지부는 상기 z축 방향으로 회전 가능한 그리핑회전부를 구비하여, 상기 그리핑회전부에 의해 상기 파지부가 회전되면서 상기 핵연료의 상단부와 걸림 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서, XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부; 상기 베이스부에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부; 상기 제1 위치조정부에 의해 z축 방향을 중심으로 회전하는 함체부; 및 상기 함체부를 3축 방향으로 상기 핵연료를 이동시키는 미세이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 미세이동부는, 임의의 3차원 공간에서의 3축을 x,y,z 축이라 할 때, x축 방향으로 이동하는 스테이지부; 상기 스테이지부를 x축 방향으로 이동시키는 스테이지이동부; 상기 스테이지부에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동블럭; 상기 이동블럭을 y축 방향으로 이동시키는 이동블럭이동부; 및 상기 스테이지를 z축 방향으로 이동시키는 스테이지수직이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 스테이지부는, x축 방향으로 슬라이딩되어 이동하는 미끄럼블럭과, 상기 미끄럼블럭을 지지하는 지지블럭을 포함하고, 상기 스테이지이동부는, 상기 지지블럭과 상기 미끄럼블럭을 기어 결합한 기어부, 상기 기어부를 회전시키는 제3 모터를 포함하여서, 상기 제3 모터의 구동에 의해 상기 미끄럼블럭은 상기 지지블럭에 대하여 슬라이딩되면서 이동되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이동블럭은 상기 스테이지이동부 내에 마련되는 가이드바에 결합되고, 상기 이동블럭이동부는 상기 스테이지이동부에 일방향으로 마련되는 헬리컬기어와 싱기 이동블럭에 결합되어 상기 헬리컬기어와 맞물리는 기어를 갖는 제4 모터를 포함하여서, 상기 제4 모터의 구동에 의해 상기 이동블럭은 상기 가이드바를 따라서 상기 y축 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이동블럭 내부에 설치되어, 상기 y축을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 보조회전부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 보조회전부에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 하방으로 연장되어 상기 핵연료를 체결하는 그리퍼를 갖는 파지부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 파지부는 상기 z축 방향으로 회전 가능한 그리핑회전부를 구비하여, 상기 그리핑회전부에 의해 상기 파지부가 회전되면서 상기 핵연료의 상단부와 걸림 결합되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 보조회전부는 원기둥형으로 이루어지고, 상기 이동블럭이 이동하는 축과 동축으로 배치되어, 상기 이동블럭과 함께 상기 y축 방향으로 이동 가능하고, 상기 y 축을 중심으로 회전 가능한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 파지부의 단부에는 상기 핵연료를 식별할 수 있는 카메라가 장착되고, 상기 그리퍼는, 걸림홈을 갖는 복수의 지지다리를 포함하여서, 상기 파지부가 회전되면서 상기 각 지지다리의 걸림홈에 핵연료가 걸림으로써 체결되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 핵연료와 체결되는 그리퍼가 상기 핵연료와 접촉하거나 상기 그리퍼가 구조물에 접촉하였을 경우 발생하는 반발력을 감지하는 다축하중센서; 및 상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 반발력을 감소시키는 방향으로 상기 핵연료의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 다축하중센서는 상기 삽입부의 내부에 마련된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 핵연료와 체결되는 그리퍼가 상기 핵연료와 접촉하거나 상기 그리퍼가 구조물에 접촉하였을 경우 발생하는 반발력을 감지하는 다축하중센서; 및 상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 반발력을 감소시키는 방향으로 상기 핵연료의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 제어부는 상기 제2 위치조정부 및 상기 제3 위치조정부의 회전 방향을 역방향으로 제어하여 반발력을 감소시키는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급 장치는, 핵연료의 위치를 다자유도로 제어할 수 있으므로 핵연료의 안착 및 이송을 정밀하게 제어할 수 있는 효과를 제공한다. 이에 핵연료 취급의 안정성, 정밀성, 편의성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명 실시에에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 제1 위치조정부, 제2 위치조정부, 제3 위치조정부, 함체부, 및 미세조정부가 상하 방향으로 서로 결합되는 구조를 취함으로써 핵연료 취급 장치의 공간 활동도를 높이고 간소화 및 경량화할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 기존 핵연료 안착부 변형 등과 같이 핵연료 위치 오류를 야기하는 다양한 환경에서도 정밀하고 안전하게 핵연료의 위치를 제어할 수 있는 효과를 제공한다. 핵연료의 위치 오류는 핵연료의 안착부 외에도 연료저장대 등 핵연료와 연계되는 구조물의 변형 등에 따라 기울어짐 등 다양한 모습으로 야기될 수 있다.

또한, 상용 원자력발전소에 적용된 가압경수로용 핵연료취급기기와 연계하여 사용할 수 있으므로, 장비의 사용성을 확대하고 유연성을 확보할 있다.

또한, 본 발명 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 연료 취급 중 핵연료와 구조물의 접촉하중을 다자유도 핵연료 취급장치 상단에 위치한 다축하중센서가 감지하여 각 축에 가해지는 힘을 각 축을 구동하는 모터에서 제어함으로써 다수의 축이 각각 작동됨으로써, 다양한 핵연료의 안착 조건에서도 핵연료의 취급이 가능하도록 하고, 향후 다양한 원자로 개발에 대한 설계 확장성을 확보할 수 있다.

또한, 핵연료 취급의 안정성과 신뢰성을 향상시킴으로써, 비상 상황 등에서 작업자를 현장에 직접 투입하는 것을 최소화하여 작업자를 방사능으로부터 보호할 수 있다.

또한, 상기와 같이 핵연료 안착부 변형 등으로 인한 다양한 핵연료 안착 상황에 대하여 효율적으로 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 축 방향 높이가 증가되는 소형 모듈형원자로의 개발 추세에 따라 협소한 노심 상태 및 깊은 노심 위치에 대응할 수 있는 핵연료 취급장치를 제공할 수 있다.

도1 및 도2는 종래 핵연료 취급 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치의 개략적인 사시도,
도4는 제1 위치조정부를 도시한 도면,
도5는 제2,3 위치도정부 및 함체부의 내부를 도시한 도면,
도6은 미세이동부를 도시한 도면
도7은 도6의 미세이동부를 다른 각도에서 본 도면,
도8은 그리퍼를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치의 개략적인 사시도이다. 도4는 제1 위치조정부를 도시한 도면이고, 도5는 제2,3 위치도정부 및 함체부의 내부를 도시한 도면이다. 도6은 미세이동부를 도시한 도면이고, 도7은 도6의 미세이동부를 다른 각도에서 본 도면이며, 도8은 그리퍼를 도시한 도면이다.

도3을 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급 장치는, 베이스부(10), 제1 위치조정부(20), 제2 위치조정부(30)를 포함한다.

상기 베이스부(10)는, 도1 또는 도2에 도시된 상용원전에 적용된 핵연료취급기기의 트롤리에 설치되어 다자유도 핵연료취급장치가 브리지와 브리지레일, 트롤리와 트롤리레일에 의해 원자로 내 XY 평면 상에서 이동 가능하여 취급을 요하는 핵연료의 상부로 이동될 수 있다. 상기 베이스부(10)는 도3에 도시된 바와 같이 박스부(11)를 통해 지지부(21)와 가이드부(24)의 설치 공간을 제공한다.

상기 제1 위치조정부(20)는 상기 베이스부(10)에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기 제1 위치조정부(20)는 하방으로 연결되는 핵연료는 상하 방향으로 이동시키거나, z축을 중심으로 회전시킬 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따르면, 상기 제1 위치조정부(20)는, 지지부(21), 삽입부(22), 회전부(23), 및 가이드부(24)를 포함한다.

상기 지지부(21)는, 상기 베이스부(10)에 회전 가능하게 삽입된다. 상기 베이스부(10)에는 상기 지지부(21)가 삽입되는 체결공(12)이 형성된다. 상기 지지부(21)는 상기 체결공(12)에 삽입되는 체결되는 끼움부(221)와 상기 체결공(12)의 주변에 걸리는 걸림부(222)를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 지지부(21)는 상기 체결공(12)과 동축으로 형성되는 결합공(223)을 갖는다. 상기 지지부(21)는 z축 방향으로 수직 이동이 가능하며, 상기 z축에 대하여 회전하지는 않는다.

상기 삽입부(22)는, 상기 지지부(21)에 대하여 회전 가능하게 상기 결합공(223)에 삽입된다. 상기 삽입부(22)는 상기 결합공(223)에 삽입되고, 상기 결합공(223)의 둘레에 걸려 빠지지 않게 결합된다. 또한, 상기 삽입부(22)의 내부에는 파지부(80) 하단의 그리퍼(81)와 핵연료 접촉 또는 그리퍼(81)와 체결된 핵연료가 구조물에 접촉하였을 경우 발생되는 반발력을 감지하는 다축하중센서를 포함한다. 상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 핵연료는 상기 반발력을 감소시키는 방향으로 이동이 제어된다.

상기 회전부(23)는, 상기 삽입부(22)를 회전시키기 위해서 마련된다. 상기 회전부(23)는 상기 삽입부(22)를 z축 방향으로 중심으로 회전시킨다. 본 실시예에 따르면, 상기 회전부(23)는 제1 기어부(231), 제2 기어부(232), 및 제1 모터(233)를 포함한다.

상기 제1 기어부(231)는 상기 삽입부(22)에 형성된다. 상기 제1 기어부(231)는 상기 삽입부(22)의 상부의 둘레 방향으로 따라 형성된다. 상기 제2 기어부(232)는 상기 제1 기어부(231)에 맞물리는 부분이고, 상기 제1 모터(233)는 상기 제2 기어부(232)를 회전시키기 위해 마련된다. 상기 제2 기어부(232)는 상기 제1 모터(233)의 회전축의 단부에 결합되고, 상기 제1 기어부(231)와 기어 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 모터(233)는 상기 지지부(21)의 상면 위에 마련된다. 상기 제1 모터(233)가 상기 지지부(21)의 상면 위에 공간을 활용할 수 있다.

상기 가이드부(24)는, 상기 지지부(21)가 상하 방향으로 이동시 상기 지지부(21)를 가이드하도록 상기 베이스부(10)로부터 상방으로 연장된다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부(24)는 상기 지지부(21)의 일측 반원부에 대하여 2개가 형성되고, 도3과 같이 총 4개가 형성된다. 물론, 상기 가이드부(24)의 설치 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 가이드부(24)는 그 내면에 가이드홈이 상하 방향으로 연장형성되고, 상기 지지부(21)의 외측에는 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 형성된다.

본 실시예에 따르면, 인양기가 상기 지지부(21)를 인양할 수 있도록, 인양러그(211) 및 복수의 인양와이어(2111)를 포함한다. 상용원전 핵연료취급기기의 인양기에 의해 취급되는 상기 인양러그(211)는 상기 지지부(21)의 상부에 마련되고, 상기 각 인양와이어(2111)는 그 일단부가 상기 인양러그(211)가 결합되고, 타단부가 상기 지지부(21)에 결합된다. 상기 인양기가 상기 인양와이어(2111)를 들어올리면, 상기 지지부(21)가 상기 삽입부(22)와 함께 상기 가이드부(24)를 따라 상방으로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 지지부(21)는 z축을 따라 상하 방향으로 이동하고, 상기 회전부(23)에 의해 z축을 중심으로 회전될 수 있다.

상기 제2 위치조정부(30)는, 상기 제1 위치조정부(20)와 연계되어 상기 z축에 수직한 제1 회전축(R1, 예컨대 x축이 될 수 있음)에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 상기 제2 위치조정부(30)는 상기 제1 위치조정부(20)의 하측에 마련된다. 본 실시예에 따르면 상기 제2 위치조정부(30)는 회전몸체(31), 제2 모터(32), 및 수용부(33)를 포함한다.

상기 회전몸체(31)는 상기 제1 회전축(R1)에 수직한 방향의 단면이 원형으로 이루어진다. 즉, 상기 회전몸체(31)는 실린더 형태로 이루어진다. 상기 제2 모터(32)는 상기 회전몸체(31)를 회전시키기 위해서 마련된 것으로, 상기 회전몸체(31)의 일측에 결합된다. 상기 제2 모터(32)에 의해 상기 회전몸체(31)는 상기 제1 회전축(R1)에 대하여 회전한다.

상기 수용부(33)는 상기 회전몸체(31)를 회전 가능하게 수용하기 위해 마련된 것으로, 상기 삽입부(22)의 하단에 결합된다. 따라서, 삽입부(22)가 z축을 따라 상하 방향으로 이동하고, z축에 대하여 회전 가능한 것과 아울러, 상기 회전몸체(31)에 의해 z축에 수직한 상기 제1 회전축(R1)에 대하여도 회전 가능하여 핵연료 취급에 있어 다자유도를 구현한다.

본 실시예에 따르면, 도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 제3 위치조정부(40)를 더 포함한다.

상기 제3 위치조정부(40)는 상기 제2 위치조정부(30)에 대하여 회동 가능하게 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제3 위치조정부(40)는 핵연료를 상기 제2 위치조정부(30)에 의한 회동 방향과 수직한 방향으로 회동시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 위치조정부(20)에 의해 z축을 따라 상하 방향으로 이동한 지점 및/또는 z축 방향으로 중심으로 회동한 위치 및 상기 제2 위치조정부(30)에 의해 제1 회전축(R1, 예컨대 x축)을 중심으로 회동한 위치에서, 상기 제3 위치조정부(40)가 추가적으로 상기 취급 핵연료를 y축 방향에 대하여 회전시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 제3 위치조정부(40)는 y축 방향을 중심으로 함체부(50)를 회전시킴에 따라 상기 함체부(50)는 y축에 대하여 회전하여 xz 평면 상에서 움직일 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 함체부(50)는 3축 방향으로 핵연료를 이동시키는 미세이동부(60)를 포함한다. 상기 함체부(50)는 상기 미세이동부(60)를 내부에 수용하는 공간을 제공하고 미세이동부(60)의 세부 구성을 보호하며, 기기 동작 중 기름/그리스가 낙하할 때 기름받이(Drip Pan)의 기능을 아울러 수행한다. 상기 기름/그리스는 기기의 유지보수 기간 중 제거된다.

상기 미세이동부(60)는 상기 제1,2,3 위치조정부(20,30,40)에 의해 핵연료가 이동하는 것과 아울러 상기 핵연료는 미세하게 이동시키기 위해서 마련된다. 상기 미세이동부(60)는 임의의 3차원 공간에서의 축을 x,y,z 축이라 할때, 상기 3 축 방향으로 핵연료를 이동시킨다. 상기 미세이동부(60)가 핵연료를 이동시키는 상기 3차원 공간은, 상기 제1,2,3 위치조정부(20,30,40)에서 언급한 축 방향과는 상이할 수 있다. 즉, 상기 제1,2,3 위치조정부(20,30,40)에 의해 상기 핵연료가 이동한 상태에서, 상기 미세이동부(60)는 3차원 공간에서 핵연료를 이동시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 미세이동부(60)는, 스테이지부(61), 스테이지이동부(62), 이동블럭(63), 이동블럭이동부(64), 및 스테이지수직이동부(65)를 포함한다.

도6에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지부(61)는 x축 방향으로 이동 가능하게 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 스테이지부(61)는 미끄럼블럭(611)과 지지블럭(612)을 포함한다. 상기 미끄럼블럭(611)은 x축 방향으로 슬라이딩되어 이동하는 블럭이고, 상기 지지블럭(612)은 상기 미끄럼블럭(611)을 지지하는 블럭이다. 상기 미끄럼블럭(611)은 상기 지지블럭(612)에 대하여 x축 방향으로 전진 또는 후진될 수 있다.

상기 스테이지이동부(62)는, 상기 스테이지부(61)를 이동시키기 위해 마련된 것으로, 기어부(621) 및 제3 모터(622)를 포함한다. 상기 제3 모터(622)는 상기 지지블럭(612)의 상면에 마련되고, 상기 지지블럭(612)에는 y축 방향으로 절개된 절개홈(623)이 형성된다. 상기 절개홈(623)에는 상기 제3 모터(622)의 회전축과 기어결합되어 회전하는 기어부(621)가 마련된다. 상기 기어부(621)는 일방향으로 연장되는 봉 형태의 헬리컬 기어이다.

또한, 상기 제3 모터(622)와 기어 결합되는 기어부(621)는 상기 미끄럼블럭(611)에 상기 헬리컬 기어의 연장 방향과 수직한 방향으로 서로 이격되어 설치되는 2개의 종동기어(624)와 맞물린다. 따라서, 상기 제3 모터(622)의 동작에 의해 미끄럼블럭(611)은 지지블럭(612)에 대하여 전진 또는 후진된다.

상기 이동블럭(63)은, 상기 스테이지부(61)에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 이동블럭(63)은 상기 스테이지부(61)가 이동하는 방향과 수직한 방향으로 이동한다. 구체적으로, 상기 이동블럭(63)은 미끄럼블럭(611)이 이동하는 방향과 수직하게 이동한다. 상기 이동블럭(63)을 가이드하기 위해서, 상기 스테이지부(61)에는 가이드바(613)가 마련된다.

본 실시예에 따르면, 상기 가이드바(613)는 상기 스테이지부(61)의 미끄럼블럭(611)의 내에 형성된다. 상기 미끄럼블럭(611)은 대략 ""의 형태로 형성되는데, 상기 가이드바(613)의 양단부는 서로 마주하는 프레임에 각각 결합되고, 상기 이동블럭(63)은 상기 가이드바(613)에 슬라이딩 가능하도록 설치되어 회동이 방지된다.

상기 이동블럭이동부(64)는, 상기 이동블럭(63)을 상기 가이드바(613)를 따라 이동시키기 위해서 마련된다. 상기 이동블럭이동부(64)는 상기 스테이지부(61)의 미끄럼블럭(611)에 일방향으로 마련되는 헬리컬기어(641)와 상기 이동블럭(63)에 결합되어 상기 헬리컬기어(641)와 맞물리는 기어를 같은 제4 모터(642)를 포함한다. 상기 제4 모터(642)의 구동에 의해 상기 이동블럭(63)은 상기 가이드바(613)를 따라서 y축 방향으로 이동된다.

상기 스테이지수직이동부(65)는, 상기 스테이지부(61)를 z축 방향으로 이동시키기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 스테이지수직이동부(65)는 상기 지지블럭(612)에 수직한 방향으로 배치되는 수직기어부(651)와, 상기 수직기어부(651)와 상기 수직기어부(651)와 기어결합되는 기어를 갖는 제5 모터(652)를 포함한다.

본 실시예에 따르면, 상기 수직기어부(651)는 상기 지지블럭(612)의 모서리에 근접하여 수직하게 배치되는 헬리컬 기어로 이루어지고, 상기 제5 모터(652)는 상기 지지블럭(612)의 상면에 설치되고, 제5 모터(652)의 회전축에 기어가 결합하여 상기 헬리컬 기어와 기어 결합된다. 상기 제5 모터(652)의 동작에 의해 상기 지지블럭(612)은 하부에 연결된 미끄럼블럭(611)과 함께 상기 헬리컬 기어를 따라 z축 방향으로 이동한다.

본 실시예에 따르면, 보조회전부(70) 및 파지부(80)를 포함한다.

상기 보조회전부(70)는, 상기 이동블럭(63)의 내부에 설치되어, y축을 중심으로 회동 가능하게 결합된다. 상기 보조회전부(70)는 원기둥통형으로 형성되어서, 그 일측에 원주방향으로 기어부(71)가 마련되고, 상기 기어부(71)는 제6 모터(72)의 회전축에 결합되는 기어부(73)와 기어 결합된다. 상기 제6 모터(72)는 상기 이동블럭(63)의 하면에 설치된다. 상기 보조회전부(70)는 상기 이동블럭(63)이 이동하는 축과 동축으로 배치되어, 상기 이동블럭(63)과 함께 상기 y축 방향으로 이동 가능하고, 상기 y 축을 중심으로 회전 가능하다.

도7에 도시된 바와, 상기 보조회전부(70)는 하측으로 핵연료를 체결하는 파지부(80)가 결합된다. 도5에 도시된 바와 같이, 상기 보조회전부(70)가 y축에 대하여 회동하면, 상기 파지부(80)는 상기 y축에 수직한 z축에 대하여 좌우(도5를 기준으로 할 때 편의상 좌우로 명함)로 미세하게 벗어난 지점으로 이동한다. 이때, 상기 파지부(80)는 하방으로 수직하게 연장된 상태를 그대로 유지한다.

상기 파지부(80)는, 상기 보조회전부(70)에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 하방으로 연장되어 상기 핵연료와 체결하기 위한 그리퍼(81)를 구비한다. 또한, 상기 파지부(80)는 그리핑회전부(82)를 구비한다. 상기 그리핑회전부(82)는 상기 파지부(80)를 z축 방향으로 회전시켜 상기 그리퍼(81)가 상기 핵연료를 체결할 수 있도록 한다.

상기 그리핑회전부(82)는 상기 파지부(80)의 상측에 마련되는 제7 모터(822)와, 상기 제7 모터(822)의 회전축에 결합되는 헬리컬 기어(821)와, 상기 헬리컬 기어(821)와 기어 결합되도록 상기 파지부(80)의 상단부에 원주방향으로 형성된 기어부(미도시)를 포함하여 이루어진다. 상기 그리핑회전부(82)에 의해 상기 파지부(80)가 회전되면 그리퍼(81)가 회전되면서 상기 핵연료의 상단부와 걸림 결합된다.

상기 그리퍼(81)는 "L"자 형태로 하단부로부터 돌출 형성되는 걸림부(811)가 마련되고, 상기 걸림부(811)의 단부에는 걸림돌기(812)가 마련된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 그리퍼(81)는 걸림홈을 갖는 복수의 지지다리 형태로 대략적으로 갈고리 형태로 이루어지며, 상기 그리핑회전부(82)에 의해 회전되면서 상기 핵연료의 상단부에 걸린다. 또한 상기 그리퍼(81)의 하단에는 핵연료의 취급 상황을 확인할 수 있는 카메라(83)가 장착된다.

좀 더 구체적으로, 상기 그리퍼(81)가 상기 핵연료 측으로 하강하여 접촉이 발생하면, 다축하중센서(힘-토크 센서)에 전달되는 힘을 감지하고, 접촉력이 소정의 설정치 보다 과도한 경우 순방향으로 이동이 금지되고 역방향으로의 이동을 자유롭게 하여, 소정 설정치 이상의 하중이 핵연료에 전달되는 것을 방지한다. 그리퍼(81)가 회전되기 직전까지 핵연료의 상부로 진입하면, 상기 그리핑회전부(82)에 의해 상기 파지부(80)가 회전되면서 상기 그리퍼(81)가 회전되어 상기 핵연료를 그립핑한다.

본 발명 실시예에 따르면, 핵연료에 소정 설정치 이상의 하중이 전달되는 것을 방지하기 위하여 제어부를 구비한다. 상기 제어부는 상술한 다축하중센서(힘-토크 센서)에 의해 반발력이 감지되면, 상기 핵연료에 가해지는 반발력을 감소시키는 방향으로 상기 핵연료의 이동을 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부는 상기 다축하중센서에 반발력이 감지되면 상기 제1 내지 제7 모터(233, 32, 622, 642, 652, 72, 822)에 반대 방향으로의 구동력을 갖도록 상기 제1 내지 제7 모터(233, 32, 622, 642, 652, 72, 822)를 제어할 수 있다. 물론, 본 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제1 내지 제7 모터(233, 32, 622, 642, 652, 72, 822)의 회전 방향을 정방향 또는 역방향으로 제어하도록 구현되나, 필요에 따라 상기 제1 내지 제7 모터(233, 32, 622, 642, 652, 72, 822)중 일부만을 제어하는 것으로 상기 핵연료에 설정치 이상의 하중이 전달되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 제2 위치조정부(30) 및 제3 위치조정부(40)를 동작시키는 모터를 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급 장치는, 제1 위치조정부(20)에 의해 z축을 따라 수직 이동 및 z축에 대한 회전 운동이 가능하고, 제2 위치조정부(30)에 의해 z축과 수직한 제1 회전축(R1)에 대한 회전 운동이 가능하며, 상기 제1,2 위치조정부에 의해 위치가 조정된 상태에서 추가적으로 상기 제3 위치조정부(40)에 의해 xy 평면 상에서의 이동이 가능하다.

뿐만 아니라, 미세조정부는 제1,2,3 위치조정부(20,30,40)에 의해 이동된 상태에서 추가적으로 임의의 3차원 평면에서 미세하게 이동하여 핵연료를 취급할 수 있다. 나아가 보조회전부(70)에 의해 y 축 회전 운동이 미세하게 조정되고, 그리핑회전부(82)에 의해 그리퍼(81)를 회전시켜서 최종적으로 취급 핵연료를 체결할 수 있다.

이처럼, 본 발명은 취급되어야 할 핵연료의 위치가 핵연료를 안착시키는 안착대 등의 구조물의 변형에 의해 미세하게 기울어져 뒤틀어진 상태에서도, 다자유도로 구동하는 취급 장치에 의해, 미세한 위치 조정이 가능하므로, 정확하게 핵연료를 체결할 수 있다. 따라서, 핵연료 취급의 정확성, 안정성, 신뢰성, 편의성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서, XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부(10), 상기 베이스부(10)에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부(20), 상기 제1 위치조정부(20)에 의해 z축 방향을 중심으로 회전하는 함체부(50), 상기 함체부(50)를 3축 방향으로 상기 핵연료를 이동시키는 미세이동부(60)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 다자유도 핵연료 취급장치는, 상술한 실시예와 달리 제2 위치조정부(30) 및 제3 위치조정부(40)를 생략하고, 제1 위치조정부(20)에 z축을 중심으로 회전하는 함체부(50)를 결합할 수 있다. 그리고, 상기 함부체부는 임의의 3차원 공간 상에서 3축 방향으로 핵연료를 이동시키는 미세이동부(60)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 위치조정부(20), 함체부(50), 및 미세조정부의 상세 구성은 상술한 제1 위치조정부(20), 함체부(50), 및 미세조정부의 구성과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 상기 미세조정부에는 보조회전부(70)가 부가될 수 있으며, 상기 보조회전부(70)에는 그리퍼(81)가 결합된 파지부(80)가 결합될 수 있다. 또한, 그리퍼(81)의 하단에는 카메라(83)가 설치될 수 있다. 즉, 본 실시예는 상기 제2,3 위치조정부를 제외하고 상술한 실시예에 따른 세부 구성을 그대로 채용 가능하며, 그 작용 내지 효과 역시 이미 상세히 설명하였으므로, 반복적인 설명은 생략한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

10... 베이스부 11... 박스부
12... 체결공 20... 제1 위치조정부
21... 지지부 221... 끼움부
222... 걸림부 223... 결합공
22... 삽입부 23... 회전부
231... 제1 기어부 232... 제2 기어부
233... 제1 모터 211... 인양러그
2111... 인양와이어 24... 가이드부
30... 제2 위치조정부 31... 회전몸체
32... 제2 모터 33... 수용부
R1... 제1 회전축 40... 제3 위치조정부
50... 함체부 60... 미세이동부
61... 스테이지부 611... 미끄럼블럭
612... 지지블럭 62... 스테이지이동부
621... 기어부 622... 제3 모터
623... 절개홈 624... 종동기어
63... 이동블럭 613... 가이드바
64... 이동블럭이동부 641... 헬리컬기어
642... 제4 모터 65... 스테이지수직이동부
651... 수직기어부 652... 제5 모터
70... 보조회전부 72... 제6 모터
80... 파지부 81... 그리퍼
811... 걸림부 812... 걸림돌기
82... 그리핑회전부 821... 헬리컬 기어
822... 제7 모터 83... 카메라

Claims (25)

1. 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서,
   XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부(10);
   상기 베이스부(10)에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부(20); 및
   상기 제1 위치조정부(20)와 연계되어 상기 z축에 수직한 제1 회전축(R1)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2 위치조정부(30);를 포함하여서,
   상기 핵연료를 상기 제1,2 위치조정부(20,30)에 의해 원하는 위치로 이송하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 위치조정부(20)는,
   상기 베이스부(10)의 체결공에 삽입되어 체결되고, 상기 체결공과 동축으로 형성되는 결합공을 갖는 지지부(21);
   상기 지지부(21)에 대하여 회전 가능하게 상기 결합공에 삽입되는 삽입부(22);
   상기 삽입부(22)를 회전시키는 회전부(23); 및
   상기 지지부(21)가 상하 방향으로 이동시 가이드하도록 상기 베이스부(10)로부터 상방으로 연장되는 가이드부(24);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전부(23)는,
   상기 삽입부(22)에 형성되는 제1 기어부(231);
   상기 제1 기어부(231)에 맞물리는 제2 기어부(232); 및
   상기 제2 기어부(232)를 회전시키는 제1 모터(233)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 지지부(21)의 상부에 마련되는 인양러그(211); 및
   일단부가 상기 인양러그(211)에 결합되고, 타단부가 상기 지지부(21)에 결합되는 복수의 인양와이어(2111);를 포함하여서,
   인양기가 상기 인양와이어(2111)를 들어올리면, 상기 삽입부(22)와 함께 상기 지지부(21)가 상기 가이드부(24)를 따라 상방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 위치조정부(30)는,
   상기 제1 회전축(R1)에 수직한 방향의 단면이 원형인 회전몸체(31); 및
   상기 회전몸체(31)를 회전시키는 제2 모터(32);를 포함하고,
   상기 제1 위치조정부(20)의 하단에는 상기 회전몸체(31)를 회전 가능하게 수용하는 수용부(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 위치조정부(30)에 대하여 회동 가능하게 결합되고,
   상기 핵연료를 y축 방향을 중심으로 회동시키는 제3 위치조정부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 위치조정부(40)에 의해 y축 방향을 중심으로 회전하는 함체부(50)를 더 포함하고,
   상기 함체부(50)는, 3축 방향으로 상기 핵연료를 이동시키는 미세이동부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 미세이동부(60)는,
   임의의 3차원 공간에서의 3축을 x,y,z 축이라 할 때,
   x축 방향으로 이동하는 스테이지부(61);
   상기 스테이지부(61)를 x축 방향으로 이동시키는 스테이지이동부(62);
   상기 스테이지부(61)에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동블럭(63);
   상기 이동블럭(63)을 y축 방향으로 이동시키는 이동블럭이동부(64); 및
   상기 스테이지부(61)를 z축 방향으로 이동시키는 스테이지수직이동부(65);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 스테이지부(61)는, x축 방향으로 슬라이딩되어 이동하는 미끄럼블럭(611)과, 상기 미끄럼블럭(611)을 지지하는 지지블럭(612)을 포함하고,
   상기 스테이지이동부(62)는, 상기 지지블럭(612)과 상기 미끄럼블럭(611)을 기어 결합한 기어부, 상기 기어부를 회전시키는 제3 모터(622)를 포함하여서,
   상기 제3 모터(622)의 구동에 의해 상기 미끄럼블럭(611)은 상기 지지블럭(612)에 대하여 슬라이딩되면서 이동되는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 이동블럭(63)은 상기 스테이지부(61) 내에 마련되는 가이드바(613)에 결합되고,
    상기 이동블럭이동부(64)는 상기 스테이지부(61)에 일방향으로 마련되는 헬리컬기어와 싱기 이동블럭(63)에 결합되어 상기 헬리컬기어와 맞물리는 기어를 갖는 제4 모터(642)를 포함하여서,
    상기 제4 모터(642)의 구동에 의해 상기 이동블럭(63)은 상기 가이드바(613)를 따라서 상기 y축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
11. 제8항에 있어서,
    상기 이동블럭(63) 내부에 설치되어, 상기 y축을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 보조회전부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 보조회전부(70)에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 하방으로 연장되어 상기 핵연료와 체결되는 그리퍼(81)를 갖는 파지부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 파지부(80)는 상기 z축 방향으로 회전 가능한 그리핑회전부(82)를 구비하여,
    상기 그리핑회전부(82)에 의해 상기 파지부(80)가 회전되면서 상기 핵연료의 상단부와 걸림 결합되는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
14. 핵연료를 체결하여 원하는 장소로 이동하는 핵연료 취급장치에 있어서,
    XY 평면 상에서 이동 가능한 베이스부(10);
    상기 베이스부(10)에 대하여, z축 방향인 수직으로 이동 및 상기 z축에 대하여 회전 가능 가능하게 설치되는 제1 위치조정부(20);
    상기 제1 위치조정부(20)에 의해 z축 방향을 중심으로 회전하는 함체부(50); 및
    상기 함체부(50)를 3축 방향으로 상기 핵연료를 이동시키는 미세이동부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 미세이동부(60)는,
    임의의 3차원 공간에서의 3축을 x,y,z 축이라 할 때,
    x축 방향으로 이동하는 스테이지부(61);
    상기 스테이지부(61)를 x축 방향으로 이동시키는 스테이지이동부(62);
    상기 스테이지부(61)에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동블럭(63);
    상기 이동블럭(63)을 y축 방향으로 이동시키는 이동블럭이동부(64); 및
    상기 스테이지를 z축 방향으로 이동시키는 스테이지수직이동부(65);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 스테이지부(61)는, x축 방향으로 슬라이딩되어 이동하는 미끄럼블럭(611)과, 상기 미끄럼블럭(611)을 지지하는 지지블럭(612)을 포함하고,
    상기 스테이지이동부(62)는, 상기 지지블럭(612)과 상기 미끄럼블럭(611)을 기어 결합한 기어부, 상기 기어부를 회전시키는 제3 모터(622)를 포함하여서,
    상기 제3 모터(622)의 구동에 의해 상기 미끄럼블럭(611)은 상기 지지블럭(612)에 대하여 슬라이딩되면서 이동되는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
17. 제15항에 있어서,
    상기 이동블럭(63)은 상기 스테이지이동부(62) 내에 마련되는 가이드바(613)에 결합되고,
    상기 이동블럭이동부(64)는 상기 스테이지이동부(62)에 일방향으로 마련되는 헬리컬기어와 싱기 이동블럭(63)에 결합되어 상기 헬리컬기어와 맞물리는 기어를 갖는 제4 모터(642)를 포함하여서,
    상기 제4 모터(642)의 구동에 의해 상기 이동블럭(63)은 상기 가이드바(613)를 따라서 상기 y축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
18. 제15항에 있어서,
    상기 이동블럭(63) 내부에 설치되어, 상기 y축을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 보조회전부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
19. 제15항에 있어서,
    상기 보조회전부(70)에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 하방으로 연장되어 상기 핵연료를 체결하는 그리퍼(81)를 갖는 파지부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 파지부(80)는 상기 z축 방향으로 회전 가능한 그리핑회전부(82)를 구비하여,
    상기 그리핑회전부(82)에 의해 상기 파지부(80)가 회전되면서 상기 핵연료의 상단부와 걸림 결합되는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
21. 제11항 또는 제18항에 있어서,
    상기 보조회전부(70)는 원기둥형으로 이루어지고, 상기 이동블럭(63)이 이동하는 축과 동축으로 배치되어,
    상기 이동블럭(63)과 함께 상기 y축 방향으로 이동 가능하고, 상기 y 축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
22. 제12항 또는 제19항에 있어서,
    상기 파지부(80)의 단부에는 상기 핵연료를 식별할 수 있는 카메라(83)가 장착되고,
    상기 그리퍼(81)는, 걸림홈을 갖는 복수의 지지다리를 포함하여서, 상기 파지부(80)가 회전되면서 상기 각 지지다리의 걸림홈에 핵연료가 걸림으로써 체결되는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
23. 제2항에 있어서,
    상기 핵연료와 체결되는 그리퍼(81)가 상기 핵연료와 접촉하거나 상기 그리퍼(81)가 구조물에 접촉하였을 경우 발생하는 반발력을 감지하는 다축하중센서; 및
    상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 반발력을 감소시키는 방향으로 상기 핵연료의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
24. 제23항에 있어서,
    상기 다축하중센서는 상기 삽입부(22)의 내부에 마련된 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
25. 제6항에 있어서,
    상기 핵연료와 체결되는 그리퍼(81)가 상기 핵연료와 접촉하거나 상기 그리퍼(81)가 구조물에 접촉하였을 경우 발생하는 반발력을 감지하는 다축하중센서; 및
    상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 반발력을 감소시키는 방향으로 상기 핵연료의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 다축하중센서에 의해 반발력이 감지되면, 상기 제어부는 상기 제2 위치조정부(30) 및 상기 제3 위치조정부(30)의 회전 방향을 역방향으로 제어하여 반발력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 다자유도 핵연료 취급장치.
    

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