RU125509U1

RU125509U1 - ROBOTIC COMPLEX FOR WORKS IN THE NUCLEAR POWER PLANT SUSPENSION POOL

Info

Publication number: RU125509U1
Application number: RU2012124757/02U
Authority: RU
Inventors: Юрий Викторович Красников
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-03-10

Abstract

1. Робототехнический комплекс для работ в бассейне выдержки атомной электростанции, характеризующийся тем, что он содержит в своем составе установленное на рельсовом пути подвижное транспортное средство, блок доставки в бассейн приборов технического зрения и извлечения предметов из бассейна, дистанционный пульт его управления и дублирующий пульт управления, расположенный на щите упомянутого блока доставки, при этом на транспортном средстве подвижно установлена каретка, на платформе которой закреплен упомянутый блок доставки, представляющий собой коробчатый корпус, на внешней передней стенке которого смонтирована опорная стрела с размещением на ее другом конце вращающегося блока с датчиками веса и положения перемещения упомянутых приборов, внутри корпуса размещен вращающейся барабан с приводом, на который намотан грузонесущий кабель-трос, а на его свободном конце, перекинутом через вращающийся блок, закреплены вертикально подвесной прибор технического зрения или прибор извлечения предметов из бассейна, при этом дистанционный пульт управления снабжен компьютером для программного управления работой комплекса, который электрически соединен посредством грузонесущего кабеля-троса с контроллером, подключенным к датчикам измерения веса и положения перемещения упомянутых приборов.2. Робототехнический комплекс по п.1, отличающийся тем, что прибор технического зрения представляет собой цифровую видеокамеру, заключенную в защитный корпус с источниками подсветки и установленную в нем с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях.3. Робототехнический комплекс по п.1 или 2, отличающи1. Robotic complex for work in the pool of exposure of a nuclear power plant, characterized in that it contains a mobile vehicle mounted on a rail, a unit for delivering vision devices and removing items from the pool, a remote control unit and a backup control unit located on the shield of said delivery unit, while a carriage is movably mounted on the vehicle, on the platform of which said delivery unit is fixed which consists of a box-shaped case, on the outer front wall of which a support arrow is mounted with a rotating block with sensors of weight and position of movement of the mentioned devices placed on its other end, a rotating drum with a drive is placed inside the case, on which a load-carrying cable-cable is wound, and on its free the end, thrown over a rotating block, a vertically suspended technical vision device or a device for extracting objects from a pool is fixed, while the remote control is equipped with a computer Software for management of the complex operation, which is electrically connected through a cable-carrying cable to the controller, connected to sensors measuring the weight and position of said moving priborov.2. The robotic system according to claim 1, characterized in that the technical vision device is a digital video camera enclosed in a protective housing with illumination sources and mounted in it with the possibility of rotation in horizontal and vertical planes. Robotic complex according to claim 1 or 2, characterized in

Description

Полезная модель относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для выполнения работ в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах, в частности в бассейнах выдержки атомных электростанций.The utility model relates to robotics, namely to robotic complexes designed to perform work in places that are difficult to access and dangerous for human presence, in particular in the exposure pools of nuclear power plants.

Известен робототехнический комплекс, содержащий платформу, установленную на рельсовом пути на ходовых колесах, снабженных приводами, связанными с этими колесами, а также манипулятор, шарнирно установленный на платформе и содержащий звенья с рабочим органом, соединенные друг с другом шарнирами, и приводы относительного перемещения звеньев, включающие двигатели и передаточные механизмы, при этом каждый передаточный механизм привода звеньев манипулятора дополнительно имеет по два шарнирно-рычажных четырехзвенника, образованных дополнительно введенными двумя кривошипами, установленными соосно осям шарниров, соединяющих звенья манипуляторов. Также дополнительно введенный шатун, шарнирно соединенный с кривошипами, причем соответствующие кривошипы обоих четырехзвенников взаимно перпендикулярны и жестко соединены между собой, а один кривошип каждого четырехзвенника жестко соединен с соответствующим приводом, а второй кривошип связан с соответствующим звеном манипулятора, (см. Авторское свидетельство СССР №1743845 В25J 5/00, 11/00, опубликовано 30.06.1992 г. Бюл. №24)Known robotic complex comprising a platform mounted on a rail on running wheels equipped with drives associated with these wheels, as well as a manipulator pivotally mounted on the platform and containing links with a working body connected to each other by hinges, and drives relative movement of links, including motors and gears, each gear mechanism of the link of the manipulator additionally has two articulated four-link articulated -administration of the two cranks, mounted coaxially to the axes of the hinges that connect the links of the manipulators. An additionally inserted connecting rod pivotally connected to the cranks is also provided, the corresponding cranks of both four links are mutually perpendicular and rigidly connected to each other, and one crank of each four link is rigidly connected to the corresponding drive, and the second crank is connected to the corresponding link of the manipulator (see USSR Copyright Certificate No. 1743845 B25J 5/00, 11/00, published June 30, 1992 Bull. No. 24)

К числу недостатков этого робототехнического комплекса следует отнести его конструктивную сложность, обусловленную наличием большого количества механических узлов и соединений, связанных между собой. Кроме того, он предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и используется как межцеховое транспортное средство и поэтому не может быть применен для выполнения работ в бассейнах выдержки атомных станций.Among the disadvantages of this robotic complex should be attributed to its structural complexity due to the presence of a large number of mechanical components and connections interconnected. In addition, it is designed to perform loading and unloading operations and is used as an inter-workshop vehicle and therefore cannot be used to perform work in exposure pools of nuclear power plants.

Известен и робототехнический комплекс MV-4 производства фирмы Telerob (ФРГ), который предназначен главным образом для работы с опасными объектами на предприятиях атомной энергетики и химической промышленности. Он также применяется в составе комплекса TEL 600 при выполнении работ с неразорвавшимися боеприпасами и взрывоопасными предметами.The robotic complex MV-4 manufactured by Telerob (Germany) is also known, which is intended mainly for working with hazardous objects in nuclear power plants and the chemical industry. It is also used as part of the TEL 600 complex when working with unexploded ordnance and explosive objects.

Комплекс включает в свой состав самоходный робот, базовый пост управления роботом и дополнительное оборудование. Робот имеет корпус коробчатого типа, двухгусеничную ходовую часть, манипулятор, телекамеры переднего и заднего обзора. Захватное устройство снабжено датчиком силы, который позволяет оператору контролировать усилие сжатия захватного устройства. Манипулятор может двигаться в вертикальной плоскости вверх на 100% и вниз на 80% относительно корпуса. Робот управляется по кабелю и по радио с центрального пульта управления (см. Сайт Интернета http://st.ess.ru/publications/articles/bat nov2/bat av2.htm). Батанов А.Ф., Грицинин С.Н., Муркин С.В. «Технология применения дистанционно управляемых мобильных комплексов», журнал «Специальная техника» №3, 2000 г.The complex includes a self-propelled robot, a basic robot control post and additional equipment. The robot has a box-type housing, a two-track chassis, a manipulator, front and rear view cameras. The gripping device is equipped with a force sensor, which allows the operator to monitor the compression force of the gripping device. The manipulator can move in a vertical plane up 100% and down 80% relative to the body. The robot is controlled by cable and radio from the central control panel (see the Internet site http://st.ess.ru/publications/articles/bat nov2 / bat av2.htm). Batanov A.F., Gritsinin S.N., Murkin S.V. “Technology for the use of remotely controlled mobile systems”, Special Technology magazine No. 3, 2000

Известен также и мобильный робототехнический комплекс аналогичного назначения, который содержит мобильный робот, пост дистанционного управления и комплект дополнительного оборудования. Мобильный робот представляет собой самоходное транспортное устройство с электроприводом движетеля и бортовыми источниками питания, на котором смонтирована система дистанционной связи с постом управления, бортовая телевизионная система, включающая отдельные вида блоки, расположенные на звеньях манипулятора и на корпусе транспортного средства, а в состав каждого видеоблока входит видеокамера, заключенная в защитный кожух с источниками подсветки, один из этих видеоблоков, выполняющий обзорные функции, располагается на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На транспортном средстве также укреплены приводы многоступенчатого манипулятора и сам манипулятор с захватным устройством. Мобильный робот комплекса снабжен устройством доставки системы видеонаблюдения в заданную точку местности. (см. Патент, РФ на изобретение №2364500 В25J 5/00, опубликованный 20.08.2009 г.) Этот аналог также предназначен как и предыдущий в основном для ликвидации неразорвавшихся боеприпасов и взрывоопасных предметов, находящихся, как правило на поверхности открытой местности, и поэтому конструктивно не могут быть применены для проведения работ в специфических условиях бассейна выдержки атомных станций, имеющего глубину до 15 метров и заполненного водой.Also known is a mobile robotic complex for a similar purpose, which contains a mobile robot, a remote control post and a set of additional equipment. A mobile robot is a self-propelled transport device with an electric propulsion mover and on-board power sources, on which a remote communication system with a control station is mounted, an on-board television system that includes certain types of units located on the links of the manipulator and on the vehicle body, and each video unit includes a video camera enclosed in a protective casing with backlight sources, one of these video blocks, which performs overview functions, is located on the working body rivoda individually guided in the horizontal and vertical planes. The vehicle also has multi-stage manipulator drives and a manipulator with a gripper. The mobile robot of the complex is equipped with a delivery system for a video surveillance system at a given point in the terrain. (see Patent, Russian Federation for Invention No. 2364500 B25J 5/00, published August 20, 2009) This analogue is also intended as the previous one mainly for the elimination of unexploded ordnance and explosive objects located, as a rule, on the surface of an open area, and therefore structurally can not be used for work in specific conditions of the pool of exposure of nuclear plants, having a depth of 15 meters and filled with water.

Наиболее близким по функциональному назначению к заявляемому комплексу, а именно по проведению технологических работ на глубине шахт, каналов является манипулирующее устройство, состоящее из шасси на колесах, поворотной части, верхней и нижней опорных секций, манипулятора, расположенного на нижней секции, опоры закрепленной на шарнире оси той же нижней секции. На конце опоры шарнирно установлен башмак. Обслуживаемая шахта (канал) облицована металлическим листом, либо в ней установлены металлические полосы для подведения напряжения и удержания опорного башмака. Опорная плоскость башмака имеет пазы, и шарниры опоры также имеют пазы, заполненные электрореологической суспензией. Пазы башмака также заполнены электрореологической суспензией. К стенкам пазов подсоединены контакты источника электрического тока. Второй контакт обеспечивает заземление устройства и присоединен к упомянутой полосе металлической. Для того, чтобы исключить качание исполнительного органа манипулятора, расположенного на большой глубине канала шахты, к пазам опоры и башмаку, заполненным электрореологической суспензией, подается постоянное или переменное напряжение. Под действием электрического поля электрореологическая суспензия изменяет свою вязкость вплоть до полного затвердевания, что обеспечивает ей жесткое сцепление поверхности башмака с металлической полосой канала и элементов шарнирной опоры. Таким образом, опора как бы «примерзает» в шарнирах и к полосе канала шахты, что жестко удерживает верхнюю секцию в определенном положении и исполняет нагрузки на исполнительный орган манипулятора (Авт. Свидетельство на изобретение ССР №9066868/25J 5/00, опубликовано 23.02.1982 г. Бюл. №7), Совпадая по функциональному назначению, данное устройство принципиально отличается от предложенного комплекса набором средств конструктивного исполнения, в том числе отсутствием технического зрения в виде цифровой видеокамеры и средств программного управления рабочими органами, что не позволяет его использовать при проведении работ в бассейне выдержки атомной станции, заполненной водой.The closest in functionality to the claimed complex, namely, to carry out technological work at the depth of the mines, channels is a manipulating device consisting of a chassis on wheels, a rotary part, upper and lower support sections, a manipulator located on the lower section, support mounted on a hinge axis of the same lower section. A shoe is pivotally mounted at the end of the support. The serviced shaft (channel) is lined with a metal sheet, or metal strips are installed in it to provide voltage and hold the support shoe. The support plane of the shoe has grooves, and the hinges of the support also have grooves filled with an electrorheological suspension. The grooves of the shoe are also filled with an electrorheological suspension. The contacts of the electric current source are connected to the walls of the grooves. The second contact provides grounding of the device and is connected to the metal strip. In order to exclude the swing of the executive body of the manipulator, located at a great depth of the mine channel, a constant or alternating voltage is supplied to the support grooves and shoe filled with an electrorheological suspension. Under the influence of an electric field, an electrorheological suspension changes its viscosity up to complete solidification, which provides it with rigid adhesion of the shoe surface to the metal strip of the channel and the elements of the articulated support. Thus, the support, as it were, “freezes” in the hinges and to the strip of the channel of the shaft, which rigidly holds the upper section in a certain position and fulfills the load on the executive body of the manipulator (Aut. Certificate for the invention of SSR No. 9066868 / 25J 5/00, published 23.02. 1982, Bull. No. 7), coinciding in functional purpose, this device fundamentally differs from the proposed complex by a set of design tools, including the lack of technical vision in the form of a digital video camera and software control working bodies, which does not allow it to be used during work in the exposure pool of a nuclear plant filled with water.

Задача по осуществлению возможности проведения работ по подъему специзделий из бассейна выдержки с конденсатом в специфических условиях атомного производства решается путем создания роботизированного комплекса оригинального конструктивного исполнения с использованием современных средств программного управления.The task of carrying out the possibility of carrying out work on lifting special products from the holding pool with condensate under the specific conditions of nuclear production is solved by creating a robotic complex of original design using modern software control tools.

Технический результат - осуществление точности обнаружения специзделия и надежности подъема предметов со дна бассейна выдержки атомной станции из водной среды достигается за счет того, что робототехнический комплекс для работ в бассейне выдержки атомной станции (комплекс) содержит в своем составе установленное на рельсовом пути подвижное транспортное средство, блок доставки в бассейн приборов технического зрения и извлечения предметов из бассейна, пульт его управления и дублирующее дистанционное управление блоком доставки. При этом на транспортном средстве подвижно установлена каретка, на платформе которой закреплен блок доставки, представляющий собой коробчатый корпус, на внешней передней стенке которого смонтирована опорная стрела с размещением на ее другом свободном конце вращающегося блока с датчиками веса и положения упомянутых приборов; внутри же корпуса размещен вращающийся барабан с приводом, на который намотан грузонесущий кабель-трос, а на его свободном конце, перекинутом через вращающийся блок, закреплены подвесной прибор технического зрения или прибор извлечения предметов из бассейна. Управление работой этих приборов осуществляется программно с помощью компьютера, электрически соединенного посредством грузонесущего кабеля-троса с контроллером, подключенным к датчикам измерения веса и положения, а также непосредственно к контроллерам каждого прибора или - дублировано с пульта управления, находящегося на корпусе блока доставки приборов. На технический результат робота оказывает влияние и то, что прибор технического зрения, представленный в виде цифровой видеокамеры, заключенной вместе с источниками подсветки в защитный корпус, установлена с возможностью поворота в нем в горизонтальной и вертикальной плоскостях и подключена к компьютеру с созданием видеоизображения на мониторе. Причем корпус прибора технического зрения выполнен герметичным и цилиндрической формы с прозрачным колпаком в нижней его части. Прибор извлечения предметов из бассейна также представляет собой герметичный цилиндрический корпус, в нижней наружной части которого размещен захват, а внутри установлены видеокамера с подсветкой. Такая установка цифровой видеокамеры повышает уровень ее защиты от излучения, причем она расположена вертикально вниз в защитном кожухе, а обзор в стороны обеспечивается поворотом отражателя (зеркала), установленного под углом α=45°, а обзор вниз - поворотом этого отражателя вдоль оси камеры. При этом его захват имеет индивидуальный привод в виде мотора-редуктора. Индивидуальные аналогичные приводы горизонтального и вертикального поворота цифровой видеокамеры имеет также и прибор технического зрения. Однако возможно и исполнение прибора технического зрения конструктивно аналогично прибору извлечения предмета из бассейна, когда цифровая камера установлена в корпусе неподвижно, а боковой обзор осуществляется с помощью подвижного зеркала. На точность определения местоположения предмета и его извлечения из бассейна влияет и то, что комплекс снабжен необходимым приводом вращения барабана в виде соединенных между собой через муфту шагового двигателя с тормозом и редуктора. Для обеспечения работоспособности комплекса в целом в условиях конкретного ограниченного пространства транспортное средство представляет собой сборную металлоконструкцию, которая установлена над бассейном выдержки и перемещается на ходовых колесах по рельсовым путям, а каретка-тележка ходовыми колесами опирается и перемещается по направляющим транспортного средства. Характерной особенностью комплекса является то, что в качестве грузонесущего кабель - троса выбран грузонесущий каротажный кабель - трос типа КГ (РК 75-2-13+6×0,35+2×2×0,2)-10, а разъем подключения электрооборудования приборов технического зрения и извлечения предметов из бассейна помещен в герметичный колпак.The technical result - the accuracy of detection of special items and the reliability of lifting objects from the bottom of the pool of exposure of the nuclear power plant from the aquatic environment is achieved due to the fact that the robotic system for work in the pool of exposure of the nuclear power plant (complex) contains a mobile vehicle mounted on the track, a unit for delivery of technical vision devices and removing items from the pool to the pool, a control panel for it and a duplicate remote control for the delivery unit. At the same time, the carriage is movably mounted on the vehicle, on the platform of which a delivery unit is fixed, which is a box-shaped case, on the outer front wall of which a support arrow is mounted with a rotating unit with its weight and position sensors of the mentioned devices placed on its other free end; inside the housing there is a rotating drum with a drive on which a load-carrying cable-cable is wound, and at its free end thrown over the rotating block, a suspended technical vision device or a device for extracting objects from the pool is fixed. The operation of these devices is controlled programmatically using a computer that is electrically connected via a load-carrying cable cable with a controller connected to sensors for measuring weight and position, as well as directly to the controllers of each device, or is duplicated from the control panel located on the case of the device delivery unit. The technical result of the robot is also influenced by the fact that the technical vision device, presented in the form of a digital video camera, enclosed together with the illumination sources in a protective case, is installed with the possibility of rotation in it in horizontal and vertical planes and connected to a computer with the creation of a video image on the monitor. Moreover, the casing of the technical vision device is sealed and cylindrical in shape with a transparent cap in its lower part. The device for extracting objects from the pool is also a sealed cylindrical body, in the lower outer part of which there is a gripper, and a video camera with backlight is installed inside. Such a digital video camera installation increases its level of radiation protection, and it is located vertically down in the protective casing, and the side view is provided by turning the reflector (mirror) installed at an angle α = 45 °, and the viewing down is by turning this reflector along the camera axis. Moreover, its capture has an individual drive in the form of a gear motor. Individual analogous drives for horizontal and vertical rotation of a digital video camera also have a vision device. However, it is possible to execute a technical vision device in a similar way to a device for extracting an object from a pool, when the digital camera is installed in the housing motionless, and side view is carried out using a movable mirror. The accuracy of determining the location of an object and its removal from the pool is also affected by the fact that the complex is equipped with the necessary drum rotation drive in the form of a stepper motor connected to each other with a brake and a gearbox. To ensure the operability of the complex as a whole in a specific limited space, the vehicle is a prefabricated metal structure that is mounted above the holding pool and moves on the running wheels along the rail tracks, and the carriage-trolley is supported by the running wheels and moves along the vehicle guides. A characteristic feature of the complex is that a load-carrying logging cable is selected as a load-carrying cable - cable - a cable of the KG type (RK 75-2-13 + 6 × 0.35 + 2 × 2 × 0.2) -10, and a connector for connecting electrical equipment Vision devices and extraction of objects from the pool is placed in a sealed cap.

Из указанной перечисленной совокупности признаков следует, что они достаточны для достижения технического эффекта предложенной полезной модели.From the above listed set of features it follows that they are sufficient to achieve the technical effect of the proposed utility model.

Полезная модель является новой, поскольку признаки ее формулы не обнаружены заявителем в источниках патентной и общетехнической информации, а общая компоновка комплекса вообще принципиально является новой, так как она с найденными аналогами совпадает только лишь по функциональному назначению, да и то частично без учета работы в водной среде. Новыми по конструкции являются приборы технического зрения и извлечения предметов из бассейна, так как в атомной энергетике они разработаны впервые.The utility model is new, because the features of its formula are not found by the applicant in the sources of patent and general technical information, and the general layout of the complex is fundamentally new, since it coincides with the found analogues only for its intended purpose, and even partially without taking into account work in water environment. New in design are the devices of technical vision and the extraction of objects from the pool, since they were developed for the first time in nuclear energy.

По предлагаемой полезной модели разработана конструкторская документация, изготовлен опытный образец и поставлен на Курскую атомную электростанцию, где проведены его испытания, получены результаты, подтверждающие его необходимость и полезность в эксплуатации АЭС.According to the proposed utility model, design documentation was developed, a prototype was made, and delivered to the Kursk Nuclear Power Plant, where it was tested, and results were obtained confirming its necessity and usefulness in the operation of nuclear power plants.

Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид комплекса в плане, на фиг.2 вид комплекса сбоку, а на фиг.3 отражен вид прибора доставки сверху, тележка транспортного средства в аксонометрии с элементами закрепления на ней прибора доставки изображена на фиг.4, схема управления комплексом показана на фиг.5, подводка кабеля троса и электропитания к приборам отражена на фиг.6, на фиг.7 показан прибор технического зрения с поворотной цифровой видеокамерой, прибор технического зрения с неподвижной цифровой видеокамерой и поворотным обзорным зеркалом изображен на фиг.8, на фиг.9 размещен узел I на фиг.8 с зеркальным отражателем, установленным под углом, на фиг.10 изображен этот же узел I с опущенным отражателем, общий вид прибора извлечения предметов из бассейна отражен на фиг.11, на фиг.12 его вид сбоку с деталировкой, а на фиг.13 его вид снизу.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the complex in plan, Fig. 2 is a side view of the complex, and Fig. 3 shows a top view of a delivery device, a vehicle trolley in a perspective view with fastening elements on it of a delivery device is shown in figure 4, the control circuit of the complex is shown in figure 5, the cable cable and power supply to the devices is shown in Fig.6, Fig.7 shows a vision device with a rotary digital video camera, a vision device with a fixed digital video camera nt and a swivel viewing mirror is shown in Fig. 8, Fig. 9 shows a node I in Fig. 8 with a mirror reflector mounted at an angle, Fig. 10 shows the same node I with a lowered reflector, a general view of the device for extracting objects from the pool reflected in Fig.11, Fig.12 its side view with detailing, and Fig.13 its view from the bottom.

Робототехнический комплекс для работ в бассейне выдержки атомной станции содержит в своем составе установленное на рельсовом пути 1 подвижное транспортное средство 2, блок 3 доставки в бассейн 4 приборов 5 и 6 соответственно технического зрения и извлечения предметов из бассейна, дистанционный пульт 7 его управления и дублирующее управление со щита 8 блока 3 доставки. При этом на транспортном средстве 2 подвижно установлена каретка в виде тележки 9, на платформе 10 которой закреплен блок 3 доставки, представляющий собой коробчатый корпус 11, на внешней передней стенке 12 которого смонтирована опорная стрела 13 с размещением на ее другом свободном конце 14 вращающегося блока 15, датчиков 16 и 17 веса и положения упомянутых приборов 5 и 6. Внутри корпуса 11 блока 3 доставки размещен вращающийся барабан 18 с приводом 19, на который намотан грузонесущий кабель-трос 20. На свободном конце кабеля-троса 20, перекинутом через вращающийся блок 15 закреплены вертикально подвесной прибор 5 технического зрения или прибор 6 извлечения предметов из бассейна 4. Управление их работой осуществляется программно с помощью компьютера 21, электрически соединенного посредством грузонесущего кабеля-троса 20 с контроллером 22, подключенным к датчикам 16 и 17 измерения веса и положения вышеназванных приборов 5 и 6. Их работа может управляться дублировано и с пульта управления, находящегося на корпусе 11 блока 3 доставки приборов 5 и 6.The robotic complex for work in the exposure pool of a nuclear power plant includes a mobile vehicle 2 installed on the track 1, a unit 3 for delivering 4 devices 5 and 6 to the pool, respectively, for technical vision and removing items from the pool, a remote control unit 7 for its control and backup control from shield 8 of delivery block 3. At the same time, the carriage in the form of a trolley 9 is movably mounted on the vehicle 2, on the platform 10 of which a delivery unit 3 is mounted, which is a box-shaped housing 11, on the outer front wall 12 of which a supporting boom 13 is mounted with a rotating block 15 placed on its other free end 14 , sensors 16 and 17 of the weight and position of the mentioned devices 5 and 6. Inside the housing 11 of the delivery unit 3, a rotating drum 18 with a drive 19 is placed on which a load-carrying cable-cable is wound 20. At the free end of the cable-cable 20, thrown over The hanging unit 15 is mounted vertically by a pendant device 5 for technical vision or a device 6 for extracting objects from the pool 4. Their operation is controlled programmatically using a computer 21, electrically connected via a load-carrying cable cable 20 with a controller 22 connected to sensors 16 and 17 for measuring weight the provisions of the above devices 5 and 6. Their work can be controlled in duplicate from the control panel located on the housing 11 of the unit 3 of the delivery of devices 5 and 6.

Прибор 5 технического зрения может быть реализован в различных конструктивных модификациях, в частности он представляет собой цифровую видеокамеру 23, заключенную в защитном корпусе 24 с источниками подсветки 25. Цифровая видеокамера 23 имеет возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Корпус 24 выполнен цилиндрической формы с прозрачным колпаком 26 в нижней его части. Поворот цифровой видеокамеры 23 вместе с источниками подсветки 25 в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью блока 27, приводимого в действие мотор-редуктором 28, а в вертикальной - блоком 29 вращения, приводимого в действие мотор-редуктором 30. Процесс включения и выключения мотор-редукторов 28 и 30 вращения и поворота цифровой видеокамеры осуществляется контроллером 31, также установленным внутри корпуса 24, концы выхода которого присоединены к входам упомянутых мотор-редукторов. Регулирование вращения цифровой видеокамеры 23 в горизонтальной плоскости на угол 180° осуществляется набором концевых микровыключателей. Для повышения уровня защиты от излучения цифровая видеокамера 23 в приборе технического зрения 5 может быть расположена вертикально вниз в исполнительном свинцовом защитном кожухе 73 корпуса 24, при этом обзор в стороны обеспечивается поворотным зеркальным отражателем 54, установленным под углом α=45°, а обзор вниз - поворотом этого отражателя вдоль оси камеры 23, осуществляемого с помощью электропривода 74. На верхней поверхности 32 корпуса 24 размещается разъем 33 для подключения кабеля, а также ниппель 34 для создания внутри корпуса избыточного давления (фиг.6). Для подсоединения кабеля-троса 20 на верхней поверхности 32 расположены резьбовые отверстия 35 и выполнен паз 36 для укладки уплотнительного кольца 37. Разъем 38 подсоединения электропитания приборов 5 и 6 помещен в герметичный колпак 39, а в качестве грузонесущего кабеля-троса может быть выбран грузонесущий каротажный кабель-трос типа КГ (РК75-2-13+6×0,35+2Х2Х0,2)-10 с нитью «Армос», имеющего отметку и изоляцию. Управление прибором 5 осуществляется компьютером 21 пульта дистанционного управления 7 или кнопками 40 бокового щита 8 корпуса 11. Видеоизображение цифровой камеры 23 выводится на экран компьютера 21, соединенного с пультом управления 41 кабелем связи.The device 5 technical vision can be implemented in various structural modifications, in particular, it is a digital video camera 23, enclosed in a protective housing 24 with the illumination sources 25. The digital video camera 23 has the ability to rotate in horizontal and vertical planes. The housing 24 is made of a cylindrical shape with a transparent cap 26 in its lower part. The rotation of the digital video camera 23 together with the illumination sources 25 in the horizontal plane is carried out using the block 27, driven by the gear motor 28, and in the vertical - by the rotation block 29, driven by the gear motor 30. The process of turning on and off the gear motors 28 and 30 rotation and rotation of the digital video camera is carried out by the controller 31, also installed inside the housing 24, the output ends of which are connected to the inputs of the aforementioned gear motors. The rotation of the digital video camera 23 in the horizontal plane at an angle of 180 ° is controlled by a set of limit microswitches. To increase the level of protection against radiation, the digital video camera 23 in the technical vision device 5 can be located vertically down in the executive lead protective casing 73 of the housing 24, while a side view is provided by a rotary mirror reflector 54 installed at an angle α = 45 °, and the view down - rotation of this reflector along the axis of the chamber 23, carried out by means of an electric drive 74. On the upper surface 32 of the housing 24 there is a connector 33 for connecting the cable, as well as a nipple 34 to create excess inside the housing ION (Figure 6). To connect the cable cable 20, threaded holes 35 are located on the upper surface 32 and a groove 36 is made for laying the sealing ring 37. The power supply connector 38 of devices 5 and 6 is placed in a sealed cap 39, and a load-carrying wireline can be selected as a load-carrying cable cable cable-cable type KG (RK75-2-13 + 6 × 0.35 + 2X2X0.2) -10 with the thread "Armos", which has a mark and isolation. The device 5 is controlled by the computer 21 of the remote control 7 or by the buttons 40 of the side shield 8 of the housing 11. The video image of the digital camera 23 is displayed on the screen of a computer 21 connected to the control panel 41 by a communication cable.

Программное обеспечение компьютера дает возможность регистрации изображения, а также фиксирования вертикальной координаты прибора 5 в бассейне 4. Прибор 6 извлечения предметов из бассейна 4 герметичного исполнения представляет собой цилиндрический корпус 42 нижняя часть которого снабжена манипулятором (захватом) 43. Верхняя его часть в месте стыковки с грузонесущим кабелем-тросом 20 полностью соответствует прибору 5. К нижней части корпуса 42 крепится фланец 44, на которой смонтированы секторные шестерни 45 и рычаги 46. Секторные шестерни 45 входят в зацепление с подвижной рейкой 47, совершающей перемещение по направляющим за счет вращения винтового штока 48, приводимого во вращение от мотор-редуктора 49, также размещаемого в корпусе 42 прибора 6. Рейка 47 выполнена из бериллиевой бронзы для обеспечения требуемого коэффициента трения в паре винт-рейка и рейка-секторы шестерни. Рычаги 46 обеспечивают параллельное движение лап 50 захвата 43, которые могут быть сменными под различные виды извлекаемых предметов. Размещение видеокамеры 51 над плоскостью работы захвата 43 позволяет обеспечивать визуальный контроль за его состоянием. Для предотвращения потери визуального контроля из-за затенения предметом осветителей 52, по бокам объектива видеокамеры 51 установлены малые осветители 53. Применение пары рейка 47-секторные шестерни 45 обеспечивают большой диапазон работы захвата при требуемом усилии на нем. В этом случае сила захвата определяется радиусом секторной шестерни 45. Сменные части лап 50 и отражатель 54 размещены на секторных шестернях 45 и рычагах 46 захвата 43 и на нижнем фланце 44 корпуса 42. Боковой обзор выполняется с применением отражателя 54. Выбор типа лап определяется в зависимости от вида необходимых работ и размеров поднимаемого предмета из бассейна выдержки. Максимальный вес груза извлекаемого из бассейна 4 находится в пределе до 300 кг. Управление захватом 43 осуществляется через его контроллер 55 при помощи электропривода в виде мотор - редуктора 49 от компьютера 21, а также от кнопок 40 бокового щита 8 пульта 41 управления корпуса 11.The computer software makes it possible to register the image, as well as to fix the vertical coordinate of the device 5 in the pool 4. The device 6 for extracting objects from the pool 4 of the hermetic design is a cylindrical body 42 whose lower part is equipped with a manipulator (gripper) 43. Its upper part at the junction with the load-carrying cable-cable 20 fully corresponds to the device 5. To the lower part of the housing 42 is attached a flange 44 on which sector gears 45 and levers 46 are mounted. Section gear 45 They are meshed with a movable rail 47, which moves along the guides due to the rotation of the screw rod 48, driven by a gear motor 49, also located in the housing 42 of the device 6. The rail 47 is made of beryllium bronze to provide the required coefficient of friction in a pair of screws -rake and rack-gear sectors. The levers 46 provide parallel movement of the legs 50 of the grip 43, which can be interchangeable for various types of recoverable items. The placement of the camcorder 51 above the work plane of the capture 43 allows you to provide visual control over its condition. To prevent loss of visual control due to the shading of the illuminators 52 by the object, small illuminators 53 are installed on the sides of the lens of the camcorder 51. The use of a pair of rails 47-sector gears 45 provide a wide range of capture at the required effort. In this case, the gripping force is determined by the radius of the sector gear 45. Replaceable parts of the legs 50 and the reflector 54 are placed on the sector gears 45 and levers 46 of the gripper 43 and on the lower flange 44 of the housing 42. Side view is performed using the reflector 54. The choice of the type of legs is determined depending on the type of work required and the size of the lifted item from the holding pool. The maximum weight of the cargo extracted from the pool 4 is in the limit up to 300 kg. The capture 43 is controlled through its controller 55 by means of an electric drive in the form of a motor reducer 49 from the computer 21, as well as from the buttons 40 of the side shield 8 of the control panel 41 of the housing 11.

Для передачи электрических сигналов от вращающегося барабана 18 на пульт управления 41 применен вращающийся коллектор 56. В целом привод 19 состоит из двигателя 70 с тормозом 71 редуктора 72.To transmit electrical signals from the rotating drum 18 to the control panel 41, a rotating collector 56 is used. In general, the drive 19 consists of an engine 70 with a brake 71 of the gearbox 72.

Подвижное транспортное средство 2 представляет собой сборную металлоконструкцию, которая монтируется над бассейном 4 выдержки и перемещается по существующему рельсовому пути 1. Основу транспортного средства 2 составляют боковины 57, которые опираются колесами 58 на существующие рельсы пути 1. Кроме того, она включает стяжки 59, поперечены 60, опорные стойки 61, верхнюю направляющую 62, втулку дистанционную 63 и ручки 64 для перемещения самого транспортного средства 2, по рельсам пути 1.The movable vehicle 2 is a prefabricated metal structure that is mounted above the exposure pool 4 and moves along the existing rail track 1. The base of the vehicle 2 is sidewalls 57, which are supported by wheels 58 on existing track rails 1. In addition, it includes couplers 59, are transverse 60, support racks 61, upper guide 62, spacer sleeve 63 and handles 64 for moving the vehicle 2 itself, along the track rails 1.

Тележка 9 с платформой 10 предназначена для перемещения блока 3 доставки поперек относительно транспортного средства 2 по его верхней направляющей 62 с помощью колес 65. Тележка 9 имеет клещевые тормоза 66 и элементы 67 и 68 для закрепления на ее платформе 10 блока 3 доставки.Trolley 9 with platform 10 is designed to move the delivery unit 3 across the vehicle 2 along its upper guide 62 using wheels 65. Trolley 9 has clamp brakes 66 and elements 67 and 68 for securing delivery unit 3 to its platform 10.

Тележка 9 фиксируется от опрокидывания при извлечении тяжелых предметов из бассейна 4 выдержки с помощью клещевых тормозов 66, которые затягиваются на верхних направляющих 62. В состав подвижной системы транспортного средства 2 входят автономно и башмаки 69, которые устанавливаются на рельсы пути 1 под опорные колеса 58 боковин 57 и предотвращают непроизвольное перемещение всего комплекса по рельсам.The trolley 9 is fixed from tipping over when removing heavy objects from the holding pool 4 with the help of tick brakes 66, which are tightened on the upper rails 62. The mobile system of the vehicle 2 includes autonomously and shoes 69, which are mounted on the track rails 1 under the support wheels 58 of the sidewalls 57 and prevent the involuntary movement of the entire complex on rails.

Управление работой всего комплекса в целом осуществляется компьютером 21 дистанционного пульта 7 управления, двустронне связанного через контроллер 22 пульта 41 управления, размещенного на щите 8 корпуса 11 блока 3 доставки, соединенного с приводом 19 барабана 18, связанного с контроллерами 31 и 55 и датчиками 16 и 17 силы и положения приборов 5 и 6.The operation of the whole complex as a whole is controlled by the computer 21 of the remote control 7, two-sidedly connected through the controller 22 of the control 41, located on the shield 8 of the housing 11 of the delivery unit 3, connected to the drive 19 of the drum 18, connected to the controllers 31 and 55 and the sensors 16 and 17 forces and positions of devices 5 and 6.

Роботизированный комплекс для работ в бассейне выдержки атомной электростанции функционирует следующим образом.The robotic complex for work in the exposure pool of a nuclear power plant operates as follows.

Для проведения работ по обследованию пространства бассейна с водой предварительно подвешивают прибор 5 технического зрения на кабель-трос 20 блока 3 доставки, проводят общее включение с помощью кнопок 40 щита 8 пульта управления 41 в сеть всех функциональных цепей электропитания привода 19 вращающегося барабана 18; приборов 5 и 6, а также компьютера 21. Затем с помощью транспортного средства 2 перемещают по рельсовому пути 1 за ручки 63 блок 3 доставки вместе с установленным прибором 5 в направлении до места нахождения исследования бассейна 4, и передвигают по верхней направляющей 62 тележку 9 в точку предполагаемого местонахождения предмета исследования. Завершив предварительную ориентировку прибора 5, включают с пульта 41 подсветку 25 корпуса 24 и привод 19 барабана, опуская прибор 5 в емкость бассейна 4 до касания дна, чтобы определить начальную точку отсчета координаты упомянутого прибора 5. Управление вращением камеры 23 в горизонтальной и поворотом в вертикальной плоскостях осуществляется с помощью предназначенных для этой цели кнопок 40 лицевого щита 8 пульта управления 41 прибора 3 доставки. Изображение от камеры 23 отображается на экране монитора компьютера 21.For work on the inspection of the space of the pool with water, the technical vision device 5 is pre-suspended on the cable cable 20 of the delivery unit 3, they are connected using the buttons 40 of the shield 8 of the control panel 41 to the network of all functional power circuits of the drive 19 of the rotating drum 18; devices 5 and 6, as well as computer 21. Then, using the vehicle 2, the delivery unit 3 is moved by the handles 63 of the delivery unit 3 along with the installed device 5 in the direction to the location of the study of the pool 4, and the trolley 9 is moved along the upper guide 62 point of the proposed location of the subject of study. After completing the preliminary orientation of the device 5, turn on the backlight 25 of the housing 24 and the drum drive 19 from the remote control 41, lowering the device 5 into the basin 4 to touch the bottom to determine the starting point of the coordinate of the said device 5. Control the rotation of the camera 23 in horizontal and vertical rotation planes is carried out using the buttons 40 of the face shield 8 of the control panel 41 of the delivery device 3 intended for this purpose. The image from the camera 23 is displayed on the computer screen 21.

Управление камерой 23, регулировка и настройка изображения осуществляется оператором с компьютера 21. Перемещая прибор 5, устанавливают с помощью камеры 23 точное местонахождение предмета, предназначенного для подъема из бассейна 4. Указанное местонахождение предмета программно отмечается в памяти компьютера 21. После этого закрепляет башмаками 67 неподвижное положение транспортного средства 2 относительно рельсового пути 1, а тележку 9 с блоком 3 доставки укрепляют жестко с помощью клещевых тормозов 64 к верхним направляющим 62. Обеспечив неподвижность координат местонахождения предмета, осуществляют подъем прибора 5, проводят его демонтаж, а на его место с аналогичной посадочной базой устанавливают прибор 6 извлечения предмета из бассейна 4, снабжены захватами 43. Аналогично также как в приборе 5 включаются и в приборе 6 с пульта 41 управления для подсветки цифровой видеокамеры 51 и захватов 43 осветители 52 и малые осветители 53, а включением привода 19 барабана 18 производят опускание прибора 6 к месту нахождения предмета, обнаруженного прибором 5 ранее. Как только требуемый предмет попал между лапами 50 захватов 43, подается команда с пульта 41 на их закрытие, сигнал с контроллера 55 поступает на включение мотор-редуктора 49, который приводит во вращение винтовой шток 48, а тот, ввинчиваясь или вывинчиваясь в резьбу рейки 47, сообщает ей прямолинейное перемещение лап 50 захватов 43, обеспечивая таким образом зажим предмета, достаточный для прочного его удержания при извлечении из воды бассейна 4 выдержки.The camera 23 is controlled, the image is adjusted and adjusted by the operator from the computer 21. Moving the device 5, the exact location of the object intended for lifting from the pool 4 is established using the camera 23. The indicated location of the object is programmatically noted in the memory of computer 21. After that, it fixes the stationary shoes 67 the position of the vehicle 2 relative to the track 1, and the trolley 9 with the delivery unit 3 is strengthened rigidly with the help of tick brakes 64 to the upper rails 62. the mobility of the coordinates of the location of the object, carry out the lifting of the device 5, carry out its dismantling, and in its place with a similar landing base install the device 6 for extracting the object from the pool 4, equipped with grippers 43. In the same way as in the device 5 are included in the device 6 from the remote control 41 to illuminate the digital video camera 51 and the grippers 43, the illuminators 52 and small illuminators 53, and by turning on the drive 19 of the drum 18, lower the device 6 to the location of the object detected by the device 5 earlier. As soon as the required item fell between the legs 50 of the grippers 43, a command is sent from the remote control 41 to close them, the signal from the controller 55 is sent to turn on the gear motor 49, which drives the screw rod 48, and the screw rod is screwed in or out into the thread 47 , informs her the rectilinear movement of the paws 50 of the grippers 43, thus ensuring the clamping of the object, sufficient to hold it firmly when removing the exposure pool 4 from the water.

При этом датчики 16 и 17 веса и положения в пространстве бассейна 4 поднимаемого предмета регистрируют его массу и координаты местонахождения. С помощью цифровой видеокамеры 51, сориентированной вдоль корпуса 42 прибора 6, наблюдают и контролируют работу захватов 43. Изображения от цифровой видеокамеры 51 также отображается на экране монитора компьютера 21. Управление этой камерой 51, регулировка и настройка изображения осуществляется оператором с компьютера 21. При необходимости бокового осмотра извлекаемого предмета используется боковой отражатель 54.In this case, the sensors 16 and 17 of the weight and position in the space of the pool 4 of the lifted object record its mass and location coordinates. Using a digital video camera 51, oriented along the housing 42 of the device 6, the operation of the grippers 43 is monitored and controlled. Images from the digital video camera 51 are also displayed on the computer monitor 21. This camera 51 is controlled, the image is adjusted and adjusted by the operator from the computer 21. If necessary A lateral reflector 54 is used to inspect the item to be recovered.

После извлечения предмета из воды бассейна 4 выдержки на захваты 43 подается обратная команда с пульта 41 на разжатие лап 50. В результате этой команды контроллер 55 включает мотор-редуктор 49 в обратном направлении, что приводит движение рейки 47 вниз относительно секторных шестерен 45 и следовательно к разжатию лап 50 захвата 43 и освобождению извлеченного предмета. После извлечения предмета цикл работы повторяется вновь.After removing the object from the water of the swimming pool 4, the grippers 43 are given an inverse command from the remote control 41 to unclench the paws 50. As a result of this command, the controller 55 turns on the gear motor 49 in the opposite direction, which causes the rack 47 to move downward relative to the sector gears 45 and therefore unclenching the paws 50 of the capture 43 and the release of the extracted object. After extracting the item, the work cycle is repeated again.

Предложенный комплекс позволяет впервые в атомной энергетике извлекать предметы из водяного пространства бассейна выдержки, а также проводить в случае необходимости и другие исследования его внутреннего содержания. Робототехнический комплекс компактен и мобилен, его можно быстро демонтировать в случае необходимости, например при проведении ремонтных работ и также быстро установить обратно на место его применения.The proposed complex allows for the first time in nuclear energy to extract objects from the water space of the exposure pool, as well as to conduct, if necessary, other studies of its internal content. The robotic complex is compact and mobile, it can be quickly dismantled if necessary, for example during repair work and also quickly installed back to its place of use.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на полезную модель.Sources of information taken into account when applying for a utility model.

1. Патент РФ №2368927 G03B 17/08, опубл. 27.09.2009 г.1. RF patent No. 2368927 G03B 17/08, publ. 09/27/2009

2. Заявка на изобретение №94025673 G03B 17/18, опубл. 27.04.97 г.2. Application for invention No. 94025673 G03B 17/18, publ. 04/27/97

3. Полезная модель РФ №71009 G03B 17/08, B63G 8/00, опубл. 10.083. Utility model of the Russian Federation No. 71009 G03B 17/08, B63G 8/00, publ. 10.08

4. Полезная модель РФ №107378 G03B 17/08 опубл. 10.08.2011 г.4. Utility Model of the Russian Federation No. 107378 G03B 17/08 publ. 08/10/2011

Claims

1. Robotic complex for work in the pool of exposure of a nuclear power plant, characterized in that it contains a mobile vehicle mounted on a rail, a unit for delivering vision devices and removing items from the pool, a remote control unit and a backup control unit located on the shield of said delivery unit, while a carriage is movably mounted on the vehicle, on the platform of which said delivery unit is fixed which consists of a box-shaped case, on the outer front wall of which a support arrow is mounted with a rotating block with sensors of weight and position of movement of the mentioned devices placed on its other end, a rotating drum with a drive is placed inside the case, on which a load-carrying cable-cable is wound, and on its free the end, thrown over a rotating block, a vertically suspended technical vision device or a device for extracting objects from a pool is fixed, while the remote control is equipped with a computer Software for management of the complex operation, which is electrically connected through a cable-carrying cable to the controller, connected to sensors measuring the weight and position of said displacement devices.

2. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the technical vision device is a digital video camera enclosed in a protective housing with illumination sources and mounted in it with the possibility of rotation in horizontal and vertical planes.

3. The robotic complex according to claim 1 or 2, characterized in that the digital video camera is connected to a computer with the creation of a video image on its monitor.

4. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the technical vision device is sealed in a cylindrical shape with a transparent cap in the lower part.

5. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the device for extracting objects from the pool is a cylindrical sealed housing, in the lower outer part of which there is a grip, and a video camera with backlight is installed inside.

6. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the rotary drum drive is made in the form of a stepper motor with brake and gearbox connected to each other through a coupling.

7. The robotic system according to claim 1, characterized in that the power supply connector of the devices for technical vision and the extraction of objects from the pool is placed in an airtight cap.

8. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the vehicle is a prefabricated metal structure, which is mounted above the holding pool with the possibility of moving on running wheels along rail tracks.

9. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the vision device is equipped with individual drives for turning the camera in horizontal and vertical planes in the form of gear motors.

10. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the device for extracting objects from the pool is equipped with an individual capture drive in the form of a gear motor.

11. The robotic system according to claim 1, characterized in that the carriage is a trolley with wheels resting on the guides of the vehicle.

12. The robotic system according to claim 2, characterized in that to increase the level of protection against radiation, the digital video camera of the technical vision device is located vertically down in the protective casing, while the technical vision device is equipped with a rotary mirror reflector installed at an angle α = 45 ° to ensure side view and rotatable along the axis of the camcorder to provide a downward view.