多关节式机械手

申请号 CN201510002184.X 申请日 2015-01-04 公开(公告)号 CN104786216B 公开(公告)日 2017-06-16
申请人 斗山重工业株式会社; 发明人 朴光龙; 卞真贵; 李先浩;
摘要 本 发明 涉及一种多关节式机械手,其为了在狭小的空间检查或维修 缺陷 部位,将检查装置或加工装置或 焊接 装置等工具移动至理想的 位置 ,本发明的一个 实施例 中提供一种多关节式机械手,其包括: 底板 ;移动 块 ,其可滑动移动地结合在所述底板上;旋转块,其可旋转地结合在所述移动块上;以及旋转组件,其可旋转地结合在所述旋转块的一侧。
权利要求

1.一种多关节式机械手,其特征在于,包括:
底板
移动,其可滑动移动地结合在所述底板上;
旋转块,其可旋转地结合在所述移动块上;以及
旋转组件,其可旋转地结合在所述旋转块的一侧,并装配有多个旋转模块而形成,在所述底板的上侧配置有至少一个支撑部件,所述支撑部件通过工作缸可调节长度。
2.根据权利要求1所述的多关节式机械手,其特征在于,在所述底板的一侧配置有输送电动机,并且沿着所述底板的长度方向配置有导螺杆,所述移动块与所述导螺杆进行螺丝结合,从而所述移动块根据所述输送电动机的驱动而进行滑动移动。
3.根据权利要求1或2所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述旋转模块包括:结合块,其结合于所述旋转块的一侧或相邻的另一个旋转模块的一侧;旋转部件,其可旋转地结合在所述结合块的一侧。
4.根据权利要求3所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述旋转模块还包括旋转达,所述旋转马达配置于所述旋转部件的一侧,并将所述旋转部件相对所述结合块进行相对旋转。
5.根据权利要求3所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述旋转模块中至少有一个还包括臂,所述臂结合于所述旋转部件的一侧。
6.根据权利要求1或2所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述旋转块相对所述移动块进行平旋转,并且所述旋转组件向垂直于所述旋转块的旋转方向的方向进行旋转。
7.根据权利要求1或2所述的多关节式机械手,其特征在于:
在所述旋转模块中一个的一侧配置有辅助装置紧固结合部,其中所述辅助装置紧固结合部是末端器。
8.根据权利要求1或2所述的多关节式机械手,其特征在于:
在所述底板的一侧垂直结合有支撑板。
9.一种多关节式机械手,其特征在于,包括:
底板,其设置有一双导轨
移动块,其可滑动移动地设置在所述导轨上;
旋转块,其可水平旋转地结合在所述移动块上;以及
第一旋转模块,其可垂直结合在所述旋转块的一侧旋转,
在所述底板的上侧配置有至少一个支撑部件,所述支撑部件通过工作缸可调节长度。
10.根据权利要求9所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述第一旋转模块包括:第一结合块,其结合于所述旋转块的一侧;第一旋转部件,其可旋转地结合在所述第一结合块的一侧;第一旋转马达,其配置于所述第一旋转部件的一侧,并且将所述第一旋转部件相对所述第一结合块进行相对旋转。
11.根据权利要求10所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述第一旋转模块还包括第一臂,所述第一臂结合于所述第一旋转部件的一侧。
12.根据权利要求10所述的多关节式机械手,其特征在于:
凸出形成于所述第一结合块的一侧的第一结合部结合于所述旋转块的一侧。
13.根据权利要求9所述的多关节式机械手,其特征在于,还包括:
第二旋转模块,其可垂直结合于所述第一旋转模块的一侧旋转。
14.根据权利要求13所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述第二旋转模块包括:第二结合块,其结合于所述第一旋转模块的一侧;第二旋转部件,其可旋转地结合在所述第二结合块的一侧;第二旋转马达,其配置于所述第二旋转部件的一侧,并且将所述第二旋转部件相对所述第二结合块进行相对旋转。
15.根据权利要求14所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述第二旋转模块还包括第二臂,所述第二臂结合于所述第二旋转部件的一侧。
16.根据权利要求15所述的多关节式机械手,其特征在于:
凸出形成于所述第二结合块的一侧的第二结合部,结合于所述第一旋转模块的第一臂端部所具备的第一结合板。
17.一种多关节式机械手,其特征在于,包括:
底板,其设置有一双导轨;
移动块,其在所述底板上设置为沿着所述导轨可滑动移动;
旋转块,其结合于所述移动块的上部,并根据驱动马达进行旋转;以及
旋转组件,其结合于所述旋转块的一侧,并根据旋转马达进行旋转,并且包括多个旋转模块,
所述旋转块的旋转轴与所述旋转组件的旋转轴互相垂直,
在所述底板的上侧配置有至少一个支撑部件,所述支撑部件通过工作缸可调节长度。
18.根据权利要求17所述的多关节式机械手,其特征在于:
所述旋转模块包括:结合块,其结合于所述旋转块的一侧或相邻的其他旋转模块的一侧;旋转部件,其可旋转地结合在所述结合块的一侧,并且根据所述旋转马达进行旋转。

说明书全文

多关节式机械手

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机械手(manipulator),更详细地涉及一种多关节式机械手,其为了在狭小的空间内检查或维修缺陷部位,将检查装置或加工装置或焊接装置等工具(tool)移动至所希望的位置

背景技术

[0002] 蒸汽发生器,其构成核能发电站的核蒸汽供应系统(Nuclear Steam Supply System),是从核反应堆供给的高温一次冷却剂通过蒸汽发生器内部的传热管进行流动的同时,通过与传热管外部的二次冷却剂的热交换,从而产生干蒸汽的装置。
[0003] 一般来说,核能发电站的一回路系统构成有:核反应堆,蒸汽发生器,冷却剂循环,加压器等。在此,核反应堆内部具备有控制棒燃料堆(fuel assembly),在核反应堆内部产生的热能通过一次冷却剂热交换至核反应堆外部。所述一次冷却剂通过传热管通过蒸汽发生器进行循环。
[0004] 蒸汽发生器内部供给有二次冷却剂,所述二次冷却剂与一次冷却剂进行热交换。二次冷却剂与高温高压的一次冷却剂进行热交换而变为蒸汽。在所述蒸汽发生器里产生的蒸汽通过管道转移至涡轮机侧,进而驱动发电机来产生电能
[0005] 图1示出普通蒸汽发生器的一个实施例
[0006] 参考图1,蒸汽发生器10的内部具有多个(数千个以上)传热管11,蒸汽发生器10的下部具有管板(tube sheet)12及室(channel head)13。
[0007] 水室13的内部通过隔墙板(partition plate)14进行划分,在水室13的外周面分别形成有流入口15和流出口16,以便与各个划分的空间连通。
[0008] 由核反应堆流出的一次冷却剂通过水室13的流入口15流入内部空间,且通过贯通管板12的传热管11与二次冷却剂进行热交换后,由流出口16排出。由此,管板12形成有与各个传热管11连通的贯通孔(未示出)。
[0009] 但是,由于蒸汽发生器10长时间地运作,在隔墙板14的焊接部会因腐蚀或外部冲击发生大量缺陷,为了防止安全事故应检查并维修所述缺陷。
[0010] 此时,不仅水室13内部的空间狭小,而且因残留辐射能的危害,所以检查及维修主要通过在外部可远程控制的机械装置来实现,为了提升检查及维修的准确度,需要可将检查装置或维修装置准确设置在缺陷部位的机械手(manipulator)。
[0011] 图2是对水室内部的各种焊接部进行示出的截面图。
[0012] 如图2所示,在水室13内部,在隔墙板14与水室13之间,隔墙板14与管板12之间,还有隔墙板14和端板(stub runner)17之间分别形成有焊接部,机械手应可以移动检查装置或维修装置至与各个焊接部对应的各种位置。
[0013] 此外,根据蒸汽发生器10的规格,水室13内部空间形成为各种大小,为了适用于各种大小的作业空间,需要机械手旋转轴个数变更等其形态可以能动变化,并且为了提高使用性,所述机械手的形态变化应能够易于实现。

发明内容

[0014] 本发明的目的在于提供一种多关节式机械手,其为了能够在蒸汽发生器的水室或管道等狭小的空间里对缺陷的产生进行检查或维修,可将检查装置或维修装置准确置于缺陷产生的部位。
[0015] 此外,本发明的另一目的在于提供一种多关节式机械手,其可通过装配或分离多个旋转模(module),根据缺陷产生部位的位置、或需要检查或维修的空间形态,可以进行能动对应,且可以容易地进行维持维修作业。
[0016] 根据本发明优选的一个实施例,提供一种多关节式机械手,其包括:底板(base plate);移动块,其可滑动(slide)移动地结合在所述底板上;旋转块,其可旋转地结合在所述移动块上;及旋转组件,其可旋转地结合在所述旋转块的一侧。
[0017] 在此,所述旋转组件装配有多个旋转模块而形成。
[0018] 此时,所述旋转模块包括:结合块,其结合于所述旋转块的一侧或相邻的另一个旋转模块的一侧;旋转部件,其可旋转地结合在所述结合块的一侧。
[0019] 此外,所述旋转模块还包括旋转达,所述旋转马达配置于所述旋转部件的一侧,并将所述旋转部件相对所述结合块进行相对旋转。
[0020] 此外,所述旋转模块还包括臂,所述臂结合于所述旋转部件的一侧。
[0021] 此外,在所述底板的上侧配置有至少一个以上的支撑部件,所述支撑部件根据工作缸可调节长度。
[0022] 此外,在所述底板一侧配置有输送电动机(motor),并且沿着所述底板的长度方向配置有导螺杆(lead screw),所述移动块与所述导螺杆进行螺丝结合,从而所述移动块根据所述输送电动机的驱动进行滑动移动。
[0023] 此外,所述底板上设置有一双导轨,所述移动块沿着所述导轨进行滑动移动。
[0024] 此外,在所述旋转块的一侧配置有驱动马达,所述驱动马达将所述旋转块相对所述移动块进行相对旋转。
[0025] 此外,所述旋转块相对所述移动块进行水平旋转,并且所述旋转组件向着垂直于所述旋转块的旋转方向的方向进行旋转。
[0026] 此外,在所述旋转组件的一侧配置有末端器。
[0027] 此时,在所述末端器上结合有加工装置,所述加工装置配置有反应测量传感器(reaction measurement sensor)。
[0028] 此外,在所述底板的一侧垂直结合有支撑板。
[0029] 另外,提供一种多关节式机械手,其包括:底板,其设置有一双导轨;移动块,其可滑动移动地设置在所述导轨上;旋转块,其可水平旋转地结合在所述移动块上;及第一旋转模块,其可垂直旋转地结合在所述旋转块的一侧。
[0030] 在此,所述第一旋转模块包括:第一结合块,其结合于所述旋转块的一侧;第一旋转部件,其可旋转地结合在所述第一结合块的一侧;第一旋转马达,其配置于所述第一旋转部件的一侧,并且将所述第一旋转部件相对所述第一结合块进行相对旋转。
[0031] 此时,所述第一旋转模块还包括第一臂,所述第一臂结合于所述第一旋转部件的一侧。
[0032] 此外,凸出形成于所述在第一结合块的一侧的第一结合部结合于所述旋转块的一侧。
[0033] 此外,还包括第二旋转模块,所述第二旋转模块可垂直旋转地结合在所述第一旋转模块的一侧。
[0034] 此时,所述第二旋转模块包括:第二结合块,其结合于所述第一旋转模块的一侧;第二旋转部件,其可旋转地结合在所述第二结合块的一侧;第二旋转马达,其配置于所述第二旋转部件的一侧,并且将所述第二旋转部件相对所述第二结合块进行相对旋转。
[0035] 此时,所述第二旋转模块还包括第二臂,所述第二臂结合于所述第二旋转部件的一侧。
[0036] 此外,凸出形成于所述第二结合块的一侧的第二结合部,结合于所述第一旋转模块的第一臂端部所具备的第一结合板。
[0037] 此外,还包括第三旋转模块,其可垂直旋转地结合在所述第二旋转模块的一侧。
[0038] 此时,所述第三旋转模块包括:第三结合块,其结合于所述第二旋转模块的一侧,第三旋转部件,其可旋转地结合在所述第三结合块的一侧;第三旋转马达,其配置于所述第三旋转部件的一侧,并且将所述第三旋转部件相对所述第三结合块进行相对旋转。
[0039] 此外,凸出形成于所述第三结合块的一侧的第三结合部,结合于所述第二旋转模块的第二臂端部所具备的第二结合板。
[0040] 此外,还包括第四旋转模块,其可垂直旋转地结合在所述第三旋转模块的一侧。
[0041] 此时,所述第四旋转模块包括:第四结合块,其结合在所述第三旋转模块的一侧;第四旋转部件,其可旋转地结合在所述第四结合块的一侧;第四旋转马达,其配置于所述第四旋转部件的一侧,并且将所述第四旋转部件相对所述第四结合块进行相对旋转。
[0042] 此时,凸出形成于所述第四结合块的一侧的第四结合部,结合于所述第三旋转模块的第三旋转部件的一侧。
[0043] 此外,在所述第四旋转部件的另一侧配置有末端器。
[0044] 此时,在所述末端器结合有加工装置,所述加工装置配置有反应测量传感器
[0045] 此外,在所述底板的上侧配置有至少一个以上的支撑部件,所述支撑部件可通过工作缸调节长度。
[0046] 此外,在所述底板的一侧垂直结合有支撑板。
[0047] 另外,提供一种多关节式机械手,其包括:底板,其设置有一双导轨;移动块,其在所述底板上设置为沿着所述导轨可滑动移动;旋转块,其结合于所述移动块的上部,并根据驱动马达进行旋转;及旋转组件,其结合于所述旋转块的一侧,并根据旋转马达进行旋转,并且所述旋转块的旋转轴与所述旋转组件的旋转轴互相垂直。
[0048] 在此,所述旋转组件装配有多个旋转模块而形成。
[0049] 此时,所述旋转模块包括:结合块,其结合于所述旋转块的一侧或相邻的其他旋转模块的一侧;旋转部件,其可旋转地结合在所述结合块的一侧,并且根据所述旋转马达进行旋转。
[0050] 此外,所述旋转模块还包括臂,其结合于所述旋转部件的一侧。
[0051] 此时,所述多个旋转模块中至少一个的旋转轴与其他旋转模块的旋转轴垂直。
[0052] 此外,所述多个旋转模块中最后装配的旋转模块的端部配置有末端器。
[0053] 此时,在所述末端器上结合有加工装置,所述加工装置配置有反应测量传感器。
[0054] 此外,在所述底板的上侧配置有至少一个支撑部件,所述支撑部件可通过工作缸调节长度。
[0055] 此外,在所述底板的一侧垂直结合有支撑板。
[0056] 通过根据本发明优选的一个实施例的多关节式机械手,可易于在蒸汽发生器的水室或管道内部等狭小的场所进行移动及设置。
[0057] 此外,根据需求选择多个旋转模块进行装配,从而可在各种形态的空间里的各种位置放置检查装置或维修装置,并因为关节通过螺栓紧固结合的模块式得到装配,所以可易于进行搬运、装配及拆卸作业。
[0058] 此外,旋转模块中的任何一个发生故障时,可易于替换为准备好的其他旋转模块,因此易于维护维修。
[0059] 此外,底板由支撑部件坚固支撑,所以在缺陷部位加工时可防止加工工具的移动,从而便于维修作业的正确进行。
[0060] 另外,通过根据反应传感器测量的加工反作用控制加工工具的操作,可防止维修作业中焊接部的损伤。附图说明
[0061] 图1是对普通蒸汽发生器的一个例进行简略示出的截面图。
[0062] 图2是对水室内部各种焊接部进行示出的截面图。
[0063] 图3是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的立体图。
[0064] 图4是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的结构图。
[0065] 图5是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的使用状态图。

具体实施方式

[0066] 以下,参照附图对本发明的多关节式机械手的优选实施例进行说明。在此过程中图中所示线的厚度或构成要素的大小等有可能为了清楚便利的说明而进行夸张。
[0067] 此外,后述的术语是考虑在本发明中的功能而定义的,因此可能根据使用者、运用者的意图或惯例有所差异。所以,对所述术语的定义应以本说明书整体内容为基础而定。
[0068] 此外,下面的实施例不是限制本发明的权利范围,而仅仅是在本发明权利要求书中记载的构成要素的举例说明,并且包括于本发明说明书整体的技术思想、且包括在权利要求书的构成要素中作为等同物可替换的构成要素的实施例可包括于本发明的权利范围。
[0069] 并且,虽然在下面的实施例中对本发明的多关节式机械手设置于蒸汽发生器的水室内部而检查及维修隔墙板的焊接部的例子进行说明,但是本发明的多关节式机械手还可以使用于核能发电站的管道等狭小的空间。
[0070] 实施例
[0071] 图3是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的立体图,图4是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的结构图。
[0072] 如图3和图4所示,根据本发明的一个实施例的多关节式机械手100包括:底板(base plate)200;移动块300,其可滑动(slide)移动地结合在底板200上;旋转块400,其可旋转地结合在移动块300上;及旋转组件(unit)500,其可旋转地结合在旋转块400的一侧。
[0073] 底板200是支撑移动块300和旋转块400及旋转组件500的,其形态为比起宽度长度更长的矩形板(plate)。
[0074] 底板200的上侧面设置有一双导轨(guide rails)210,且移动块300设置于底板200的导轨210上并沿着底板200的长度方向进行移动。
[0075] 此时,在一双导轨210之间沿着底板200的长度方向长长地设置有导螺杆(lead screw)220,所述导螺杆220的一端结合于输送电动机(motor)230,所述输送电动机230设置于底板200的上侧面的一侧。换句话说,在输送电动机230驱动时导螺杆220进行轴旋转。
[0076] 移动块300沿着导轨210向底板200的长度方向滑动移动,并且移动块300的移动通过输送电动机230的操作而实现。为此,移动块300的底面两侧形成有与导轨210结合的轨道部(未示出),并且以贯通移动块300的中央的方式螺丝结合有导螺杆220。
[0077] 随之,如果输送电动机230驱动时导螺杆220进行轴旋转,则螺丝结合于导螺杆220的移动块300将沿着导轨210进行滑动移动。
[0078] 在底板200的底面一侧垂直结合有支撑板600。所述支撑板600用于在设置多关节式机械手100时不使底板200移动且坚固支撑所述底板200,其一面紧贴于水室(channel head)13(参照图2)的隔墙板(partition plate)14(参照图2)而受所述隔墙板14支撑。
[0079] 换句话说,结合在底板200的底面一侧的支撑板600紧贴隔墙板14的一侧而受所述隔墙板14支撑,另一方面,底板200的另一侧受半球形水室13的内壁支撑,从而底板200坚固地设置于水室13内部。
[0080] 此时,底板200的上侧面配置有至少一个以上的支撑部件700。优选地,在底板200的上侧面(corner)部分别配置有一个,总四个支撑部件700,并且支撑部件700的一端结合于底板200的上侧面角部,且另一端延长至上部。
[0081] 所述支撑部件700加压水室13上部的管板(tube sheet)12(参照图2),由此,用于根据其反作用力坚固地支撑底板200,在支撑部件700的一侧配置有可调节支撑部件700长度的工作缸710,并且在支撑部件700的上端以互相隔离的方式凸出形成有多个钳口(jaw)720。工作缸710根据液压(hydraulic)或气动(pneumatic)或马达驱动来伸缩活塞杆(cylinder rod)。
[0082] 在设置底板200时,如果通过工作缸710支撑部件700向上部伸长,则钳口720插入至与传热管11(参照图2)联通的管板12的贯通孔(未示出),从而将管板12推向上部。
[0083] 此时,通过支撑部件700给底板200施加的反作用力向水室13内壁方向加压底板200和支撑板600,因此底板200和支撑板600的角部分卡在水室13的内壁而受坚固支撑。
[0084] 此时,支撑部件700的上端钳口720都插入到管板12的同一贯通孔是可能的,各个钳口720插入到不同的贯通孔也是可能的,钳口720的个数与直径及钳口720之间的隔离的距离等规格可根据需求进行适当的选择。
[0085] 旋转块400可旋转地结合在移动块300的上侧。所述旋转块400对移动块300进行楔形头(dovetail)结合,在移动块300上相对移动块300沿着水平方向进行旋转。举例说明,参照图3所示的x-y-z坐标系,则移动块300沿着与x轴平行的方向进行滑动移动,并且旋转块400沿着与x-y平面平行的平面进行旋转。
[0086] 为此,在旋转块400的上侧设置有驱动马达410,旋转块400的旋转轴结合于驱动马达410的端部。换句话说,旋转块400根据驱动马达410的驱动在移动块300上向水平方向进行旋转。
[0087] 旋转块400的一侧可旋转地结合有旋转组件500。此时,旋转组件500的旋转方向是与旋转块400的旋转方向垂直的方向。举例说明,旋转组件500沿着与z-y平面平行的平面或与z-x平面平行的平面进行旋转。
[0088] 旋转组件500由至少一个以上的旋转模块装配而成。用于构成旋转组件500的旋转模块的装配个数可根据多关节式机械手100的设置场所、缺陷部位的位置等作业条件进行适合的选择。
[0089] 举例说明,多关节式机械手100的设置场所狭小或缺陷部位与底板200距离近时,利用较少个数的旋转模块也可构成充分达到目的所需的旋转组件500。但是,设置场所大或缺陷部位与底板200的距离远时,为了将旋转组件500末端部的末端器(end-effector)544设置于与结合部位相近的位置,需要装配更多个数的旋转模块,从而构成具有更多个数的旋转轴的旋转组件500。
[0090] 图3和图4示出装配四个旋转模块而构成的旋转组件500的例,但是本发明不受限于此,也可根据需求用一个旋转模块构成旋转组件500,也可装配五个以上的旋转模块而构成旋转组件500。
[0091] 本发明的特征之一在于,根据需求装配适合的个数的旋转模块,从而根据设置场所和缺陷部位、还有作业的种类能够能动地构成多关节式机械手100的形态。
[0092] 此外,本发明的多关节式机械手100具有如下优点:由于移动块300和旋转块400及旋转组件500的模块式装配,可易于进行搬运和装配及分离。
[0093] 并且,因为旋转组件500的多个旋转模块通过螺栓紧固来相互结合,所述旋转模块分别具有旋转轴,所以作业者根据设置空间等作业条件可容易地变更构成旋转组件500的旋转轴个数。
[0094] 以下,参照图3和图4所示的实施例,对本发明的多关节式机械手100进行说明。
[0095] 旋转块400的一侧可旋转地结合有第一旋转模块510。
[0096] 此时,第一旋转模块510包括:第一结合块511,其结合于旋转块400的一侧;第一旋转部件512,其可旋转地结合于第一结合块511的一侧;第一旋转马达513,其配置于第一旋转部件512的一侧。
[0097] 第一结合块511整体上是圆形块形态,在一侧凸出形成有第一结合部511a,所述第一结合部511a通过螺栓紧固结合在旋转块400的一个侧面。
[0098] 第一旋转部件512整体上是圆形块的形态,并且一侧形成有切割部,以便包裹住第一结合块511的两侧面,并且第一结合块511收纳于第一旋转部件512的切割部内,向切割部外侧凸出形成有第一结合部511a。
[0099] 第一旋转马达513设置于第一旋转部件512的一面,且第一旋转马达513的旋转轴与第一旋转部件512相结合。由此,第一旋转马达513启动时,第一旋转部件512将在第一旋转部件512的切割部内进行旋转。
[0100] 此时,设置第一旋转马达513的旋转轴时,向对第一旋转部件512与x轴平行的方向进行设置,而通过第一旋转马达513的操作,第一旋转部件512沿着与z-y平面平行的平面进行旋转。
[0101] 根据需要,在第一旋转部件512的外周面一侧结合有第一臂514,所述第一臂514沿着与第一旋转部件512的旋转轴垂直的方向延长。为了与相邻的其他旋转模块(例如,第二旋转模块)相结合,在第一臂514的端部形成有扩大了宽度的第一结合板514a。
[0102] 另外,第二旋转模块520形成为与第一旋转模块510相同的形态。
[0103] 换句话说,第二旋转模块520的构成包括:第二结合块521,其一侧凸出形成有第二结合部521a;第二旋转部件522,其可旋转地结合在第二旋转部件522的切割部;第二旋转马达523,其配置于第二旋转部件522的一面;及第二臂524,其延长形成于第二旋转部件522的一侧,并在端部扩张形成有第二结合板524a。
[0104] 第一旋转模块510和第二旋转模块520的装配通过如下方式实现:在第一旋转模块510的第一结合板514a上螺栓结合第二旋转模块520的第二结合部521a。
[0105] 设置第二旋转马达523的旋转轴时,向对第二旋转部件522与x轴平行的方向进行设置,而通过第二旋转马达523的操作,第二旋转部件522沿着对第二结合块521与z-y平面平行的平面进行旋转。
[0106] 第三旋转模块530的构成包括:第三结合块531,其一侧突出形成有第三结合部531a;第三旋转部件532,其可旋转地结合在第三旋转部件532的切割部;第三旋转马达533,其配置于第三旋转部件532的一面。
[0107] 第二旋转模块520和第三旋转模块530的装配通过以下方式实现:在第二旋转模块520的第二结合板524a上螺栓紧固结合第三旋转模块530的第三结合部531a。
[0108] 此时,第三旋转马达533的旋转轴设置为对第三旋转部件532平行于x轴的方向,而通过第三旋转马达533的操作,第三旋转部件532沿着对第三结合块531与z-y平面平行的平面进行旋转。
[0109] 第四旋转模块540的构成包括:第四结合块541,其一侧突出形成有第四结合部541a;第四旋转部件542,其可旋转地结合第四旋转部件542的切割部;第四旋转马达543,其配置于第四旋转部件542的一面。
[0110] 第三旋转模块530和第四旋转模块540的装配通过如下方式实现:在第三旋转模块530的第三旋转部件532的一侧螺栓紧固结合第四旋转模块540的第四结合部541a。换句话说,代替额外的第三臂,第四旋转模块540的第四结合部541a螺栓紧固结合于第三旋转部件
532的一侧。
[0111] 此时,第四旋转马达543的旋转轴设置为垂直于第三旋转马达533的旋转轴方向,由此第四旋转部件542沿着对第三旋转部件532的旋转方向垂直的方向进行旋转。举例说明,以图3所示的实施例而言,第三旋转部件532沿着与z-y平面平行的平面旋转,反之第四旋转部件542沿着与z-x平面平行的平面旋转。当然,随着第三旋转部件532的旋转,第四旋转部件542旋转的平面发生变化。
[0112] 在第四旋转部件542的另一侧,换句话说,在第三旋转部件532的相反侧配置有作为紧固结合部的末端器544,紧固结合于末端器544的辅助装置有:电荷耦合元件摄像机(CCD camera;charge-coupled device camera)(未示出)等检查装置、立端刀(end mill)545(参照图5)等加工装置、或气炬(torch)(未示出)等焊接装置。
[0113] 换句话说,在装配多个旋转模块来构成旋转组件500时,在最后装配的旋转模块的端部配置有末端器544,优选地,最后的旋转模块构成为能够向垂直于其他旋转模块的旋转方向的方向进行旋转。
[0114] 作为一个例子,为了在狭小空间使用而利用两个旋转模块构成旋转组件500的情况,作业者可以解除旋转模块上所紧固结合的螺栓,进而可易于除去不需要的旋转模块,此时,第二旋转模块520的旋转轴可配置为垂直于第一旋转模块510的旋转轴的方向。
[0115] 其他例子,利用三个旋转模块构成旋转组件500的情况,第三旋转模块530的旋转轴可配置为垂直于第一旋转模块510和第二旋转模块520的旋转轴的方向。
[0116] 另外,在增加旋转模块的个数构成具有更多旋转轴的旋转组件500的情况,应将现有旋转模块的一侧利用螺栓解除进行分离,并将准备的其他旋转模块通过如下方式来进行装配:螺栓紧固结合于现有旋转模块之间、或现有旋转模块的一侧,从而可易于增加旋转组件500的旋转轴个数。
[0117] 图5是根据本发明的一个实施例的多关节式机械手的使用状态图,示出如下实施例:利用本发明的多关节式机械手来维修设置于蒸汽发生器水室内部的隔墙板的焊接部的缺陷。
[0118] 以下,将参照图3至图5说明根据本发明的一个实施例的多关节式机械手100的操作。
[0119] 首先,在缺陷部位的需要检查或维修作业的位置设置多关节式机械手100。
[0120] 此时,多关节式机械手100通过水室13的人行巷道(Manway)(未示出)搬运到内部来进行设置,并且可以在外部完成装配后搬运到水室13内部,且也可以在水室13内部根据需要即时增减旋转模块的数量来进行装配。
[0121] 多关节式机械手100的设置是通过如下方式实现的:将支撑板600紧贴隔墙板14的一侧,将底板200的相反面的角支撑于水室13的内壁后,驱动工作缸710,从而将配置于支撑部件700上端的钳口720插入于管板12的贯通孔。
[0122] 若通过工作缸710而支撑部件700伸长,则支撑部件700的上端将对管板12的底面加压并往上推。因为管板12坚固固定于水室13上侧,所以利用其反作用力支撑板600的下端向水室13底面方向加压,底板200的相反面的角将向水室13内壁方向加压,从而底板200可以得到坚固支撑。
[0123] 在图5所示的实施例中,支撑板600沿垂直方向设置于隔墙板14,但是随着缺陷部位的位置或检查或维修等执行作业的种类不同,包括支撑板600的底板200的设置形态可以自由变形。举例说明,支撑板600可以沿着横向方向设置于隔墙板14。
[0124] 此后,将旋转组件500末端的末端器544置于缺陷部位。此时,末端器544的位置移动是通过如下方式实现的:移动块300沿着底板200进行直线方向移动,另外旋转块400在移动块300上进行水平方向旋转,各个旋转模块进行垂直方向旋转。
[0125] 末端器544的位置移动,在蒸汽发生器外部通过控制器(controller)(未示出)进行远程控制,位置移动所需的各种马达的驱动通过与外部连接的电源电缆(cable)(未示出)进行电源供给来实现。
[0126] 为了掌握焊接部缺陷的检查或维修作业的进行状况,可在末端器544设置CCD摄像机。此时,优选地,CCD摄像机通过视觉(vision)影像处理功能可进行坐标数据的提取,控制器利用所提取的坐标数据进行检查或维修作业时,可校准(calibration)位置坐标。
[0127] 此外,如图5所示,为了焊接部的维修而需要对缺陷部位进行机械加工(例如,磨削)时,可将立端刀545等加工装置设置于末端器544上。
[0128] 此时,底板200根据通过支撑部件700传送的反作用力,在水室13内部得到坚固支撑,因此在末端器544设置加工装置,从而机械加工缺陷部位的情况下,也防止因加工时产生的反作用力而产生的底板200的移动,从而可提高作业的正确性和效率。
[0129] 优选地,在加工装置的一侧或末端器544的一侧设置反应传感器(reaction sensor)(未示出)。在所述情况下,如果机械加工时所加的反作用力超过预先设置的值,则可进行控制以减少随着焊接部移动的末端器544的移动速度或立端刀545等加工装置的旋转速度,从而可防止蒸汽发生器的损伤。
[0130] 本发明的多关节式机械手100可活用于传热管11(参照图1)密封焊接部的检查及维修作业,也可用于在其他核能发电站的管道等作业者的接近受限的狭小场所中将检查装置或维修装置于所需地点。
[0131] 此外,优点在于,各个部分由模块式构成,从而易于进行装配及分离,因此可以根据设置场所或缺陷部位的位置,根据所需的作业种类等条件,可能动地变化多关节式机械手100的整体构成,从而进行解决。
[0132] 换句话说,优点在于,用于构成旋转组件500的各个旋转模块是分开制作及准备的状态下,可将各种个数的旋转模块通过螺栓紧固结合或解除容易地进行相互装配或分离,因此根据设置空间可构成具有适当个数旋转轴的多关节式机械手100。并且,通过移动块300实现直线方向移动,通过旋转块400实现水平方向旋转,通过独立旋转运作的多个旋转模块实现垂直方向旋转,因此末端器544可沿着曲面进行顺滑的位置移动并执行精密检查及维修作业。
[0133] 符号说明
[0134] 100:多关节式机械手        200:底板
[0135] 300:移动块                400:旋转块
[0136] 500:旋转组件              510:第一旋转模块
[0137] 520:第二旋转模块          530:第三旋转模块
[0138] 540:第四旋转模块          544:末端器
[0139] 600:支撑板                700:支撑部件
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