核辐射探测与应急处理机器人的小型机械臂系统设计.pdf

高技术通讯2011年第2l卷第1期10】一105 0470 doi103772／】】咖1002201101017 核辐射探测与应急处理机器人的小型机械臂系统设计‘ 李怀兵。张韬懿丑武胜 n京n空航^‘§机#^目究所#京10019 摘要针对侍统棱辐射探剥与应急处理机器人小型机械臂结构复杂、夹持物体重量小 的阉莲，设计7一种新竹机拔臂机持系统，谚系统的特点是利用杠杆滑措式手厦结扮华为 夹琦掷舟．并蛮现7机械臂的小臂和太臂曲机电一体化设计，目而机械结构简单、轻质，夹 持物体重量^。仿真舟析与宾驻结果表明，谊机械臂可满是棱辐射探删与直急处理机器 人的应用需求。 关键i司核辐射棵剥，应急处理，机嚣凡，机械臂，杠杆滑槽式手爪 相应要求搭载的机械臂具有较轻的重量并具有较大 的抓持能力 目前的小型机械臂很难同时满足这两 梭辐射探测与应急处理机器人是一种微小型机 方面的要求针对横辐射探测与应急处理机器^的 器人系统，可用十探测环境的棱辐射污染情况．并·Ⅱ 作、【k需求．本文哎计了一种新型的机电一体化小型 应急处理含有放射陛的物质。机械臂作为微小型核 机械臂．并通过仿真分析和宴际应用验证了设计的 辐射探测10血急处理机器^的重要组成部分之一 可行性和有敏性 要求轻质并具有较』=的抓持能力．小便操作铅罐等 屏蔽装置。国外埘棱工业机器人的研究起步较 1机械臂系统的结构设计 早”对核环境F的机馘臂的研究技术比较成熟 机械臂山底座、人臂小臂、丁_腕、夹持器组 Rolmtics公司生产的+I'itan系列机械手臂具 Schilling 有较强的抗辐射能力(能够抗I×I旷嘣I的7射成引，其运动包括底世旋转、第一关节俯仰、第二关 节俯仰手爪旋转手爪史持．共有4个自由度．利 线)。其中，*I趴II是一种通用犁机I或r臂，伸展长 Titan 用电机给各个关节提供动力结构如图1所示= 度6n，提取重物选2dSJ／bn伸展长度可选 l 9m．最大竖直提取122kg蕈物．其钛台金结构坚固 且重量轻，能抗腐蚀片具有很强的抗撞击能力2。 德国TelembGznl}H公司研制的EMSM系列的机械臂 能够处理人不能接近的物质可应用在硝酸蒸汽、水 银蒸汽环境以厦辐射强度达到IMGy的危险环境 中，代替人进行必须完成的作业但这些核上业机 围I n械臂整体结构 械臂一艘体积和矗前都较大难以应用到移动式核 辐射搽测与处理机器人上国内在棱环境r机械臂 11机械臂手部的设计 研究方面开展的工作相¨f较少．研制的水下异物打 手部足商接用于抓取和握紧丁件或夹持专用工 I 具进行操作的部件．安装于机械臂的前端．模仿人} 捞机器^只可以打捞落到核反应堆水中轻fkg的 异物…其它诸如遥符!核化侦察机器人主要用来探 的功能，设计手部时，考虑被抓取对象的要求，成鹾 测、取jI羊，其j太持物体煎趋较小4对于微小型移动 县有足够的夹紧力．并且自身有足够的刚度和强度 式棱辐射探测q应急处理机器^，由于其携带的撩 I 1 l先持器设计 测装置重量很大，托机器人总戴衙有限的情况下，就 央持器选掸杠杆滑槽式机械手爪，废结构能够 ％磐掣翌嚣要‰嚣渊徽粼&瓢。。．。…；。。。 {№*口M：XD9埘-15} 万方数据 高技术通讯2011年1』j第2I卷第l期 礴址最大央特币{a大干1 在手腕内