托卡馬克腔高溫輻射環(huán)境下內(nèi)窺機(jī)械臂關(guān)鍵單元部件研究.pdf

1、托卡馬克是利用磁約束實(shí)現(xiàn)受控核聚變的裝置，腔體內(nèi)部是環(huán)形真空室，通過(guò)大功率中性束注入加熱和微波加熱的方式使得腔內(nèi)等離子體達(dá)到核聚變反應(yīng)要求，同時(shí)通過(guò)外部纏繞的線圈通電在內(nèi)部產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場(chǎng)，可將等離子體約束在腔體中央反應(yīng)，達(dá)到聚變可控的目的。而托卡馬克腔內(nèi)部第一臂磚塊在反應(yīng)中會(huì)經(jīng)常受到高能粒子的撞擊而被破壞，因此需要進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)。
　　由于托卡馬克腔內(nèi)部是特種環(huán)境，在間歇期間進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)時(shí)，內(nèi)部仍是高溫、輻射殘余環(huán)境，

2、機(jī)械臂各部件都可能受到破壞，諸如電機(jī)線圈在高溫下會(huì)燒毀、編碼器等電子器件會(huì)被高能粒子穿透損壞等。在設(shè)計(jì)機(jī)械臂系統(tǒng)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮對(duì)其關(guān)鍵單元部件的防護(hù)。一方面，針對(duì)強(qiáng)核輻射的因素，通過(guò)大量調(diào)研設(shè)計(jì)出高耐輻射的單軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊，該模塊包括驅(qū)動(dòng)控制、視覺(jué)系統(tǒng)以及設(shè)備通訊等部分，并且分別從以上部分提出針對(duì)性的防輻射設(shè)計(jì)，為之后機(jī)械臂整機(jī)防輻射特性的增加提供指導(dǎo)。另一方面，針對(duì)高溫問(wèn)題，提出了熱加固部件保護(hù)機(jī)械大臂，結(jié)合水冷防護(hù)保護(hù)小臂的方案。