核电站作业机器人及其控制系统 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101774170A

(43)申请公布日2010.07.14

(21)申请号CN201010104176.3

(22)申请日2010.01.29

(71)申请人华北电力大学

地址102206北京市德胜门外朱辛庄华北电力大学

(72)发明人柳长安刘春阳魏振华周宏李国栋冯哲轩

(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司

代理人张文宝

(51)Int.CI

B25J5/00

B62D55/065

B62D55/08

B62D11/04

B25J13/00

B25J13/08

B25J19/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

核电站作业机器人及其控制系统

(57)摘要

核电站作业机器人及其控制系统属

于机器人及自动化设备领域。该核电站作

业机器人为履带式移动机械手，由双履带

驱动的移动平台及其搭载的四自由度的机

械手组成，可以在核电站内部移动，并有

人工遥控和自主控制两种控制模式，采用

无线或有线方式对其进行远程控制。所述

的核电站作业机器人的控制系统分为上位

监测与规划控制系统和机器人控制系统两

部分，二者配合使用控制机器人的运作。

该机器人自主运行，安全可靠，可在高放

射的环境下完成一些危险的任务；机身小

巧，性能稳定、机动灵活，运营成本低；

履带式底盘抓地力强，有一定的爬坡与越

障能力，适合在较复杂的地形中行走；机

器人智能化程度高，可实现自主控制与人

工远程遥控。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.核电站作业机器人，其特征在于，所述机器人为履带式移动机械手，由双履带驱

动的移动平台及其搭载的四自由度的机械手组成，具体结构为：在底盘(9)的左侧

通过左侧履带驱动电机(2)、左侧电机输出减速机构(3)安装左侧履带式行走机构(1)，

在底盘(9)的右侧通过右侧履带驱动电机(6)、左侧电机输出减速机构(7)安装右侧履

带式行走机构(5)，通过左侧履带驱动电机(2)和右侧履带驱动电机(6)产生不同的差

速控制行走；在左侧履带式行走机构(1)和右侧履带式行走机构(5)的尾端分别安装

左侧光电码盘(4)和右侧光电码盘(8)，两个光电码盘检测机器人行走距离，并提供

距离信息；在底盘(9)上表面的前端安装4FOD机械手(12)，在底盘(9)上表面的

4FOD机械手(12)后方安装图像发射模块(10)、图像天线(11)、蓄电池(20)、嵌入式

计算机控制系统(17)、主摄像机/云台摄像机(13)、数据天线(18)、陀螺仪(19)，在底

盘(9)的前部安装辐射/温度/湿度传感器(16)和红外/声纳避障传感器(15)，在底盘(9)

的尾部安装副摄像机/尾部摄像机(14)。

2.根据权利要求1所述的核电站作业机器人，其特征在于，所述嵌入式计算机控制

系统(17)使用基于32位的精简指令集计算机处理器的嵌入式系统，该系统控制机

器人的局部路径规划、实时避障、并控制4FOD机械手(12)的操作。

3.根据权利要求1所述的核电站作业机器人，其特征在于，所述4FOD机械手(12)

包括底座旋转、第一关节俯仰、第二关节俯仰以及手臂旋转四个自由度；在4FOD

机械手(12)的末端安装作为执行机构的适配器，并在适配器后部安装一个固定摄像

头，方便实时监控。

4.根据权利要求1所述的核电站作业机器人系统，其特征在于，所述左侧履带式行

走机构(1)和右侧履带式行走机构(5)采用结构相同的三角履带结构，由位于履带式

行走机构最前端的主动轮和三角形另两个顶点的从动轮组成，主动轮悬空，从动轮

一前一后着地；在两个从动轮之间设有三个张紧轮，在主动轮与前端从动轮之间