[发明专利]主从机械手主动操作模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于模拟技术领域，具体涉及一种主从机械手主动操作模拟装置，该装置能够真实地模拟核燃料后处理厂用伸缩式主从机械手主动手操作。

背景技术

核燃料后处理厂处理的乏燃料具有十分高的放射性，设置有厚重的混凝土进行辐射防护，将高放射性物质包围在一个个热室内，但对于首端设备检修维护、放射性废物整备等工作，都需要工作人员进行远距离操作，伸缩式主从机械手和关节式主从机械手是后处理工程中应用比较成熟的远距离操作设备之一，已形成了核行业标准EJ/T 566《主从机械手通用技术条件》。核燃料后处理厂热室的混凝土墙十分厚重、内部空间狭小、设备管道布置密集、窥视窗内填充油易变浑浊，这些都给远距离操作带来了非常大的困难，定位、夹持、运输等动作经常出现偏差，甚至会发生设备掉落、操作人员超剂量工作、部分设备放射性沾污等事件，严重影响员工安全和工作效率。目前，核燃料后处理厂主要是通过搭建1:1的模拟热室，进行员工的操作培训，提高员工操作技能，来避免这些事件的发生，但模拟热室场景的搭建和培训机械的购置将花费大量人力、物力，还可能出现设计优化变更，导致重新搭建模拟热室，经济性差。

虚拟现实技术能够模拟真实场景，通过沉浸式立体展示、人机交互系统等提供给参与者一个身临其境的工作环境，已在核电、航空航天、舰艇、汽车等行业的设计验证和员工培训等工作中得到广泛应用，核燃料后处理工程中也开始对虚拟现实技术进行研究和试用工作。现有虚拟现实技术中，对主从机械手主动操作的模拟都是通过搭建全尺寸的1:1主动手实现的，然后将主动手动作转化为电信号，传送给虚拟现实系统，操控虚拟从动手做出相应动作，但是这种虚拟外设主动手只能对应一个型号的主从机械手，通用性差，对于一个完整的工程项目而言，往往需要购置多个不同类型的虚拟主动操作装置，经济性差。而且，全尺寸的虚拟主动操作装置尺寸较大，需要设计支架进行支撑，难以现场移动和异地转运，灵活性差。此外，核燃料后处理工程热室形式、设备结构、操控要求等都较一般工程项目更为复杂，许多主从机械手需要定制，涉及的主从机械手种类较多，逐一创建各自的一套虚拟主动操作装置是不现实的。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种主从机械手主动操作模拟装置，能够真实地模拟核燃料后处理厂用伸缩式主从机械手主动操作，提高员工操作技能；同时减少搭建成本和占用空间，增加系统的复用性、灵活性和经济性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种主从机械手主动操作模拟装置，包括定位托盘、连接部件以及控制手柄，所述定位托盘为倒置的球冠形，所述连接部件放置在所述定位托盘上，所述连接部件包括底座滑块和固定在所述底座滑块上的控制手柄支架，所述控制手柄可前后左右摆动的固定在控制手柄支架上；所述控制手柄包括摇杆和套设在所述摇杆上的套筒，所述套筒上设有起夹紧作用的握杆。

进一步，所述底座滑块底部形状为球冠形，该形状与所述定位托盘的形状相适配。

进一步，所述控制手柄支架包括倾斜部和水平部，所述倾斜部与所述底座滑块相连接，所述水平部的下表面设有控制手柄固定接口，所述控制手柄通过控制手柄固定接口固定在水平部上。

进一步，所述定位托盘的曲率半径为虚拟的主动手臂长。

进一步，所述握杆为自行车车刹式握杆。

进一步，所述套筒两端设有压力感应片。

进一步，所述定位托盘的下部设有多个用以检测连接部件在定位托盘上位置的感应探头。

进一步，所述控制手柄支架倾斜部的下端设有电磁铁。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明采用球冠形定位托盘与底座滑块模拟粗大笨重的主动手的摆动和肩部旋转；通过在控制手柄上设有压力感应片，该压力感应片受力分析模拟主动手的伸缩，大大减少了装置尺寸，降低了空间的占用量；

(2)采用可更换的定位托盘和底座滑块，可以模拟多种不同规格的伸缩式主从机械手的主动操作，提高了装置的复用性；

(3)本发明简单灵巧、占用空间小、复用性强、经济性好，可广泛应用于机械手的研发、操作培训等领域。

附图说明

图1是核燃料后处理厂用伸缩式主从机械手从动手运动自由度示意图；

图2是本发明主从机械手主动操作模拟装置的结构示意图；

图3是图2的A向视图；

图4是图2的B向视图。

图中：1-定位托盘2-连接部件3-控制手柄21-底座滑块22-控制手柄支架31-摇杆32-套筒33-握杆

具体实施方式