核电站水下作业机械手研究及工作空间分析

张星星

（上海电机学院 高职学院，上海 200000）

核电站水下作业机械手研究及工作空间分析

张星星

（上海电机学院 高职学院，上海 200000）

文章通过对核电站水下作业环境分析，研制了一款用于核电站反应堆和乏燃料水池水下作业的六自由度机械手。然后分别用图解法、蒙特拉罗法、仿真法共三种方法对机械手末端执行器进行工作空间分析，针对此次机械手自由度多、正运动学正问题易求解等特点，经过对比蒙特卡洛法相对来说更快速准确地求解该机械手末端执行器的工作空间。

水下作业机械手；图解法；蒙特卡洛法；仿真法

1 引言

目前，核能及核电站在很多国家所占比例越来越高，特别是自1986年乌克兰切尔克贝利发生核泄漏事故以及2011年日本福岛核电站发生核泄漏事故之后。核电站内的关键设备多处于水下放射中，可能发生乏燃料水池裂纹、孔洞、破口等，采用机器人技术代替人工来维护和维修，既保护了维修操作人员的人身安全，又能提高作业效率，具有重要意义。其中美国和日本在核电站机器人研制方面发展最快，而我国也越来越受到研究人员的关注，普通的核电站陆地机器人很多，而针对水下作业环境，尚存在密封性能低、负载能力弱等特点。因此文章研制了一种专门用于水下核电站的机械手，其关节结构紧凑、承载能力大。

而机械手的末端工作空间对于其作业和工作能力扮演重要角色，也是设计和研究阶段必须要考虑的因素。……