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

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

2、機械臂各部件都可能受到破壞，諸如電機線圈在高溫下會燒毀、編碼器等電子器件會被高能粒子穿透損壞等。在設(shè)計機械臂系統(tǒng)時，需要重點考慮對其關(guān)鍵單元部件的防護。一方面，針對強核輻射的因素，通過大量調(diào)研設(shè)計出高耐輻射的單軸關(guān)節(jié)運動模塊，該模塊包括驅(qū)動控制、視覺系統(tǒng)以及設(shè)備通訊等部分，并且分別從以上部分提出針對性的防輻射設(shè)計，為之后機械臂整機防輻射特性的增加提供指導(dǎo)。另一方面，針對高溫問題，提出了熱加固部件保護機械大臂，結(jié)合水冷防護保護小臂的方案。