核电机器人关键技术与智能装备研发及应用

本成果针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

为保证核电站正常、安全地运作，可利用机器人取代操作人员定期对核设施内部的设备进行检查、维修，以避免设备故障、老化等现象出现。针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。

成果一：整体螺栓拉伸机拉伸量自动测量装置实现了对反应堆压力容器顶盖主螺栓拉伸量及残余拉伸量的远程自动测量，降低了人员所受辐射剂量，提高了系统整体工作效率。

成果二：蒸汽发生器一次侧堵板操作机器人完成核电站蒸汽发生器一次侧堵板的安装、紧固、自动充气密封和拆除，利用定位装置可360°旋转的螺栓紧固机械手、力矩反馈传感系统和视频监控系统实现智能定位、自动路径规划、螺栓拧紧力矩的自判断、气压密封和过程监控。

成果三：建立了首套核反应堆探测器组件自主回收作业机器人系统，并进行了误差建模、系统标定、精度测试与实验验证，验证了系统的可靠性和有效性。

主要性能指标包括重复定位精度、视觉定位精度、具备轨迹跟踪、视觉伺服控制、力感知、目标精确测量功能。

潜在应用领域及场景：核电站蒸汽发生器内一侧堵板安装、反应堆顶盖螺栓拉伸量测量、高放射性废物体积最小化回收。

用户及合作对象：中广核研究院有限公司、中国核工业集团有限公司、国核电力规划设计研究院。

各系统已进行了多类实验验证，包括：螺栓拉伸测量实验、一次侧堵板安装实验、探测器组件回收实验等，实现了目标高精度测量、自主安装、定位、输送、力检测、体积最小化处理等功能。

成果具备个性化功能，针对核电站内不同操作需求完成相应检测、维护与退役等任务，机器人可针对不同堆型进行优化改进。随着核工业飞速发展，新型核反应堆日益增多，同时也面临核反应堆退役等情况，对核电站内多种操作任务的需求增加，成果中的专用机器人具有广泛的应用前景。基于当前研究成果，国内相关产品极少，故成果具有较强核心竞争力，预计收益可达亿级。

201310321439.X；201310024359.8；201910243130.0；2014SR090664；2015SR003286；2015SR003289；2019210604542；2019210604538；2020104426437；2020104439422；2019106133071；2019102431334；2019106133067；2019102437792；2020104439422；2020104426437