(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210551422.2 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 刘伊威　杨楠　李雪元　崔士鹏　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 高媛 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 15/04(2006.01) B25J 5/00(2006.01)B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 核设施退 役双臂机 器人及控制系统 (57)摘要 核设施退役双臂机器人及控制系统， 属于核 设施退役技术领域。 机器人的液压系统执行端与 移动平台后端固定连接， 回转平台转动安装在移 动平台前端中部， 液压系统执行端与工具库连 接， 工具库设置在液压系统与回转平台之间， 工 具库的每个工具后端均与一个工具端快换接头 固定连接， 两个机械臂均固定安装在回转平台 上， 两个机械臂末端均固定有机械臂快换接头； 当机械臂快换接头与工具端快换接头快速对接 时， 实现机械臂取工具操作。 远程控制系统通过 网络交换机分别 与两个机械臂系统信号连接， 远 程控制系统与网络交换机双向信号连接， 网络交 换机与两个机械臂系统双向信号连接。 本发明用 于核燃料后处 理厂房设备 管道拆除。 权利要求书2页 说明书7页 附图11页 CN 114918938 A 2022.08.19 CN 114918938 A 1.一种核设施退役双臂机器人， 其特征在于： 包括移动平台(7)、 液压系 统(1)、 工具库 (8)、 回转平台(6)、 两个机 械臂(3)、 两个机 械臂快换接头(5)及多个工具端快 换接头(2)； 液压系统(1)的执行端与移动平台(7)的后端固定连接， 回转平台(6)转动安装在移动 平台(7)的前端中部， 液压系统(1)的执行端与工具库(8)连接， 工具库(8)设置在液压系统 (1)与回转平台(6)之间， 工具库(8)的每个工具的后端均与一个工具端快换接头(2)固定连 接， 两个机械臂(3)均固定安装在回转平台(6)上， 两个机械臂(3)的末端均固定有机械臂快 换接头(5)； 当机械臂快换接头(5)与工具端快换接头(2)快速对接时， 实现机械臂(3)取工 具操作。 2.根据权利要求1所述的核设施退役双臂机器人， 其特征在于： 移动平台(7)为履带式 移动平台。 3.根据权利要求1所述的核设施退役双臂机器人， 其特征在于： 工具库(8)包括工具安 装平台和五个工具， 工具安装平台的外边缘设有多个凹槽， 五个工具分别装在对应的凹槽 内， 五个工具分别是盘式切割工具(801)、 剪切工具(802)、 钻孔工具(803)、 夹持工具(804) 及等离子切割工具(80 5)； 液压系统(1)的执 行端与工具安装平台后端连接 。 4.根据权利要求1 ‑3中任一权利要求所述的核设施退役双臂机器人， 其特征在于： 两个 机械臂(3)中心线呈12 °对称布置 。 5.一种核设施退役双臂机器人控制系统， 基于权利要求1 ‑4中任一权利要求所述的一 种核设施退役双臂机器人， 其特征在于： 核设施退役双臂机器人控制系统包括远程控制系 统(9)和现场操作系统(10)， 现场操作系统(10)包括网络交换机(101)和两个机械臂系统 (102)， 远程控制系统(9)通过网络交换机(101)分别与两个机械臂系统(102)信号连接， 其 中， 远程控制系统(9)与网络交换机(101)双向信号连接， 网络交换机(101)与两个机械臂系 统(102)双向信号连接； 每个机械臂系统(102)包括工业相机组、 零位光电开关组、 A RM微处理器组； 通过网络交 换机(101)与六轴运动控制器、 电机驱动器组及直流无刷力矩电机组依次双向信号连接， 零 位光电开关组与机械臂(3)的六轴运动控制器信号连接， 机械臂(3)的一对极旋转变压器组 与电机驱动器组信号连接， 工业相机组与ARM微处理器组双向信号连接， ARM微处理器组与 网络交换机(101)双向信号连接； 网络交换机(101)、 ARM微处理器组、 六轴运动控制器、 电机驱动器组均安装在小机柜 (11)内， 小机柜(1 1)安装在回转平台(6)上。 6.根据权利要求5所述的一种 核设施退役双臂机器人控制系统， 其特征在于： 远程控制 系统(9)包括遥操作控制台、 界面显示屏(91)、 嵌入式工控机(92)及操作手柄(93)； 界面显 示屏(91)、 嵌入式工控机(92)及操作手柄(93)均安装在遥操作控制台上， 界面显示屏(91) 与嵌入式工控机(9 2)信号连接， 嵌入式工控机(9 2)与操作手柄(93)信号连接， 其中， 操作手柄(93)， 用于将 操作信号发送至嵌入式工控机(9 2)； 嵌入式工控机(92)， 通过网络交换机(101)分别与机械臂(3)的六轴运动控制器和ARM 微处理器双向信号连接， 用于将操作信号转换为操作指 令， 并通过网络交换机(101)发送至 两个机械臂系统(102)， 同时通过网络交换机(101)接收两个机械臂系统(102)的视频信号 和电机运动参数反馈信号； 界面显示屏(91)， 用于显示带有机械臂(3)的操作界面， 所述带有机械臂(3)的操作界权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114918938 A 2面包括现场实时影 像和电机运动参数指标。 7.根据权利要求6所述的一种 核设施退役双臂机器人控制系统， 其特征在于： 零位光电 开关组包括六个零位光电开关， 六个零位光电开关与机械臂(3)的六轴运动控制器通过六 个I/O接口信号连接； 工业相机组包括两个工业相机， ARM微处理器组包括两个ARM微处理器， 两个工业相机 通过USB接口与两个ARM微处理器一一对应信号连接； 两个工业相机安装在各自的相机支架 (4)上， 其中一个相机支架(4)安装在机械臂(3)的末端与机械臂快换接头(5)之间， 另一个 相机支架(4)安装在回转平台(6)上， 并位于 机械臂底座的前端， 用于作业时全景监控。 8.根据权利要求7 所述的一种核设施退 役双臂机器人控制系统， 其特 征在于： 机械臂(3)的六轴运动控制器， 用于接收嵌入式工控机(92)发送的操作指令， 并将直流 无刷力矩电机组中每路电机的运动指标和参数进行 上传； 机械臂(3)的六轴运动控制器， 还用于向电机驱动 器组发送操作指令， 并从电机驱动 器 组获取每路电机的运动指标和参数； 机械臂(3)的六轴运动控制器， 还用于通过零 位光电开关组测量每路电机的初始零 位； 机械臂(3)的电机驱动 器组， 用于接收六轴运动控制器的操作指令， 并实时上传直流无 刷力矩电机组中每路电机的转动角度信息、 电机过 热信号和过压信号； 机械臂(3)的直流无刷力矩电机组， 用于根据操作指令带动所在机械臂(3)做指定动 作； 零位光电开关组， 用于测量每路电机的初始零位， 并将测量信号发送至六轴运动控制 器； 机械臂(3)的一对极旋转变压器组， 用于检测每个直流无刷力矩电机的转动角度， 返回 增量信号传递给电机驱动器组， 由电机驱动器组对直 流无刷力矩电机组进行闭环控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114918938 A 3