Brevet FR2626807A1 — publié le 19890811

La nréments invention concerne un rabot polyvalent de manioulation et d'intervention destin6 aux opérations de maintenante, de contrale et de rèparations dans les boites de generateurs de vaneur de reacteurs nucléaires qualque sont l'inclineison de l' echanquer de chaieur concerné par rapport a ia verticale ansolus L'architecture de ce maninulateur permet les interventions sur toutes les zurfaces de la hoite a eau des achangeure de chaisur fique 2 dont essentiellement la plaque tubulatre (9) , le bol émisptérique ( 10), la plaque de separation (11) et lels tuyeuteries d'entres et de sortiw des fluides primaires (12). Le robot est caracterise Par un assemblage compact et encastrable one structures permettant la mise en place sans intervention humaine dans la boite a eau qui est un milieu tres irradiant Ce robot en exploitation permet le retour au trou d'homme et le chanoment doutils mors de la boite a eau sans enposstion de personnel de mise en oauwre Ce sonot comprens : - un socle (1) de liaison m6cant oue vec l'autrieur du trou d'bowme zur lequel il est boulonne. - une emnese d'orientation en cas 0 à 360. - 3 articulations couples (3) (4) (5) - 3 structures (6) (7) (8) s'entastrant l'une dns l'autre et mannevrées sur trois axes par les articulations - d'un bras d'entrêmité qui comporte une motorisation coaniale de 0 à 360' et d'une platine de travail en ertrémité assurant une orientation- e de t à 360 sur un axe vertical par rapport a l'axe du bras Aonlitations a toutes les opérations de maintenance, de controle et de réparatrons qui relèvent des procédés automatiques Compte tenu de sa compamité, de sa légérsté et de sa simplicité de mise en oeuvre ,il trouvera éqalement son annlitation par l'homme de l'rt dans toutes les applications an milieux hostiles mt particuli8rement sous man. L'ensemble ntrurturel du robot etant étanche, un blinnage électronique est particuliérement dapté pour le champ de bataille ou l'accident mucléaire. l'ampert compact et performant de ce bras repliable et encastrable trouve également san application sur la navette de 1 espace DESCRIPTION GENERALE Ce telémantpulateur fiqure 2 tomporte - un mocle (1) relie rigidement à l'axterieur et fixé par des boulons sur le trou d'homme pr l'intermédiaire d'un colerette 1 ) . Ce socle est positionne et réglé pour otablir un plan parallèle à la plaque tubulaire et comporte le récentacle de l'embase du robot, @ une embase (2) uni est finée sur le socie par la collerette infrerieure .L'embasse posséde une motorisation en cao de O & so pour assurer le positionnement du robot articulations "couples' (3) (4) (5) amsurent les manipulations des charqes voisines de 50 kos en emtrémite et definiasent le positionnement o à 360 en sites de cnacun des composants du robot - 3 structures encastrables ( à ) 7 ) ( 8 1 qui permettent le repliement compiet du robot figure 3 et figure 4, Le bras g B 5 se replie dans le bras ( 7 S et 1' ensemble des tres@ 7 ) et 8 3 se replient dans le bras principal t Ces 3 structures ancastraules donnent au ronnt un volume attif tres grand, permet d'etre introduit sans difficulte et sans démontage par le trpu d'homme de dimenzion limitée pour la mise en place dans la boite & eau qui est un milieu radipactit. Cette position replise figure 4 a l'avantage de factilter le transport dans les endroits encombr6s que sont les compartiments sréacteurs étancmme Ces structures sont en alliages legers ou esmposities pour limiter le poids total du robot. EXPLOITATION ET POBITIONNEMENT figure 5 et figure a Le robot sur son socla en boite à eau ast positionnà sur un plan parllels au plan de la plaque tubulaire . la motorisation de 1 ' embase assure un positionnement circulaire o à 360 sur ces plans L'articulation (5) permet l'orientation en altitude et site A) par rapport au plan 20. cette rotation est assurée autour de l'axe @@' du plan 20 et se situe concordant par rapport a l'axe vertical de l'embese vv" Le bras principal permettant l'encastrabilité de 1 l'ensemble assure la liaison rigide de l'articulation principale ( 5 avec le bras secondaire par l'intermédiaire d'une articulation dite secondaire (4 Les axes des deux articulations ( 5 ) et ( 4 > sont a une distance k .L'axe yy, sa situe dans le plan paralléle @ au plan 20 défini par l'axe xx* L'articulation 5 réalise le positionnement an site (A) - Le pras sacondaire essure la liaison rigade avec l'axe d'articulationt 3) du bram d'entrémité , l'axe de l'articulation determine la plan de travail ( 40 ) parralléle à la plaque tubutaire pian ( 50 ), L'artarulation ( 3 )' est à une diztunce V de l'aus VV* . L'articulation ( 4) realtse le mositionnement en site ( B ) . L'acticulation ( 3 lassure positionnement de l'axe du bras d'extrémité confoandu avec leplan ( 40 ) par l'orientation en site ( C ). - Le bras d'antrémite (8) actionné par l'articulation (3) possene en entremité une platine de positionnement fin (5) dens un ane perpenditulire au plen 40. Le mositionnement en cas de l'embase (D0 puis le positronnement en cap (E) he la platine de positionnement fin parmet le travail dans l'axe de tubes de la plaque tubulaire sur le plan 50 cuelque soit le pargage triangulaire ou rectngulaire de celle ci figure à. La distance de l'are de la platime d'extrémité à l'axe xz du plan ( 40 ) ze sitwe à une distance ( d ) constante sur ce plam pour un plan de travail ( 40 ) parailale à la plaque tubulaire ( 50 ). - Le distance de l'axe vertical de l'embase xx à l'axe de travail ww projeté sur le plan (50) est réalisé par la prosection du bres principal X par le site A, puis par la prosection du bras secondaire y par le site B et la mistanue d du bras d'entremite Le positionnement en cap est réalisé par la rotation de l'empame angle ( D ) et de la rotation de l'entrematé angle ( E ) 1 = * cos A + y con B + d. L'orientation et la constructiond e la platine de travail figure 7 permet en plus t'ne -grande capacité de travail selon la contiguration du pergage de la plaque tobulaire et de la platine adaptée ( 1 ) l'esemple présenté par la figure 7 montre le nombre important de tubes que l'on peut traiter manx changer la position principale du robot dans l'ars du tune vise 2 ARTICIRATIONS COUFLES figure B Des artitulations couples permattent le mouvement du robot sous deun modes du fonctionnement - un fonctionnement dynamique sans mise ers oeuvre des freins a) ectromnquétiques - un fonctionnement en positionnement fixe avec mise en deuvre alectrofreine de biocage en positionnement mite Cette articulation standard représentée sur 1 figure (8) comoorte - une platine motrite ( 1 ) avec un moteur haute porformance counle ( 2 ) et une géneratrite tachymetrique ( 3 ) Ces deus elements sont concentriques le support statorique ( 4 ) des encoulements de la qénératice tachymetrique à une épaisseur minimun de 6 mm en alliage amagnétique une platine réductrice ( 5 ) assure la transmission du mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un élément de reduction ( 6 ) uni entraine une cloche de motorisation ( 7 ) concentriques à la platine motrice et à la platine de réduction - un élément de codage et de positionnement haute ramolution ( 8 ) est intégré à l'extremité de la platine de réduttion et activé par la partie menée dont il faut détecter le positionnement Ce montage en extrémité permet de n'affranchir des reux de réduction et autorise un remplacement rapide des resolveurs sans démontage du robot. Cet assemblage a l'avantage en plus d'isaler macaniquement ainsi qu'électriquement l'élement ensible de positionnement de l'articulation et de réaliser le blindage électromagnétique d'ambiance nucléaire fortement radioactive. - une platine de freinese eletromagnétique montée en bout afin de permettre, le réglage, le démontage et la réparation sans affecter l'assemblabe de l'articulation comports : un element de structure C 12 ) monté concentrique a la platine motrice . cat élément reçoie un bobinage statorique ( 13 ) de maintian jA l'autrémité du rmtog ( 14 ) de cette articulation est monte un disque ( 15 ) amagnétique qui comporte à sa périphérie un disque ( 16 ) megnetique qui permet d'assurer le couplage magnetique avec stator ( 11 ) Au frein .Le diamétre du dimque ( 15 ) sera de 20mm nupérieur eu diametre d'ektrémite de l'arbre ( 14 ) pour aliminer les perturbutions magnétiques de la platine motrice L'aivaole ( 10 ) assure la préssurimation de l'articulation les diaphragmes ( 1 11 lpermettant la ventillation interne de la platine motrice et de la platine de freinage LE BRAS D EXTREMITE NLMERD 3 tigure 9 Le bras n 3 figure 9 peut se replier et s'encastrer dans le bras secondaire ce qui permet 1 accessibilité de la structure de ce robot polyvalent en espace limité d'acces au trt d'homme sans difficulté de mise en oeuvre te bras comporte autre la liaison avec le bras secondaire pour une articulation de menoeuvre en eite ~un shsemble de motorisation tmuole concentrique ( 1 ) à la structure du bras3 permettant la rotation sur lui meme de O X 350 pour l'aus PP' L'entremité du bras 3 comporte une autre articulation couple concentrique qui permet l'orièntation de la platine (2) pour tenir compte des configurations de travail sur la plaque tunulaire quelque soit le perçage de la plaque Cette platine d'extrémité comporte une transmission conique ( 3 ) entrainée par la motorisation platine ( 4 ) La platine comporte : : - un codeur de positionnement t 5 } - une optique dé centrage et d'analyse de forme permettant un centra fin du robot t 6 > - un bloc de calCul inertiel de positionnement absolu assurant la corrélation et le positionnement précis selon le bauclage corrigé d'une chaine informatique de controle commende 3 REVENDICÀTIONS 1: Ce télémanipulateur destin aux opérations sur générateur de vapeur est caractérisé en ce qu'il comporte -un socle métallique fixé sur le trou d'accès à l'enceinte délimitée par l'enveloppe ( 10 ) . Ce socle assure le positionnement de l'embase motorisée (2) fixée par sa collerette (12) -un ensemble de 3 bras articulés (6,7 8) permettant d'accéder à toutes les zones de la buite a eau et plus particulièrement de la plaque tubulaire(9) -3 articulations couples (3-4-5) assemblées en 3 platines assurant la manoeuvre des bras (6-7-8) 2 :Ce télémanipulateur selon la revendication 1 est caractérisé en ce qui comporte un bras d'extrémité (S > qui peut se replié dans la structure creuse du bras secondaire (7) Cette structure exterme (7) peut se replier dans la structure creuse du bras principal (6) Ces structures ancasrables sont réalisées en matériaux composites 3) Ce télémanipulateur selon les revendications précédentes comporte les bras (6-7-8) concentriques et centrés selon l'axe VV .Les axes d'articulations sont centr6s sur l'axe VV dans l'axe de la structure du bras principal 4 : Ce télémanipulateur selon les revendications Précédentes est caractérisé par le positionnement en distance sur la plaque tubulaire selon la définition dedeux plans paralléles fixes (20-40) avec un plan d'articulation variable (30) permettant de définir la distance par projection des trois bras du robot selon 3, sites angulaires (A) (B) (C) L'axe du positionnement de l'extrémité du bras 8 .WW'om trouve concentrique a l'axe du tube vis sur la plaque tubulaire L'orientation en cap est réalisée par la rotation de l'embase motorisée (2) S : Ce télémanipulateur selon les revendications prémédenten monté en boite à eau permet la présentation des bras (7) et (8) dans raxe d'orientation du trou d'homme et permet d'avoir le bras d'extrémité 8 hors irriadiation nuclaire 6 :Télémanipulateur selon les revendication précédentes caractérisé par le fait que cet ensemble est motoris par des articulations couples étanches préssurisables assurant la polyvalence d'emploi en air et sous eau Ce montage concentrique a la cloche d'entrainement (7) permet la pressurisation de l'alvéole exterieure (10) et de l'articulation par les diaphragmes (11) 7 : Télémentpulateur seion la revenditation précédente comportent des articulations couples 3-4-5 qui mant constitues par l'assemblege de 3 platines fonctionnelles Une platine dont la structure (1) permet le montage d'une génératrice tachimétrique (3) concentrique avec un moteur couple (2). 8 : Télémanipulateur selon les revendications précédentes (8.7) comporte dans les articulations couples -une platine réductrice (6) avec résolveur de position fi ce résolveur est directement mutwainê par la cloche d'entrainement (7) et est concentrique à l'axe d'erticulation 9 : Télémanipulateur selon les revendications précédentes (6.7.8) comporte dans l'artiuietion - une platine d'extrémité de freinage qui comporte une structure (12) venant se figer sur la platine motrice (1).Cette structure permet la fixation de l'élément statique du arein (13) . Le couplaqe du freinage electromagnétique est réalisé par la fixation d'un volant niagnêtique (16) qui reçoit la disque de freinage magnétique (16). ce volant est touplé 20 apar vis au rotor primaire(l4 Ce couplage concentrique assure une protection- das, composante contre l'irradiation nucléaire à une valeur de 50 rad/heure 10 t Télémanipulateur selon les revendications prétédentes caractérisé par le bras d'autrèmite (8) qui comporte un premier ansemble motorisé couple (1) assurant la rotation de celuici de C à 360 et d'une deuxieme motorisation couple (4) qui awsure la rotation de la platine d'extrémité 0 à 360 (2) permettant le travail zur toutes les plaques tubulaires quelque soit le perçage rectanguiaire, crré, trianqulaire ta conception de cette platine d'extrémité avec réamlution haute définition (5) parmet l'ancastrabilité d'un élément d'analyse de forme (6) et d'un élément sensible (7) de positionement absolu dans l'espace et dans l'axe de r6férence du point de visé aus WW'