Page 112 - 无损检测2024年第六期
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马思敏，等：
反应堆压力容器主螺栓孔的视频扫查装置
行了功能测试，旨在降低现场工作人员承受的辐射 任意时刻的瞬时角速度相等，由此可以保证前后轮
剂量，提高核电机组在役检查的效率。 瞬时转速一致。由于圆周运动中内外侧轮转速不一
致易引起车轮打滑，内侧两轮设计为驱动轮负责动
1 技术方案
力输出，外侧轮内部镶嵌有轴承使其作为从动轮自
1.1 关键技术 由转动。行走机构的两侧布置有靠轮，其在工作时
该装置需要解决的关键技术主要有2个：① 装 紧靠在法兰两侧的内外壁上，补偿设计及加工误差
置在RPV（反应堆压力容器）法兰表面绕圆心实现 引起的行走路线偏离。
圆周运动；② 装置在指定螺栓孔处精确定位。 1.2.2 螺栓孔定位技术方案
1.2 技术路线 扫查装置的定位是靠设备前端的距离传感器实
1.2.1 圆周运动技术方案 现的。当设备进行环绕运动时，距离传感器检测对
装置绕法兰面进行圆周运动是靠机械结构实现 象为压力容器法兰表面，在经过螺栓孔时，由于螺栓
的，扫查装置行走机构结构示意如图1所示。 孔底部与法兰面存在明显高度差，传感器内部电压
由高电平变为低电平，控制系统控制伺服电机向前
行走固定距离，使扫查摄像头行走至螺栓孔正中心，
如此控制可消除行走装置累计误差的影响。视频扫
查装置的定位控制流程图如图3所示。
图 1 扫查装置行走机构结构示意
行走模块的外壳为圆弧形，圆弧的几何圆心即
为顶盖法兰的圆心，两个前轮的轴线与两个后轮轴
线夹角为13°。理论上一个电机即可驱动装置绕法
兰面进行圆周运动。在壳体内部，直流伺服电机安
装在底盘内侧，电机的方向与车轮前轴垂直，通过锥
齿轮组将动力传递给双联万向联轴节，在设计上要 图 3 视频扫查装置的定位控制流程图
保证联轴节的主动轴和从动轴与中间轴的夹角α相
等。双联万向联轴节的速度传递示意如图2所示。 2 系统构成
反应堆压力容器主螺栓孔视频扫查装置由机
械模块、电气控制模块和操作软件 3部分组成。机
械模块由表面行走模块、摄像头升降模块、摄像头
图 2 双联万向联轴节的速度传递示意 旋转模块 3部分组成。该视频扫查装置结构如图 4
此时双联万向联轴节瞬时角速度传递公式可 所示。
写为 2.1 机械模块
ω cosα 2.1.1 表面行走模块
1 = （1）
ω 1-sin α cos φ 表面行走模块是设备的主要承载机构，主要承
2
2
M M
ω cosα 载摄像头升降模块、摄像头旋转模块、控制箱等机
2 = （2）
ω 1-sin α cos φ 构。表面行走模块通过结构设计，实现了采用一个
2
2
M M
式中：ω 为主动轴的速度；ω 为从动轴的速度；ω 为 直流伺服电机便可使设备在RPV法兰外表面进行圆
1 2 M
中间轴的角速度； φ 为中间轴的转角。 周运动。设备运动的停止则通过传感器实现了自动
M
由此可以得出结论，ω 1 =ω 2 ，主动轴和从动轴在 控制。
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2024 年 第 46 卷 第 6 期
无损检测
