ITER部件转运车六自由度并联平台设计与分析

发布时间：2020-04-01 20:04

【摘要】：ITER全称InternationalThermonuclear Experimental Reactor，国际热核实验堆，是目前核聚变领域内全球规模最大，影响最深远的科学工程项目。其主要目标是建造一个可持续燃烧的托克马克聚变反应实验堆，验证人类和平利用核聚变的可能性。ITER部件转运车主要作用是完成聚变反应堆内零部件的转运、拖拉和维修等工作。其中六自由度并联平台是转运车上的一个核心部件，它在导航系统的引导下，调整转运车车厢空间的六个姿态，从而完成车厢与托克马克真空室的准确对接。该平台是集成机械、液压和控制一体的高精尖自动化设备，包括空间的三个移动和转动自由度，其设计和搭建的重要意义在于掌握高精尖产品的设计方法和设计理念，通过该平台的对接试验，加快我国ITER项目研究的进展，尽快实现我国对可持续资源的需求。 本文基于现有六自由度并联平台的运动和动力学基本理论，并根据转运车并联平台的实际需求情况，，首先，从机械结构上设计出符合需求的并联平台，并对其关键零部件进行强度和安全校核；其次，对主要受力部件进行了有限元分析，考虑到该平台的对接精度要求，又对其下平台进行了模态分析，最后对整个平台的液压系统进行了详细全面的设计。 设计和仿真结果表明，该并联平台可以承载20t的载荷和具有0.03mm（0.05°）的重复定位精度，可以满足转运车车厢的对接需求，在ITER项目上具有一定的参考价值。
【图文】：

图 1.1 ITER 主机示意图Fig 1.1 ITERinstruction chart of host世界上仅次于国际空间站的又一个国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术

需要调整转运车车厢空间的六个姿态。如图1.2 所示，在转运车车厢对托克马克真空室窗口对接的同时，需要完成空间六个位姿的调整。图 1.2 转运车与托克马克真空室对接示意图Fig 1.2 Instruction chart of Cast and Tokamak vacuum chamber docking本课题正是基于这样课题研究背景前提下，希望搭建一个能进行 ITER 部件转运车车厢姿态精确调整的六自由度并联平台来满足课题需求。本论文先从 ITER 部件转运车并联平台的工作原理和需求出发，进而分别从原理、结构、受力、液压等方面阐述。1.2 本课题来源及意义1.2.1 课题来源本课题来源于科技部 ITER 计划国内外研究专项（课题编号：2012GB102002）——ITER 部件转运车关键技术及相关基础研究。对于该车厢调姿系统的大载荷、高重复定位精度需求，并联平台具有刚度大，调姿精度高、承载能力大等诸多优点，无疑是解决上述问题较好的方法之一。托克马克真空室 双向密封门 转运车 调姿平台
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL631.24

【参考文献】

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本文编号：2610893