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蒸汽发生器传热管涡流检验的三自由度检测机械臂运动学分析与定位求解

肖湘 高三杰 蒋维宇 刘莉 李书良

肖湘, 高三杰, 蒋维宇, 刘莉, 李书良. 蒸汽发生器传热管涡流检验的三自由度检测机械臂运动学分析与定位求解[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 151-155. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0151
引用本文: 肖湘, 高三杰, 蒋维宇, 刘莉, 李书良. 蒸汽发生器传热管涡流检验的三自由度检测机械臂运动学分析与定位求解[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 151-155. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0151
Xiao Xiang, Gao Sanjie, Jiang Weiyu, Liu Li, Li Shuliang. Kinematics Analysis and Positioning Solution of Three Degrees of Freedom Manipulator for Eddy Current Inspection of SG Heat Transfer Tube[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 151-155. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0151
Citation: Xiao Xiang, Gao Sanjie, Jiang Weiyu, Liu Li, Li Shuliang. Kinematics Analysis and Positioning Solution of Three Degrees of Freedom Manipulator for Eddy Current Inspection of SG Heat Transfer Tube[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 151-155. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0151

蒸汽发生器传热管涡流检验的三自由度检测机械臂运动学分析与定位求解

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0151
详细信息
    作者简介:

    肖 湘(1981—),男,工学博士,高级工程师,现从事核电无损检测及监测系统研发,E-mail: 18627180231@126.com

  • 中图分类号: TP273;TL4

Kinematics Analysis and Positioning Solution of Three Degrees of Freedom Manipulator for Eddy Current Inspection of SG Heat Transfer Tube

  • 摘要: 蒸汽发生器传热管的在役自动涡流检验装置对定位器的定位精度要求较高,定位偏差使得探头磨损加剧甚至卡在传热管中。为了解决定位的精确计算问题,本文基于三自由度的检测机械臂,建立了机械臂关节的运动学模型,对正、逆运动学进行了定位计算求解,同时为解决安装机械臂时基座的位置偏差提出了误差消除的方法。试验结果表明,该定位计算方法的结果准确、稳定可靠。

     

  • 图  1  三自由度检测机械臂结构示意图

    Figure  1.  Structure of Three-degree of Freedom Detection Manipulator

    图  2  建立坐标系

    l1—大臂长度; l2—小臂长度;θ1—大臂旋转角度;θ2—小臂旋转角度      

    Figure  2.  Establishment of Coordinate System

    图  3  基座位置误差消除原理图

    Figure  3.  Schematic Diagram of Base Position Error Elimination

    图  4  测试验证方法

    Figure  4.  Verification Method

    表  1  27组管子机械臂定位测试结果

    Table  1.   Test Results of Manipulator Positioning for 27 Groups of Tubes

    管号
    (ROW,COL)
    Rn/mm Cn /mm ER/mm EC/mm
    (46,29) 0 0 0 0
    (46,30) 30.21 29 2.78 1.57
    (46,31) 30.21 28 2.78 0.57
    (46,32) 30.21 27 2.78 −0.43
    (46,33) 29.21 28 1.78 0.57
    (46,34) 30.21 27 2.78 −0.43
    (46,35) 29.21 26 1.78 −1.43
    (46,36) 28.21 26 0.78 −1.43
    (46,37) 28.21 27 0.78 −0.43
    (46,38) 29.21 29 1.78 1.57
    (46,39) 28.21 27 0.78 −0.43
    (46,40) 28.21 27 0.78 −0.43
    (46,41) 28.21 27 0.78 −0.43
    (46,42) 29.21 29 1.78 1.57
    (46,43) 29.21 29 1.78 1.57
    (46,44) 28.21 28 0.78 0.57
    (46,45) 27.21 28 −0.22 0.57
    (46,46) 27.21 26 −0.22 −1.43
    (46,47) 25.21 30 −2.22 2.57
    (46,48) 24.65 29 −2.78 1.57
    (46,49) 25.21 30 −2.22 2.57
    (46,50) 24.65 28 −2.78 0.57
    (46,51) 25 28 −2.43 0.57
    (46,52) 25 27 −2.43 −0.43
    (46,53) 25 29 −2.43 1.57
    (46,54) 24.91 27 −2.52 −0.43
    (46,55) 24.91 30 −2.52 2.57
    平均偏差 0.07 0.49
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-14
  • 修回日期:  2023-07-25
  • 刊出日期:  2023-10-13

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