專利名稱：熱核聚變試驗堆中傳輸清洗電極的隨動傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱核聚變試驗用機械傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱核聚變試驗堆(ITER)中傳輸直流輝光放電清洗電極(GDC電極)的隨動傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在熱核聚變試驗堆(ITER)的技術(shù)當(dāng)中，需要通過傳輸機構(gòu)將直流輝光放電清洗電極(以下簡稱⑶C電極)從外部輸送到熱核聚變試驗反應(yīng)室中。現(xiàn)有技術(shù)中的傳輸機構(gòu)，包括⑶C電極、⑶C電極傳輸車和徑向軌道，由于在傳輸過程中，⑶C電極具有移動(徑向運動) 和仰起(轉(zhuǎn)動60°角)的動作，為了實現(xiàn)這兩個動作，已有的設(shè)計是在GDC電極傳輸車上分別安裝一臺移動驅(qū)動電機和一臺轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，但是，由于現(xiàn)有的電機滿足不了熱核聚變試驗堆超高真空(10-6pa)、強大的中子輻射和高溫(250°C)環(huán)境的要求，在傳輸過程中存在安全隱患，且使用壽命低，維修不方便，需要對已有的技術(shù)方案進行改進。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種不需要移動驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，即可實現(xiàn)GDC電極徑向運動和轉(zhuǎn)動仰起動作的一種熱核聚變試驗堆(ITER)中傳輸GDC電極的隨動傳動機構(gòu)，并以此滿足熱在核聚變試驗堆超高真空(10-6pa)、強大的中子輻射和高溫(250°C)環(huán)境下傳輸⑶C電極的要求。本實用新型采用的技術(shù)方案包括⑶C電極、⑶C電極傳輸車和徑向軌道，在⑶C電極傳輸車上通過車輪軸安裝一對滾動輪，GDC電極傳輸車通過第二連接軸與隨動耳桿定軸連接，在隨動耳桿上的第一連接孔中安裝第一連接軸，在隨動耳桿上的第二連接孔中安裝第二連接軸，在隨動耳桿上的第三連接孔中安裝第三連接軸，在徑向軌道前端加工有隨動耳桿擋槽和隨動耳桿擺動槽，⑶C電極傳輸車前端通過第四連接軸與⑶C電極連接，在⑶C 電極傳輸車上面設(shè)有拉桿，所述拉桿前端通過第五連接軸與GDC電極連接，拉桿后端與第一連接軸連接，在⑶C電極傳輸車上加工有圓弧滑動槽，第三連接軸與圓弧滑動槽滑動連接，在GDC電極傳輸車上通過車輪軸安裝一對滾動輪，所述隨動耳桿為一個凸輪連桿結(jié)構(gòu)， 該凸輪連桿結(jié)構(gòu)由一體的隨動耳桿凸輪部分與隨動耳桿連桿部分組成，所述隨動耳桿凸輪部分包括凸輪前曲面、凸輪上平面、凸輪下平面、凸輪斜平面以及凸輪第一曲面、凸輪第二曲面和凸輪第三曲面，所述隨動耳桿連桿部分包括連桿前平面、連桿左側(cè)面、連桿右側(cè)面和連桿曲面，在連桿前平面上加工出第一連接孔，在凸輪前曲面上加工出第二連接孔和第三連接孔，連桿左側(cè)面與凸輪斜平面之間的夾角為α，連桿右側(cè)面與凸輪上平面之間的夾角夾為β。所述連桿左側(cè)面與凸輪斜平面之間的夾角α為120°，所述連桿右側(cè)面與凸輪上平面之間的夾角夾β為120°。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，本實用新型將四連桿機構(gòu)與凸輪連桿機構(gòu)巧妙地設(shè)計在一起，經(jīng)有限元運動軌跡設(shè)計，其中連桿部分實現(xiàn)機構(gòu)的軸向位移約束，
3凸輪部分實現(xiàn)機構(gòu)的定軸驅(qū)動約束，通過與隨動耳桿連接的第三連接軸在GDC電極傳輸車上的圓弧滑動槽中擺動實現(xiàn)GDC電極運動的導(dǎo)向和定位、通過與隨動耳桿連接的第一連接軸拉動拉桿在⑶C電極傳輸車上自由滑動實現(xiàn)⑶C電極的徑向運動、以及通過與⑶C電極連接的第四連接軸和第五連接軸使GDC電極按運動軌跡設(shè)計的三維空間仰起或放平θ角， 不需要(即取消)移動驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，即可實現(xiàn)GDC電極沿徑向軌道徑向運動和GDC電極在移動到反應(yīng)室內(nèi)轉(zhuǎn)動仰起動作兩個自由度，滿足了在熱核聚變試驗堆超高真空(10_6pa)、強大的中子輻射和高溫(250°C)環(huán)境下傳輸⑶C電極的要求，并且結(jié)構(gòu)簡單， 運行安全可靠，使用壽命長，維修簡便。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型GDC電極傳輸車與徑向軌道關(guān)系示意圖；；圖3是是本實用新型的隨動耳桿主視圖；圖4是圖3的右視圖；圖5是圖3的左視圖；圖6是圖3的俯視圖。圖中1.⑶C電極，2.拉桿，3.⑶C電極傳輸車，4、徑向軌道，4-1.隨動耳桿擋槽，4-2.隨動耳桿擺動槽，5.隨動耳桿(凸輪連桿)，5-1.第一連接孔，5-2.第二連接孔，5-3.第三連接孔，5-4.凸輪上平面，5-5.凸輪下平面；5-6.凸輪斜平面；5-7.連桿左側(cè)面；5-8.連桿右側(cè)面；5-9.連桿前平面；5-10.凸輪前曲面；Rl.凸輪第一曲面；R2.凸輪第二曲面R3.凸輪第三曲面；R4.連桿曲面；α 連桿左側(cè)面與凸輪斜平面夾角；β 連桿右側(cè)面與凸輪上平面夾角；θ GDC電極仰起角；6.第一連接軸，7.第二連接軸，8.第三連接軸，9.圓弧滑動槽，10.車輪軸，11.第四連接軸，12.第五連接軸，13.滾動輪。
具體實施方式
具體實施方式
1如圖1和圖2所示，本實用新型包括⑶C電極1、GDC電極傳輸車3和徑向軌道4，
4所述徑向軌道4長5米，在徑向軌道4前端加工有隨動耳桿擋槽4-1和隨動耳桿擺動槽4-2， 在徑向軌道4內(nèi)安裝GDC電極傳輸車3，所述GDC電極傳輸車3長2. 2米，內(nèi)裝隨GDC電極傳輸車移動的電極電纜及冷卻水管，在GDC電極傳輸車3上通過車輪軸10安裝一對滾動輪13，使GDC電極傳輸車3在徑向軌道4中的徑向移動更輕便，GDC電極傳輸車3前端通過第四連接軸11與⑶C電極1連接，在⑶C電極傳輸車3上面設(shè)有拉桿2，所述拉桿2前端通過第五連接軸12與⑶C電極1連接，拉桿2后端與隨動耳桿5上第一連接孔5-1中的第一連接軸6連接，上述結(jié)構(gòu)使拉桿2可以在⑶C電極傳輸車3上自由滑動，使⑶C電極1可以繞第四連接軸11和第五連接軸12擺動；所述隨動耳桿5為一個凸輪連桿結(jié)構(gòu)，經(jīng)有限元運動軌跡和剛度及強度設(shè)計，其形狀與結(jié)構(gòu)如圖3、圖4、圖5和圖6所示，該凸輪連桿結(jié)構(gòu)由一體的隨動耳桿凸輪部分與隨動耳桿連桿部分組成，所述隨動耳桿凸輪部分包括凸輪前曲面5-10、凸輪上平面5-4、凸輪下平面5-5、凸輪斜平面5-6以及凸輪第一曲面R1、凸輪第二曲面R2和凸輪第三曲面R3， 所述隨動耳桿連桿部分包括連桿前平面5-9、連桿左側(cè)面5-7、連桿右側(cè)面5-8和連桿曲面 R4，在連桿前平面5-9上加工出直徑為20mm的第一連接孔5_1，在凸輪前曲面5_10上加工出直徑為35mm的第二連接孔5_2和直徑為20mm的第三連接孔5_3，連桿左側(cè)面5_7與凸輪斜平面5-6之間的夾角α為120°，連桿右側(cè)面5-8與凸輪上平面5-4之間的夾角夾β 為 120° ；回到圖1所示，在隨動耳桿5上的第一連接孔5-1中安裝第一連接軸6，并通過第一連接軸6與拉桿2連接，在隨動耳桿5上的第二連接孔5-2中安裝第二連接軸7，并通過第二連接軸7與⑶C電極傳輸車3定軸連接，在隨動耳桿5上的第三連接孔5-3中安裝第三連接軸8，并通過第三連接軸8與⑶C電極傳輸車3上的圓弧滑動槽9滑動連接，⑶C電極傳輸車3上的圓弧滑動槽9從中起到定位和導(dǎo)向作用，上述凸輪連桿結(jié)構(gòu)的隨動耳桿5 與其三個連接孔分別與⑶C電極傳輸車3和拉桿2的連接構(gòu)成了四連桿機構(gòu)，本實用新型將這種四連桿機構(gòu)與凸輪連桿機構(gòu)巧妙地設(shè)計在一起，經(jīng)有限元運動軌跡設(shè)計，可以使隨動耳桿5通過第三連接軸8在⑶C電極傳輸車3上的圓弧滑動槽9中擺動實現(xiàn)⑶C電極1 運動的導(dǎo)向和定位，通過與隨動耳桿5連接的第一連接軸6拉動拉桿2在⑶C電極傳輸車 3上自由滑動實現(xiàn)⑶C電極1的徑向運動、以及通過與⑶C電極1連接的第四連接軸11和第五連接軸12使⑶C電極按運動軌跡設(shè)計的三維空間仰起(60° )或放平θ角，不需要移動驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，即可實現(xiàn)GDC電極沿徑向軌道徑向運動的動作和電極在移動到反應(yīng)室內(nèi)轉(zhuǎn)動仰起的動作。本實用新型的工作過程如下使用時，將本實用新型機構(gòu)安裝在傳輸機構(gòu)4米長的橫向軌道內(nèi)，當(dāng)GDC電極傳輸車3在遠端驅(qū)動電機及鏈條傳動的帶動下，GDC電極傳輸車3沿徑向軌道4向前移動，行程 7. 7米，當(dāng)GDC電極傳輸車3沿徑向軌道4向前移動到一定位置時，帶動隨動耳桿5與徑向軌道4上的隨動耳桿擋槽4-1接觸，由于隨動耳桿擋槽4-1擋住隨動耳桿5，隨動耳桿5不能再向前移動，此時GDC電極1正好進入熱核聚變試驗反應(yīng)室內(nèi)，再向前移動，隨動耳桿5 開始沿圓弧滑動槽9軌跡擺動，通過與隨動耳桿5連接的第一連接軸6拉動拉桿2在⑶C 電極傳輸車3上自由滑動，通過與GDC電極1連接的第四連接軸11和第五連接軸12使GDC 電極1按運動軌跡設(shè)計的三維空間仰起θ角(60° );反之，退回時，⑶C電極傳輸車3在遠端驅(qū)動電機及鏈條傳動的帶動下，沿徑向軌道4向后移動，并在⑶C電極1 (自重WOKg) 的重力作用下，隨動耳桿5與徑向軌道4上的隨動耳桿擋槽4-1分開，直到GDC電極1與 GDC電極傳輸車3成直線狀態(tài)，從反應(yīng)室中退出。
權(quán)利要求1.一種熱核聚變試驗堆中傳輸清洗電極的隨動傳動機構(gòu)，包括GDC電極(1)、GDC電極傳輸車(3)和徑向軌道(4)，在⑶C電極傳輸車(3)上通過車輪軸(10)安裝一對滾動輪 (13)，其特征在于，⑶C電極傳輸車(3)通過第二連接軸(7)與隨動耳桿(5)定軸連接，在隨動耳桿(5)上的第一連接孔(5-1)中安裝第一連接軸(6)，在隨動耳桿(5)上的第二連接孔(5-2)中安裝第二連接軸(7)，在隨動耳桿(5)上的第三連接孔(5-3)中安裝第三連接軸 (8)，在徑向軌道(4)前端加工有隨動耳桿擋槽(4-1)和隨動耳桿擺動槽(4-2)，⑶C電極傳輸車(3 )前端通過第四連接軸(11)與⑶C電極(1)連接，在⑶C電極傳輸車(3 )上面設(shè)有拉桿(2)，所述拉桿(2)前端通過第五連接軸(12)與⑶C電極(1)連接，拉桿(2)后端與第一連接軸(6)連接，在⑶C電極傳輸車(3)上加工有圓弧滑動槽(9)，第三連接軸⑶與圓弧滑動槽(9)滑動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種熱核聚變試驗堆中傳輸清洗電極的隨動傳動機構(gòu)，其特征在于，所述隨動耳桿(5)為一個凸輪連桿結(jié)構(gòu)，該凸輪連桿結(jié)構(gòu)由一體的隨動耳桿凸輪部分與隨動耳桿連桿部分組成，所述隨動耳桿凸輪部分包括凸輪前曲面(5-10)、凸輪上平面 (5-4)、凸輪下平面(5-5)、凸輪斜平面(5-6)以及凸輪第一曲面(R1)、凸輪第二曲面(R2)和凸輪第三曲面(R3)，所述隨動耳桿連桿部分包括連桿前平面(5-9)、連桿左側(cè)面(5-7)、連桿右側(cè)面(5-8)和連桿曲面(R4)，在連桿前平面(5-9)上加工出第一連接孔(5-1)，在凸輪前曲面(5-10)上加工出第二連接孔(5-2)和第三連接孔(5-3)，連桿左側(cè)面(5-7)與凸輪斜平面(5-6)之間的夾角為α，連桿右側(cè)面(5-8)與凸輪上平面(5-4)之間的夾角夾為β。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種熱核聚變試驗堆中傳輸清洗電極的隨動傳動機構(gòu)，其特征在于，所述連桿左側(cè)面(5-7)與凸輪斜平面(5-6)之間的夾角α為120°，所述連桿右側(cè)面(5-8)與凸輪上平面(5-4)之間的夾角夾β為120°。
專利摘要一種熱核聚變試驗堆(ITER)中傳輸清洗電極的隨動傳動機構(gòu)，克服了現(xiàn)有技術(shù)將GDC電極從外部輸送到熱核聚變試驗反應(yīng)室中需要移動驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，存在安全隱患的問題，特征是GDC電極傳輸車通過連接軸與隨動耳桿定軸連接，在GDC電極傳輸車上加工有圓弧滑動槽，隨動耳桿通過連接軸與圓弧滑動槽滑動連接，有益效果是將四連桿機構(gòu)與凸輪連桿機構(gòu)巧妙地設(shè)計在一起，不需要移動驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)動仰起驅(qū)動電機，即可實現(xiàn)GDC電極沿徑向軌道徑向運動和GDC電極在移動到反應(yīng)室內(nèi)轉(zhuǎn)動仰起動作兩個自由度，滿足了在熱核聚變試驗堆超高真空(10-6pa)、強大的中子輻射和高溫(250℃)環(huán)境下傳輸GDC電極的要求，并且結(jié)構(gòu)簡單，運行安全可靠，使用壽命長，維修簡便。
文檔編號B65G35/00GK202245168SQ201120375949
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者宋傳芳, 董毅 申請人:沈陽慧宇真空技術(shù)有限公司