【《某多功能机器人的防护技术及初步方案概述案例》2100字】

某多功能机器人的防护技术及初步方案概述案例1.1多功能机器人防水防爆设计及标准1.1.1防水密封技术机器人的防水就是依靠密封技术来防止液体进入机器人内部造成零件损坏或电路短路。对于密封部位的不同有两种，针对于传动轴，阀门等的动密封、也有对于外壳，结合面等的静密封。动密封是指机器和设备中相对运动之间的密封。动密封分为旋转运动动密封和往复运动动密封。要求有一定压力差和密封要求的传动部件，如阀、高压泵和水下电机等都要利用动密封[9]密封的总体结构方法主要包括:填料密封、橡胶密闭圈、机械密闭、螺旋式密闭、组合式密封。双O形圈密封是使用最为广泛的方法（如图3-1所示）。由于在轴高速旋转时摩擦产生大量的热，会使O形圈发生收缩变形。由于收缩作用，O形圈会对旋转轴抱得更紧，摩擦产生的热会更多。设计时，一般会把O形圈内径设计成比轴径相等或稍大一些，断面给予5%到10%的压缩率，这样可以有效改善O形圈的工作条件[10]。图1.3双O形圈密封结构示意图机械式传动密封(又称端面式机械密封)是它是一种目前可以广泛用来用于处理旋转轴与传动机体之间的机械密封应力问题的气密装置,它已被广泛地用于应用在石油化工、冶金、石油、机械等许多行业[11]。机械密封材料有着许多优良的特点,使用寿命长,缓冲性能,抗震和导热性能好,使用的范围广泛,在高温、低温、高压、高真空等各种极端情况下都可以达到很好的密封效果。但是有着价格较高,结构复杂,装配困难的缺点。1.1.2防爆技术防爆防护应该按照GB3836.1-2010爆炸环境设备通用要求，爆炸的发生必需具备三个条件：爆炸物质（气体，粉尘等）、助燃剂（空气）、点燃源（电火花，高温表面等）。只有当三个要素同时满足才会发生爆炸，防爆是为了防止三个要素同时存在，在机器人的工作的环境中，爆炸物质与助燃剂无法通过人为来进行有效的干涉，只能从防止点燃源与爆炸物质和助燃剂的接触来进行防爆。对于机器人防爆主要方式有外壳保护型，本质安全型，正压保护型。外壳保护型高密封和隔爆耐爆的方式来阻止可燃粉尘或气体的进入妨碍机器正常运行。正压保护型是使用惰性气体作为保护的气体在电气设备内部保持正压的流动以防止粉尘的进入来达到防爆的效果。本质安全型是在电气设备的设计安装时选用特别设计的电气元件，在运行过程中不会产生电火花或高温成为爆炸时得点燃源，但是通常与防爆外壳同时使用以达到更加良好的防爆性能。1.1.3机器人防辐射技术防辐射技术主要针对于多功能机器人早核环境中运行时最薄弱的地方：机电系统。机电系统常用的防辐射方式有物理屏蔽和电气元器件的辐照加固。物理屏蔽就是利用铁，铜，铅等原子序数较高的重金属材料能够有效地屏蔽γ射线粒子的特性,通过添加在电气设备的外壳中达到阻隔γ射线的作用。屏蔽辐射射线最好的材料是铅,但是由于使用铅板会导致设备重量太高,外形太大。为了有效减小屏蔽设备的整体外形、减轻屏蔽设备的整体重量、提高设备屏蔽工作效率,通过先进和完善的屏蔽结构设计,对于在关键部位的辐射防护采用了一种屏蔽复合层的结构方式设计来比较有效提高了屏蔽效率[14]。元器件的辐射加固可以采用多种方式。（1）间歇技术：电子系统设计采用间歇技术，由于电子期间在非工作状态时收到辐射损伤较小，当强辐射到来时，暂停工作减少工作过程受到辐射的计量。（2）冗余设计：辐射缺陷抑制的理论基础是半导体器件辐射损伤的退火恢复效应，即辐射作用于器件产生缺陷，导致器件性能退化或失效，但是缺陷在一定的温度、偏压及时间下会有所恢复[15]。1.2防水防爆防辐射方案设计多功能机器运用于多种严苛环境，首先完成机器人的防爆设计，需要实现工程机器人防水防爆防辐射的防护性功能，可以使机器人在核工业的核设施的进行检查、拆解、消除核污染，或在水下疏通涵道，或在煤炭矿井中进行施工作业。多功能机器人的底盘，大臂，二臂，三臂，车身主体等由金属材料铸造制成这些部件对于液体，粉尘以及放射性射线等影响较小，可以直接进行保留，不需要进行新的方案设计。对于动力方案中的电机需要进行防水防爆的替换和设计，电动机对于机器人起着至关重要的作用，目前对于电动机的防爆防水处理的技术相当的成熟，可以根据机器人的设计参数结合市场中的防爆电机的不同种类进行选型。直接选择技术成熟的防水防爆电机进行替换，最大程度上满足机器人动力方面的需求。减少由于设计不充分，重新定制制作的时间要求，定制化特殊选型等方面的影响。液压管线中使用的密封圈，管路连接处等虽然可以防水防爆但是需要进行防辐射的加固，可以选用新型的抗辐射材料制成，添加可以防辐射的原料或喷涂防辐射的涂层。电控系统中中央处理器，电子线路，继电器，微控制器，编码器，传感器，电机驱动器等许多的电子设备，信号处理设备都需要严格防水，防止电路中发生短路烧毁等严重事故。这些电路中可能产生的电火花，放热等也都要求严格隔绝粉尘，可燃气体，防止发生爆炸。辐射中的多种射线对于电子线路，精密仪器的都有严重的影响。电控柜是这些设备的汇总，机器人的电路，信号处理都需