用于挡板螺栓修理的设备和方法

文档序号:1509579 发布日期:2020-02-07 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 用于挡板螺栓修理的设备和方法 (Apparatus and method for blind bolt repair ) 是由 本杰明.D.费舍尔 杰夫.D.吉里思 托马斯.A.普里切特 于 2018-03-08 设计创作,主要内容包括:螺栓修理平台包括框架和工具模块。该工具模块包括具有第一端的工具,该第一端构造成旋转地接合螺栓。工具模块还包括设置在工具和框架之间的致动器,使得致动器的致动使工具相对于框架运动。框架可移除地设置在所述结构上,并且工具相对于框架是可移动的,使得在多个位置中的每个处,工具的第二端能够与设置在核反应堆容器的内部支撑结构中的相应螺栓接合。(The bolt repair platform includes a frame and a tool module. The tool module includes a tool having a first end configured to rotationally engage the bolt. The tool module further includes an actuator disposed between the tool and the frame such that actuation of the actuator moves the tool relative to the frame. A frame is removably disposed on the structure, and a tool is movable relative to the frame such that, at each of a plurality of positions, a second end of the tool is engageable with a respective bolt disposed in an internal support structure of the nuclear reactor vessel.)

用于挡板螺栓修理的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月8日提交的美国临时申请号62/468,912和2018年3月8日提交的美国申请号15/916,145的权益,其各自的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

示例实施例大体上涉及反应堆堆芯组件中的挡板螺栓的修理。

背景技术

核反应堆容器,特别是压水反应堆容器,可包括内部结构以支撑和取向反应堆燃料并引导冷却剂通过反应堆堆芯。一个这样的内部结构可以是堆芯挡板,其包括围绕反应堆燃料组件的外缘的一组竖直板。堆芯挡板对堆芯提供了侧向约束,并引导冷却剂流过堆芯,因为它横向阻塞了冷却剂流,但允许竖直流动。竖直挡板可以用螺栓固定在水平辐板的边缘,而水平辐板又可以用螺栓固定在堆芯筒的内表面上。典型地,在堆芯筒内的不同高度处可以存在辐板的若干水平。挡板-辐板螺栓,例如挡板螺栓,可以将挡板固定到辐板上。

挡板螺栓会劣化,例如,由于辐射辅助应力腐蚀开裂、预载损失、热和辐射脆化、高周疲劳/开锁/过载、挡板上的稳态压力梯度等中的一种或多种。在某些反应堆设备中,流经反应堆容器的一部分水可以在堆堆芯筒和挡板之间引导,以沿向下方向(“向下流动”)或向上方向(“向上流动”)冷却挡板结构。“向下流动”设备可能会对挡板螺栓施加更大的压力,这可能会导致螺栓易于劣化。与“向下流动”设计相比,具有改变的“向上流动”方向的设备遭受的挡板-辐板螺栓断裂更少。

可用于更换挡板螺栓的工具系统包括大型竖柱,该大型竖柱在端部执行器上具有工具,该工具被构造为可工作,即一次取出并更换一个挡板螺栓。这样的系统每天的平均移除率约为八个螺栓。在某些情况下,据报导,对于升级后的设备和熟练的操作员每天的移除率高达十六个螺栓,但在许多情况下,移除率约为每天四个螺栓。当反应堆设备的螺栓故障率很高时,这种移除挡板螺栓的速率可能是不希望的。一次修理中断中需要更换200个螺栓的设备可能会遭受25-40天的影响,以恢复操作。

发明内容

因此,如下所述,示例实施例可以实现挡板螺栓的修理。在一个示例实施例中,一种用于修理设置在核反应堆容器的内部支撑结构中的螺栓的螺栓修理平台包括框架和工具模块。该工具模块包括工具,该工具具有被构造为可旋转地接合螺栓的第一端以及第二端以及可移动地安装在框架上的马达驱动的旋转驱动器。旋转驱动器限定其远端,该远端构造为保持工具的第二端,使得当被致动时,旋转驱动器旋转地驱动工具。工具模块还包括可操作地设置在旋转驱动器和框架之间的致动器,以使得致动器的致动使旋转驱动器相对于框架在旋转驱动器的多个位置之间移动。框架可移除地设置在所述结构上,并且旋转驱动器相对于框架是可移动的,使得在旋转驱动器的多个位置中的每个位置处,工具的第二端能够与设置在所述结构中的相应螺栓接合。

在另一个示例实施例中,提供一种用于修理设置在核反应堆容器的内部支撑结构中的螺栓的方法,该方法包括以下步骤:提供螺栓修理平台,该螺栓修理平台包括框架;马达驱动的旋转驱动器,该旋转驱动器在旋转驱动器相对于框架的多个位置中可移动地安装在所述框架上;以及工具,该工具具有第一端和第二端,该第一端构造成旋转地接合螺栓。旋转驱动器限定其远端,该远端构造为保持工具的第二端,使得当被致动时,旋转驱动器旋转地驱动该工具。该方法还包括将框架可移除地设置在所述结构上并使旋转驱动器相对于框架移动以及致动旋转驱动器,以使得在旋转驱动器的多个位置中的每个位置处,工具的第二端分别接合设置在所述结构中的相应螺栓。

在修理设置在形成核反应堆容器的内部支撑结构的挡板中的螺栓的方法的另一实施方式中,在一个或多个挡板附近提供框架。工具可移动地设置在框架上,该工具具有构造成与螺栓接合的端部。第一致动器可操作地设置在工具和框架之间,使得第一致动器的致动使工具相对于框架运动。第一致动器被致动以相对于框架将工具移动到接近设置在所述挡板中的第一螺栓的位置。框架和工具中的至少一个相对于挡板移动,使得工具的端部接合第一螺栓。

在又一实施例中,一种用于修理设置在形成核反应堆容器的内部支撑结构的挡板中的螺栓的系统,包括设置在一个或多个挡板附近的框架。工具可移动地设置在框架上,该工具具有构造成与螺栓接合的端部。第一致动器可操作地设置在工具和框架之间,使得第一致动器的致动使工具相对于框架运动。框架和工具相对于挡板设置,使得在致动第一致动器以相对于框架将工具移动到接近设置在挡板中的第一螺栓的位置时,框架和工具中的至少一个相对于挡板移动使工具与第一螺栓接合。

附图说明

由此以一般术语描述了螺栓修理平台,现在将参考附图,这些附图不一定按比例绘制,并且在附图中:

图1是根据示例实施例的反应堆隔室的透视图;

图2是根据示例实施例的反应堆容器的俯视图,其中移除了芯和封闭头;

图3A是根据示例实施例的包括挡板的反应堆内部支撑结构的俯视图;

图3B是根据示例实施例的反应堆内部支撑结构的局部透视图和示意图;

图3C是安装的挡板螺栓的平面图;

图3D是劣化的挡板螺栓的截面图;

图3E提供了劣化的挡板螺栓的照片和微观视图;

图4和图5是根据示例实施例的安装在挡板中的挡板螺栓的透视图;

图6是根据示例实施例的安装在挡板上的螺栓修理平台的透视图;

图7是如图6中的螺栓修理平台的透视图;

图8是如图6中的螺栓修理平台的俯视图;

图9是如图6中的螺栓修理平台和齿轮齿条的透视图;

图10是根据示例实施例的用于工具模块的竖直驱动组件的透视图;

图11是如图6中的包括螺栓进入孔口的螺栓修理平台的透视图;

图12是如图6中的安装在短挡板上的螺栓修理平台的俯视图;

图13是如图6中的包括用于边缘螺栓的螺栓进入孔口的螺栓修理平台的透视图;

图14是如图6中的包括多个工具模块的螺栓修理平台的透视图;

图15是如图6中的螺栓修理平台的透视图;

图16是根据示例实施例的用于工具模块的工具联接器的对准的透视图;

图17是图16中的附接在工具模块的工具联接器的透视图;

图18和图19是根据示例实施例的工具模块的工具驱动组件的透视图;

图20是用于图18和19的工具驱动组件中的示例花键驱动器的透视图;

图21和22是用于图18和19的工具组件中的示例性接合联接的透视图;

图23是如图18和19中的工具驱动组件的截面图,其示出了示例花键位置锁定件;和

图24是根据示例实施例的示例操作台的透视图;

图25-27是根据示例实施例的示例工具导管管理系统的透视图;

图28-29是根据示例实施例的具有可旋转工具模块的挡板螺栓修理平台的透视图;

图30是根据图28-29的实施例的包括内部部件的工具模块的透视图;

图31是根据图28-29的实施例的工具更换器架的局部分解透视图;

图32-36是在工具安装和更换过程中的图28-29的系统的透视图;

图37是在工具模块和工具更换器架移动期间的图28-29的系统的透视图;

图38A和图38B示出了包括多个工具模块和工具更换器架的图28-29的系统的示例性挡板螺栓修理平台的透视图;

图39A是图28-29的系统内的示例性挡板螺栓滑槽和用过的螺栓容器的透视图;

图39B是图28-29的系统内的燃料废物存储容器的透视图;

图40是与图28-29的系统一起使用的示例性挡板螺栓***工具的透视图;

图41是穿过图28-29的系统的螺栓进入孔口的工具模块的侧视图;

图42-45是使各种挡板工作的图28-29的系统的工具模块的透视图;

图46是包括多个轮的图28-29的系统的挡板螺栓修理平台的俯视图;

图47是与图28-29的系统一起使用的示例麦克纳姆轮的透视图;和

图48是构造成用于操作图6-23的系统或图28-47的系统的挡板螺栓修理平台的控制系统的示意图。

在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示根据本公开的本发明的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述一些示例实施例,在附图中示出了一些但不是全部示例实施例。实际上,本文描述和描绘的示例不应被解释为对本公开的范围、适用性或构造进行限制。对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在这样的示例实施例中进行修改和变化而不脱离其范围或精神。例如,在一个实施例中示出或描述的特征可以用于另一实施例以产生又一实施例。因此,意图是本发明覆盖落入所附权利要求、其等同物和本公开的范围内的这种修改和变化。贯穿全文,相同的参考标号表示相同的元件。

如本文中所使用的,指代相对于堆芯挡板和相关设备的取向的方向或位置的术语,诸如但不限于“竖直”、“水平”、“上部”、“下部”、“之上“或“之下”指的是在其正常预期操作中相对于设备取向的方向和相对位置,如本文的图中所示的。因此,例如,术语“竖直”和“上部”是指在附图的透视图中的竖直方向和相对上部位置,并且即使关于会设置在不同取向的设备也应在上下文中理解。

此外,在本申请和所附权利要求中使用的术语“或”或“之一”旨在指包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说,除非另有说明或从上下文中清楚得知,否则短语“X采用A或B”或“X采用A和B之一”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说,每个短语在以下任何情况下都可以满足:X采用A;X采用B;或X采用A和B二者,并且无论在说明书和/或权利要求书中在“A或B”或“A和B”之前使用短语“至少一个”,这都是正确的。另外,在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一(a)”和“一个(an)”通常应被理解为表示“一个或多个”,除非另有说明或从上下文中清楚地指向单数形式。在整个说明书和权利要求书中,除非上下文另外指出,否则以下术语至少具有其中明确地关联的含义。以下标识的含义不一定限制这些术语,而仅提供这些术语的说明性示例。“一(a)”,“一个(an)”和“该(the)”的含义可以包括复数引用,并且“在...中”的含义可以包括“在...中”和“在...上”。尽管在此使用的短语“在一个实施例中”或其他类似的短语不一定指代相同的实施例,但它可以。

提供了螺栓修理平台系统,以增加可修理挡板螺栓的速率。螺栓修理平台可增加工作单元的数量,例如同时工作的工具模块,从而提高了拆卸和更换率,例如每天大约40个螺栓。螺栓修理平台可以是框架,该框架被构造成使得例如四个或五个独立的子框架,例如,工作甲板,每个都具有集成的工具模块,可以同时部署在工作环境中,例如,核反应堆的内部结构。在一些示例实施例中,每个单独的工作甲板可以具有两个或更多个活动工具模块。独立的工作甲板可在相应的反应堆挡板表面上同时且独立地工作,从而使螺栓修理平台可同时工作约八到十个螺栓。此外,工作单元的倍增可以允许螺栓修理平台更容易地移除螺栓,并且可以减少困难的螺栓在单个单元上对减少整体产量的影响。

图1是根据示例实施例的反应堆隔室100的透视图。反应堆隔室100包括反应堆容器102和四个蒸汽发生器103。在所示的示例中,为了说明的目的,已经从反应堆容器102中移除了反应堆芯和封闭头。另外,反应堆内部结构,例如,支撑结构,包括包括堆堆芯筒及其挡板104,已经从反应堆容器102中移除并将被放置在反应堆容器外部的台架(stand)上以进行检查和修理。在一些示例实施例中,维护桥105可以安装在反应堆容器102或台架之上,以允许设备移入和移出反应堆容器102或布置在反应堆容器外部的内部结构。该内部结构可以浸没在反应堆容器102中的水中,或者浸没在包括台架的池中,以进行辐射屏蔽。下文所述的挡板螺栓的更换可以在水位线以下进行,并且下文所述的螺栓更换平台的部件可以是防水和/或防辐射的。

图2是根据示例实施例的反应堆容器102的俯视图,其中反应堆芯和封闭头被移除。包括挡板104的内部结构位于反应堆容器102内。图3A示出了根据示例实施例的挡板104的俯视图。挡板104可以支撑和/或取向反应堆燃料,并且可以在竖直方向上引导冷却剂通过反应堆堆芯。应当理解,反应堆燃料组件由一种或多种矩形形状限定,并且挡板104因此布置成限定内部矩形边界以保持这种组件。同样,当冷却水从挡板外部注入被注入反应堆容器102(图1和2)中到堆芯时,挡板阻止了最初的冷水与堆芯直接接触,而是迫使水上下移动。当水竖直移动时,来自堆芯的热量间接加热了水,使得当水到达挡板的顶部或底部时,然后水可能从其到达堆芯,水处于更优选的较温暖的温度,如应该理解到的。如图3A所示,在挡板的底端处的穿孔地板可以以允许在向上流动的构造中从下方进入较温暖的分流水。因此,挡板104横向地限制芯,并引导冷却剂流过芯。取决于反应堆燃料组件的尺寸和形状,各种尺寸并限定各种内部形状的挡板104可以围绕反应堆燃料组件的外缘。

图3B示出了根据一示例性实施例的内部结构,例如,反应堆内部支撑结构。竖直的挡板104用螺栓固定在辐板108的边缘上,而辐板108的边缘又用螺栓固定在堆芯筒110的内表面上。通常,在堆芯筒110内的不同高度处可以有几层辐板108。挡板-辐板螺栓,例如,挡板螺栓106,可将挡板104固定至辐板108。辐板108可将挡板104的大体上线性或封闭的形状转变为堆芯筒110的大致弯曲的内径形状。挡板螺栓106可具有多个实施例,这取决于结合或螺栓结合的内部结构。例如,挡板螺栓106可以包括挡板螺栓边缘螺栓106A,挡板螺栓边缘螺栓可以是第一长度并且被构造为将第一挡板104的边缘结合到第二挡板104的边缘。挡板螺栓106也可以包括挡板到辐板螺栓106B,其可以是第二长度,比第一长度长,并且被构造为将挡板104螺栓连接到辐板108。挡板螺栓可以另外包括角边缘支架(bracket)挡板到辐板螺栓106C,其可以是第三长度,比第一长度短,并且被构造为将角边缘挡板104螺栓连接到辐板108上。

图3C示出了安装在挡板104中的示例性挡板螺栓106。挡板螺栓106可以具有六角头,该六角头可以具有凹形或凸形构造。挡板螺栓可以通过锁定凸片109(例如,金属杆,其穿过螺栓头中的凹槽限制在螺栓位置。锁定凸片109可通过在锁定凸片109的每个端部处的锁定凸片和挡板104之间的焊接部111而保持在适当位置。

图3D和3E示出了示例性挡板螺栓劣化107,由于辐射辅助应力腐蚀破裂、预载荷的损失、热和辐照脆化、穿过挡板等的梯度的高周疲劳/开拉/过载和/或稳态压力,挡板螺栓106可能容易受到该劣化的影响。劣化可能导致螺栓头丢失、锁杆丢失、头部螺栓破裂、锁杆焊缝破裂等。如图3D所示,在螺栓头与螺栓轴或柄之间形成了裂纹107A。图3E描绘了挡板螺栓106的螺栓轴中的空隙膨胀107B。本文提供的系统和方法可用于修理例如取出并更换劣化的挡板螺栓。

图4和5示出了安装在挡板104中的挡板螺栓106。挡板螺栓106可以成排安装在挡板104中,该挡板与设置在挡板104的相对侧上的辐板108(图3B)邻接平齐,如以上关于图3B所讨论的。

参照图6,一个或多个螺栓修理平台200可以安装在内部结构中以修理劣化的挡板螺栓106(图4和5)。螺栓修理平台200可以被构造成使得可以安装多个螺栓修理平台200并且同时工作挡板螺栓106。图6-12示出了根据示例实施例的安装在挡板104上的示例螺栓修理平台200。在所描绘的示例中,四个分离的螺栓修理平台200同时部署在短挡板和长挡板104上,在一种情况下,两个螺栓修理平台200部署在同一长挡板104上。

螺栓修理平台200是框架,工具模块206附接在该框架上,并在竖直驱动组件的推动下竖直行进,如下所述。还参照图7,螺栓修理平台200可包括一个或多个辊202,其设置在从螺栓修理平台200的工作面的顶部边缘延伸的辊轴上。每个辊限定中心周向凹槽,该中央周向凹槽接收挡板104的顶部边缘,使得轮和其轴支撑螺栓修理平台200的至少一部分重量。辊202有助于螺栓修理平台200相对于挡板104的横向运动,在此处,提升器可以放置在桥105上(图1)以横向移动平台,使得螺栓修理平台横穿挡板,并在其辊上在挡板顶部边缘移动。

螺栓修理平台200还可以包括多个真空杯附接件204,其设置在框架的工作面和/或侧面上。真空杯附接件204可以向与真空杯附接件204接触的挡板104施加真空力,以增加螺栓修理平台200的刚度。增加的刚度可以增加可由工具模块206施加到挡板螺栓的最大力,因为平台在移动到一定材料度之前可以承受更大的反作用力。在示例实施例中,真空力可以是大约10,000lbf。即,当工具模块206向工件施加力时,由于真空杯,它可以施加高达约10,000lbf的反作用力而不会使修理平台从其在挡板上的位置移开。由于真空杯附接件204而导致的螺栓修理平台200的高刚性可以允许通过工具模块206进行的高力工作应用,例如摩擦螺柱焊接。

此外,真空杯附接件204可以适应于挡板104的表面的翘曲或损坏,在于即使某些真空杯无法建立夹持位置,其他真空杯也能够附接到挡板的未损坏的或未翘曲的部分。在一些示例实施例中,真空杯附接件204由共同真空源驱动,但是可以彼此独立地操作。例如,真空系统可包括用于在附接件和共同真空源之间的每个附接件204的基于流量的自动真空关闭装置,例如是球浮止回阀,在操作中,其通过驱动浮球止回阀关闭的最终气流触发来切断尚未密封挡板104的表面的吸杯附接件204的真空。可以通过双储罐真空泵将真空施加到真空杯附接件204,该双储罐真空泵可以将真空施加到上部储罐并在下部储罐中捕获水和/或颗粒物。当已经通过挡板104建立真空时,在上储罐和下储罐之间的储罐隔离阀关闭,并且水从下储罐排出。真空泵和/或真空控制阀可以由操作员使用控制系统来控制,如下面参考图48所讨论的,以夹持和/或释放挡板。

图8示出了示例性螺栓修理平台200的俯视图,该示例性螺栓修理平台200包括真空杯附接件204,该真空杯附接件通过抽吸将螺栓修理平台200的工作面联接至第一挡板104,并且将螺栓修理平台的侧面联接至第二挡板104。每个辊202包括设置在挡板104上的周向板凹槽。由于它们相对于修理平台面面板的固定位置,辊202将细长的修理平台前面面板和侧面面板保持在内部结构的底部上方预定距离,这可以防止损坏下部芯板销,并且由于板凹槽与螺栓修理平台的工作面的间隔,可以使螺栓修理平台200与挡板104保持预定距离。

图9示出了根据示例实施例的示例螺栓修理平台200和工具模块206的透视图。工具模块206可以经由工具联接器207(也参见图16)可操作地联接到工具平台208。工具平台构造成沿可操作地联接至螺栓修理平台200的线性滑动轴承209竖直地行进。齿轮齿条210可设置在线性滑动轴承209的一侧或两侧上。

图10示出了根据示例实施例的用于工具模块206的竖直驱动组件。竖直驱动组件可操作地联接至螺栓修理平台200上的工具平台208,并包括可操作地在框架和工具之间的致动器,在这种情况下,竖直驱动马达216是气动马达、液压马达、电子伺服马达、电子步进马达等。竖直驱动马达216驱动斜齿轮传动系218。斜齿轮传动系218可以被构造为在异物排除(FME)区域中操作;例如,可以将斜齿轮传动系218的每个部件保持在壳体中,以防止这些部件进入FME区域。斜齿轮传动系218使齿轮齿条210平移,从而在齿轮传动系操作时使工具平台竖直移动。竖直驱动组件还可以包括分解器位置反馈传感器220,该分解器位置反馈传感器基于斜齿轮传动系218的齿轮的旋转将识别在修理平台框架上的工具平台及因此工具模块的位置的信号提供到螺栓修理平台200的操作员。即,由于与分解器传感器220联接的齿轮的旋转与修理平台200上工具平台的线性行程成正比,因此来自传感器220的信号会累积起来从而跟踪工具平台在修理平台上Y轴上的位置(请参见图15)。如以下在对图48的讨论中所指示的,反馈传感器220将其位置信号输出到处理器1452。

在将螺栓修理平台布置在挡板上的预定位置并启动工具模块后,操作员可以将工具平台208和工具模块206驱动到修理平台上的预定校准位置。校准可以在螺栓修理平台200进入工作区域之前(其中第一位置传感器布置在螺栓修理平台上)进行,或者可以在将螺栓修理平台放置在工作区域之后进行,例如用于重新校准或验证。在这样的示例实施例中,螺栓修理平台在挡板上的预定位置处的对准(这可以例如通过将螺栓修理平台上的标记位置与挡板上的标记位置对准来实现)使螺栓修理平台相对于该挡板上和在螺栓修理平台上的工具组件可及的任何邻接挡板上的所有挡板螺栓对准在预定位置。所有这些挡板螺栓的相应位置,以及当螺栓修理平台在预定位置对准时的螺栓修理平台的位置均在预定坐标系内定义并存储在存储装置1454中(图48)。围绕反应堆内部结构的挡板的螺栓修理平台有多个这样的预定位置,因此,对于所有螺栓修理平台预定位置,存储在存储装置1454中的挡板螺栓位置共同包围了反应堆内部结构的所有挡板的所有挡板螺栓。

工具模块在螺栓修理平台上的预定校准位置与修理平台或挡板上的第一位置传感器相对。可布置在修理平台200或挡板上的固定位置处的第一位置传感器可以由附接到工具模块206的相应的第二传感器(第一和第二传感器,例如包括激光或IR发射器/接收器对或其他发光光学装置构造)检测。第一和/或第二传感器向处理器1452(图48)输出信号,当传感器对准时,该信号可检测到地变化,使得处理器,在执行其计算机指令以实现归功于本文中的处理器的步骤时,基于输出信号来检测工具平台和模块何时处于预定位置。就工具模块上的第二传感器与工具模块上的工具驱动组件(以下讨论)的工具驱动器轴线偏移距离和方向而言,第一传感器与对于工具驱动器轴线的预定校准位置偏移相同的距离和方向。处理器驱动用户界面1460(图48)以显示与该信号相对应的数据,从而操作员可以确定何时将工具模块(例如,由工具驱动器轴线限定)对准在预定位置。替代地,第二传感器可以是附接到工具平台的相机231(图23),使得相机的光轴平行于工具驱动器轴线并且与工具驱动器轴线相距预定偏移距离和方向。相机经由设备接口1462(图48)将其获取的图像输出到处理器1452,从而处理器将图像驱动到用户接口1460。在这种布置中,第一传感器是从预定校准位置偏移相机轴线和工具驱动器轴线所偏移的相同距离和方向的可见标记,使得当相机光轴与第一传感器对准时,如由操作员的观察确定的,工具驱动器轴线在预定的校准位置对准。在任一种布置中,当查看用户界面的操作员确定工具模块与修理平台或挡板上的预定校准位置对准时,操作员都经由用户界面向处理器输入信号,从而使处理器1452将工具驱动组件/工具模块在平台中的初始位置存储在内存中。初始位置可以是例如由分解器传感器220的输出信号限定的值(Y轴位置)和由对应于驱动马达的分解器传感器220的输出信号限定的值(以下讨论),其中所述驱动马达在相对于螺栓修理平台和相对挡板(X轴位置)的任一X轴(参见图15)方向上驱动所述工具驱动组件和工具模块。

因此,当螺栓修理平台位于挡板上的给定预定位置时,工具模块和工具驱动组件在预定校准位置的位置使所述工具模块及其工具驱动组件相对于当螺栓修理平台位于该位置时由所述工具模块可进入的所有挡板螺栓定位。知道工具模块在校准位置的位置,并从存储的数据访问螺栓修理平台的位置和挡板螺栓的位置,处理器1452可以控制工具模块向那些螺栓的移动,如下面更详细地描述的。当处理器在工具模块移动期间从传感器220和X轴分解器传感器接收位置信号时,处理器,再次随着执行程序指令,通过增加或减少工具模块的X/Y轴位置数据和存储工具模块相对于螺栓修理平台面和/或挡板面板面的位置来动态更新工具模块的位置,以使存储的位置数据始终识别模块相对于平台面、挡板面板面和挡板螺栓的位置。操作员可以通过将分解器位置与第二传感器位置的已知位置进行比较,将工具模块206驱动到第二传感器位置或其他已知位置,以校准或验证分解器位置的校准。在一些示例实施例中,本文所述的竖直驱动马达216和其他位置马达以及它们相应的分解器位置反馈传感器可以被辐射硬化,例如以Mrad规模的剂量等是可操作的。

如图11所示,螺栓修理平台200可包括穿过其的一个或多个螺栓进入孔口212,其使得工具模块206的一部分能够通过螺栓修理平台200的工作面接近挡板螺栓106。在示例实施例中,螺栓进入孔口212可以构造成允许接近一个或多个挡板螺栓106。螺栓进入孔口212可以用一排挡板螺栓(诸如与辐板108(图3B)相关联的一排挡板螺栓)取向。

图12示出了根据示例实施例的安装在短挡板104上的示例螺栓修理平台200(在于挡板的水平长度小于工具组件在水平方向上的总行进距离)。第一辊202A(和其他辊,为了清楚起见未示出)可以与短挡板104的顶部接触,而一个或多个第二辊202B由不与挡板104接触的辊轴悬挂。在一示例实施例中,螺栓修理平台200包括边缘螺栓进入孔口214,如图13所示。当螺栓修理平台200被定位在短挡板104上时,竖直取向的边缘螺栓进入孔口214可以与挡板螺栓106,例如挡板边缘螺栓106A(图3B),对准。参照图12和13二者,可以将螺栓进入孔口212和/或边缘螺栓进入孔口214构造为用于任何螺栓样式,并且可以将单个螺栓进入孔口构造为与多种不同的螺栓样式一起使用。在这些实施例中,通常,给定的螺栓进入孔口具有足够的长度尺寸,以使得当修理平台被设置在挡板上的预定位置时,螺栓进入孔口包围多个挡板螺栓。在示例实施例中,螺栓修理平台200的工作面的至少一部分可以与具有不同构造和/或取向的螺栓进入孔口的其他工作面互换,使得可以基于给定的螺栓构造***不同的螺栓进入孔口构造。

图14示出了根据示例实施例的包括两个或更多个工具模块206的示例螺栓修理平台200。工具模块206可以以相同的取向或相反的取向安装在螺栓修理平台上。例如,第一工具模块206可以面朝上设置在工具平台的顶部,第二工具模块206可以面朝下设置在工具平台208的下方。在其他实施例中,第一工具模块206可以面向下取向,而第二工具模块206可以面向上取向。在另外的实施例中,两个工具模块206可以面向上或面向下取向。多个工具模块206(在相同的螺栓修理平台上和/或在不同的螺栓修理平台上的那些)可以同时操作,从而使可以同时工作的挡板螺栓106的数量成倍增加。

图15示出了根据示例实施例的螺栓修理平台200的工具模块206的示例移动轴线。工具模块206可具有相对于螺栓修理平台200的一个或多个运动轴线。第一运动轴线可以是竖直行进轴线(Y轴245),工具模块206通过斜齿轮传动系218(图10)和齿条210(图10和11)定位在该竖直行进轴线中。还参考图12和图13,第二移动轴线可以是横向定位轴线(X轴244),其中工具模块206的工具可以横向定位以通过螺栓进入孔口212或边缘螺栓孔214接近挡板螺栓106。在一些实施例中,工具可以朝工具模块206的一侧偏移(例如,当工具模块在螺栓修理平台的前面上的X轴上居中并安装到工具模块平台208上时(图9和10),将工具设置在模块平台的一个边缘或另一边缘处),以使该工具相对于螺栓修理平台面偏离中心,以当前面与挡板104相对固定时允许该工具接近位于螺栓修理平台面边缘附近的挡板螺栓106。工具模块206和工具平台208在通过联接器207(图9)联接时形成一组件,该组件可以由螺栓修理平台200接收并固定在其中,使工具模块面朝上(使工具模块坐在平台208上方)或面朝下(使工具模块悬挂在工具平台208下方)。因此,工具模块206和工具平台208可以被倒置并重新***到工具修理平台200中,以使得当面向上时能够接近在与工具偏移侧相反的一侧上的挡板螺栓106。第三移动轴线可以垂直于X、Y轴平面(Z轴),例如工具轴线,其中工具可朝向和/或远离工作面和/或挡板104运动以接合螺栓。Z轴可包括在第一长的粗Z轴242上的粗定位和在第二短的细Z轴240上的细定位。可替代地,除了相对于螺栓修理平台200的框架沿Z方向驱动工具之外,框架可以朝向挡板移动,从而使工具与相对的螺栓接合。

如上所述,工具模块206以及因此工具可以通过工具联接器207可操作地联接到工具平台208。图16和图17示出了用于工具模块206的工具联接器207的对准和联接。在一些示例实施例中,如本文所述,控制电子信号或控制液压可以经由控制系统(例如,如图48所示),通过与工具联接器207相关联的电气或液压连接歧管,被提供给工具驱动组件230的各个电动或液压马达。另外地或替代地,可通过工具模块206上的一个或多个连接器222与工具平台208上的连接器223配合,将控制电信号或控制液压提供给工具驱动组件。工具模块206和/或工具平台208可包括圆形或倾斜的边缘224,其可以帮助在横向上对准工具模块206和工具平台208。工具联接器207还可以包括在凸形和凹形联接器上的倾斜边缘,以使工具模块206和平台208上的各个凹形和凸形联接器彼此对准。在示例实施例中,工具模块206可以通过脱开工具联接器207被脱开并且被第二工具模块206或专用工具更换。工具模块206的更换可以使用来自桥105(图1)的设备杆来完成,无需移除螺栓修理平台200、工具平台等或暂停与同一螺栓修理平台相关的其他工具模块执行的工作。与现有系统相比,利用当前描述的实施例,这种工具模块更换可能需要更少的时间,这可能需要在工具更换之前将整个工具系统取出、冲洗或去污。另外,在更换不同的工具模块206期间,挡板螺栓106可以继续由一个工具模块206工作,不仅在其他螺栓修理平台200上,而且在经受工具模块更换的螺栓修理平台200上。

图18和19示出了根据示例实施例的工具模块206(图7、9-14)的工具驱动组件230,例如,整合工具系统包。工具驱动组件230以及因此工具252可以在第一子框架(在此情况下,第一线性滑动器248)上在X轴244上横向运动,并且在第二子框架(在此情况下,第二线性滑动器246)上在细Z轴240上可以横向移动,该第二子框架与工具驱动组件在线性滑动器248上沿X方向移动,并垂直于线性滑动器248对准。工具驱动组件230可以沿着第一或第二线性滑动器246、248被一个或多个相应的致动器驱动,该致动器例如为定位马达,例如气动马达、电子伺服器、电子步进马达等,可操作地联接到滑动器,例如,如下面关于图30所讨论的。因此,每个致动器可操作地布置在其各自的子框架和工具之间,并且当子框架安装到框架200(图14)时,在每个框架和工具之间。在示例实施例中,定位马达可以沿着齿条和小齿轮组件驱动小齿轮,或者转动导螺杆以定位工具驱动组件。每个定位马达都联接到分解器传感器,该分解器传感器将其信号输出到处理器1452(图48),以便分解器传感器信号分别随工具驱动组件在X轴或Z轴上的移动而变化。如上所述,竖直驱动组件在Y轴上的移动以及线性滑动组件248在X轴上的移动可以是精确的移动,以使工具驱动组件与给定的挡板螺栓106的位置对准,如上所述。

在示例实施例中,固定在花键驱动器254中的给定工具252可以通过工具导管250沿粗Z轴242移动,该工具导管在第一端可操作地联接到花键驱动器254并在第二端可操作地联接到工作区域外部的操作员站,例如在桥105上(图1),在第二端处,如下面关于图24所述的。如下所述的,可利用花键驱动器254将工具252推过工具导管250。如本文所述的用于接合挡板螺栓的示例性工具252可以包括构造成移除锁定凸片109(图3C)的电火花加工(EDM)钻头252A、螺栓取出器(例如,易于取出)252B,钻孔252C、六角驱动器252D(凸形和/或凹形)等。花键驱动器254包括工具筒夹253(图23),该工具筒夹构造成将工具252轴向地保持在花键驱动器254的工作端。另外,每个工具252成形为具有平面、键,花键等,它们通过配合在花键驱动器254的内部处的相应表面来被接收,从而该工具在固定在花键驱动器的端部处的预定工作位置时旋转地固定在花键驱动器上。因此,由工具驱动组件的旋转驱动器旋转驱动所述花键驱动器也旋转驱动所述工具252。

工具模块206(图7、9-14)可以利用一个或多个工具252移除锁定凸片109(图3C),取出挡板螺栓106(图3B),并更换挡板螺栓106为新的挡板106。在一些示例实施例中,挡板螺栓106可能断裂或在拆卸期间断裂。工具模块可以进一步构造成移除断裂的挡板螺栓的剩余部分,例如通过利用EDM钻头252A在挡板螺栓柄中钻一孔并且将螺栓取出器252B接合在所得的孔中以接合并锁定到钻孔的侧面。在一些实施例中,工具模块206可铣削整个挡板螺栓106并清除挡板104中的螺栓螺纹。在进一步的示例实施例中,挡板104中的螺栓孔可能未与对应的辐板108正确对准(图3B)。工具模块206可以被构造成在更换挡板螺栓106之前,例如通过钻孔或铣削螺栓孔,扩大螺栓孔以实现对准。在示例实施例中,工具模块206可以进一步被构造为压接或压配合更换的挡板螺栓106的螺栓头,其可以将挡板螺栓保持在安装位置。在示例实施例中,其中工具模块206具有用于挡板螺栓106的孔,工具模块206可以被构造为安装加大尺寸的挡板螺栓106。

在一些示例实施例中,还参考图12,例如当将螺栓修理平台200安装在短挡板104A上时,工具252可以是长距离工具。长距离工具可以构造成在第二挡板104B(例如,偏移挡板)上工作挡板螺栓106,该第二挡板在螺栓修理平台200的工作面的前面/与其相对,但辊202不能跨骑在其上,或者真空杯不与之接合(例如,挡板104B与辊202B下面的工作面相对,平行于与辊202A下面的工作面相对的挡板104A但从其偏移)。在一些示例实施例中,支撑臂可以从工具模块206、工具平台208或螺栓修理平台200延伸到第二挡板104B,以接合工具模块206并向工具模块206提供刚性,以便在第二挡板上工作挡板螺栓106。在邻近的挡板104和第二挡板106中工作挡板螺栓106的能力可以允许另外的挡板螺栓106被加工而无需移动螺栓修理平台200。

在示例实施例中,工具导管250可以由聚乙烯或其他聚合物导管(例如半刚性聚合物导管)形成。在一些示例实施例中,工具导管250可以由具有或不具有液压管线的不锈钢钢丝绳形成。可以利用工具导管250使工具往返于工具模块206和操作员站之间,如下面进一步讨论的。

在一些示例实施例中,工具驱动组件230可以包括相机231,以允许操作台的操作员在螺栓修理期间查看工作区域。相机231可以是辐射硬化相机,例如能够以Mrad规模的剂量操作,或者诸如此类,并且被布置在工具驱动组件230的壳体中并安装到其上,以使得相机的光轴延伸穿过穿过壳体的孔口并与之同心,如图18所示。应当理解,众所周知,使相机具有以视频格式获取数据的能力,该数据可以以批处理形式存储和上载到计算机和其他系统,或者可以实时输出。因此,这里不进一步详细提供这种相机的结构和操作。在本文所述的实施例中,相机视频数据通过合适的数据电缆实时输出,该数据电缆连接到相机的输出端口并通过工具驱动组件的背面处的线束(未示出)延伸通过工具驱动组件230的壳体延伸并从其延伸。相机电缆以及电力和/或液压动力线以及电信号电缆也从线束和从工具驱动组件延伸,通过在工具驱动组件之间延伸的导管(未显示),延伸至位于桥105(图1和24)或其他控制位置上的控制系统,下面结合图48进行讨论。但是,应该理解,这种布置仅出于示例目的,并且也可以批量获取和上传相机数据。另外,工具驱动组件230还可包括碎屑吸入端口233或与碎屑吸入端口233相关联。碎屑吸入端口233可设置在花键驱动器254周围或附近。在一个示例实施例中,碎屑吸入端口233可操作地联接至真空管,该真空管可以离开工具驱动组件230或工具导管250并排出到碎屑过滤器中。碎屑吸入端口233可以清除相机231的视场,并防止通过放射性微粒碎屑(EDM切屑)的无限制移动的水的放射性劣化。在一个示例性实施例中,碎屑过滤器可以过滤大约两毫米或更小(例如,大约两个微米)的颗粒物质。

参考图18和19,旋转驱动器,例如工具驱动马达232,通过两个部件上的齿轮的相互啮合来驱动花键驱动器254的顺时针或逆时针旋转。工具驱动马达232可以是电子伺服马达、电子步进马达、气动马达、液压马达等。在一示例实施例中,工具驱动马达232可以是辐射硬化马达,例如能够以Mrad规模的剂量等操作。在一些实施例中,工具驱动马达232可以是高扭矩马达,例如,300ft-lb,400ft-lb等。工具驱动马达232的旋转力可以经由驱动齿轮235传递到花键驱动器254。在示例性实施例中,驱动齿轮235包括斜齿轮传动系的一部分,关于下面图21进一步讨论的。

在一些示例实施例中,工具驱动组件230还包括分解器位置反馈传感器234。分解器位置反馈传感器234可以基于驱动齿轮235的旋转来确定花键驱动器252和/或工具驱动组件230的旋转和/或位置。在一些实施例中,分解器位置反馈传感器234可以辐射硬化,例如,能够以Mrad规模的剂量等操作。

在示例实施例中,扭矩传感器(在图48中的1487处示出)例如应用于精密扭矩杆系统的应变仪和/或其他传感器被构造为确定用于取出和更换挡板螺栓106的扭矩值(图3B)。在示例实施例中,扭矩测量可以基于施加到工具驱动马达232的电流的水平或者施加到工具驱动马达232的液压或气压的水平,如通过到马达的电输入处的电流传感器或通过到气动或液压马达的压力或液压管路上的气动或液压压力传感器所检测到的,视情况而定,或通过应变仪直接测量扭矩。在示例实施例中,这种扭矩传感器用于确定扭矩值,例如通过测量施加到工具驱动马达232的电流或液压或气压并基于事先校准转换(在处理器1452处,图48)电的、液压的或的气动信号为扭矩。这样的传感器信号经由通过上述导管实现的电连接从传感器输出到处理电路。取出扭矩可以指示挡板螺栓的完整性或劣化。用于取出的过量运行扭矩可以指示空隙膨胀、螺纹擦伤等。在示例实施例中,期望的取出扭矩可以为大约150ft-lbs。可以监视更换扭矩以保证挡板螺栓与挡板104和相应的辐板108(图3B)的接合的质量。示例性的更换扭矩可以为大约110ft-lbs。通过传感器的输出,一旦移除原始螺栓,处理器就可以监控将更换螺栓驱动到合适位置所需的扭矩。处理器可以将该更换扭矩与认为适当固定更换螺栓所需的预定扭矩水平进行比较,并在达到该扭矩时自动停止向更换螺栓施加扭矩。然而,将理解的是,可以使用各种方法来监视更换螺栓中的扭矩,并且可以在没有扭矩监视的情况下驱动更换螺栓。

还参考图20,根据示例实施例的花键驱动器254可以是空心的,例如限定通孔或埋头孔256,该通孔或埋头孔256接收一个或多个工具252中的给定工具。在埋头构造中,孔256的埋头肩部提供一架子(shelf)以接合工具252的相对壁架。花键驱动器254可操作地联接到推拉探针262的端部(图23),从而操作员可以通过将推拉探针262/花键驱动器254从维护桥105***工具导管250中并将探针和花键驱动器推动通过工具导管250到工具驱动组件230(图23),移动一个或多个工具中的给定工具(设置在推探针262的端部处的花键驱动器中)。花键驱动器254可包括一个或多个接合槽258,该接合槽258被构造为经由驱动联接器(在下面讨论)将扭矩从驱动齿轮235传递至花键驱动器254。在一些示例实施例中,接合槽258可包括在花键驱动器254的前缘上的弯曲或倾斜的部分259(例如,具有相对于一平面成锐角布置的中心线或边缘的部分,其中所述平面包括花键驱动器254的中心轴线和在弯曲部分259的上游的槽258的主要部分的中心线或任一边缘)。每个倾斜部分259朝向花键驱动器中心轴线向内靠。即,考虑到跟随在给定的槽258的沟槽中的最低位置的线,该线与在倾斜部分259上游的槽的主要部分中的花键驱动器轴线平行,但是随着其跟着进入槽的向前倾斜部分259中,以恒定的或增加的锐角从上述平面移开,并且同时向内朝向花键驱动器轴线靠。倾斜部分259在配合操作开始时将驱动联接器朝向接合偏置,而不管花键驱动器254的位置如何。还参考图21,驱动联接器可以包括轴承驱动联接器260,该轴承驱动联接器260具有圆柱形部分和附接到其上的一排齿236,它们与驱动齿轮235互补并且形成螺旋驱动系统的一部分。施加到齿236上的扭矩使齿236和圆柱部分二者都旋转。轴承驱动联接器260可以包括一个或多个球轴承,例如十二个不锈钢球轴承,其被接收在驱动联接器260的圆柱形部分中的通孔中,并且从通孔延伸到围绕花键驱动器254的外周的各个接合槽258中。因此,并且还参考图48,当用户经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462致动工具驱动马达232(图19,并且在图48中以1482示出)以旋转驱动齿轮235(图19)时,驱动齿轮通过齿轮齿的相互啮合而旋转驱动联轴器260的齿236,从而使驱动联轴器的圆柱部分以及轴承球绕工具轴线旋转。轴承球和槽258之间的相互啮合又将扭矩从驱动齿轮235通过轴承驱动联接器260传递到花键驱动器254。如在图22中所描述的,倾斜表面259可产生扭矩,该扭矩使轴承驱动联接器260的轴承自动对准在接合槽258中。

如上所述的,花键驱动器254的中心孔可以成形为将扭矩从花键驱动器传递到接合在钻孔256内的工具252(图18)。例如,花键驱动器254可以具有六边形形状,其与工具252的六边形外周互补。花键驱动器254的旋转因此经由花键驱动器中心孔的互补面与工具252的外周边的接合而旋转地驱动工具。

参考图18和图23,操作员可以在粗Z轴242(图15)中使用推拉探针262来执行诸如从工具驱动组件***工具252或从工具驱动组件移除工具252之类的工具操作。如上所述,工具252可以附接到花键驱动器254,该花键驱动器254联接到推拉探针的端部,并且操作员,站在维护桥105(图1和24)处,通过挽式探针附接在其相反端的半刚性软电缆推动推拉探针262、花键驱动器254和工具252,穿过工具导管250直到保持工具252的花键驱动器254与轴承驱动联接器的球轴承啮合为止。工具的操作端从花键驱动器的开口端向外延伸并向前延伸。半刚性的电缆在工具的轴向方向上提供了足够的力,以在工具与挡板螺栓接合期间将工具保持在适当的位置。

在示例实施例中,工具驱动组件230可包括如图23所示的花键位置锁定件270。花键位置锁定件270可以构造成锁定花键驱动器254的中心轴线,例如,工具轴线,与Z轴中心同轴,这可以限制或防止花键驱动器254在工作过程中摆动,并且可以抵抗花键驱动器的轴向运动。在示例性实施例中,花键位置锁定件270可以是锥形套环装置或筒夹,其在被致动时向花键驱动器254径向向内施加锁定力。工具驱动组件230可包括收缩环272或筒夹,其外表面与花键位置锁定件270的圆锥形限定互补角。因此还参照图48,当用户经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462致动花键位置锁定件270时,工具模块230的一个或多个阀(在图48中表示为1484)可以打开并施加液压或气动压力,将花键位置锁定件270向前移动抵靠进入到缩紧环272中,其又向花键位置锁定件270施加径向力。

类似于花键位置锁定件270,花键驱动器254可以包括工具筒夹253,该工具筒夹被构造为将工具252(图18)保持在钻孔256中。工具筒夹253还可以使工具252在Z轴上轴向对准。工具筒夹253在被致动时朝向工具252径向向内施加锁定力。因此还参考图48,当用户经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462致动工具筒夹时,工具模块230的一个或多个阀(在图48中表示为1484)可以打开并施加液压或气动压力使工具筒夹向内抵靠工具252移动,从而向工具施加径向力,该径向力可以轴向和旋转地保持工具。

在示例实施例中,电缆、工具导管、花键位置锁定件和花键驱动器限定可以将电流供应给给定工具252的电流导管,所述给定工具为例如需要电功率的EDM或MDM钻头252A(图18),例如用于EDM(放电加工)操作。在一个这样的示例中,工具导管250和花键驱动器锁定件270可以由绝缘材料形成,并且电缆、推挽探针262和花键驱动器254可以由导电材料形成,从而可以通过电缆、推拉探针262和花键驱动器254提供电流到工具252。替代地,电缆和推拉探针262可以由绝缘材料形成,并且工具导管250、花键驱动器锁定件270和花键驱动器可以由导电材料形成以向工具252供应电流。

一些工作操作,例如EDM程序,可能需要在细Z轴240上进行精确定位。第二线性滑动器246可以在这种精确操作期间提供工具驱动组件230的细Z轴240行进。另外,用户可以经由用户界面的操作,在精密Z轴240上在精密操作期间沿相反的方向向前和向后控制工具驱动组件230,如参照图48所述的。

图24示出了根据示例实施例的示例操作台400。所述操作台可以支撑一个或多个工具模块206(图7、9-14),例如两个工具模块206、四个工具模块206、八个工具模块206等。操作台400可由一个或多个操作员操作,例如每个工具模块206一个操作员,每个螺栓修理平台200一个操作员,每个工具模块206多个操作员等等。

操作台400设置在反应堆容器102上方并相对于反应堆容器102布置,以允许操作员从花键驱动器安装和移除工具以及移除并废弃用过的螺栓。如果辐射水平足够低,则操作台可以位于反应堆容器正上方的桥105上,尽管应当理解,该操作台也可以设置在桥的侧面,也可以设置在桥的旁边。操作员从操作台将工具252(图18)安装在相应的花键驱动器254(图18)中,并从工具驱动组件中缩回用过的螺栓,以将其丢弃在用过的螺栓容器408中。操作员经由用户界面1460和处理电路1450(图48)控制一个或多个工具驱动组件230(图16、18、21、23)中的每个中的操作,它们中的每个位于布置在反应堆容器内的工具模块206(图7)之一中,所述用户界面和处理电路是计算机系统的一部分,其可以位于操作台或远程地定位,例如在反应堆隔室的外部,以减少对设备和操作员的暴露。如上所述,操作员利用附接到操作员推入和拉出工具导管250的半刚性的、柔性电缆的端部的推拉探针262(图23)将工具安装到花键驱动器中,并从工具驱动组件(图16)安装或缩回花键驱动器/工具。每个工具导管250的后部(为清楚起见,在图24中仅示出其中一个)从其各自的工具驱动组件230(图25)延伸(例如,如图16所示)并被接收和固定在操作台处的工作甲板402中的相应通孔中,使得每个导管的开口的后端面向上以便操作员接近。如在图24的示例中所示的,工作甲板402固定八个工具导管端部,反映了在反应堆容器102中使用四个螺栓修理平台200(图7)以及每个螺栓修理平台安装了两个工具模块206(图16),如本文所论述的。在工作甲板402的八个工具导管端部的后面是半刚性的柔性电缆的八个相应的线轴401。电缆是足够柔韧的,以围绕在工具导管250中发生的曲线弯曲,从而使电缆可以绕线轴缠绕,但又足够坚固,以使操作员可以通过将电缆向下推动到并穿过导管而将推拉探针从工作甲板移动到工具驱动组件。在一个或多个实施例中,电缆是由螺旋钢、半刚性聚合物或其他合适的材料制成的直径为1/2英寸的电缆,但是应当理解,可以使用其他构造和材料的电缆。在将推拉探针262推向挡板104的工作过程中,工具导管250和柔性电缆的刚度可能会抵抗施加到推拉探针262上的反作用力,从而使工具在使用过程中保持其轴向位置。

每条电缆都在其线轴上滚动,以使电缆的自由端从工作甲板上方的系统壁向外延伸,并位于操作员可及的范围内。为了将工具252(图18)安装在给定的工具驱动组件230的花键驱动器中,用户在工作甲板402处将电缆的一端夹持在通向所需的工具驱动组件的工具导管的端部上方,并将电缆从其线轴向外拉出。尽管下面将缆线的操作描述为操作员的手动操作,但是缆线可以附加地或替代地由诸如参照图27描述的电马达或探针推动器418的电马达来操作,以将电缆放出或绕线轴缠绕。操作员或机器人取回期望的工具252,并将工具252***到推拉探针262(图23)的端部处的花键驱动器254(图20)的孔256(图20)中。推拉探针可以永久性地固定在电缆的端部,也可以通过电缆端部和探针之间的合适的闩锁(例如,配合销/轭架)布置,被可移除地附接到电缆。操作员经由用户界面使系统处理器致动工具筒夹253(图23),以将工具252限制在花键驱动器254的钻孔中。然后,操作员,手动地或通过机器人的控制,然后将推拉探针262、花键驱动器254和工具252***相应工具导管250的开口端中,并通过在电缆从其线轴放出时将半刚性柔性电缆进一步向下推入导管中,将花键驱动器254和工具252通过工具导管推入工具驱动组件230中。当花键驱动器254***工具驱动组件230中时,接合槽258的倾斜表面259的前缘可能会导致轴承驱动联接器260的球轴承(图22和23)与相应的接合槽对准。

还参考图48,并且在工具固定在花键驱动器上的情况下,操作员经由用户界面1460、处理电路1450、设备接口1462以及定位马达1482、工具模块1484、相机1486、位置传感器1487和排出阀1488中的一个或多个来控制工具驱动组件的操作,如下面关于图48和在本文另外所述的。特别地,操作员控制工具驱动组件以将该组件定位,使得固定至该组件的工具与挡板螺栓相对,然后控制定位马达和驱动马达,工具固定在驱动马达处,以控制工具驱动组件、工具模块和工具平台在螺栓修理平台上在Y方向上的运动,以及工具驱动组件在工具模块和工具平台上在X方向上的运动,从而将工具移入螺栓头中,在某些情况下,同时旋转工具以使螺栓工作。为了取回或更换工具,操作员将电缆通过工具导管250拉回,同时电缆线轴将退出的电缆卷起,直到探针和工具从工具导管中出来。对于反应堆容器中的一个或多个其他工具驱动组件,可以重复此过程或类似过程,以使多个工具驱动组件是同时可操作的。在其中将用过的螺栓附接到工具的情况下,可以将电缆抽出穿过导管开关,然后***到用过的螺栓容器中进行处理,如下所述。

在一些示例实施例中,操作台400和工具导管250在每个工具导管250的路径内包括集成的去污和/或干燥系统404。系统404包括壳体,该壳体封闭除了封壳底部处用于工具导管250的相应开口之外的体积。也就是说,来自相应工具驱动组件230(图18)的每个工具导管都连接到封壳,使得工具导管的内部与封壳内部体积流体连通。封壳的顶侧包括与封壳底部处的工具导管进入开口相对的对应的通孔,工具导管的顶部附接在该通孔处,并且工具导管从该通孔延伸通过工作甲板402中的孔到达工具导管的开口端。封壳可以是圆柱体,其内径大于在封壳的顶部和底部中的相对开口之间延伸的电缆,以将推拉探针从给定工具导管250的上部开口引导至封壳底部的其相应的开口,从而限定了封壳内各个工具导管250的路径。连接到加压去离子水源的喷嘴设置在封壳内,并指向电缆的路径,使得在启动时,喷嘴将去离子水喷到电缆、推拉探针和/或工具上。封壳还可以包括与放射性流体保持罐流体连接的排出口。去离子水可能会从封壳排出到放射性流体保留罐中以进行处理。电子控制的继电器控制供水管线中的一个或多个阀,这些阀启动和去离子水流向喷嘴。设备接口1462(图48)又控制电子继电器。因此,为了启动去污系统,操作员站400的操作员经由用户界面1460、处理电路145和设备接口1462致动喷嘴阀。当操作员拉动电缆,包括推拉探针(并且,如果存在,则将工具252(图18)附接到推拉探针的相对端),从其工具驱动组件向上穿过工具导管时,操作员经由用户界面1460(图48)启动喷嘴。一旦被启动,水喷嘴就用去离子水向电缆、推拉探针和/或工具252喷射,以从探针和工具表面冲洗掉颗粒物质。另外地或可替代地,封壳可以包括吸收性材料,例如无绒布或其他合适的吸收性材料,以从电缆、推拉探针、花键驱动器和/或工具中移除至少一些去离子水。在一些实施例中,封壳可以包括一个或多个加热元件,其将热空气输送到探针、花键驱动器和工具,以帮助干燥电缆、推拉探针和/或工具。加热元件可以经由电源与封壳之间的电导体中的一个或多个开关选择性地连接至电源。开关可以由操作员在操作台进行手动操作或者处理电路1450和设备接口1462可以直接响应于操作员经由用户界面提供的指令,或者当检测到处理器的喷嘴停用时响应于处理器1452执行并存储在1454处的编程指令,来控制开关。操作员向上拉动附接到探针/工具的电缆,直到探针、花键驱动器和工具穿过并从工具导管的端部穿出。当电缆、探针、花键驱动器和/或工具通过工具导管被拉向操作台时,去污过程是连续的。然后,操作员可以通过从花键驱动器上停用工具筒夹来手动地将工具从探针上脱开,并将工具放置在工作甲板402上或预定的用于在工作甲板402内或附近形成的预定接收器中。与探针从工具导管中取出之后执行的方法相比,将去污系统集成到工具导管路径减少了去污所需的时间。

在本文所讨论的系统和方法的一个或多个实施例中,该系统可以利用各种结构和方法来固定由给定工具驱动组件移除的用过的螺栓。如本文所述,一旦操作员(在桥105处)将工具252(图18)和花键驱动器254(图18)固定到工具驱动组件230(图16)中,并进行控制(经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462;图48)工具驱动组件的驱动马达,以将工具移动到与挡板104(图3A)中的挡板螺栓106(图4)接合并随着它与挡板螺栓接合而旋转地驱动工具,则该工具(例如易出部252B)可将其自身固定到挡板螺栓。操作员对工具的进一步旋转控制和工具驱动组件的位置控制(经由通过图48的计算机控制系统来控制驱动马达)将螺栓从挡板上移开,而用过的螺栓则固定在工具的工作端部。

在示例实施例中,并且参考图4,16,18,24和48,该系统包括用于电缆和推拉探针的路径,以在从工具导管中取出推拉探针和电缆以为后续操作做准备之前允许操作员在将螺栓从工具驱动组件230抽出的同时将用过的螺栓和/或工具252放置在容器中。为此目的,将相应的开关406可操作地设置在每个工具导管250内,以允许操作员在工作甲板402处的工具导管250的开口端与(a)工具驱动组件和(b)用过的螺栓容器408之间选择性地改变开口导管路径。开关406可以是三通机械阀,操作员控制该三通机械阀以将该阀的输入端口连接到两个输出端口中的任一个,所述输入端口连接到延伸到工作甲板402处的开口导管端部的导管250的部分,两个输出端口之一连接到延伸到其工具驱动组件230的工具导管250的主体,两个输出端口的另一个连接到延伸到用过的螺栓容器408的工具导管(以与工具导管250相同的方式形成)的一部分。如鉴于本公开应当理解的,开关408内的机械运动可以通过各种方式来驱动,例如通过螺线管驱动的电枢或通过液压或气压力控制的活塞。操作员通过操作员在用户界面1448上输入的指令来控制阀的位置,从而限定导管的流动路径。处理电路1450从用户界面接收这些指令,并基于处理器1452执行的计算机代码来控制设备接口1462,以又控制控制工具导管开关1472/406的螺线管驱动器/液压马达/气动马达(在图48中的1472处的工具导管开关的一般附图标记内所表示的)。处理电路1450处的编程将工具导管开关保持在默认位置,以将工作甲板402上的工具导管端部与延伸到工具驱动组件的工具导管的部分连通,从而当操作员最初将探针、花键驱动器和电缆***工作甲板402处的工具导管端部并向下推动电缆时,探针和花键驱动器穿过开关并进入导管250中并移动到达工具驱动组件230。在操作中,操作员如上所述,通过拉动电缆并与之附接的探针、花键驱动器、工具和用过的螺栓,通过工具导管和导管开关1472/406向后移动,从而从工具驱动组件230中移除用过的螺栓。当探针、花键驱动器、工具和用过的螺栓到达开关406上方导管250内的位置时,操作员更改开关406的状态,以使开关的输入端口可操作地连接至通向用过的螺栓容器408而不是工具驱动组件的导管。在示例实施例中,电缆可以包括用于指示放出距离的标记,以供操作员确定相对于开关406、用过的螺栓容器和/或工具驱动组件的推拉探针/花键驱动器的位置。另外地或可替代地,处理电路可以例如从与电缆线轴401相关联的放出(传感器接收并在用户界面上指示电缆的放出距离的测量。放出传感器可以测量主轴或通过电缆主轴的出口排出或返回的电缆的旋转。然后,操作员将电缆往回向下推,从而使探针和用过的螺栓移向并移入容器408。一旦用过的螺栓和/或工具在用过的螺栓容器内,则操作员就可以通过停用工具筒夹253使工具252与花键驱动器脱开。工具和用过的螺栓可能由于重力而落到容器408的底部。操作员也可以酌情使用类似的方法,在没有附接的用过的挡板螺栓的情况下,存放污染的工具252在容器中。

用过的螺栓容器408可以是封闭的容器,其包括用于从开关406引导至容器的导管的开口,以便操作员可以通过设备杆或其他方式将容器从反应堆容器(或当从反应堆容器中移除支撑结构时的池)移除。在一些实施例中,相机(未示出)被布置在容器408处或附近,以使得相机的视场涵盖了容器408的开口处的导管的端部。相机与处理电路1450和设备接口1462通信,如图48所示。在将用过的螺栓放置到容器408中之前,操作员经由界面1460和处理电路1450启动相机,该处理电路响应于来自所述接口的输入将信号传输到相机。接收到请求信号,相机开始获取视频图像或连续的静止图像,并将图像传输至处理电路1450。处理电路1450又将图像提供给用户界面1460,其在显示器屏幕上为用户显示图像。因此,在将用过的螺栓放置在容器中时,操作员可以查看和检查螺栓并记录有关其状况的信息,以进行更换和系统修理。操作员可以经由用户界面和处理电路手动地记下这些笔记或键入或以其他方式记录该笔记,以存储在存储设备1454处。

用过的螺栓容器408的内部容积足以接收一个或多个挡板螺栓104,例如二十个或更多的挡板螺栓。然而,由于与装置相关的高剂量率,沉积在用过的螺栓容器中的挡板螺栓104和工具的数量可能受到限制。例如,用过的挡板螺栓的剂量率可以为30-40kR/hr。这样,操作员可以处理三个螺栓、四个螺栓和相关的工具等,然后在超出用于存储或运输的辐射极限之前更换用过的螺栓容器。在一示例性实施例中,用过的螺栓容器被布置成使得它是操作员使用设备杆在桥105上可够得着的。因此,当篮或容器接收到预定的或另外最大数量的用过的螺栓和工具时,操作员将容器从反应堆容器或池中移出以进行存储或运输。在一些示例实施例中,用过的螺栓容器可以是市售的碎屑罐,其形成为基本上类似于燃料棒的形状,如参考图39B所讨论的,其可以存储在乏燃料池中。

在上述实施例中,柔性电缆线轴位于工作甲板402处,该工作甲板位于操作员在桥105处的手臂伸手可及的范围内,使得操作员可以将推拉探针和柔性电缆手动地部署到工具导管和在工具导管之外。这要求半刚性的柔性电缆足够长,以使其可以通过相应的工具导管从工作甲板延伸至其相应的工具驱动组件。在如图25-27所示的实施例中,将反应堆的内部结构,包括堆芯篮113,从反应堆容器102(图1)中移出,并放置在与反应堆容器偏移的台架上的池中,如参照图1所讨论的。电缆线轴401(图24)被相应的探针推动器418更换,并且从工作甲板402(图24)移动到池中的堆芯篮113的外部。该构造允许较短的电缆长度,该电缆可以独立地从与探针推动器418关联的电缆线轴延伸到工作甲板、工具驱动组件和用过的螺栓容器,而不必在这些目的地中的任何两个地点之间完全延伸。将导管管理系统布置在堆芯篮的外部,也允许将其放置在水中,从而减少操作员的工作区域,以免受到用过的螺栓的辐射。

因为探针推动器位于芯篮113的外部,所以朝下的U形套筒410的组件延伸穿过热腿通孔,以使工具导管250从中穿过。由聚合物制成的工具导管250如果在探针和电缆穿过时在热腿通孔处直接接触芯篮的边缘时可能会磨损,并且可能彼此缠结。组件410的套筒彼此固定,从而避免了各个导管250的磨损和缠结。

特别参考图26和27,导管管理系统(也总体上在图48中以1470指示)包括多个导管开关406,其对于位于反应堆容器中的每个工具驱动组件都是一对一的。每个开关是四通阀,选择性地将阀输入端口与三个阀输出端口406A,406B和406C中的任何一个连接。每个开关406的阀输入端口(未示出)在电缆的端部接收推拉探针262和花键驱动器,其中该电缆缠绕在位于相应的探针推动器418中的线轴上。当电缆处于其完全缩回状态时,探针和花键驱动器位于三个输出端口上游的输入端口中。每个输出端口406A接收工具导管,该工具导管延伸到工作甲板402中的相应缆线孔(图24),使得导管线的相对开口面向上,以供操作员接近,如关于较早的实施例的图24所示的,从而形成一组导管412。尽管在图25-27中未示出,组412的工具导管250可以穿过去污/干燥台404,如以上关于较早的实施例和图24所讨论的。去污台的构造和操作如上所述。每个输出端口406B从相应工具驱动组件和U形套筒410接收工具导管250,形成工具导管250的组416。每个阀输出端口406C接收延伸到用过的螺栓容器408的工具导管,从而形成一组导管线414。

每个探针推动器418包括线轴,组件的电缆在该线轴上缠绕,以及具有可操作地连接至线轴的可旋转输出端的电动或其他合适的马达(在图48中以1474表示)。控制系统1400(图48)响应于来自处理电路1450的信号从设备接口1462控制探针推动器马达,该信号又响应于经由用户界面1460从操作员接收到的指令信号。每个探针推动器马达是双向的,并且处理电路1450处的编程被构造为在用户界面1460上向操作员呈现在放出绕线电缆和将电缆绕线之间的选择。因此,响应于通过用户接口接收到的操作员指令,处理电路根据操作员在用户界面上的选择,不仅可致动探针推动器马达,而且还可以沿两个方向之一来致动探针推动器马达,从而卷绕或退绕电缆。

每个导管开关406包括可移动开关构件,该可移动开关构件可在三个位置之间选择性地移动并且限定了通孔,使得在三个位置的每个位置处,该开关构件在阀输入端口与相应的阀输出端口406A,406B和406C之一之间限定了开口路径。马达或螺线管装置(与开关构件一起在图48中以1472处表示)响应于来自设备接口1462的信号,响应于来自处理电路1450的信号而控制开关构件的位置,所述信号经由用户界面1460又响应于从操作员接收到指令信号。处理电路1450处的编程被构造为在用户界面1460处向操作员呈现在开关构件的三个可能位置中的选择。因此,响应于经由用户界面接收到的操作员的指令,处理电路经由设备接口1462致动1472处的工具导管开关马达或螺线管装置,以将开关构件移动至期望的位置,如由经由用户界面1462接收的用户指令所指示的那样。

假定在操作中,用于给定工具驱动组件的探针推动器处于其电缆缠绕在线轴上至其完全缩回状态的状态,使得将推拉探针和花键驱动器设置在阀的输入端口中,并且操作员希望将工具***推拉探针和花键驱动器中。经由用户界面1460(图48),操作员识别出操作员希望在其上安装工具的工具驱动组件,从而向处理电路识别哪个探针推动器418和导管开关406要被控制。然后,操作员经由用户界面输入指令,以将推拉探针和花键驱动器驱动至工作甲板402。由于其编程,处理电路1450通过向设备接口发送控制信号来响应该指令的接收以进行控制开关406(在图48中以1472表示),使导管组416中的导管250通向所需的工具驱动组件,以移动到其中开关阀输入端口连接到输出端口406A的位置,从而将开关阀的输入端口联接到通向工作甲板的组412的导管电缆。在足以切换阀构件的时间之后,或响应于来自阀构件处于期望位置的开关处的传感器的信号,处理电路经由设备接口1462将信号发送至所述设备接口(在图48中以1474中表示),特别是到推动探针马达)以驱动所述马达以使线轴将电缆展开。由于阀构件的位置,线轴驱动电缆,进而驱动探针和花键驱动器直到工作甲板。当探针和花键驱动器从工作甲板处的导管中出来时,操作员将所需的工具安装到花键驱动器的工作端中,并启动工具筒夹以将工具保持在其中。

然后,操作员在用户界面1460上输入指令以将工具安装在工具驱动组件上。由于其编程,处理电路通过向探针推动器驱动马达发送信号以反方向致动来响应此指令的接收,从而绕线轴卷电缆并抽出探针和花键驱动器(现在握住工具)通过端口406A并返回到导管开关的输入端口。在检测到线轴已被充分卷时,例如通过传感器检测探针在输入端口中的位置,或者通过传感器检测线轴对进一步旋转的阻力,处理电路将阀构件驱动到第二位置,在该位置开关阀的输入端口连接到输出端口406B。在足以完成此移动的时间到期时,或者指示该位置的传感器输出的检测已实现,处理电路会经由设备接口将信号发送到探针推动器,以向外驱动电缆,从而驱动探针、花键驱动器和工具穿过连接到该导管开关的导管250。如以上关于较早的实施例所述的,当推拉探针到达工具驱动组件时,花键驱动器254接合轴承驱动联接器260,并且花键位置锁定件被启动,从而将工具固定在适当的位置。在从工具驱动组件接收到指示已安装工具的传感器信号时,或在从探针推动器马达接收到指示进一步推动电缆的阻力足以表明工具已安装的信号时,处理电路停用探针推动器马达。马达在不活动时可能会保持锁定状态,从而阻止电缆移动,使得电缆保持在其放出状态,直到马达收到反向致动指令,从而将电缆回卷。然后,操作员进行控制工具驱动组件以经由用户界面、处理电路和设备接口移除挡板螺栓,如上面关于先前实施例所讨论的。该过程的一部分包括操作员经由用户界面向处理器输入指令,以使工具接合与工具相对的挡板螺栓。在接收到该指令后,处理器使Z轴位置马达致动,从而使工具驱动组件移向挡板,从而使工具与挡板螺栓接合。然后,操作员输入指令来致动工具驱动组件以使螺栓工作,例如使处理器旋转地驱动所述旋转驱动器,而操作员则可以查看相机上传到处理器并显示在用户界面上的图像,从而监控操作。在确定工作已完成时,操作员在用户界面上输入指令,该指令使处理器通过反转Z轴致动器,沿反向Z方向将工具驱动组件从挡板移回。在这样的示例中,工具可以将用过的螺栓从挡板移开。

为了移除用过的螺栓,操作员经由用户界面1460(图48)向处理电路提供指令,指示需要移除的工具驱动组件并指示移除螺栓的指令。处理电路编程使处理电路在接收到该指令信号后启动推动探针马达以将电缆回卷。探针将花键驱动器和工具(用过的螺栓固定在其上)从工具驱动组件拉回并通过工具导管。当处理电路从传感器接收到指示探针已到达导管开关的输入端口的信号,或从探针推动器马达接收到指示进一步绕线轴的阻力足以指示探针已到达该位置的信号时,处理电路将停用探针推动器马达,并控制开关构件和马达(以1472表示)以移动到其第三位置,连接开关阀的输入端口与输出端口406C,通向用过的螺栓容器。然后,处理电路控制探针推动器马达(经由设备接口1462)以驱动线轴以放出电缆。由于阀构件的位置,探针推动器因此驱动探针、花键驱动器、工具和用过的螺栓进入并穿过电缆线轴的组414的导管到用过的螺栓容器408。在接收到来自位于用过的螺栓容器408处的传感器的指示探针已经达到所述容器的信号时,则处理电路停用探针推动器马达并使用过的螺栓和/或工具释放到用过的螺栓容器中,例如通过停用工具筒夹。

该系统已经释放了用过的螺栓和/或工具,处理电路控制探针推动器马达卷所述电缆,从而将电缆和探针通过组414的导管朝向导管开关拉回。如上所述,在接收到指示探针和花键驱动器已返回到导管开关的输入端口的信号时,处理电路就会在用户界面1460上向操作员提供相应的通知。

如果在上述过程期间的某个临时点需要更换工具,则操作员可以经由用户界面1460向处理电路提供指令以将工具返回工作甲板。响应于该指令的接收,处理电路控制工具导管开关阀构件到其位置,该位置将导管开关输入端口连接到输出端口406A,输出端口连接到通向工作甲板的导管。在检测到阀构件已到达该位置时,处理电路控制探针推动器马达以放出电缆,从而将探针、花键驱动器和工具驱动到工作甲板,在此处操作员从花键驱动器移除工具,如有必要的话。在完成该步骤时,操作员经由用户界面1460向处理电路提供指令以缩回探针。响应于从用户界面接收到该指令,处理电路以相反的方向启动探针推动器马达,从而卷所述电缆。如上所述,当处理电路接收到指示探针和花键驱动器已到达导管开关的输入端口时,处理电路将停用探针推动器马达。然后可以针对其他工具驱动组件重复该过程。

用于确定导管管理系统中的推拉探针的位置的一个或多个位置传感器或电阻测量的描述仅是说明性的。本领域普通技术人员将立即意识到,可以使用其他传感器来确定推拉探针的位置,例如放出测量传感器,其构造为测量线轴的旋转和/或在线轴出口处从线轴放出或缠绕在线轴中的电缆的直接测量值。

如本领域中应当理解的,用过的螺栓可以发出30-40kRad/小时。为了减少对操作员工作区域的辐射暴露,可以将开关406、导管组414和容器408设置在堆芯篮外部的水下,以使这些部件被六英尺或更多深的水覆盖。考虑到它们对开关的接近性,探针推动器418也位于水下。因此,开关406和探针推动器418的电子部分设置在水密容器中。

图28示出了根据示例实施例的挡板螺栓修理平台500。挡板螺栓修理平台500可以是基本上类似于以上关于图7-23讨论的挡板螺栓修理平台200的框架的框架,其修改如下所述。挡板螺栓修理平台500可以包括一个或多个,例如,两个,工具模块502,其可以包括两个工具驱动组件504。工具驱动组件504可以以与以上参照图18讨论的工具驱动组件230基本相似的方式组装和操作,除了例如工具模块502的工具驱动组件504不包括用于在螺栓修理平台和远离螺栓修理平台的位置(例如操作台400(图24))之间安装和移除工具252的工具导管250(图19)。而是,挡板螺栓修理平台500包括工具更换器架506,该工具更换器架506保持并固定工具252并且位于工具模块的本地且工具驱动组件可接近,使得工具驱动组件可直接从所述更换架取回和存放工具,无需操作员手动操作工具。工具更换器架506可以保持用于取出和更换挡板螺栓106(图3B)的每个工具252中的一个或多个。工具更换器架506可设置在挡板螺栓修理平台500上或作为其一部分,例如附接到或作为后壁的一部分,例如背离挡板104(图3A),使得工具架就不会干扰工具驱动组件通过螺栓修理平台的前壁或侧壁对挡板螺栓的接近。工具模块502可以被构造为绕竖直于并且平行于竖直行进轴线(Y轴245)的θ轴旋转,如在图29中所描述的。工具模块502在θ轴507上的旋转可以在顺时针方向、逆时针方向或两个方向上至少180度。工具模块502的旋转使工具模块能够旋转以面对工具更换器架506和/或布置在侧挡板104中的挡板螺栓,如下所述。

图30示出了包括内部部件的示例性工具模块502。还参考图29,类似于工具驱动组件230(图16),工具驱动组件504可以在第一子框架上在X轴244上横向移动,在此情况下该第一子框架是第一线性滑动器248,例如线性梁轴承;并在第二子框架上的Z轴240上横向移动,在这种情况下,第二子框架是与驱动组件一起在X方向上在线性滑动器248上行进的第二线性滑动器246(还参见图18,因为所述机构在相对于图29和30的实施例描述的两个X方向和两个Z方向上移动工具驱动组件也适用于图16-19的实施例)。工具驱动组件504可以由一个或多个致动器沿着第一或第二线性滑动器246,248被驱动,例如所述致动器为定位马达,例如安装在工具驱动组件中的电子伺服器、电子步进马达、气动马达、液压马达等。在一些实施例中,定位马达可以联接到导螺杆,并且工具模块502可以联接到从动螺母,使得定位马达的旋转使导螺杆旋转,从而引起从动螺母在工具驱动组件以及从而工具上施加横向力,以沿着线性滑动器246,248横向移动。相应的分解器传感器(在图29或30中未示出,但在图48中以1487表示)可以可操作地连接到X轴、Z轴和θ轴马达中的每个,使得来自于引导到处理器1452(图48)的这些分解器传感器的输出值提供了位置信息,该位置信息描述工具驱动组件相对于修理平台或挡板的X位置、工具驱动组件相对于工具平台或挡板的Z轴位置以及工具驱动组件相对于θ轴的θ轴角度,每个相对于在校准步骤建立的预定零位置。

竖直驱动组件在Y轴上的运动(如上关于图10和11所述的)和线性滑动组件248在X轴244上的运动可以是精确运动(以及相应的X和Y驱动马达可以是步进马达或其他精密控制的装置)以将工具驱动组件与给定挡板螺栓106(图3B)的位置对准或将工具驱动组件与工具更换器架506中的工具或螺栓对准(图28)。还参考图48,工作甲板处的操作员经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462控制定位马达(在1482处示出)。处理电路1450在1460处呈现用户界面选项,操作员可以通过这些选项来选择给定的工具驱动组件504和运动方向。处理器,执行程序指令并在从操作员和用户界面接收到这样的指令时,将该指令转换为相应的驱动器信号,处理电路将其输出到设备接口1462,设备接口1462响应于该指令,将控制信号输出至适当的定位马达1482,以使启动的定位马达沿界面指示的方向移动工具驱动组件。因此,操作员可以通过这种控制系统移动工具驱动模块,以将工具驱动组件中的一个(或两个)与工具架506(图28)或挡板螺栓106(图3B)相对放置,以进行取回其中的工具或从中放置工具或在现有的挡板螺栓上操作。另外,如下所述,用户可基于来自与一个或多个定位马达相关联的位置传感器1487的反馈和/或来自相机510的图像,利用工具驱动组件和/或模块的位置的显示。

每个工具驱动组件504可以包括旋转驱动器,例如工具马达505,该旋转驱动器旋转地驱动与工具驱动联接器卡盘508旋转接合的输出轴,该驱动器卡盘508进而夹持工具252,从而使工具旋转地固定在马达的输出轴上。工具马达的致动使输出轴使工具252绕工具轴线511旋转。工具马达505可以是气动马达、液压马达、电动马达等。在示例实施例中,工具马达505是能够施加大约300ft-lb的扭矩的高扭矩空气马达。在一些实施例中,驱动力,例如为通过合适的气动或液压管线与马达相连的压缩空气或液压源,可以放置在水的外部,以最小化超出必须安装在螺栓修理平台上的系统的污染。工具马达505可以驱动构造成保持和释放工具252的工具联接器卡盘508。工具驱动联接器卡盘508可以是构造成在容纳工具252的打开状态和保持由卡盘捕获的工具的关闭状态之间切换的空气卡盘。由于将高压空气施加到卡盘,工具驱动联接器卡盘508可在打开状态和关闭状态之间转换。在一些实施例中,工具驱动联接器卡盘508可以例如通过一个或多个弹簧朝打开状态或关闭状态之一偏置,并且当施加气压时转换到相反状态。

工具驱动模块502可以包括致动器,例如工具旋转马达512,其被构造为使工具模块502绕θ轴507旋转,如上所述。工具驱动模块502可通过可旋转组件513安装到第二线性滑动器246,该可旋转组件513包括附接到滑架509的第一(例如外)环,该滑架安装到第二线性滑动器;以及安装到工具驱动模块的第二内环。可旋转组件还可以包括固定齿轮,附接到工具旋转马达的输出轴的定位齿轮围绕该固定齿轮运动以定位工具驱动模块。在一些实施例中,可旋转组件包括一个或多个减小摩擦的元件,例如轴承。工具旋转马达512可以是与上述马达类似的定位马达,包括但不限于气动马达、电子伺服马达、电子步进马达等。工具旋转马达512可以使工具模块502绕θ轴507沿顺时针和逆时针方向之一或二者旋转90度、180度、270度、360度等。在一些实施例中,工具旋转马达512可以没有旋转限制;例如,工具旋转马达可以无限制地绕θ轴507旋转工具模块502多次。

转向工具模块502的工具驱动组件504的构造,两个工具驱动组件504可以相对于包括轴线507且垂直于X轴244的平面分别设置在工具旋转马达512的相对侧上,使得两个工具驱动组件的工具轴线511彼此平行并且与该平面平行。这种布置扩展了工具模块在X轴244上的有效运动范围。如本文所述,X轴244平行于大致平面的挡板延伸,该挡板在工具驱动组件的紧挨着的前面,并且工具模块组件将它们的工具252施加到其上。因此,操作员控制在线性滑动器248上的工具模块在X轴方向上的运动(通过经由关于图48所讨论的计算机系统来控制工具模块和线性滑动器248之间的相应马达),从而沿X方向移动工具模块,直到一个或两个工具驱动组件轴线511与用过的螺栓的轴线对准。马达512附接到联接器并在该联接器的紧挨着上方,所述联接器在线性滑动器248处将模块502附接到工具平台。由于每个工具驱动组件都从马达512偏移到一侧或另一侧(沿X方向),因此当操作员控制所述工具模块移动到在X轴性滑动器248上工具模块的行进范围的一个或另一个极端时,则一个或另一个工具驱动组件延伸的距离超出了联接器的行进范围。因此,该布置将工具模块的有效X轴范围(如果将工具驱动组件安装在马达位置上,则超过了该范围应当所在的范围)延伸等于竖直面和包括工具轴线511的平行竖直面之间的距离的在X轴行进的每侧上的距离。在一个这样的示例中,X轴行程长度,例如,横向移动的距离,约为30.25英寸。通过以上讨论的工具模块206(具有单个工具驱动组件,其工具轴线在工具模块的中间对准或偏移到工具模块的中间的一侧)中,工具能及的范围的增加可以使得能够在水平轴线上完全接近挡板螺栓106,而不反转工具模块502,如上关于工具平台208所讨论的(图16)。

工具模块502可以包括一个或多个相机510,其可以类似于以上关于图18讨论的相机231,定位和操作成允许操作员在操作台在螺栓修理期间查看工作区域。每个相机510可以是辐射硬化相机,诸如能够以Mrad规模的剂量进行操作等。每个相机设置在工具模块壳体中,以使得相机的视场包围工具252中的相应一个的端部,并且相机的光学器件在该点聚焦,从而相机拍摄的图像提供了工具的工作空间的视野。还参考图48,当处理电路经由用户界面1460接收到来自于操作员的指令以启动工具驱动组件504中的一个或另一个时,处理电路编程自动使处理器1452经由设备接口1462来启动相应的相机1486,并且此后接收从相机馈送的静止和/或视频图像信号。然后,处理电路在用户界面1460处驱动显示器,从而当操作员控制工具驱动组件时允许操作员查看工作空间。在其他实施例中,操作员经由用户界面向处理器提供直接命令以启动和停用相机。用户界面提供了一显示器,操作员可以通过该显示器为给定的所需工具驱动组件选择相机。在接收到启动指令之后,该指令包括对相应工具驱动组件(以及因此所期望的特定相机)的识别,处理电路经由设备接口启动所选择的相机1486。一旦被启动,相机就将其图像信号发送到处理器,处理器又驱动这种图像在用户界面1460上的显示。

尽管每个工具驱动组件504能够独立操作,包括同时操作,但是操作员可以根据需要在任何给定时间将操作限制到一个工具驱动组件。在示例实施例中,操作员确保工具模块502的工具驱动组件504中的仅一个具有安装的工具252。在一些示例实施例中,给定工具模块502处的每个工具驱动组件包括机械锁,该机械锁在被致动时阻止工具驱动组件的致动(例如,通过阻止工具驱动组件的输出轴的旋转或阻止向工具驱动组件施加电力),所述工具驱动组件通过在该工具模块处致动另一个工具驱动组件被致动。例如,每个工具驱动组件可在电力线上包括开关,该开关向工具组件马达提供电流并由在电力线中检测到的到该工具模块中的另一个工具驱动组件的电流控制。在其他实施例中,锁定机构由处理电路1450处的计算机代码实施。如上所述,该代码使处理器1452在用户界面1460处提供显示,操作员在该用户界面处选择特定的工具驱动组件(例如,通过首先选择所需的工具模块,然后选择在该工具模块上的两个工具驱动组件中的哪个是所需的)来操作。当处理器接收到该指令时,处理器将预防(根据其编程)在第一工具驱动组件被致动的同时对该工具模块上的另一个工具驱动组件进行致动,而不管此后从操作员那里收到的指令如何。

尽管可以提供锁定机构以预防工具驱动组件504的操作与同一工具驱动模块502上的另一工具驱动组件的操作同时,但是操作员可以与第一工具驱动组件同时地操作第二工具驱动组件502,其中两个工具驱动组件位于同一挡板螺栓修理平台500上的不同工具驱动模块上。例如,尽管当操作员操作同一工具驱动模块上的一个工具驱动组件时,在处理电路上进行编程会阻止另一个工具驱动组件在工具驱动模块上的操作,但是当操作员同时在另一个工具驱动模块(其在螺栓修理平台上独立于第一工具驱动模块是可动的且是可操作的)上使用工具驱动组件时所述编程没有阻止操作员在给定工具驱动模块上使用工具驱动组件。当与第一工具模块相关联的工具驱动组件504,例如,上部工具模块,如图38A和38B所描述的,可以与第二工具模块502(例如下部工具模块)的工具驱动组件504同时地操作时,用户界面为操作员提供了一个选项,以同时启动和控制(和停用)多个工具驱动组件,但限制是任何一个工具驱动模块只能启动一个工具驱动组件。相应地,用户界面为一个或多个操作员提供了一个选项,以同时操作与同时且独立操作的工具驱动组件相对应的多个相机,或者当操作员同时启动相机对应的工具驱动组件时,处理电路编程可以自动启动多个相机。处理电路编程被构造为驱动用户界面1460,以向操作员提供选择同时操作的工具驱动组件504之一使得用户界面仅显示来自于该工具驱动组件的相机馈送的选项,并且在一些实施例中,向操作员提供在用户界面显示的相应部分中显示分别与同时操作工具驱动组件相对应的多个相机馈送的选项。

在一些示例实施例中,在处理电路处的编程可以包括避免碰撞阈值。避免碰撞阈值可以是工具模块502之间的最小距离,以防止工具模块碰撞,否则其可能会损坏工具模块502或使工具252或其他部件移位。在示例实施例中,避免碰撞阈值可以是半英寸、一英寸、两英寸或其他合适的距离。处理电路可以动态地确定螺栓修理平台500上的工具模块502之间的距离,并由此重复确定是否满足避免碰撞阈值。在不满足避免碰撞阈值的情况下,例如,其中在工具模块之间的距离小于或等于避免碰撞阈值,处理电路使两个工具模块定位马达525(图38B)均停用,例如,通过视情况中断电、气动,液压动力。然后,处理电路可以使每个工具模块502能够在与另一工具模块相反的方向上移动。

图31示出了根据示例实施例的示例工具更换器架506。工具更换器架506设置在架托架514中,该架托架将所述架保持在由所述架的三个侧面的至少一部分(例如,每个横向侧和底部)所限定的凹槽内。工具更换器架506可滑动地接收在架托架514的侧凹槽中,使得工具更换器架可以通过架托架的开口侧例如其顶部从架托架可滑动地被移除并更换到该架托架。在一些实施例中,挡板螺栓修理平台500可以以开口的方式构造在架托架的开口的顶部上方,使得可以从操作员的工作区域和桥105(图1)接近工具更换器架。因此,从所述桥并利用设备杆,操作员可以该该杆从所述桥向下延伸到工具更换器架的顶部,操纵设备杆以固定架的顶部,并向上拉工具架,从架托架中跳出来,一直到桥。此时,操作员可以将工具252和挡板螺栓106***到工具更换器架中或将其从工具更换器架中移除或更换。完成这些任务后,操作员可以再次用设备杆固定工具更换器架,并使用该杆将工具更换器架向下放回反应堆容器中,或者如果将反应堆内部结构从反应堆容器中移除,如上面讨论的那样,将其放入由内部结构限定的封壳中,并放入架托架514内的位置。在其他实施例中,工具更换器架由机器人安装和移除,该机器人可以在桥和架托架之间穿梭。在美国专利号8,746,089、美国专利号9,273,985和美国专利申请号15/055,178中描述了示例性的这种机器人,该机器人以弗吉尼亚州林奇堡的BWX Technologies,Inc.的名称以ZR 100出售。出于所有目的将其并入本文。参考图48,操作员经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462控制ZR 100机器人1420的操作。

工具更换器架506由大致平坦的片材的塑料、钢或其他合适材料形成,多个通孔穿过该片材延伸,工具252和更换挡板螺栓106接收并保持在通孔中。可以在每个这样的孔口中分别设置挠性环或索环、可偏转的C形夹或其他棘爪,其从孔口的边缘向内延伸到小于该孔口预期要接收的工具或螺栓外径的内径,使得该装置是当***孔口中时将工具或螺栓保持在适当位置的棘爪。最初,在使用工具驱动组件移除一组螺栓之前,操作员将足够数量的工具***工具更换器架506中,以供操作员希望操作的所有工具驱动组件使用,并且在接下来从反应堆容器取下工具更换器架之前将至少与操作员预期在挡板中更换的一样多的新的挡板螺栓106***到相应的孔中。操作员可以使所述工具更换器架具有某些数量的螺栓孔口打开,即,没有***工具或螺栓,但是在其他实施例中,所有孔口被填充。当操作员希望更换出所述架上的工具或***新的挡板螺栓时,操作员从架托架上移除工具更换器架,将工具更换器架上拉到桥,移除一个或多个工具,将所述工具更换为新工具和/或***新的更换挡板螺栓,将工具更换器架重新***架托架,并重复该过程。替代地,在工具架暴露于来自EDM的切屑的情况下,操作员可以使用机器人或起重机从所述框架上移除所述架并将所述架放入充满水的水池中进行处理,用新的工具和螺栓将所述架放回到框架中,并重复此过程。

类似于以上讨论的螺栓修理平台200,当操作员控制工具模块时,可以校准并动态更新螺栓修理平台的工具模块502的位置。例如,操作员可以经由用户界面1460和处理电路1450(图48)将工具模块502驱动到工具更换器架506上的第一预定目标点。操作员可以将工具模块502的相机轴线与第一预定目标点502对准并确定第一分解器或编码器位置(例如,根据来自X和Y位置马达的分解器信号)。然后,操作员在Y方向上驱动工具平台并在X方向上驱动工具模块,以将相机与第二预定目标点对准,在此期间,分解器或编码器会在X和Y方向上动态递增或递减。然后,处理电路1450可以基于相机光轴与工具驱动组件504的T轴之间的已知距离和在第一和第二预定目标位置处的分解器值来确定工具模块502和每个工具驱动组件504相对于工具更换器架506的相对位置。另外,处理电路1450可以基于工具252和/或挡板螺栓106与第一和第二预定目标位置之间的已知距离来确定工具252和/或挡板螺栓106在工具更换器架中的位置。处理电路可以相对于制造时建立的预定零位置来确定用于对应的分解器传感器的Z和θ位置。

为了将工具252安装在工具驱动组件504中,并且参照图34-36,假定工具模块处于面向挡板的初始位置(例如,使得在工具驱动组件的端部处的工具卡盘的开口端面向挡板)。通过控制马达1482/512和线性滑动器246,248,如上面关于图18,30和48的经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462所述的,操作员经由用户界面向处理电路提供指令,该指令使编程和处理器控制马达以使工具模块502顺时针或逆时针旋转,如图33所示,使得工具组件现在面向工具更换器架506,如图34所描绘的。如以上所示出的,在该运动期间工具模块壳体中的一个或多个相机是活动的,使得操作员在操作员执行操作时可以在用户界面1460处看到工具模块面对的位置。通常,相机前面的工作区域可能被充分照明,以使用户能够看到工作区域。在一些实施例中,可以与相机相关联地提供一个或多个灯,例如LED,以照亮该区域,并且可以随着相机的启动而被启动,诸如经由用户界面的操作。还参考图30,32和33中,操作员通过使用控制系统使工具模块502绕θ轴507旋转180度,以使马达512从面对挡板的工作位置旋转到面对工具更换器架506的工具更换位置,如在图34中所示的。在这种旋转将导致工具模块撞击其他系统部件或挡板螺栓修理平台500的侧壁的情况下,操作员还可以通过经由用户界面输入的适当指令改变工具模块沿X轴244和/或Z轴242(图29)的位置,使处理电路(通过设备接口)驱动定位马达沿线性滑动器246和/或248在X和/或Z方向上移动工具模块,从而将工具模块从潜在的障碍移开。此外,一旦操作员旋转工具模块,使工具卡盘面对工具更换器架,操作员还可以通过控制X轴和/或Y轴定位马达以及线性滑动器246、248进行其他X/Y调整,以最后将卡盘的开口端与固定在所述架中的所需工具对准,如在图35和36处示出的。操作员可以通过工具组件端部的相机图像和/或通过基于位置校准自动或手动比较与所需工具关联的分解器反馈位置和预定的分解器位置,视觉上验证卡盘的开口端和所需工具的对准。

一旦操作员将一个或另一个工具驱动组件轴线511与操作员希望固定在卡盘中的工具的中心轴线对准,操作员就在用户界面1460(图48)上启动控制选项,使该用户界面向处理电路生成命令,以致动与线性滑动器246(图18)相关联的Z轴定位马达,以沿Z方向朝向工具更换器架向前驱动工具驱动模块。当卡盘充分向前移动以使卡盘在其中心钻孔中接收选定的工具时,工具驱动组件处的传感器会感应到对工具驱动组件继续前进的阻力,这会反映在传感器的返回处理器1452的信号中。在接收到该信号时,处理器将停用与线性滑动器246相关联的定位马达的向前运动,从而停止工具模块的向前运动。然后,操作员经由用户界面1460执行第二指令,从而使处理电路致动空气驱动阀至卡盘,从而使卡盘在工具上关闭。如以下参考图40所示的,工具可以具有浮动头,该浮动头允许工具驱动马达完全接合工具并允许超程而不会损坏工具、工具模块或工具更换器架。另外,工具的行进距离可以被限制为大约浮动头的纵向行程。卡盘已经夹住工具后,操作员经由用户界面发出指令,以使工具模块从工具更换器架上移开,从而使处理器1452控制与线性滑动器246相关联的定位马达以在相反的Z轴方向上移动。卡盘在工具上的夹持力克服了棘爪在工具上的夹持力,因此工具模块将工具从工具更换器架上移除。重新***工具的顺序相反。操作员控制工具模块的位置,以使工具驱动组件轴线511(图30)与可用的打开的工具更换器架孔口轴线对准,然后控制工具模块在向前Z轴方向上的移动,直到卡盘/工具模块将工具推入开口孔口中。然后,操作员经由用户界面发出命令以打开卡盘,从而使处理器致动一阀,该阀将空气压力释放到卡盘。当卡盘机械偏置到打开位置时,释放关闭偏置的压缩空气会导致卡盘打开。然后,操作员经由用户界面发出指令,以将工具模块从工具更换器架移开。当工具模块向后移动时,工具更换器架中的棘爪将工具保持住,从而将工具与卡盘分开。操作员利用与用于取下工具类似的方法,利用工具模块从工具更换器架上移除新的更换挡板螺栓。

在一些示例实施例中,这些步骤中的一个或多个可以是自动化的。例如,操作员使用用户界面输入命令选项来“获取工具号##”或“更换工具号##”,而不是发出单独的命令使工具模块执行上述每个运动,以及处理电路1450可以控制所有工具模块移动和卡盘活动以完成该指令。处理电路可以将该运动基于上述已知距离和位置校准,以使处理电路驱动工具模块,并将动态分解器反馈位置与用于工具252、挡板螺栓106或其他部件的分解器位置确定进行比较。处理电路1450可以执行工具驱动组件504的定位以使卡盘与X/Y轴上的期望工具位置对准和/或工具驱动组件540在Z轴上的定位,以移除或更换工具252或挡板螺栓106,其也可以包括卡盘的自动操作。

在将工具已经固定在卡盘中之后,操作员,通过经由用户界面向处理电路发出类似的命令,来控制工具旋转马达512(图30)以将工具模块旋转180度(如果在侧挡板上进行操作,则旋转90度),以使卡盘和工具面对带需要更换的挡板螺栓的挡板。如上所述,依靠相机图像并经由用户界面使用命令,操作员在沿X和Y轴的方向上移动工具模块,以使一个或另一个工具驱动组件轴线511(图30)与安装在挡板中的挡板螺栓的纵轴线对准。然后,操作员经由用户界面提供指令以启动工具马达505(图30),从而使马达旋转驱动卡盘和工具,并致动与线性滑动器246相关联的定位马达以使工具模块沿Z轴方向向前移动,使得现在旋转的工具与挡板螺栓接合。假设先前已经使用EDM钻头钻了一个钻孔,并且该工具是一个螺丝取出器,例如“易出部”252B(图18),这将使易出部工具钻入螺栓,直到易出部的沟槽接合并锁定到螺栓孔的一侧,从而使螺栓旋转出螺栓孔。一旦易出部工具开始旋转出螺栓孔,操作员就经由用户界面1460向处理电路发出指令,该指令使处理电路将工具模块沿Z轴方向向后移动。

从挡板上已经移除螺栓后,操作员经由用户界面1460(图48)向马达512(图30)发出指令,以将工具模块向后旋转180度或90度,取决于模块在其上工作的挡板,从而使卡盘和现在已移除的挡板螺栓面向工具更换器架506。然后,操作员经由用户界面发出指令,以控制与线性滑动器246和248相关的定位马达的操作(图18)以沿X和Y方向移动工具模块,直到用于设置该卡盘和工具的工具驱动组件的工具驱动器轴线511(图30)与废挡板螺栓端口522(图31),例如延伸穿过工具更换器架506的孔口,对准。用过的螺栓滑槽和接收器在与工具模块相对的端口的一侧上附接到废挡板螺栓端口522,以接收用过的螺栓,如下面更详细地讨论的。在已经将工具与废挡板端口对准后,操作员经由用户界面发出控制命令,从而使与线性滑动器246相关联的定位马达致动并向前驱动工具模块,直到卡盘、工具和用过的螺栓穿过所述孔口延伸并进入到用过的螺栓滑槽中,如由相机提供的图像所指示的。然后,操作员经由用户界面发出指令以使处理电路打开卡盘,从而使工具和用过的螺栓掉入用过的螺栓滑槽526中。在一些示例实施例中,用过的挡板螺栓端口522可以包括索环、棘爪状的唇缘或类似物,其可使用过的挡板螺栓通过并为挡板螺栓的取出提供阻力。该阻力向挡板螺栓和/或工具提供压力,以将其从卡盘上移除并掉入用过的挡板螺栓滑槽526中。或者,操作员经由用户界面发出控制命令,从而使与线性滑动器246关联的定位马达致动并向前驱动工具模块,直到卡盘、工具和用过的螺栓穿过所述孔口延伸并进入用过的螺栓滑槽中。操作员经由用户界面发出控制命令以使卡盘打开,然后重新定位工具模块,以使用过的挡板螺栓和/或工具至少部分地被废挡板螺栓端口522的周边阻塞。然后,操作员经由用户界面发出控制命令,使与线性滑动器246相关联的定位马达致动并驱动工具模块向后离开工具架,这可能导致用过的挡板螺栓和/或工具通过废挡板螺栓端口的周边从卡盘中被拉出并落入废挡板螺栓滑槽中。

用过的挡板螺栓106也可以临时存储在工具更换器架506中。类似于工具更换程序,如上所述,操作员可以控制工具模块以将相应的工具驱动器轴线511(图30)与工具更换器架中的开口螺栓孔口的中心轴线对准。然后,操作员控制与线性滑动器246关联的定位马达,以使工具模块在Z轴方向上向前移动,直到用过的螺栓***所述孔口中并通过其棘爪固定。此时,操作员指示系统打开卡盘,从而松开螺栓,在某些情况下,还松开易出部工具252B(图18)。然后,操作员沿反Z方向抽出工具模块,沿X和Y方向移动工具模块以固定下一把工具,然后重复该过程。下面参考图39A和39B提供关于废挡板螺栓106的处理的其他细节。

参考图37,38A,38B和48,单个工具更换器架506可用于向在单个挡板螺栓修理平台500上操作的多个工具模块502提供工具和更换挡板螺栓。如上所述,在某些实施例中,工具架更换器506被保持在挡板螺栓修理平台500上的单个位置,并且操作员操纵挡板螺栓修理平台500上的工具模块以移动到工具更换器架。另外,工具更换器架在挡板螺栓修理平台上沿平行于工具模块Y移动轴线245的Y轴方向524是可移动的。为此目的,工具架定位马达516固定地设置在架托架514的外表面上。工具架定位马达516类似于上面讨论的定位马达,并且可以包括例如气动马达、电子伺服马达、电子步进马达等。定位马达516使一个或多个驱动齿轮旋转,该驱动齿轮沿着联接至挡板螺栓修理平台500的齿条518行进。在一些示例实施例中,架托架514的一侧或两侧可包括U形引导件,其部分地围绕齿条,例如在齿条的任一侧上的接触引导件,以在架托架(如上所述,其中设置了工具架更换器)沿工具更换器Y轴524的任一竖直方向被驱动时提供稳定性。为了使工具更换器架和架托架运动,操作员选择在用户界面1460上提供的控制选项,使用户界面向处理电路1450发送指令信号,继而使处理电路控制定位马达516(在图48中的1482处示出)以沿用户界面指令指示的所需方向移动架托架和工具架更换器。

图38A和38B示出了示例性挡板螺栓修理平台,其包括第一工具模块502,例如上部工具模块,和第二工具模块502,例如下部工具模块。架托架514可服务于上部工具模块502和下部工具模块502。因此,用户可经由控制系统通过工具架位置马达516在工具更换器Y轴524上竖直地驱动工具架以使其与工具模块502大致对准,用于工具安装和/或工具更换。如上所述,上部和下部工具模块502可以例如由工具模块定位马达525在工具模块Y轴245中被竖直地驱动,以接近挡板104和/或工具更换器架506的挡板螺栓106。因此,一旦操作员已经将工具更换器架移动到两个工具模块502之一附近的位置,则操作员便以如上所述的方式控制工具模块的位置,以使工具驱动组件轴线之一与工具或更换螺栓的轴线对准,以便随后用相应的工具驱动组件的卡盘固定工具或更换螺栓,如上所述。

图39A示出了示例性的挡板螺栓滑槽526和用过的螺栓容器408。挡板螺栓滑槽526例如通过铆钉、焊接、螺钉等联接至工具更换器架506和/或架支架514,使得滑槽526的上部开口在工具更换器架的与工具驱动组件相对的一侧上的废挡板螺栓端口522的下方。可以在废挡板螺栓滑槽526上提供竖直延伸部分,以安装相机,以对进废挡板螺栓容器408的废挡板螺栓进行目视验证。相机的视场范围包括废挡板螺栓滑槽526和容器408的开口。相机与处理电路1450和设备接口1462通信,如图48所示。在将用过的螺栓(可能还有工具)放入容器408之前,操作员经由接口1460和处理电路1450启动相机,该处理电路响应来自界面的输入将信号传输到相机。接收到请求信号,相机开始获取视频图像或连续的静止图像,并将图像传输至处理电路1450。处理电路1450又将图像提供给用户界面1460,后者在显示屏幕上为用户显示图像。因此,在将用过的螺栓放置在容器中后,操作员可以查看和检查螺栓并记录有关其状况的信息,以进行更换和系统修理。操作员可以经由用户界面和处理电路手动地记下这些笔记或键入或以其他方式记录该笔记,以存储在存储设备1454处。

用过的螺栓容器408固定到挡板螺栓修理平台500的底部横向构件上。因此,当操作员在挡板螺栓修理平台内上下移动工具更换器架和架支架时,挡板螺栓滑槽526分别从用过的螺栓容器移开和向用过的螺栓容器移动。在图39A所示的视图中,工具更换器架在挡板螺栓修理平台内的较低位置,使得挡板螺栓滑槽的下端延伸到用过的螺栓容器的内部空间中。滑槽526的底部开口,因此,当用过的螺栓和工具放置在滑槽的顶部开口中时,它们会通过重力掉落穿过滑槽并进入容器中。当操作员向上移动工具更换器架和架支架以使滑槽移出容器容积时,***滑槽的用过的螺栓仍会掉入容器中,因为滑槽仍位于容器的正上方。为了将用过的螺栓放置在滑槽中,操作员经由如上所述的控制系统驱动工具模块502,以使工具模块的工具驱动组件之一与用过的挡板螺栓端口对准,并且工具组件的卡盘、工具、用过的螺栓穿过废挡板螺栓端口,直接在滑槽的开口上端上方。操作员,再次通过控制系统,操作卡盘以释放工具和用过的螺栓,从而如上所述两者都落入滑槽并因此进入容器中。在一些实施例中,用过的挡板螺栓滑槽526的上部开口可以是喇叭形的或包括加宽的开口以用作漏斗,以帮助用过的挡板螺栓106(图3B)和工具进入挡板螺栓滑槽526并防止或限制用过的螺栓错过了滑槽。在一些实施例中,用过的螺栓滑槽526可以包括排出阀或闸门527,以当滑槽没有延伸到用过的螺栓容器408内或上方时,防止用过的挡板螺栓通过用过的螺栓滑槽排出。经由伺服马达、气动马达等的致动,经由控制系统(例如,经由用户界面1460、处理电路1450和设备接口1462,图48)或通过附接到排出阀的机械杆,其中所述机械杆通过用过的螺栓滑槽526与用过的螺栓容器408物理接合被致动,操作员可以控制所述排出阀527。

应当理解,用过的螺栓和工具以及乏核燃料可以通过浸没在水池中来存储。为此目的,并且还参考图39B,用过的螺栓容器408的尺寸被确定为使得容器408的任何和所有横截面周长都适合在废燃料容器528的横截面内周内,并且具有足够的高度以容纳两个或更多个用过的螺栓容器408。由此,操作员可以通过将容器408从其在螺栓修理平台500上的合适位置移除并且利用其用过的螺栓和工具将容器408放置在容器528的顶部中,使得容器408被储存在废燃料池中,而从图39A的实施例放置废挡板螺栓。容器408的移动可以通过设备杆、起重机或其他合适的方法来执行。

图40示出了工具252E可以与工具更换器架506(图34-36)结合使用以从工具更换器架夹持和移除更换挡板螺栓106。工具252E包括后部,大体上圆柱形的部分531,其被接收在图30中的卡盘508的中心钻孔内。卡盘的筒夹或夹爪接合圆柱形部分和其中的圆周凹陷533,从而使工具旋转地和轴向地(相对于工具主体轴线)固定到卡盘。挡板螺栓***工具252E包括驱动头(未示出),例如具有几何形状的六角驱动器、方形驱动器、三角形驱动器等,使得驱动头被挡板螺栓106的互补形状的螺栓头接收。如上所述,当操作员控制工具驱动组件以将工具的前端***固定在工具更换器架中的通孔之一中的挡板螺栓106中时,工具的驱动头延伸到螺栓头中,使得夹子530也越过挡板螺栓的顶端并与螺栓头外表面的外圆周接合。夹子530是柔性的,并且当不夹持螺栓时,通常在由螺栓头的外圆周限定的周边的内部延伸。因此,当工具驱动组件将工具252E推入螺栓头中时,螺栓主体将夹子沿径向向外(相对于工具和对准的螺栓的轴线)推动。因此,夹子以足够的力通过摩擦将螺栓保持在工具上,从而当操作员在工具的螺栓接合之后将工具驱动组件向后移离工具更换器架时,克服了由工具更换器架施加在螺栓上的阻力。因此,工具驱动组件和工具252E从工具更换器架上移除螺栓106。替代地,挡板螺栓可以被预加载,例如***工具252E中,然后***工具架中,使工具驱动组件与圆柱部分531接合,以移除工具和挡板螺栓,类似于移除其他工具,如上所述的。同样如上所述,操作员然后可以控制工具模块以将工具驱动组件移动成与挡板104中的带螺纹的挡板螺栓孔对准(图1、2和3A),然后轴向地向前移动工具驱动组件(相对于螺栓的轴线),直到挡板螺栓106的带螺纹的下端535被接收在该螺纹孔中。再次通过控制系统(图48),操作员经由用户界面提供指令,该指令使处理电路通过设备接口来致动驱动马达232(图19)以旋转地驱动花键驱动器254(图18)或致动工具马达505以沿旋转方向旋转驱动卡盘508(图30)、工具252E和螺栓106,从而将螺栓拧入挡板孔中。工具的驱动头和互补的螺栓头之间的配合几何形状使工具驱动组件和工具能够旋转地驱动螺栓与孔中的挡板进行螺纹连接。一旦螺栓拧入到位后,操作员控制工具模块沿轴向向后移动,远离挡板螺栓。挡板板孔中的螺栓螺纹连接比由夹子530施加在螺栓***上的摩擦力要强,因此工具252E远离螺栓,导致夹子530向回越过螺栓头以与螺栓脱离。

在一些示例实施例中,诸如工具252E的工具可以包括浮动头537。浮动头537可以被弹簧535向前偏置,使得浮动头允许抵抗弹簧535的有限的纵向行进以防止损坏挡板104、工具252、工具模块502等。浮动头537还可包括可操作地联接至工具头的封壳体和可操作地联接至圆柱形部分531的互补的内壳体。封壳体和内壳体可为三角形、正方形、矩形、六边形或其他阻止封壳体围绕内壳体旋转的合适形状。

图41示出了根据示例实施例的工具模块502穿过螺栓进入孔口212的视图。如上所述,工具驱动组件504的横向偏移使得工具252能够在螺栓进入孔口212的最远延伸处到达挡板螺栓106,而无需工具模块围绕Z轴242(图29)旋转,例如将工具模块上下翻转。在一些实施例中,例如图41所示的实施例,吸杯附接件204可以是基本上圆形的。

图42示出了根据示例实施例的使偏移挡板104工作的工具模块的示例实施例。类似于图12的实施例,挡板螺栓修理平台500可例如通过吸杯附接件204安装在短挡板104A上,如图41中所描绘的。工具模块502可以由定位马达沿X轴244和Z轴242(图15和29)驱动,以使短挡板和偏移挡板104B上的螺栓工作。工具模块502可以在Z轴上被向前驱动,朝向偏移挡板104B,并且至少部分地通过螺栓进入孔口212被驱动以定位工具驱动组件504以使偏移挡板104B工作。

在一些实施例中,诸如图43中所描绘的实施例,螺栓进入孔口可以延伸越过工作面并且至少部分地围绕挡板螺栓修理平台500的侧面。螺栓修理孔口212向螺栓修理平台500的侧面的延伸可以允许工具模块502旋转90度以使挡板螺栓在侧挡板104C(图42)上例如抵靠挡板螺栓修理平台500的一侧的挡板上,工作。类似于使偏移挡板104B(图42)工作,工具模块可以至少部分地通过面向螺栓进入孔口212的部分的侧面在X轴244(图15)上被驱动以使偏移挡板104D(图42)工作。图44A和44B示出了工具模块502延伸穿过挡板螺栓修理平台500的前表面以使挡板螺栓106在偏移挡板104B上工作以及工具模块延伸穿过挡板螺栓修理平台500的侧面以使挡板螺栓在侧偏移挡板104D上工作。图45示出旋转以使侧挡板104C工作的工具模块502的俯视图。

图46示出了挡板螺栓修理平台500,该挡板螺栓修理平台包括多个轮532,以使挡板螺栓修理平台能够穿过堆芯底部534移动。异物排除(FME)屏障,例如刚性聚合物或金属片,可以放置在堆芯底部534上以保护堆芯底部免受轮532的损坏或磨损,或防止异物进入芯篮底部中的一个或多个流孔。轮可以是麦克纳姆轮,例如图47中描绘的麦克纳姆轮532,其可以使挡板螺栓修理平台能够在任何方向上移动。轮532可以例如通过控制系统被电驱动,气动驱动,液压驱动等。在包括轮的实施例中,挡板螺栓修理平台500的重量可以由轮支撑,并且挡板螺栓修理平台500可以不包括不包括辊202。挡板螺栓修理平台500的全向运动可以减少对挡板螺栓修理平台500在芯中的初始放置和在修理结束时挡板螺栓修理平台500的最后移除的起重机操作。挡板螺栓修理平台500到各个修理位置的每个中间运动可以通过轮532的操作来执行。

示例控制系统

图48示出了构造成用于挡板螺栓修理平台的操作的控制系统1400。控制系统1400可以完全设置在操作台400(图24)上,或者可以是在多个位置操作多个装置的分布式系统,所述多个位置包括反应堆隔室外部的远程位置以限制暴露。在示例实施例中,控制系统1400包括处理电路1450,其被构造为执行应用执行以及其他处理和管理服务。在一个实施例中,处理电路1450可以包括与用户接口1460和设备接口1462通信或以其他方式控制用户接口1460和设备接口1462的存储设备1454和处理器1452。这样,处理电路1450可以实施为电路芯片(例如,集成电路芯片),其被构造为(例如,具有硬件、软件或硬件和软件的组合)配以执行本文所述的操作。然而,在一些实施例中,处理电路1450可以实施为服务器、计算机、膝上型计算机、工作站或者甚至各种移动计算设备之一的一部分。在处理电路1450被实施为服务器或位于远程计算设备处的情况下,用户接口1460可以被放置在另一设备处(例如,在计算机终端或客户端设备处),以经由设备接口1462和/或或网络30与处理电路1450通信。

在示例实施例中,存储设备1454包括一个或多个非易失性存储或记忆设备,例如,易失性和/或非易失性存储器,其可以是固定或可移动存储设备1454,其存储可由处理器1452执行的计算机程序指令等以及处理器在执行指令时使用的数据,以根据本文所述的本发明的示例实施例来执行各种功能。例如,存储设备1454可以被构造为缓冲输入数据以供处理器1452处理。另外或替代地,存储设备1454可以被构造为存储指令以供处理器1452执行。作为又一替代方案,存储设备1454可以包括可以存储各种文件、内容或数据集的多个数据库之一。在存储设备1454的内容中,可以存储应用程序以供处理器1452执行,以便执行与每个相应应用程序相关联的功能。

处理器1452可以以多种不同的方式实施。例如,处理器1452可以实施为各种处理装置,例如微处理器或其他处理元件,协处理器、控制器或各种其他计算或处理设备,包括诸如ASIC(专用集成电路)的集成电路、FPGA(现场可编程门阵列)、硬件加速器等。在示例实施例中,处理器1452可以被构造为执行存储在存储设备1454中或者以其他方式可被处理器1452访问的指令。这样,无论是通过硬件还是软件方法或者通过其组合来构造,处理器1452都可以代表实体(例如,物理上实施在电路中),其在相应地构造的同时能够执行根据本发明的实施例的操作。因此,例如,当处理器1452被实施为ASIC、FPGA等时,处理器1452可以是用于进行本文所述的操作的专门构造的硬件。替代地,作为另一示例,当处理器1452被实施为软件指令的执行器时,指令可以具体地构造处理器1452以执行本文描述的操作。

用户界面1460与处理电路1450通信,以在用户界面1460处接收用户输入的指示和/或向用户提供听觉、视觉、机械或其他输出。这样,用户界面1460可以包括例如键盘、鼠标、操纵杆、显示器、触摸屏、麦克风、扬声器、移动设备或其他输入/输出机构。在控制系统实施在服务器或其他网络实体处的实施例中,在某些情况下,用户界面1460可能受到限制甚至被消除。替代地,如上所述,用户界面1460可以位于远程。

设备接口1462可以包括一个或多个接口机构,用于实现与其他设备和/或网络的通信。在一些情况下,设备接口1462可以是诸如在被构造为从与处理电路1450通信的网络和/或任何其他设备或模块接收数据和/或向其发送数据的硬件、软件或硬件和软件的组合中实施的任何装置,诸如设备或电路。就这一点而言,设备接口1462可以包括例如天线(或多个天线)以及用于能使与无线通信网络和/或调制解调器进行通信的支持硬件和/或软件,用于经由电缆、数字用户线(DSL)、通用串行总线(USB)、以太网或其他方法支持通信的或其他硬件/软件。在设备接口1462与网络通信的情况下,该网络可以是无线或有线通信网络的各种示例中的任何一个,例如,诸如局域网(LAN)、城域网(MAN)的数据网络,和/或广域网(WAN),例如因特网。在一些示例实施例中,处理电路1450可以经由设备接口1462与探针管理系统1470和/或螺栓修理平台1480通信。

探针管理系统1470可包括一个或多个工具导管开关1472,例如参考图24和26所述的工具导管开关406,和/或一个或多个探针推动器1474,例如参考图26描述的探针推动器418。用户可以操作用户界面1460,以使处理电路致动工具导管开关1472,以选择工具导管(例如,通向操作台、工具模块或挡板螺栓容器的工具导管)的给定部分,通过该给定部分来驱动推拉探针往返于期望位置,例如通过液压或气动的一个或多个阀的致动或一个或多个继电器或其他合适的电子开关机构的通电或断电。用户可以例如通过致动一个或多个气动或液压阀或使一个或多个继电器或其他合适的电子开关机构通电或断电来操作用户界面1460,以使处理电路1450使探针推动器1474放出或收回探针,其继而导致马达转动。马达可以是气动马达、液压马达、电动马达等。

螺栓修理平台1480可包括一个或多个螺栓修理平台,例如参考图6-22所讨论的螺栓修理平台200和/或如参照图28-46所论述的螺栓修理平台500。螺栓修理平台1480可以包括真空泵/阀1481、定位马达1482、工具模块1484、相机1486、位置传感器1487、排出阀1488和/或轮1489中的一个或多个。用户可以操作用户界面以导致处理电路引起真空泵,并且一个或多个真空控制阀向真空杯附接件204施加真空力,这将参考图6和41进行讨论。真空力可以夹持挡板,以将螺栓修理平台保持在相对于挡板的位置。当期望将螺栓修理平台1480移动到不同位置时,用户可以与用户界面交互作用以使真空泵和/或真空控制阀释放真空力,从而从挡板释放真空杯附接件。

用户可以操作用户界面1460来使处理电路1450引起一个或多个定位马达,例如工具模块定位马达525,如参考图38A和38B所讨论的,以将诸如工具模块206(图9)或工具模块502(图28)的工具模块1484移动到期望位置。定位马达1482可以包括气动马达、液压马达、电子伺服马达、电子步进马达等中的一个或多个,其构造为使工具模块在X轴244、Y轴245、粗Z轴242、细Z轴和θ轴507(图15和29)的任何一个中移动。在一些示例实施例中,定位马达1482还可包括一个或多个工具架定位马达,例如参考图38A和38B所讨论的工具架定位马达516,其被构造为在工具模块之间竖直地驱动工具架。

用户可以操作用户界面1460,以使处理电路以期望的方式操作工具模块1484。处理电路1450可以引起工具驱动马达,例如参考图19所讨论的工具驱动马达232或者图30中讨论的工具马达505,以旋转由花键驱动器或工具驱动器联接器卡盘固定的工具。工具驱动马达232或工具马达505可以是气动马达、液压马达、电子伺服马达、电子步进马达等。在示例实施例中,处理电路1450可以引起工具驱动联接器卡盘,诸如参考图30所讨论的工具驱动联接器卡盘508,以例如通过致动气动或液压值,以在接纳工具252的打开状态和保持由工具联接器卡盘捕获的工具的关闭状态之间转换。附加地或替代地,处理电路1450可以使工具联接器,例如参考图16所讨论的工具联接器207,以工具平台接合或从释放工具模块1484。在一些实施例中,处理电路1450可以从花键位置锁定件270施加液压并从中移除液压,如上面参考图23所讨论的,以通过打开或关闭一个或多个阀来锁定或释放花键驱动器254。

控制系统1400可以被构造为从与工具模块1484相关联的一个或多个相机1486,诸如参考图18所讨论的相机231,与用过的螺栓容器408相关联的相机,如参考图24所讨论的,或如参照图30所论述的相机510,接收图像数据。处理电路1450可以使图像数据显示在与用户界面1460相关联的一个或多个显示器上,使得操作员可以监视一个或多个工具模块的位置和操作。附加地或替代地,一个或多个相机1486可以围绕反应堆堆芯或螺栓修理平台1480安装或定位,以向操作员提供工具模块和/或螺栓修理平台的操作的附加或不同的有利位置。

控制系统1400还可被构造为从与挡板螺栓修理平台1480和/或工具模块1484相关联的一个或多个传感器1487接收传感器数据。传感器1487可包括位置传感器,例如分解器位置反馈传感器234,如参考图19所讨论的,扭矩传感器,与工具模块或马达相关联的温度传感器等。处理电路1450可以使传感器数据或由传感器数据指示的数据显示在用户界面1460的一个或多个显示器上。

操作员可以操作用户界面1460以使处理电路1450致动排出释放阀1488,例如如参考图39所讨论的排出阀527,与用过的螺栓滑槽相关,以打开或关闭。打开排出释放阀1488可又将用过的挡板螺栓释放到挡板螺栓容器中或将用过的挡板螺栓分别保持在用过的螺栓滑槽内。排出阀1488可以通过气压、液压、电子伺服马达等来致动。

操作员可以操作用户界面1460以使处理电路1450驱动一个或多个轮,例如参考图46所讨论的轮532。轮1489可以是电驱动的,气动驱动的,液压驱动的等,并且可以是麦克纳姆轮,其能够使挡板螺栓修理平台1480沿任何方向移动。

在一些示例实施例中,螺栓修理平台可以被进一步构造用于可选的修改。就这一点而言,例如,螺栓可以是反应堆内部支撑结构的挡板螺栓。在示例实施例中,修理螺栓包括取出和更换螺栓。在一些示例实施例中,螺栓修理平台还包括多个真空杯,该多个真空杯构造成在螺栓修理期间将螺栓修理平台相对于挡板保持在适当的位置。在示例实施例中,螺栓进入孔口被构造成能够接近边缘挡板螺栓。在一些示例实施例中,至少一个工具模块包括被构造为同时修理螺栓的两个工具模块。在示例实施例中,两个工具模块以相同的取向安装。在一些示例实施例中,两个工具模块以相反的取向安装。在示例实施例中,至少一个工具模块被构造为可移除地联接至竖直驱动组件。在一些示例实施例中,至少一个工具模块包括中空花键驱动器,该中空花键驱动器包括可操作地联接至工具导管的钻孔,并且可以在不移动工具模块的情况下通过钻孔和工具导管从花键驱动器安装或移除工具。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括推拉探针,该推拉探针构造成使工具穿过工具导管移动至花键驱动器或操作员工作站。在一些示例实施例中,推拉探针还被构造为将取出的螺栓从驱动花键移动到用过的螺栓容器。在示例实施例中,工具导管还包括集成的去污系统。在一些示例实施例中,工具模块还包括工具驱动马达和构造成将由工具驱动马达产生的旋转力传递到花键驱动器的驱动齿轮。在示例实施例中,花键驱动器包括多个接合槽,并且工具模块还包括轴承驱动联接器。轴承驱动联接器构造成将旋转力从驱动齿轮传递到花键驱动器。在一些示例实施例中,花键驱动器包括在接合槽的至少一部分的前缘处的斜面,并且该斜面构造成使轴承驱动联接器与接合槽对准。在示例实施例中,工具模块还包括花键位置锁定件,该花键位置锁定件构造成使驱动花键在工具轴线上居中。在一些示例性实施例中,花键位置锁定件是液压或气动致动的。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括至少一个辊,该至少一个辊构造成接合挡板的边缘,以使得螺栓修理平台能够横向移动。在一些示例实施例中,螺栓修理平台还包括线性滑动器,该线性滑动器被构造为使得可操作地联接至至少一个工具模块的工具能够横向移动。在示例实施例中,螺栓修理平台被构造为使得能够在反应堆内部结构内同时部署多个螺栓修理平台。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括推拉探针,构造成使工具或取出的螺栓移动通过工具导管的导管开关以及构造成使推动探针对准以穿过所述导管移动到花键驱动器的导管开关,操作员站或用过的螺栓容器。在一些示例实施例中,工具模块包括两个工具驱动组件。在示例实施例中,两个工具驱动组件被设置在工具模块的相对侧。在一些示例实施例中,工具模块还包括至少一个定位组件,该至少一个定位组件构造成在水平平面中移动工具模块。在示例实施例中,至少一个定位组件包括第一定位马达,其构造为沿着第一线性轴承驱动工具马达;以及第二定位马达,其构造为沿着第二线性轴承驱动工具模块。第一线性轴承垂直于第二线性轴承设置。在一些示例实施例中,至少一个定位组件包括旋转马达,该旋转马达被构造为在水平面内旋转工具模块。在示例实施例中,旋转马达被构造为使工具模块旋转至少180度。在一些示例实施例中,竖直驱动组件包括工作面和设置在工作面的相对侧上的两个侧面。螺栓进入孔口至少部分地布置在侧面上。在一示例实施例中,至少一个定位组件包括气动马达。在一些示例实施例中,工具模块包括被构造为监视由工具模块驱动的工具的相机。在示例实施例中,相机被辐射硬化。在一些示例实施例中,工具模块包括被构造成可释放地接合一个或多个工具的工具驱动联接器卡盘。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括工具更换器架,该工具更换器架被构造为可释放地保持一个或多个工具或螺栓。在一些示例实施例中,螺栓修理平台还包括构造成用以升高和降低工具更换器架的工具更换器竖直驱动组件。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括构造成接收螺栓并将螺栓引导至用过的螺栓容器的用过的螺栓滑槽。在一些示例实施例中,工具更换器架包括与用过的螺栓滑槽竖直对准的用过的螺栓端口,该用过的螺栓滑槽构造成使螺栓穿过用过的螺栓端口以通过用过的螺栓滑槽排出到用过的螺栓容器中。在示例实施例中,螺栓修理平台还包括构造成支撑螺栓修理平台的多个轮。在一些示例实施例中,多个轮还被构造为沿一个或多个方向驱动螺栓修理平台。在示例实施例中,多个轮被构造用于全向运动。在一些示例实施例中,多个轮是气动驱动的。在示例实施例中,多个轮包括麦克纳姆轮。

受益于前述描述和相关附图中给出的教导,与这些发明有关的本领域技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此,应当理解,本发明不限于所公开的特定实施例,并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外,尽管前述说明和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例性实施例,但是应当理解,在不脱离所附权利要求的范围的情况下,可以由替代实施例提供元件和/或功能的不同组合。在这点上,例如,如所附权利要求中的一些所阐述的,与上文明确描述的元件和/或功能的不同组合也被考虑。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下,应当理解,这样的优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例实施例,但不一定适用于所有示例实施例。因此,不应将本文所述的任何优点、益处或解决方案视为对于所有实施例或本文所要求保护的实施例都是至关重要的、必需的或必不可少的。尽管本文采用了特定术语,但是它们仅在一般性和描述性意义上使用,而不是出于限制的目的。

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