Research on the cable-driven endoscopic manipulator for fusion reactors

Qin Guodong; Cheng Yong; Ji Aihong; Pan Hongtao; Yang Yang; Yao Zhixin; Song Yuntao

doi:10.1016/j.net.2023.10.026

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자료유형: 학술저널

저자정보: Qin Guodong (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science) Cheng Yong (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science) Ji Aihong (Nanjing University of Aeronautics & Astronautics) Pan Hongtao (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science) Yang Yang (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science) Yao Zhixin (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science) Song Yuntao (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.2

발행연도: 2024.2

수록면: 498 - 505 (8page)

DOI: 10.1016/j.net.2023.10.026

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In this paper, a cable-driven endoscopic manipulator (CEM) is designed for the Chinese latest compact fusion reactor. The whole CEM arm is more than 3000 mm long and includes end vision tools, an endoscopic manipulator/ control system, a feeding system, a drag chain system, support systems, a neutron shield door, etc. It can cover a range of ±45◦ of the vacuum chamber by working in a wrap-around mode, etc., to meet the need for observation at any position and angle. By placing all drive motors in the end drive box via a cable drive, cooling, and radiation protection of the entire robot can be facilitated. To address the CEM motion control problem, a discrete trajectory tracking method is proposed. By restricting each joint of the CEM to the target curve through segmental fitting, the trajectory tracking control is completed. To avoid the joint rotation angle overrun, a joint limit rotation angle optimization method is proposed based on the equivalent rod length principle. Finally, the CEM simulation system is established. The rationality of the structure design and the effectiveness of the motion control algorithm are verified by the simulation.

#Fusion reactor #Cable-driven #Endoscopic manipulator #Motion control #Special environment application

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