Un mecanismo de cinco barras espaciales como una articulación basculante del transportador de mantas de cría para el mantenimiento remoto del DEMO de la UE
Autores: Durocher, Hjalte; Bachmann, Christian; Mozzillo, Rocco; Janeschitz, Günter; Zhang, Xuping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un mecanismo de cinco barras espaciales como una articulación basculante del transportador de mantas de cría para el mantenimiento remoto del DEMO de la UE
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fusión
Planta de energía
Combustible de tritio
Mantas de reproducción
Herramienta de manipulación remota robótica
Arquitectura de mantenimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La futura planta de energía de fusión EU DEMO generará su propio combustible de tritio mediante el uso de mantas de reproducción segmentadas (BBs), que deben ser reemplazadas de vez en cuando debido a daños en el material causados por neutrones de alta energía del plasma. Se ha propuesto una arquitectura de mantenimiento vertical, utilizando una herramienta robótica de manipulación remota (transportador) para desacoplar los segmentos exteriores e interiores de 180 y 125 y manipularlos a través de un puerto superior. El desacoplamiento seguro sin dañar las estructuras de soporte requiere el uso de juntas de inclinación de alta capacidad en el transportador. Se propone el mecanismo de inclinación del carro (TTM) como una junta robótica novedosa, compacta y de alta capacidad que consiste en un mecanismo espacial de cinco barras integrado en el enlace del carro transportador de BB. Se establece un modelo cinemático del TTM, y se derivan las relaciones analíticas de entrada-salida, incluyendo la relación de transmisión dependiente de la posición, que se utilizan para guiar el diseño y la optimización del mecanismo. Las predicciones del modelo se comparan con una simulación multibody de ADAMS y con los resultados de un experimento realizado en un prototipo a escala reducida, ambos validando la precisión del modelo.
Descripción
La futura planta de energía de fusión EU DEMO generará su propio combustible de tritio mediante el uso de mantas de reproducción segmentadas (BBs), que deben ser reemplazadas de vez en cuando debido a daños en el material causados por neutrones de alta energía del plasma. Se ha propuesto una arquitectura de mantenimiento vertical, utilizando una herramienta robótica de manipulación remota (transportador) para desacoplar los segmentos exteriores e interiores de 180 y 125 y manipularlos a través de un puerto superior. El desacoplamiento seguro sin dañar las estructuras de soporte requiere el uso de juntas de inclinación de alta capacidad en el transportador. Se propone el mecanismo de inclinación del carro (TTM) como una junta robótica novedosa, compacta y de alta capacidad que consiste en un mecanismo espacial de cinco barras integrado en el enlace del carro transportador de BB. Se establece un modelo cinemático del TTM, y se derivan las relaciones analíticas de entrada-salida, incluyendo la relación de transmisión dependiente de la posición, que se utilizan para guiar el diseño y la optimización del mecanismo. Las predicciones del modelo se comparan con una simulación multibody de ADAMS y con los resultados de un experimento realizado en un prototipo a escala reducida, ambos validando la precisión del modelo.