本发明涉及核聚变反应堆工程技术领域，具体是一种用于核聚变装置的包层维护转运机构。
背景技术：
无限的能源是人类长久以来的梦想，聚变能因其原料消耗少、储量丰富、放射性污染小的特点，具有重大的研究意义和广阔的应用前景。在磁约束可控热核聚变研究中，托卡马克装置被认为是最贴近商用的一种结构。托卡马克装置包含一个用于聚变反应发生的环状真空室，包层位于真空室和第一壁之间，沿轴线由单块阵列为一个环形结构，是托卡马克的关键结构之一。装置运行期间，包层需要承受中子的轰击为聚变提供原料，并接受大量的热核辐射。由于极端特殊的工作环境，聚变堆运行一段时间之后需要进行维护，而包层需要从托卡马克装置中取出单独维护。大模块化的包层物理特性更为优秀，面向未来聚变堆的建设，为达到更好的性能，采用大模块包层的设计，初步设想单块包层重量约60t，而对包层的转运维护，在紧凑的真空室内部转运包层，对维护机构提出了较高的体积和载重要求。目前在实施的偏滤器的维护方式主要是人工与机械相结合，难以适应未来聚变堆核环境下遥操作的发展需要。因此综上所述，需要设计一种针对大模块包层的重载维护机构，将包层转运出真空室进行维护。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，以解决现有技术核聚变反应堆无法转运大模块包层的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，包括框架和包层，框架置于包层下方，留有空隙，所述框架上部安装有滑轨系统，并平行布置丝杠系统，外侧顶升装置安装在框架上部的外侧，所述框架侧部安装有拖链系统，滑台安装在所述滑轨系统上，并与丝杠系统的滚珠丝杠连接，多功能机械臂安装在所述滑台上，内侧顶升装置位于所述多功能机械臂旁，安装在滑台上。
进一步的，包层的上部有顶部辅助机构，与底部滑台同步运动。
进一步的，框架置于环向移动平台上，环向移动平台用于负载包层及维护机构环向运动。
进一步的，滑轨系统包括：两根滑轨分列于框架上部的左、右两侧，两个滑块能够在滑轨上前后移动，滑块顶部与滑台固连，内侧顶升装置底座固定在滑台上，底座内部有两支顶升缸，顶升缸末端有一块顶板，顶板上有四座定位台，底座上部有个安装座，左、右前方两个安装座安装有铰座，铰座上安装有双目摄像头，外侧顶升装置结构与内侧顶升装置采用相同结构，但是不安装摄像头。
进一步的，丝杠系统包括：电机位于丝杠系统的末端，通过联轴器驱动丝杆，丝杆与滑台连接，通过选装丝杆控制滑台及安装在其上的多功能机械臂、内侧顶升装置沿滑轨方向运动。
进一步的，拖链系统包括：拖链盒位于框架上部的侧边，拖链盒内装有拖链、管路，管路由内部驱动系统引出，与内侧顶升装置相连。
进一步的，内侧顶升装置顶起包层，通过定位台固定包层，并使用丝杠系统驱动滑台，并使顶部辅助装置与滑台同步运动，实现包层的径向运输。
本发明为包层的遥操作维护提供了一种转运的方案，具有以下优点：
(1)维护机构体积紧凑，易于进入真空室，并可以满足真空室内的使用要求；
(2)承重能力强，可以满足移动大模块包层的重载需求；
(3)主要使用成熟技术，安全性和稳定性好；
(4)与托卡马克装置中其他模块的维护设备整合使用，可降低维护成本；
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明内侧顶升机构示意图；
图3是本发明局部放大示意图；
图4是本发明工作状态图。
图中：框架1、滑轨系统2、丝杠系统3、拖链系统4、多功能机械臂5、内侧顶升装置6、滑台7、外侧顶升装置8、顶部辅助机构9、包层10、环向移动平台11、滑轨2-1、滑块2-2、电机3-1、丝杆3-2、拖链盒4-1、拖链4-2、管路4-3、底座6-1、顶板6-2、定位台6-3、顶升缸6-4、摄像头6-5、铰座6-6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1-图3所示，一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，包括框架1和包层10，框架1置于包层10下方，留有空隙，框架1上部安装有滑轨系统2，并平行布置丝杠系统3，外侧顶升装置8安装在框架1上部的外侧，框架1侧部安装有拖链系统4，滑台7安装在滑轨系统2上，并与丝杠系统3连接，可由丝杠驱动前后移动，多功能机械臂5安装在滑台7上，内侧顶升装置6位于多功能机械臂5旁，也安装在滑台7上，顶部辅助机构9位于包层10的上部，与滑台7同步移动，减轻包层10移动时的侧倾，框架1置于环向移动平台11上，环向移动平台11可承载框架1及包层10进行环向运动。
参见图2，是本发明内侧顶升机构示意图，滑轨系统2包括：两根滑轨2-1分列于框架1上部的左、右两侧，两个滑块2-2可在滑轨2-1上前后移动，滑块2-2顶部与滑台7固连，内侧顶升装置底座6-1固定在滑台上，底座6-1内部有两支顶升缸6-4，顶升缸6-4末端有一块顶板6-2，顶板上有四座定位台6-3，底座6-1上部有6个安装座，左、右前方两个安装座安装有铰座6-6，铰座上安装有双目摄像头6-5，由此辅助多功能机械臂5作业，外侧顶升装置8未安装摄像机，其余结构与内侧顶升装置6相似。
参见图3所示为丝杠系统的结构示意图，电机3-1位于丝杠系统3的末端，通过联轴器驱动丝杆3-2，丝杆3-2与滑台7连接，通过选装丝杆3-2控制滑台7及安装在其上的多功能机械臂5、内侧顶升装置6沿滑轨2-1方向上的运动。
拖链盒4-1位于框架1上部的侧边，拖链盒4-1内装有拖链4-2、管路4-3，管路4-3由内部驱动系统引出，与内侧顶升装置6相连，拖链4-2约束管路4-3在内侧顶升装置6往复运动时的移动。
如图4所示为本发明工作状态示意图，转运时，通过内侧顶升装置6顶起包层10，通过定位台6-3固定包层10，并通过顶部辅助装置9与滑台7同步运动，实现包层的径向运输。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
1.一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：
包括框架和包层，框架置于包层下方，留有空隙，所述框架上部安装有滑轨系统，并平行布置丝杠系统，外侧顶升装置安装在框架上部的外侧，所述框架侧部安装有拖链系统，滑台安装在所述滑轨系统上，并与丝杠系统的滚珠丝杠连接，多功能机械臂安装在所述滑台上，内侧顶升装置位于所述多功能机械臂旁，安装在滑台上。
2.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：包层的上部有顶部辅助机构，与底部滑台同步运动。
3.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：框架置于环向移动平台上，环向移动平台用于负载包层及维护机构环向运动。
4.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：滑轨系统包括：两根滑轨分列于框架上部的左、右两侧，两个滑块能够在滑轨上前后移动，滑块顶部与滑台固连，内侧顶升装置底座固定在滑台上，底座内部有两支顶升缸，顶升缸末端有一块顶板，顶板上有四座定位台，底座上部有个安装座，左、右前方两个安装座安装有铰座，铰座上安装有双目摄像头，外侧顶升装置结构与内侧顶升装置采用相同结构，但是不安装摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：丝杠系统包括：电机位于丝杠系统的末端，通过联轴器驱动丝杆，丝杆与滑台连接，通过选装丝杆控制滑台及安装在其上的多功能机械臂、内侧顶升装置沿滑轨方向运动。
6.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：拖链系统包括：拖链盒位于框架上部的侧边，拖链盒内装有拖链、管路，管路由内部驱动系统引出，与内侧顶升装置相连。
7.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的包层维护转运机构，其特征在于：内侧顶升装置顶起包层，通过定位台固定包层，并使用丝杠系统驱动滑台，并使顶部辅助装置与滑台同步运动，实现包层的径向运输。
技术总结