赵中旭，潘洪涛，程 勇，樊玉琦

(1.合肥工业大学 计算机与信息学院，安徽 合肥 230009; 2.中国科学院等离子体物理研究所，安徽 合肥 230009)

0 引 言

中国聚变工程实验堆(Chinese Fusion Engineering Testing Reactor，缩写CFETR)是中国自主设计和研制并联国际合作的重大科学工程[1]。CFETR内部属于极端环境，具有强辐射、高温、强磁场以及高真空等特点。此外，真空室内部设备众多，各种管道错综复杂，工作空间狭小，再加上舱内的某些部件会受到放射性和有毒物质的污染，即使在维护期间维护人员也不能直接对相关部件进行操作，需要借助于遥操纵手段在舱外通过机器人完成相应的操作。

由于维护空间较大，总设计总臂长较长；但受内壁腔体尺寸限制，单关节过长，自由度小的机械臂设计无法满足几何限制，故需要设计具有多个长度适合的关节以满足可达空间的需求[2]。结合以上设计要求，设计了一种基于底盘的9自由度冗余机械臂CMOR(CFETR Multipurpose Overload Robot)。该机械臂末端负载2.5 t、悬臂9 m、末端定位精度±10 mm，搭载着末端执行其并结合遥操作工具完成偏滤器第一壁的搬运、真空室清理以及管路维护等操作，如图1所示。

图1 CMOR系统在CFETR真空室内部图

CMOR机械臂共有8个关节，关节与关节之间按照要求有不同形式的关节驱动(见图2)。其中关节2、3为水平方向的偏航运动，关节4、6、8为轴线的旋转运动，关节5、7、9为竖直方向的俯仰运动。它主要用于真空室内部的维护工作，并通过底部轨道从中窗口送入真空室内部。中窗口为矩形截面，高为2 740 mm，宽为2 330 mm。真空室内部的维护空间是由高场侧包层、低场侧包层以及偏滤器表面组成的环形空间内。……