國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）是以磁約束的方式實(shí)現(xiàn)受控核聚變的反應(yīng)堆。針對(duì)ITER真空室第一壁檢測(cè)的任務(wù)需求，以及ITER真空室高溫真空強(qiáng)磁的復(fù)雜環(huán)境，論文提出了機(jī)械臂在高溫（120℃）環(huán)境中工作的解決方案，設(shè)計(jì)了一套集成于機(jī)械臂的冷卻系統(tǒng)。論文首先設(shè)計(jì)了雙目相機(jī)關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)，從理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)方面探究關(guān)節(jié)中冷卻結(jié)構(gòu)傳熱的過(guò)程，設(shè)計(jì)分析了在特定環(huán)境中，冷卻回路進(jìn)出口水溫與回路中冷卻水流量的關(guān)系。在雙目相機(jī)關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)了高溫機(jī)械臂冷卻回路結(jié)構(gòu)，并對(duì)回路中需要的儀表、散熱水箱進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。而且從理論上分析了在一定管路進(jìn)出口水溫下，整個(gè)冷卻系統(tǒng)回路中的水流量，以及為維持冷卻系統(tǒng)的熱量平衡，散熱水箱所處的環(huán)境溫度。另外在保證冷卻系統(tǒng)冷卻效果的基礎(chǔ)上，論文對(duì)冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使整個(gè)高溫機(jī)械臂具有最小的自身負(fù)載。再次，論文設(shè)計(jì)了冷卻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在特定工作點(diǎn)附近以機(jī)械臂中電子元器件的直接工作環(huán)境溫度為反饋的冷卻回路水流量自動(dòng)控制。為了能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，冷卻控制系統(tǒng)中集成了冷卻回路參數(shù)監(jiān)測(cè)及報(bào)警功能。最后，在解決高溫問題的基礎(chǔ)上，論文探索了高溫真空強(qiáng)磁耦合環(huán)境中機(jī)... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題背景
    1.3 工業(yè)設(shè)備冷卻技術(shù)探究
        1.3.1 壓縮式電冰箱制冷系統(tǒng)
        1.3.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)
    1.4 AIA 冷卻技術(shù)探究
    1.5 課題研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 高溫機(jī)械臂冷卻系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 高溫機(jī)械臂冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
    2.2 冷卻回路設(shè)計(jì)要素
        2.2.1 冷卻介質(zhì)
        2.2.2 傳熱結(jié)構(gòu)
        2.2.3 冷卻介質(zhì)傳輸結(jié)構(gòu)
    2.3 高溫機(jī)械臂冷卻系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 冷卻回路結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
        2.3.2 冷卻控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙目相機(jī)關(guān)節(jié)高溫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析
    3.1 傳熱學(xué)理論知識(shí)
        3.1.1 熱傳導(dǎo)過(guò)程數(shù)學(xué)描述
        3.1.2 管內(nèi)受迫對(duì)流換熱準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式
    3.2 雙目相機(jī)關(guān)節(jié)高溫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)概況
        3.2.2 雙目相機(jī)關(guān)節(jié)冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及冷卻參數(shù)選擇
        3.2.3 雙目相機(jī)關(guān)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制及溫度采集
    3.3 雙目相機(jī)關(guān)節(jié)高溫實(shí)驗(yàn)分析
        3.3.1 雙目相機(jī)關(guān)節(jié)高溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.2 基于簡(jiǎn)化模型的相機(jī)保護(hù)罩傳熱分析
        3.3.3 基于有限元的相機(jī)保護(hù)罩傳熱分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高溫機(jī)械臂冷卻回路設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    4.1 機(jī)械臂內(nèi)冷卻回路設(shè)計(jì)
    4.2 機(jī)械臂外冷卻回路設(shè)計(jì)
        4.2.1 冷卻水循環(huán)參數(shù)計(jì)算及管路部件選擇
        4.2.2 散熱水箱的設(shè)計(jì)及計(jì)算
    4.3 基于有限差分和隨機(jī)方向搜索的保護(hù)罩優(yōu)化
        4.3.1 有限差分傳熱數(shù)值解法
        4.3.2 隨機(jī)方向搜索法
        4.3.3 保護(hù)罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.3.4 雙目相機(jī)保護(hù)罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 高溫機(jī)械臂冷卻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 水泵流量自動(dòng)控制
        5.1.1 保護(hù)罩密封環(huán)境溫度控制數(shù)學(xué)模型
        5.1.2 水泵流量調(diào)節(jié)方法
        5.1.3 水泵流量自動(dòng)控制
        5.1.4 預(yù)判斷溫度控制
    5.2 冷卻回路參數(shù)監(jiān)測(cè)及報(bào)警
        5.2.1 流量、壓力傳感器
        5.2.2 冷卻控制系統(tǒng)電氣電路
        5.2.3 冷卻回路參數(shù)監(jiān)測(cè)和報(bào)警控制流程
    5.3 高溫機(jī)械臂冷卻控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 高溫真空強(qiáng)磁環(huán)境機(jī)械臂解決方案探索
    6.1 真空環(huán)境及解決方案
    6.2 強(qiáng)磁環(huán)境及解決方案
    6.3 高溫真空強(qiáng)磁耦合環(huán)境模塊解決方案
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)及展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3197602