この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
国際規格は、ISO/IEC 指令で指定された規則に従って起草されます。 2.
技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。
ISO 17874-3 は、専門委員会 ISO/TC 85, 原子力エネルギー、原子力技術、および放射線防護、小委員会 SC 2, 放射線防護によって作成されました。
ISO 17874 は、次の部分で構成されており、一般的なタイトルは「放射性物質のリモート ハンドリング デバイス」です。
- Part 1: 一般要件
- Part 2: 機械式マスタースレーブ マニピュレーター
- Part 3: 電動マスタースレーブ マニピュレーター
- Part 4: パワーマニピュレーター
- Part 5: リモート ハンドリング トング
序章
ISO 17874 のこのパートでは、原子力用途に使用される電動マスター/スレーブ マニピュレーターを扱います。これらは、人員が危険またはアクセスできない領域 (通常は遮蔽壁の背後) で手や腕を交換するために使用される多目的遠隔操作デバイスです。
電気マスター/スレーブ マニピュレーターは、原子炉の燃料要素の研究開発用に設計された大型ホット セル用に開発されました。それらは現在、再処理、加速器プラント、冗長原子力施設の廃止措置など、他の原子力目的に一般的に使用されています。別の応用分野では、車両にマニピュレータを搭載して使用します。たとえば、事故や事故からの放射性源または汚染された物体の回収を含む状況で使用されます。
電動マスタースレーブマニピュレーターは、核以外の用途向けに改造したり、特別に設計したりすることができます。 ISO 17874 のこの部分は、そのような分野の特別な要件には対応していませんが、設計者は、必要に応じて、原子力部門の標準化された機能とコンポーネントを利用して、他のアプリケーションの効率的で費用対効果の高い設計を実現できる場合があります。
ISO 17874 のこの部分は、原子力プロセスおよび研究プラントとその機器の設計者、ならびに電気マスタースレーブ マニピュレーターの製造業者およびユーザー、ならびに関連する規制当局に支援を提供することを目的としています。
1 スコープ
ISO 17874 のこの部分は、原子力用途での使用を意図した電動マスタースレーブ マニピュレータの主な機能を指定しています。これは、原子力発電所の建物の内外で使用するための電動マスタースレーブ マニピュレータの設計機能に関連する基本原則を概説しています。
ISO 17874 のこの部分は、電動マスタースレーブ マニピュレーターの 1 つまたは複数の重要な機能 (力の反射など) を省略した設計のバリエーションを含む、プロトタイプ、実験装置、および廃止されたタイプには対応していません。そのようなデバイスと特別な機能の例は、付録 A に記載されています。
2 参考文献
本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 17874-1:2010, 放射性物質の遠隔操作装置 — 1: 一般要件
- ISO 17874-2:2004, 放射性物質の遠隔操作装置 — 2: メカニカルマスタースレーブマニピュレーター
- ISO 17874-4:2006, 放射性物質の遠隔操作装置 — 4: パワーマニピュレーター
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
3.1
電動マスタースレーブマニピュレーター
両側の電気的位置制御 (力の反射) を備えたアイソキネマティック マスター アームとスレーブ アームによって、オペレーターの手と腕の動きを再現するシステム
注記1: 「両側性」という語は，マスターアームまたはスレーブアームに作用することによって，システムが無差別に動かされる性質を指す。
注記2スレーブアームは一般的にトランスポーター（移動式）に搭載されています。
3.2
貧しい
人間の腕の機能を再現するコンポーネントで、ほとんどの場合、同じ分布と対応するアーティキュレーションを尊重します。
注記 1:対応する関節には、肩ピボット、上腕、肘ピボット、前腕および手首ピボットが含まれます。
3.3
軸
システムの原点と見なされる、オペレータの観点から定義されたデカルト座標系の方向。
- 軸 X: 遮蔽壁に沿って右から左へ。
- 軸 Y: シールド セルに前方。
- 軸 Z: シールドされたセルの天井に向かって。
3.4
バランシング
電気的または機械的手段 (カウンターウェイトなど) により、操作ボリューム全体を通して操作者が加える力を無視してマニピュレーターを安定した位置に維持できるようにする特性。
3.5
ゲートル
スレーブアームを汚染から保護するために設計された、特別にプロファイルされた柔軟なスリーブ
注記 1このコンポーネントは、ブーティング (US) とも呼ばれます。
3.6
行為
マスター アームの端に固定され、オペレータが握ってマニピュレータの動きを制御しやすくするコンポーネント。
3.7
インデックスモーション
X, Y, Z モーション
スレーブ アームの位置と対応するマスター アームの位置との間の調整可能な電気的変位により、操作ボリュームを拡大し、オペレーターの負担を最小限に抑えます。
3.8
あご
オブジェクトの取り扱いを容易にするトングの端に固定されたコンポーネント
注記1ジョーは取り外し可能である。
3.9
マスターアーム
ホットセルの外側にあり、オペレーターが操作するオペレーターハンドルを備えたアーム
3.10
関節可動域
サブアセンブリが実行できるモーションの範囲
3.11
向きの動き
トングの特定の軸を中心とした回転運動
- 傾き ( α ),
- ツイスト ( β )、および
- スイベルまたは方位運動 ( γ )
3.12
稼働量
動作範囲
マニピュレーターのスレーブアームのさまざまなコンポーネントを移動できるすべての位置を考慮して、トングの操作が可能なスペース
3.13
位置決めモーション
トング（またはエンドエフェクタ）の変位に影響を与えるモーション
注記 1考慮する軸に応じて、X, Y, Z の 3 つの異なる運動が区別されます。
3.14
PLZT
鉛 (Pb) チタン酸ジルコニウム ランタン
三次元可視化システムで直交する直線偏光を迅速に切り替えるために使用される電気光学結晶媒体
3.15
奴隷の腕
たとえば、ホットセル内に配置され、オブジェクトまたはツールをつかむためのトングを装備したアーム、またはトランスポーターに取り付けられたアーム
3.16
トング
スレーブ アームの端に固定され、ジョーを含むハンド アセンブリで構成される把持装置。
3.17
伝達要素
駆動ユニットから動かされるアームサブアセンブリに原動力またはトルクを伝達する機械要素。
3.18
トランスポーター
動作ボリューム内でスレーブ アームまたはスレーブ ユニットを移動および位置決めするキネマティック システム
3.19
等速性
基部から自由端まで、マスター アームとスレーブ アームが同じタイプの運動 (回転または並進) を同じ順序で、同じ相対方向で提示するマニピュレーターの特性。
参考文献
| [1] | ISO 276, 一般公差 |
| [2] | ISO 17874-5:2007, 放射性物質の遠隔操作装置 — 5: リモートハンドリングトング |
| [3] | Johnsen, EG and Corliss , WR, Human Factors Applications in TeleoperatorDesign and Operation , John Wiley & Sons, Inc., New York 1971 |
| [4] | Köhler , GW, Manipulator Type Book/Typenbuch der Manipulatoren , Verlag Karl Thiemig, Munich, Germany, 1981 (英語/ドイツ語) |
| [5] | Vertut , J. and Coiffet , P., Les Robots — Tome 3A, Téléopération — Evolution des Technologies , Hermes Publishing, Paris, France, 1984 |
| [6] | 第 9 回高温実験室および機器に関する会議の議事録、American Nuclear Society, Inc. Hindale, Illinois 60521, USA, 1961 |
| [7] | 第 12 回、第 14 回、第 20 回、 th回、第th 、 th 、 th 、 th回、第th回、およびth - th遠隔thththの議事録、American Nuclear Society, Inc.、Hindale, Illinois 60521, USA, 1964 年、66, 72, 75, 76, 77, 78, 82, 83, 87, 90 |
| [8] | Proceedings of the Robotics and Remote Handling in Hostile Environments National Topic Meeting , American Nuclear Society, Inc., La Grange Park, Illinois, USA, 1984 |
| [9] | 敵対的な環境における遠隔システムとロボット工学に関する国際話題会議の議事録、American Nuclear Society, Inc.、La Grange Park, イリノイ州、米国、1987 |
| [10] | Proceedings of the ANS 3rd,4th , th , th , th , th , ththand 10thTopicMeetingonRoboticsand Remote Systems,th Nuclear Society, Inc., La Grange Park, Illinois, USA , 1989, 91, 93, 95 、97, 99, 2001, 04 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17874-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
ISO 17874 consists of the following parts, under the general title Remote handling devices for radioactive materials:
- Part 1: General requirements
- Part 2: Mechanical master-slave manipulators
- Part 3: Electrical master-slave manipulators
- Part 4: Power manipulators
- Part 5: Remote handling tongs
Introduction
This part of ISO 17874 deals with electrical master-slave manipulators used for nuclear applications. These are multipurpose remote handling devices used to replace hands and arms in areas hazardous or inaccessible to personnel (typically behind shielding walls).
Electrical master-slave manipulators were originally developed for large hot cells designed for research and development of fuel elements for nuclear reactors. They are now commonly used for other nuclear purposes, such as reprocessing, accelerator plants and decommissioning of redundant nuclear facilities. A different field of application features manipulators mounted on vehicles for use, e.g. in situations involving recovery of radioactive sources or contaminated objects from incidents and accidents.
Electrical master-slave manipulators can be modified or specially designed for non-nuclear applications. This part of ISO 17874 does not address the special requirements of such fields, although designers might be able to take advantage of the standardized features and components from the nuclear sector to achieve efficient and cost-effective designs for other applications, where appropriate.
This part of ISO 17874 is intended to provide assistance to designers of nuclear process and research plants and their equipment, as well as to manufacturers and users of electrical master-slave manipulators and associated regulatory authorities.
1 Scope
This part of ISO 17874 specifies the main features of electrical master-slave manipulators intended to be used for nuclear applications. It outlines basic principles which relate to the design features of electrical master-slave manipulators for applications both inside and outside nuclear plant buildings.
This part of ISO 17874 does not address prototypes, experimental devices and obsolete types, involving variations in design which omit one or more essential features of electrical master-slave manipulators (e.g. force reflection). Examples of such devices and special features are given in Annex A.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 17874-1:2010, Remote handling devices for radioactive materials — 1: General requirements
- ISO 17874-2:2004, Remote handling devices for radioactive materials — 2: Mechanical master-slave manipulators
- ISO 17874-4:2006, Remote handling devices for radioactive materials — 4: Power manipulators
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
electrical master-slave manipulator
system reproducing the movements of hand and arm of the operator by means of isokinematic master and slave arms with bilateral electrical position control (force reflection)
Note 1 to entry: The word “bilateral” refers to the property of the system to be indifferently moved by acting on the master arm or on the slave arm.
Note 2 to entry: The slave arm is generally mounted on a transporter (mobile).
3.2
arm
component reproducing the functions of a human arm, respecting in most cases the same distribution and corresponding articulations
Note 1 to entry: The corresponding articulations include shoulder pivot, upper arm, elbow pivot, forearm and wrist pivot.
3.3
axis
direction of a Cartesian coordinate system defined from the operator's standpoint, considered as the origin of the system
- axis X: from the right to the left along the shielding wall;
- axis Y: forward into the shielded cell;
- axis Z: towards the ceiling of the shielded cell.
3.4
balancing
characteristic allowing the manipulator to be maintained with negligible forces applied by the operator in stable positions throughout the whole operating volume by electrical or mechanical means (e.g. counterweights)
3.5
gaiter
specially profiled flexible sleeve designed to protect the slave arm from contamination
Note 1 to entry: This component is also called a booting (US).
3.6
handle
component fixed at the end of the master arm and gripped by the operator, facilitating the control of the movement of the manipulator
3.7
indexing motion
X, Y and Z motion
adjustable electrical displacement between the slave arm position and the corresponding master arm position, to enlarge the operating volume and minimize operator strain
3.8
jaws
components fixed on the end of the tongs which facilitate the handling of the objects
Note 1 to entry: The jaws can be disconnectable.
3.9
master arm
arm located outside a hot cell and equipped with an operator handle on which the operator acts
3.10
range of motion
range over which a motion can be executed by a sub-assembly
3.11
orientation motion
rotation motion around certain axes of the tongs
- tilt (α),
- twist (β), and
- swivel or azimuth motion (γ).
3.12
operating volume
operating range
space in which the operation of the tongs is possible, considering all the positions in which the different components of the slave arm of a manipulator can be moved
3.13
positioning motion
motion affecting a displacement of the tongs (or end effector)
Note 1 to entry: Depending on the axis considered, three different motions are distinguished: X, Y and Z.
3.14
PLZT
lead (Pb) lanthanum zirconium titanate
electro-optical crystal medium used to switch rapidly between orthogonal linear polarizations in three-dimensional visualization systems
3.15
slave arm
arm located inside a hot cell, for example, and equipped with tongs to grip objects or tools, or mounted on a transporter
3.16
tongs
gripping device fixed at the end of the slave arm and consisting of a hand assembly including the jaws
3.17
transmission element
mechanical element which transmits motive force or torques from the drive unit(s) to the arm sub-assemblies to be moved
3.18
transporter
kinematic system for moving and positioning the slave arm or slave unit within the operating volume
3.19
isokinematic
property of a manipulator where, from base to free end, the master arm and slave arm present the same type of motion (rotation or translation) in the same order and with the same relative orientations
Bibliography
| [1] | ISO 2768 (all parts), General tolerances |
| [2] | ISO 17874-5:2007, Remote handling devices for radioactive materials — 5: Remote handling tongs |
| [3] | Johnsen, E.G. and Corliss, W.R., Human Factors Applications in Teleoperator Design and Operation, John Wiley & Sons, Inc., New York 1971 |
| [4] | Köhler, G.W., Manipulator Type Book/Typenbuch der Manipulatoren, Verlag Karl Thiemig, München, Germany, 1981 (in English/German) |
| [5] | Vertut, J. and Coiffet, P., Les Robots — Tome 3A, Téléopération — Evolution des Technologies, Hermes Publishing, Paris, France, 1984 |
| [6] | Proceedings of the 9th Conference on Hot Laboratories and Equipment, American Nuclear Society, Inc. Hindale, Illinois 60521, USA, 1961 |
| [7] | Proceedings of the 12th, 14th, 20th, 23th, 24th, 25th, 26th, 30th, 31th and 35th - 38th Conference on Remote Systems Technology, American Nuclear Society, Inc., Hindale, Illinois 60521, USA, 1964, 66, 72, 75, 76, 77, 78, 82, 83, 87, 90 |
| [8] | Proceedings of the Robotics and Remote Handling in Hostile Environments National Topical Meeting, American Nuclear Society, Inc., La Grange Park, Illinois, USA, 1984 |
| [9] | Proceedings of the International Topical Meeting on Remote Systems and Robotics in Hostile Environments, American Nuclear Society, Inc., La Grange Park, Illinois, USA, 1987 |
| [10] | Proceedings of the ANS 3rd , 4th , 5th , 6th , 7th , 8th , 9th , and 10thTopical Meeting on Robotics and Remote Systems, American Nuclear Society, Inc., La Grange Park, Illinois, USA, 1989, 91, 93, 95, 97, 99, 2001 and 04 |