ISO 17874-4:2006
(Main)Remote handling devices for radioactive materials — Part 4: Power manipulators
Remote handling devices for radioactive materials — Part 4: Power manipulators
ISO 17874:2006 defines the main features of power manipulators for use in ionizing radiation fields. It outlines basic principles which relate to the design and testing of power manipulators for use behind shielding walls, mainly in hot cells.
Dispositifs de manipulation à distance pour matériaux radioactifs — Partie 4: Télémanipulateurs télécommandés
L'ISO 17874-4:2006 spécifie les principales caractéristiques des télémanipulateurs télécommandés conçus pour une utilisation en milieu irradiant, derrière les murs de protection, principalement dans des cellules de haute activité. Elle spécifie également les exigences relatives à la conception et aux essais des télémanipulateurs télécommandés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17874-4
First edition
2006-01-15
Remote handling devices for radioactive
materials —
Part 4:
Power manipulators
Dispositifs de manipulation à distance pour matériaux radioactifs
Partie 4: Télémanipulateurs télécommandés
Reference number
©
ISO 2006
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Applications of power manipulators. 3
5 General features. 4
6 Requirements . 4
6.1 General aspects . 4
6.2 Materials . 6
6.3 Surface treatment . 6
6.4 Design features . 7
6.5 Electrical equipment. 13
6.6 Dimensions of tongs with parallel jaws (standard tongs). 13
6.7 Dimensions of grip hooks. 16
6.8 Dimensions of shoulder hooks . 17
7 Operating devices and control systems.18
7.1 General. 18
7.2 Push-buttons. 18
7.3 Operating elements for one motion. 19
7.4 Joysticks. 19
7.5 Six-motion operating devices. 19
7.6 Computer controlled systems . 19
8 Manipulator vehicles . 20
9 Special tongs and tools. 20
10 Testing . 22
10.1 General. 22
10.2 Acceptance testing. 22
10.3 Inspections and tests at regular intervals. 22
11 Non-radioactive trial cells . 23
11.1 General. 23
11.2 Operator training. 23
11.3 Manipulator system capability . 23
11.4 Error minimization and failure recovery. 23
11.5 Reliability assessments and maintenance planning. 24
Annex A (normative) Electrical equipment for power manipulators . 25
Bibliography . 26
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, Part 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 17874-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiation 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 4: Power manipulators
⎯ Part 5: Remote handling tongs
A Part 3, Electrical master-slave manipulators, is under study.
iv © ISO 2006 – All rights reserved
Introduction
This part of ISO 17874 deals with power manipulators used for nuclear applications. These manipulators
consist mainly of multipurpose remote handling devices.
These devices replace hands and arms and even light hoists, depending on the model used, in areas
inaccessible to personnel (mostly behind shielding walls).
Power manipulators were originally developed for hot cells designed for research and development in fuel
elements for nuclear power reactors. They are now also in widespread use in other nuclear installations, such
as plants for reprocessing of fuel elements, waste treatment stations, and decommissioning of nuclear
facilities.
Alternative manipulators used in these fields and resulting in a wide variety of different designs are considered
to be skill in an emergent phase or applied uniquely in special circumstances and are not addressed further in
this current edition of this standard.
Power manipulators are sometimes modified or especially designed for non-nuclear applications. This part of
ISO 17874 does not address the special requirements of any of these applications. Although designers may
not be taken advantage of standardized features and components from the nuclear sector to achieve efficient
and cost-effective designs for other purposes where appropriate.
This part of ISO 17874 is intended to provide assistance to designers of nuclear process and research plants,
as well as manufacturers, users and licensing authorities.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17874-4:2006(E)
Remote handling devices for radioactive materials —
Part 4:
Power manipulators
1 Scope
This part of ISO 17874 defines the main features of power manipulators for use in ionizing radiation fields. It
outlines basic principles which relate to the design and testing of power manipulators for use behind shielding
walls, mainly in hot cells.
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 2768-1:1989, General tolerances — Part 1: Tolerances for linear and angular dimensions without
individual tolerance indications
ISO 11933-5:2002, Components for containment enclosures — Part 5: Penetrations for electrical and fluid
circuits
ISO 17874-1:2004, Remote handling devices for radioactive materials — Part 1: General requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
axis
directions of a Cartesian coordinate system defined from the operator standing point, considered as the origin
of this system
NOTE The following axes are considered: Axis X: from right to left along the shielding wall. Axis Y: forward into the
shielded cell. Axis Z: up to the ceiling of the shielded cell.
3.2
arm
〈manipulator〉 component reproducing effectively the functions of an human arm, respecting in most cases the
same distribution and corresponding articulations
NOTE Corresponding articulations are shoulder pivot, upper arm, elbow pivot, forearm, wrist pivot, etc.
3.3
mechanical arm
arm of a power manipulator being able to execute positioning and orientation motions and equipped with an
end-effector
3.4
shoulder hook
device similar to a crane hook attached near the shoulder pivot
3.5
grip hook
end-effector with a linear motion for lifting and handling an object
3.6
disconnection
mechanical operation allowing the separation of two assembled component
EXAMPLE Disconnection of the mechanical arm from the transporter.
3.7
jaws
components fixed on the end of the tongs, which facilitates the handling of an object
NOTE The jaws can be disconnectable.
3.8
operating volume
space in which the operation of tongs are possible, considering all the positions in which the different
components of the slave arm of a manipulator can be moved
3.9
gaiter
specially profiled flexible sleeve designed to protect the mechanical arm and optionally also the telescope
NOTE This component is also called a booting (USA).
3.10
drum manipulator
simplified power manipulator designed to transport and to stack radioactive waste drums
3.11
orientation motion
rotation motions around certain axes of the manipulator
NOTE According to the axis considered, the three following motions are distinguished: tilt (α), twist (β) and swivel or
azimuth motion (γ).
3.12
positioning motion
motion effecting a displacement of the tongs (or end-effector)
NOTE According to the axis considered, three different motions are distinguished: x, y and z.
3.13
tongs
gripping device fixed at the end of the mechanical arm and consisting of an actuator assembly and jaws
3.14
handle
component gripped by the operator, facilitating the control of the movements of the manipulator and fixed at
the operating consol
2 © ISO 2006 – All rights reserved
3.15
transporter
kinematical system for moving and positioning the mechanical arm within the operating volume
3.16
power manipulator
manipulator driven by electrical motors (open loop in position)
4 Applications of power manipu
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17874-4
Première édition
2006-01-15
Dispositifs de manipulation à distance
pour matériaux radioactifs —
Partie 4:
Télémanipulateurs télécommandés
Remote handling devices for radioactive materials —
Part 4: Power manipulators
Numéro de référence
©
ISO 2006
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Applications des télémanipulateurs télécommandés. 3
5 Caractéristiques générales des télémanipulateurs télécommandés . 4
6 Exigences . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Matériaux . 6
6.3 Traitements de surface. 6
6.4 Caractéristiques de conception . 7
6.5 Équipements électriques . 13
6.6 Dimensions des pinces avec doigts parallèles (pinces normalisées) . 13
6.7 Dimensions des crochets de préhension . 16
6.8 Dimensions des crochets d'épaule. 17
7 Dispositifs de commande et systèmes de contrôle. 18
7.1 Généralités . 18
7.2 Boutons poussoirs . 18
7.3 Éléments de commande pour un mouvement. 19
7.4 Joysticks. 19
7.5 Dispositifs de commande pour 6 mouvements. 19
7.6 Systèmes de contrôle par ordinateur . 19
8 Véhicules manipulateurs . 20
9 Pinces et outils spéciaux . 20
10 Essais. 22
10.1 Généralités . 22
10.2 Essais de réception . 22
10.3 Inspections et essais périodiques . 22
11 Cellule d’essais inactive . 23
11.1 Généralités . 23
11.2 Formation des opérateurs . 23
11.3 Évaluation de l'aptitude du système télémanipulateur. 23
11.4 Prévention d'erreurs et d'incidents. 23
11.5 Évaluation de la fiabilité et optimisation du programme de maintenance . 24
Annexe A (normative) Exigences pour les équipements électriques des télémanipulateurs
télécommandés. 25
Bibliographie . 26
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17874-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection.
L'ISO 17874 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Dispositifs de manipulation à
distance pour matériaux radioactifs:
⎯ Partie 1: Exigences générales
⎯ Partie 2: Télémanipulateurs maître-esclave mécaniques
⎯ Partie 4: Télémanipulateurs télécommandés
⎯ Partie 5: Pinces de manipulation à distance
La Partie 3, Télémanipulateurs maître-esclave électriques, est à l’étude.
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
Introduction
La présente partie de l'ISO 17874 concerne les télémanipulateurs télécommandés utilisés pour des
applications nucléaires. Ces télémanipulateurs consistent, pour l’essentiel, en des dispositifs de manipulation
à distance à usages multiples.
Dans les zones inaccessibles au personnel, ces dispositifs remplacent les mains et les bras et, parfois,
dépendant du modèle utilisé, les dispositifs de levage.
Les télémanipulateurs télécommandés ont été initialement développés pour les cellules de haute activité,
dans un objectif de recherche et de développement sur les éléments combustibles des réacteurs nucléaires.
À l’heure actuelle, ils sont largement répandus dans d’autres installations nucléaires, telles que les usines de
retraitement de combustible nucléaire ou les stations de traitement de déchets radioactifs, et lors du
déclassement d'installations nucléaires.
Des modèles alternatifs de télémanipulateurs télécommandés ont été mis au point dans les domaines
mentionnés précédemment et ont conduit à des développements spécifiques. Ces modèles sont néanmoins
considérés comme des exemplaires exotiques destinés à un usage unique et ne sont pas couverts par la
présente partie de l'ISO 17874.
Les télémanipulateurs télécommandés nécessitent parfois une adaptation ou une conception spéciale pour
répondre à des applications hors nucléaires. La présente partie de l'ISO 17874 ne traite aucune des
exigences spécifiques à ces domaines, même si les concepteurs peuvent tirer parti de certains composants
normalisés développés dans le secteur nucléaire afin de réaliser des conceptions efficaces à coût réduit en
vue d’autres applications, le cas échéant.
La présente partie de l'ISO 17874 est conçue comme une aide aux concepteurs d'installations nucléaires,
ainsi qu'aux fabricants, aux utilisateurs et aux organismes habilités à délivrer des licences.
NORME INTERNATIONALE ISO 17874-4:2006(F)
Dispositifs de manipulation à distance pour matériaux
radioactifs —
Partie 4:
Télémanipulateurs télécommandés
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 17874 spécifie les principales caractéristiques des télémanipulateurs
télécommandés conçus pour une utilisation en milieu irradiant, derrière les murs de protection, principalement
dans des cellules de haute activité. Elle spécifie également les exigences relatives à la conception et aux
essais des télémanipulateurs télécommandés.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2768-1:1989, Tolérances générales — Partie 1: Tolérances pour dimensions linéaires et angulaires non
affectées de tolérances individuelles
ISO 11933-5, Composants pour enceintes de confinement — Partie 5: Traversées de paroi pour circuits
électriques et circuits de fluide
ISO 17874-1:2004, Dispositifs de manipulation à distance pour matériaux radioactifs — Partie 1: Exigences
générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
axe
directions d'un système de coordonnées cartésiennes définies depuis la position de l'opérateur, considéré
comme l'origine du système
NOTE Les axes suivants sont pris en compte: axe X, de la droite vers la gauche le long de la paroi blindée; axe Y, en
avant vers la cellule blindée; axe Z, montée vers le plafond de la cellule blindée.
3.2
bras
〈télémanipulateur〉 système qui reproduit les fonctions du bras humain, respectant le plus souvent la même
distribution et les articulations correspondantes
NOTE Les articulations correspondantes sont l'épaule, le bras, le coude, l'avant-bras, le poignet, etc.
3.3
bras mécanique
bras d'un télémanipulateur capable d'effectuer des mouvements de positionnement et d'orientation et équipé
d'un effecteur
3.4
crochet d’épaule
équipement similaire au crochet d'un pont, fixé près de l'articulation d'épaule
3.5
crochet de préhension
effecteur doté d'un mouvement linéaire pour soulever et manipuler un objet
3.6
déconnexion
opération mécanique permettant la séparation de deux éléments assemblés
EXEMPLE Déconnexion d'un bras mécanique d’un porteur.
3.7
doigts
〈pinces〉 composants fixés à l'extrémité des pinces pour faciliter la préhension d'un objet
NOTE Les doigts peuvent être déconnectables.
3.8
espace de travail
espace maximal dans lequel les déplacements de la pince peuvent être opérés, compte tenu de toutes les
positions dans lesquelles les différents éléments constitutifs du bras esclave du télémanipulateur peuvent se
déplacer
3.9
manche
manchette flexible, spécialement conçue pour assurer la protection du bras mécanique et, en option, du
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.