遥操作(RH)维护技术是当前磁约束聚变堆技术研究的热点领域之一,已被认为是通往商用托卡马克聚变堆之路上必须解决的关键问题之一。聚变堆堆芯部件,如偏滤器、屏蔽包层,因临近等离子体,在堆的运行过程中,会受到巨大而复杂的电磁力、热应力、热负荷,导致在堆的寿命期内会受到损坏而需要维护。但是因为聚变反应中高能中子的产生,整个托卡马克反应堆的堆芯为核辐射环境,禁止任何人手的直接操作,所以堆芯部件的维护需要利用遥控操作的方式来完成,即RH维护技术。真空室遥操作柔性内窥系统(FIVIS)作为执行RH维护三大内容之一——观察监测的重要手段,不仅是未来聚变堆实现高效运行和可靠维护的必要系统和技术,也是托卡马克实验装置上观测真空室内部在放电实验运行过程中发生的现象的行之有效的方法。EASTFIVIS设计提出,是国内首次在托卡马克RH维护技术方面自主创新的有益探索,目的是基于EAST装置,设计一套FIVIS系统能在等离子体放电间停期内,对EAST所有内部部件表面进行近距离观测作业。本课题:EAST真空室遥操作柔性内窥系统设计研究,其意义在于从FIVIS的功能要求、机械学特性出发,对其机械系统进行创新设计,并从其结l构受力、工作空间、运动学、动力学、振动特性等方面进行理论计算和数值仿真分析,验证FIVIS设计的合理性,并为后续FIVIS的进一步优化设计和研制提供宝贵的设计经验和有益的理论参考。　　 本文首先从聚变堆的维护需求出发,对主要维护部件和内容进行总结和分类,并阐述了维护的基本原理,进而比较了不同维护方法的优缺点,对未来聚变堆的维护方法选择提出了建议。为对RH维护系统有着全面而深入的了解,本文提出了维护系统分类的三种方法和定义,并依据维护设备/系统分类法,逐个介绍了各子系统的功能、内容和特点。接着着重论述了FIVIS在托卡马克装置观察监测及RH维护中的必要性和重要性。　　 其次在论述了EAST FIVIS设计研制的必要性及其对聚变堆RH技术发展的贡献,以及详细分析其设计准则的基础上,从FIVIS的机构创新设计与选型、结构参数确定、材料选择、传动系统设计及机械结构设计等方面开展了详细而深入的设计研究工作,完成了EAST FIVIS的机械设计。　　 然后根据FIVIS的机构和运行特点,对FIVIS机构进行了巧妙合理的简化,理论分析并推导了FIVIS的运动学方程和拉格朗日动力学方程,解析求解了运动学正、逆问题和速度。接着通过动画验证、MATLAB程序编制数值仿真、ADAMS虚拟样机建立和仿真等手段,从作业顺序、工作空间、运动学和动力学方面进行分析,得到相应的动画、三维图像、运动/动力学特性参数变化曲线图等。一方面与理论分析结果进行比较,验证了理论分析的正确性,另一方面,更进一步的分析了FIVIS的机械学特性,考察验证了FIVIS的机械结构设计合理性。　　 论文最后从结构强度、运行精度和振动特性方面,对FIVIS进行了计算校核与分析,评价了FIVIS的强度和运行精度。依据振动模态分析结果,对FIVIS振动特性进行了初步评定,并为今后FIVIS的进一步优化设计提出了一些建议。