CN106773849A - 辐射源处理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐射源处理***，包括：辐射源处理车身、抓取机构、探测仪、摄像装置、驱动组件、位于车身内与驱动组件、辐射源探测仪和摄像装置连接的控制器以及与控制器连接的具有显示设备的控制装置；控制装置用于向控制器发送动作指令，控制器根据动作指令向驱动组件发送控制信号，驱动组件根据控制信号驱动抓取机构动作；控制装置包括可穿戴设备，可穿戴设备设置有传感器，用于采集人体的动作指令，并将动作指令发送至控制器。由于能够根据可穿戴设备检测的人体动作同步控制抓取机构的动作，使得操作更近于人的自然动作，能够精准的控制抓取机构的动作幅度，从而快速的拾取辐射源，降低处置人员受到的累计照射剂量。

Description

辐射源处理***

技术领域

本发明涉及智能遥控技术领域，特别是涉及一种辐射源处理***。

背景技术

辐射源是用于食品、工业、能源、医疗卫生、科学研究、武器装备等用途的具有发射电离辐射的物质或装置。通常情况电离辐射也称为核辐射。辐射应急处置操作主要是针对应急状态下的辐射源的搜寻、拾取、转送回收的处置操作和核应急处置训练。由于辐射源具有不同强度的辐射强度，对于接近辐射源的人或物体会产生不同程度的辐射危害。现有的核应急处置方案主要采用人工处置和处置车进行处置。

人工处置即处置人员穿着防护服、防护手套等防护装备后采用铲子、钳子等工具进行辐射源或放射源的处置，包括搜寻、拾取、转送屏蔽回收箱等操作。人工处置方式工具简陋，虽然有一定的防护，但处置人员距离辐射源或放射源距离太近，处置时间太久，使得处置人员受到过量的累计照射剂量，严重伤害处置人员的身体健康。

处置车是用于处置辐射源或放射源的车载处置***，处理车虽然能够使处置人员距离辐射源一定距离，但需要操作人员控制处置车搜寻和拾取辐射源，由于搜索和拾取辐射源需要花费一定的时间，因而处置人员受到的累计照射剂量并未减小。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够快速拾取辐射源，降低处置人员受到的累计照射剂量的辐射源处理***。

一种辐射源处理***，包括：

辐射源处理车身，安装在所述车身前端的抓取机构，安装在所述车身上的辐射源探测仪，安装在所述车身上的摄像装置，位于所述车身内与所述抓取机构连接的驱动组件，位于所述车身内与所述驱动组件、所述辐射源探测仪和所述摄像装置连接的控制器，以及与所述控制器连接的具有显示设备的控制装置；

所述控制装置用于向所述控制器发送动作指令，所述控制器根据所述动作指令向所述驱动组件发送控制信号，所述驱动组件根据所述控制信号驱动所述抓取机构动作；

所述控制装置包括可穿戴设备，所述可穿戴设备设置有传感器，用于采集人体的动作指令，并将所述动作指令发送至所述控制器。

在其中一种实施方式中，所述摄像装置位于所述抓取机构的一侧。

在其中一种实施方式中，所述辐射源处理***还包括安装在所述车身上与所述驱动组件连接的转动机构，所述摄像装置和所述辐射源探测仪设置在所述转动机构上；所述驱动组件还根据所述控制信号驱动所述转动机构动作。

在其中一种实施方式中，所述可穿戴设备为头戴设备，控制器根据所述头戴设备采集的头部动作指令向所述驱动组件发送转动信号，所述驱动组件根据所述转动信号驱动所述转动机构动作。

在其中一种实施方式中，所述头戴设备具有显示设备，所述摄像装置的视频信号输出至所述头戴设备的显示设备。

在其中一种实施方式中，所述抓取机构包括机械臂和设置在所述机械臂前端的夹具。

在其中一种实施方式中，所述可穿戴设备为手臂穿戴设备，所述控制器根据所述手臂穿戴设备采集的手臂动作指令和手掌动作指令向所述驱动组件发送机械臂动作信号和夹具动作信号，所述驱动组件根据所述机械臂动作信号和夹具动作信号对应地驱动所述机械臂和夹具动作。

在其中一种实施方式中，所述控制装置和所述控制器无线通信连接。

在其中一种实施方式中，所述控制器还包括视频处理装置，所述视频处理装置融合所述辐射源探测仪采集的辐射剂量数据和所述摄像装置采集的视频数据得到带有辐射剂量数据的视频图像；所述视频图像输出至所述控制装置的显示设备。

在其中一种实施方式中，所述控制装置还包括与所述控制器连接的操作设备，所述操作设备为按键、手柄和多关节操作杆的任意一种。

该辐射源处理***的可穿戴设备设置有传感器，采集人体的动作指令，控制器根据动作指令向驱动组件发送控制信号，驱动组件根据控制信号驱动抓取机构动作，从而实现通过可穿戴设备控制抓取机构的动作。由于能够根据可穿戴设备检测的人体动作同步控制抓取机构的动作，使得操作更近于人的自然动作，能够精准的控制抓取机构的动作幅度，从而快速的拾取辐射源，降低处置人员受到的累计照射剂量。

附图说明

图1为一个实施例的辐射源处理***结构示意图；

图2为另一个实施例的辐射源处理***结构示意图。

具体实施方式

图1为一个实施例的辐射源处理***的结构示意图。如图1所示，辐射源处理***包括：辐射源处理车身10，安装在车身前端的抓取机构20，安装在车身上的辐射源探测仪30，安装在车身上的摄像装置40，位于车身10内与抓取机构20连接的驱动组件50，位于车身10内与驱动组件50、辐射源探测仪30和摄像装置40连接的控制器60，以及与控制器60连接的具有显示设备的控制装置70。

控制装置70用于向控制器60发送动作指令，控制器60根据动作指令向驱动组件50发送控制信号，驱动组件50根据控制信号驱动抓取机构20动作。

控制装置70包括可穿戴设备，可穿戴设备设置有传感器，用于采集人体的动作指令，并将动作指令发送到控制器60。

辐射源探测仪30为对辐射的剂量率和累计剂量率进行检测、位置信息记录及相关处理装置，通过屏蔽和信号处理等措施，可提高辐射剂量率的指向性检测。控制装置70具有显示设备，控制装置70与控制器60连接，辐射源探测仪30在探测过程中，采集的辐射剂量的数据通过控制器60发送至显示设备显示。根据辐射剂量的数据进行搜寻，能够确定辐射源探测仪的位置。

摄像装置40采集的视频数据通过控制器60发送至显示设备显示。借助摄像装置采集的视频数据，操作人员无需靠近辐射源，可远距离地控制车身10和抓取机构20动作以拾取辐射源。

当探测到辐射源时，使用抓取机构20拾取。抓取机构20是具备液压、气动、电动或其组合的多关节活动装置，驱动组件50具体可以为驱动电机，通过驱动电机能够使抓取机构20进行伸缩、多轴向和多角度的自由活动以及抓取活动。抓取机构20由可穿戴设备控制。操作人员穿戴可穿戴设备并进行控制发出控制指令，可穿戴设备设置有传感器，采集并识别人体的动作指令，控制器60将动作指令向驱动组件50发送控制信号，驱动组件50根据控制信号驱动抓取机构20动作，以拾取检测到的辐射源转送至屏蔽回收箱。

该辐射源处理***的可穿戴设备设置有传感器，采集人体的动作指令，控制器根据动作指令向驱动组件发送控制信号，驱动组件根据控制信号驱动抓取机构动作，从而实现通过可穿戴设备控制抓取机构的动作。由于能够根据可穿戴设备检测的人体动作同步控制抓取机构的动作，使得操作更近于人的自然动作，能够精准的控制抓取机构的动作幅度，从而快速的拾取辐射源，降低处置人员受到的累计照射剂量。

在另一个实施例中，摄像装置40独立设置于抓取机构20外且位于抓取机构20的一侧，抓取机构整体在摄像装置40的摄像范围内。本实施中的摄像范围是指摄像装置的拍摄范围大小。具体的，摄像装置40与抓取机构20之间存在一定距离，两者之间具有夹角，使得摄像装置40能够完整地拍摄到抓取机构20的整体姿态，抓取机构20整体地被放入摄像装置40的拍摄范围内。摄像装置40包括摄像头、变焦镜头、辅助光源、红外辅助光源等摄像及辅助设备，用于在多种环境下清晰拍摄目标物体。操作人员通过摄像装置40采集的视频数据，能够观测到抓取机构20的的整体及局部的姿态，，从而辅助操作人员精准地控制抓取机构20的动作。由于抓取机构在摄像装置40的拍摄范围内，通过摄像装置40采集的视频数据，能够看到抓取机构和目标物体及周围环境的空间关系，使得对抓取机构的操作对于抓取目标物体更有效的，更灵活快捷。

在另一个实施例中，辐射源处理***还包括安装在车身10上与驱动组件50连接的转动机构80，摄像装置40和辐射源探测仪30设置在转动机构80上。驱动组件50还根据控制信号驱动转动机构80动作。

摄像装置40和辐射源探测仪30设置在转动机构80上，转动机构80带动摄像装置40和辐射源探测仪30转动，从而摄像装置的摄像范围与辐射源探测仪的探测范围一致，便于操作人员搜寻和操作。转动机构80根据控制信号，能够上、下、左和右旋转，使摄像装置40及辐射源探测仪30调整方向搜寻辐射源。驱动组件50根据控制信号驱动转动机构80动作。

在另一个实施例中，可穿戴设备为头戴设备，控制器60根据头戴设备采集的头部动作指令向驱动组件50发送转动信号，驱动组件50根据转动信号驱动转动机构80动作。

具体的，头戴设备设置有传感器，操作人员将头戴设备戴在头部，通过检测头戴设备的运动，能够获取操作人员头部的上、下、左或右动作。头戴设备与控制器60连接，当检测到动作信号时，向控制器60发送对应的动作指令，控制器60根据动作指令向驱动组件50发送转动信号，驱动组件50根据转动信号驱动转动机构80动作。

本实施例中，通过头戴设备检测操作人员的头部动作，转换为对应的控制信号。例如，获取操作人员头部向左、向右、向上或向下动作，动作的快慢与幅度等信息。这些信息通过控制器60转换为对应的转动信号，转动信号中包括转动方向、转动速度和转动幅度，驱动组件50根据控制信号驱动转动机构80以对应的转动速度向对应的方向转动对应的幅度。从而操作人员操作时，头部的旋转、抬头和低头动作与转动机构80的转动一致，操作人员看到的图像变化与头部运动一致，符合人类正常的操作和使用习惯，这将降低操作人员的使用难度并得到良好的人机交互感受，同时也加速操作人员对辐射源的搜寻操作的速度。

本实施例中头戴设备上设置有复位、锁定关联、解锁关联按键，用于实现复位操作、锁定关联操作和解锁关联操作。复位操作指操作人员由于各种原因导致操作困难时，使头戴设备和转动机构80自动恢复到预定状态和位置的操作。锁定关联指头部运动将被检测，头部运动将与转动机构80同步动作。解锁关联指头部运动将与转动机构80不进行同步动作，这可以使操作人员调整姿势和状态便于控制。

在另一个实施例中，头戴设备具有显示设备，摄像装置40的视频信号输出至头戴设备的显示设备。从而操作人员头戴设备的显示设备相当于操作人员的眼睛，通过观察到的现场情况，精准的通过头部运动控制转动机构的动作，有助于提高搜寻速度。

在另一个实施例中，抓取机构20包括机械臂和设置在机械臂前端的夹具。其中，机械臂能够根据控制信号实现伸缩、多轴向和多角度的自由活动，夹具能够根据控制信号实现自由旋转、夹取或抓取操作。

在另一个实施例中，可穿戴设备为与控制器无线连接的手臂穿戴设备，控制器根据手臂穿戴设备采集的手臂动作指令和手掌动作指令向驱动组件发送机械臂动作信号和夹具动作信号，驱动组件根据机械臂动作信号和夹具动作信号对应地驱动机械臂和夹具动作。

本实施例中，可穿戴设备为手臂穿戴设备，操作人员将手臂穿戴设备穿戴在手臂和手掌上，获取手臂和手掌的动作信息，这些信息通过控制器转换为对应的机械臂动作信号和夹具动作信号。机械臂动作信号和夹具动作信号中包括动作方向、动作速度和动作幅度，驱动组件50根据机械臂动作信号和夹具动作信号驱动机械臂和夹具以对应的速度向对应的方向动作对应的幅度。从而操作人员操作时，手臂的动作与机械臂动作一致，手掌的动作与夹具的动作一致。手臂穿戴设备和摄像设备的配合很好的模拟了人类的视觉观察和手的动作，操作过程非常接近人类的操作习惯，使得机械臂和夹具的动作过程变得准确而快速。

手臂穿戴设备设置有复位、锁定关联、解锁关联按键，用于实现复位操作、锁定关联操作和解锁关联操作。复位操作指操作人员由于各种原因导致操作困难时，使手臂穿戴设备、机械臂和夹具自动恢复到预定状态和位置的操作。锁定关联指手臂和手掌运动被检测，手臂和手掌运动将与机械臂和夹具同步动作。解锁关联指手臂和手掌运动将与机械臂和夹具不进行同步动作，这可以使操作人员调整姿势和状态便于控制。

在另一个实施例中，如图2所示，控制装置70和控制器60无线通信连接。由此，车身10、抓取机构20、辐射源探测仪30、摄像装置40、驱动组件50和控制器60位于靠近辐射源的近端，控制装置70位于靠近辐射源的远端，控制器60和控制装置70无线通信连接，控制装置具有显示设备，可显示摄像装置采集的视频图像，通过摄像装置的视频图像查看抓取机构60和现场情况，操作人员在与距离辐射源较远的地方，通过控制装置70控制抓取机构60和转动机构进行搜寻和拾取辐射源。从而，操作人员能够远离辐射源，减少操作人员受到的累计照射剂量。

在另一个实施例中，控制器60还包括视频处理装置，视频处理装置融合辐射源探测仪采集的辐射剂量数据和摄像装置采集的视频数据得到带有辐射剂量数据的视频图像，视频图像输出至控制装置的显示设备。

具体的，摄像装置40和辐射源探测仪30设置在转动机构80上，通过辐射源探测仪对处置现场进行辐射剂量的检测，获得辐射剂量与位置的关系，即以测量点为基准不同位置的辐射剂量率及对应关系。通过视频拍摄可以获得以拍摄基准点为基准的各角度图像信息，辐射剂量率测量基准点与视频拍摄基准点在空间上是一致的，都为转动机构80。通过辐射剂量率、空间位置及视频图像的计算融合，合成一个带有辐射剂量率标记及信息的实时视频图像，辐射剂量率信息通过在视频画面上用不同颜色区分或圈、点、线、箭头等符号标记或两者的组合进行剂量率高低的标识，并在合适位置标明相关的数据信息。该合成的实时图像信息通过无线数据传输送位于无端的控制装置的显示设备，操作人员可通过实时图像上的辐射剂量率标记快速搜寻到辐射源的位置。通过辐射强度的监测数据与实时视频图像相结合，为处置人员快速搜寻辐射源或放射源提供便利，可以有效缩短搜寻操作处置时间。

在另一个实施例中，控制装置70还包括操作设备，操作设备与控制器连接，操作设备为按键、手柄和多关节操作杆的任意一种。操作设备用于向控制器60发送动作指令，控制器60根据动作指令向驱动组件50发送控制信号，所述驱动组件50根据所述控制信号驱动所述抓取机构和转动机构动作。在按手臂穿戴设备和头戴设备的解锁关联键后，可使用操作设备对抓取机构和转动机构进行控制。

在另一个实施列中，除了头戴设备的显示设备外，控制装置还设置有固定显示器，固定显示器与控制器60无线通信连接，可用于显示经视频处理装置带有辐射剂量数据的视频图像，方便除操作人员之外的其它工作人员查看，以便于协同工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种辐射源处理***，其特征在于，包括：

辐射源处理车身，安装在所述车身前端的抓取机构，安装在所述车身上的辐射源探测仪，安装在所述车身上的摄像装置，位于所述车身内与所述抓取机构连接的驱动组件，位于所述车身内与所述驱动组件、所述辐射源探测仪和所述摄像装置连接的控制器，以及与所述控制器连接的具有显示设备的控制装置；

所述控制装置用于向所述控制器发送动作指令，所述控制器根据所述动作指令向所述驱动组件发送控制信号，所述驱动组件根据所述控制信号驱动所述抓取机构动作；

所述控制装置包括可穿戴设备，所述可穿戴设备设置有传感器，用于采集人体的动作指令，并将所述动作指令发送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的辐射源处理***，其特征在于，所述摄像装置独立设置于所述抓取机构外且位于所述抓取机构的一侧，所述抓取机构整体在所述摄像装置的摄像范围内。

3.根据权利要求1所述的辐射源处理***，其特征在于，所述辐射源处理***还包括安装在所述车身上与所述驱动组件连接的转动机构，所述摄像装置和所述辐射源探测仪设置在所述转动机构上；所述驱动组件还根据所述控制信号驱动所述转动机构动作。

4.根据权利要求3所述的辐射源处理***，其特征在于，所述可穿戴设备为头戴设备，控制器根据所述头戴设备采集的头部动作指令向所述驱动组件发送转动信号，所述驱动组件根据所述转动信号驱动所述转动机构动作。

5.根据权利要求4所述的辐射源处理***，其特征在于，所述头戴设备具有显示设备，所述摄像装置的视频信号输出至所述头戴设备的显示设备。

6.根据权利要求1所述的辐射源处理***，其特征在于，所述抓取机构包括机械臂和设置在所述机械臂前端的夹具。

7.根据权利要求6所述的辐射源处理***，其特征在于，所述可穿戴设备为手臂穿戴设备，所述控制器根据所述手臂穿戴设备采集的手臂动作指令和手掌动作指令向所述驱动组件发送机械臂动作信号和夹具动作信号，所述驱动组件根据所述机械臂动作信号和夹具动作信号对应地驱动所述机械臂和夹具动作。

8.根据权利要求1所述的辐射源处理***，所述控制装置和所述控制器无线通信连接。

9.根据权利要求1所述的辐射源处理***，所述控制器还包括视频处理装置，所述视频处理装置融合所述辐射源探测仪采集的辐射剂量数据和所述摄像装置采集的视频数据得到带有辐射剂量数据的视频图像；所述视频图像输出至所述控制装置的显示设备。

10.根据权利要求1所述的辐射源处理***，所述控制装置还包括与所述控制器连接的操作设备，所述操作设备为按键、手柄和多关节操作杆的任意一种。