CN108459340A - 辐射探测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了辐射探测机器人，包括机器人壳体，还包括位于机器人壳体内的两个α、β探测器、γ探测器和控制模块，所述控制模块包括用于独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向的控制模块a以及用于控制探测器测量的控制模块b；所述两个α、β探测器和γ探测器中的任意一个探测器均独立连接一个数据采集模块；所述机器人壳体的外部还设置四只可独立驱动的轮毂电机，从而控制辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转。本发明采用上述原理，专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测，可根据监控室指令或预设路径行走，在核电站或核材料工厂内进行地面的α、β、γ污染的检测，该方案代替了人工到地面检测，安全性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及表面放射性污染检测领域，具体涉及辐射探测机器人。
背景技术
放射性对生物的危害是十分严重的。放射性损伤有急性损伤和慢性损伤。如果人在短时间内受到大剂量的X射线、γ射线和中子的全身照射，就会产生急性损伤。轻者有脱毛、感染等症状。当剂量更大时，出现腹泻、呕吐等肠胃损伤。在极高的剂量照射下，发生中枢神经损伤至直死亡。放射能引起淋巴细胞染色体的变化。在染色体异常中，用双着丝粒体和着丝立体环估计放射剂量。放射照射后的慢性损伤会导致人群白血病和各种癌症的发病率增加。环境中的放射性物质可以由多种途径进入人体，他们发出的射线会破坏机体内的大分子结构，甚至直接破坏细胞和组织结构，给人体造成损伤。高强度辐射会灼伤皮肤，引发白血病和各种癌症，破坏人的生殖技能，严重的能在短期内致死。“少量累积照射会引起慢性放射病，使造血器官、心血管***、内分泌***和神经***等受到损害，发病过程往往延续几十年。目前，国内核工业尚没有专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是研发专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人，目的在于提供辐射探测机器人，专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人的空白，该机器人设置雷达，通过北斗定位***，可根据监控室指令或预设路径行走，通过两个α、β探测器和γ探测器在核电站或核材料工厂内的道路、车间、厂房进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端，显示在显示屏上，该方案代替了人工到地面进行α、β、γ污染的检测，安全性大大提高。
本发明通过下述技术方案实现：
辐射探测机器人，包括机器人壳体，还包括位于机器人壳体内的两个α、β探测器、γ探测器和控制模块，所述控制模块包括用于独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向的控制模块a以及用于控制探测器测量的控制模块b，控制模块a还同时连接音响、雷达、摄像头、报警灯和天线；所述两个α、β探测器和γ探测器中的任意一个探测器均独立连接一个数据采集模块，所有的数据采集模块均连接控制模块b，音响和报警灯还连接控制模块b；所述机器人壳体的外部还设置四个独立的轮毂电机，轮毂电机与对应的姿态调节臂连接，四个独立的轮毂电机均与控制模块a连接。
本方案中辐射探测机器人在行进过程中可根据控制模块a的指令独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向，从而控制辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转，实现了辐射探测机器人的任意方向行走，该机器人具有超强的爬坡能力、地面适应性和原地360°旋转调头等功能。该辐射探测机器人还能进行自检，当发现辐射探测机器人的行走功能或者测量功能出现异常时，控制模块控制音响和报警灯工作，发出故障提示并显示故障类别。
目前，国内核工业尚没有专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人，均是通过人工检测，而α、β、γ放射性污染对人体伤害又非常的大。本发明填补了该项空白，该机器人设置雷达，通过北斗定位***，可根据监控室指令或预设路径行走，通过两个α、β探测器和γ探测器在核电站或核材料工厂内的道路、车间、厂房进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端，显示在显示屏上。同时，检测数据也可本地存储、查询、动态显示。机器人配备工控机标准接口，可与存储设备、中央管理计算机方便地进行数据传输，并支持网络远程监控及信息处理。
优选的，每个轮毂的旋转轴上均安装能够独立调节的姿态调节臂，每个姿态调节臂一端均与机器人壳体连接腔内部对应的扭簧连接，每个姿态调节臂的另一端与对应的轮毂电机连接。每个姿态调节臂与机器人壳体的连接腔内部装有扭簧，姿态调节臂可绕旋转轴进行小角度的旋转，承载机器人在行进过程中产生的振动和扭矩，使机器人能够平稳的行走，且每只姿态调节臂的姿态可独立调节，辐射探测机器人行走更稳定灵活。
优选的，每个轮毂电机的转速和旋转方向均能够独立控制，从而带动辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转，每个姿态调节臂可独立绕旋转轴进行小角度的旋转，以承载行进过程中产生的振动和扭矩，使辐射探测机器人能够更稳定、灵活的行走。
使机器人能够移动到核电站或核材料工厂内道路、车间、厂房的任意位置，进行地面的α、β、γ污染的检测，检测方便简单，还避免了α、β、γ污染对人体的伤害。
优选的，所述机器人壳体内部还设置电池，电池向辐射探测机器人内的各个电器元件供电。
优选的，所述机器人壳体的外部还设置指示灯和电源开关，电源开关与电池连接，指示灯与控制模块连接。
优选的，所述控制模块还连接用于接收外部指令的通信模块，通过北斗定位***，根据监控室指令或预设路径行走，进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端进行显示；通信模块的检测数据可本地存储、查询和动态显示。
所述控制模块还连接工控机标准接口，可与存储设备、中央管理计算机方便地进行数据传输，并支持网络远程监控及信息处理。
所述天线有两根。两根天线的设置，当一根天线出现异常时，还有另外一根备用天线，该设置保证了辐射探测机器人接收信号的稳定。
优选的，所述两个α、β探测器和γ探测器在空闲状态时，能够自动进行辐射本底值计数，并不断更新。
优选的，控制模块b还与外部显示终端进行通讯连接。
优选的，在机器人壳体的底部还设置有保护α、β探测器的不锈钢防护网。避免路面碎石杂物损坏α、β探测器。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明填补了国内核工业尚没有专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人的空白，该机器人设置雷达，通过北斗定位***，可根据监控室指令或预设路径行走，通过两个α、β探测器和γ探测器在核电站或核材料工厂内的道路、车间、厂房进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端，显示在显示屏上，该方案代替了人工到地面进行α、β、γ污染的检测，安全性大大提高。
2、本发明中辐射探测机器人在行进过程中可根据控制模块a的指令独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向，从而控制辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转。实现了辐射探测机器人的任意方向行走，该机器人具有超强的爬坡能力、地面适应性和原地360°旋转调头等功能。
3、本发明中每个姿态调节臂与机器人壳体的连接腔内部装有扭簧，姿态调节臂可绕旋转轴进行小角度的旋转，承载机器人在行进过程中产生的振动和扭矩，使机器人能够平稳的行走，且每只姿态调节臂的姿态可独立调节，辐射探测机器人行走更稳定灵活。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的立体结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-α、β探测器；2-γ探测器；3-控制模块；4-数据采集模块；5-音箱；6-电池；7-雷达；8-电源插头；9-指示灯；10-电源开关；11-摄像头；12-报警灯；13-天线；14-机器人壳体；15-轮毂电机；16-姿态调节臂。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1-3所示，本发明包括辐射探测机器人，包括机器人壳体14，还包括位于机器人壳体14内的两个α、β探测器1、γ探测器2和控制模块3，所述控制模块3包括用于独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向的控制模块a以及用于控制探测器测量的控制模块b，控制模块a还同时连接音响5、雷达7、摄像头11、报警灯12和天线13；所述两个α、β探测器1和γ探测器2中的任意一个探测器均独立连接一个数据采集模块4，所有的数据采集模块4均连接控制模块b，音响5和报警灯12还连接控制模块b；所述机器人壳体14的外部还设置四个独立的轮毂电机15，轮毂电机15与对应的姿态调节臂16连接，四个独立的轮毂电机15均与控制模块a连接。
本方案设置两个独立工作的控制模块a和控制模块b，控制模块a控制机器人的行走，控制模块b控制机器人的测量，辐射探测机器人上的雷达依据北斗定位***给出的位置数据自主定位，然后根据监控室指令或预设路径进入预定地点后启动检测功能，进入自检，当机器人自检发现故障时，发出故障提示并显示故障类别。自检正常，机器人将沿预定路线自主行进，位于辐射探测机器人上的两个α、β探测器和γ探测器对地面辐射情况开始测量，数据采集模块采集两个α、β探测器和γ探测器的测量结果并传递给控制模块b，控制模块b控制通信模块将测量结果发送信号至监测室或手持终端提示测量完成，并告知是否被污染。同时，显示屏同步显示α、β、γ的测量结果及污染情况。在检测到被污染地面时将按监测室指令或自主进行邻近范围的地面检测，直至确认被污染地面的范围，在检测被污染地面的情况下，机器人声光报警，以起警示作用。
本方案中辐射探测机器人在行进过程中可根据控制模块a的指令独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向，从而控制辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转。实现了辐射探测机器人的任意方向行走，实现了辐射探测机器人的任意方向行走，该机器人具有超强的爬坡能力、地面适应性和原地360°旋转调头等功能。该辐射探测机器人还能进行自检，当发现辐射探测机器人的行走功能或者测量功能出现异常时，控制模块控制音响和报警灯工作，发出故障提示并显示故障类别。
目前，国内核工业尚没有专门针对地面进行α、β、γ放射性污染检测的辐射探测机器人，均是通过人工检测，而α、β、γ放射性污染对人体伤害又非常的大。本发明填补了该项空白，该机器人设置雷达，通过北斗定位***，可根据监控室指令或预设路径行走，通过两个α、β探测器和γ探测器在核电站或核材料工厂内的道路、车间、厂房进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端，显示在显示屏上，该方案代替了人工到地面进行α、β、γ污染的检测，安全性大大提高。同时，检测数据也可本地存储、查询、动态显示。机器人配备工控机标准接口，可与存储设备、中央管理计算机方便地进行数据传输，并支持网络远程监控及信息处理。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：每个姿态调节臂16的一端与对应的轮毂电机15连接，每个姿态调节臂16另一端均与机器人壳体14连接腔内部对应的扭簧连接，每个姿态调节臂16可独立绕旋转轴进行小角度的旋转，以承载行进过程中产生的振动和扭矩，使辐射探测机器人能够更稳定、灵活的行走。每个姿态调节臂16与机器人壳体的连接腔内部装有扭簧，姿态调节臂可绕旋转轴进行小角度的旋转，承载机器人在行进过程中产生的振动和扭矩，使机器人能够平稳的行走，且每只姿态调节臂的姿态可独立调节，辐射探测机器人行走更稳定灵活。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上优选如下：每只轮毂电机的速度和旋转方向均可进行独立驱动，从而控制辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转。使机器人能够移动到核电站或核材料工厂内道路、车间、厂房的任意位置，进行地面α、β、γ污染的检测，检测方便简单，还避免了α、β、γ污染对人体的伤害。
所述机器人壳体14内部还设置电池6，电池6向辐射探测机器人内的各个电器元件供电。使该机器人行走更加的方便。
机器人壳体14的外部还设置指示灯9和电源开关10，电源开关10与电池6连接，指示灯9与控制模块3连接。在机器人壳体的外部还设置电源插头8，电源插头8与电源模块连接。当电池用电完毕后还可通过电源插头进行充电，而指示灯的设置能够方便观察该辐射探测机器人是否正常工作。
控制模块3还连接用于接收外部指令的通信模块，通过北斗定位***，根据监控室指令或预设路径行走，进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端进行显示；通信模块的检测数据可本地存储、查询和动态显示。
所述控制模块3还连接工控机标准接口，可与存储设备、中央管理计算机方便地进行数据传输，并支持网络远程监控及信息处理。实现与外部管理计算机进行连接通信。
天线13有两根。两根天线的设置，当一根天线出现异常时，还有另外一根备用天线，该设置保证了辐射探测机器人接收信号的稳定。
两个α、β探测器1和γ探测器2在空闲状态时，能够自动进行辐射本底值测量，作为仪器本底参考值，并不断更新。测量时，机器人停止本底测量，并沿预定路线自主行进测量，测量完成后，发送信号至监测室或手持终端提示测量完成，并告知是否被污染。保证了测量结果的准确可靠。
控制模块b还可与外部显示终端进行通讯连接。用于显示测量结果，便于观察。
在机器人壳体的底部还设置有保护α、β探测器的不锈钢防护网。避免路面碎石杂物损坏α、β探测器。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.辐射探测机器人，包括机器人壳体(14)，其特征在于，还包括位于机器人壳体(14)内的两个α、β探测器(1)、γ探测器(2)和控制模块(3)，所述控制模块(3)包括用于独立驱动每只轮毂电机的速度和旋转方向的控制模块a以及用于控制探测器测量的控制模块b，控制模块a还同时连接音响(5)、雷达(7)、摄像头(11)、报警灯(12)和天线(13)；所述两个α、β探测器(1)和γ探测器(2)中的任意一个探测器均独立连接一个数据采集模块(4)，所有的数据采集模块(4)均连接控制模块b，音响(5)和报警灯(12)还连接控制模块b；所述机器人壳体(14)的外部还设置四个独立的轮毂电机(15)，轮毂电机(15)与对应的姿态调节臂(16)连接，四个独立的轮毂电机(15)均与控制模块a连接。
2.根据权利要求1所述的辐射探测机器人，其特征在于，每个轮毂的旋转轴上均安装能够独立调节的姿态调节臂(16)，每个姿态调节臂(16)一端均与机器人壳体(14)连接腔内部对应的扭簧连接，每个姿态调节臂(16)的另一端与对应的轮毂电机(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的辐射探测机器人，其特征在于，每个轮毂电机(15)的转速和旋转方向均能够独立控制，从而带动辐射探测机器人前进、后退、左右转向和原地360°旋转，每个姿态调节臂(16)可独立绕旋转轴进行小角度的旋转，以承载行进过程中产生的振动和扭矩。
4.根据权利要求1所述的辐射探测机器人，其特征在于，所述控制模块(3)还连接用于接收外部指令的通信模块，通过北斗定位***，根据监控室指令或预设路径行走，进行地面的α、β、γ污染的检测，并实时地将检测信息发送至监测室或手持终端进行显示；通信模块的检测数据可本地存储、查询和动态显示。
5.根据权利要求1所述的辐射探测机器人，其特征在于，所述控制模块(3)还连接工控机标准接口，可与存储设备、中央管理计算机方便地进行数据传输，并支持网络远程监控及信息处理。
6.根据权利要求1所述的辐射探测机器人，其特征在于，所述机器人壳体(14)内部还设置电池(6)，电池(6)向辐射探测机器人内的各个电器元件供电。
7.根据权利要求6所述的辐射探测机器人，其特征在于，所述机器人壳体(14)的外部还设置指示灯(9)和电源开关(10)，电源开关(10)与电池(6)连接，指示灯(9)与控制模块(3)连接。
8.根据权利要求1所述的辐射探测机器人，其特征在于，所述两个α、β探测器(1)和γ探测器(2)在空闲状态时，能够自动进行辐射本底值测量，并不断更新。
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