CN111804615A - 一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法 - Google Patents

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CN111804615A CN202010533814.7A CN202010533814A CN111804615A CN 111804615 A CN111804615 A CN 111804615A CN 202010533814 A CN202010533814 A CN 202010533814A CN 111804615 A CN111804615 A CN 111804615A
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Abstract

本发明涉及一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法，装置包括用于供应放射性粒子的振动***，用于判断振动***中放射性粒子信息的感应***，设置有升降***的擒纵***，用于放射性粒子外观质量检测的检测***，用于收集合格品的第一卸料台以及用于收集不合格品的第二卸料台，该装置还包括安装在操作箱内的控制***；在控制***的控制下，擒纵***在升降***的配合下依次完成从振动***吸取放射性粒子、将被吸取的放射性粒子转移至检测***检测外观质量是否合格，将经过检测的放射性粒子按照合格品和不合格品分别释放到对应的收集瓶中。该装置能够自动化的完成放射性粒子的外观质量检测与分选，生产效率高，并且不会损坏放射性粒子。

Description

一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法
技术领域
本发明涉及医用放射性粒子质量控制技术领域，具体涉及一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法。
背景技术
恶性肿瘤一直是威胁人类健康的重大疾病，将放射性粒子植入肿瘤组织进行近距离放射治疗是近几十年发展起来的肿瘤治疗新技术。放射性粒子中的放射性核素衰变时放射出射线，对肿瘤细胞进行近距离持续照射，杀伤杀死肿瘤细胞，使肿瘤细胞失去繁殖能力，达到缓解和治疗疾病的目的。该技术已经广泛用于各种肿瘤的治疗，如***癌、乳腺癌、肝癌、卵巢癌、脑瘤、眶内肿瘤等，并取得了良好的治疗效果，临床实践证明，该技术安全可靠、疗效好、对正常组织损伤小，具有广阔的应用前景。
用于近距离放射治疗的放射性粒子为含有放射性核素的微型放射源，常用的放射性核素有125I、103Pd、131Cs等。放射性粒子由源芯和包壳组成，源芯通常为含有放射性核素的微球或短棒，包壳通常为两端密封的具有良好生物相容性的医用钛管(壁厚一般为0.05mm)。包壳两端密封的方式主要有激光焊、等离子焊、电子束焊、氩弧焊等。放射性粒子密封无孔，两端圆滑，无毛刺，无凹凸不平，尺寸大多为直径0.8±0.03mm、长度4.5±0.2mm，也有直径0.6±0.03mm、长度4.5±0.2mm的尺寸或其他尺寸。放射性粒子出厂前必须进行外观质量检测，保证放射性粒子长度、外径等符合质量标准，放射性粒子应表面光滑，两端密封且端头圆滑，无大头或扁头、毛刺或焊瘤、气孔或裂纹等质量缺陷。
目前，放射性粒子外观质量检测主要采用人工方式进行，操作人员在铅玻璃后，带着铅手套，用镊子夹取放射性粒子并置于放大镜下，通过放大镜观察放射性粒子外观，检查表面是否光滑，两端是否密封及端头是否圆滑，是否有大头或扁头、毛刺或焊瘤、气孔或裂纹等质量缺陷，检查期间要慢慢转动放射性粒子，以保证从每个角度对放射性粒子进行检测，对于无明显质量缺陷的放射性粒子还需要用游标卡尺测量长度和外径，检查放射性粒子尺寸是否符合质量标准，经过检测合格的放射性粒子与不合格的放射性粒子分别装入不同的贮存瓶中。放射性粒子尺寸微小，并且带有放射性，目前放射性粒子外观质量检测所采用的人工方式操作不便、效率低下，由于放射性粒子包壳壁很薄，用镊子夹取放射性粒子时容易压扁包壳，留下凹痕，而且操作人员劳动强度高(尤其是眼睛容易疲劳)，所受到的辐照剂量高(尤其是手部所受到的辐照剂量高)，另外，人工操作的过程中也容易出错。
因此，一种采用机械自动化进行放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法亟待出现。
发明内容
针对目前放射性粒子质量控制工作中存在的问题，本发明的目的是提供一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置及方法，该装置能够自动化的对放射性粒子进行外观质量检测，并将表面光滑、两端密封且端头圆滑、无质量缺陷(如大头或扁头、毛刺或焊瘤、气孔或裂纹等)、尺寸符合质量标准的放射性粒子作为合格品与不合格品区分开，从而提高生产效率、降低劳动强度、减少操作人员所受辐照剂量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，包括用于供应放射性粒子的振动***，用于判断振动***中放射性粒子信息的感应***，设置有升降***的擒纵***，用于放射性粒子外观质量检测的检测***，用于收集合格品的第一卸料台以及用于收集不合格品的第二卸料台，该装置还包括安装在操作箱内的控制***；
在控制***的控制下，擒纵***在升降***的配合下依次完成从振动***吸取放射性粒子、将被吸取的放射性粒子转移至检测***检测外观质量是否合格，将经过检测的放射性粒子按照合格品和不合格品分别释放到对应的收集瓶中，收集瓶分别放置于第一卸料台和第二卸料台上。
进一步，所述振动***由螺旋振动盘、振动器、振动控制器组成，螺旋振动盘安装在振动器上，振动器通过缓冲底座固定在工作台上，振动控制器安装在操作箱内；
所述螺旋振动盘内壁设置有螺旋轨道，螺旋轨道上间隔设置若干阻隔凸头，螺旋轨道入口和末端附近各有一个阻隔凸头，螺旋轨道末端设有挡板；
若干放射性粒子在振动器的作用下，移动到螺旋振动盘底部边缘，并从螺旋轨道入口沿着螺旋轨道连续前进至螺旋轨道末端，阻隔凸头将螺旋轨道上的重叠的放射性粒子分离，使得放射性粒子成一排向前移动，挡板使放射性粒子停留在螺旋轨道末端，振动控制器控制振动器开启或者停止振动、调节振动器的振动速度和幅度。
进一步，所述感应***包括带传感器头和放大器的激光传感器，激光传感器的传感器头安装在调节支架上，调节支架安装在第一精密微调平台上，第一精密微调平台通过第一底座固定在工作台上，激光传感器的放大器固定在第一底座侧面，感应***位于振动器一侧，调节支架和第一精密微调平台调节激光传感器的传感器头，使得传感器头正对螺旋振动盘的螺旋轨道末端；
激光传感器的传感器头与放大器通过光缆连接，放大器内置激光发射器，发射可见红外激光，通过光纤传导至传感器头，传感器头有发射端和接收端，传感器头的发射端发射出光线，接收端接收光线，接收端将光线通过光纤传输回放大器，放大器根据发射出的光线信号和接收到的光线信号、设定的参数生成判断信息，并将判断信息传输至控制***。
本案中，激光传感器能够发射和接收线型光束并判断传感器头与螺旋轨道末端的距离变化信息并传输至控制***，当放射性粒子进入或离开螺旋轨道末端时，所述距离会变小或变大，控制***通过激光传感器传输的距离变化信息确认螺旋轨道末端是否有放射性粒子，从而控制振动器停止或开启振动，从而控制螺旋轨道上的放射性粒子的移动。
当螺旋轨道末端有放射性粒子时，控制***发送指令，使得振动器停止振动，以便擒纵***吸取位于螺旋轨道末端的放射性粒子；当螺旋轨道末端没有放射性粒子时，控制***发送指令，使得振动器开始振动，从而使放射性粒子逐渐移动到螺旋轨道末端。
进一步，所述升降***包括通过第一支架固定在工作台上的电动执行器，驱动电动执行器的第一步进电机，安装在电动执行器的滑台上的第二支架，电动执行器的滑台在第一步进电机的驱动下沿着电动执行器的滑轨上下移动，第二支架随着电动执行器的滑台上下移动。
进一步，所述擒纵***包括安装在高精度电动摆台上的带有四个吸嘴的吸取式机械手，与高精度电动摆台连接的四通路旋转接头，通过第一气管与四通路旋转接头相连的四位集装式真空发生器***，通过供气管与四位集装式真空发生器***的供气口相连的带压力表和排水阀的过滤减压阀；吸取式机械手的吸嘴头部呈内凹的圆弧形；
过滤减压阀外接空气压缩机，高精度电动摆台和四通路旋转接头安装在第二支架上，四通路旋转接头、高精度电动摆台、吸取式机械手随着第二支架上下移动，四位集装式真空发生器***通过第三支架固定在工作台上；
四位集装式真空发生器***的四个真空发生器单元的真空通口分别通过不同的第一气管与四通路旋转接头的四个出气口相连，四通路旋转接头的四个进气口分别通过不同的第二气管与高精度电动摆台的四通路中心轴的四个出气口相连，高精度电动摆台的四通路中心轴的四个进气口分别通过不同的第三气管与吸取式机械手的四个吸嘴相连，四位集装式真空发生器***的四个真空发生器单元均带有压力开关，压力开关产生或结束负压，依次通过对应的第一气管、四通路旋转接头的通路、第二气管、高精度电动摆台的四通路中心轴的通路、第三气管传递至吸取式机械手的对应的吸嘴，通过吸取式机械手的吸嘴吸取或释放放射性粒子。
进一步，所述检测***包括带远心镜头的数字摄像机，带光源控制器的面光源，安装有带胶圈的旋转头的第二步进电机，安装在操作箱上的实时显示数字摄像机拍摄信息的显示屏；
数字摄像机安装在第二精密微调平台上，第二精密微调平台通过第二底座固定在工作台上，面光源通过第四支架固定在工作台上，面光源通过第四支架上的调高旋钮调节高度，面光源的光源控制器安装在操作箱内，控制面光源亮或灭的照明状态、调节面光源的亮度，第二步进电机通过第五支架安装在第三精密微调平台上，第三精密微调平台通过第三底座固定在工作台上；
吸取式机械手的吸嘴从螺旋振动盘的螺旋轨道末端吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方，吸取式机械手向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴与旋转头之间，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，旋转头在第二步进电机的驱动下转动，夹在吸嘴与旋转头之间的放射性粒子随着旋转头的转动而旋转；数字摄像机将放射性粒子的信息实时传输至控制***并显示在显示屏上。
进一步，所述数字摄像机拍摄的信息实时传输至所述控制***，控制***识别有无放射性粒子，当有放射性粒子时，控制***根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断所述放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏上，控制***根据需要增加或减少放射性粒子的外观质量参数。
进一步，所述第一卸料台上设置有第一凹槽，第一凹槽内放置合格品收集瓶，所述第二卸料台上设置有第二凹槽，第二凹槽内放置不合格品收集瓶；
当控制***完成放射性粒子外观质量是否合格的判断后，第二步进电机关闭，旋转头停止转动，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，吸取式机械手的对应的吸嘴重新吸取夹在其和旋转头之间的放射性粒子，吸取式机械手向上移动；
经控制***判定合格的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第一卸料台上方，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将合格的放射性粒子释放在合格品收集瓶中；经控制***判定不合格的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二卸料台上方，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将不合格的放射性粒子释放在不合格品收集瓶中。
进一步，所述工作台带有四个可调承重垫脚，工作台上方设置有透明铅玻璃屏蔽室，透明铅玻璃屏蔽室的四个侧面和顶部带有活动门。
一种放射性粒子外观质量检测与分选的方法，包括如下步骤：
步骤S1：启动振动器，使得放射性粒子沿着螺旋轨道排成一排，并逐渐移动到螺旋轨道末端；
步骤S2：吸取式机械手向下移动，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，使得位于螺旋轨道末端上方的吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，然后吸取式机械手向上移动；
步骤S3：吸取式机械手旋转90度，使得被吸取的放射性粒子移动至第二步进电机的旋转头上方，吸取式机械手向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴与旋转头之间，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，第二步进电机启动，夹在吸嘴与旋转头之间的放射性粒子随着旋转头的转动而旋转；
步骤S4：数字摄像机将放射性粒子的信息实时传输至控制***，控制***根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏上；
步骤S5：第二步进电机关闭，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，使得吸取式机械手的对应的吸嘴重新吸取夹在其与旋转头之间的放射性粒子，然后吸取式机械手向上移动；
步骤S6：吸取式机械手旋转90度，如果控制***判定被吸取的放射性粒子外观质量合格，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量合格的放射性粒子释放在放置于第一卸料台的第一凹槽中的合格品收集瓶中；
步骤S7：吸取式机械手旋转90度，如果控制***判定被吸取的放射性粒子外观质量不合格，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量不合格的放射性粒子释放在放置于第二卸料台的第二凹槽中的不合格品收集瓶中；
步骤S8：吸取式机械手旋转90度，使得释放了放射性粒子的吸取式机械手的对应的吸嘴移动至螺旋轨道末端上方；
步骤S9：重复步骤S1至步骤S8直至所有放射性粒子外观质量检测与分选完成。
上述方法中，当第一吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方时，逆着吸取式机械手旋转方向与第一吸嘴相邻的第二吸嘴移动至螺旋轨道末端上方，吸取式机械手向下移动，第二吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，此时，第一吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手向下移动，并夹在第一吸嘴与旋转头之间，启动相应外观质量检测程序；
当第二吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方时，逆着吸取式机械手旋转方向与第二吸嘴相邻的第三吸嘴移动至螺旋轨道末端上方，吸取式机械手向下移动，第三吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，此时，第一吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第二吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手向下移动，并夹在第二吸嘴与旋转头之间，启动相应外观质量检测程序；
当第三吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方时，逆着吸取式机械手旋转方向与第三吸嘴相邻的第四吸嘴移动至螺旋轨道末端上方，吸取式机械手向下移动，第四吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，此时，第二吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第三吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手向下移动，并夹在第三吸嘴与旋转头之间，启动相应外观质量检测程序；
当第四吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方时，逆着吸取式机械手旋转方向与第四吸嘴相邻的第一吸嘴移动至螺旋轨道末端上方(此时，第一吸嘴已经将之前吸取的放射性粒子按照外观质量检测结果释放在对应的合格品或不合格品收集瓶中)，吸取式机械手向下移动，第一吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，此时，第三吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第四吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手向下移动，并夹在第四吸嘴与旋转头之间，启动相应外观质量检测程序。
如上所述，吸取式机械手的四个吸嘴依次从螺旋振动盘的螺旋轨道末端吸取放射性粒子，进行外观质量检测与分选，如此循环往复，互不干扰，提高了外观质量检测与分选的效率。另外，在放射性粒子外观质量检测与分选过程中，可以随时向螺旋振动盘中添加放射性粒子，保证放射性粒子的外观质量检测与分选工作持续进行。
本发明的有益效果为：1.能够自动化的完成放射性粒子的外观质量检测与分选，即能够自动化的对放射性粒子的外观质量进行检测，并将合格品与不合格品分开，生产效率高；2.与现有人工操作方式相比，放射性粒子不需要通过工具夹取，而是通过负压吸取，可以精确调节负压大小，不会压扁包壳，不会在包壳上留下凹痕，即不会损坏放射性粒子；3.与现有人工操作方式相比，可以极大的降低出错率；4.能够有效降低操作人员劳动强度和所受到的电离辐射，有利于劳动保护。
附图说明
图1是本发明中放射性粒子外观质量检测与分选的装置的示意图；
图2是本发明中放射性粒子外观质量检测与分选的装置的局部示意图；
图3是本发明中放射性粒子外观质量检测与分选的装置的另一角度局部示意图；
图4是本发明中螺旋振动盘的俯视示意图；
图5是本发明中吸取式机械手的示意图。
图中，1.螺旋振动盘，2.振动器，3.振动控制器，4.缓冲底座，5.螺旋轨道，6.螺旋轨道入口，7.螺旋轨道末端，8.阻隔凸头，9.挡板，10.传感器头，11.放大器，12.调节支架，13.第一精密微调平台，14.第一底座，15.第一支架，16.第一步进电机，17.电动执行器，18.电动执行器的滑轨，19.电动执行器的滑台，20.第二支架，21.吸取式机械手，22.吸嘴，23.高精度电动摆台，24.高精度电动摆台的四通路中心轴，25.高精度电动摆台的四通路中心轴的出气口，26.高精度电动摆台的四通路中心轴的进气口，27.四通路旋转接头，28.四通路旋转接头的出气口，29.四通路旋转接头的进气口，30.四位集装式真空发生器***，31.第三支架，32.第三气管，33.第二步进电机，34.旋转头，35.第五支架，36.第三精密微调平台，37.第三底座，38.高速数字摄像机，39.高分辨远心镜头，40.第二精密微调平台，41.第二底座，42.面光源，43.第四支架，44.调高旋钮，45.显示屏，46.第一卸料台，47.第二卸料台，48.控制***，49.操作箱，50.工作台，51.透明铅玻璃屏蔽室。
具体实施方式
如图1至图5所示，一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，包括用于供应放射性粒子的振动***，用于判断振动***中放射性粒子信息的感应***，设置有升降***的擒纵***，用于放射性粒子外观质量检测的检测***，用于收集合格品的第一卸料台46和用于收集不合格品的第二卸料台47，该装置还包括安装在操作箱49内的控制***48；
在控制***48的控制下，擒纵***在升降***的配合下依次完成从振动***吸取放射性粒子、将被吸取的放射性粒子转移至检测***检测外观质量是否合格，将经过检测的放射性粒子按照合格品和不合格品分别释放到对应的收集瓶中，收集瓶分别放置于第一卸料台46和第二卸料台47上。
进一步，振动***由螺旋振动盘1、振动器2、振动控制器3组成，螺旋振动盘1安装在振动器2上，振动器2通过缓冲底座4固定在工作台50上，振动控制器3安装在操作箱49内；
螺旋振动盘1内壁设置有螺旋轨道5，螺旋轨道5上间隔设置若干阻隔凸头8，其中，螺旋轨道入口6和螺旋轨道末端7附近各有一个阻隔凸头8，螺旋轨道末端7设有挡板9，螺旋轨道末端7附近的阻隔凸头8与挡板9之间的距离大于一个放射性粒子长度；
若干放射性粒子在振动器2的作用下，移动到螺旋振动盘1底部边缘，并从螺旋轨道入口6沿着螺旋轨道5连续前进至螺旋轨道末端7，阻隔凸头8将螺旋轨道5上的重叠的放射性粒子分离，使得放射性粒子成一排向前移动，挡板9使放射性粒子停留在螺旋轨道末端7，振动控制器3控制振动器2开启或者停止振动、调节振动器2的振动速度和幅度。
进一步，感应***包括带传感器头10和放大器11的激光传感器，激光传感器的传感器头10安装在调节支架12上，调节支架12安装在第一精密微调平台13上，第一精密微调平台13通过第一底座14固定在工作台50上，激光传感器的放大器11固定在第一底座14侧面(激光传感器的放大器11也可以安装在操作箱49内或其他合适的位置)，感应***位于振动器2一侧，调节支架12和第一精密微调平台13调节激光传感器的传感器头10，使得传感器头10正对螺旋振动盘1的螺旋轨道末端7。
激光传感器的传感器头10与放大器11通过光缆连接，放大器11内置激光发射器，发射可见红外激光，通过光纤传导至传感器头10，传感器头10带有发射端和接收端，传感器头10的发射端发射出光线，接收端接收光线，接收端将光线通过光纤传输回放大器11，放大器11根据发射出的光线信号和接收到的光线信号、设定的参数生成判断信息，并将判断信息传输至控制***48。
本案中，激光传感器能够发射和接收线型光束并判断传感器头10与螺旋轨道末端7的距离变化信息并传输至控制***48，当放射性粒子进入或离开螺旋轨道末端7时，距离(传感器头10与螺旋轨道末端7的距离)会变小或变大，控制***48通过激光传感器传输的距离变化信息确认螺旋轨道末端7是否有放射性粒子，从而控制振动器2停止或开启振动，从而控制螺旋轨道5上的放射性粒子的移动。
感应***所判断的振动***中放射性粒子信息，即通过传感器头10与螺旋轨道末端7的距离变化信息得到的螺旋轨道末端7是否有放射性粒子，当螺旋轨道末端7有放射性粒子时，控制***48发送指令，使得振动器2停止振动，以便擒纵***吸取位于螺旋轨道末端7的放射性粒子；当螺旋轨道末端7没有放射性粒子时，控制***48发送指令，使得振动器2开始振动，从而使放射性粒子逐渐移动到螺旋轨道末端7。
进一步，升降***包括通过第一支架15固定在工作台50上的电动执行器17，驱动电动执行器17的第一步进电机16，安装在电动执行器17的滑台19上的第二支架20，电动执行器的滑台19在第一步进电机16的驱动下沿着电动执行器的滑轨18上下移动，第二支架20随着电动执行器的滑台19上下移动。
进一步，擒纵***包括安装在高精度电动摆台23上的带有四个吸嘴22的吸取式机械手21，与高精度电动摆台23连接的四通路旋转接头27，通过第一气管与四通路旋转接头27相连的四位集装式真空发生器***30，通过供气管与四位集装式真空发生器***30的供气口相连的带压力表和排水阀的过滤减压阀；吸取式机械手的吸嘴头部呈内凹的圆弧形；
过滤减压阀外接空气压缩机，高精度电动摆台23和四通路旋转接头27安装在第二支架20上，四通路旋转接头27、高精度电动摆台23、吸取式机械手21随着第二支架20上下移动，四位集装式真空发生器***30通过第三支架31固定在工作台20上；
四位集装式真空发生器***30的四个真空发生器单元的真空通口分别通过不同的第一气管与四通路旋转接头27的四个出气口28相连，四通路旋转接头27的四个进气口29分别通过不同的第二气管与高精度电动摆台23的四通路中心轴24的四个出气口25相连，高精度电动摆台的四通路中心轴24的四个进气口26分别通过不同的第三气管32与吸取式机械手的四个吸嘴22相连，四位集装式真空发生器***30的四个真空发生器单元均带有压力开关，压力开关产生或结束负压，依次通过对应的第一气管、四通路旋转接头27的通路、第二气管、高精度电动摆台的四通路中心轴24的通路、第三气管32传递至吸取式机械手21的对应的吸嘴22，通过吸取式机械手21的吸嘴22吸取或释放放射性粒子。
进一步，检测***包括带高分辨远心镜头39的高速数字摄像机38，带光源控制器的面光源42，安装有带胶圈的旋转头34的第二步进电机33，安装在操作箱49上的实时显示高速数字摄像机38拍摄信息的显示屏45(根据需要，显示屏45可以显示其他信息)；
高速数字摄像机38安装在第二精密微调平台40上，第二精密微调平台40通过第二底座41固定在工作台50上，面光源42通过第四支架43固定在工作台50上，面光源42通过第四支架43上的调高旋钮44调节高度，面光源42的光源控制器安装在操作箱49内，控制面光源42亮或灭的照明状态、调节面光源42的亮度，第二步进电机33通过第五支架35安装在第三精密微调平台36上，第三精密微调平台36通过第三底座37固定在工作台50上；
吸取式机械手21的吸嘴22从螺旋振动盘1的螺旋轨道末端7吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二步进电机33的旋转头34上方，吸取式机械手21向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴22与旋转头34之间，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，旋转头34在第二步进电机33的驱动下转动，夹在吸嘴22与旋转头34之间的放射性粒子随着旋转头34的转动而旋转(旋转头34带有胶圈，胶圈具有较大摩擦力，可以带动放射性粒子转动)；高速数字摄像机38将放射性粒子的信息实时传输至控制***48并显示在显示屏45上。
进一步，高速数字摄像机38拍摄的信息实时传输至控制***48，控制***48识别有无放射性粒子，当有放射性粒子时，控制***48根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断所述放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏45上，控制***48根据需要增加或减少放射性粒子的外观质量参数，当没有放射性粒子时，控制***48跳过检测程序，并且控制***48提醒未检测到放射性粒子，此时进行检查，确认原因及设备是否正常或调试设备。
进一步，第一卸料台46上设置有第一凹槽，第一凹槽内放置合格品收集瓶，第二卸料台47上设置有第二凹槽，第二凹槽内放置不合格品收集瓶；
当控制***48完成放射性粒子外观质量是否合格的判断后(检测过程中，放射性粒子随着旋转头34的转动而旋转，通常设置放射性粒子旋转不小于一周，以保证从每个角度对放射性粒子进行检测)，第二步进电机33关闭，旋转头34停止转动，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元产生负压，吸取式机械手21的对应的吸嘴22重新吸取夹在其与旋转头34之间的放射性粒子，吸取式机械手21向上移动；
经控制***48判定合格的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第一卸料台46上方，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，放射性粒子因重力而下落，从而将合格的放射性粒子释放在合格品收集瓶中；经控制***48判定不合格的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二卸料台47上方，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，放射性粒子因重力而下落，从而将不合格的放射性粒子释放在不合格品收集瓶中。
另外，为了操作的稳定性、安全性和便捷性，工作台50设有四个可以调节工作台50水平的可调承重垫脚，工作台50上方设置有透明铅玻璃屏蔽室51，透明铅玻璃室51的四个侧面和顶部带有活动门。
进一步，采用该装置进行放射性粒子外观质量检测与分选的方法，包括如下步骤：
步骤S1：启动振动器，使得放射性粒子沿着螺旋轨道5排成一排，并逐渐移动到螺旋轨道末端7；
步骤S2：吸取式机械手21向下移动，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元产生负压，使得位于螺旋轨道末端7上方的吸嘴22靠近并吸取螺旋轨道末端7的放射性粒子，然后吸取式机械手21向上移动；
步骤S3：吸取式机械手21旋转90度，使得被吸取的放射性粒子移动至第二步进电机33的旋转头34上方，吸取式机械手21向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴22与旋转头34之间，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，第二步进电机33启动，夹在吸嘴22与旋转头34之间的放射性粒子随着旋转头34的转动而旋转；
步骤S4：高速数字摄像机38将放射性粒子的信息实时传输至控制***48，控制***48根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏45上；
步骤S5：第二步进电机33关闭，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元产生负压，使得吸取式机械手21的对应的吸嘴22重新吸取夹在其与旋转头34之间的放射性粒子，然后吸取式机械手21向上移动。
步骤S6：吸取式机械手21旋转90度，如果控制***判定被吸取的放射性粒子外观质量合格，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量合格的放射性粒子释放在放置于第一卸料台46的第一凹槽中的合格品收集瓶中；
步骤S7：吸取式机械手21旋转90度，如果控制***48判定被吸取的放射性粒子外观质量不合格，四位集装式真空发生器***30的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量不合格的放射性粒子释放在放置于第二卸料台47的第二凹槽中的不合格品收集瓶中；
步骤S8：吸取式机械手21旋转90度，使得释放了放射性粒子的吸取式机械手的对应的吸嘴22移动至螺旋轨道末端7上方。
步骤S9：重复步骤S1至步骤S8直至所有放射性粒子外观质量检测与分选完成。
上述方法中，当第一吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二步进电机33的旋转头34上方时，逆着吸取式机械手21旋转方向与第一吸嘴相邻的第二吸嘴移动至螺旋轨道末端7上方，吸取式机械手21向下移动，第二吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端7的放射性粒子，此时，第一吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21向下移动，并夹在第一吸嘴与旋转头34之间，启动相应外观质量检测程序；
当第二吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二步进电机33的旋转头34上方时，逆着吸取式机械手21旋转方向与第二吸嘴相邻的第三吸嘴移动至螺旋轨道末端7上方，吸取式机械手21向下移动，第三吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端7的放射性粒子，此时，第一吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第二吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21向下移动，并夹在第二吸嘴与旋转头34之间，启动相应外观质量检测程序；
当第三吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二步进电机33的旋转头34上方时，逆着吸取式机械手21旋转方向与第三吸嘴相邻的第四吸嘴移动至螺旋轨道末端7上方，吸取式机械手21向下移动，第四吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端7的放射性粒子，此时，第二吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第三吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21向下移动，并夹在第三吸嘴与旋转头34之间，启动相应外观质量检测程序；
当第四吸嘴携带被吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21的转动而移动至第二步进电机33的旋转头34上方时，逆着吸取式机械手21旋转方向与第四吸嘴相邻的第一吸嘴移动至螺旋轨道末端7上方(此时，第一吸嘴已经将之前吸取的放射性粒子按照外观质量检测结果释放在对应的合格品或不合格品收集瓶中)，吸取式机械手21向下移动，第一吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端7的放射性粒子，此时，第三吸嘴已携带被吸取的放射性粒子(已完成外观质量检测)离开检测位置，第四吸嘴吸取的放射性粒子随着吸取式机械手21向下移动，并夹在第四吸嘴与旋转头34之间，启动相应外观质量检测程序。
如上所述，吸取式机械手21的四个吸嘴22依次从螺旋振动盘1的螺旋轨道末端7吸取放射性粒子，进行外观质量检测与分选，如此循环往复，互不干扰，提高了外观质量检测与分选的效率。另外，在放射性粒子外观质量检测与分选过程中，可以随时向螺旋振动盘中添加放射性粒子，保证放射性粒子的外观质量检测与分选工作持续进行。
综上，该装置能够自动化的对放射性粒子的外观质量进行检测，并将合格品与不合格品分开，生产效率高；与现有人工操作方式相比，放射性粒子不需要通过工具夹取，而是通过负压吸取，可以精确调节负压大小，不会压扁包壳，不会在包壳上留下凹痕，即不会损坏放射性粒子；与现有人工操作方式相比，可以极大的降低出错率；能够有效降低操作人员劳动强度和所受到的电离辐射，有利于劳动保护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，包括用于供应放射性粒子的振动***，用于判断振动***中放射性粒子信息的感应***，设置有升降***的擒纵***，用于放射性粒子外观质量检测的检测***，用于收集合格品的第一卸料台以及用于收集不合格品的第二卸料台，该装置还包括安装在操作箱内的控制***；
其特征在于，在控制***的控制下，擒纵***在升降***的配合下依次完成从振动***吸取放射性粒子、将被吸取的放射性粒子转移至检测***检测外观质量是否合格，将经过检测的放射性粒子按照合格品和不合格品分别释放到对应的收集瓶中，收集瓶分别放置于第一卸料台和第二卸料台上。
2.根据权利要求1所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述振动***由螺旋振动盘、振动器、振动控制器组成，螺旋振动盘安装在振动器上，振动器通过缓冲底座固定在工作台上，振动控制器安装在操作箱内；
所述螺旋振动盘内壁设置有螺旋轨道，螺旋轨道上间隔设置若干阻隔凸头，螺旋轨道入口和末端附近各有一个阻隔凸头，螺旋轨道末端设有挡板；
若干放射性粒子在振动器的作用下，移动到螺旋振动盘底部边缘，并从螺旋轨道入口沿着螺旋轨道连续前进至螺旋轨道末端，阻隔凸头将螺旋轨道上的重叠的放射性粒子分离，使得放射性粒子成一排向前移动，挡板使放射性粒子停留在螺旋轨道末端，振动控制器控制振动器开启或者停止振动、调节振动器的振动速度和幅度。
3.根据权利要求2所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述感应***包括带传感器头和放大器的激光传感器，激光传感器的传感器头安装在调节支架上，调节支架安装在第一精密微调平台上，第一精密微调平台通过第一底座固定在工作台上，激光传感器的放大器固定在第一底座侧面，感应***位于振动器一侧，调节支架和第一精密微调平台调节激光传感器的传感器头，使得传感器头正对螺旋振动盘的螺旋轨道末端；
激光传感器的传感器头与放大器通过光缆连接，放大器内置激光发射器，发射可见红外激光，通过光纤传导至传感器头，传感器头有发射端和接收端，传感器头的发射端发射出光线，接收端接收光线，接收端将光线通过光纤传输回放大器，放大器根据发射出的光线信号和接收到的光线信号、设定的参数生成判断信息，并将判断信息传输至控制***。
4.根据权利要求2或3所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述升降***包括通过第一支架固定在工作台上的电动执行器，驱动电动执行器的第一步进电机，安装在电动执行器的滑台上的第二支架，电动执行器的滑台在第一步进电机的驱动下沿着电动执行器的滑轨上下移动，第二支架随着电动执行器的滑台上下移动。
5.根据权利要求4所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述擒纵***包括安装在高精度电动摆台上的带有四个吸嘴的吸取式机械手，与高精度电动摆台连接的四通路旋转接头，通过第一气管与四通路旋转接头相连的四位集装式真空发生器***，通过供气管与四位集装式真空发生器***的供气口相连的带压力表和排水阀的过滤减压阀；吸取式机械手的吸嘴头部呈内凹的圆弧形；
过滤减压阀外接空气压缩机，高精度电动摆台和四通路旋转接头安装在第二支架上，四通路旋转接头、高精度电动摆台、吸取式机械手随着第二支架上下移动，四位集装式真空发生器***通过第三支架固定在工作台上；
四位集装式真空发生器***的四个真空发生器单元的真空通口分别通过不同的第一气管与四通路旋转接头的四个出气口相连，四通路旋转接头的四个进气口分别通过不同的第二气管与高精度电动摆台的四通路中心轴的四个出气口相连，高精度电动摆台的四通路中心轴的四个进气口分别通过不同的第三气管与吸取式机械手的四个吸嘴相连，四位集装式真空发生器***的四个真空发生器单元均带有压力开关，压力开关产生或结束负压，依次通过对应的第一气管、四通路旋转接头的通路、第二气管、高精度电动摆台的四通路中心轴的通路、第三气管传递至吸取式机械手的对应的吸嘴，通过吸取式机械手的吸嘴吸取或释放放射性粒子。
6.根据权利要求5所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述检测***包括带远心镜头的数字摄像机，带光源控制器的面光源，安装有带胶圈的旋转头的第二步进电机，安装在操作箱上的实时显示数字摄像机拍摄信息的显示屏；
数字摄像机安装在第二精密微调平台上，第二精密微调平台通过第二底座固定在工作台上，面光源通过第四支架固定在工作台上，面光源通过第四支架上的调高旋钮调节高度，面光源的光源控制器安装在操作箱内，控制面光源亮或灭的照明状态、调节面光源的亮度，第二步进电机通过第五支架安装在第三精密微调平台上，第三精密微调平台通过第三底座固定在工作台上；
吸取式机械手的吸嘴从螺旋振动盘的螺旋轨道末端吸取的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二步进电机的旋转头上方，吸取式机械手向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴与旋转头之间，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，旋转头在第二步进电机的驱动下转动，夹在吸嘴与旋转头之间的放射性粒子随着旋转头的转动而旋转；数字摄像机将放射性粒子的信息实时传输至控制***并显示在显示屏上。
7.根据权利要求6所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述数字摄像机拍摄的信息实时传输至所述控制***，控制***识别有无放射性粒子，当有放射性粒子时，控制***根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断所述放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏上，控制***根据需要增加或减少放射性粒子的外观质量参数。
8.根据权利要求6或7所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述第一卸料台上设置有第一凹槽，第一凹槽内放置合格品收集瓶，所述第二卸料台上设置有第二凹槽，第二凹槽内放置不合格品收集瓶；
当控制***完成放射性粒子外观质量是否合格的判断后，第二步进电机关闭，旋转头停止转动，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，吸取式机械手的对应的吸嘴重新吸取夹在其和旋转头之间的放射性粒子，吸取式机械手向上移动；
经控制***判定合格的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第一卸料台上方，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将合格的放射性粒子释放在合格品收集瓶中；经控制***判定不合格的放射性粒子随着吸取式机械手的转动而移动至第二卸料台上方，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将不合格的放射性粒子释放在不合格品收集瓶中。
9.根据权利要求8所述的一种放射性粒子外观质量检测与分选的装置，其特征在于，所述工作台带有四个可调承重垫脚，工作台上方设置有透明铅玻璃屏蔽室，透明铅玻璃屏蔽室的四个侧面和顶部带有活动门。
10.一种放射性粒子外观质量检测与分选的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：启动振动器，使得放射性粒子沿着螺旋轨道排成一排，并逐渐移动到螺旋轨道末端；
步骤S2：吸取式机械手向下移动，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，使得位于螺旋轨道末端上方的吸嘴靠近并吸取螺旋轨道末端的放射性粒子，然后吸取式机械手向上移动；
步骤S3：吸取式机械手旋转90度，使得被吸取的放射性粒子移动至第二步进电机的旋转头上方，吸取式机械手向下移动，使得被吸取的放射性粒子夹在对应的吸嘴与旋转头之间，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，第二步进电机启动，夹在吸嘴与旋转头之间的放射性粒子随着旋转头的转动而旋转；
步骤S4：数字摄像机将放射性粒子的信息实时传输至控制***，控制***根据预设的放射性粒子的外观质量参数判断放射性粒子的外观质量是否合格，并将放射性粒子的外观质量参数信息显示在显示屏上；
步骤S5：第二步进电机关闭，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元产生负压，使得吸取式机械手的对应的吸嘴重新吸取夹在其与旋转头之间的放射性粒子，然后吸取式机械手向上移动；
步骤S6：吸取式机械手旋转90度，如果控制***判定被吸取的放射性粒子外观质量合格，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量合格的放射性粒子释放在放置于第一卸料台的第一凹槽中的合格品收集瓶中；
步骤S7：吸取式机械手旋转90度，如果控制***判定被吸取的放射性粒子外观质量不合格，四位集装式真空发生器***的对应的真空发生器单元结束负压，将外观质量不合格的放射性粒子释放在放置于第二卸料台的第二凹槽中的不合格品收集瓶中；
步骤S8：吸取式机械手旋转90度，使得释放了放射性粒子的吸取式机械手的对应的吸嘴移动至螺旋轨道末端上方；
步骤S9：重复步骤S1至步骤S8直至所有放射性粒子外观质量检测与分选完成。
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CN112295952A (zh) * 2020-11-10 2021-02-02 上海第二工业大学 一种废旧手机元器件的智能分选装置和方法
CN114377978A (zh) * 2022-03-23 2022-04-22 深圳超盈智能科技有限公司 一种半导体芯片的缺陷检测装置
CN115144404A (zh) * 2022-09-01 2022-10-04 茉丽特科技（深圳）有限公司 一种基于远心光学技术的视觉测量仪

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