一种大范围远距离辐射水平探测机器人的制作方法

本发明属于核辐射探测，具体涉及一种大范围远距离辐射水平探测机器人。

背景技术：

1、辐射风险是核工业相比于其它行业的一个典型区别，核设施内部不同区域具有不用的辐射水平，国内外标准将核设施内部分为监督区、控制区以及控制区子区。对于控制区进行子区划分时，除常规操作区(绿区)和禁止进入区域(红区)外，还有根据辐射水平和污染程度不同划分的过渡区域(如橙区、黄区)。

2、辐射水平参数是了解核设施运行状态、开展调试检修、作业规划等的重要参数，通常需要定期对核设施内部指定环境和点位进行辐射水平探测。人员进入辐射作业环境尤其是橙区、红区等强辐射环境条件下开展探测工作，将不可避免会受到一定量的辐射照射，给健康带来风险。利用机器人代替工作人员开展相关作业，一方面，可以避免工作人员直接暴露于强辐射环境条件下，避免受到高剂量照射，保护工作人员的安全和健康；另一方面，借助于机器人及人工智能技术新技术，还可以进一步扩大探测范围、增加探测点位、延长探测时间，提供更丰富的测量数据，在一定程度上提高作业效率。

3、根据有关标准，辐射水平探测通常取所在位置地面1米处空间进行测量，当前较为成熟的探测机器人大多为履带式、轮式结构，能载带特定结构和重量的探测器，并能通过常见的斜坡、沟道、30cm以下台阶等障碍；通常在车身上载带辐射探测仪，其所测到的只是车身位置的剂量水平。

4、但核设施内部环境较为复杂，例如核电站核岛通常有多层，每层管道、设备布局复杂，多层之间通道多为竖直钢梯或坡度较陡的钢梯，部分区域通道空间狭窄，部分区域通过人孔穿过；因此对于某些高层区域、高层舱室，当前机器人无法轻易到达，无法对这些场所进行有效探测；而一些新型机器人，如多足机器人等虽然有更加灵活的越障能力，但或载带能力不足，或载带探测设备后，在越障过程中存在重心不稳等现象，目前也无法胜任该类任务。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种大范围远距离辐射水平探测机器人，可实现对核设施内高层区域、高层舱室等机器人不可达区域的遥控辐射探测。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种大范围远距离辐射水平探测机器人，包括：探测器、俯仰翻转组件、伸缩组件、支撑架及机器人底盘，所述探测器为微型辐射探测装置，可以是微型γ辐射探测器，也可以是微型表面污染仪，连接于所述伸缩组件的一端，用于作业场所辐射水平的探测，所述伸缩组件远离所述探测器的一端连接于所述伸缩控制组件上，用于延伸或缩短所述探测器的距离，可伸长到控制范围内任意距离，探测范围可达1m～5m，所述伸缩控制组件设置于所述俯仰翻转组件上，用于驱动所述伸缩控制组件相对所述机器人底盘进行翻转，角度范围0°到90°，可控制伸缩组件停到角度范围内的任意角度，所述俯仰翻转组件设置于所述机器人底盘上，与所述机器人底盘通过快拆快锁卡扣连接，便于拆卸组装，所述机器人底盘用于实现大范围远距离辐射水平探测机器人的移动；所述支撑架设置于所述机器人底盘上，用于在所述俯仰翻转组件转动至水平位置时，对所述伸缩组件进行支撑。

3、进一步，所述大范围远距离辐射水平探测机器人还包括支撑架，所述支撑架设置于所述机器人底盘上，用于在所述俯仰翻转组件转动至水平位置时，对所述伸缩组件进行支撑。

4、进一步，所述俯仰翻转组件包括第一俯仰板、连杆、固定座、第一扇形齿轮及联动齿轮，所述固定座上设置有第一铰接支点及第二铰接支点，所述连杆的一端与所述第二铰接支点转动连接，另一端与所述第一俯仰板的一端转动连接，所述联动齿轮设置于所述第一俯仰板上，且与所述第一俯仰板转动连接，所述第一扇形齿轮的弧面与所述联动齿轮啮合，其弧面的一端与所述第一铰接支点转动连接，远离弧面的一端与所述第一俯仰板连接。

5、进一步，所述俯仰翻转组件还包括电机及驱动齿轮，所述联动齿轮为双联齿轮，所述电机连接于所述第一俯仰板上，且输出端与所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述联动齿轮的大齿轮啮合，所述第一扇形齿轮与所述联动齿轮的小齿轮啮合。

6、进一步，所述俯仰翻转组件还包括第二俯仰板，所述第二俯仰板与所述第一俯仰板连接形成框架，用于承载辐射探测组件。

7、进一步，所述俯仰翻转组件还包括转动轴、第二扇形齿轮、从动齿轮及联动轴，所述第二扇形齿轮的形状及结构与所述第一扇形齿轮相同，所述转动轴与所述第一铰接支点转动连接，所述第一扇形齿轮及所述第二扇形齿轮弧面的一端皆与所述转动轴连接，以实现所述第一扇形齿轮及所述第二扇形齿轮与所述第一铰接支点的转动连接，所述联动轴贯穿所述第一俯仰板及所述第二俯仰板，且两端分别与所述联动齿轮及所述从动齿轮连接，所述第二扇形齿轮与所述从动齿轮啮合，且远离弧面的一端与所述第二俯仰板连接。

8、进一步，所述俯仰翻转组件还包括连接轴，所述连接轴贯穿所述第一俯仰板及所述第二俯仰板，其两端分别与所述第一扇形齿轮及所述第二扇形齿轮远离弧面的一端连接。

9、进一步，所述俯仰翻转组件还包括第一铰链轴，所述连杆的一端通过所述第一铰链轴与所述第二铰接支点转动连接。

10、进一步，所述俯仰翻转组件还包括第二铰链轴，所述连杆远离所述第二铰接支点的一端通过所述第二铰链轴与所述第一俯仰板及所述第二俯仰板铰接。

11、进一步，所述俯仰翻转组件上设置有限位传感器，用于限制所述俯仰翻转组件的转动角度在0°～90°之间。

12、本发明的效果在于：采用俯仰翻转装置携带伸缩杆装置及探测器，将探测器安装于伸缩杆装置的伸出杆顶端，在满足负载和尺寸限制的要求下能对近5m、2π空间内进行可控探测，使得探测机器人具备了大空间、贯穿孔探测能力，可获得更远点位辐射场水平或表面剂量率水平，极大拓展了辐射场探测机器人的探测能力。可替代人员开展辐射探测，避免人员进入常规机器人难以到达的有害环境执行探测任务，减少了人员的受照风险。

技术特征：

1.一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

4.如权利要求2所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

5.如权利要求4所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

7.如权利要求2所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

8.如权利要求2所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

9.如权利要求2所述的一种大范围远距离辐射水平探测机器人，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种大范围远距离辐射水平探测机器人，包括：探测器、伸缩组件、伸缩控制组件、俯仰翻转组件及机器人底盘，所述探测器连接于所述伸缩组件的一端，用于辐照水平的探测，所述伸缩组件远离所述探测器的一端连接于所述伸缩控制组件上，用于延伸或缩短所述探测器的距离，所述伸缩控制组件设置于所述俯仰翻转组件上，用于驱动及控制所述伸缩组件的延伸或缩短，所述俯仰翻转组件设置于所述机器人底盘上，用于驱动所述伸缩控制组件相对所述机器人底盘进行翻转，所述机器人底盘用于实现大范围远距离辐射水平探测机器人的移动，采用一种大范围远距离辐射水平探测机器人可获得更远点位辐射场水平或表面剂量率水平。

技术研发人员：李国栋,韩毅,曹勤剑,刘立业,杨明明,沈华亚,孙岩松,陈志伟,池晓淼,陈法国
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5