本發(fā)明屬于核輻射探測，具體涉及一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人。

背景技術(shù)：

1、輻射風(fēng)險是核工業(yè)相比于其它行業(yè)的一個典型區(qū)別，核設(shè)施內(nèi)部不同區(qū)域具有不用的輻射水平，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)將核設(shè)施內(nèi)部分為監(jiān)督區(qū)、控制區(qū)以及控制區(qū)子區(qū)。對于控制區(qū)進行子區(qū)劃分時，除常規(guī)操作區(qū)(綠區(qū))和禁止進入?yún)^(qū)域(紅區(qū))外，還有根據(jù)輻射水平和污染程度不同劃分的過渡區(qū)域(如橙區(qū)、黃區(qū))。

2、輻射水平參數(shù)是了解核設(shè)施運行狀態(tài)、開展調(diào)試檢修、作業(yè)規(guī)劃等的重要參數(shù)，通常需要定期對核設(shè)施內(nèi)部指定環(huán)境和點位進行輻射水平探測。人員進入輻射作業(yè)環(huán)境尤其是橙區(qū)、紅區(qū)等強輻射環(huán)境條件下開展探測工作，將不可避免會受到一定量的輻射照射，給健康帶來風(fēng)險。利用機器人代替工作人員開展相關(guān)作業(yè)，一方面，可以避免工作人員直接暴露于強輻射環(huán)境條件下，避免受到高劑量照射，保護工作人員的安全和健康；另一方面，借助于機器人及人工智能技術(shù)新技術(shù)，還可以進一步擴大探測范圍、增加探測點位、延長探測時間，提供更豐富的測量數(shù)據(jù)，在一定程度上提高作業(yè)效率。

3、根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，輻射水平探測通常取所在位置地面1米處空間進行測量，當(dāng)前較為成熟的探測機器人大多為履帶式、輪式結(jié)構(gòu)，能載帶特定結(jié)構(gòu)和重量的探測器，并能通過常見的斜坡、溝道、30cm以下臺階等障礙；通常在車身上載帶輻射探測儀，其所測到的只是車身位置的劑量水平。

4、但核設(shè)施內(nèi)部環(huán)境較為復(fù)雜，例如核電站核島通常有多層，每層管道、設(shè)備布局復(fù)雜，多層之間通道多為豎直鋼梯或坡度較陡的鋼梯，部分區(qū)域通道空間狹窄，部分區(qū)域通過人孔穿過；因此對于某些高層區(qū)域、高層艙室，當(dāng)前機器人無法輕易到達，無法對這些場所進行有效探測；而一些新型機器人，如多足機器人等雖然有更加靈活的越障能力，但或載帶能力不足，或載帶探測設(shè)備后，在越障過程中存在重心不穩(wěn)等現(xiàn)象，目前也無法勝任該類任務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，可實現(xiàn)對核設(shè)施內(nèi)高層區(qū)域、高層艙室等機器人不可達區(qū)域的遙控輻射探測。

2、為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，包括：探測器、俯仰翻轉(zhuǎn)組件、伸縮組件、支撐架及機器人底盤，所述探測器為微型輻射探測裝置，可以是微型γ輻射探測器，也可以是微型表面污染儀，連接于所述伸縮組件的一端，用于作業(yè)場所輻射水平的探測，所述伸縮組件遠離所述探測器的一端連接于所述伸縮控制組件上，用于延伸或縮短所述探測器的距離，可伸長到控制范圍內(nèi)任意距離，探測范圍可達1m～5m，所述伸縮控制組件設(shè)置于所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件上，用于驅(qū)動所述伸縮控制組件相對所述機器人底盤進行翻轉(zhuǎn)，角度范圍0°到90°，可控制伸縮組件停到角度范圍內(nèi)的任意角度，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件設(shè)置于所述機器人底盤上，與所述機器人底盤通過快拆快鎖卡扣連接，便于拆卸組裝，所述機器人底盤用于實現(xiàn)大范圍遠距離輻射水平探測機器人的移動；所述支撐架設(shè)置于所述機器人底盤上，用于在所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動至水平位置時，對所述伸縮組件進行支撐。

3、進一步，所述大范圍遠距離輻射水平探測機器人還包括支撐架，所述支撐架設(shè)置于所述機器人底盤上，用于在所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動至水平位置時，對所述伸縮組件進行支撐。

4、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件包括第一俯仰板、連桿、固定座、第一扇形齒輪及聯(lián)動齒輪，所述固定座上設(shè)置有第一鉸接支點及第二鉸接支點，所述連桿的一端與所述第二鉸接支點轉(zhuǎn)動連接，另一端與所述第一俯仰板的一端轉(zhuǎn)動連接，所述聯(lián)動齒輪設(shè)置于所述第一俯仰板上，且與所述第一俯仰板轉(zhuǎn)動連接，所述第一扇形齒輪的弧面與所述聯(lián)動齒輪嚙合，其弧面的一端與所述第一鉸接支點轉(zhuǎn)動連接，遠離弧面的一端與所述第一俯仰板連接。

5、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括電機及驅(qū)動齒輪，所述聯(lián)動齒輪為雙聯(lián)齒輪，所述電機連接于所述第一俯仰板上，且輸出端與所述驅(qū)動齒輪連接，所述驅(qū)動齒輪與所述聯(lián)動齒輪的大齒輪嚙合，所述第一扇形齒輪與所述聯(lián)動齒輪的小齒輪嚙合。

6、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括第二俯仰板，所述第二俯仰板與所述第一俯仰板連接形成框架，用于承載輻射探測組件。

7、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括轉(zhuǎn)動軸、第二扇形齒輪、從動齒輪及聯(lián)動軸，所述第二扇形齒輪的形狀及結(jié)構(gòu)與所述第一扇形齒輪相同，所述轉(zhuǎn)動軸與所述第一鉸接支點轉(zhuǎn)動連接，所述第一扇形齒輪及所述第二扇形齒輪弧面的一端皆與所述轉(zhuǎn)動軸連接，以實現(xiàn)所述第一扇形齒輪及所述第二扇形齒輪與所述第一鉸接支點的轉(zhuǎn)動連接，所述聯(lián)動軸貫穿所述第一俯仰板及所述第二俯仰板，且兩端分別與所述聯(lián)動齒輪及所述從動齒輪連接，所述第二扇形齒輪與所述從動齒輪嚙合，且遠離弧面的一端與所述第二俯仰板連接。

8、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括連接軸，所述連接軸貫穿所述第一俯仰板及所述第二俯仰板，其兩端分別與所述第一扇形齒輪及所述第二扇形齒輪遠離弧面的一端連接。

9、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括第一鉸鏈軸，所述連桿的一端通過所述第一鉸鏈軸與所述第二鉸接支點轉(zhuǎn)動連接。

10、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件還包括第二鉸鏈軸，所述連桿遠離所述第二鉸接支點的一端通過所述第二鉸鏈軸與所述第一俯仰板及所述第二俯仰板鉸接。

11、進一步，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件上設(shè)置有限位傳感器，用于限制所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件的轉(zhuǎn)動角度在0°～90°之間。

12、本發(fā)明的效果在于：采用俯仰翻轉(zhuǎn)裝置攜帶伸縮桿裝置及探測器，將探測器安裝于伸縮桿裝置的伸出桿頂端，在滿足負載和尺寸限制的要求下能對近5m、2π空間內(nèi)進行可控探測，使得探測機器人具備了大空間、貫穿孔探測能力，可獲得更遠點位輻射場水平或表面劑量率水平，極大拓展了輻射場探測機器人的探測能力?？商娲藛T開展輻射探測，避免人員進入常規(guī)機器人難以到達的有害環(huán)境執(zhí)行探測任務(wù)，減少了人員的受照風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

3.如權(quán)利要求2所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

4.如權(quán)利要求2所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

5.如權(quán)利要求4所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

6.如權(quán)利要求5所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

7.如權(quán)利要求2所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

8.如權(quán)利要求2所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

9.如權(quán)利要求2所述的一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人，包括：探測器、伸縮組件、伸縮控制組件、俯仰翻轉(zhuǎn)組件及機器人底盤，所述探測器連接于所述伸縮組件的一端，用于輻照水平的探測，所述伸縮組件遠離所述探測器的一端連接于所述伸縮控制組件上，用于延伸或縮短所述探測器的距離，所述伸縮控制組件設(shè)置于所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件上，用于驅(qū)動及控制所述伸縮組件的延伸或縮短，所述俯仰翻轉(zhuǎn)組件設(shè)置于所述機器人底盤上，用于驅(qū)動所述伸縮控制組件相對所述機器人底盤進行翻轉(zhuǎn)，所述機器人底盤用于實現(xiàn)大范圍遠距離輻射水平探測機器人的移動，采用一種大范圍遠距離輻射水平探測機器人可獲得更遠點位輻射場水平或表面劑量率水平。

技術(shù)研發(fā)人員：李國棟,韓毅,曹勤劍,劉立業(yè),楊明明,沈華亞,孫巖松,陳志偉,池曉淼,陳法國
受保護的技術(shù)使用者：中國輻射防護研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5