一种核与辐射环境场所剂量检测机器人的制作方法

本实用新型涉及检测领域，具体涉及一种核与辐射环境场所剂量检测机器人。

背景技术：

改革开放三十年来，随着核设施大量建设、核技术利用项目的大规模使用和核科学技术的不断发展，同时带来了核与辐射泄漏、污染、废物处置事件也日益增多，核污染所释放出的三种主要射线本身看不见摸不到、不易及时发现、且对于人体伤害较大，对于核污染事件的监测需要受过培训的专业人员进行处理，传统的监测方法是人工手持监测仪器现场进行检测，寻找放射源，由于不知道放射源或处于什么方位，带来监测人员健康安全的问题。而使用该项技术就是为替代人在高危环境中进行检测，避免监测人员检测过程中的安全问题。现有机器人均为辐射应急处置机器人，大多是在核与辐射事件发生后进行处置，在事故发生前进行监测的较少。即使存在检测功能的核应急处置机器人，也均为人工遥控操作，没有自动侦测辐射源与自动前往辐射源的功能。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的发明目的在于提供一种核与辐射环境场所剂量检测机器人，其可以自行寻找辐射源头的区域，也无需人工进行操作，机器自动寻找完成。

为实现上述发明目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种核与辐射环境场所剂量检测机器人，包括机器人本体，所述机器人本体设置有控制器、动 力装置、行走装置以及转向装置，所述控制器的输出端通过驱动电路分别与所述行走装置和所述转向装置电连接，所述机器人本体上还设有污染源检测装置，所述污染源检测装置包括α射线检测电路、β射线检测电路、X-γ射线检测电路以及中子检测电路，所述α射线检测电路包括依次电连接的α射线探测器、第一前置放大器以及第一比较放大器，所述β射线检测电路包括依次电连接的β射线探测器、第二前置放大器以及第二比较放大器，所述X-γ射线检测电路包括依次电连接的X-γ射线探测器、第三前置放大器以及第三比较放大器，所述中子检测电路包括中子探测器、第四前置放大器以及第四比较放大器，所述第一比较放大器、所述第二比较放大器、所述第三比较放大器以及所述第四比较放大器分别与所述控制器的输入端电连接。

优选的，所述控制器包括路径设定单元，所述机器人本体还设置有GPS定位导航装置，所述GPS定位导航装置与所述控制器的输入端电连接。

优选的，所述机器人本体还设置有障碍物检测装置，所述障碍物检测装置包括距离传感器，所述距离传感器与所述控制器的输入端电连接。

优选的，所述机器人本体还设置有在水平面内旋转的旋转臂，一个所述α射线探测器、一个所述β射线探测器、一个所述X-γ射线探测器以及一个所述中子探测器构成一套探测器，两套所述探测器分别安装在所述旋转臂的两端。

优选的，所述旋转臂的转轴上分别环绕设置有α射线信号线、β射线信号线、X-γ射线信号线以及中子信号线，所述α射线探测器通过碳刷滑动连接在所述α射线信号线上，所述β射线探测器通过碳刷滑动连接在所述β射线信号线上，所述X-γ射线探测器通过碳刷滑动连接在所述X-γ射线信号线上，所述中子探测器通过碳刷滑动连接在所述中子信号线上。

优选的，所述机器人本体还设置有摄像和图像采集装置，所述摄像和图像 采集装置与所述控制器的输入端电连接。

优选的，所述机器人本体还设置有温湿度检测装置，所述温湿度检测装置包括温湿度检测电路，所述温湿度检测电路包括温度传感器、湿度传感器、分别与所述温度传感器和所述湿度传感器电连接的前置放大器和主放大器，所述前置放大器和所述主放大器与所述控制器的输入端电连接。

优选的，所述控制器包括第一MCU微处理器和第二MCU微处理器。

优选的，所述控制器通过无线通讯模块与远程监控装置电连接。

优选的，所述动力装置采用锂离子电池组，所述锂离子电池组通过分压电路进行电压分配，所述行走装置采用履带，所述转向装置采用舵机。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型无需人工手持仪器现场寻找剂量率最高的辐射源头，由机器自动寻找，避免了检测过程中，监测人员所受到的辐射剂量，减少了核与辐射对人体的伤害。

附图说明

图1为本实用新型公开的机器人本体的结构示意图；

图2为本实用新型公开的核与辐射环境场所剂量检测机器人的组成方框图；

图3为本实用新型公开的动力装置动力分配示意图；

图4为本实用新型公开的探测器的滑环连接示意图；

图5为本实用新型公开的核与辐射环境场所剂量检测机器人的工作流程图。

其中，111、第一MCU微处理器；112、第二MCU微处理器；120、锂离子电池组；121、交直流转、充电模块；122、220AC外界电源；123、分压电路；131、导向轮；132、舵机；141、主动驱动轮；142、承重轮；143、履带；150、旋转臂；151、α射线信号线；152、β射线信号线；153、X-γ射线信号线；154、中子信号线；155,156,157,158、碳刷；200、探测器；211、α射线探测器；212、 第一前置放大器；213、第一比较放大器；221、β射线探测器；222、第二前置放大器；223、第二比较放大器；231、X-γ射线探测器；232、第三前置放大器；233、第三比较放大器；241、中子探测器；242、第四前置放大器；243、第四比较放大器；300、GPS定位导航装置；400、距离传感器；500、摄像头；610、温度传感器；620、湿度传感器；630、前置放大器和主放大器；700、无线通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例一

参见图1至图5，如其中的图例所示，一种核与辐射环境场所剂量检测机器人，包括机器人本体，机器人本体设置有控制器、动力装置、转向装置以及行走装置，上述控制器采用作为主控制器的第一MCU微处理器111和作为辅助控制器的第二MCU微处理器112，上述动力装置采用锂离子电池组120，上述转向装置采用转向轮131和控制驱动该转向轮131转动的舵机132，上述行走装置采用主动驱动轮141、承重轮142以及围绕主动驱动轮141和承重轮142的履带143，第一MCU微处理器111的输出端通过驱动电路分别与舵机132和主动驱动轮141电连接，机器人本体100上还设有污染源检测装置，该污染源检测装置包括α射线检测电路、β射线检测电路、X-γ射线检测电路以及中子检测电路，上述α射线检测电路包括依次电连接的α射线探测器211、第一前置放大器212以及第一比较放大器213，上述β射线检测电路包括依次电连接的β射线探测器221、第二前置放大器222以及第二比较放大器223，上述X-γ射线检测电路包括依次电连接的X-γ射线探测器231、第三前置放大器232以及第三比较放大 器233，上述中子检测电路包括中子探测器241、第四前置放大器242以及第四比较放大器243，第一比较放大器213、第二比较放大器223、第三比较放大器233以及第四比较放大器243分别与第一MCU微处理器111的输入端电连接。

第一MCU微处理器111还包括路径设定单元，机器人本体100还设置有GPS定位导航装置300，GPS定位导航装置300与第二MCU微处理器112的输入端电连接。

机器人本体100还设置有障碍物检测装置，该障碍物检测装置包括距离传感器400，该距离传感器与第一MCU微处理器111的输入端电连接。

机器人本体100还设置有旋转臂150，一个α射线探测器211、一个β射线探测器221、一个X-γ射线探测器231以及一个中子探测器241构成一套探测器200，两套探测器200分别安装在旋转臂150的两端。

旋转臂150的转轴上分别环绕设置有α射线信号线151、β射线信号线152、X-γ射线信号线153以及中子信号线154，α射线探测器211通过碳刷15,5滑动连接在α射线信号线151上，β射线探测器221通过碳刷156滑动连接在射线信号线152上，X-γ射线探测器231通过碳刷157滑动连接在X-γ射线信号线153上，中子探测器241通过碳刷158滑动连接在中子信号线154上。

机器人本体100还设置有摄像和图像采集装置，该摄像和图像采集装置采用摄像头500，摄像头500与第二MCU微处理器112的输入端电连接。

机器人本体100还设置有温湿度检测装置，该温湿度检测装置包括温湿度检测电路，该温湿度检测电路包括温度传感器610、湿度传感器620、分别与温度传感器610和湿度传感器620电连接的前置放大器和主放大器630，前置放大器和主放大器630与第二MCU微处理器112的输入端电连接。

第二MCU微处理器112通过无线通讯模块700与远程监控装置(图中未视 出)电连接。

其中，设置交直流转、充电模块121为锂离子电池组120充电，将220AC外界电源122转换为直流电，将直流电充至锂离子电池组120，由锂离子电池组120出来的直流电压通过分压电路123分至5V.12V.24V.36V不同电压，供不同的电路使用。

机器人本体100设置四个独立的放射性检测探测器：分别为α射线探测器211、β射线探测器221、X-γ射线探测器231和中子探测器241，四个探测器设置单独的通路，检测到信号后，送入相对应的前置放大器，在送入比较放大器，进行比较，每个比较放大器设置阈值，如输入信号大于比较放大器相对应阈值的电压，比较放大器将结果送至第一MCU微处理器111，第一MCU微处理器111根据结果进行前进和方向的调整，在检测到射线后，系统前进速度变慢，探测器每隔3秒再采集一次数据，送入比较放大器，比较放大器对比实时检测值与上3秒的检测值，如实时检测值大于上3秒的检测值，则机器人继续前进，如实时检测值小于上3秒的检测值，第一MCU微处理器111通讯至第二MCU微处理器112，第二MCU微处理器112进行GPS定位和摄像与图像采集，最后通过无线通讯模块发到监控端。

系统设置位置与障碍探测器，来检测前方是否有障碍物，设置温度传感器与湿度传感器检测，最终将结果送入MCU-2

以上为对本实用新型实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的 原理和新颖特点相一致的最宽的范围。