核电站智能巡检装置的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种应用于核电站的巡检装置。

背景技术：

随着现代科技的进步，自动化设备广泛应用于各行各业之中。电力行业作为传统的能源行业，随着电网的不断扩大、新能源的快速发展以及发电供电设备的改进，加大了检修维护的难度。为降低劳动量，提高工作效率，人们逐渐采用巡检机器人来代替日常的巡检作业。对于巡检机器人，目前国内有少数公司正在进行这方面的研究，虽然有些已经做出成品，但是大多价格昂贵，稳定性不尽如人意，对现场工作环境要求都太高，技术也没有达到足够的成熟，并不能广泛适用。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单、应用于核电站的巡检装置，以降低成本，提高巡检工作的可靠性、专业性以及安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

核电站智能巡检装置，包括双层底盘，所述双层底盘底部设置有行驶机构，双层底盘内设置有驱动行驶机构行走的直流电机以及用于发出控制指令和提供工作电源的控制盒，控制盒内设置有控制模块和电源模块；所述双层底盘的上方设置有电动储物柜，电动储物柜的顶部设置有检测仪器放置窗。

上述核电站智能巡检装置，所述检测仪器放置窗中设置有气体探测器和核辐射探测仪，气体探测器和核辐射探测仪的受控端连接控制模块的输出端。

上述核电站智能巡检装置，所述行驶机构包括两个驱动轮和一个万向轮，万向轮位于两个驱动轮中心轴线的前方；所述直流电机的输出端通过联轴器连接两个驱动轮，直流电机的受控端连接控制模块的输出端。

上述核电站智能巡检装置，所述电动储物柜与双层底盘之间设置有带动电动储物柜开合的齿轮齿条传动机构，双层底盘内设置有驱动齿轮动作的控制电机，控制电机的受控端连接控制模块的输出端。

上述核电站智能巡检装置，所述检测仪器放置窗前端面上还设置有用于采集语音信息的语音接收器，语音接收器的输出端连接控制模块的输入端。

上述核电站智能巡检装置，所述检测仪器放置窗前端面上还设置有用于播放语音信息的音箱，音箱的受控端连接控制模块的输出端。

上述核电站智能巡检装置，所述双层底盘的侧壁还设置有自动充电装置，自动充电装置包括用于实现充电的插头和设置在双层底盘内用于控制插头进出的推杆电机，推杆电机的受控端连接控制模块的输出端。

上述核电站智能巡检装置，所述双层底盘的前侧壁上设置有用于检测前方是否有障碍物的超声波传感器，超声波传感器输出端连接控制模块的输入端。

上述核电站智能巡检装置，所述控制模块中设置有无线通信电路。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型结构简单、造价较低、操作简易、维护方便，用于核电站实现智能巡检，弥补传统巡检模式的诸多不足之处，大大提高了巡检工作的可靠性、专业性以及安全性。在实现传统巡检功能的基础上，还具有能够检测核辐射数值、有毒有害气体浓度的功能，保障了核电站的安全，也避免了人工巡检可能发生的安全健康问题。本实用新型具有智能语音系统，能识别简单语音信号，实现储物柜的自动进出和自动实现沿着指定路线运输巡检设备功能。

附图说明

图1为本实用新型的左视图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型所述抽屉的结构示意图。

图4为本实用新型所述齿轮齿条传动机构的结构示意图。

其中：1.万向轮，2.驱动轮，3.电动储物柜，4.双层底盘，5.控制盒，6.自动充电装置，7.气体探测器，8.核辐射探测仪，9.音箱，10.语音接收器，11.超声波传感器，12.齿轮齿条传动机构。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种核电站智能巡检装置，其结构如图1和图2所示，包括双层底盘4，双层底盘4底部设置有行驶机构，双层底盘4内设置有直流电机、推杆电机、控制电机和控制盒5，控制盒内设置有控制模块和电源模块；双层底盘4的上方设置有电动储物柜3，电动储物柜的顶部设置有检测仪器放置窗。

检测仪器放置窗中设置有气体探测器7、核辐射探测仪8、语音接收器10和音箱9，气体探测器、核辐射探测仪和音箱的受控端分别连接控制模块的输出端，语音接收器的输出端连接控制模块的输入端。

其中，气体探测器用于实现有毒有害气体的检测功能。本实施例中，气体探测器采用GasAlertMicro 5 IR便携式气体探测器，可同时监控和显示多达五种有害气体， 包括二氧化碳（CO₂）、氧气（O₂）、 可燃气体（% LEL）以及多种单个电气化学毒性传感器。当出现低点、高点、TWA或 STEL报警条件时，小巧而轻便的GasAlertMicro5 IR启动声音、视觉和 振动警报。GasAlertMicro 5 IR进行高度配置以符合一系列应用要求，成为扩散或抽吸设备；拥有碱性或NiMH可充电与热更换电池组，并可选配数据记录能力；采样率出厂预设间隔为5秒，用户可自行设定1至127秒之间；同时，还具有128MB存储卡可存储8个月以上的不间断数据，方便对比过往的正常巡检数据，发现当前存在的安全隐患。

核辐射探测仪用于实现辐射检测功能。本实施例中，核辐射探测仪采用WIMR-50辐射探测仪，WIMR-50辐射探测仪用1支2英寸的盖革管，通常称为烤饼管，设置在仪器背面，屏幕称为视窗；该仪器允许不能通过塑料盒的α射线以及低能量的β、γ射线渗透到盖革管的云母表面，还可同时进行α、β、γ和Χ射线的测量。核电站可根据使用的需要，自行设置剂量当量率的报警阈值，当检测出的数值超过工作人员设定的报警阈值时，自动发出警报，提醒工作人员及时发现可能存在核辐射泄露的状况。WIMR-50辐射探测仪采用了先进的能量补偿技术，使其对不同能量射线的测量具有良好的准确性。

语音接收器用于实现语音识别功能。应用在本实用新型中，工作人员可以通过语音来命令控制电机正反转，从而实现储物柜的进出控制，更加便捷地存取巡检设备。本实施例中，语音接收器采用集成语音识别模块ASR MO8-A，通过语音识别声音，将识别信号发给控制模块。

音箱，用于播放控制模块设定的内容。

电动储物柜3与双层底盘4之间设置有带动电动储物柜开合的齿轮齿条传动机构12，如图3和图4所示。控制电机的受控端连接控制模块的输出端，控制电机的输出端连接齿轮，用于在控制模块的指令下控制齿轮的转动方向与速度。

行驶机构包括两个驱动轮2和一个万向轮1，万向轮位于两个驱动轮中心轴线的前方；直流电机的输出端通过联轴器连接两个驱动轮，直流电机的受控端连接控制模块的输出端。

双层底盘的侧壁上设置有自动充电装置6，自动充电装置包括用于实现充电的插头和设置在双层底盘内用于控制插头进出的推杆电机，推杆电机的受控端连接控制模块的输出端。自动充电装置的设置，用于实现在电源模块电量不足时为其充电；即控制模块检测到电源电压小于设定值时，控制巡检装置回到指定地点，进而控制推杆电机把插头推进插座实现自动充电的装置，满电后退出自动充电模式。

双层底盘的前侧壁上设置有超声波传感器11，用于检测前方是否有障碍物，超声波传感器输出端连接控制模块的输入端。超声波传感器的设置，用于实现智能避障功能，即超声波传感器会实时检测与前方的物体的距离，并传输给控制模块，控制模块因此可以根据距离来判断前方是否有障碍物的存在；当遇到障碍物时，控制模块会采取边检测边绕线行走的方式避开障碍物，从而确保能在避障之后回到原轨迹。在避障过程中，控制模块采集道路信息，通过分析确定本身与原路径的相对位置，从而确保能在避障之后回到原轨迹。

控制模块用于实现对直流电机、推杆电机、控制电机的工作状态进行控制，即通过控制直流电机实现对整个装置行走状态的控制，通过控制推杆电机实现对自动充电装置完成充电作业状态的控制，通过控制控制电机实现对电动储物柜打开与闭合的控制。本实用新型中，控制模块具有记忆功能，主芯片采用AVR单片机，AVR单片机中的Atmega128拥有4K的EEPROM，掉电不丢失数据，通过读写单片机的EEPROM实现路径记忆。当进入记忆模式时，单片机会通过直流电机上的编码器采集核电站巡检路径信息，并转化成数学模型，从而保存路径的数学信息；采集完成时由工作人员给该路径设置一个编号，当工作人员用遥控器或者按键输入特定的编号，系统就可以沿着相应的路径进行检修和运输设备。

本实用新型中，为实现对巡检装置的远方控制，在控制模块中设置了无线通信电路，使巡检装置具备了无线遥控功能，配备无线遥控器使用。本实施例中，无线遥控器采用STM32微处理器和TFT彩色触摸屏组成触屏构成，遥控器需要用触屏控制，因此选择用STM32处理器作为控制器，机器人的核心控制是三块单片机，其中一个是主机，它是AVR系列的Mega128，另外俩个从机，一个也是Mega128，用于控制电机和超声波传感器，另一个是STC公司的51单片机，它是用于进行计数脉冲的，可以实现电机的闭环控制。本实施例中，无线通讯电路是工作在2.4Ghz的公共使用频段的nRF24L01，传输速率快、可靠性高、功耗低；远程控制的实现是既可以通过电脑发送命令到巡检装置，也可以是触屏遥控器发送命令，实现相关巡检和运输工作。

本实用新型工作时，首先，通过控制直流电机来控制两个驱动轮沿设定的路线行走，采用双轮驱动行走可实现差动方式转向；行走至工作区域后，气体探测器和核辐射探测仪会自动开始工作，记录数据，并传输给控制模块进行分析处理。控制模块还可通过无线通信电路将信息传送给主服务器进行集中处理。