全自动氚表面污染巡测系统及应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动氚表面污染巡测系统及其应用方法，包括：巡检机器人；与巡检机器人通过线缆进行通信连接的控制终端，其上设置有显示模块；其中，所述巡检机器人被配置为包括：车体，其底部相对设置有至少两组用于行走的麦克纳姆轮组；设置在车体上并与控制终端通信连接的驱动控制器，其被配置为分别与流量控制模块、探测模块、车体状态信息采集模块、存储模块通信连接。本发明专利技术提供一种全自动氚表面污染巡测系统及其应用方法，针对急剧增加的氚表面污染监测需求，设计加工了全自动氚表面污染巡测机器人，该机器人具备手动和自动测量模式，可记忆氚表面污染测量点位，并读取历史测量轨迹(点位)，进行全自动巡测。

【技术实现步骤摘要】
全自动氚表面污染巡测系统及应用方法
本专利技术涉及一种在环境检测情况下使用的装置。更具体地说，本专利技术涉及一种用在环境污染情况下的全自动氚表面污染巡测系统及应用方法。
技术介绍
随着氚在军、民领域的广泛应用，涉氚场所随之增加，氚表面污染测量需求增大。现有的氚表面污染测量方式是：工作人员手持氚表面污染测量仪根据工作经验选择测量点位并逐点测量，重复劳动强度大，时效性差，工作人员在高放区域可能受到意外照射的风险增加，其原因在于通常这些场景下，并不允许使用无线通信或GPS进行通信定位，而在这种场景下，现有技术中的机器人定位方式无法满足使用需要。对于一个具体的监测场景来说，通过每个季度需要监测多个房间和多条走廊共数百点位的氚表面污染，每个点位监测过程需要两名工作人员(一人手持仪器弯腰在目标点位进行监测并读数，另一人填写原始记录并标注点位)，平均每个点位的测量时间为5min，计数完成之后再提起仪器并移动到下一监测点位，工作内容重复，每季度监测一次，每次监测耗时大约四天。随着涉氚项目的快速增加，依靠人工监测的方式已完全不能满足现有的监测需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种全自动氚表面污染巡测系统，包括：巡检机器人；与巡检机器人通过线缆进行通信连接的控制终端，其上设置有显示模块；其中，所述巡检机器人被配置为包括：车体，其底部相对设置有至少两组用于行走的麦克纳姆轮组；设置在车体上并与控制终端通信连接的驱动控制器，其被配置为分别与流量控制模块、探测模块、车体状态信息采集模块、存储模块通信连接。优选的是，所述驱动控制器被配置为包括：驱动控制板，其被配置为包括设置在控制主板上且通信连接的第一DSP芯片以及FPGA芯片；与驱动控制板通信连接，以及与麦克纳姆轮组电性连接的伺服驱动器；其中，所述第一DSP芯片与FPGA芯片通过地址数据总线进行连接；所述FPGA芯片通过DA转换电路与伺服驱动器连接；所述FPGA芯片通过相配合的两个第一RS232转换接口分别与流量控制模块、车体状态信息采集模块通信连接；所述FPGA芯片通过SSI转换接口、第一I/O接口、第二RS232转换接口、第一RS422接口与控制终端通信连接；所述芯片DSP芯片通过相配合的第三RS322转换接口与伺服驱动器上的伺服调试接口通信连接。优选的是，所述流量控制模块被配置为采用与FPGA芯片通信连接，以对探测模块气体通断情况进行切换的流量控制器；所述探测模块被配置为采用流气式正比计数器；所述存储模块被配置为采用与第一DSP通信连接的FLASH闪存。优选的是，车体状态信息采集模块被配置为包括：用于获取车体方向方向信息的方位角度传感器，用于获取车体速度信息的速度传感器，优选的是，所述控制终端被配置为包括：设置在主板上的第二DSP芯片，其通过并行接口与显示模块通信连接；设置在封闭壳体上的按键，其通过相配合的第二I/O接口与第二DSP芯片通信连接；其中，所述第二DSP芯片通过相配合的第二RS422接口与驱动控制板通信连接。优选的是，所述车体还包括与各麦克纳姆轮组相配合的车架，其上设置有对驱动控制器进行限定的安装槽；所述探测模块通过相配合的安装件设置在车架一侧，所述安装件上设置有滑槽，所述探测模块上设置有与滑槽相配合的滑块，所述安装在滑槽相配合的一端设置有与探测模块相连接的伸缩机构。一种应用全自动氚表面污染巡测系统的方法，包括：S1，设置手动检测模式，设定初始检测点，操作人员通过人工操作的方式控制巡检机器人行进开始巡检操作；S2，操作人员通过操作控制终端对每一个巡检点的氚表面污染进行遍历式检测，并将与各巡检点相关的巡检数据以及位置参数进行存储，形成待测区域的轨迹式巡检表；S3，设置自动巡检模式，巡检机器人调用巡检表，对已知测量区域进行自动全场测量。优选的是，在S1中，其操作步骤被配置为包括：S11、在初始检测点，控制终端通过按键选择手动操作模式后，向驱动控制板下发数据采集指令；S12、操作人员通过控制终端控制车体前进、后退、向左、向右操作，以行进到巡检点；S13、驱动控制板每间隔预定时间，通过车体状态信息采集模块采集一次车轮当前的方位、车轮速度、位置以及行驶的时间信息，以得到手动操作模式下，机器人行驶到下一个巡检点过程中，与车体运动轨迹相对应的位置参数信息。优选的是，在S2中，各所述巡检点的检测步骤被配置为包括：S21、在到达一个巡检点后，操作人员通过控制终端向驱动控制板下发探测信号；S22、驱动控制板在接收到探测信号后，驱动控制板将位置参数信息存储在FLASH的巡检表中；S23、驱动控制板向伸缩机构发送第一驱动信号，使探测器下行至预定位置，对巡检点进行氚表面污染检测，同时通过流量计对检测气体的流量值进行检测，以在流量值满足要求后，通过驱动控制板切断检测气体；S24、探测器将检测到的氚表面污染数据回传至驱动控制板，驱动控制板向伸缩机构发送第二驱动信号将探测器收回，并将污染数据存储在FLASH的数据库中；S25、控制终端的显示模块向操作人员输出是否完成巡检选择，如操作人员选择是，则轨迹式的巡检表建立完成，否则返回至S12对下一个巡检点进行检测。优选的是，在S3中，巡检机器人的全场自动检测步骤被配置为包括：S31、驱动控制板在接收到控制终端下发的自动巡检命令后，使车体状态信息采集模块处于工作状态，对车体当前的位置、速度以及车轮方向相关的运动位置信息进行实时检测；S32、驱动控制板基于检测到的运动位置信息，以及从FLASH中巡检表中调用的位置数据信息，通过卡尔曼滤波算法对其进行滤波处理，以更新对状态变量的估计，求出当前时刻的估计值，进而在行进过程中对当前小车的位置进行实时纠正，减小其与巡检表中真值的误差，到达下一步巡检点；S33，驱动控制板在到达巡检点后，控制探头升降对污染源的氚表面污染进行测量，并在测量后对污染数据进行存储；S34，采用遍历的方式对巡检表中的点位进行测量，以在完成一次遍历后判断其巡检完成，否则返回至S32中。本专利技术至少包括以下有益效果：其一，本专利技术针对急剧增加的氚表面污染监测需求，设计加工了全自动氚表面污染巡测机器人，该机器人具备手动和自动测量模式，可记忆氚表面污染测量点位，并读取历史测量轨迹(点位)，进行全自动巡测。其二，本专利技术参考扫地机器人的工作模式，结合氚表面污染测量的实际需求和现有氚监测仪器的使用开发经验，采用模块化集成设计，分模块实现独立功能，各模块集成得到氚表面污染巡测机器人工程样机，实现了氚表面污染的自动化测量，提升了氚表面污染监测的时效性，为工作人员的辐射安全提供保障，为后续产品化升级改造提供了参考经验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，包括：/n巡检机器人；/n与巡检机器人通过线缆进行通信连接的控制终端，其上设置有显示模块；/n其中，所述巡检机器人被配置为包括：/n车体，其底部相对设置有至少两组用于行走的麦克纳姆轮组；/n设置在车体上并与控制终端通信连接的驱动控制器，其被配置为分别与流量控制模块、探测模块、车体状态信息采集模块、存储模块通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，包括：
巡检机器人；
与巡检机器人通过线缆进行通信连接的控制终端，其上设置有显示模块；
其中，所述巡检机器人被配置为包括：
车体，其底部相对设置有至少两组用于行走的麦克纳姆轮组；
设置在车体上并与控制终端通信连接的驱动控制器，其被配置为分别与流量控制模块、探测模块、车体状态信息采集模块、存储模块通信连接。


2.如权利要求1所述的全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，所述驱动控制器被配置为包括：
驱动控制板，其被配置为包括设置在控制主板上且通信连接的第一DSP芯片以及FPGA芯片；
与驱动控制板通信连接，以及与麦克纳姆轮组电性连接的伺服驱动器；
其中，所述第一DSP芯片与FPGA芯片通过地址数据总线进行连接；
所述FPGA芯片通过DA转换电路与伺服驱动器连接；
所述FPGA芯片通过相配合的两个第一RS232转换接口分别与流量控制模块、车体状态信息采集模块通信连接；
所述FPGA芯片通过SSI转换接口、第一I/O接口、第二RS232转换接口、第一RS422接口与控制终端通信连接；
所述芯片DSP芯片通过相配合的第三RS322转换接口与伺服驱动器上的伺服调试接口通信连接。


3.如权利要求2所述的全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，所述流量控制模块被配置为采用与FPGA芯片通信连接，以对探测模块气体通断情况进行切换的流量控制器；
所述探测模块被配置为采用流气式正比计数器；
所述存储模块被配置为采用与第一DSP通信连接的FLASH闪存。


4.如权利要求1所述的全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，车体状态信息采集模块被配置为包括：
用于获取车体方向方向信息的方位角度传感器，
用于获取车体速度信息的速度传感器，
用于获取车体速度信息的编码器。


5.如权利要求1所述的全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，所述控制终端被配置为包括：
设置在主板上的第二DSP芯片，其通过并行接口与显示模块通信连接；
设置在封闭壳体上的按键，其通过相配合的第二I/O接口与第二DSP芯片通信连接；
其中，所述第二DSP芯片通过相配合的第二RS422接口与驱动控制板通信连接。


6.如权利要求1所述的全自动氚表面污染巡测系统，其特征在于，所述车体还包括与各麦克纳姆轮组相配合的车架，其上设置有对驱动控制器进行限定的安装槽；
所述探测模块通过相配合的安装件设置在车架一侧，所述安装件上设置有滑槽，所述探测模块上设置有与滑槽相配合的滑块，所述安装在滑槽相配合的一端设置有与探测模块相连接的伸缩机构。


7.一种应用如权利要求1-6任一项所述全自动氚表面污染巡测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴冠银，陈华，陈志林，杜阳，穆龙，贺月虹，蒋聪明，马俊格，马中笙，陈平，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51