核事故现场物理场推演仿真系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种核事故现场物理场推演仿真系统，包括：探测机器人和远程仿真处理器；探测机器人包括主体框架和设置于主体框架上的多个机械肢体，机械肢体适于支撑主体框架行走以及调节主体框架的角度；主体框架上设置有电源模块、摄像云台、核辐射探测器、无线传输模块、Slam导航模块和总控制器，远程仿真处理器用于根据摄像云台采集的现场图像信息、辐射探测器采集的辐射场信息、探测机器人的坐标和主体框架的位姿生成现场仿真图像。该系统能够获得反应堆舱内的图像和多物理场分布情况，通过远程仿真处理器生成现场仿真图像，为日常巡逻和可能出现的核事故的核应急工作提供数据参考。参考。参考。

【技术实现步骤摘要】
核事故现场物理场推演仿真系统


[0001]本技术涉及核电站检测设备
，尤其涉及一种核事故现场物理场推演仿真系统。

技术介绍

[0002]在核工业应用领域，反应堆舱室内存在较强的放射性，且反应堆堆舱内设备摆放复杂，当出现核事故或核安全隐患时，人员进入堆舱存在巨大的安全风险，随着机器人技术的不断发展，采用机器人进行设备检修、放射性废物处理、应急响应等工作，预期能有助于解决反应堆运行期间人员不便于进入堆舱和极端事故条件下无法迅速确定事故原因以及敲定核应急策略的矛盾。
[0003]当核电站出现核事故，堆舱内很可能存在高温高压的冷却剂泄漏，高温高辐射的蒸汽导致堆舱内摄像头无法正常工作，同时人员在不明晰堆舱环境的情况下采取核应急措施和进入检修对于核安全和机组人员生命安全的危害性极大，需要研发一个快速响应应急监测的工具，用于对现场物理场进行监测，尽快确认现场状况及故障起因，为尽可能快的核应急提供信息。现阶段应对紧急情况时的措施乏力，其中一个原因就是对现场状况不明，影响了核应急工作的正确性和及时性。已知的核辐射探测机器人多为轮式或者履带式，携带辐射探头，在复杂的堆舱环境内可通过性较差，难以达到快速、精确定位泄漏点的要求。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种核事故现场物理场推演仿真系统，用以解决现有技术中核辐射探测机器人不能完全获得现场状况和故障起因的问题。
[0005]本技术提供一种核事故现场物理场推演仿真系统，包括：探测机器人和远程仿真处理器；所述探测机器人包括主体框架和设置于所述主体框架上的多个机械肢体，所述机械肢体适于支撑所述主体框架行走以及适于调节所述主体框架的角度；所述主体框架上设置有电源模块、摄像云台、核辐射探测器、无线传输模块、Slam导航模块和总控制器，所述电源模块用于为所述机械肢体、摄像云台、核辐射探测器、无线传输模块和总控制器供电，所述机械肢体、摄像云台和Slam导航模块分别与所述总控制器电连接，所述核辐射探测器以及总控制器分别通过所述无线传输模块与所述远程仿真处理器信号连接，所述远程仿真处理器用于根据所述摄像云台采集的现场图像信息、所述辐射探测器采集的辐射场信息、所述探测机器人的坐标和所述机械肢体的位姿生成现场仿真图像。
[0006]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，所述主体框架上还设置有温度传感器、湿度传感器、温度调节装置和湿度调节装置，所述温度传感器和所述湿度传感器通过所述无线传输模块与所述远程仿真处理器信号连接，所述温度传感器用于采集现场温度信息，所述湿度传感器用于采集现场湿度信息，所述远程仿真处理器具有驱动输出端，所述驱动输出端与所述温度调节装置、湿度调节装置电连接，所述驱动输出端用于控制所述温度调节装置和所述湿度调节装置的运行。
[0007]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，核事故现场物理场推演仿真系统还包括：探测模块和机械臂；所述探测模块放置在所述主体框架内，所述探测模块与所述远程仿真处理器信号连接；所述机械臂用于将所述探测模块布置到现场。
[0008]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，核事故现场物理场推演仿真系统还包括：模块存储转运装置，所述模块存储转运装置包括存储箱、压缩弹簧和升降装置，所述模块存储转运装置用于存放和转运所述探测模块，所述存储箱上设置有模块出口，所述压缩弹簧用于向所述模块出口推压所述探测模块，所述升降装置用于将所述探测模块由所述模块出口推出以供所述机械臂抓取。
[0009]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，所述探测模块内设置有环境特征采集装置和通信装置。
[0010]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，核事故现场物理场推演仿真系统还包括：路由掉落装置、路由掉落控制器和至少一个路由模块；所述路由掉落控制器与所述路由掉落装置电连接，所述路由掉落控制器用于控制所述路由掉落装置的运行；所述路由掉落装置用于将所述路由模块悬挂在所述探测机器人上以及用于将所述路由模块布置在所述探测机器人的行走路径上；所述路由模块用于在布置到行走路径上后为现场提供无线通信链路。
[0011]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，所述路由掉落装置为路由电磁吸件。
[0012]根据本技术一个的核事故现场物理场推演仿真系统，所述主体框架上设置有竖向延伸的安置孔，所述路由电磁吸件沿所述安置孔延伸方向设置有多个，所述路由模块在所述安置孔内竖向排布有多个，各所述路由模块与各所述路由电磁吸件一一对应吸附。
[0013]本技术还提供一种基于以上任一项所述的核事故现场物理场推演仿真系统的推演仿真方法，包括以下步骤：
[0014]尚未发生事故时先将所述探测机器人放置于反应堆舱，获取停留位置、位姿和现场图像，进行三维建模并储存为导航信息；
[0015]事故发生后通过所述导航信息生成多个巡航点；
[0016]将所述探测机器人放置于反应堆舱，结合所述导航信息和Slam导航使探测机器人分别到达不同的所述巡航点，并在各巡航点分别获得的不同位姿的事故后图像信息和事故后辐射场信息；
[0017]远程仿真处理器根据事故后图像信息、事故后辐射场信息、巡航点位置信息和图像获取时的位姿信息生成现场仿真图像。
[0018]根据本技术一个的推演仿真方法，所述推演仿真方法还包括：通过机械臂分别在各停留位置附近布置探测模块以实时获取现场温度信息、现场湿度信息、现场电磁场信息和辐射场信息。
[0019]本技术提供的核事故现场物理场推演仿真系统，通过将探测机器人放置到反应堆舱，能够预先获得反应堆舱内的图像和辐射场情况，通过远程仿真处理器生成现场仿真图像，能够为以后的日常巡逻和可能出现的核事故抢险工作提供数据参考。在出现核事故后，依据预先获得的现场信息，再次通过探测机器人进行现场数据采集，并结合Slam导航模块进行导航，获得核事故现场的图像、辐射场等实时数据，通过远程仿真处理器生成事故
现场的仿真图像，实时获得事故现场动态，为抢险工作提供有利的数据支持。
[0020]探测机器人采用机械肢体，配合Slam导航模块进行导航，在复杂地形也具有良好的行进能力，使探测机器人能获得更充足的现场资料。机械肢体还具备调节探测机器人位姿的能力，使探测机器人在进行图像采集时，能够多方位多角度获取现场图像。
[0021]本技术实施例提供的核事故现场物理场推演仿真系统能用于辅助反应堆操作人员在事故情况下快速确定事故态势而采取正确操作，也能用于辅助确定事故的严重程度，为核应急的决策提供依据，避免核事故导致严重的人员伤亡和经济损失。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核事故现场物理场推演仿真系统，其特征在于，包括：探测机器人和远程仿真处理器；所述探测机器人包括主体框架和设置于所述主体框架上的多个机械肢体，所述机械肢体适于支撑所述主体框架行走以及适于调节所述主体框架的角度；所述主体框架上设置有电源模块、摄像云台、核辐射探测器、无线传输模块、Slam导航模块和总控制器，所述电源模块用于为所述机械肢体、摄像云台、核辐射探测器、无线传输模块和总控制器供电，所述机械肢体、摄像云台和Slam导航模块分别与所述总控制器电连接，所述核辐射探测器以及总控制器分别通过所述无线传输模块与所述远程仿真处理器信号连接，所述远程仿真处理器用于根据所述摄像云台采集的现场图像信息、所述辐射探测器采集的辐射场信息、所述探测机器人的坐标和所述主体框架的位姿生成现场仿真图像。2.根据权利要求1所述的核事故现场物理场推演仿真系统，其特征在于，所述主体框架上还设置有温度传感器、湿度传感器、温度调节装置和湿度调节装置，所述温度传感器和所述湿度传感器通过所述无线传输模块与所述远程仿真处理器信号连接，所述温度传感器用于采集现场温度信息，所述湿度传感器用于采集现场湿度信息，所述远程仿真处理器具有驱动输出端，所述驱动输出端与所述温度调节装置、湿度调节装置电连接。3.根据权利要求1所述的核事故现场物理场推演仿真系统，其特征在于，核事故现场物理场推演仿真系统还包括：探测模块和机械臂；所述探测模块放置在所述主体框架内，所述探测模块与所述远程仿真处理器信号连接；所述机械臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，刘鹏飞，焦猛，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：新型
国别省市：