專利名稱：新型抗輻射云臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于視頻監(jiān)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型抗輻射云臺(tái)，可與抗輻射攝像裝置配套組成攝像系統(tǒng)，用于核環(huán)境高輻射條件下進(jìn)行監(jiān)控，亦適用于高污染、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)振動(dòng)的惡劣環(huán)境中長期監(jiān)控工作。
背景技術(shù)：
攝像監(jiān)控能夠幫助核電站平時(shí)安全檢驗(yàn)，事故時(shí)協(xié)助排險(xiǎn)，成為核電站必要組件之一。云臺(tái)適用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。尤其適合應(yīng)用于輔助核電站的遠(yuǎn)程操作及監(jiān)控。核輻射環(huán)境是目前存在的最惡劣環(huán)境之一，在這種環(huán)境下工作的攝像監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)受到不同程度的損傷和破壞。在核電站內(nèi)環(huán)境本底存在伽馬射線，核電站中輻射最強(qiáng)的地方是核島的反應(yīng)容器附近(主要為裂變能和衰變能)， 其次就是燃料廠房(主要為衰變能)。乏燃料產(chǎn)生的可衰變核素種類很多(如氙、鍶(Sr)，有時(shí)裂變成鋇(Ba)和氪(Kr)或銻(Sb)和鈮等等)，能量覆蓋范圍可達(dá)到3MeV，所有的設(shè)備都要經(jīng)受極端環(huán)境條件的考驗(yàn)，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，對(duì)核電站工作的影響和經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，所以為了保證設(shè)備能夠在極端條件下穩(wěn)定工作，由滿足輻射劑量的抗輻射材料制造的具有高度可靠性和高性能的抗輻射云臺(tái)是必需的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型抗輻射云臺(tái)，當(dāng)它與抗輻射攝像裝置組成攝像系統(tǒng)后，可在核島、燃料廠房等高輻射區(qū)域長期工作。針對(duì)應(yīng)用環(huán)境的工作狀況下不宜人進(jìn)入的高危險(xiǎn)性及若因故障導(dǎo)致作業(yè)停止，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的特性，特別設(shè)計(jì)做到了無外露螺釘?shù)纫酌撀浼会槍?duì)高輻射劑量環(huán)境的要求，特別對(duì)電路板進(jìn)行了核加固設(shè)計(jì)，并采用重金屬鉛對(duì)其進(jìn)行屏蔽，特別在電路板上的微處理器的上方和下方罩上了一層鉛板，將抗輻射攝像裝置和照明的接線匯總在云臺(tái)內(nèi)部，充分利用了云臺(tái)屏蔽輻射的空間。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種新型抗輻射云臺(tái)，包括下部分的連軸固定部分、上部分的連套旋轉(zhuǎn)部分及其內(nèi)裝有的控制電路，所述的連軸固定部分上通過螺釘固裝有水平電機(jī)，水平主動(dòng)小齒輪通過彈性銷固定在水平電機(jī)上，并與水平內(nèi)齒輪嚙合；連套旋轉(zhuǎn)部分上通過螺釘固裝有垂直電機(jī)，垂直主動(dòng)小齒輪通過彈性銷固定在垂直電機(jī)上，并與垂直連軸大齒輪嚙合，下部分連軸固定部分和上部分連套旋轉(zhuǎn)部分同軸連接并由軸承組成運(yùn)動(dòng)副后，通過鎖母及軸擋圈鎖緊，且其接觸端面之間通過小直徑A型圈密封；電路板裝在連套旋轉(zhuǎn)部分的上部，周圍裝有下含鉛復(fù)合板、含鉛復(fù)合筒和含鉛復(fù)合端蓋，在電路板上的微處理器四周焊接罩上了一個(gè)鉛屏蔽盒。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)前述的控制電路由電源電路、CPU控制電路、信號(hào)傳輸電路、驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路組成，信號(hào)傳輸電路雙向連接CPU控制電路，CPU控制電路的輸出分別連接驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路的輸入，電源電路為各個(gè)部分電路供電。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型作為核環(huán)境下使用的監(jiān)控設(shè)備，有著嚴(yán)格的要求。由于Y射線的穿透力很強(qiáng)，本實(shí)用新型的外殼采用高強(qiáng)度、耐腐蝕材質(zhì)(如不銹鋼是一種防護(hù)性能和結(jié)構(gòu)性能都較好的屏蔽材料，反向散射百分率僅為鉛的65%，在此兼做鉛的襯布材料或鈦合金)，其表面進(jìn)行精密加工。在電路板相應(yīng)位置嵌套高密度鉛皮(密度11. 35g/cm-l,鉛是最早應(yīng)用于福射防護(hù)的材料。鉛對(duì)低能或高能Y射線均有很高的衰減本領(lǐng))和耐福射復(fù)合材料等結(jié)構(gòu)材料，達(dá)到了較強(qiáng)的防核輻射、核污染功能和較高的總體耐受累積劑量水平。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，創(chuàng)新性的將攝像系統(tǒng)和照明的接線匯總在云臺(tái)內(nèi)部，充分利用了云臺(tái)屏蔽輻射的空間且設(shè)備一體性好，針對(duì)核電站的特殊環(huán)境，結(jié)構(gòu)上采取螺紋連接且沒有任何外露或者外掛的附屬結(jié)構(gòu)、零件。為了應(yīng)對(duì)極端的輻射環(huán)境，對(duì)經(jīng)由特別選擇組成和技術(shù)設(shè)計(jì)的控制電子電路執(zhí)行了核加固，使電路整體耐輻射性能指標(biāo)得以提升。針對(duì)大型起重設(shè)備使用變頻易產(chǎn)生干擾狀況，特別設(shè)計(jì)了具備極強(qiáng)抗干擾性能的電路，保證了云臺(tái)在核島內(nèi)的使用。其性能可靠、能在強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)沖擊、核輻射的污染環(huán)境中，多年免維護(hù)連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

圖I :本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)圖；圖2 :本實(shí)用新型的控制電路原理框圖；圖3 :本實(shí)用新型的電源電路部分的電路原理圖；圖4 :本實(shí)用新型的CPU控制電路部分的電路原理圖；圖5 :本實(shí)用新型的信號(hào)傳輸電路部分的電路原理圖；圖6 :本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路部分的電路原理圖；圖7 :本實(shí)用新型的參數(shù)設(shè)置電路的電路原理圖。其中1、連軸固定部分2、連套旋轉(zhuǎn)部分3、水平電機(jī)4、水平主動(dòng)小齒輪5、水平內(nèi)齒輪6、垂直電機(jī)7、垂直主動(dòng)小齒輪8、垂直連軸大齒輪9、鎖母10、軸擋圈11、小直徑A型圈12、下含鉛復(fù)合板13、電路板14、含鉛復(fù)合筒15、含鉛復(fù)合端蓋16、鉛屏蔽盒17、微處理器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。如圖I所示的一種新型抗輻射云臺(tái)，包括下部分的連軸固定部分、上部分的連套旋轉(zhuǎn)部分及其內(nèi)裝有的控制電路，所述的連軸固定部分I上通過螺釘固裝有水平電機(jī)3，水平主動(dòng)小齒輪4通過彈性銷固定在水平電機(jī)上，并與水平內(nèi)齒輪5嚙合；連套旋轉(zhuǎn)部分2上通過螺釘固裝有垂直電機(jī)6，垂直主動(dòng)小齒輪7通過彈性銷固定在垂直電機(jī)上，并與垂直連軸大齒輪8嚙合，下部分連軸固定部分I和上部分連套旋轉(zhuǎn)部分2同軸連接并由軸承組成運(yùn)動(dòng)副后，通過鎖母9及軸擋圈10鎖緊，且其接觸端面之間通過小直徑A型圈11密封；電路板13裝在連套旋轉(zhuǎn)部分的上部，周圍裝有下含鉛復(fù)合板12、含鉛復(fù)合筒14和含鉛復(fù)合端蓋15，在電路板上的微處理器17四周焊接罩上了一個(gè)鉛屏蔽盒16。當(dāng)電機(jī)接受來自控制器的信號(hào)時(shí)，既能水平旋轉(zhuǎn)又能俯仰旋轉(zhuǎn)。水平旋轉(zhuǎn)執(zhí)行裝置固裝在云臺(tái)的最下部，主體是一對(duì)內(nèi)齒傳動(dòng)齒輪，水平旋轉(zhuǎn)的軸心與殼體同心。電機(jī)軸頭連接主動(dòng)小齒輪作為輸出端，與固定的內(nèi)齒傳動(dòng)齒輪嚙合。所用齒輪均為漸開線圓柱直齒輪。垂直旋轉(zhuǎn)執(zhí)行裝置裝在云臺(tái)的上部，電機(jī)軸頭裝有主動(dòng)小齒輪，與從動(dòng)大齒輪嚙合，成減速傳動(dòng)輸出。從動(dòng)大齒輪與空芯輸出軸集成，傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。固定部分和旋轉(zhuǎn)部分通過內(nèi)部固定連接，無外露螺釘，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的頂面之間采用“A”型端面密封圈，且設(shè)計(jì)為內(nèi)部小直徑密封圈密封，使整機(jī)具有可靠的防水效果且摩擦阻力小。針對(duì)高輻射劑量環(huán)境的要求，特別對(duì)電路板進(jìn)行了核加固設(shè)計(jì)，并采用重金屬鉛對(duì)其進(jìn)行屏蔽，特別在電路板上的微處理器四周焊接罩上了一個(gè)鉛屏蔽盒，將抗輻射攝像裝置和照明的接線匯總在云臺(tái)內(nèi)部，充分利用了云臺(tái)屏蔽輻射的空間。核環(huán)境下應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備有一特別的要求，不允許裝置或者設(shè)備有任何外掛結(jié)構(gòu)、零件甚至緊固用的標(biāo)準(zhǔn)件。否則任何物體落入重水池中，將給核電站帶來過億元的經(jīng)濟(jì)損失。以上構(gòu)成一圓筒狀主體結(jié)構(gòu)，其表面沒有任何結(jié)構(gòu)、零件和標(biāo)準(zhǔn)件，外觀成一锃亮的不銹鋼圓筒。圓筒內(nèi)部的軸均為空心軸，利用旋轉(zhuǎn)體中心不轉(zhuǎn)的原理，將連接各個(gè)旋轉(zhuǎn)體的線纜全部從空心軸中穿過?？招妮S本身還有集束功能,再加上線纜外面套有特殊材質(zhì)保護(hù)套管，可實(shí)現(xiàn)一定的屏蔽Y射線功能。如圖2 7所示的控制電路由電源電路、CPU控制電路、信號(hào)傳輸電路、驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路組成，信號(hào)傳輸電路雙向連接CPU控制電路，CPU控制電路的輸出分別連接驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路的輸入，電源電路為各個(gè)部分電路供電。當(dāng)信號(hào)傳輸電路接收到控制信號(hào)后傳輸給CPU控制電路，CPU控制電路根據(jù)參數(shù)設(shè)置電路對(duì)自身參數(shù)的設(shè)置對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析解碼，根據(jù)指令攜帶的信息執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，當(dāng)接受到驅(qū)動(dòng)控制指令后，通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備動(dòng)作，當(dāng)接收到需要轉(zhuǎn)發(fā)的指令后，通過信號(hào)傳輸電路將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去，通過信號(hào)傳輸電路可以與控制裝置和攝像裝置完成雙向通訊，其中I電源電路實(shí)現(xiàn)AC24V-DC12V-DC5V的電壓轉(zhuǎn)換，為整個(gè)系統(tǒng)供電。并具有過壓保護(hù)功能。II CPU控制電路根據(jù)云臺(tái)自身參數(shù)設(shè)置對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。III信號(hào)傳輸電路實(shí)現(xiàn)RS-485控制信號(hào)與TTL電平信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，云臺(tái)可以與其他設(shè)備雙向通訊。IV驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)雨刷、相機(jī)、云臺(tái)等設(shè)備。V參數(shù)設(shè)置電路設(shè)置云臺(tái)的地址碼、協(xié)議等參數(shù)。由于應(yīng)用在核環(huán)境中，所以對(duì)整個(gè)電路做核加固處理I阻容元件的抗輻射加固電阻器的抗核能力比較好，比有源器件的抗核能力強(qiáng)得多，但在使用電阻器時(shí)仍應(yīng)注意選擇。在核輻射環(huán)境下，電阻器的阻值會(huì)產(chǎn)生永久和瞬時(shí)變化，一般情況下阻值越大輻射引起阻值變化的百分比也越大。所以在參數(shù)允許的范圍內(nèi)盡量采用了阻值較小的電阻器。電容器在核輻射環(huán)境下，電容量損耗因數(shù)和漏電阻均發(fā)生變化。玻璃、陶瓷、云母及鉭電容器的抗核輻射性能較好，有機(jī)介質(zhì)電容器和油浸紙介電容器則較差。所以設(shè)計(jì)時(shí)選用電容器在玻璃、陶瓷、云母及鉭電容器中選擇。2繼電器的抗輻射加固繼電器在核輻射環(huán)境下由于絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料被擊穿和性能退化引起損傷。繼電器抗核能力的關(guān)鍵在于所選用的絕緣材料。本裝置中選用絕緣材料好的高品質(zhì)繼電器，并降額使用，保證在核環(huán)境中的可靠性。3電路中的發(fā)熱器件和有源器件盡可能地移至遠(yuǎn)離輻射源處，因?yàn)樵诤溯椛涞沫h(huán)境下伴同核輻射會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。4對(duì)其它元器件的選用原則也進(jìn)行降額使用，并采用適當(dāng)?shù)钠帘?對(duì)屏蔽盡可能采用多點(diǎn)接地，使信號(hào)盡量少受干擾。)、表面鈍化、旁路、濾波和反饋，減小和消除脈沖Y劑量率等的不利影響。通過本實(shí)用新型可以使配套的抗輻射攝像裝置巡航觀察標(biāo)尺來確定核環(huán)吊及行車的移動(dòng)狀況，以及其吊具的連接與裝卸動(dòng)作是否到位，還可以使操作人員在安全區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)視具有較強(qiáng)輻射的核島內(nèi)及燃料廠房內(nèi)各個(gè)角度的工作情況。本實(shí)用新型也可應(yīng)用于輻照站輻射環(huán)境的監(jiān)視；輻射源的遠(yuǎn)距離監(jiān)視等各種核輻射環(huán)境的監(jiān)視。
權(quán)利要求1.ー種新型抗輻射云臺(tái)，包括下部分的連軸固定部分、上部分的連套旋轉(zhuǎn)部分及其內(nèi)裝有的控制電路，其特征在于所述的連軸固定部分上通過螺釘固裝有水平電機(jī)，水平主動(dòng)小齒輪通過彈性銷固定在水平電機(jī)上，并與水平內(nèi)齒輪嚙合；連套旋轉(zhuǎn)部分上通過螺釘固裝有垂直電機(jī)，垂直主動(dòng)小齒輪通過彈性銷固定在垂直電機(jī)上，并與垂直連軸大齒輪嚙合，下部分連軸固定部分和上部分連套旋轉(zhuǎn)部分同軸連接并由軸承組成運(yùn)動(dòng)副后，通過鎖母及軸擋圈鎖緊，且其接觸端面之間通過小直徑A型圈密封；電路板裝在連套旋轉(zhuǎn)部分的上部，周圍裝有下含鉛復(fù)合板、含鉛復(fù)合筒和含鉛復(fù)合端蓋，在電路板上的微處理器四周焊接罩上了一個(gè)鉛屏蔽盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型抗輻射云臺(tái)，其特征在于所述的控制電路由電源電路、CPU控制電路、信號(hào)傳輸電路、驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路組成，信號(hào)傳輸電路雙向連接CPU控制電路，CPU控制電路的輸出分別連接驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路的輸入，電源電路為各個(gè)部分電路供電。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型抗輻射云臺(tái)，包括下部分的連軸固定部分、上部分的連套旋轉(zhuǎn)部分及其內(nèi)裝有的控制電路，連軸固定部分裝有水平電機(jī)，連套旋轉(zhuǎn)部分上裝有垂直電機(jī)，連軸固定部分和連套旋轉(zhuǎn)部分同軸連接并由軸承組成運(yùn)動(dòng)副后，通過鎖母及軸擋圈鎖緊，且其接觸端面之間通過小直徑A型圈密封；電路板裝在連套旋轉(zhuǎn)部分的上部，周圍裝有下含鉛復(fù)合板、含鉛復(fù)合筒和含鉛復(fù)合端蓋，在電路板上的微處理器四周焊接罩上了一個(gè)鉛屏蔽盒?？刂齐娐酚呻娫措娐?、CPU控制電路、信號(hào)傳輸電路、驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)設(shè)置電路組成。本實(shí)用新型對(duì)電路板進(jìn)行了核加固屏蔽設(shè)計(jì)，適用于核環(huán)境高輻射及高污染、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)振動(dòng)的惡劣環(huán)境中進(jìn)行監(jiān)控。
文檔編號(hào)F16M11/06GK202612988SQ201220273658
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者張子方, 朱小華, 曹俊靈, 高旭聰, 盧希美 申請(qǐng)人:天津市聯(lián)大通訊發(fā)展有限公司