本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于核電站的巡檢裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，自動(dòng)化設(shè)備廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)之中。電力行業(yè)作為傳統(tǒng)的能源行業(yè)，隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大、新能源的快速發(fā)展以及發(fā)電供電設(shè)備的改進(jìn)，加大了檢修維護(hù)的難度。為降低勞動(dòng)量，提高工作效率，人們逐漸采用巡檢機(jī)器人來(lái)代替日常的巡檢作業(yè)。對(duì)于巡檢機(jī)器人，目前國(guó)內(nèi)有少數(shù)公司正在進(jìn)行這方面的研究，雖然有些已經(jīng)做出成品，但是大多價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性不盡如人意，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境要求都太高，技術(shù)也沒(méi)有達(dá)到足夠的成熟，并不能廣泛適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用于核電站的巡檢裝置，以降低成本，提高巡檢工作的可靠性、專業(yè)性以及安全性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。

核電站智能巡檢裝置，包括雙層底盤，所述雙層底盤底部設(shè)置有行駛機(jī)構(gòu)，雙層底盤內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)行駛機(jī)構(gòu)行走的直流電機(jī)以及用于發(fā)出控制指令和提供工作電源的控制盒，控制盒內(nèi)設(shè)置有控制模塊和電源模塊；所述雙層底盤的上方設(shè)置有電動(dòng)儲(chǔ)物柜，電動(dòng)儲(chǔ)物柜的頂部設(shè)置有檢測(cè)儀器放置窗。

上述核電站智能巡檢裝置，所述檢測(cè)儀器放置窗中設(shè)置有氣體探測(cè)器和核輻射探測(cè)儀，氣體探測(cè)器和核輻射探測(cè)儀的受控端連接控制模塊的輸出端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述行駛機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和一個(gè)萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪位于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中心軸線的前方；所述直流電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，直流電機(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述電動(dòng)儲(chǔ)物柜與雙層底盤之間設(shè)置有帶動(dòng)電動(dòng)儲(chǔ)物柜開(kāi)合的齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙層底盤內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)齒輪動(dòng)作的控制電機(jī)，控制電機(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述檢測(cè)儀器放置窗前端面上還設(shè)置有用于采集語(yǔ)音信息的語(yǔ)音接收器，語(yǔ)音接收器的輸出端連接控制模塊的輸入端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述檢測(cè)儀器放置窗前端面上還設(shè)置有用于播放語(yǔ)音信息的音箱，音箱的受控端連接控制模塊的輸出端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述雙層底盤的側(cè)壁還設(shè)置有自動(dòng)充電裝置，自動(dòng)充電裝置包括用于實(shí)現(xiàn)充電的插頭和設(shè)置在雙層底盤內(nèi)用于控制插頭進(jìn)出的推桿電機(jī)，推桿電機(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述雙層底盤的前側(cè)壁上設(shè)置有用于檢測(cè)前方是否有障礙物的超聲波傳感器，超聲波傳感器輸出端連接控制模塊的輸入端。

上述核電站智能巡檢裝置，所述控制模塊中設(shè)置有無(wú)線通信電路。

由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、操作簡(jiǎn)易、維護(hù)方便，用于核電站實(shí)現(xiàn)智能巡檢，彌補(bǔ)傳統(tǒng)巡檢模式的諸多不足之處，大大提高了巡檢工作的可靠性、專業(yè)性以及安全性。在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)巡檢功能的基礎(chǔ)上，還具有能夠檢測(cè)核輻射數(shù)值、有毒有害氣體濃度的功能，保障了核電站的安全，也避免了人工巡檢可能發(fā)生的安全健康問(wèn)題。本實(shí)用新型具有智能語(yǔ)音系統(tǒng)，能識(shí)別簡(jiǎn)單語(yǔ)音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)物柜的自動(dòng)進(jìn)出和自動(dòng)實(shí)現(xiàn)沿著指定路線運(yùn)輸巡檢設(shè)備功能。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的左視圖；

圖2為本實(shí)用新型的主視圖；

圖3為本實(shí)用新型所述抽屜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型所述齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.萬(wàn)向輪，2.驅(qū)動(dòng)輪，3.電動(dòng)儲(chǔ)物柜，4.雙層底盤，5.控制盒，6.自動(dòng)充電裝置，7.氣體探測(cè)器，8.核輻射探測(cè)儀，9.音箱，10.語(yǔ)音接收器，11.超聲波傳感器，12.齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種核電站智能巡檢裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括雙層底盤4，雙層底盤4底部設(shè)置有行駛機(jī)構(gòu)，雙層底盤4內(nèi)設(shè)置有直流電機(jī)、推桿電機(jī)、控制電機(jī)和控制盒5，控制盒內(nèi)設(shè)置有控制模塊和電源模塊；雙層底盤4的上方設(shè)置有電動(dòng)儲(chǔ)物柜3，電動(dòng)儲(chǔ)物柜的頂部設(shè)置有檢測(cè)儀器放置窗。

檢測(cè)儀器放置窗中設(shè)置有氣體探測(cè)器7、核輻射探測(cè)儀8、語(yǔ)音接收器10和音箱9，氣體探測(cè)器、核輻射探測(cè)儀和音箱的受控端分別連接控制模塊的輸出端，語(yǔ)音接收器的輸出端連接控制模塊的輸入端。

其中，氣體探測(cè)器用于實(shí)現(xiàn)有毒有害氣體的檢測(cè)功能。本實(shí)施例中，氣體探測(cè)器采用GasAlertMicro 5 IR便攜式氣體探測(cè)器，可同時(shí)監(jiān)控和顯示多達(dá)五種有害氣體， 包括二氧化碳（CO₂）、氧氣（O₂）、 可燃?xì)怏w（% LEL）以及多種單個(gè)電氣化學(xué)毒性傳感器。當(dāng)出現(xiàn)低點(diǎn)、高點(diǎn)、TWA或 STEL報(bào)警條件時(shí)，小巧而輕便的GasAlertMicro5 IR啟動(dòng)聲音、視覺(jué)和 振動(dòng)警報(bào)。GasAlertMicro 5 IR進(jìn)行高度配置以符合一系列應(yīng)用要求，成為擴(kuò)散或抽吸設(shè)備；擁有堿性或NiMH可充電與熱更換電池組，并可選配數(shù)據(jù)記錄能力；采樣率出廠預(yù)設(shè)間隔為5秒，用戶可自行設(shè)定1至127秒之間；同時(shí)，還具有128MB存儲(chǔ)卡可存儲(chǔ)8個(gè)月以上的不間斷數(shù)據(jù)，方便對(duì)比過(guò)往的正常巡檢數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前存在的安全隱患。

核輻射探測(cè)儀用于實(shí)現(xiàn)輻射檢測(cè)功能。本實(shí)施例中，核輻射探測(cè)儀采用WIMR-50輻射探測(cè)儀，WIMR-50輻射探測(cè)儀用1支2英寸的蓋革管，通常稱為烤餅管，設(shè)置在儀器背面，屏幕稱為視窗；該儀器允許不能通過(guò)塑料盒的α射線以及低能量的β、γ射線滲透到蓋革管的云母表面，還可同時(shí)進(jìn)行α、β、γ和Χ射線的測(cè)量。核電站可根據(jù)使用的需要，自行設(shè)置劑量當(dāng)量率的報(bào)警閾值，當(dāng)檢測(cè)出的數(shù)值超過(guò)工作人員設(shè)定的報(bào)警閾值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在核輻射泄露的狀況。WIMR-50輻射探測(cè)儀采用了先進(jìn)的能量補(bǔ)償技術(shù)，使其對(duì)不同能量射線的測(cè)量具有良好的準(zhǔn)確性。

語(yǔ)音接收器用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能。應(yīng)用在本實(shí)用新型中，工作人員可以通過(guò)語(yǔ)音來(lái)命令控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)物柜的進(jìn)出控制，更加便捷地存取巡檢設(shè)備。本實(shí)施例中，語(yǔ)音接收器采用集成語(yǔ)音識(shí)別模塊ASR MO8-A，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別聲音，將識(shí)別信號(hào)發(fā)給控制模塊。

音箱，用于播放控制模塊設(shè)定的內(nèi)容。

電動(dòng)儲(chǔ)物柜3與雙層底盤4之間設(shè)置有帶動(dòng)電動(dòng)儲(chǔ)物柜開(kāi)合的齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12，如圖3和圖4所示?？刂齐姍C(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端，控制電機(jī)的輸出端連接齒輪，用于在控制模塊的指令下控制齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與速度。

行駛機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2和一個(gè)萬(wàn)向輪1，萬(wàn)向輪位于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中心軸線的前方；直流電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，直流電機(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端。

雙層底盤的側(cè)壁上設(shè)置有自動(dòng)充電裝置6，自動(dòng)充電裝置包括用于實(shí)現(xiàn)充電的插頭和設(shè)置在雙層底盤內(nèi)用于控制插頭進(jìn)出的推桿電機(jī)，推桿電機(jī)的受控端連接控制模塊的輸出端。自動(dòng)充電裝置的設(shè)置，用于實(shí)現(xiàn)在電源模塊電量不足時(shí)為其充電；即控制模塊檢測(cè)到電源電壓小于設(shè)定值時(shí)，控制巡檢裝置回到指定地點(diǎn)，進(jìn)而控制推桿電機(jī)把插頭推進(jìn)插座實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電的裝置，滿電后退出自動(dòng)充電模式。

雙層底盤的前側(cè)壁上設(shè)置有超聲波傳感器11，用于檢測(cè)前方是否有障礙物，超聲波傳感器輸出端連接控制模塊的輸入端。超聲波傳感器的設(shè)置，用于實(shí)現(xiàn)智能避障功能，即超聲波傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)與前方的物體的距離，并傳輸給控制模塊，控制模塊因此可以根據(jù)距離來(lái)判斷前方是否有障礙物的存在；當(dāng)遇到障礙物時(shí)，控制模塊會(huì)采取邊檢測(cè)邊繞線行走的方式避開(kāi)障礙物，從而確保能在避障之后回到原軌跡。在避障過(guò)程中，控制模塊采集道路信息，通過(guò)分析確定本身與原路徑的相對(duì)位置，從而確保能在避障之后回到原軌跡。

控制模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)、推桿電機(jī)、控制電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，即通過(guò)控制直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)裝置行走狀態(tài)的控制，通過(guò)控制推桿電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)充電裝置完成充電作業(yè)狀態(tài)的控制，通過(guò)控制控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)儲(chǔ)物柜打開(kāi)與閉合的控制。本實(shí)用新型中，控制模塊具有記憶功能，主芯片采用AVR單片機(jī)，AVR單片機(jī)中的Atmega128擁有4K的EEPROM，掉電不丟失數(shù)據(jù)，通過(guò)讀寫單片機(jī)的EEPROM實(shí)現(xiàn)路徑記憶。當(dāng)進(jìn)入記憶模式時(shí)，單片機(jī)會(huì)通過(guò)直流電機(jī)上的編碼器采集核電站巡檢路徑信息，并轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，從而保存路徑的數(shù)學(xué)信息；采集完成時(shí)由工作人員給該路徑設(shè)置一個(gè)編號(hào)，當(dāng)工作人員用遙控器或者按鍵輸入特定的編號(hào)，系統(tǒng)就可以沿著相應(yīng)的路徑進(jìn)行檢修和運(yùn)輸設(shè)備。

本實(shí)用新型中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢裝置的遠(yuǎn)方控制，在控制模塊中設(shè)置了無(wú)線通信電路，使巡檢裝置具備了無(wú)線遙控功能，配備無(wú)線遙控器使用。本實(shí)施例中，無(wú)線遙控器采用STM32微處理器和TFT彩色觸摸屏組成觸屏構(gòu)成，遙控器需要用觸屏控制，因此選擇用STM32處理器作為控制器，機(jī)器人的核心控制是三塊單片機(jī)，其中一個(gè)是主機(jī)，它是AVR系列的Mega128，另外倆個(gè)從機(jī)，一個(gè)也是Mega128，用于控制電機(jī)和超聲波傳感器，另一個(gè)是STC公司的51單片機(jī)，它是用于進(jìn)行計(jì)數(shù)脈沖的，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制。本實(shí)施例中，無(wú)線通訊電路是工作在2.4Ghz的公共使用頻段的nRF24L01，傳輸速率快、可靠性高、功耗低；遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)是既可以通過(guò)電腦發(fā)送命令到巡檢裝置，也可以是觸屏遙控器發(fā)送命令，實(shí)現(xiàn)相關(guān)巡檢和運(yùn)輸工作。

本實(shí)用新型工作時(shí)，首先，通過(guò)控制直流電機(jī)來(lái)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪沿設(shè)定的路線行走，采用雙輪驅(qū)動(dòng)行走可實(shí)現(xiàn)差動(dòng)方式轉(zhuǎn)向；行走至工作區(qū)域后，氣體探測(cè)器和核輻射探測(cè)儀會(huì)自動(dòng)開(kāi)始工作，記錄數(shù)據(jù)，并傳輸給控制模塊進(jìn)行分析處理?？刂颇K還可通過(guò)無(wú)線通信電路將信息傳送給主服務(wù)器進(jìn)行集中處理。