[实用新型]耐辐照水下监测机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于一种水下机器人，具体涉及一种应用于高放射性核环境的水下设备维修监测、堆内构件及核电站关键设备目视检查和水下作业的耐辐照水下监测机器人。

背景技术

核电厂在长期运行后，可能导致堆内构件尤其是吊篮筒体外侧辐照监督管的损坏。为保证核电厂安全、稳定运行，必须确保堆内构件的完好，必要时需要对其进行检测、维修和零部件更换。由于堆内构件处于高放射性环境，检测人员和维修人员辐照风险大，难度高，因此必须开发一套自动检测和维修系统对堆内构件等核辐射环境下的设备进行检测、维修和零部件更换。

水下机器人是一种浮游于水中的自动机械系统，通过搭载不同的传感部件，如摄像头、传感器等，在操作人员的遥控下或者计算机自动控制下完成水下视频检测、水下作业的机电仪一体化系统。运行于河道或者海洋领域的民用水下机器人已经在国内外有广泛的应用，比如河道堤坝检测机器人和海洋深水机器人。然而民用水下机器人系统一般体积较大，重量较重，运动灵活性差，不具备狭小空间设备检测的机动灵活性，不具备耐辐照特性，无法应用于核环境，同时该类水下机器人一般只具备观察机的功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种耐辐照水下监测机器人，该机器人能够深入到换料水池，对反应堆内构件的完好性进行视频检查，能够悬停在换料水池中的任何位置，监控堆内构件维修和零部件更换的全过程，确保堆内构件维修和零部件更换的顺利进行，能够拾取水池内的异物，完成换料水池的清洁工作。

实现本实用新型目的的技术方案：一种耐辐照水下监测机器人，它包括主控制器、远程控制器、监视与录像机、机器人本体、俯仰云台、水下照明装置、水下摄像头、机械手以及姿态传感器，其中，主控制器采用CAN总线分布式控制方式，主控制器的所有控制指令以及信号数据通过CAN总线与远程控制器进行交互，实现系统功能；远程控制器通过CAN总线传输控制指令给主控制器，再由主控制器分别传输给监视与录像机、机器人本体、俯仰云台、水下照明、水下摄像头、机械手；监视与录像机是水下摄像头视频数据采集的后处理部分，显示和录制水下摄像头的视频信息；姿态传感器采集机器人本体、俯仰云台、水下照明、水下摄像头和机械手的信息传输给主控制器。

所述的机器人本体包括后下舱、后上舱、前左舱、前右舱、水平面左推进器、水平面右推进器、竖直面右推进器、竖直面左推进器、底座、基础框架；底座上固定有两个间隔竖直放置的基础框架，后下舱和位于后下舱上部的后上舱外部沿其周向均分别间隔设有两周凸缘，前左舱和与前左舱在同一水平面上的前右舱外部沿其周向均分别设有一周凸缘，后下舱、后上舱、前左舱、前右舱上的凸缘与基础框架的侧壁固定连接；水平面左推进器和水平面右推进器位于在后下舱和后上舱、且两者位于同一个水平面上，水平面左推进器、水平面右推进器分别与两个基础框架之间固定连接；竖直面左推进器位于前左舱与后上舱之间，竖直面右推进器位于前右舱与后上舱之间，且竖直面右推进器和竖直面左推进器在同一个竖直平面上，竖直面右推进器、竖直面左推进器分别与两个基础框架之间固定连接。

所述的前左舱内设有具有一个旋转自由度的俯仰云台，俯仰云台的俯仰云台变速机构和驱动变速机构的俯仰云台驱动电机位于前左舱内，俯仰云台的自由端位于前左舱外部；俯仰云台的自由端上固定有水下摄像头和机械手，水下摄像头壳体两侧壁上分别固定有一个水下照明装置，机械手由伸缩手臂控制电机、手指开合控制电机、机械手指依次连接组成；后下舱内设有姿态传感器，姿态传感器包括压力传感器和罗盘，压力传感器和罗盘分别固定在后下舱内壁上；机械手上的伸缩手臂控制电机、手指开合控制电机和机械手指、俯仰云台上的俯仰云台变速机构和俯仰云台驱动电机、水下照明装置通过控制线缆均与固定在底座上的集线器连接，连接集线器的另一端通过控制线缆与主控制器连接，姿态传感器的压力传感器、罗盘的传感信号传输线通过水密接插件与主控制器连接。

所述的后下舱与后上舱之间通过中空机构固定连接；推进器分别固定在一个卡式联结件上，卡式联结件通过防松螺栓与基础框架上连接；底座上固定有配重块；防撞架为弧形架，防撞架的底端固定在底座上，防撞架的另一端固定在基础框架的侧壁上，且水下摄像头、水下照明装置和机械手位于防撞架的弧形内，防撞架是水下摄像头、水下照明装置和机械手的保护架，避免由于人为误操作导致水下摄像头、水下照明装置和机械手的碰撞损坏。