[发明专利]一种高能X射线照相换片机器人

说明书

技术领域

本发明涉及高能X射线无损检测技术领域。

背景技术

在进行高能X射线照相过程中，胶片盒一般由人工进行更换，加速器每出束拍摄一张胶片，需要操作人员进入检测现场更换一次胶片盒。理论分析和实际监测结果均表明，高能X射线直线加速器停止出束以后，仍然存在一定的残余射线辐射，它对操作人员身体健康有很大危害，并且防护困难。现在通常采用安全等待的方法解决射线防护问题，即加速器停止出束后，要等待一段安全时间，让残余辐射自然衰减到可以接受的水平，再进入检测现场更换胶片。在一般射线照相剂量下，15MeV系统的安全等待时间为60min。而一般被测工件接受高能X射线照相的出束时间大约是20s～30s，安全等待时间远比出束时间长，显然整个照相检测过程非常耗时，这也因此成为提高高能X射线检测速度的瓶颈。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种高能X射线照相换片机器人系统。该换片机器人可以一次装入多张胶片，每照完一张胶片，该机器人可以进行自动换片，待所有预装胶片全部照完后再一次性进行更换，从而减少了操作人员进入现场的次数，降低了辐射危害，同时缩短了检测时间，提高了工作效率。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案采用如下的方式实现。

一种高能X射线照相换片机器人，包括可移动车体、可开合的胶片库、机械手爪及其运动机构、电控柜，胶片库布置在可移动车体一端，电控柜布置在另一端，运动机构包括升降运动机构、伸缩运动机构和回转运动机构，运动机构实现机械手爪的空间定位；通过远程控制模块实现胶片的远程自动换片。

按照上述的技术方案，胶片库呈六面体，每个面部是由防辐射结构构成，防辐射结构由两侧钢板和中间铅板组成，其中一个面作为胶片库门，胶片盒架固定在胶片库门上，胶片库门和开合运动机构相连，实现胶片库门的开合。

按照上述的技术方案，胶片库门采用“迷宫”式结构，有效的防止了射线直接通过门缝进入胶片库内。

按照上述的技术方案，升降运动机构包括升降伺服电机、丝杠螺旋副和升降滑块，通过升降伺服电机带动升降滑块上下运动；伸缩运动机构安装在升降滑块上，伸缩手臂的一端，安装有可抓取胶片盒的机械手爪，另一端安装有伸缩伺服电机和同步齿型带，同步齿型带带动伸缩滑块实现水平运动；回转运动机构由回转交流伺服电机经RV减速器减速后带动回转台及其上面的升降运动机构和伸缩运动机构一起旋转。

按照上述的技术方，胶片盒架用于放置多个标准的工业X射线胶片盒，胶片盒可以采用横竖两种放置方式，胶片盒架外壳呈长方形，其最下方两侧装有垫块；胶片盒架外壳高度略低于胶片盒长度，其长度比胶片盒宽度加两个垫块宽度之和略长，垫块的高度等于胶片盒的长度减去胶片盒的宽度。

按照上述的技术方案，所述可移动车体底部安装两套滚轮组，一是片库方向前滚轮组，该组滚轮为单向固定式，不能变向；二是电控柜方向后滚轮组，该组滚轮为万向轮，可以360度转向，保证可移动车体在小范围内灵活移动和调整。

按照上述的技术方案，所述可移动车体底部安装有一套液压千斤顶，用于可移动车体定位后的固定，液压千斤顶的设计采用了阀门分流技术，实现了在负载分配不均衡的情况下，由一套手动液压泵驱动四个液压千斤顶自适应调平的功能。

按照上述的技术方案，所述回转运动机构的作用是将机械手爪抓取的胶片盒旋转一定角度，目的在于使射线出束方向与胶片库门的法线方向不一致，最大程度的减少射线进入胶片库内。

按照上述的技术方案，整个升降运动机构可以进行折叠，便于装箱运输。

按照上述的技术方案，胶片盒架每个卡槽采用斜坡滚珠导向，即使胶片盒在下降过程中不是完全垂直放置，也可以自适应调整，从而避免了胶片盒被卡住而出现无法进槽的现象。

按照上述的技术方案，所述机械手爪是由气动系统控制，并采用了欠压保护技术，气压低于标准值，气泵自动充气，同时，机械手爪还可根据被抓物体的重量自适应抓取力量，避免了机械手爪力量过大损坏胶片盒。

按照上述的技术方案，所述机械手爪采用了断电自锁保护技术，当机械手爪抓取胶片盒后，如系统突然掉电，气动系统将机械手爪自动锁死，保持夹紧状态，并将当前状态存入永久性存储器中，待下次来电开机时，会立即给出机械手爪当前的锁死状态提示，提示用户手动取下胶片盒。

按照上述的技术方案，操作人员可事先手动控制并逐步规划机器人各运动机构的运动步骤进行示教，机器人自动记忆路径并存储，示教完毕，机器人便可按记忆存储的路径全自动执行。