本實用新型涉及機器人技術領域，特別是一種應用于核電站的巡檢裝置。

背景技術：

隨著現代科技的進步，自動化設備廣泛應用于各行各業之中。電力行業作為傳統的能源行業，隨著電網的不斷擴大、新能源的快速發展以及發電供電設備的改進，加大了檢修維護的難度。為降低勞動量，提高工作效率，人們逐漸采用巡檢機器人來代替日常的巡檢作業。對于巡檢機器人，目前國內有少數公司正在進行這方面的研究，雖然有些已經做出成品，但是大多價格昂貴，穩定性不盡如人意，對現場工作環境要求都太高，技術也沒有達到足夠的成熟，并不能廣泛適用。

技術實現要素：

本實用新型需要解決的技術問題是提供一種結構簡單、應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、專業性以及安全性。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。

核電站智能巡檢裝置，包括雙層底盤，所述雙層底盤底部設置有行駛機構，雙層底盤內設置有驅動行駛機構行走的直流電機以及用于發出控制指令和提供工作電源的控制盒，控制盒內設置有控制模塊和電源模塊；所述雙層底盤的上方設置有電動儲物柜，電動儲物柜的頂部設置有檢測儀器放置窗。

上述核電站智能巡檢裝置，所述檢測儀器放置窗中設置有氣體探測器和核輻射探測儀，氣體探測器和核輻射探測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，所述行駛機構包括兩個驅動輪和一個萬向輪，萬向輪位于兩個驅動輪中心軸線的前方；所述直流電機的輸出端通過聯軸器連接兩個驅動輪，直流電機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，所述電動儲物柜與雙層底盤之間設置有帶動電動儲物柜開合的齒輪齒條傳動機構，雙層底盤內設置有驅動齒輪動作的控制電機，控制電機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，所述檢測儀器放置窗前端面上還設置有用于采集語音信息的語音接收器，語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，所述檢測儀器放置窗前端面上還設置有用于播放語音信息的音箱，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，所述雙層底盤的側壁還設置有自動充電裝置，自動充電裝置包括用于實現充電的插頭和設置在雙層底盤內用于控制插頭進出的推桿電機，推桿電機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壁上設置有用于檢測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，所述控制模塊中設置有無線通信電路。

由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得技術進步如下。

本實用新型結構簡單、造價較低、操作簡易、維護方便，用于核電站實現智能巡檢，彌補傳統巡檢模式的諸多不足之處，大大提高了巡檢工作的可靠性、專業性以及安全性。在實現傳統巡檢功能的基礎上，還具有能夠檢測核輻射數值、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生的安全健康問題。本實用新型具有智能語音系統，能識別簡單語音信號，實現儲物柜的自動進出和自動實現沿著指定路線運輸巡檢設備功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的左視圖；

圖2為本實用新型的主視圖；

圖3為本實用新型所述抽屜的結構示意圖。

圖4為本實用新型所述齒輪齒條傳動機構的結構示意圖。

其中：1.萬向輪，2.驅動輪，3.電動儲物柜，4.雙層底盤，5.控制盒，6.自動充電裝置，7.氣體探測器，8.核輻射探測儀，9.音箱，10.語音接收器，11.超聲波傳感器，12.齒輪齒條傳動機構。

具體實施方式

下面將結合具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。

一種核電站智能巡檢裝置，其結構如圖1和圖2所示，包括雙層底盤4，雙層底盤4底部設置有行駛機構，雙層底盤4內設置有直流電機、推桿電機、控制電機和控制盒5，控制盒內設置有控制模塊和電源模塊；雙層底盤4的上方設置有電動儲物柜3，電動儲物柜的頂部設置有檢測儀器放置窗。

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

其中，氣體探測器用于實現有毒有害氣體的檢測功能。本實施例中，氣體探測器采用GasAlertMicro 5 IR便攜式氣體探測器，可同時監控和顯示多達五種有害氣體， 包括二氧化碳（CO₂）、氧氣（O₂）、 可燃氣體（% LEL）以及多種單個電氣化學毒性傳感器。當出現低點、高點、TWA或 STEL報警條件時，小巧而輕便的GasAlertMicro5 IR啟動聲音、視覺和 振動警報。GasAlertMicro 5 IR進行高度配置以符合一系列應用要求，成為擴散或抽吸設備；擁有堿性或NiMH可充電與熱更換電池組，并可選配數據記錄能力；采樣率出廠預設間隔為5秒，用戶可自行設定1至127秒之間；同時，還具有128MB存儲卡可存儲8個月以上的不間斷數據，方便對比過往的正常巡檢數據，發現當前存在的安全隱患。

核輻射探測儀用于實現輻射檢測功能。本實施例中，核輻射探測儀采用WIMR-50輻射探測儀，WIMR-50輻射探測儀用1支2英寸的蓋革管，通常稱為烤餅管，設置在儀器背面，屏幕稱為視窗；該儀器允許不能通過塑料盒的α射線以及低能量的β、γ射線滲透到蓋革管的云母表面，還可同時進行α、β、γ和Χ射線的測量。核電站可根據使用的需要，自行設置劑量當量率的報警閾值，當檢測出的數值超過工作人員設定的報警閾值時，自動發出警報，提醒工作人員及時發現可能存在核輻射泄露的狀況。WIMR-50輻射探測儀采用了先進的能量補償技術，使其對不同能量射線的測量具有良好的準確性。

語音接收器用于實現語音識別功能。應用在本實用新型中，工作人員可以通過語音來命令控制電機正反轉，從而實現儲物柜的進出控制，更加便捷地存取巡檢設備。本實施例中，語音接收器采用集成語音識別模塊ASR MO8-A，通過語音識別聲音，將識別信號發給控制模塊。

音箱，用于播放控制模塊設定的內容。

電動儲物柜3與雙層底盤4之間設置有帶動電動儲物柜開合的齒輪齒條傳動機構12，如圖3和圖4所示。控制電機的受控端連接控制模塊的輸出端，控制電機的輸出端連接齒輪，用于在控制模塊的指令下控制齒輪的轉動方向與速度。

行駛機構包括兩個驅動輪2和一個萬向輪1，萬向輪位于兩個驅動輪中心軸線的前方；直流電機的輸出端通過聯軸器連接兩個驅動輪，直流電機的受控端連接控制模塊的輸出端。

雙層底盤的側壁上設置有自動充電裝置6，自動充電裝置包括用于實現充電的插頭和設置在雙層底盤內用于控制插頭進出的推桿電機，推桿電機的受控端連接控制模塊的輸出端。自動充電裝置的設置，用于實現在電源模塊電量不足時為其充電；即控制模塊檢測到電源電壓小于設定值時，控制巡檢裝置回到指定地點，進而控制推桿電機把插頭推進插座實現自動充電的裝置，滿電后退出自動充電模式。

雙層底盤的前側壁上設置有超聲波傳感器11，用于檢測前方是否有障礙物，超聲波傳感器輸出端連接控制模塊的輸入端。超聲波傳感器的設置，用于實現智能避障功能，即超聲波傳感器會實時檢測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距離來判斷前方是否有障礙物的存在；當遇到障礙物時，控制模塊會采取邊檢測邊繞線行走的方式避開障礙物，從而確保能在避障之后回到原軌跡。在避障過程中，控制模塊采集道路信息，通過分析確定本身與原路徑的相對位置，從而確保能在避障之后回到原軌跡。

控制模塊用于實現對直流電機、推桿電機、控制電機的工作狀態進行控制，即通過控制直流電機實現對整個裝置行走狀態的控制，通過控制推桿電機實現對自動充電裝置完成充電作業狀態的控制，通過控制控制電機實現對電動儲物柜打開與閉合的控制。本實用新型中，控制模塊具有記憶功能，主芯片采用AVR單片機，AVR單片機中的Atmega128擁有4K的EEPROM，掉電不丟失數據，通過讀寫單片機的EEPROM實現路徑記憶。當進入記憶模式時，單片機會通過直流電機上的編碼器采集核電站巡檢路徑信息，并轉化成數學模型，從而保存路徑的數學信息；采集完成時由工作人員給該路徑設置一個編號，當工作人員用遙控器或者按鍵輸入特定的編號，系統就可以沿著相應的路徑進行檢修和運輸設備。

本實用新型中，為實現對巡檢裝置的遠方控制，在控制模塊中設置了無線通信電路，使巡檢裝置具備了無線遙控功能，配備無線遙控器使用。本實施例中，無線遙控器采用STM32微處理器和TFT彩色觸摸屏組成觸屏構成，遙控器需要用觸屏控制，因此選擇用STM32處理器作為控制器，機器人的核心控制是三塊單片機，其中一個是主機，它是AVR系列的Mega128，另外倆個從機，一個也是Mega128，用于控制電機和超聲波傳感器，另一個是STC公司的51單片機，它是用于進行計數脈沖的，可以實現電機的閉環控制。本實施例中，無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；遠程控制的實現是既可以通過電腦發送命令到巡檢裝置，也可以是觸屏遙控器發送命令，實現相關巡檢和運輸工作。

本實用新型工作時，首先，通過控制直流電機來控制兩個驅動輪沿設定的路線行走，采用雙輪驅動行走可實現差動方式轉向；行走至工作區域后，氣體探測器和核輻射探測儀會自動開始工作，記錄數據，并傳輸給控制模塊進行分析處理。控制模塊還可通過無線通信電路將信息傳送給主服務器進行集中處理。