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成都研发出国内首套核电应急机器人有很多不同功能

日期:2018-08-21   人气:  来源:互联网
简介:核电现场的耐核辐射机器人有很多不同的功能,主要分为三类:一类负责摄像,将现场的情况实时传输,直播到操作人员手中。一类负责水下任务执行,打捞水下异物。还有一类特种作业机器人,比如切割、打磨现场机械零件 核电应急机器人主要分水上和水下工作两类……

核电现场的耐核辐射机器人有很多不同的功能,主要分为三类:一类负责摄像,将现场的情况实时传输,直播到操作人员手中。一类负责水下任务执行,打捞水下异物。还有一类特种作业机器人,比如切割、打磨现场机械零件

核电应急机器人主要分水上和水下工作两类。水下的机器人,一个在水底工作,一个悬停在水中工作如潜艇。它们将进入反应堆水池、燃料水池等有强核辐射的环境中执行任务。陆上的机器人通常在距离操作人员一两百米范围内,接受指挥调度

超强核辐射环境是人类的禁区。前不久,由中国科学院光电技术研究所(简称光电所)、西南科技大学及中物院联合主持的项目强辐射环境强适应型机器人关键技术及其应用获得了四川省科技进步一等奖。

位于成都双流的光电所,有一支专门研发耐辐射装备和机器人的团队。中国几乎所有的核电站都在使用他们研发的耐辐射机器人设备,它们会代替人进入核反应堆内部,完成一系列的特殊任务。该所的特种光电智能化装备研发团队,2014年起与大亚湾核电站联合研发核环境下应急机器人,库卡机器人,去年底一套能应用于高辐射区域侦查救援的应急机器人正式亮相。我们当然要提前准备好一切设备。团队负责人冯常说,但是它们可能永远不会被使用,也没人希望它们被使用。

孤胆英雄

一只灵巧的机械手臂高高悬起,可以上下左右灵活摆动。眼睛大而萌,那是摄像镜头的所在。它的脚可以是几只小巧的圆轮,也可以是两条霸气的履带,随时听候吩咐。不过,它的大脑在身子后方,因为那里最需要被保护。这些小家伙并不庞大,最大的也不超过100公斤。它们的工作场所在核电站之中。

功能模块大多可拼接

冯常介绍,除去机器人主体身躯,其他功能模块大多可拆可卸可拼接。比如只用眼睛,就可以不安装手臂。最重要的是,它所有的器官,都能在超强辐射环境下正常工作。

核电站通常每运行18个月会停堆大修,很多环境人进不去,如核反应堆水池、乏燃料水池以及许多设备旁。但机器人可以代替人进去完成相应任务。没有好的耐辐射技术,机器人进入强辐射区也很快会停止工作。2011年的福岛核泄漏事故中,很多机器人就因不能耐强辐射而很快瘫痪。

高耐辐射技术正是光电所的核心技术之一。在核电站中,光电所研制的机器人可以承受65℃的高温,抵御每小时100个西弗(Sv)的核辐射。其携带的相机等传感器,甚至可以抵御每小时10000个西弗(Sv)的核辐射。冯常说,高耐辐射技术不是简单的选择耐辐射材料。更多的是通过合理规划机器人各功能区的布局,分布设计电路,并将传感器主被动加固等方式来达到整体耐辐射,是一项综合技术。

能直播能打捞能打磨

核电现场的耐核辐射机器人有很多不同的功能,主要分为三类:一类负责摄像,将现场的情况实时传输,直播到操作人员手中。一类负责水下任务执行,打捞水下异物。还有一类特种作业机器人,比如切割、打磨现场机械零件。在强烈的核辐射环境中,机器人成为深入禁地的孤胆英雄。

在反应堆内部,反应堆水池里不允许有异物。可偶尔会掉落一些细小部件。水下异物打捞机器人进入水池后,通过视觉等传感器,能迅速定位到异物,眼神机敏。随后它会通过机械臂夹取异物,库卡机器人,并打捞出来,手臂灵活。若是很小的异物,它可以用吸盘轻松吸出来。

机器人代替人进行某些特种作业,能大大提高工作效率,也能更好地保护人免遭辐射。目前,光电所研发的水下高耐辐射机器人,是国内唯一在核电站现场使用过的机器人。

核电应急机器人

奔赴辐射区的特种部队

发生在2011年的日本福岛核泄漏事故,让机器人敢死队走进了人们的视野。最初期进入泄漏现场的机器人几乎没考虑过耐辐射,瞬间就被秒杀。让人们意识到一切都应未雨绸缪。光电所2014年起与大亚湾核电站联合研发核电应急机器人。去年在成都完成了初步研发,并成功做出了第一套共4个应急机器人,目前已运至大亚湾核电站。这是国内目前诞生的第一套用于核电应急的耐核辐射机器人。

当然,我国在役的核反应堆,每一个都具备极高的安全系数。冯常称,这套应急机器人随时可以使用,平时装在一个大集装箱里,需要使用时,可随整个集装箱立刻拉走。

边走边安装中继器

核电应急机器人的造型,像是普通核电站用机器人的升级版。这支小小的特种部队,主要分水上和水下工作两类。

水下的机器人,一个在水底工作,一个悬停在水中工作如潜艇。它们将进入反应堆水池、燃料水池等有强核辐射的环境中执行任务。陆上的机器人通常在距离操作人员一两百米范围内,KUKA机器人示教器维修,接受指挥调度。应急状态下,操作人员必须在远离辐射区几公里外的安全区域,这时候的机器人就像一个孤独的战士,必须独自前进几公里深入到核心辐射区域去执行严峻的任务。

在辐射区中,机器人只能靠自己。因此,它首先被赋予了强大的行进能力。它的爬坡、越障能力超强,有复杂的履带和轮轴设计。为了能够时刻跟操作人员保持联络,它们每走一段路,就沿途自行安装一个中继器,这样才能随时将信息传递出来。

采集信息带出样本

机器人进入到辐射区域后,有几项重要的任务需要完成。

首先,现场的情况要能实时传递到外面去,让人们看到现场情形。其次,它们要在现场采集各类信息,比如湿度、温度、核辐射的剂量率等,然后传输给几公里外的操作人员。再次,它们还需要采集现场样本,带出辐射区,交给操作人员。此外,它们还具备一些救援操作能力,如开关阀门的处理。

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