CN105511328A - 核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括电路板，电路板上设有电子元器件；所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，整个电路板外部由防辐射外壳包裹。所述驱动器还包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与控制芯片的不同引脚相连。本发明提出的核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，可有效提高装置的辐射抗性。

Description

核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器

技术领域

本发明属于驱动器技术领域，涉及一种电机驱动器，尤其涉及一种耐辐射两相步进电机驱动器。

背景技术

在目前可利用的可再生能源中，核能是极少数达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源之一。但核电站中的强辐照环境使得工作人员无法进入其中作业，远距离控制技术是核工业不可缺少的工具。不可避免地，控制系统中的大量元器件将受到强辐射照射，而电子元器件的耐辐射能力往往成为瓶颈。

驱动系统作为远距离控制中的必要系统，其耐辐照性能至关重要。为保证驱动系统在强辐照环境下依然能工作，目前通常采用将整块电路板用钨或铅等重金属整体包裹的屏蔽方法，但却因此给驱动系统造成了大量的无用质量，同时削弱了系统的控制性能。

与其他电机相比，步进电机无电刷，电机的寿命仅取决于轴承的寿命，因此具有高可靠性，即使在强辐照环境下仍能保持长时间工作。但与之相对应，相比伺服驱动器等，现有步进电机驱动器控制性能低，而且市售的步进驱动器并不具备通信功能，以上缺点极大限制了步进驱动系统的使用。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐辐射两相步进电机驱动器，可有效提高装置的辐射抗性。

此外，本发明还提供一种核电站机械臂，可有效提高装置的辐射抗性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括：电路板、电子元器件；

所述电子元器件包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与主控制芯片的不同引脚相连；

所述CAN总线收发器作为一个信息化接口，实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯；由于该动力执行机构包括3个自由度，所以需要三台驱动器间相互协调配合；当控制器收到命令后，通过CAN接口分别给予三台驱动器不同的控制信号，以使三台步进电机相互独立地转动，完成预定动作；

作为对辐射敏感的功率元件，采用耐辐射能力强的8个MOSFET搭建电路，与集成度高的驱动芯片相比，其耐辐射能力大大提高；同时，将组成H桥的8个MOSFET管及电压转换元器件分立在电路板四周，利用垂直空间节省电路板面积，增强器件的散热能力；

所述驱动器选用封装小、的电子元器件组成电路，布局紧凑，电路板的体积为120cm³，重量为90g；部分芯片上有钨/氧化铝贴片材料；

所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，该防辐射材料为局部屏蔽用的钨基合金；

整个电路板外部加装防辐射屏蔽盒，屏蔽盒外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；中子屏蔽层在最外侧，重金属屏蔽层在内测，能有效吸收中子层屏蔽产生的次级γ射线。

所述中子有机复合屏蔽层材料为以耐高温环氧树脂为基体的复合材料，提高单位厚度的有机材料中子屏蔽性能；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，提高单位厚度的伽马射线屏蔽率，当中子穿过最外层有机复合层时，其中子能量将被慢化成热中子，部分热中子被吸收；产生的次级γ射线能量很低，穿过有机层后将被重金属屏蔽层有效的阻挡，防止其进入屏蔽盒体内部对电子器件产生损害；而对于较强的单一γ射线，虽然有机层屏蔽效果有限，但内层的重金属防护层能起到良好的屏蔽效果；

所述中子有机屏蔽层的材料为耐高温B4C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀；但由于环氧树脂值较高，固化过程中容易出现爆聚现象，且固化后韧性较差，选用液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂；含硼化合物具有较好的中子屏蔽性能，选用设定比例的B₄C颗粒作为填料，采用浇铸冷却固化成型的方法，能在200℃以上环境中使用；

所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

一种耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括电路板，电路板上设有电子元器件；

所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，整个电路板外部由防辐射外壳包裹。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动器还包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；

所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与控制芯片的不同引脚相连。

作为本发明的一种优选方案，所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

作为本发明的一种优选方案，构成电路的电子元件均为较耐辐射或工艺级别高的芯片元件。

作为本发明的一种优选方案，所述电子元器件上所贴的防辐射材料为钨与氧化铝的混合物。

作为本发明的一种优选方案，电路板外部的整体防护屏蔽层采用重金属及有机复合材料双层结构，外层为碳化硼掺杂的有机复合材料层，对中子射线慢化吸收，内层为重金属屏蔽层，采用钨稀土等重金属复合材料，屏蔽中子产生的次级γ射线及环境中存在的高能γ射线，屏蔽壳体能在多场耦合环境中使用。

作为本发明的一种优选方案，所述有机复合材料选用氨基酚三官能团环氧树脂，并以碳化硼为填充材料，加入设定量的液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂，制备耐高温欢颜函数值中子复合屏蔽材料，其使用温度达200℃以上，且兼具较好的高温力学性能、耐辐照性能及耐酸碱腐蚀性能。

作为本发明的一种优选方案，各部分配合能实现电流的比例积分调节和电机的加减速启停，且其驱动的步进电机细分倍数最高可达256。

作为优选，所述电子芯片均尽量采用贴片封装，并选用封装材料好、抗干扰能力强的高级别芯片。

优选地，在芯片间互不干扰的前提下合理布局布线，减小电路板体积。将组成H桥的8个MOS管及电压转换元器件分立在电路板四周。

所述电路板体积不超过100cm³，长度不超过8.5mm，宽度小于6mm，所述电路板质量不大于35g。

作为优选，在电子芯片上所贴的片状防辐射材料为氧化铝基体的复合材料，密度不超过8g/cm³，远小于钨的19.35g/cm³，对γ射线的屏蔽率不小于同样厚度的纯钨的70％；

作为优选，电路板的防辐射外壳由有机屏蔽层和重金属屏蔽复合层构成。有机复合屏蔽层，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，它具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀。选用一定比例的B₄C颗粒作为填料，以制备耐高温B₄C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，可在200℃以上环境中使用。单位厚度的热中子屏蔽性能较传统材料提高20％以上；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，与最常用铅材料相比，单位厚度的γ射线屏蔽率超过40％，整个外壳的重量不超过3.2kg，若用纯钨材料，达到同样的屏蔽效果所需重量不小于4kg。

一种核电站机械臂，其包括机械臂本体、上述的耐辐射两相步进电机驱动器。

本发明的有益效果在于：本发明提出的核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，可有效提高装置的辐射抗性。

1、所述步进电机驱动器，电路各部分之间配合能实现电流的比例积分调节和电机的加减速启停，细分倍数最高可达256，通过CAN通讯模块还能实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯；

2、所述步进电机驱动器，采用磁效应电流传感器替代光电效应电流传感器，采用分立三极管驱动集成驱动芯片搭建驱动电路，以增加驱动器整体的辐射抗性；

3、本发明经辐照测试后表明可在剂量率不低于1.2KGy/h的强辐照环境中连续使用超过21分钟，若在断电状态下，则能接受高于1.52Gy的总剂量，较目前已有的驱动器，耐辐照性能大幅提高，耐辐射能力是伺服驱动器的10倍以上；

4、本发明制备的中子复合屏蔽材料较常用高密度聚乙烯材料的热中子屏蔽性能提高20％以上，且密度仅为1.75g/cm³，具有较好的高温力学性能、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀等优点；

5、本发明产品体积小，总体积不大于800cm³；具有中子和γ射线的双重屏蔽效果，且产品质量轻，总质量不大于3.5kg；

6、本发明设计的驱动器综合屏蔽方案可用于高温、高放射性环境及高酸碱腐蚀及高湿度等恶劣物化环境，满足核电站日常维护及紧急情况下的使用要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中两相步进电机驱动器的原理框图。

图3是本发明在辐照试验整个过程中驱动器A相相电压的变化情况。

图4是本发明在辐照试验中驱动器损坏前呈规律变化的驱动器A相相电压。

图5是本发明在辐照试验中驱动器损坏后驱动器A相的相电压变化情况。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括：电路板、电子元器件。本实施案例中，本发明步进电机驱动器和步进电机组成一个驱动系统，可以用于驱动核电站内工作的机械臂(当然，本发明还可以用于其他领域)。

所述电子元器件包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与主控制芯片的不同引脚相连。

所述CAN总线收发器作为一个信息化接口，实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯；由于该动力执行机构包括3个自由度，所以需要三台驱动器间相互协调配合；当控制器收到命令后，通过CAN接口分别给予三台驱动器不同的控制信号，以使三台步进电机相互独立地转动，完成预定动作。

作为对辐射敏感的功率元件，采用耐辐射能力强的8个MOSFET搭建电路，与集成度高的驱动芯片相比，其耐辐射能力大大提高；同时，将组成H桥的8个MOSFET管及电压转换元器件分立在电路板四周，利用垂直空间节省电路板面积，增强器件的散热能力。

所述驱动器选用封装小、的电子元器件组成电路，布局紧凑，电路板的体积为120cm³，重量为90g；部分芯片上有钨/氧化铝贴片材料。

所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，该防辐射材料为局部屏蔽用的钨基合金。

整个电路板外部加装防辐射屏蔽盒，屏蔽盒外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；中子屏蔽层在最外侧，重金属屏蔽层在内测，能有效吸收中子层屏蔽产生的次级γ射线。

所述中子有机复合屏蔽层材料为以耐高温环氧树脂为基体的复合材料，提高单位厚度的有机材料中子屏蔽性能；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，提高单位厚度的伽马射线屏蔽率，当中子穿过最外层有机复合层时，其中子能量将被慢化成热中子，部分热中子被吸收；产生的次级γ射线能量很低，穿过有机层后将被重金属屏蔽层有效的阻挡，防止其进入屏蔽盒体内部对电子器件产生损害；而对于较强的单一γ射线，虽然有机层屏蔽效果有限，但内层的重金属防护层能起到良好的屏蔽效果。

所述中子有机屏蔽层的材料为耐高温B₄C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀；但由于环氧树脂值较高，固化过程中容易出现爆聚现象，且固化后韧性较差，选用液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂；含硼化合物具有较好的中子屏蔽性能，选用设定比例的B₄C颗粒作为填料，采用浇铸冷却固化成型的方法，能在200℃以上环境中使用。

本实施例中，所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

实施例二

本实施案例中，本发明步进电机驱动器和步进电机组成一个驱动系统，用于驱动核电站内工作的机械臂。

如图1所示，本发明公开了一种小型耐辐射的两相步进电机驱动器，包括电路板103、电子元器件101、局部屏蔽用的钨基合金102、防辐射外壳中的中子有机屏蔽层105和重金属屏蔽层104。

电路构成部分如图2所示，其组成包括控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路。所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路都与控制芯片的不同引脚相连。

CAN收发器作为一个信息化接口，能实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯。由于该动力执行机构包括3个自由度，所以需要三台驱动器间相互协调配合。当控制器收到命令后，通过CAN接口分别给予三台驱动器不同的控制信号，以使三台步进电机相互独立地转动，完成预定动作。

作为对辐射敏感的功率元件，采用耐辐射能力强的8个MOSFET搭建电路，与集成度高的驱动芯片相比，其耐辐射能力可以大大提高。同时，将组成H桥的8个MOSFET管及电压转换元器件分立在电路板四周，可以有效利用垂直空间，节省电路板面积，除此之外还能增强器件的散热能力。

本发明中的驱动器选用封装小、的电子元器件组成电路，布局紧凑，电路板的体积为120cm³，约为目前有相同功能的步进驱动器的三分之一；重量为90g。

本发明中的部分芯片上有钨/氧化铝贴片材料，针对其要防护的电子元器件，其尺寸也各不相同。例如防护对辐射较为敏感的MCU芯片时其尺寸为6.5mm×6.5mm×5mm(芯片尺寸为6mm×6mm×0.9mm)。

本发明同时制备了一种新型耐高温B₄C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，它具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀。但由于环氧树脂值较高(0.95-1.05)，固化过程中容易出现爆聚现象，且固化后韧性较差，考虑选用液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂；含硼化合物具有较好的中子屏蔽性能，故选用一定比例的B₄C颗粒作为填料，采用浇铸冷却固化成型的方法，可在200℃以上环境中使用。

驱动电路板的防辐射外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及有机复合屏蔽层。有机复合屏蔽层材料为以耐高温环氧树脂为基体的复合材料，单位厚度的有机材料中子屏蔽性能较传统材料提高20％以上；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，与传统铅材料相比，单位厚度的伽马射线屏蔽率超过40％，当中子穿过最外层有机复合层时，其中子能量将被慢化成热中子，部分热中子被吸收。产生的次级γ射线能量很低，穿过有机层后将被重金属屏蔽层有效的阻挡，防止其进入屏蔽盒体内部对电子器件产生损害。而对于较强的单一γ射线，虽然有机层屏蔽效果有限，但内层的重金属防护层能起到良好的屏蔽效果。

对上述整体屏蔽方案进行辐射试验，并将驱动器置于工作状态下，试验过程中将配合使用实时电压扫描仪，实时获取驱动器上采集到的A相接口处的实时电压。试验中，电源、电压扫描仪及电脑将被放入远离辐射源的控制室中。

整个过程中，受程序控制，电压值有上下跳动，如图4所示。但1200秒左右开始，电压值不再出现交替变化，认为驱动器被损坏，如图5所示。相电压开始出现不规律变化的确切时间为1230秒，该点剂量率为4.9×10⁵rad/h，钨盒内的剂量率为4.5×10⁵rad/h，在有屏蔽的情况下，驱动器能承受的总剂量为1.67×10⁵rad。

综上所述，本发明通过对步进驱动器进行重新设计，去除对辐射敏感的非必要电子元件，优化电路排布，极大缩小驱动电路板体积；并增加远程控制中十分必要的CAN通信功能。同时，为了适应高辐射环境，对重要电子芯片进行钨基材料的局部屏蔽，同时在驱动器外增加复合屏蔽防护层对中子及γ射线进行整体屏蔽。

实施例三

一种耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括电路板，电路板上设有电子元器件；所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，整个电路板外部由防辐射外壳包裹。

此外，所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

综上所述，本发明提出的核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，可有效提高装置的辐射抗性。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器包括：电路板(103)、电子元器件(101)；

所述电子元器件(101)包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与主控制芯片的不同引脚相连；

所述CAN总线收发器作为一个信息化接口，实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯；由于该动力执行机构包括3个自由度，所以需要三台驱动器间相互协调配合；当控制器收到命令后，通过CAN接口分别给予三台驱动器不同的控制信号，以使三台步进电机相互独立地转动，完成预定动作；

作为对辐射敏感的功率元件，采用耐辐射能力强的8个MOSFET搭建电路，与集成度高的驱动芯片相比，其耐辐射能力大大提高；同时，将组成H桥的8个MOSFET管及电压转换元器件分立在电路板四周，利用垂直空间节省电路板面积，增强器件的散热能力；

所述驱动器选用封装小、的电子元器件组成电路，布局紧凑，电路板的体积为120cm³，重量为90g；部分芯片上有钨/氧化铝贴片材料；

所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，该防辐射材料为局部屏蔽用的钨基合金(102)；

整个电路板外部由防辐射外壳包裹，电路板的防辐射外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；电路板外部先由中子有机屏蔽层(104)包裹，中子有机屏蔽层(104)外被重金属屏蔽层(105)包裹；

整个电路板外部加装防辐射屏蔽盒，屏蔽盒外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；中子屏蔽层(105)在最外侧，重金属屏蔽层(104)在内侧，能有效吸收中子层屏蔽产生的次级γ射线；

所述中子有机复合屏蔽层材料为以耐高温环氧树脂为基体的复合材料，提高单位厚度的有机材料中子屏蔽性能；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，提高单位厚度的伽马射线屏蔽率，当中子穿过最外层有机复合层时，其中子能量将被慢化成热中子，部分热中子被吸收；产生的次级γ射线能量很低，穿过有机层后将被重金属屏蔽层有效的阻挡，防止其进入屏蔽盒体内部对电子器件产生损害；而对于较强的单一γ射线，虽然有机层屏蔽效果有限，但内层的重金属防护层能起到良好的屏蔽效果；

所述中子有机屏蔽层的材料为耐高温B₄C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀；但由于环氧树脂值较高，固化过程中容易出现爆聚现象，且固化后韧性较差，选用液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂；含硼化合物具有较好的中子屏蔽性能，选用设定比例的B₄C颗粒作为填料，采用浇铸冷却固化成型的方法，能在200℃以上环境中使用；

所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

2.一种耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器包括电路板，电路板上设有电子元器件；

所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，整个电路板外部由防辐射外壳包裹。

3.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

所述驱动器还包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；

所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与控制芯片的不同引脚相连。

4.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。

5.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

构成电路的电子元件均为较耐辐射或工艺级别高的芯片元件。

6.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

所述电子元器件上所贴的防辐射材料为钨与氧化铝的混合物。

7.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

电路板外部的整体防护屏蔽层采用重金属及有机复合材料双层结构，外层为碳化硼掺杂的有机复合材料层，对中子射线慢化吸收，内层为重金属屏蔽层，采用钨稀土等重金属复合材料，屏蔽中子产生的次级γ射线及环境中存在的高能γ射线，屏蔽壳体能在多场耦合环境中使用。

8.根据权利要求7所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

所述有机复合材料选用氨基酚三官能团环氧树脂，并以碳化硼为填充材料，加入设定量的液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂，制备耐高温欢颜函数值中子复合屏蔽材料，其使用温度达200℃以上，且兼具较好的高温力学性能、耐辐照性能及耐酸碱腐蚀性能。

9.根据权利要求2所述的耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于：

各部分配合能实现电流的比例积分调节和电机的加减速启停，且其驱动的步进电机细分倍数最高可达256。

10.一种核电站机械臂，其特征在于：其包括机械臂本体、权利要求1至9之一所述的耐辐射两相步进电机驱动器。