CN107187761A - 一种放射源智能操作系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射源智能操作系统及其使用方法，其包括用于放射源存放、拿取的放射源收纳罐；用于进行放射源系列操作的自动化设备；用于放射源操作进行的放射源理源操作平台；以及与所述放射源收纳罐、所述自动化设备、所述放射源理源操作平台相连接的控制系统,采用以上设计使得在提取放射源时，避免了与大量集中的放射源直接接触的问题；当夹取直径较大的物体时，只需要通过上夹爪与下夹爪配合即可完成夹取；当需要夹取直径较小的物体时，微型上夹爪组件和微型下夹爪组件伸出，通过微型上夹爪组件和微型下夹爪组件配合完成夹取，实现一个夹爪夹取大小不同直径的物品；减少辐射能量集中，使辐射均匀化；旋紧或者压紧时，都相当方便，且结构简单。

Description

一种放射源智能操作系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及放射源领域，尤其涉及一种放射源智能操作系统及其使用方法。

背景技术

放射源是采用放射性物质制成的辐射源的通称。放射源一般用所制成放射性核素的活度标识其强弱，也可用射线发射率或注量率标识其强弱。习惯上将无损探伤、放射治疗、辐射处理所用的高活度或高射线发射率的放射源称作辐射源。

放射源按所释放射线的类型可分为α放射源、β放射源、γ放射源和中子源等；按照放射源的封装方式可分为密封放射源(放射性物质密封在符合一定要求的包壳中)和非密封放射源(没有包壳的放射性物质)绝大多数工、农和医用放射源是密封放射源，例如：工农业生产中应用的料位计、探伤机等使用的都是密封源,如钴‐60、铯‐137、铱‐192等。某些供实验室用的、强度较低的放射源是非密封的，例如：医院里使用的放射性示踪剂属于非密封源,如碘‐131、碘‐125、锝‐99m等。

所以在储存放射源时，也很有讲究，现在市面上的收纳罐一般都是所有放射源一起放置在一起，当需要时，打开收纳罐夹取放射源，这种收纳罐在拿取时，由于放射源大量集中，在夹取的时间内，由于大量、集中的放射源能量对机械设备进行辐射，会对机械设备造成严重的损坏。

由于其释放的射线对人体危害很大，所以一般与放射源有关的操作都是通过机械设备操作完成的，在实际操作中，由于是机械操作的缘故，所以机械夹爪对于较大的物品以及较小的物品在夹取时，通常需要区分大小夹爪来夹取各种不同大小的物品，相当麻烦。

当机器人在有放射源的环境中工作时，由于长时间受放射源影响，会导致各种零部件损坏，严重影响机器使用寿命。

现在市面上的理源平台，其结构复杂，而且功能少，瓶口旋紧或者压紧时，都相当麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种放射源智能操作系统及其使用方法，以解决现有技术存在的上述缺陷中的至少一种。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述放射源智能操作系统包括：

用于放射源存放、拿取的放射源收纳罐；

用于进行放射源系列操作的自动化设备；

用于放射源操作进行的放射源理源操作平台；

以及与所述放射源收纳罐、所述自动化设备、所述放射源理源操作平台相连接的控制系统。

优选为，所述放射源收纳罐包括：

放射源收纳罐本体；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于储存放射源、且能转动的储源旋转仓；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于放射源进出的主通道；

设置在所述放射源收纳罐本体上、与所述储源旋转仓相连接、用于所述储源旋转仓转动的驱动装置；

以及插入到所述放射源收纳罐本体内、与所述储源旋转仓相连接的进气管道；

所述储源旋转仓包括：

腔室；

若干设置在所述腔室上、呈圆环状排列、用于放射源上下升降的放射源升降通道；

所述放射源升降通道底部通过气管与所述进气管道相连通；

所述气管上设有用于控制气管打开或者关闭的控制阀；

设置在所述放射源升降通道内、与所述放射源升降通道内侧壁密封连接、用于放置放射源的放射源托座；

以及与所述驱动装置、所述控制阀相连接、用于信号接收和处理的控制器；

所述放射源托座下方密封连接有可伸缩的管状通道，所述管状通道下端与气管相连接；

当气管内进气时，可伸缩的管状通道在气压的作用下被拉伸，带动放射源托座向上运动；当气管内不再进气时，且气管与外界连通时，此时可伸缩的管状通道在放射源托座重力的作用下缓缓下降，自动回到原来的位置；

罐体；

设置在所述罐体上、与所述罐体相配合连接的罐体盖子；

以及设置在所述罐体下方、与地面相支撑的支撑脚；

所述罐体内设有中子屏蔽材料；所述中子屏蔽材料包裹在储源旋转仓外；

与所述圆柱形腔体上壳固定连接的连杆；

与所述连杆相连接的齿轮；

与所述齿轮相互啮合的第二齿轮；

以及与所述第二齿轮相连接的伺服电机；

所述进气管道上设有若干出气孔，所述出气孔与气管相配合连接；

当储源旋转仓转动到其上的放射源升降通道与主通道相配合时，此时进气管道上的出气孔分别与储源旋转仓内的气管相配合连接。

所述中子屏蔽材料包括：

设置在所述储源旋转仓外的、用于慢化中子的聚乙烯层；

设置在所述聚乙烯层外、用于阻隔中子的含硼聚乙烯层；

以及设置在所述罐体内表面、用于阻挡γ射线的铅层；

所述出气孔与气管相配合连接处设有相互紧密配合的密封圈。

优选为，所述自动化设备包括：

机械手驱动装置；

与所述机械手驱动装置相连接的多功能夹爪；

以及设置在所述自动化设备上的防辐射装置。

优选为，所述多功能夹爪包括：

上夹爪；

与所述上夹爪相对设置的下夹爪；

与所述上夹爪、所述下夹爪相连接，用于驱动所述上夹爪、所述下夹爪夹紧或者松开的驱动装置；

所述上夹爪上设有能够伸缩进所述上夹爪内外的微型上夹爪组件；

所述下夹爪上设有能够伸缩进所述下夹爪内外、与所述微型上夹爪组件相对应设置的微型下夹爪组件；

所述驱动装置包括：

驱动装置外壳；

设置在所述驱动装置外壳内的第一气缸；

与所述第一气缸相连接、通过所述第一气缸控制做往复运动的第一活塞杆；

设置在所述第一活塞杆端部的齿状部；

分别设置在所述上夹爪和所述下夹爪上、且与所述齿状部相啮合的齿轮；

穿过所述齿轮中心、两端固定设置在所述驱动装置外壳上的转轴；

当第一气缸控制第一活塞杆做往复运动时，第一活塞杆端部的齿状部跟着一起运动，通过齿状部的运动，带动齿轮转动，从而控制上夹爪、下夹爪的夹紧或者松开；

所述齿轮为半齿轮；

所述上夹爪包括：

上夹爪本体；

设置在所述上夹爪本体上、用于夹取物品的上夹槽；

所述下夹爪包括：

下夹爪本体；

设置在所述下夹爪本体上、与所述上夹槽相对应设置、用于夹取物品的下夹槽；

所述微型上夹爪组件包括：

设置在所述上夹爪本体内的第二气缸；

与所述第二气缸相连接、通过第二气缸驱动的第二活塞杆；

设置在所述第二活塞杆上、与所述第二活塞杆相连接的微型上夹爪；

一端与所述第二气缸内部相连接、另一端与所述第二活塞杆相连接的弹簧；

设置在所述上夹爪本体上、用于微型上夹爪伸缩的通孔；

所述微型下夹爪组件包括：

设置在所述下夹爪本体内的第三气缸；

与所述第三气缸相连接、通过第三气缸驱动的第三活塞杆；

设置在所述第三活塞杆上、与所述第三活塞杆相连接的微型下夹爪；

一端与所述第三气缸内部相连接、另一端与所述第三活塞杆相连接的第二弹簧；

设置在所述下夹爪本体上、用于微型下夹爪伸缩的第二通孔；

当所述弹簧、所述第二弹簧处于正常长度时，所述微型上夹爪、所述微型下夹爪缩于上夹爪本体、下夹爪本体内；

所述微型下夹爪上设有用于夹取物品的微型下夹槽；所述微型上夹爪上设有用于夹取物品的微型上夹槽；所述微型下夹槽与所述微型上夹槽相对设置；

所述微型上夹槽和所述微型下夹槽的槽口大小小于所述上夹槽和下夹槽的槽口大小。

优选为，所述防辐射装置包括：

用于强辐射区域的第一防辐射装置；

所述第一防辐射装置包括：

涂敷在机器人关节部位电路板表面、用于慢化吸收中子的硼粉；

以及设置在机器人关节部位外、用于屏蔽γ射线的铅层防护罩；

与所述第一防辐射装置配合使用、用于弱辐射区域的第二防辐射装置；

所述第二防辐射装置包括：

涂敷固定在机械臂内部电路以及电缆线表面、含有硼粉的环氧树脂层。

优选为，所述放射源理源操作平台包括：

平台本体；

若干设置在所述平台本体上、用于放射源瓶放置的放射源瓶安放孔；

若干设置在所述平台本体上、用于放射源瓶盖放置的放射源瓶盖安放孔；

以及设置在所述平台本体上、用于所述放射源瓶与所述放射源瓶盖旋紧的旋紧机构；

所述平台本体侧边上设有斜向上倾斜、用于防止放射源掉落的挡板；

所述旋紧机构包括：

依次排列、且在一条直线上的第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮；

与所述第一皮带轮、所述第四皮带轮传动连接的电机；

张紧在所述第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮上的皮带；

设置在所述第二皮带轮、所述第三皮带轮两侧的皮带张紧机构；

以及设置在所述第二皮带轮、所述第三皮带轮上、用于放射源瓶放置并且夹紧的夹紧装置；

所述皮带张紧机构包括：

设置在平台本体上、位于所述第二皮带轮、所述第三皮带轮两侧安装座；

设置在所述安装座上、将所述第二皮带轮和所述第三皮带轮两侧的皮带压紧在所述第二皮带轮和所述第三皮带轮上的弹力装置；

以及设置在所述安装座上、用于调节皮带与所述第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮之间压力的压力调节装置；

所述弹力装置包括：

与所述安装座相连接的两个伸缩杆；

套装在所述伸缩杆外的弹簧；

以及与所述伸缩杆相连接的压板；

所述压板压合在所述第二皮带轮和第三皮带轮两侧的皮带上，此时的弹簧处于被压缩状态；

所述压力调节装置包括：

一端转动连接在所述安装座上的调节杆；

设置在所述调节杆另一端、且与所述皮带相接触的调节轮；

一端转动连接在所述安装座上、另一端转动连接在所述调节杆上的伸缩装置；

所述伸缩装置为气缸，通过气缸控制伸缩装置伸缩，从而控制调节轮工作；

所述夹紧装置包括：

夹座槽；

设置在底部的复位装置；

转动设置在所述复位装置上、两个相对设置的夹紧块；

所述两个夹紧块上端口的宽度与放射源瓶的直径之和大于夹座槽的宽度；

当放射源瓶放置到夹紧块中间时，向下继续压下，触动复位装置下压，导致夹紧块跟着下压，当复位开关到达卡接部位时，此时的夹紧块在夹座槽的作用下，将放射源瓶夹紧；当放射源瓶通过机械手将放射源瓶盖向下压紧到放射源瓶上时，此时复位装置再次向下运动，到达回复位置后，回复装置自动向上恢复到原来状态，将放射源瓶顶住。

优选为，所述夹座槽底部设有高度调节装置。

优选为，所述高度调节装置包括：

与所述夹座槽相连接的顶杆；

以及与所述顶杆相连接的气缸。

优选为，所述电机转轴上设有扭矩传感器。

一种放射源智能操作系统的使用方法，其特征在于，所述放射源智能操作系统的使用方法步骤如下：

S1：通过放射源收纳罐将放射源从收纳罐内伸出到收纳罐外；

S2：自动化设备对放射源进行夹取，在放射源理源操作平台上进行操作。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明包括用于放射源存放、拿取的放射源收纳罐；用于进行放射源系列操作的自动化设备；用于放射源操作进行的放射源理源操作平台；以及与所述放射源收纳罐、所述自动化设备、所述放射源理源操作平台相连接的控制系统,采用以上设计，当需要提取放射源时，只需要转动储源旋转仓，然后将对应的放射源单独从主通道移出到收纳罐本体外，使得在提取放射源时，避免了与大量集中的放射源直接接触的问题；当夹取直径较大的物体时，只需要通过上夹爪与下夹爪配合即可完成夹取；当需要夹取直径较小的物体时，微型上夹爪组件和微型下夹爪组件伸出，通过微型上夹爪组件和微型下夹爪组件配合完成夹取，实现一个夹爪夹取大小不同直径的物品；能够对辐射区域内的机器人进行一定的保护，减少辐射；在实际使用中，能够改变辐射角度，减少辐射能量集中，使辐射均匀化；旋紧或者压紧时，都相当方便，且结构简单。

附图说明

图1为本发明放射源收纳罐较佳实施例的剖视图。

图2为本发明放射源收纳罐较佳实施例去掉罐体盖子的俯视图。

图3为本发明自动化设备较佳实施例的结构示意图。

图4为本发明自动化设备较佳实施例的夹爪部位的剖面图。

图5为本发明自动化设备较佳实施例的驱动装置的结构示意图。

图6为本发明自动化设备较佳实施例防辐射装置的使用状态图。

图7为本发明自动化设备较佳实施例防辐射装置中含有硼粉的环氧树脂层的剖面图。

图8为本发明放射源理源操作平台较佳实施例的俯视图。

图9为本发明放射源理源操作平台较佳实施例夹紧装置的剖面图。

图10为本发明放射源理源操作平台较佳实施例部分结构放大图。

图11为本发明较佳实施例的总模块图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1-图11所示，本实施例的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述放射源智能操作系统包括：

用于放射源存放、拿取的放射源收纳罐；

用于进行放射源系列操作的自动化设备；

用于放射源操作进行的放射源理源操作平台；

以及与所述放射源收纳罐、所述自动化设备、所述放射源理源操作平台相连接的控制系统。

所述多源储存单通道收纳罐包括：

放射源收纳罐本体；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于储存放射源、且能转动的储源旋转仓；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于放射源进出的主通道101；

设置在所述放射源收纳罐本体上、与所述储源旋转仓相连接、用于所述储源旋转仓转动的驱动装置；

以及插入到所述放射源收纳罐本体内、与所述储源旋转仓相连接的进气管道102；

所述储源旋转仓包括：

腔室103；

若干设置在所述腔室103上、呈圆环状排列、用于放射源上下升降的放射源升降通道104；

所述放射源升降通道104底部通过气管105与所述进气管道102相连通；

所述气管105上设有用于控制气管105打开或者关闭的控制阀106；

设置在所述放射源升降通道104内、与所述放射源升降通道104内侧壁密封连接、用于放置放射源的放射源托座107；

以及与所述驱动装置、所述控制阀106相连接、用于信号接收和处理的控制器(图中未标出)。

优选为，所述放射源托座107下方密封连接有可伸缩的管状通道108，所述管状通道108下端与气管105相连接；

当气管105内进气时，可伸缩的管状通道108在气压的作用下被拉伸，带动放射源托座107向上运动；当气管105内不再进气时，且气管105与外界连通时，此时可伸缩的管状通道108在放射源托座7重力的作用下缓缓下降，自动回到原来的位置。

优选为，所述放射源收纳罐本体包括：

罐体109；

设置在所述罐体109上、与所述罐体109相配合连接的罐体盖子110；

以及设置在所述罐体109下方、与地面相支撑的支撑脚111。

优选为，所述罐体109内设有中子屏蔽材料；所述中子屏蔽材料包裹在储源旋转仓外。

优选为，所述驱动装置包括：

与所述圆柱形腔体上壳固定连接的连杆112；

与所述连杆112相连接的齿轮113；

与所述齿轮113相互啮合的第二齿轮114；

以及与所述第二齿轮114相连接的伺服电机115。

优选为，所述进气管道102上设有若干出气孔，所述出气孔与气管105相配合连接；

当储源旋转仓转动到其上的放射源升降通道104与主通道101相配合时，此时进气管道102上的出气孔分别与储源旋转仓内的气管105相配合连接。

优选为，所述中子屏蔽材料包括：

设置在所述储源旋转仓外的、用于慢化中子的聚乙烯层116；

设置在所述聚乙烯层116外、用于阻隔中子的含硼聚乙烯层117；

以及设置在所述罐体109内表面、用于阻挡γ射线的铅层118。

优选为，所述出气孔与气管105相配合连接处设有相互紧密配合的密封圈。

在使用时，首先打开罐体盖子110，通过控制器(图中未标出)上的选择键对需要提取的放射源进行选择，这里需要说明的是，控制器(图中未标出)上设有与放射源升降通道104相对应的按键，这里的放射源升降通道104为十五个，每个放射源升降通道104内可以放置各种不同的放射源，也可以放置各种相同的放射源，里面储存的放射源可以在控制器(图中未标出)内进行记录，当需要提取时，根据控制器(图中未标出)上显示的放射源类型进行选择。例如，控制器(图中未标出)上显示第十五放射源升降通道104内放置的为中子放射源，需要提取该放射源时，我们就可以按下相对应的按键，此时，控制器(图中未标出)就会发出信号，这里的控制器(图中未标出)为PLC控制器(图中未标出)，在发出信号之前，PLC控制器(图中未标出)根据对应的位置进行计算，得出需要转动的角度或者转数，当信号传输至伺服电机115时，伺服电机115根据该信号进行转动，当转动到相应的位置时，PLC控制器(图中未标出)接收信号，并且控制气管105上的相应的控制阀106打开，同时，外接的气泵也与PLC控制器(图中未标出)相连接，PLC控制器(图中未标出)也控制气泵工作，对气管105内进行加气加压，为了精确控制放射源托座107的上升高度，主通道101上端口设计一个向内延伸的凸起，在凸起上设计一个压力传感器(图中未标出)，压力传感器(图中未标出)与PLC控制器(图中未标出)相连接，当放射源托座107上升到顶部时，由于凸起的作用，其无法继续上升，且此时，放射源托座107与压力传感器(图中未标出)接触，压力传感器(图中未标出)发出信号，并且PLC控制器(图中未标出)接收信号，控制器(图中未标出)控制阀106关闭，同时气泵停止工作。

此时机械手对露出于收纳罐的放射源进行夹取，完成整个提取的过程。同时为了更精确的将放射源托座107收回收纳罐内，在放射源托座107上设计了第二压力传感器(图中未标出)，当放射源被夹取后，第二压力传感器(图中未标出)发出信号，PLC控制器(图中未标出)接收信号，并且控制控制阀106打开，同时气泵停止工作，此时，在放射源托座107的重力作用下，可伸缩的管状通道108缩回到原长度，最后旋转到初始位置。

所述放射源多功能夹爪包括：

上夹爪；

与所述上夹爪相对设置的下夹爪；

与所述上夹爪、所述下夹爪相连接，用于驱动所述上夹爪、所述下夹爪夹紧或者松开的驱动装置；

所述上夹爪上设有能够伸缩进所述上夹爪内外的微型上夹爪组件；

所述下夹爪上设有能够伸缩进所述下夹爪内外、与所述微型上夹爪组件相对应设置的微型下夹爪组件。

具体的，在夹取大直径的物体时，此时，驱动装置工作，控制上夹爪和下夹爪夹紧或者松开，完成夹取和放下的动作。在这里需要说明的是，此时的微型上夹爪组件和微型下夹爪组件缩于上夹爪和下夹爪内，在上述动作中不起到任何作用。当需要夹取的物品的直径较小时，用上夹爪与下夹爪夹取时，即使上夹爪与下夹爪处于夹紧状态，也无法夹取的时候，微型上夹爪组件和微型下夹爪组件向外伸出，且两者相对应设置，通过微型上夹爪组件和微型下夹爪组件对直径较小的物品进行夹取，实现了一个夹爪夹取大直径物品和小直径物品的功能。

优选为，所述驱动装置包括：

驱动装置外壳220；

设置在所述驱动装置外壳内的第一气缸201；

与所述第一气缸201相连接、通过所述第一气缸201控制做往复运动的第一活塞杆202；

设置在所述第一活塞杆202端部的齿状部203；

分别设置在所述上夹爪和所述下夹爪上、且与所述齿状部203相啮合的齿轮204；

穿过所述齿轮204中心、两端固定设置在所述驱动装置外壳上的转轴205；

当第一气缸201控制第一活塞杆202做往复运动时，第一活塞杆202端部的齿状部203跟着一起运动，通过齿状部203的运动，带动齿轮204转动，从而控制上夹爪、下夹爪的夹紧或者松开。

具体的，当需要控制上夹爪与下夹爪工作时，此时，通过控制驱动装置外壳内的第一气缸201工作，控制第一活塞杆202向后运动，第一活塞杆202端部的齿状部203也跟着向后运动，在运动的过程中，齿状部203带动与其相互啮合的齿轮204转动，当齿轮204转动时，与齿轮204相连接的上夹爪与下夹爪向内转动，完成对物品的一个夹取的动作。

当需要将上夹爪和下夹爪松开，此时，控制第一气缸201向前运动，在运动的过程中，齿状部203带动与其相互啮合的齿轮204转动，当齿轮204转动时，与齿轮204相连接的上夹爪与下夹爪向外转动，完成对物品的一个松开的动作。

优选为，所述齿轮204为半齿轮204。

这里需要说明的是，半齿轮204上的齿为齿轮204上的齿的一半。

优选为，所述上夹爪包括：

上夹爪本体206；

设置在所述上夹爪本体206上、用于夹取物品的上夹槽207；

所述下夹爪包括：

下夹爪本体208；

设置在所述下夹爪本体208上、与所述上夹槽207相对应设置、用于夹取物品的下夹槽209。

具体的，上夹爪包括上夹爪本体206，以及设置在上夹爪本体206上的上夹槽207，下夹爪包括下夹爪本体208，以及设置在下夹爪本体208上的下夹槽209，当需要夹取物品时，将上夹槽207与下夹槽209位置与夹取物品的位置相对应，通过驱动装置，控制上夹爪本体206和下夹爪本体208运动，使得上夹槽207与下夹槽209共同作用，对物品进行夹紧。

这里还需要说明的是，上夹爪本体206和下夹爪本体208上的上夹槽207和下夹槽209可以设计多个不同直径的槽口，在本较佳实施例中，设计了用于夹取直径为Φ6-Φ15的槽口，以及用于夹取直径为Φ12-Φ26的槽口。

优选为，所述微型上夹爪组件包括：

设置在所述上夹爪本体206内的第二气缸210；

与所述第二气缸210相连接、通过第二气缸210驱动的第二活塞杆211；

设置在所述第二活塞杆211上、与所述第二活塞杆211相连接的微型上夹爪212；

一端与所述第二气缸210内部相连接、另一端与所述第二活塞杆211相连接的弹簧213；

设置在所述上夹爪本体206上、用于微型上夹爪212伸缩的通孔；

所述微型下夹爪组件包括：

设置在所述下夹爪本体208内的第三气缸214；

与所述第三气缸214相连接、通过第三气缸214驱动的第三活塞杆215；

设置在所述第三活塞杆215上、与所述第三活塞杆215相连接的微型下夹爪216；

一端与所述第三气缸214内部相连接、另一端与所述第三活塞杆215相连接的第二弹簧217；

设置在所述下夹爪本体208上、用于微型下夹爪216伸缩的第二通孔；

当所述弹簧213、所述第二弹簧217处于正常长度时，所述微型上夹爪212、所述微型下夹爪216缩于上夹爪本体206、下夹爪本体208内。

具体的，当需要夹取的物品直径过小，即使上夹爪和下夹爪夹紧时，也无法夹起该物品时，此时第二气缸210和第三气缸214工作，推动第二活塞杆211和第三活塞杆215运动，将微型上夹爪212和微型下夹爪216向外推出，使其伸出上夹爪和下夹爪外，这里需要注意的是，需要控制微型上夹爪212和微型下夹爪216向外伸出的距离相等，使两者相对设置，此时通过驱动装置工作，控制上夹爪与下夹爪夹紧，此时微型上夹爪212和微型下夹爪216也随着夹紧，对直径较小的物品进行夹取。

这里需要注意的是，当夹取完成松开以后，第二气缸210和第三气缸214无需在动力驱动下将微型上夹爪212和微型下夹爪216缩回，只需打开气门，第二活塞杆211和第三活塞杆215在弹簧213和第二弹簧217回复力的作用下，自动缩回上夹爪和下夹爪内。相较于原来气缸还需要驱动气缸吸气才能将第二活塞杆211和第三活塞杆215吸回的方案，此方案减少吸气的步骤，降低了能耗。

优选为，所述微型下夹爪216上设有用于夹取物品的微型下夹槽218；所述微型上夹爪212上设有用于夹取物品的微型上夹槽219；所述微型下夹槽218与所述微型上夹槽219相对设置。

优选为，所述微型上夹槽219和所述微型下夹槽218的槽口大小小于所述上夹槽207和下夹槽209的槽口大小。

具体的，微型上夹槽219和微型下夹槽218能够用于夹取直径为Φ3-Φ8物品。

所述机器人防辐射装置包括：

用于强辐射区域的第一防辐射装置；

所述第一防辐射装置包括：

涂敷在机器人关节部位电路板表面、用于慢化吸收中子的硼粉301；

以及设置在机器人关节部位外、用于屏蔽γ射线的铅层防护罩302。

具体的，强辐射区域一般就是离放射源比较近的位置，其一般使用在机械臂上，当机械臂在对放射源进行一系列操作时，其与放射源直接接触，那么放射源放射出来的射线直接作用于机械臂上，对机械臂的关节内的编码器，电路板等造成危害。为了避免强辐射对机械臂内的系列元器件长时间、高强度辐射造成过早损坏，在机械臂关节部位电路板表面涂敷硼粉301，对中进行慢化吸收，同时了避免γ射线对其的影响，在机械臂关节部位外套上铅层防护罩302，铅层防护罩302对射线中的γ射线进行屏蔽，大大减少了放射源对机械臂的危害。

需要说明的是，第一防辐射装置在强辐射区域内不能完全隔离放射源的辐射，其工作时，改变辐射角度，将集中在某一区域内的辐射进行发射，使其辐射能量分散、均匀化，避免局部区域内因长时间高强度辐射造成过早损坏。

还需要说明的是，为了便于硼粉301固定在机器人关节部位电路板表面，将混有硼粉301的环氧树脂涂敷到其表面，实现硼粉301固定。

优选为，所述机器人防辐射装置还包括：

与所述第一防辐射装置配合使用、用于弱辐射区域的第二防辐射装置；

所述第二防辐射装置包括：

涂敷固定在机械臂内部电路以及电缆线表面、含有硼粉的环氧树脂层303。

具体的，第二辐射装置与第一辐射装置相比，减少了铅层防护罩302，其适用于辐射较弱的区域，一般在机器人中应用在机器人内部。其一般涂敷在机械臂内部电路以及电缆线表面，对辐射进机器内部的中子进行慢化，这里需要说明的是，为了将硼粉301牢固的涂敷在机械臂内部电路以及电缆线表面，将硼粉301与环氧树脂混合，通过环氧树脂将硼粉301固定到机械臂内部电路以及电缆线表面，避免在使用过程中出现硼粉301掉落，减少防辐射效果的作用。

所述放射源理源操作平台包括：

平台本体401；

若干设置在所述平台本体401上、用于放射源瓶412放置的放射源瓶安放孔402；

若干设置在所述平台本体401上、用于放射源瓶盖411放置的放射源瓶盖安放孔403；

以及设置在所述平台本体401上、用于所述放射源瓶412与所述放射源瓶盖411旋紧的旋紧机构。

优选为，所述平台本体401侧边上设有斜向上倾斜、用于防止放射源掉落的挡板404。

优选为，所述旋紧机构包括：

依次排列、且在一条直线上的第一皮带轮405、第二皮带轮406、第三皮带轮407、第四皮带轮408；

与所述第一皮带轮405、所述第四皮带轮408传动连接的电机409；

张紧在所述第一皮带轮405、第二皮带轮406、第三皮带轮407、第四皮带轮408上的皮带410；

设置在所述第二皮带轮406、所述第三皮带轮407两侧的皮带410张紧机构；

以及设置在所述第二皮带轮406、所述第三皮带轮407上、用于放射源瓶412放置并且夹紧的夹紧装置。

优选为，所述皮带410张紧机构包括：

设置在平台本体401上、位于所述第二皮带轮406、所述第三皮带轮407两侧安装座413；

设置在所述安装座413上、将所述第二皮带轮406和所述第三皮带轮407两侧的皮带410压紧在所述第二皮带轮406和所述第三皮带轮407上的弹力装置；

以及设置在所述安装座413上、用于调节皮带410与所述第一皮带轮405、第二皮带轮406、第三皮带轮407、第四皮带轮408之间压力的压力调节装置。

优选为，所述弹力装置包括：

与所述安装座413相连接的两个伸缩杆414；

套装在所述伸缩杆414外的弹簧415；

以及与所述伸缩杆414相连接的压板416；

所述压板416压合在所述第二皮带轮406和第三皮带轮407两侧的皮带410上，此时的弹簧415处于被压缩状态。

优选为，所述压力调节装置包括：

一端转动连接在所述安装座413上的调节杆417；

设置在所述调节杆417另一端、且与所述皮带410相接触的调节轮418；

一端转动连接在所述安装座413上、另一端转动连接在所述调节杆417上的伸缩装置；

所述伸缩装置为气缸，通过气缸控制伸缩装置伸缩，从而控制调节轮418工作。

优选为，所述夹紧装置包括：

夹座槽419；

设置在底部的复位装置420；

转动设置在所述复位装置420上、两个相对设置的夹紧块421；

所述两个夹紧块421上端口的宽度与放射源瓶412的直径之和大于夹座槽419的宽度；

当放射源瓶412放置到夹紧块421中间时，向下继续压下，触动复位装置420下压，导致夹紧块421跟着下压，当复位开关到达卡接部位时，此时的夹紧块421在夹座槽419的作用下，将放射源瓶412夹紧；当放射源瓶412通过机械手将放射源瓶盖411向下压紧到放射源瓶412上时，此时复位装置420再次向下运动，到达回复位置后，回复装置自动向上恢复到原来状态，将放射源瓶412顶住。

优选为，所述夹座槽419底部设有高度调节装置。

优选为，所述高度调节装置包括：

与所述夹座槽419相连接的顶杆；

以及与所述顶杆相连接的气缸。

优选为，所述电机409转轴上设有扭矩传感器。

本实施例在使用时，首先通过机械手将放射源瓶412放置到放射源瓶安放孔402内，将放射源瓶盖411放置到放射源瓶盖安放孔403内，需要说明的是，整个系统通过光学相机定位，精确对位置进行定位，然后控制机械手运动。当工作时，机械手从放射源收纳罐内将放射源取出，通过光学相机定位系统对放射源瓶412的位置进行确定，将放射源放置到放射源瓶412内，如果在放置放射源的过程中放射源不慎掉落，通过挡板404的作用，避免放射源掉落到地面上。同时，通过光学相机定位系统将掉落的放射源夹起，重复上述步骤。当放射源被放入放射源瓶412以后，通过机械手将放射源瓶412放置到第二皮带轮406或者第三皮带轮407上的夹紧装置上夹紧，夹紧完成后，根据放射源瓶盖411与放射源瓶412之间的配合方式，如果是通过按压卡扣固定的，那么机械手将平台本体401上的放射源瓶盖411夹起后，通过光学相机定位系统，将放射源瓶盖411按压固定到放射源瓶412上，完成整个过程，早按压完成以后，放射源瓶412在回复装置的作用下与夹紧装置分离，将成品夹走，进行下一步工作。这里需要说明的是，回复装置即为现在市面上的具有回复作用的按钮装置，当按钮被按下以后，首先会出现固定，当继续向下按压时，按钮就会自动弹起，这里的回复装置即为上述装置，为一个非常成熟的现有技术，故不在此做具体描述。当放射源瓶412与放射源瓶盖411之间的固定方式为螺纹固定时，那么通过机械手和光学相机定位系统的配合作用，将放射源瓶412夹紧在第二皮带轮406或者第三皮带轮407上的夹紧装置内，当夹紧完成后，机械手加放射源瓶盖411夹起放置到对应的放射源瓶412上，此时，电机409转动，带动第一皮带轮405、第二皮带轮406、第三皮带轮407、第四皮带轮408转动，实现放射源瓶412的转动，最后完成放射源瓶412与放射源瓶盖411的旋紧。为了更好的监控放射源瓶盖411的旋紧度，在电机409的转轴上设置扭矩传感器，通过扭矩传感器，来控制放射源瓶412与放射源瓶盖411之间的旋紧度。

还需要说明的是，为了避免皮带410与第一皮带轮405、第二皮带轮406、第三皮带轮407和第四皮带轮408之间出现打滑的现象，通过设置在皮带410两侧的皮带410涨紧装置进行压力调节。

一种放射源智能操作系统的使用方法，其特征在于，所述放射源智能操作系统的使用方法步骤如下：

S1：通过放射源收纳罐将放射源从收纳罐内伸出到收纳罐外；

S2：自动化设备对放射源进行夹取，在放射源理源操作平台上进行操作。

上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (10)

1.一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述放射源智能操作系统包括：

用于放射源存放、拿取的放射源收纳罐；

用于进行放射源系列操作的自动化设备；

用于放射源操作进行的放射源理源操作平台；

以及与所述放射源收纳罐、所述自动化设备、所述放射源理源操作平台相连接的控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述放射源收纳罐包括：

放射源收纳罐本体；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于储存放射源、且能转动的储源旋转仓；

设置在所述放射源收纳罐本体内、用于放射源进出的主通道；

设置在所述放射源收纳罐本体上、与所述储源旋转仓相连接、用于所述储源旋转仓转动的驱动装置；

以及插入到所述放射源收纳罐本体内、与所述储源旋转仓相连接的进气管道；

所述储源旋转仓包括：

腔室；

若干设置在所述腔室上、呈圆环状排列、用于放射源上下升降的放射源升降通道；

所述放射源升降通道底部通过气管与所述进气管道相连通；

所述气管上设有用于控制气管打开或者关闭的控制阀；

设置在所述放射源升降通道内、与所述放射源升降通道内侧壁密封连接、用于放置放射源的放射源托座；

以及与所述驱动装置、所述控制阀相连接、用于信号接收和处理的控制器；

所述放射源托座下方密封连接有可伸缩的管状通道，所述管状通道下端与气管相连接；

当气管内进气时，可伸缩的管状通道在气压的作用下被拉伸，带动放射源托座向上运动；当气管内不再进气时，且气管与外界连通时，此时可伸缩的管状通道在放射源托座重力的作用下缓缓下降，自动回到原来的位置；

罐体；

设置在所述罐体上、与所述罐体相配合连接的罐体盖子；

以及设置在所述罐体下方、与地面相支撑的支撑脚；

所述罐体内设有中子屏蔽材料；所述中子屏蔽材料包裹在储源旋转仓外；

与所述圆柱形腔体上壳固定连接的连杆；

与所述连杆相连接的齿轮；

与所述齿轮相互啮合的第二齿轮；

以及与所述第二齿轮相连接的伺服电机；

所述进气管道上设有若干出气孔，所述出气孔与气管相配合连接；

当储源旋转仓转动到其上的放射源升降通道与主通道相配合时，此时进气管道上的出气孔分别与储源旋转仓内的气管相配合连接。

所述中子屏蔽材料包括：

设置在所述储源旋转仓外的、用于慢化中子的聚乙烯层；

设置在所述聚乙烯层外、用于阻隔中子的含硼聚乙烯层；

以及设置在所述罐体内表面、用于阻挡γ射线的铅层；

所述出气孔与气管相配合连接处设有相互紧密配合的密封圈。

3.根据权利要求1或2所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述自动化设备包括：

机械手驱动装置；

与所述机械手驱动装置相连接的多功能夹爪；

以及设置在所述自动化设备上的防辐射装置。

4.根据权利要求3所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述多功能夹爪包括：

上夹爪；

与所述上夹爪相对设置的下夹爪；

与所述上夹爪、所述下夹爪相连接，用于驱动所述上夹爪、所述下夹爪夹紧或者松开的驱动装置；

所述上夹爪上设有能够伸缩进所述上夹爪内外的微型上夹爪组件；

所述下夹爪上设有能够伸缩进所述下夹爪内外、与所述微型上夹爪组件相对应设置的微型下夹爪组件；

所述驱动装置包括：

驱动装置外壳；

设置在所述驱动装置外壳内的第一气缸；

与所述第一气缸相连接、通过所述第一气缸控制做往复运动的第一活塞杆；

设置在所述第一活塞杆端部的齿状部；

分别设置在所述上夹爪和所述下夹爪上、且与所述齿状部相啮合的齿轮；

穿过所述齿轮中心、两端固定设置在所述驱动装置外壳上的转轴；

当第一气缸控制第一活塞杆做往复运动时，第一活塞杆端部的齿状部跟着一起运动，通过齿状部的运动，带动齿轮转动，从而控制上夹爪、下夹爪的夹紧或者松开；

所述齿轮为半齿轮；

所述上夹爪包括：

上夹爪本体；

设置在所述上夹爪本体上、用于夹取物品的上夹槽；

所述下夹爪包括：

下夹爪本体；

设置在所述下夹爪本体上、与所述上夹槽相对应设置、用于夹取物品的下夹槽；

所述微型上夹爪组件包括：

设置在所述上夹爪本体内的第二气缸；

与所述第二气缸相连接、通过第二气缸驱动的第二活塞杆；

设置在所述第二活塞杆上、与所述第二活塞杆相连接的微型上夹爪；

一端与所述第二气缸内部相连接、另一端与所述第二活塞杆相连接的弹簧；

设置在所述上夹爪本体上、用于微型上夹爪伸缩的通孔；

所述微型下夹爪组件包括：

设置在所述下夹爪本体内的第三气缸；

与所述第三气缸相连接、通过第三气缸驱动的第三活塞杆；

设置在所述第三活塞杆上、与所述第三活塞杆相连接的微型下夹爪；

一端与所述第三气缸内部相连接、另一端与所述第三活塞杆相连接的第二弹簧；

设置在所述下夹爪本体上、用于微型下夹爪伸缩的第二通孔；

当所述弹簧、所述第二弹簧处于正常长度时，所述微型上夹爪、所述微型下夹爪缩于上夹爪本体、下夹爪本体内；

所述微型下夹爪上设有用于夹取物品的微型下夹槽；所述微型上夹爪上设有用于夹取物品的微型上夹槽；所述微型下夹槽与所述微型上夹槽相对设置；

所述微型上夹槽和所述微型下夹槽的槽口大小小于所述上夹槽和下夹槽的槽口大小。

5.根据权利要求3或4所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述防辐射装置包括：

用于强辐射区域的第一防辐射装置；

所述第一防辐射装置包括：

涂敷在机器人关节部位电路板表面、用于慢化吸收中子的硼粉；

以及设置在机器人关节部位外、用于屏蔽γ射线的铅层防护罩；

与所述第一防辐射装置配合使用、用于弱辐射区域的第二防辐射装置；

所述第二防辐射装置包括：

涂敷固定在机械臂内部电路以及电缆线表面、含有硼粉的环氧树脂层。

6.根据权利要求5所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述放射源理源操作平台包括：

平台本体；

若干设置在所述平台本体上、用于放射源瓶放置的放射源瓶安放孔；

若干设置在所述平台本体上、用于放射源瓶盖放置的放射源瓶盖安放孔；

以及设置在所述平台本体上、用于所述放射源瓶与所述放射源瓶盖旋紧的旋紧机构；

所述平台本体侧边上设有斜向上倾斜、用于防止放射源掉落的挡板；

所述旋紧机构包括：

依次排列、且在一条直线上的第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮；

与所述第一皮带轮、所述第四皮带轮传动连接的电机；

张紧在所述第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮上的皮带；

设置在所述第二皮带轮、所述第三皮带轮两侧的皮带张紧机构；

以及设置在所述第二皮带轮、所述第三皮带轮上、用于放射源瓶放置并且夹紧的夹紧装置；

所述皮带张紧机构包括：

设置在平台本体上、位于所述第二皮带轮、所述第三皮带轮两侧安装座；

设置在所述安装座上、将所述第二皮带轮和所述第三皮带轮两侧的皮带压紧在所述第二皮带轮和所述第三皮带轮上的弹力装置；

以及设置在所述安装座上、用于调节皮带与所述第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮之间压力的压力调节装置；

所述弹力装置包括：

与所述安装座相连接的两个伸缩杆；

套装在所述伸缩杆外的弹簧；

以及与所述伸缩杆相连接的压板；

所述压板压合在所述第二皮带轮和第三皮带轮两侧的皮带上，此时的弹簧处于被压缩状态；

所述压力调节装置包括：

一端转动连接在所述安装座上的调节杆；

设置在所述调节杆另一端、且与所述皮带相接触的调节轮；

一端转动连接在所述安装座上、另一端转动连接在所述调节杆上的伸缩装置；

所述伸缩装置为气缸，通过气缸控制伸缩装置伸缩，从而控制调节轮工作；

所述夹紧装置包括：

夹座槽；

设置在底部的复位装置；

转动设置在所述复位装置上、两个相对设置的夹紧块；

所述两个夹紧块上端口的宽度与放射源瓶的直径之和大于夹座槽的宽度；

当放射源瓶放置到夹紧块中间时，向下继续压下，触动复位装置下压，导致夹紧块跟着下压，当复位开关到达卡接部位时，此时的夹紧块在夹座槽的作用下，将放射源瓶夹紧；当放射源瓶通过机械手将放射源瓶盖向下压紧到放射源瓶上时，此时复位装置再次向下运动，到达回复位置后，回复装置自动向上恢复到原来状态，将放射源瓶顶住。

7.根据权利要求6所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述夹座槽底部设有高度调节装置。

8.根据权利要求6所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述高度调节装置包括：

与所述夹座槽相连接的顶杆；

以及与所述顶杆相连接的气缸。

9.根据权利要求8所述的一种放射源智能操作系统，其特征在于，所述电机转轴上设有扭矩传感器。

10.根据权利要求1-9中的任意一项所述的一种放射源智能操作系统的使用方法，其特征在于，所述放射源智能操作系统的使用方法步骤如下：

S1：通过放射源收纳罐将放射源从收纳罐内伸出到收纳罐外；

S2：自动化设备对放射源进行夹取，在放射源理源操作平台上进行操作。