CN113093263B - 一种辐射探测装置及机器人探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防辐射技术领域，公开了一种辐射探测装置及机器人探测系统。该辐射探测装置包括辐射监测机构、图像采集机构和调整机构，辐射监测机构包括多个呈阵列排布的半导体射线探测器，每个半导体射线探测器均能够检测到辐射射线的信号及强度；图像采集机构用于采集辐射射线及其周围的图像信息；调整机构与辐射监测机构电连接，调整机构被配置为根据多个半导体射线探测器接收到的辐射射线的强度驱动辐射监测机构和图像采集机构旋转，以使多个半导体射线探测器形成的阵列的中心位置接收到的辐射射线的信号最强。本发明提供的辐射探测装置，可以准确地判断放射源的方位，以便作业人员及时处理，降低其带来的危害。

Description

一种辐射探测装置及机器人探测系统

技术领域

本发明涉及防辐射技术领域，尤其涉及一种辐射探测装置及机器人探测系统。

背景技术

对核事故应急场合的辐射数据的监测和图像采集通常采用的方式为：机器人探测车携带探测装置对核辐射方向进行测量及拍照，但是核事故应急现场环境较复杂，放射源存在隐蔽、遮挡及覆盖的问题，导致现有的机器人探测车无法准确地定位放射源的位置。

因此，亟需提出一种辐射探测装置，以解决上述问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种辐射探测装置及机器人探测系统，可以准确定位放射源的位置。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种辐射探测装置，包括：

辐射监测机构，包括多个呈阵列排布的半导体射线探测器，每个所述半导体射线探测器均能够检测到辐射射线的信号及强度；

图像采集机构，用于采集所述辐射射线及其周围的图像信息；

调整机构，与所述辐射监测机构电连接，所述调整机构被配置为根据多个所述半导体射线探测器接收到的所述辐射射线的强度驱动所述辐射监测机构和所述图像采集机构旋转，以使多个所述半导体射线探测器形成的阵列的中心位置接收到的所述辐射射线的信号最强。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述图像采集机构包括：

第一防辐射外壳，所述第一防辐射外壳的一端开口；

第一防辐射视窗，封堵于所述第一防辐射外壳的开口；

图像采集组件，设置于所述第一防辐射外壳内部，且所述图像采集组件的镜头朝向所述第一防辐射外壳的开口。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述第一防辐射外壳和所述第一防辐射视窗均采用铅材质制成。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述图像采集组件的镜头的朝向与所述半导体射线探测器的镜头的朝向相同。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述辐射监测机构还包括：

第二防辐射外壳，其一端开口，多个所述半导体射线探测器的镜头朝向所述第二防辐射外壳的开口；

第二防辐射视窗，封堵于所述第二防辐射外壳的开口。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述第二防辐射外壳和所述第二防辐射视窗均采用铅材质制成。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述调整机构包括调整驱动部和调节平台，所述辐射监测机构和所述图像采集机构均设置于所述调节平台上，所述调整驱动部的输出端与所述调节平台相连接，以驱动所述调节平台旋转。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述调整驱动部包括：

水平驱动组件，其输出端与所述调节平台相连接，用于驱动所述调节平台绕第一轴线旋转；

竖直驱动组件，其输出端与所述水平驱动组件相连接，用于驱动所述水平驱动组件绕第二轴线旋转，所述第一轴线和所述第二轴线相互垂直。

作为一种辐射探测装置的优选方案，所述图像采集机构的数量为两个，两个所述图像采集机构分别对称设置于所述辐射监测机构的两侧。

为达上述目的，本发明还提供一种机器人探测系统，包括如以上任一方案所述的辐射探测装置。

本发明提供的有益效果：

本发明提供的辐射探测装置，在对放射源进行探测时，多个半导体射线探测器会同时对其前方的辐射射线进行接收，每个半导体射线探测器均能够检测到其前方的辐射射线的强度，调整机构根据多个半导体射线探测器接收到的辐射射线的强度驱动辐射监测机构进行旋转，以使位于阵列的中心位置接收到的辐射射线的信号最强。当位于阵列的中心位置接收到的辐射射线的信号最强时，辐射监测机构的正前方就是放射源的方向，作业人员即可以判断出放射源的位置；图像采集机构可以对辐射射线周围的图像进行采集，方便作业人员获取放射源周围的环境，从而使操作人员及时对其进行处理，防止辐射射线造成更大范围的伤害。

本发明还提供一种机器人探测系统，包括上述辐射探测装置，通过设置辐射探测装置，可以准确地判断放射源的方位，以便作业人员及时处理，降低其带来的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的辐射探测装置在一个视角下的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的辐射探测装置在另一个视角下的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的辐射探测装置在一个视角下的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的辐射探测装置在另一个视角下的结构示意图。

图中：

1-辐射监测机构；11-第二防辐射外壳；12-第二防辐射视窗；

2-图像采集机构；21-第一防辐射外壳；22-第一防辐射视窗；

3-调整机构；31-调整驱动部；311-水平驱动组件；312-竖直驱动组件；32-调节平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1-图2所示，本实施例提供一种辐射探测装置，该辐射探测装置包括辐射监测机构1、图像采集机构2和调整机构3，其中，辐射监测机构1包括多个呈阵列排布的半导体射线探测器，每个半导体射线探测器均能够检测到辐射射线的信号及强度；图像采集机构2用于采集辐射射线及其周围的图像信息；调整机构3与辐射监测机构1电连接，调整机构3被配置为根据多个半导体射线探测器接收到的辐射射线的强度驱动辐射监测机构1和图像采集机构2旋转，以使多个半导体射线探测器形成的阵列的中心位置接收到的辐射射线的信号最强。可以理解的是，辐射射线的信号最强的点即为辐射射线的发射点，即放射源，也就是说当位于阵列的中心位置接收到的辐射射线的信号最强时，辐射监测机构1的正前方就是放射源的方向，作业人员即可以判断出放射源的位置；图像采集机构2可以对辐射射线周围的图像进行采集，方便作业人员获取放射源周围的环境，从而使操作人员及时对其进行处理，防止辐射射线造成更大范围的伤害。

优选地，该辐射探测装置还包括控制器，辐射监测机构1、图像采集机构2和调整机构3均与控制器电连接，半导体射线探测器接收到的不同辐射射线的强度信号能够转化为电信号传输至控制器，经控制器处理后，标识出多个半导体射线探测器形成的阵列平面上的辐射射线的强度差异，强度大的点为辐射射线的来源方位，根据阵列点的位置，控制器控制调整机构3驱动辐射监测机构1和图像采集机构2进行旋转；然后辐射监测机构1按照上述步骤继续对其前方的辐射射线进行探测，直至多个半导体射线探测器形成的阵列平面的中心位置为辐射射线的强度最大或者强度分布均匀为止，此时辐射监测机构1正前方的位置即为放射源的位置；图像采集机构2可以获取其前方的图像信息并将其传输至控制器，作业人员根据图像采集机构2采集的图像信息判断放射源周围的环境，以便于及时对放射源进行处理。

进一步地，图像采集机构2包括第一防辐射外壳21、第一防辐射视窗22和图像采集组件，第一防辐射外壳21的一端开口，第一防辐射视窗22封堵于第一防辐射外壳21的开口，图像采集组件设置于第一防辐射外壳21内部，且图像采集组件的镜头朝向第一防辐射外壳21的开口。通过将图像采集组件设置于第一防辐射外壳21和第一防辐射视窗22围设形成的容纳空间内，可以防止电磁和高能离子辐射对图像采集组件造成干扰或者破坏，保证图像采集组件具有稳定的工作性能，且能延长图像采集组件的使用寿命。

优选地，第一防辐射外壳21和第一防辐射视窗22均采用铅材质制成。铅的密度较大，结构排列紧密，可以防止射线穿过，在长时间被辐射时铅原子结构也不会被破坏，相较于其他金属，铅质量较轻，且本身不具有放射性。在本实施例中，第一防辐射视窗22为铅玻璃，防辐射效果好，且观察视野较好。

在本实施例中，图像采集组件为图像信号采集摄像头，取材方便，制造成本较低。当然，在其他实施例中，只要能够实现对放射源周围的图像进行采集的图像采集组件均可以被采用。

同样地，辐射监测机构1还包括第二防辐射外壳11和第二防辐射视窗12，第二防辐射外壳11的一端开口，多个半导体射线探测器的镜头朝向第二防辐射外壳11的开口，第二防辐射视窗12封堵于第二防辐射外壳11的开口。通过将半导体射线探测器设置于第二防辐射外壳11和第二防辐射视窗12围设形成的容纳空间内，可以防止电磁和高能离子辐射对半导体射线探测器造成干扰或者破坏，保证半导体射线探测器具有稳定的工作性能，且能延长半导体射线探测器的使用寿命。

优选地，第二防辐射外壳11和第二防辐射视窗12均采用铅材质制成。在本实施例中，第二防辐射视窗12为铅玻璃，防辐射效果好，且观察视野较好。

进一步地，调整机构3包括调整驱动部31和调节平台32，辐射监测机构1和图像采集机构2均设置于调节平台32上，调整驱动部31的输出端与调节平台32相连接，以驱动调节平台32旋转。通过设置调节平台32，调节平台32起到了共同支撑辐射监测机构1和图像采集机构2的作用，使得只需要设置一个调整驱动部31即可以同时驱动辐射监测机构1和图像采集机构2旋转，使得该辐射探测装置的结构紧凑，节省调整驱动部31的数量，减少整体装置的体积，降低制造成本。

进一步地，如图2所示，调整驱动部31包括水平驱动组件311和竖直驱动组件312，水平驱动组件311的输出端与调节平台32相连接，用于驱动调节平台32绕第一轴线M旋转，竖直驱动组件312的输出端与水平驱动组件311相连接，用于驱动水平驱动组件311绕第二轴线N旋转，第一轴线M和第二轴线N相互垂直。

具体而言，水平驱动组件311包括水平驱动件和水平移动平台，竖直驱动组件312包括竖直驱动件和竖直移动平台，竖直驱动件的输出端与竖直移动平台相连，竖直驱动件能够驱动竖直移动平台绕第二轴线N旋转，水平驱动件设置于竖直移动平台上，水平驱动件的输出端与水平移动平台相连接，水平驱动件能够驱动水平移动平台绕第一轴线M旋转。其中，在本实施例中，水平驱动件和竖直驱动件均为旋转电机。

优选地，在水平驱动件的输出端和水平移动平台之间还设置有第一减速机，在竖直驱动件的输出端和竖直移动平台之间还设置有第二减速机，第一减速机和第二减速机能够降低水平驱动件和竖直驱动件的输出转速，使水平移动平台和竖直移动平台低速旋转，防止由于调节平台32的旋转速度过快而错过放射源的位置，保证探测结果的准确性。

可以理解的是，图像采集组件的镜头的朝向与半导体射线探测器的镜头的朝向相同。图像采集组件用于实时采集多个半导体射线探测器正前方的图像信息，以使作业人员能够实时获取半导体射线探测器正前方的检测情况。

实施例二

由于半导体射线探测器的镜头的中心与图像采集组件的中心位置不重合，因此，图像采集组件采集的图像还需要进行校正才能准确获取辐射射线信号最强的位置，程序比较复杂。为了解决这个问题，如图3-图4所示，本实施例提供一种辐射探测装置，该辐射探测装置的结构与实施例一的大致相同，区别仅在于：图像采集机构2的数量为两个，两个图像采集机构2分别对称设置于辐射监测机构1的两侧。

通过在辐射监测机构1的两侧对称设置两个图像采集机构2，可以形成双目视觉，类似于人的两只眼睛一样，可以准确定位两个图像采集机构2的中心点的位置，正好可以与辐射监测机构1的中心位置重合，简化控制器的控制程序，使探测过程更加简单、快速且精确。

实施例三

本实施例提供一种机器人探测系统，包括如实施例一或者实施例二提供的辐射探测装置，通过设置辐射探测装置，可以准确地判断放射源的方位，以便作业人员及时处理，降低其带来的危害。

具体而言，机器人探测系统包括车体和运动机构，辐射探测装置设置于车体上，运动机构与控制器电连接，运动机构能够驱动车体前进，以对辐射射线进行更好的探测。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种辐射探测装置，其特征在于，包括：

辐射监测机构（1），包括多个呈阵列排布的半导体射线探测器，每个所述半导体射线探测器均能够检测到辐射射线的信号及强度；

图像采集机构（2），用于采集所述辐射射线及其周围的图像信息；

调整机构（3），与所述辐射监测机构（1）电连接，所述调整机构（3）被配置为根据多个所述半导体射线探测器接收到的所述辐射射线的强度驱动所述辐射监测机构（1）和所述图像采集机构（2）旋转，以使多个所述半导体射线探测器形成的阵列的中心位置接收到的所述辐射射线的信号最强；

所述图像采集机构（2）的数量为两个，两个所述图像采集机构（2）分别对称设置于所述辐射监测机构（1）的两侧形成双目视觉，准确定位两个所述图像采集机构（2）的中心点的位置，正好与所述辐射监测机构（1）的中心位置重合。

2.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述图像采集机构（2）包括：

第一防辐射外壳（21），所述第一防辐射外壳（21）的一端开口；

第一防辐射视窗（22），封堵于所述第一防辐射外壳（21）的开口；

图像采集组件，设置于所述第一防辐射外壳（21）内部，且所述图像采集组件的镜头朝向所述第一防辐射外壳（21）的开口。

3.根据权利要求2所述的辐射探测装置，其特征在于，所述第一防辐射外壳（21）和所述第一防辐射视窗（22）均采用铅材质制成。

4.根据权利要求2所述的辐射探测装置，其特征在于，所述图像采集组件的镜头的朝向与所述半导体射线探测器的镜头的朝向相同。

5.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述辐射监测机构（1）还包括：

第二防辐射外壳（11），其一端开口，多个所述半导体射线探测器的镜头朝向所述第二防辐射外壳（11）的开口；

第二防辐射视窗（12），封堵于所述第二防辐射外壳（11）的开口。

6.根据权利要求5所述的辐射探测装置，其特征在于，所述第二防辐射外壳（11）和所述第二防辐射视窗（12）均采用铅材质制成。

7.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述调整机构（3）包括调整驱动部（31）和调节平台（32），所述辐射监测机构（1）和所述图像采集机构（2）均设置于所述调节平台（32）上，所述调整驱动部（31）的输出端与所述调节平台（32）相连接，以驱动所述调节平台（32）旋转。

8.根据权利要求7所述的辐射探测装置，其特征在于，所述调整驱动部（31）包括：

水平驱动组件（311），其输出端与所述调节平台（32）相连接，用于驱动所述调节平台（32）绕第一轴线（M）旋转；

竖直驱动组件（312），其输出端与所述水平驱动组件（311）相连接，用于驱动所述水平驱动组件（311）绕第二轴线（N）旋转，所述第一轴线（M）和所述第二轴线（N）相互垂直。

9.一种机器人探测系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的辐射探测装置。

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