[發明專利]基于爬壁機器人的隧道內放射性氡智能感知監測系統及方法

有效

• 申請號: 201810448555.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108708770B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 薛翊國;李廣坤;李術才;王萌;邱道宏;蘇茂鑫;屈聰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發明公開了一種基于爬壁機器人的隧道內放射性氡智能感知監測系統及方法，在爬壁機器人爬行過程中，將放射性監測信息和各個時刻的坐標位置信息以及拍照獲取的圖像信息通過無線傳輸系統傳到洞外風險評估處理室。洞外獲得信息立即分析處理后，再次通過無線傳輸系統將處理結果傳遞給爬行機器人的反饋接收系統，機器人根據放射性含量值是否超標選擇是否預警定位。本發明具有功能齊全、安全高效、對隧道無損傷、操作簡單、節省人力物力等優點。

技術領域

本發明涉及一種基于爬壁機器人的隧道內放射性氡智能感知監測系統及方法。

背景技術

隨著我國經濟建設的飛速發展，越來越多的大埋深大斷面鐵路公路隧道開始出現，穿過的火成巖隧道也越來越多，而火成巖隧道中可能含有大量的放射性物質。氡氣濃度高的地方常常地下水較多，部分地方還有構造裂隙。在建隧道中這些特征都比較常見，有利于氡的擴散和富集。人體所受天然輻射，主要有宇宙射線、陸地γ射線、體內放射性核素及氡四部分，其中氡所照射份額最大。氡對人體的輻射傷害占人體所受到的全部環境輻射中的55％以上，對人體健康威脅極大，其發病潛伏期大多都在15年以上。醫學研究已經證實，氡氣還可能引起白血病、胎兒畸形遺傳等后果。因此，在實際工程中，必須考慮到放射性物質帶來的不良影響，隧道內放射性監測也成為現場施工中必須考慮到的重點。

目前，隧道內進行放射性氡監測面臨著一系列難以處理的問題。具體問題如下：

1.一般隧道內放射性氡監測時都是人工帶著放射性氡檢測儀到現場進行監測。對于監測工人來說，長時間地進行這樣的重復性勞動必然會受到放射性氡對自身的傷害。

2.放射性氡檢測儀一般在檢測后很難迅速得出測量結果，無法及時判斷所測區域的放射性氡的含量是否超標；

3.隧道內空間較大范圍廣，人工檢測必然需要耗費大量人力物力，檢測效率低下，難以滿足隧道施工進度要求；

4.隧道內現場進行放射性監測時，掌子面或者崎嶇路段的廢渣區，是比較危險的區域，如果貿然帶著測量儀器到該位置進行監測，此過程非常不便并存在安全風險；

對于隧道內比較高或死角處，如果不借助第三方平臺將很難對該位置進行放射性監測，這樣的監測結果具有片面性。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于爬壁機器人的隧道內放射性氡智能感知監測系統及方法。本發明具有安全高效、方便快捷、監測結果準確等優點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一目的是提供一種基于爬壁機器人的隧道內放射性氡智能感知監測系統，包括爬壁機器人主體，所述爬壁機器人主體內設置有氡監測系統、坐標定位系統、智能感知系統、無線傳輸系統、反饋系統和探測系統；

所述探測系統包括設置于爬壁機器人主體與墻面接觸處的若干放射性探頭、可伸縮性放射性氡監測探頭和距離傳感器；

所述氡監測系統接收放射性探頭、可伸縮性放射性氡監測探頭的采集數據，對爬行區域及周圍區域進行放射性氡監測，獲得機器人所爬行周圍區域的放射性含量；

所述坐標定位系統，被配置為記錄爬壁機器人主體各個時刻的位置信息，作為控制機器人爬行路線的基準；

所述智能感知系統，接收距離傳感器的采集數據，感知爬壁機器人主體附近的障礙物信息，進行實時的路線規劃與調整；

所述無線傳輸系統，將機器人所爬行周圍區域的放射性含量以及機器人爬行路線傳輸到遠程服務端，并接收遠程服務端的控制指令；

所述反饋系統，根據控制指令控制爬壁機器人主體的運動。

進一步的，爬壁機器人主體與墻面接觸處設至少兩個放射性探頭，爬壁機器人主體的四周各布設至少一個可伸縮性放射性氡監測探頭。