西南科技大學(xué)特殊環(huán)境機(jī)器人技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的“強(qiáng)輻射環(huán)境強(qiáng)適應(yīng)型機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目，在4月10日召開的四川省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，榮獲2016年度四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

 

　　關(guān)注核安全領(lǐng)域

 

　　過度的電離輻射對(duì)人體有致命的危害，遙控操作工具一直與核工業(yè)相伴而行。

 

　　然而，早期的機(jī)械動(dòng)力手已無法滿足現(xiàn)代核工業(yè)發(fā)展的需要。

 

　　四川作為“核大省”，在核事故偵查與應(yīng)急處置、核設(shè)施退役與核廢物處理處置、核設(shè)施檢測(cè)與運(yùn)行維護(hù)等方面有著強(qiáng)烈的應(yīng)用需求和良好的研究基礎(chǔ)。

 

　　基于上述技術(shù)需求，自2006年起，西南科技大學(xué)特殊環(huán)境機(jī)器人技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室攜手中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所、中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所，針對(duì)涉核領(lǐng)域的急、難、險(xiǎn)工程任務(wù)，重點(diǎn)突破了強(qiáng)輻射環(huán)境下機(jī)器人作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，在裝備研發(fā)、技術(shù)推廣等方面開展了廣泛的產(chǎn)、學(xué)、研、用合作。

 

　　破解關(guān)鍵難題

 

　　核工程作業(yè)須在安全穩(wěn)妥、人員受照射劑量最小、放射性污染擴(kuò)散最少的前提下，提升作業(yè)效率。核機(jī)器人系統(tǒng)是人在系統(tǒng)的強(qiáng)任務(wù)適應(yīng)型遙控操作多功能機(jī)器人。

 

　　2016年5月，四川省科學(xué)技術(shù)廳組織專家對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行鑒定，專家一致認(rèn)為該項(xiàng)目創(chuàng)新性強(qiáng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，相關(guān)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，推廣應(yīng)用價(jià)值高。

 

　　專家表示，該項(xiàng)目針對(duì)核電站、核燃料循環(huán)設(shè)施、核技術(shù)利用運(yùn)行和退役中強(qiáng)輻射環(huán)境下的作業(yè)，在耐輻射加固、多機(jī)協(xié)作的作業(yè)優(yōu)化、強(qiáng)輻射環(huán)境場(chǎng)景感知、強(qiáng)輻射環(huán)境高可靠通信等機(jī)器人系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。

 

　　多年來，科研人員掌握了強(qiáng)γ射線對(duì)電子學(xué)器件的輻照損傷規(guī)律和系統(tǒng)化的抗輻射方法，形成了電子學(xué)器件—電路及功能模塊—整機(jī)系統(tǒng)三個(gè)層次的抗輻射加固方案；開展并完成了核機(jī)器人本體、控制單元、人機(jī)交互單元的研究，完成遙操作與局部自主結(jié)合、多機(jī)器人協(xié)同的核環(huán)境工程機(jī)器人作業(yè)技術(shù)研究。完成了機(jī)器人機(jī)、電、液相結(jié)合的高可靠末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)踐驗(yàn)證。突破了計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和沙盤模擬技術(shù)。相關(guān)技術(shù)授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利9項(xiàng)。

 

　　項(xiàng)目將遙控操作核機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于研究退役堆作業(yè)及反應(yīng)堆應(yīng)急儲(chǔ)備。研究人員將BROKK機(jī)器人升級(jí)改造為具有強(qiáng)放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)、去污、回取、破碎、分揀等功能的強(qiáng)輻射環(huán)境退役作業(yè)機(jī)器人，并成功應(yīng)用于核設(shè)施退役工程；自主研制的智能化核應(yīng)急機(jī)器人，可上下樓梯、能監(jiān)測(cè)強(qiáng)輻射環(huán)境，已成為針對(duì)突發(fā)核事件的應(yīng)急裝備。

 

　　除此之外，項(xiàng)目組研制的核電強(qiáng)輻射環(huán)境檢測(cè)與設(shè)備維護(hù)機(jī)器人替代了國(guó)外設(shè)備。研制了控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉤爪檢查機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)堆壓力容器儲(chǔ)存間生物屏蔽體內(nèi)壓力容器頂蓋上的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉤爪的視頻檢查，并通過自帶噴頭對(duì)巡查到的異物進(jìn)行處理；研制了核電站指套管更換機(jī)器人，可在核反應(yīng)堆（RX廠房）水池，對(duì)舊指套管進(jìn)行更換、剪切、處置、收集、觀察等工程作業(yè)；研制了堆芯裝卸料特種照明工具，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)輻射水下環(huán)境高強(qiáng)度、高亮度、高透過性照明。

 

　　筆者了解到，項(xiàng)目核心技術(shù)已成功應(yīng)用于卡源、反應(yīng)堆巡檢與退役、核電設(shè)備維修等任務(wù)中。2009年6月，河南杞縣卡源事件中， 消除了近400萬居民的恐慌情緒，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)采用機(jī)器人處理卡源故障的先例。

 

　　同年10月，廣州輻照技術(shù)研究開發(fā)中心發(fā)生放射源被卡事故。整個(gè)處置過程沒有發(fā)生放射性泄漏，沒有發(fā)生環(huán)境輻射污染，沒有發(fā)生人員傷害，是一次卡源事件應(yīng)急處置的成功范例。

 

　　“下一步，我們還將在γ射線檢測(cè)與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究中子射線的檢測(cè)和防護(hù)技術(shù)；進(jìn)一步針對(duì)核設(shè)施運(yùn)行維護(hù)、核退役、核應(yīng)急等三方面的具體需求，結(jié)合智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，研究任務(wù)、環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)的核機(jī)器人技術(shù)。”項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人張華如是說。