一種基于移動機器人的危化溶液提取方法技術

本發明專利技術涉及一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，所述方法包括移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法；總控制臺系統危化溶液抽取指令下達的方法；移動路徑自動規劃的方法；危化溶液自動定位以及定量提取的方法；危化溶液安全存儲、運輸及定點放置的方法；多余危化溶液自動處理的方法。該方法適用于危化溶液取樣檢測階段，通過引入一種基于移動機器人的危化溶液提取系統，將高危環境中使用的固定式危化溶液提取裝置替換成防輻射耐腐蝕的移動機器人危化溶液提取裝置，從而實現危化溶液高效、定量、可視化提取操作。

A method of extracting dangerous solution based on mobile robot

The invention relates to a method for extracting hazardous solution based on mobile robot, the method includes the method of mobile robot system state detection and initialization method; dangerous chemical solution extraction command issued by the general control system; automatic method of path planning of mobile; hazardous solution automatic positioning and quantitative extraction method; method of solution. Secure storage, transport and positioned; excess hazardous solution automatic processing. This method is applicable to the dangerous chemical solution sampling detection stage, by introducing a system of dangerous chemical extraction solution of mobile robot based on fixed hazardous solution will use high-risk environment extraction device replaced the radiation resistance of dangerous chemical corrosion solution of mobile robot extraction device, and realizes the extraction operation of hazardous solution efficiently and quantitatively visualization.

【技術實現步驟摘要】
一種基于移動機器人的危化溶液提取方法
本專利技術涉及危化溶液提取及檢測領域，具體說是一種利用移動機器人進行不同環境下的危化溶液自動定量提取方法。
技術介紹
生產制造、醫療衛生、核試驗與核電、冶金化工等行業諸多場所會產生大量組分復雜、濃度不均、腐蝕性大、放射性高的危化溶液，對人、動物以及環境極易造成嚴重傷害。此類危化溶液一般采用隔離的辦法存儲在封閉空間中，經過收集存儲、取樣檢測、凈化處理以及排放等步驟，用稀釋或固化等方法處理后，轉換成小體積的濃縮物并加以貯藏，待腐蝕性和放射性小于最大允許排放指標后，將其排于環境中進行掩埋或擴散。危化溶液的取樣檢測是處理過程中非常重要的環節，此階段將對危化溶液的成分及含量進行檢測，只有充分檢測后才能找到有效的危化溶液處理方法，只有經過嚴格處理后才能將其危害降低到最低。危化溶液取樣檢測時需采用先進的方法和手段少量提取溶液，進行成分和含量分析。從已公開的記錄和資料來看，大部分危化溶液提取采用的是基于真空吸取的方式構建的固定危化溶液提取裝置，該裝置主要由真空泵、吸取管、控制開關以及攝像頭等組成，與危化溶液處理設備一起固定在某個地方，在人工的參與下完成危化溶液的提取，該類裝置出于穩定性考慮幾乎沒有采用精確提取控制的措施，所以難以實現危化溶液的定量和隨機抽檢。缺少靈活的提取手段和無法精確定量提取等問題成為制約危化溶液處理效率提升的瓶頸，由于采用的是固定式溶液提取裝置，不能自由移動操作，當裝置發生故障或危化溶液組分變化的情況下，固定式溶液提取裝置無法勝任抽檢工作，嚴重時造成危化溶液處理暫停，生產線停機，帶來巨大的經濟損失。另外，許多場合沒有固定式危化溶液提取設備，當提取的危化溶液種類比較多、距離比較遠、工作環境比較惡劣時，需要人進入不同的環境甚至是高危環境中手工操作，出現（1）人較長時間處在惡劣環境中作業，易受到傷害；（2）危化溶液取量不準，作業效率較低；（3）多余危化溶液不易處理等問題。這些問題已嚴重影響危化溶液檢測環節的處理效率和人的安全性。
技術實現思路
為克服現有技術存在的以上問題，本專利技術提供了一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，利用移動機器人實現高危環境下重復進行定量危化溶液提取的自動化、定量化和標準化操作，從而完全隔離人與高危環境的接觸，達到危化溶液充分檢測的要求。本專利技術由以下技術方案實現：一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，所述移動機器人包括移動小車系統、多關節機械臂系統、夾具系統、視覺超聲波檢測系統及危化溶液存儲系統；所述移動機器人與總控制臺系統無線通訊連接；所述方法包括移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法；總控制臺系統危化溶液抽取參數下達的方法；移動和操作路徑自動規劃的方法；危化溶液自動定位以及定量提取的方法；危化溶液安全存儲、運輸及定點放置的方法；多余危化溶液自動處理的方法。進一步的，所述移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法包括：a）移動小車系統行進路線磁帶鋪設、關鍵位置點標定以及多關節機械臂系統的坐標系標定；b）高危環境狀態檢測、移動機器人狀態檢測、人工取液工具準備；c）移動機器人初始化工作；d）移動機器人進入空閑狀態，等待總控制臺發送危化溶液抽取指令。進一步的，所述總控制臺系統危化溶液抽取參數下達的方法包括：a）檢測用量方案的設定；包括檢測液體編號、檢測液體量及檢測液指定放液點；b）將檢測用量方案輸入總控制臺系統，總控制臺系統對檢測用量方案進行方案合理性檢查。c）總控制臺系統根據檢測用量方案規劃出關鍵位置點；d）總控制臺系統發送關鍵位置點及檢測用量方案至移動小車系統PLC控制器；e）移動小車系統PLC控制器反饋接收信息給總控制臺系統，并等待總控制臺系統發送啟動指令。進一步的，所述移動和操作路徑自動規劃的方法包括：a）移動小車系統接收總控制臺系統啟動指令；b）移動小車系統根據總控制臺系統先前發送的關鍵位置點信息和檢測用量方案中的檢測液體編號和檢測液指定放液點信息進行移動小車系統移動路徑規劃，完成后將移動路徑規劃信息存儲于移動小車系統；c）移動小車系統發送工作指令和檢測用量方案里面的檢測液體量信息到多關節機械臂系統；d）多關節機械臂系統進行操作路徑規劃，完成后將操作路徑規劃存儲于多關節機械臂系統；e）移動小車移動路徑規劃和多關節機械臂系統操作路徑規劃完成后，由移動小車系統反饋規劃完成信息給總控制臺系統，等待總控臺系統下一步運動指令。進一步的，所述危化溶液自動定位以及定量提取的方法包括：a）移動小車系統按照規劃路徑從起點移動至指定危化溶液點，然后發送取液指令給多關節機械臂系統；b）多關節機械臂系統在視覺超聲波檢測系統的引導下，控制夾具系統進行危化溶液定量取液操作；d）完成危化溶液定量取液操作后，將危化溶液轉移至危化溶液存儲系統；e）根據取液指令和規劃路徑完成其他危化溶液點的危化溶液采集；f）關閉危化溶液存儲系統；g）多關節機械臂系統各關節回到零點位置。進一步的，所述危化溶液安全存儲、運輸及定點放置的方法包括：a）移動小車系統按規劃路徑從指定危化溶液點移動至指定檢測點；b）打開危化溶液存儲系統；c）移動小車系統發送指令給關節機械臂系統，多關節機械臂系統帶動夾具系統移動至危化溶液存儲系統上方；d）多關節機械臂系統在視覺超聲波檢測系統的引導下操作夾具系統，將危化溶液從危化溶液存儲系統中取出，放至指定檢測點。e）檢查危化溶液存儲系統中是否還有存儲危化溶液，重復步驟c）、d）。進一步的，多余危化溶液自動處理的方法包括：a）人工危化溶液檢測后，多余危化溶液放回檢測臺；b）按下設置于檢測臺的完成按鈕即發送反饋信號給總控制臺系統，總控制臺系統發送危化溶液處理指令給移動小車系統；c）移動小車系統接收多余危化溶液處理指令，并發送控制信號給多關節機械臂系統；d）多關節機械臂系統在視覺超聲波檢測系統的引導下，控制夾具系統將取液量杯放回危化溶液存儲系統，并關閉危化溶液存儲系統；e）移動小車系統按規劃路徑從危化溶液檢測點移動至危化溶液處理點；f）多關節機械臂系統調用多余危化溶液處理程序塊完成多余危化溶液處理工作。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：本專利技術利用移動小車系統的移動靈活性和機械臂的操作靈活性，集兩者優勢設計危化溶液提取自動系統及提取工藝，該系統可在不同環境中靈活移動、快速操作，通過無線通訊技術進行實時指令派發和數據交換，最終完成危化溶液從方案規劃到定量提取再到多余危化溶液的處理的全過程處理工藝，達到危化溶液高效提取和靈活處理的目的；本專利技術利用總控制臺系統通過無線通訊網絡將危化溶液抽取參數指令從安全區域發送至高危環境中，利用信息化手段將人與高危環境隔離開，減少了人接觸輻射的劑量，明顯降低了人的勞動強度和安全風險，使人的工作環境得到較大改善；本專利技術采用危化溶液循環提取的方法使得一次可以完成多種危化溶液的自動化提取，減少重復過程，提高危化溶液提取的效率，降低了危化溶液提取的時間成本、人力成本和管理成本；本專利技術利用真空發生器組件產生的正壓和負壓來設計危化溶液定量取液裝置，不僅裝置結構簡易、穩定可靠，其提取方法可實現危化溶液的快速精確提取，有利于實現危化溶液提取的規范化和定量化。本專利技術采用視覺超聲波系統引導進行危化溶液提取、危化溶液檢測以及多余危化溶液處理，結合無線通訊技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，所述移動機器人包括移動小車系統、多關節機械臂系統、夾具系統、視覺超聲波檢測系統及危化溶液存儲系統；所述移動機器人與總控制臺系統無線通訊連接；其特征在于：所述方法包括移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法；總控制臺系統危化溶液抽取參數下達的方法；移動和操作路徑自動規劃的方法；危化溶液自動定位以及定量提取的方法；危化溶液安全存儲、運輸及定點放置的方法；多余危化溶液自動處理的方法。

【技術特征摘要】
1.一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，所述移動機器人包括移動小車系統、多關節機械臂系統、夾具系統、視覺超聲波檢測系統及危化溶液存儲系統；所述移動機器人與總控制臺系統無線通訊連接；其特征在于：所述方法包括移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法；總控制臺系統危化溶液抽取參數下達的方法；移動和操作路徑自動規劃的方法；危化溶液自動定位以及定量提取的方法；危化溶液安全存儲、運輸及定點放置的方法；多余危化溶液自動處理的方法。2.根據權利要求1所述的一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，其特征在于：所述移動機器人系統狀態檢測及初始化工作的方法包括：a）移動小車系統行進路線磁帶鋪設、關鍵位置點標定以及多關節機械臂系統的坐標系標定；b）高危環境狀態檢測、移動機器人狀態檢測、人工取液工具準備；c）移動機器人初始化工作；d）移動機器人進入空閑狀態，等待總控制臺發送危化溶液抽取指令。3.根據權利要求1所述的一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，其特征在于：所述總控制臺系統危化溶液抽取參數下達的方法包括：a）檢測用量方案的設定；包括檢測液體編號、檢測液體量及檢測液指定放液點；b）將檢測用量方案輸入總控制臺系統，總控制臺系統對檢測用量方案進行方案合理性檢查；c）總控制臺系統根據檢測用量方案規劃出關鍵位置點；d）總控制臺系統發送關鍵位置點及檢測用量方案至移動小車系統PLC控制器；e）移動小車系統PLC控制器反饋接收信息給總控制臺系統，并等待總控制臺系統發送啟動指令。4.根據權利要求1所述一種基于移動機器人的危化溶液提取方法，其特征在于：所述移動和操作路徑自動規劃的方法包括：a）移動小車系統接收總控制臺系統啟動指令；b）移動小車系統根據總控制臺系統先前發送的關鍵位置點信息和檢測用量方案中的檢測液體編號和檢測液指定放液點信息進行移動小車系統移動路徑規劃，完成后將移動路徑規劃信息存儲于移動小車系統；c）移動小車系統發送工作指令和檢測用量方案里面的檢測液體量信息到多關節機械臂系統；d）多關節機械臂系統進行操作路徑規劃，完成后將操作路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳兵，吳文亮，董娜，李晉航，
申請(專利權)人：中國東方電氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51