[发明专利]应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统及其维护工艺

权利要求书

1.应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统， 所述的遥控维护系统整体服役于密闭空间内，包括遥操作系统、监控系统、靶体结构和靶体存储结构，其特征在于：

所述的遥操作系统主要包括天车、靶体拖车和遥操作机器人，遥操作机器人安装在靶体结构侧面、靶体拖车及束流整形装置旁边，靶体拖车带动束流整形装置移动后，靶体结构暴露在密闭空间的空气当中，机器人通过安装在其上的电动扳手以及夹具，夹取操作靶体结构；

所述的靶体结构包括靶容器和靶片，靶片安装在靶容器内部，靶容器通过连接件安装在真空腔法兰面上并通过螺栓固定；

所述的监控系统主要包括安装在密闭空间内的摄像头、安装在密闭空间外的影像显示屏；摄像头包括四个高清防辐照摄像头，分别设置在靶体结构前方的三面墙上；影像显示屏安装在监视窗的旁侧，影像显示屏与摄像头电性连接以显示摄像头采集的信息；

所述的靶体存储结构，主要包括屏蔽容器与载重运输系统，安装在靶体拖车侧，与遥操作机器人共用安装基座；载重运输系统的电机、遥操作机器人及其工具通过密闭空间的预留孔道内穿电缆，与密闭空间外的控制面板相连。

2.根据权利要求1所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的靶容器固定安装真空腔一端，靶容器内安装有靶片。

3.根据权利要求1所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的靶体拖车带动束流整形装置前后方向水平移动，靶体拖车设置有传动机构，其中，传动机构包括靶体拖车的启动电机，靶体拖车的控制装置为安装在密闭空间外的操作面板，通过电缆穿过密闭空间开设的孔道与传动机构电性相连，控制拖车的启动、静止与速度调节。

4.根据权利要求1所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的天车横架于密闭空间的上空，设置有与之配套的遥控器，天车通过滑轮组与链条悬挂有起重吊钩，天车遥控器设置在密闭空间外，通过电缆与天车的运行机构电性连接，以控制起重吊钩在东、南、西、北、上、下方向的位移。

5.根据权利要求1所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的遥操作机器人为六自由度机器人，末端可替换拆卸式连接有维护工具，其工作范围必须能够覆盖靶体结构以及存靶体存储结构。

6.根据权利要求5所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的维护工具包括电动扳手和气动夹具，安装于机器人末端，通过专用的夹具固定成一体。

7.根据权利要求1所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的靶体存储结构，包括可转移的屏蔽容器与固定于治疗室内的载重运输系统；当屏蔽容器需要转运时，可以通过天车将其整体转移离开治疗室。

8.根据权利要求1或7所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的屏蔽容器包括顶部的屏蔽门和底部的铅盒，铅盒中间容腔为放射性物质的存储区域；所述的屏蔽门与铅盒通过斜面配合，屏蔽门与底部铅盒间配合移动路线设置成迷宫结构，当屏蔽门关闭时，通过锁止机构将两者固定；当屏蔽容器竖直落于载重运输系统上时，屏蔽门向上顶起，与底部铅盒脱开一定间隙，从而方便屏蔽门的开合。

9.根据权利要求1或7所述的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统，其特征在于：所述的载重运输系统包括移动机构和控制系统，其中移动机构包括电机、驱动系统、半包围式的U型支撑连接结构、底板支撑结构、丝杆传动系统和直线导轨，所述的电机安装在底板支撑结构的底板上，通过联轴器与丝杠传动系统连接；丝杠传动系统中的丝杆螺母与U型支撑连接结构刚性连接，通过布置于控制室的驱动系统驱动丝杠传动系统线性运动带动U型支撑连接结构的直线运动；直线导轨安装在底板两侧上，并设置于U型支撑连接结构两侧的对应底部，U型支撑连接结构两侧底部设置有滑槽结构与直线导轨构成滑动连接；所述的控制系统为电机控制的上位系统，用于控制电机的正反转，以及判断屏蔽门的开合状态。

10.应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统的维护工艺，其特征在于：所述的维护工艺包括以下步骤：

（1）BNCT停机：包括加速器停机和真空冷却集成结构中的真空腔恢复和排空冷却水回路等；

（2）靶体拖车作业：靶体拖车带动束流整形装置运动，靶体结构暴露于治疗室环境；

（3）靶体存储结构作业：通过操作密闭空间外的操作面板，操控载重运输系统实现屏蔽容器屏蔽门的打开；

（4）监控系统作业：通过摄像头取像，影像显示屏上显示摄像头采集的信息，通过实时取像观察，确保屏蔽容器的屏蔽门完全打开；

（5）遥操作机器人作业：首先通过遥操作机械手上的电动扳手，实现靶体结构的螺栓松开；再通过遥操作机械手上的气动夹具，实现靶体结构的夹持；然后将靶体结构运输至屏蔽容器上端，将靶体结构更换为水平姿态；然后遥操作机械手将靶体结构准确放置于靶容器的固定位置；松开气动夹具；

（6）遥操作机器人复位：遥操作机械手复位，全过程通过监控系统观察，确保动作到位，无干涉与碰撞的发生；

（7）靶体存储结构复位：通过操作密闭空间外的操作面板，操控载重运输系统实现屏蔽容器屏蔽门的关闭；

（8）人工作业：对治疗室进行换气以及对辐射剂量进行测量，确保处理安全范围后，打开密闭空间的屏蔽门，人员进入；采用天车将屏蔽容器起吊与运输至治疗室外，完成。