[发明专利]一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机及其控制方法

说明书

本发明提供了一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机及其控制方法，无人机包括：飞行平台、探测系统、控制系统以及外部系统；所述飞行平台具体包括运动机构、驱动机构和超声波测距模块；所述探测系统具体包括超宽带定位模块、探测模块和摄像模块；所述控制系统具体包括电源模块、主控模块和信号传输模块；所述外部系统具体包括上位机和人机交互模块；本发明利用无人机技术，能够进入到技术人员无法进入的核电站安全壳内进行探测，快速采集需要监测的区域的相关信息，并传输到上位机中；能够有效地实现对安全壳内安全性的监测和预警，进一步提高核电系统运行安全性。

技术领域

本发明涉及无人机技术，尤其涉及一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机及其控制方法。

背景技术

发展依赖于能源的支持，核能在未来能源结构中正备受青睐。在2016年，世界各国签订《巴黎协定》，这也成为核能进一步发展的促进因素。未来，核能很有可能成为世界上很多国家的能源发展选择。

“智慧核电运营系统研究及示范项目”共分为核电高危区域运行智能探测机器人系统、核电维修期间智能辐射防护监控系统、便携式智能核电运行巡检闪测系统等七个研究课题。这标志着核电系统的运行朝着智能化方向迈进。

由于目前技术的局限性，同时为实现核电运行系统的智能化，各种相关课题开始受到研究人员的关注。2015年4月，徐文福等人提出了《用于核电站安全壳内环境监测的小型爬壁机器人》。该项技术提出用小型爬壁机器人监控安全壳内环境，实现无人探测，有利于核电智能化运行。但同时，该项技术也存在相关问题。比如，依赖于机器人技术，导致有很多地方机器人无法到达；机器人探测效率并不高，移动速度缓慢等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中的不足之处，本发明提供了一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机，该无人机利用无人机技术，能够灵活迅速地实现安全壳内的环境监测，实现对安全壳内安全性的监测及预警，进一步地提高核电系统运行的安全性。

本发明的另一目的在于提供一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机的控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于核电站安全壳内环境监测的无人机，包括：飞行平台、探测系统、控制系统以及外部系统。所述飞行平台具体包括运动机构、驱动机构和超声波测距模块；所述探测系统具体包括超宽带定位模块、探测模块和摄像模块；所述控制系统具体包括电源模块、主控模块和信号传输模块；所述外部系统具体包括上位机和人机交互模块。

所述飞行平台通过运动机构和驱动机构实现无人机的飞行、降落和悬停动作，并且在飞行过程中借助超声波测距模块进行障碍物的探测，避免和安全壳内的设备发生碰撞。

所述探测系统的超宽带定位模块，用于定位无人机在安全壳内的准确位置。所述探测系统的探测模块，用于探测安全壳内的温度、湿度以及剂量率。所述探测系统的摄像模块，用于安全壳内视频的采集和传输。

所述控制系统的电源模块，用于为各种装置提供不同的电压。所述控制系统的主控模块，用于控制无人机的动作行为。所述控制系统的信号传输模块，用于克服安全壳的屏蔽作用，实现信号的稳定传输。

所述外部系统的上位机，用于接收探测的信息并进行处理，实现安全壳内的环境监测。所述外部系统的人机交互模块，用于方便用户对系统进行操控，实现信息的有效处理。

所述主控模块分别与驱动机构、超声波测距模块、超宽带定位模块、探测模块、摄像模块以及信号传输装置连接。

所述信号传输装置与上位机连接。

所述上位机与人机交互模块连接。

所述驱动机构与运动机构连接。

所述电源模块与飞行平台、探测系统、控制系统连接。