北极星电力网首页
广告投放 | 会员服务




2017“北极星杯”最受欢迎十大光伏品牌评选 2017第三届光伏电站质量高峰论坛暨光伏电站设计、设备选型、工程建设交流会 电力交易员仿真训练第三期 第二届燃气轮机中国论坛2017
热门关键词:
要闻评论市场报道项目 访谈政策数据技术企业人才财经管理国际人物会展会议培训论坛招标媒体回顾
您当前的位置:北极星电力网 > 新闻频道 > 核电网 > 技术 > 正文

我国首款核电用应急机器人 管他叫"爸爸"

北极星电力网新闻中心  来源:科技日报    2017/9/11 12:30:35  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 核电机器人 核反应堆 核电站

北极星核电网讯:

做到极致,这是冯常反复提到的。“机器人要承担在核环境下应急的特殊任务,这决定了它必须万无一失,每个环节都要做到最好。”

核电站反应堆水池、乏燃料水池等强辐射环境,不仅是人类的禁区,也令工业机器人“却步”。

在中科院成都光电技术研究所,住着一群不怕强辐射的机器人,它们的“爸爸”是该研究所高级工程师冯常。

高悬的机械手臂、圆圆的摄像镜头,大的状如一辆坦克有100多公斤,小的形如几只捆绑在一起的炮弹仅有十多公斤……这几组机器人看似其貌不扬,却有着特殊的本领。它们能在人类生命禁区的超强辐射环境下侦查救援,犹如“特种部队”,是我国自主研发的耐核辐射机器人。

“机器人最高可承受65摄氏度高温、抵御每小时10000西弗核辐射。”冯常说,它能在核辐射区“出生入死”。

做到极致,这是冯常反复提到的。“这(机器人)并非是用耐辐射材料‘堆砌’而成。机器人要承担在核环境下应急的特殊任务,这决定了它必须万无一失,每个环节都要做到最好。”

“能不能自己搞出来?”

1996年是冯常与机器人邂逅的起点。那一年,24岁的他走出了母校重庆大学的校门,进入了中科院成都光电技术研究所。

入职后,冯常接手的第一个“孩子”是——水下核用机器人,人称“水下坦克”。彼时,冯常所在团队与国内核电站合作,先后自主研制出20余种该类核用机器人。

喜悦并没有停留太久。研制“水下坦克”时,有个问题让冯常很纠结。当时,我国核工程领域大量设备被国外垄断并依赖进口,其中也包括核用机器人的“眼睛”——耐辐射成像系统。

在辐射区,这套系统可传输现场画面,便于后台人员指挥机器人完成检测设备、收集数据等任务。

“过去,这项技术在我国一直是空白。”冯常回忆称,那时因涉及到核领域,进口耐辐射摄像机不仅要受到对方严格审查,而且产品供货周期长、后期维护也相当困难。

2006年,在一次工作讨论中,有人提出“能不能自己搞出来?”

这句话“打中”了冯常。

说干就干。结合光电所已有优势,他组织人手很快投入研发。以耐辐射机理为主要研究对象,冯常团队围绕耐辐射电路系统设计、光学材料制备工艺、器件筛选等课题深入研究。2010年,该团队自主研制出国内首套高耐辐射照摄像系统,填补了国内在这一领域的空白。

此后,冯常团队不断升级高耐辐射照摄像系统的技术水平。国内首套核电应急机器人所使用的高耐辐射摄像机,也是出自冯常团队,该摄像系统的耐辐射剂量率指标达到国际先进水平。

每项功能都要对应需求

时间推到2014年,冯常团队承担了核电应急机器人项目。

这是一个从零开始的研发项目。那时的冯常经常问自己“它该长什么样?”

“我们没有借鉴和参考,只有概念。甚至连做什么产品、长什么样子,事先都没有参考范例。”冯常说。

同时,对冯常来说,研发产品的难点不是突破某项指标或技术,而是要弄清楚需求是什么。“这是一次与国家核安全需求紧密结合的攻关,而不是纸上谈兵。”

在实际操作中,大到耐辐射材料的选择、功能区的设置、设计电路的分布、传感器的加固等问题,小到机器人“身高”“体重”能否适应需求,团队都要考虑到。“这些‘细枝末节’都是需求。”冯常说。

找到了需求,也就找到了方向。以机器人搭载的水下照明系统为例,冯常说,最早研制它是为满足燃料组件测量机器人的需求。

“在超高辐射环境,这种机器人要近距离观测燃料组件,进行核燃料外观及尺寸的准确监测。那么,照明设备就必须满足高亮度、高均匀性、高耐辐射、防爆性的要求,并且对光源材料也有特殊的限制。”冯常说。

最终,该团队用一年时间完成了核用水下特种照明系统的系列化产品研发,同时也填补了该领域的国内空白。

“只有掌握了用户对设备的需求,研发才能有的放矢。”冯常说,在产品研发过程中,团队甚至直接派科研人员到核电站长期驻扎,了解现场工作环境,以使设备能够快速满足现场的工作要求。

可靠性不到100%就是失败

机器人,并非新鲜事物。目前,各种功能的机器人正广泛用于制造业、工程施工等各领域。

核环境条件下的应急机器人仅靠增加防护性、采取耐辐射材料,就能“拼凑”完成吗?在冯常看来,这肯定不是。

按照传统的科研步骤,在确定机器人的各类指标和参数后,科研人员开始“闭门造车”:围绕目标攻关,最后交付产品、“圆满”完成任务。

但研发核用机器人却不能完全照搬这一路线,可靠性要求增加了科研难度。“在核电这个特殊领域,机器人的可靠性必须达到100%而不是99.9%。”

在研发初期,由于没有足够重视可靠性,他的团队曾走了弯路。

他说,一次人为操作失误导致机器人“罢工”,一次传感器失效导致数据偏差,一次设备冲突造成某个功能暂停。这些都不是现场所能接受的。“一旦发生紧急情况,它顶不上去、不能发挥作用,或许就会产生严重后果。”冯常说。

机器人连续性能测试,被称为“拷机”,是最为严格的一项可靠性测试。

进行该试验前,为防止人为操作失误产生的系统故障,团队找来从未参与过项目的人,对机器人后台操作系统进行“胡乱按键”式的“破坏性操作”。为测试机器人在各种条件状况下能否保持性能,它会被拉上卡车在野外“颠簸”几小时,或者“享受”风吹日晒几天后,又立即开展工作性能测试。

“试验过程中设备出现任何问题,都必须解决。对我们来说,问题没有大小之分。”冯常说,从研发到交付产品的上千个环节,每个环节团队都力求做到极致。

冯常不会止步于此。

未来,他计划在原有技术研发基础上,进一步在核工程应急、反恐安防机器人领域开展模块化、小型化技术的研究。同时,他计划展开水下3D扫描、伽马射线成像以及核燃料后处理系列设备等研究工作。

人物档案

冯常,四川省成都市人,生于1972年7月,系中国科学院光电技术研究所微电子装备总体研究室副主任、高级工程师;长期从事特种机器人技术、特种光电检测技术、耐辐射视频成像技术及水下机器视觉技术研究。

记者手记

他说话幽默、反应敏锐。黝黑的脸上,带着青年科学家特有的微笑,这是冯常给我留下的第一印象。

几个小时的采访下来,这位机器人“爸爸”对工作的投入深深地感染了我。

应急机器人是一项从零起步的研究,“摸着石头过河”成为冯常工作的常态。而这份摸索的动力,正源自他对事业的热爱。

单位里流传着不少冯常的“故事”。周末加班时,不少科研人员把孩子带到所里,冯常干脆让孩子们测试机器人的耐久性。他说,因为“他们是最调皮的”。

在家休息时,冯常只要一听到电视播放有关机器人的新闻,会立马奔到电视机前。“就是特别感兴趣。”他憨憨地说。

分享到:
投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星电力网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星电力网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热门推荐
相关专题

广告直拨:   媒体合作/投稿:陈女士 13693626116点击这里给我发消息

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 |

版权所有 © 1999-2017 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号 京ICP备09003304号-2 京公网安备:11010502012737 电子公告服务专项备案