标志器自动装填及投放控制方法

技术领域

本发明涉及核辐射检测领域，具体涉及一种标志器自动装填及投放控制方法。

背景技术

随着核技术的广泛应用，核安全问题也越来越受到人们关注。为了防止核事故的发生及减小和事故对社会安全及稳定，核辐射环境监测就显得尤为重要。对核辐射区域进行检测时，需要采用核辐射标志器对不同的辐射区域根据其辐射的种类、程度等特征做不同的标识。

具体的，核辐射标志器包括由下至上依次连接的标志器底座、标志器杆和标识灯，所述标志器底座呈半球形。现有的标志器投放装置多为车内手动投放；部分实现了标志器自动投放，但自动投放装置和手动投放装置都外挂在车外，由于作业环境可能存在核、生、化交叉污染区，重新装载或更换标志器需驶离污染区进行，这种作业方式降低了辐射测量的时效性和准确度。申请号为2020113308374的中国专利公开了一种辐射标志器的控制使用方法，包括一种可实现自动进退位的标志器结构，所述标志器结构包括机体，所述机体上可同步滑动连接有若干标志器本体，所述机体上连接有用于驱动所述若干标志器本体进退位的驱动机构，所述机体上还连接有用于控制驱动机构中的驱动电机启停的控制盒；沿标志器本体的滑动方向在机体的一端开设有标志器本体排出口以便标志器本体在驱动机构的作用下可从所述标志器本体排出口投出，将所述标志器结构装载于检测用车上并使所述标志器本体排出口通于外界以便将标志器本体投出，检测用车上还装载有核辐射检测设备，所述核辐射检测设备信号连接所述控制盒，控制盒中写入设定有辐射等级投放区间值；检测用车行驶至辐射检测区域，当核辐射检测设备所检测到的辐射等级符合所述辐射等级投放区间值时，控制盒控制所述驱动电机启动并从所述标志器本体排出口对应投出一个标志器本体，投出的标志器本体用于标识辐射检测区域的边界。

上述控制方法中，所采用的自动进退位的标志器结构虽然能够一次性投放多个标志器，但整个投放机构呈长方形，投放装置质量大、体积笨重、外形突兀。同时，该装置同样外挂在车外，投放口无封闭，车辆涉水时，装置和标志器会因浸水发生故障风险。另外，该投放装置在装填标志器时，需驶离核辐射区域后，再进行装填，装填标志器的效率低。

基于上述问题，申请人考虑将标志器投放装置安装在车内，确保能够在车内装填标志器，同时，对投放机构的整体结构进行改进，减小投放机构的体积。但若将现有投放机构直接安装在车内，并将排出口伸出车外，在投放过程中，外部核污染空气会通过排出口进入车内，影响检测车内人员的安全。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种标志器自动装填及投放控制方法，解决现有技术中标志器装填效率低，体积大，密封性不佳，不能实现车内自动装填的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种标志器自动装填及投放控制方法，包括检测车和安装在检测车上的标志器智能投放装置及控制盒，所述标志器智能投放装置安装在车内，包括防护盒、投放座驱动机构、标志器投放座和力矩调节器；所述投放座驱动机构包括传动轴，所述传动轴置于防护盒内，呈竖向设置，轴心与标志器投放座中心重叠，在传动轴上套接固定有一下端与标志器投放座固定连接的悬吊架，传动轴末端与所述力矩调节器中部固定连接；所述标志器投放座置于防护盒内，呈圆环状，在标志器投放座内侧周向设有多个呈弧形的标志器放置槽，各个标志器放置槽均与标志器投放座中部的通孔相连通；在标志器投放座的中部通孔内设有一个下端与防护盒底部固定连接的支撑座，在支撑座上间隔设有两个止动块，两止动块位于同一圆周上，所述力矩调节器置于两止动块所形成的圆周内；在力矩调节器上套有一回转环，在回转环上固定有一个与止动块相配合的挡块，在回转环外侧连接有一个水平设置的定位环，在定位环上设有一缺口；所述防护盒由盖状外壳和固定在盖状外壳底部的底板组成，在盖状外壳上设有一个用于装填标志器的装填口，所述装填口底部位于标志器投放座上方，且在盖状外壳上设有一个用于封闭装填口的密封板；在底板上设有一与标志器投放座中部通孔相对应并与其中一个标志器放置槽相邻的投放口，所述投放口通过一引导筒伸出检测车底盘或检测车侧甲板外，在投放口旁设有一与投放口相对应的舱盖，所述舱盖通过一连杆驱动机构与底板相接，在连杆驱动机构的作用下，可转动舱盖后打开或关闭投放口；所述控制盒安装在检测车内，与投放座驱动机构和连杆驱动机构无线连接；

在达到核辐射检测区域前，或标志器投放完毕后，控制盒向投放座驱动机构发出旋转指令，向连杆驱动机构发出投放口关闭指令，使传动轴带动标志器投放座和力矩调节器旋转，连杆驱动机构带动舱盖关闭投放口；此时，在力矩调节器与回转环的摩擦作用下，回转环同步旋转，且回转环中的挡块处于止动块之间；当回转环中的挡块旋转到其中一个止动块处，与该止动块相抵后，力矩调节器与回转环之间的摩擦力矩小于挡块与止动块之间的止动阻碍力矩，回转环静止，定位环上的缺口置于两相邻的标志器放置槽之间，力矩调节器空转；在准备装填前，车内装填人员打开密封板，在标志器投放座旋转后，装填人员将标志器通过装填口不断装填到标志器投放座上的标志器放置槽内，直至标志器投放座旋转一周，标志器装填完毕，关闭密封板；

当检测用车检测到核辐射后，控制盒向投放座驱动机构发出反转指令，向连杆驱动机构发送舱盖打开指令，传动轴带动标志器投放座和力矩调节器反向旋转，连杆驱动机构带动舱盖旋转，打开投放口；此时，回转环在摩擦力作用下，随力矩调节器同步旋转，直至回转环中的挡块与另一止动块相抵后，回转环静止，力矩调节器空转，定位环的缺口与标志器投放座中的一个标志器放置槽相对应，在标志器投放座持续旋转过程中，各个标志器放置槽内的标志器杆与缺口相对应，向力矩调节器方向倾斜，并从投放口处掉落，实现投放。

进一步的，所述悬吊架呈圆形，位于力矩调节器上方，包括间隔套接在传动轴上的上法兰盘和下法兰盘，在上法兰盘和下法兰盘上分别可拆卸安装有多根呈水平设置的上水平板和下水平板，所述上水平板和下水平板一一对应设置，位于标志器投放座的两相邻标志器放置槽之间；在每两个相对应的上水平板和下水平板之间均可拆卸安装有一根立杆，在每个下水平板下端均设有一个下端与标志器投放座可拆卸连接的连接柱56。

进一步的，所述上水平板和下水平板均呈U形，中部形成一个U形槽；上水平板的U形槽和下水平板的U形槽槽口相对设置，所述立杆的上下两端分别卡在上水平板的U形槽和下水平板的U形槽内，在立杆上下两端均设有一个竖向设置的螺纹孔，所述立杆与上水平板之间、立杆与下水平板之间均通过一螺栓贯穿上水平板、下水平板后与螺纹孔螺纹配合后固定。

进一步的，所述盖状外壳呈圆形，由上壳体和下壳体组成，所述上壳体的直径小于下壳体直径，下壳体罩在标志器投放座上，上壳体呈瓶盖状。

进一步的，所述装填口位于上壳体上，由下矩形口、中部弧形口和上矩形口组成，所述上矩形口用于标志器的标识灯通过，所述中部弧形口用于标志器杆通过，所述下矩形口用于标志器底座通过。

进一步的，密封板可转动安装在上壳体上，在密封板里侧设有一个与装填口相配合的密封条，所述密封条的形状和尺寸与装填口相适应。

进一步的，在上壳体顶面具有一下凹部，所述投放座驱动机构还包括步进电机和减速器，所述所述步进电机与减速器相接，通过一固定盘固定在上壳体的下凹部；所述减速器的输出轴穿过下凹部后，与传动轴通过联轴器相连。

进一步的，所述连杆驱动机构包括固定在舱盖转动端一侧的驱动电机，以及一端与驱动电机的输出端相连，另一端与舱盖内侧相连的连杆组件；所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端套接固定在驱动电机的输出轴上，另一端具有一环形槽，所述第二连杆一端套在环形槽内，与第一连杆可转动连接，另一端与舱盖内侧可转动连接。

进一步的，在驱动电机相对侧、投放口旁设有一个第一距离传感器，当舱盖与第一距离传感器之间的距离在设定距离内时，第一距离传感器触发，并向控制盒发送信号后，通过控制盒来控制驱动电机的启停以及驱动电机输出轴的旋转方向，实现舱盖的自动开闭。

进一步的，在每个止动块上均设有一个距离传感器，当挡块与其中一块止动块相抵时，该止动块上的距离传感器触发，并向所述控制盒发送信号，通过控制盒来控制投放座驱动机构中动力部分的启停以及旋转方向。

附图说明

图1为实施例中标志器智能投放装置的立体结构示意图；

图2为实施例中去掉盖状外壳后标志器智能投放装置的立体结构示意图；

图3为实施例中标志器投放座、力矩调节器、回转环的安装结构示意图；、

图4为实施例中标志器智能投放装置的剖面结构示意图；

图5为实施例中连杆驱动机构与舱盖的安装结构示意图；

图6为实施例中标志器装填后标志器投放座和回转环的结构示意图；

图7为实施例中标志器智能投放装置通过引导筒将标志器导出车外的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图7所示，本实施例提供了本实施例提供了一种标志器自动装填及投放控制方法，包括检测车和安装在检测车上的标志器智能投放装置及控制盒14，所述标志器智能投放装置安装在车内，包括防护盒、投放座驱动机构4、标志器投放座10和力矩调节器6；所述投放座驱动机构4包括传动轴43，所述传动轴43置于防护盒内，呈竖向设置，轴心与标志器投放座10中心重叠，在传动轴43上套接固定有一下端与标志器投放座10固定连接的悬吊架5，传动轴43末端与所述力矩调节器6中部固定连接；所述标志器投放座10置于防护盒内，呈圆环状，在标志器投放座10内侧周向设有多个呈弧形的标志器放置槽101，各个标志器放置槽101均与标志器投放座10中部的通孔相连通；在标志器投放座10的中部通孔内设有一个下端与防护盒底部固定连接的支撑座8，在支撑座8上间隔设有两个止动块81，两止动块81位于同一圆周上，所述力矩调节器6置于两止动块81所形成的圆周内；在力矩调节器6上套有一回转环7，在回转环7上固定有一个与止动块81相配合的挡块73，在回转环7外侧连接有一个水平设置的定位环71（定位环71通过安装在回转环7外侧上的多个水平连杆连接），在定位环71上设有一缺口72；所述防护盒由盖状外壳1和固定在盖状外壳1底部的底板2组成，在盖状外壳1上设有一个用于装填标志器的装填口13，所述装填口13底部位于标志器投放座10上方，且在盖状外壳1上设有一个用于封闭装填口13的密封板（图中未画出）；在底板2上设有一与标志器投放座10中部通孔相对应并与其中一个标志器放置槽101相邻的投放口21，所述投放口21通过一引导筒22伸出检测车底盘或检测车侧甲板外，在投放口21旁设有一与投放口21相对应的舱盖3，所述舱盖3通过一连杆驱动机构9与底板2相接，在连杆驱动机构9的作用下，可转动舱盖3后打开或关闭投放口21；所述控制盒14安装在检测车内，与投放座驱动机构4和连杆驱动机构9无线连接；在达到核辐射检测区域前，或标志器投放完毕后，控制盒14向投放座驱动机构4发出旋转指令，向连杆驱动机构9发出投放口21关闭指令，使传动轴43带动标志器投放座10和力矩调节器6旋转，连杆驱动机构9带动舱盖3关闭投放口21；此时，在力矩调节器6与回转环7的摩擦作用下，回转环7同步旋转，且回转环7中的挡块73处于止动块81之间；当回转环7中的挡块73旋转到其中一个止动块81处，与该止动块81相抵后，力矩调节器6与回转环7之间的摩擦力矩小于挡块73与止动块81之间的止动阻碍力矩，回转环7静止，定位环71上的缺口72置于两相邻的标志器放置槽101之间，力矩调节器6空转；在标志器投放座10旋转的同时，打开密封板，将标志器通过装填口13不断装填到标志器投放座10上的标志器放置槽101内，直至标志器投放座10旋转一周，标志器装填完毕，关闭密封板；

当检测用车检测到核辐射后，控制盒14向投放座驱动机构4发出反转指令，向连杆驱动机构9发送舱盖3打开指令，传动轴43带动标志器投放座10和力矩调节器6反向旋转，连杆驱动机构9带动舱盖3旋转，打开投放口21；此时，回转环7在摩擦力作用下，随力矩调节器6同步旋转，直至回转环7中的挡块73与另一止动块81相抵后，回转环7静止，力矩调节器6空转，定位环71的缺口72与标志器投放座10中的一个标志器放置槽101相对应，在标志器投放座10持续旋转过程中，各个标志器放置槽101内的标志器杆与缺口72相对应，向力矩调节器6方向倾斜，并从投放口21处掉落，实现投放。

采用本实施例的自动装填和投放控制方法具有如下几个优点：

1、投放装置整体呈圆形，立式放置，体积小，能够在驱动机构的带动下实现持续加装标志器和投放标志器。

2、传动轴43与力矩调节器6直接连接，能够为力矩调节器6提供扭力，驱动力矩调节器6正反向旋转；同时，传动轴43上套接固定有一悬吊架5，悬吊架5通过连接柱56与标志器投放座10连接固定，从而在传动轴43旋转时，悬吊架5和与之固定的标志器投放座10也会同步旋转，能够满足一个动力装置同时驱动标志器投放座和力矩调节器6的目的。悬吊架5中的立杆55和连接柱56一一对应设置，并位于标志器装填空间之间，可有效确保标志器装填和投放时，悬吊架5不会对标志器形成干涉。

3、将标志器智能投放装置安装在车内，与车外仅通过一个投放口21进行投放。在装填标志器时，关闭舱盖3，打开密封板。在填装完成后，关闭密封板，并在需要投放标志器时，打开舱盖3，进行标志器投放。该操作能够有效避免装填标志器时外部污染空气进入，影响装填人员健康，实现在车内装填标志器，解决现有标志器填装时，需将车辆驶离污染区，影响状态效率的问题。

4、投放装置安装在车内后，若遇到水洼地带，可直接通过控制盒14向连杆驱动机构9发出指令，关闭舱盖3，从而在经过该地区时，外部飞溅的泥水只能飞溅到舱盖3外侧，无法进入到投放装置内部，解决检测车经涉水或危险区域，以及加装标志器时，通过关闭舱盖3实现对装置密封防护的作用。

5、控制盒14能够与投放座驱动机构4和连杆驱动机构9相接，从而能够根据装填和投放情况，对投放座驱动机构4和连杆驱动机构9发出相应指令，实现智能控制。

6、所设置的回转环7与力矩调节器6配合后，回转环7上定位环71的缺口72在装填位置时处于两标志器放置槽101之间，标志器投放座10旋转方位为顺时针旋转，旋转过程中，标志器杆始终靠在定位环71上，直至旋转一周后，反向旋转，此时，标志器投放座10朝缺口72处旋转，旋转后各个标志旗杆不断对应缺口72，并从缺口72处倾斜后，从投放口21掉落到检测车外。

如图7所示，引导筒22上端与舱盖外侧固定连接，将投放口罩在内，末端向外延伸到投放口处。

如图2所示，本实施例中的悬吊架5呈圆形，位于力矩调节器6上方，包括间隔套接在传动轴43上的上法兰盘51和下法兰盘52，在上法兰盘51和下法兰盘52上分别可拆卸安装有多根呈水平设置的上水平板53和下水平板54，所述上水平板53和下水平板54一一对应设置，位于标志器投放座10的两相邻标志器放置槽101之间；在每两个相对应的上水平板53和下水平板54之间均可拆卸安装有一根立杆55，在每个下水平板54下端均设有一个下端与标志器投放座10可拆卸连接的连接柱56。法兰盘呈水平设置，且与传动轴43套接固定，为水平板提供了足够的安装位置，同时，能够有效确保水平板和立杆55通过法兰盘与传动轴43固定，实现传动轴43旋转时，水平板和立杆55以及连接柱56同步旋转的目的。

所述上水平板53和下水平板54均呈U形，中部形成一个U形槽；上水平板53的U形槽和下水平板54的U形槽槽口相对设置，所述立杆55的上下两端分别卡在上水平板53的U形槽和下水平板54的U形槽内，在立杆55上下两端均设有一个竖向设置的螺纹孔，所述立杆55与上水平板53之间、立杆55与下水平板54之间均通过一螺栓贯穿上水平板53、下水平板54后与螺纹孔螺纹配合后固定。立杆55与水平板之间通过卡紧配合的方式初步固定，同时，还通过紧固件锁紧固定，连接结构稳固，不易在旋转过程中发生脱落，影响标志器投放座10的使用。同时，水平板呈U型，整体结构强度更好，具有较高的使用寿命。

在上法兰盘51下设有一个套在传动轴43上，并与传动轴43通过螺纹配合固定的内螺纹筒，在内螺纹筒与上法兰盘51之间设有一套在传动轴43上的垫块，所述垫块上下两侧分别与上法兰盘51和内螺纹筒向接触。法兰盘与水平板之间通过紧固件连接固定，安装结构稳固，使用寿命高。

为了确保标志器投放座10各个位置所收到的驱动均衡，所述连接柱56以传动轴43的轴心为中心周向均匀布置，在每个连接柱56的上下两端均具有一连接头，所述连接柱56上端的连接头贯穿下水平板54后，与一螺母配合固定，连接柱56下端的连接头插接固定在标志器投放座上。

所述盖状外壳1呈圆形，由上壳体11和下壳体12组成，所述上壳体11的直径小于下壳体12直径，下壳体12罩在标志器投放座10上，上壳体11呈瓶盖状。

所述装填口13位于上壳体11上，由下矩形口、中部弧形口和上矩形口组成，所述上矩形口用于标志器的标识灯通过，所述中部弧形口用于标志器杆通过，所述下矩形口用于标志器底座通过。

密封板可转动安装在上壳体11上，在密封板里侧设有一个与装填口13相配合的密封条，所述密封条的形状和尺寸与装填口13相适应。

在上壳体11顶面具有一下凹部，所述投放座驱动机构4还包括步进电机41和减速器42，所述所述步进电机41与减速器42相接，通过一固定盘固定在上壳体11的下凹部；所述减速器42的输出轴穿过下凹部后，与传动轴43通过联轴器相连。在传动轴43上、上法兰盘51上方还套有一个轴承，在该轴承上套有一个固定盘，在减速器42上固定有一连接盘，所述连接盘与固定盘之间通过多个立柱连接固定；在固定盘上设有多个固定孔。所设置的固定盘可便于与其他部件之间通过连接件固定连接，从而为传动轴43和传动轴43上方的驱动电机91和减速机提供一定的支撑力，使得驱动装置运行更为稳定。

所述连杆驱动机构9包括固定在舱盖3转动端一侧的驱动电机91，以及一端与驱动电机91的输出端相连，另一端与舱盖3内侧相连的连杆组件；所述连杆组件包括第一连杆92和第二连杆93，所述第一连杆92的一端套接固定在驱动电机91的输出轴上，另一端具有一环形槽，所述第二连杆93一端套在环形槽内，与第一连杆92可转动连接，另一端与舱盖3内侧可转动连接。

在驱动电机91相对侧、投放口21旁设有一个第一距离传感器，当舱盖3与第一距离传感器之间的距离在设定距离内时，第一距离传感器触发，并向控制盒14发送信号后，通过控制盒14来控制驱动电机91的启停以及驱动电机91输出轴的旋转方向，实现舱盖3的自动开闭。在每个止动块81上均设有一个距离传感器，当挡块73与其中一块止动块81相抵时，该止动块81上的距离传感器触发，并向所述控制盒14发送信号，通过控制盒14来控制投放座驱动机构4中动力部分的启停以及旋转方向。

采用上述设置后，当回转环7转动到设定角度，触发相应的传感器后，控制盒14即能收到该信号，并根据收到的信号，对步进电机41和驱动电机91发出相应指令，使步进电机41顺时针旋转或逆时针旋转或关机，使驱动电机91顺时针旋转或逆时针旋转或关机。在本实施例中，在需要填装标志器时，控制盒14向步进电机41发出顺时针旋转指令，使传动轴43顺时针旋转，并在此时，控制驱动电机91旋转后，使舱盖3关闭。在标志器投放完成和需要投放标志器时，控制盒14向步进电机41发出逆时针旋转指令，传动轴43逆时针旋转，并在此时，向驱动电机91发出反向旋转的指令，使舱盖3打开。在没有检测到核辐射时，或投放完成后，可通过控制盒14向步进电机41和驱动电机91发出关闭指令，切断步进电机41和驱动电机91电源，使传动轴43停止旋转。

当然，为了进一步提升本实施例中检测车内的安全，在检测车内设有新风滤毒装置，通过新风滤毒装置对车内空气进行过滤。

为了使得舱盖具有足够的打开空间，在检测车底盘或侧甲板上均开设有与舱盖外形相适应，且略大于舱盖面积的开口。具体的，底板可直接安装在检测车底盘上，也可以安装在一支座上，并通过引导筒将标志器导向车外。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。