失控放射源搜尋機器人設(shè)計與尋源算法研究.pdf

1、近年來，世界范圍內(nèi)核工業(yè)大力發(fā)展，與此同時，放射源丟失事件也頻繁發(fā)生。目前，對于放射源的搜尋大多采用人工搜尋，搜尋的效率低，且搜尋人員容易受到輻射傷害。將機器人送入失控放射源可能的所在區(qū)域進行搜尋則與此不同，不僅效率可以得到提高同時還能避免人員受到輻射，因此設(shè)計一款放射源搜尋機器人具有極大的實用意義。本文圍繞放射源搜尋任務(wù)，設(shè)計了放射源搜尋機器人移動平臺的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了放射源抓取機械臂的結(jié)構(gòu)并進行了運動學分析，提出了基于高斯過程回歸的放射

2、源搜尋算法，并且進行了計算機仿真和實物仿真實驗。
　　本文首先在分析國內(nèi)外輻射檢測機器人和尋源算法的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，根據(jù)放射源搜尋任務(wù)，提出了尋源機器人的設(shè)計指標。針對設(shè)計指標，從一些常見的行走機構(gòu)中選定了機器人移動平臺的結(jié)構(gòu)形式為雙履帶式結(jié)構(gòu)，分析了雙履帶式行走機構(gòu)的地面力學性能以選定驅(qū)動裝置。完成了雙履帶式移動平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計。其次，通過分析放射源抓取任務(wù)需求，確定了移動平臺上裝放射源抓取機械臂為4自由度，選定了該機械臂的構(gòu)型為

3、RRR型，完成了機械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在此基礎(chǔ)上建立了機械臂的運動學模型，對機械臂進行了正、逆運動學分析，得出了機械臂的工作空間，根據(jù)所需的工作空間，確定了機械臂的各桿件尺寸。再次，提出了基于高斯過程回歸的放射源搜尋算法。算法分為兩部分，第一部分為空間輻射強度分布估計算法，即以已知點的位置坐標和輻射強度為訓練集，采用高斯過程回歸對環(huán)境平面中未知點的輻射強度進行估計；第二部分為尋源機器人軌跡規(guī)劃算法，即建立基于高斯過程回歸的最優(yōu)化函數(shù)，通過解