一种基于减速及定位的气动样品运输装置的制作方法

本发明属于医用放射性同位素，尤其设计一种基于减速及定位的气动样品运输装置。

背景技术：

1、医用放射性同位素在医学诊断和治疗中应用广泛。自然界中存在的天然放射性核素种类少，因此医用放射性同位素绝大部分都是人工制造，如加速器生产、反应堆生产和同位素发生器生产。其中加速器和反应堆两种生产方式均是通过高能束流轰击各种靶材，从而得到目标核素。而靶材一般由热室传输至靶室进行辐照，并在辐照完后传回热室进行分解提纯。目前，大多是采用气动传输的方式将靶材进行传输

2、采用气动方式进行靶材传输的难点在于：第一个难点：气动传输速度较快带来的不确定性：气动传输的速度往往较快，样品运输装置到达靶室时往往发生剧烈撞击带来不确定性；第二个难点：自由转动的靶材样品运输装置在到达目标点时和机械手的方位不对应：由于管道传输过程中盛放靶材的样品运输装置是可以自由转动的，所以每次到达靶室时的方位是不定的，而抓取靶材的机械手的方位是确定的，因此，必须对样品运输装置中自由转动的靶材样品运输装置在到达靶室时进行重新定位，使样品运输装置中的靶材面向机械手正对方向，从而让机械手按照拟定的程序完成靶材抓取及辐照后放回的操作。杜绝人工操作带来的辐射安全隐患。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提出一种基于减速及定位的气动样品运输装置，目的在于解决靶材启动传输过程中，气动传输速度较快带来的不确定性，以及自由转动的靶材样品运输装置3在到达目标点时和机械手的方位不对应的问题。

2、本发明为解决其技术问题提出以下技术方案：

3、一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特点是：该装置由定位组件和减速组件组成；所述的定位组件包括开口向下且一端作为起始端、另一端作为目的端u形跑兔管道、以及布设在u形跑兔管道内从一端到另一端运输靶材的样品运输装置；在u形跑兔管道和样品运输装置上分别设有相互吸引的磁铁，在磁力的作用下，完成对样品运输装置的定位；所述的减速组件包括布设在u形跑兔管道起始端的通气组件、布设在u形跑兔管道目的端的减速组件、以及布设在u形跑兔管道的弯道内的多个传感器组件，通过通气组件、减速组件、以及多个传感器组件的有机配合，实现过程控制，达到减速且避免碰撞的目的。

4、进一步地，所述在u形跑兔管道和样品运输装置上分别设有相互吸引的磁铁，具体为：在u形跑兔管道的起始端和目的端两侧分别有一块s极磁铁和n极磁铁，在样品运输装置的上、下两端各有一块上s-n磁铁和下s-n磁铁；样品运输装置的s极会靠近u形跑兔管道起始端或目的端的n极，样品运输装置的n极会靠近u形跑兔管道起始端或目的地端的s极，从而完成对样品运输装置的定位，所述定位就是样品运输装置从u形跑兔管道的起始端到达目的地时，其凹槽正对于u形跑兔管道的开口处，从而便于机械手取放靶材的操作。

5、进一步地，所述通气组件包括布设在u形跑兔管道起始端下方的用于给样品运输装置通气的气压室、传输卡簧、以及检测信号和检测信号；当样品运输装置处于气压室位置时，检测信号、检测信号的信号反馈灯常亮，表示样品运输装置处于气压室的位置且已定位；当气压室通气，样品运输装置从u形跑兔管道的气压室端出发，此时，检测信号、检测信号的信号反馈灯灭，表示样品运输装置正常出发。

6、进一步地，所述减速组件包括：布设在u形跑兔管道目的端下方的用于给样品运输装置减速的气压室、传输卡簧、以及检测信号和检测信号；所述多个传感器组件包括：间隔布设在u形跑兔管道弯道内的检测信号、检测信号、检测信号、检测信号；

7、通过检测信号发出通过信号，表示样品运输装置正常通过弯道；当样品运输装置通过检测信号时发出通过信号，并使气压室停止通气，此时样品运输装置将在惯性下继续运动；当样品运输装置通过检测信号时发出通过信号，并使气压室给正在下落的样品运输装置一个向上的气流,由该向上的气流对样品运输装置3进行进一步减速，直至停落在由缓冲弹簧构成的缓冲座上，此时检测信号检测到样品运输装置到达，其对应反馈灯点亮，气压室停止通气；随后样品运输装置在停落端外部磁场与样品运输装置3内的磁铁共同作用下开始转动，直至停止，此时检测信号反馈灯点亮表示定位完成，可进行接下来的机械手操作。

8、进一步地，为防止样品运输装置卡在u形跑兔管道内，可通过各反馈信号判断样品运输装置卡在什么位置，减少检修处理时间，并且当样品运输装置由气压室向气压室运动被卡住时，通过控制气压室断气与气压室通气将样品运输装置回退检修；反之，由气压室向气压室运动时，通过控制气压室断气与气压室通气将样品运输装置回退检修。

9、进一步地，所述的样品运输装置为圆柱形，圆柱形样品运输装置的上端面和下端面上分别设有上s-n磁铁和下s-n磁铁，圆柱形样品运输装置的侧面设有一个开口，开口的尺寸和靶材储存盒的尺寸相配合，圆柱形样品运输装置的中间布放靶材储存盒，靶材储存盒的上、下两端通过弹簧阻挡销阻挡靶材外溢。

10、本发明的优点效果

11、本发明提出了一种气动样品运输装置减速及定位方法，通过控制系统对样品运输装置3进行减速，通过磁吸原理对样品运输装置进行定位。这种发明的优点如下：

12、1、避免了因剧烈撞击导致的样品运输装置和所盛放样品的损坏：在高压气流的推动下，样品运输装置运动速度较快，通过运输管道上多个检测信号及时反馈样品运输装置位置信息，从而控制驱动气流的停止，样品运输装置只能依靠惯性前行，并打开接收端气流，从而给样品运输装置一个反推气流，达到减速目的，避免了因剧烈撞击导致的设备、样品运输装置3、样品的损坏。

13、2、提高检修效率：因为管道上安装的检测信号，可以对样品运输装置所在位置及时反馈，当样品运输装置3突然停滞，可及时判断其方位，并通过反向通气流的方式使其回退，避免了人工检修，提高了检修效率，同时降低了辐射风险。

14、3、提高了经济效益：样品运输装置的减速，避免了相关设备因撞击而产生的损坏，提高了设备使用寿命，降低了核废物的产生率，减少了核废物处理的费用。通过对样品运输装置的自动定位，提高了自动化，方便了机械手操作，减少了机械手的自由度，从而精度更高，且降低了机械手设计难度，从而减少了设计成本和制造成本。

15、4、提高了安全性：样品运输装置3的减速，避免了相关设备因撞击而产生的损坏，提高了设备使用寿命，降低了核废物的产生率，减少了作业人员进入辐射环境的次数和时长。样品运输装置3的自动定位，提高了自动化，避免了人工操作，降低了辐射风险。

技术特征：

1.一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：该装置由定位组件和减速组件组成；所述的定位组件包括开口向下且一端作为起始端、另一端作为目的端u形跑兔管道(10)、以及布设在u形跑兔管道(10)内从一端到另一端运输靶材的样品运输装置(3)；在u形跑兔管道(10)和样品运输装置(3)上分别设有相互吸引的磁铁，在磁力的作用下，完成对样品运输装置(3)的定位；所述的减速组件包括布设在u形跑兔管道(10)起始端的通气组件、布设在u形跑兔管道(10)目的端的减速组件、以及布设在u形跑兔管道(10)的弯道内的多个传感器组件，通过通气组件、减速组件、以及多个传感器组件的有机配合，实现过程控制，达到减速且避免碰撞的目的。

2.根据权利要求1所述一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：所述在u形跑兔管道(10)和样品运输装置(3)上分别设有相互吸引的磁铁，具体为：在u形跑兔管道(10)的起始端和目的端两侧分别有一块s极磁铁(13)和n极磁铁(14)，在样品运输装置(3)的上、下两端各有一块上s-n磁铁(11)和下s-n磁铁(12)；样品运输装置(3)的s极会靠近u形跑兔管道(10)起始端或目的端的n极，样品运输装置(3)的n极会靠近u形跑兔管道(10)起始端或目的地端的s极，从而完成对样品运输装置(3)的定位，所述定位就是样品运输装置(3)从u形跑兔管道(10)的起始端到达目的地时，其凹槽正对于u形跑兔管道(10)的开口处，从而便于机械手取放靶材的操作。

3.根据权利要求1所述一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：所述通气组件包括布设在u形跑兔管道(10)起始端下方的用于给样品运输装置(3)通气的气压室(1)、传输卡簧(2)、以及检测信号(17)和检测信号(18)；当样品运输装置(3)处于气压室(1)位置时，检测信号(17)、检测信号(18)的信号反馈灯常亮，表示样品运输装置(3)处于气压室(1)的位置且已定位；当气压室(1)通气，样品运输装置(3)从u形跑兔管道(10)的气压室(1)端出发，此时，检测信号(17)、检测信号(18)的信号反馈灯灭，表示样品运输装置(3)正常出发。

4.根据权利要求1所述一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：

5.根据权利要求1所述一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述一种基于减速及定位的气动样品运输装置，其特征在于：所述的样品运输装置(3)为圆柱形，圆柱形样品运输装置(3)的上端面和下端面上分别设有上s-n磁铁和下s-n磁铁，圆柱形样品运输装置(3)的侧面设有一个开口，开口的尺寸和靶材储存盒的尺寸相配合，圆柱形样品运输装置(3)的中间布放靶材储存盒，靶材储存盒的上、下两端通过弹簧阻挡销(20)阻挡靶材外溢。

技术总结
本发明公开了一种基于减速及定位的气动样品运输装置，该装置由定位组件和减速组件组成；该定位组件包括开口向下且一端作为起始端、另一端作为目的端U形跑兔管道、布设在U形跑兔管道内从一端到另一端运输靶材的样品运输装置；在U形跑兔管道和样品运输装置上分别设有相互吸引的磁铁，所述的减速组件包括布设在U形跑兔管道起始端的通气组件、布设在U形跑兔管道目的端的减速组件、以及布设在U形跑兔管道的弯道内的多个传感器组件，本发明通过控制系统对样品运输装置进行减速，通过磁吸原理对样品运输装置进行定位，避免了因剧烈撞击导致的样品运输装置和所盛放样品的损坏，通过对样品运输装置的自动定位，提高了自动化，降低了机械手设计难度。

技术研发人员：王峰,崔涛,吕银龙,杨华宇,秦伟涛,王煜,周平原
受保护的技术使用者：国电投核力同创（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23