一個(gè)名為L(zhǎng)yra 的機(jī)器人已被用于檢查 Dounreay 冗余核實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)管道并繪制放射性材料圖。Lyra 從一個(gè)入口點(diǎn)穿過(guò) 140m 的管道。它為操作員提供了詳細(xì)的放射性特征信息，現(xiàn)在可用于幫助規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室的安全和高效退役。

以前，獲得如此多的詳細(xì)信息會(huì)很復(fù)雜。即使在可能的情況下，也需要運(yùn)營(yíng)人員將額外的航空服進(jìn)入污染區(qū)域，從而增加成本并增加風(fēng)險(xiǎn)。由于管道的大小和放射風(fēng)險(xiǎn)，目前人類無(wú)法進(jìn)入該區(qū)域。

這一部署證明，移動(dòng)機(jī)器人可用于加快英國(guó)遺留核設(shè)施退役的步伐，同時(shí)降低對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)、降低成本，甚至減少產(chǎn)生的額外低放廢物量在退役期間。

天琴座的設(shè)計(jì)

Lyra 被設(shè)計(jì)成一個(gè)低成本的機(jī)器人，具有五個(gè)輻射探測(cè)器、一個(gè)用于定位的激光掃描儀、兩個(gè)攝像頭、燈和一個(gè)機(jī)械臂，用于從管道的墻壁或地板上采集放射性污染的拭子樣本。Lyra 由曼徹斯特大學(xué)的研究人員開發(fā)，他們?cè)跈C(jī)器人和人工智能核 (RAIN) 中心工作，并得到了 Dounreay Site Remediation Ltd (DSRL) 技術(shù)和運(yùn)營(yíng)人員的大量指導(dǎo)。

天琴座配備了履帶并具有相對(duì)較高的離地間隙，使其能夠清除管道中的大量碎石。輻射傳感包設(shè)計(jì)用于測(cè)量 β、伽馬、X 射線和中子輻射，并連接了一個(gè) 5 DOF 機(jī)械手，使其能夠收集拭子以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步的放射分析。

攝像機(jī)安裝在 Lyra 的前部和機(jī)械手的末端。連接到機(jī)械手的攝像頭允許對(duì)調(diào)查期間確定的任何感興趣區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)檢查。Lyra 是通過(guò)一個(gè)用于駕駛的手柄和一個(gè)柔順的機(jī)械臂來(lái)控制的，機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)被機(jī)器人上的手臂復(fù)制。

輻射傳感包與 LIDAR 雷達(dá)和實(shí)時(shí)攝像機(jī)鏡頭相結(jié)合，可以開發(fā)帶有時(shí)間戳的 3D 視頻，并將測(cè)量的輻射讀數(shù)疊加在視頻上。任何感興趣的點(diǎn)或高輻射測(cè)量都可以精確定位在管道內(nèi)的任何選定位置。

天琴座不受束縛，但確實(shí)包含一個(gè)絞盤檢索機(jī)制，如果天琴座斷電，它可以將天琴座拉回接入點(diǎn)，或者如果它擱淺，可以將其從瓦礫中移開。Lyra 還集成了一個(gè)獨(dú)立的遠(yuǎn)程重置功能。該無(wú)線設(shè)備使 Lyra 能夠在必要時(shí)執(zhí)行“硬重置”。

部署

Lyra 的部署是與 DSRL 的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)合作完成的，下圖顯示了部署 Lyra 的安全殼內(nèi)的訪問端口的圖像。插入的框架提供額外的攝像頭、照明和備用通信。

在成功部署 Lyra 之后，DSRL 項(xiàng)目經(jīng)理 Jason Simpson 表示：“DSRL 非常感謝曼徹斯特大學(xué)的團(tuán)隊(duì)，他們的努力加上 FIS360 董事總經(jīng)理 Frank Allison 的努力清楚地證明了通過(guò)協(xié)作獲得的巨大好處與供應(yīng)鏈合作?，F(xiàn)在特性調(diào)查已經(jīng)完成，我們已經(jīng)建立了管道的全面圖片，這將有助于我們就管道的退役方式做出明智的決定。

“盡管各方承認(rèn)成功的動(dòng)機(jī)各不相同，但 Frank Allison、Barry Lennox、Matthew Nancekievill、Keir Groves 和曼徹斯特團(tuán)隊(duì)其他成員的熱情和承諾確保我們的目標(biāo)最終保持一致，最終實(shí)現(xiàn)成功通過(guò) Lyra 見證部署和數(shù)據(jù)捕獲。”

RAIN Hub 總監(jiān) Barry Lennox 補(bǔ)充說(shuō)：“我們想證明機(jī)器人可以成功地用于非活動(dòng)區(qū)域。我們添加了故障安全設(shè)備，包括遠(yuǎn)程“重啟”開關(guān)和絞盤，使我們能夠在機(jī)器人卡在管道中的碎片上時(shí)進(jìn)行物理檢索。調(diào)查顯示了 Lyra 的可靠性不活躍區(qū)域。”

該部署得到了創(chuàng)新和技術(shù)轉(zhuǎn)讓專家 FIS360 的支持。他們的董事總經(jīng)理弗蘭克·艾利森 (Frank Allison) 說(shuō)：“Lyra 的開發(fā)和部署凸顯了機(jī)器人技術(shù)為核工業(yè)帶來(lái)的好處以及學(xué)術(shù)界、最終用戶和企業(yè)在供應(yīng)鏈中合作的重要性。通過(guò)像這樣的協(xié)作工作，可以為復(fù)雜的挑戰(zhàn)開發(fā)解決方案，例如測(cè)量 Dounreay 管道。”