本發(fā)明屬于核電機(jī)器人，具體涉及一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、核電站安全保障需求日益提升，傳統(tǒng)人工安保方式在效率、響應(yīng)速度及高輻射區(qū)域作業(yè)等方面存在局限性。近年來(lái)，四足機(jī)器人技術(shù)迅猛發(fā)展，已在工業(yè)巡檢、安防巡邏等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，展現(xiàn)出卓越的地形適應(yīng)性和靈活的運(yùn)動(dòng)性能。然而，在核電站安保領(lǐng)域，由于其特殊的耐輻射、高可靠性、智能化及多功能集成等嚴(yán)苛要求，四足機(jī)器人的應(yīng)用仍處于起步階段。

2、現(xiàn)有的核電站安保系統(tǒng)主要依賴(lài)人工巡邏、固定攝像頭監(jiān)控以及多種傳感器的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)。然而，這些技術(shù)手段存在以下幾個(gè)方面的不足：

3、(1)依賴(lài)人工巡邏，效率低且存在盲區(qū)：核電站占地面積廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人工巡邏難以做到全面覆蓋，存在監(jiān)控盲區(qū)和安全隱患。同時(shí)，人工巡邏效率受限于人員體力、精神狀態(tài)等因素，無(wú)法保證持續(xù)穩(wěn)定的監(jiān)控力度。

4、(2)固定攝像頭監(jiān)控視角受限，存在死角：固定攝像頭雖然能夠提供一定范圍的監(jiān)控畫(huà)面，但其視角固定，容易產(chǎn)生監(jiān)控死角，無(wú)法對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)跟蹤。

5、(3)傳統(tǒng)傳感器環(huán)境適應(yīng)性差，功能單一：現(xiàn)有的傳感器，如紅外探測(cè)器、煙霧報(bào)警器等，往往功能單一，且容易受到環(huán)境因素的干擾，誤報(bào)率較高，難以適應(yīng)核電站復(fù)雜多變的環(huán)境。

6、(4)應(yīng)急響應(yīng)速度慢，處置能力有限：依賴(lài)人工的安保系統(tǒng)在面對(duì)突發(fā)事件時(shí)，響應(yīng)速度較慢，處置能力有限，難以快速有效地控制事態(tài)發(fā)展。

7、(5)數(shù)據(jù)集成度低，智能化程度不高：現(xiàn)有的安保系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)之間often獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)集成度低，難以實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同聯(lián)動(dòng)，智能化程度不高，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的精細(xì)化安全管理需求。

8、具體到四足機(jī)器人技術(shù)在核電站的應(yīng)用，目前主要存在以下技術(shù)瓶頸：

9、耐輻射性能不足：通用的四足機(jī)器人電子元器件和材料的耐輻射性能較差，無(wú)法在核電站的高輻射環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

10、缺乏針對(duì)核電站特定場(chǎng)景的優(yōu)化設(shè)計(jì)：現(xiàn)有的四足機(jī)器人產(chǎn)品多為通用型平臺(tái)，缺乏針對(duì)核電站安保場(chǎng)景的特定優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如針對(duì)核電站復(fù)雜地形的運(yùn)動(dòng)控制算法、針對(duì)輻射環(huán)境的防護(hù)措施等。

11、安保功能集成度不高：現(xiàn)有的四足機(jī)器人產(chǎn)品往往專(zhuān)注于移動(dòng)平臺(tái)的性能提升，缺乏對(duì)安保功能的集成，例如門(mén)禁控制、特定設(shè)備識(shí)別、人員識(shí)別等。

12、遠(yuǎn)程控制的可靠性和實(shí)時(shí)性有待提高：在核電站安保應(yīng)用中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)四足機(jī)器人的遠(yuǎn)程可靠控制，并實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，這對(duì)通信技術(shù)提出了較高的要求。

13、綜上所述，現(xiàn)有的核電站安保技術(shù)以及四足機(jī)器人技術(shù)在應(yīng)用于核電站安保場(chǎng)景時(shí)都存在一定的局限性，亟需一種更加高效、智能、可靠的安保解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，通過(guò)集成傳感技術(shù)、5g通信技術(shù)、多模態(tài)及具身大模型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化安保功能，實(shí)現(xiàn)高效、自主、可靠的核電站安全巡檢和應(yīng)急響應(yīng)，提升核電站的安全性和運(yùn)營(yíng)效率。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，包括控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊和殼體結(jié)構(gòu)，控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊安裝在殼體結(jié)構(gòu)上，所述的控制模塊分別與動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器和音頻模塊各模塊連接，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制和通信，所述的傳感器模塊包括深度相機(jī)、激光傳感器、手機(jī)偵測(cè)設(shè)備、紅外傳感器、超聲波傳感器和輻射劑量芯片，動(dòng)力模塊包括電機(jī)和電調(diào)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂模塊包括電機(jī)和機(jī)械臂控制器，同時(shí)在機(jī)械臂上還集成nfc模塊，電源模塊包括電池、電源管理器和電源顯示屏幕，音頻模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的語(yǔ)音交互。

3、所述的殼體結(jié)構(gòu)包括左殼、前殼、底殼、右殼、后殼、上殼以及四個(gè)密封殼裝配而成，前電池和后電池由底殼、前殼和后殼共同固定在整體前后兩端，電源管理器、控制模塊、輻射劑量芯片安裝固定在底殼上。

4、所述的控制模塊包括5g芯片和cpu芯片集成在pcb板上。

5、所述的機(jī)械臂模塊安裝在上殼中部，音頻模塊安裝在上殼前部，深度相機(jī)、紅外傳感器安裝在前殼上，前殼上裝有前超聲波傳感器、右超聲波傳感器、左超聲波傳感器和后超聲波傳感器四個(gè)超聲波傳感器，激光傳感器安裝在前殼底部。

6、所述的右殼上安裝有電源顯示屏。

7、所述上殼上安裝有煙霧報(bào)警器。

8、所述的機(jī)械臂模塊包括機(jī)械爪、機(jī)械臂前臂、機(jī)械臂后壁和機(jī)械臂底座相互連接配合，機(jī)械臂后臂電機(jī)、機(jī)械臂前臂電機(jī)和機(jī)械爪電機(jī)為機(jī)械臂提供動(dòng)力。

9、所述的動(dòng)力模塊包括前機(jī)械足前臂、機(jī)械足后壁和緩沖墊，機(jī)械足前臂電機(jī)、機(jī)械足后壁電機(jī)控制機(jī)械足在x軸與z軸方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，機(jī)械足整體控制電機(jī)控制機(jī)械足在x軸和z軸方向自由活動(dòng)。

10、所述的機(jī)械足通過(guò)固定板與軀干部分連接。

11、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人通過(guò)集成多種先進(jìn)安保功能，相較于傳統(tǒng)的人工安保系統(tǒng)，展現(xiàn)出了多方面的顯著優(yōu)勢(shì)和有益效果，提高安全性和響應(yīng)速度，四足機(jī)器人能夠24小時(shí)不間斷巡邏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并迅速響應(yīng)，相較于人工巡邏，大幅提高了核電站的安全監(jiān)控效率和應(yīng)急響應(yīng)速度。減少人為錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)：通過(guò)自動(dòng)化四足機(jī)器人執(zhí)行安保任務(wù)，減少了人為疏忽和操作錯(cuò)誤的可能性，同時(shí)也降低了安保人員在高輻射環(huán)境下工作的健康風(fēng)險(xiǎn)。增強(qiáng)設(shè)備和區(qū)域控制：四足機(jī)器人具備識(shí)別特定國(guó)外設(shè)備信號(hào)的能力，能夠有效防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備進(jìn)入核電站，增強(qiáng)了對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和區(qū)域的控制能力。提升緊急情況下的處理能力：四足機(jī)器人的機(jī)械手可以快速打開(kāi)防火門(mén)，為緊急疏散和救援行動(dòng)提供便利，提高了核電站在緊急情況下的處理能力。智能化門(mén)禁管理：四足機(jī)器人的刷卡開(kāi)門(mén)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)核電站內(nèi)部門(mén)禁的智能化管理，提高了門(mén)禁系統(tǒng)的安全性和便捷性。強(qiáng)化人員監(jiān)控：陌生人識(shí)別功能能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)未授權(quán)人員，增強(qiáng)了對(duì)核電站內(nèi)部人員的監(jiān)控和管理，有效預(yù)防內(nèi)部安全威脅。交通管制自動(dòng)化：控制路障升降功能自動(dòng)化了核電站的交通管制，有效防止違規(guī)車(chē)輛進(jìn)入，提高了核電站交通管理的效率和安全性。數(shù)據(jù)收集與分析：四足機(jī)器人在巡邏過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)可以用于分析核電站的安全趨勢(shì)，為管理層提供決策支持，進(jìn)一步提升安全管理水平。降低長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本：雖然初期投資相對(duì)較高，但四足機(jī)器人能夠減少長(zhǎng)期依賴(lài)人工安保的成本，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，有助于降低核電站的整體安保運(yùn)營(yíng)成本。環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：四足機(jī)器人能夠在各種惡劣天氣和復(fù)雜地形條件下工作，不受環(huán)境限制，提高了核電站安保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。提升核電站形象：采用高科技安保四足機(jī)器人，展示了核電站采用先進(jìn)技術(shù)提升安全管理水平的決心，增強(qiáng)了公眾對(duì)核電站安全運(yùn)營(yíng)的信心。

技術(shù)特征：

1.一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：包括控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊和殼體結(jié)構(gòu)，控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊安裝在殼體結(jié)構(gòu)上，所述的控制模塊分別與動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器和音頻模塊各模塊連接，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制和通信，所述的傳感器模塊包括深度相機(jī)、激光傳感器、手機(jī)偵測(cè)設(shè)備、紅外傳感器、超聲波傳感器和輻射劑量芯片，動(dòng)力模塊包括電機(jī)和電調(diào)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂模塊包括電機(jī)和機(jī)械臂控制器，同時(shí)在機(jī)械臂上還集成nfc模塊，電源模塊包括電池、電源管理器和電源顯示屏幕，音頻模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的語(yǔ)音交互。

2.如權(quán)利要求1所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的殼體結(jié)構(gòu)包括左殼、前殼、底殼、右殼、后殼、上殼以及四個(gè)密封殼裝配而成，前電池和后電池由底殼、前殼和后殼共同固定在整體前后兩端，電源管理器、控制模塊、輻射劑量芯片安裝固定在底殼上。

3.如權(quán)利要求2所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的控制模塊包括5g芯片和cpu芯片集成在pcb板上。

4.如權(quán)利要求2所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的機(jī)械臂模塊安裝在上殼中部，音頻模塊安裝在上殼前部，深度相機(jī)、紅外傳感器安裝在前殼上，前殼上裝有前超聲波傳感器、右超聲波傳感器、左超聲波傳感器和后超聲波傳感器四個(gè)超聲波傳感器，激光傳感器安裝在前殼底部。

5.如權(quán)利要求2所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的右殼上安裝有電源顯示屏。

6.如權(quán)利要求2所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述上殼上安裝有煙霧報(bào)警器。

7.如權(quán)利要求2所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的機(jī)械臂模塊包括機(jī)械爪、機(jī)械臂前臂、機(jī)械臂后壁和機(jī)械臂底座相互連接配合，機(jī)械臂后臂電機(jī)、機(jī)械臂前臂電機(jī)和機(jī)械爪電機(jī)為機(jī)械臂提供動(dòng)力。

8.如權(quán)利要求1所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的動(dòng)力模塊包括前機(jī)械足前臂、機(jī)械足后壁和緩沖墊，機(jī)械足前臂電機(jī)、機(jī)械足后壁電機(jī)控制機(jī)械足在x軸與z軸方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，機(jī)械足整體控制電機(jī)控制機(jī)械足在x軸和z軸方向自由活動(dòng)。

9.如權(quán)利要求1所述的一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5g核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人，其特征在于：所述的機(jī)械足通過(guò)固定板與軀干部分連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于核電機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有多模態(tài)及具身大模型能力的5G核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人。包括控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊和殼體結(jié)構(gòu)，控制模塊、動(dòng)力模塊、機(jī)械臂模塊、電源模塊、傳感器模塊、散熱器、音頻模塊安裝在殼體結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的核電站專(zhuān)用四足機(jī)器人通過(guò)集成多種先進(jìn)安保功能，相較于傳統(tǒng)的人工安保系統(tǒng)，展現(xiàn)出了多方面的顯著優(yōu)勢(shì)和有益效果，提高安全性和響應(yīng)速度，四足機(jī)器人能夠24小時(shí)不間斷巡邏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并迅速響應(yīng)，相較于人工巡邏，大幅提高了核電站的安全監(jiān)控效率和應(yīng)急響應(yīng)速度。

技術(shù)研發(fā)人員：楊云斐,鐘華,姚照紅,陳華,肖波,劉強(qiáng),廖俊,沈國(guó)章,陳子明,洪黎輝,王月春,吳賅定,吳猛,張海燕,張化友,嚴(yán)卓奇,劉曉東,李軍,葉佳陽(yáng),余霆,宋曉波,鐘駿,李宗豹,史建君,史佳俊,劉馳程,黃博涵,原瑞婧,章外明,王賀宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中核浙能能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15