CN111694354A - 一种消毒机器人自动加液系统及控制方法 - Google Patents

一种消毒机器人自动加液系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种消毒机器人自动加液系统及控制方法，其控制方法包括：当机器人检测到消毒液液位低于设定值时，将信息上报至调度管理服务器，更新请求队列；机器人行走至加液桩位置，获取加液桩的工作状态，如加液桩占用则驻留等待，否则与加液桩确认请求队列的第一位是否为本机器人，如是则自动对位并更新加液桩的状态信息，如否，则将当前机器人置为请求队列首位；机器人自动对位完成后，打开加液口，加液枪对位完成后加液至满，关闭并更新状态信息。自动加液系统包括调度管理服务器、通信服务器、机器人和加液桩。本发明可实现机器人自动补充消毒液的功能，自动化程度高，无需人工干预，提高了消毒工作效率，操作简便，易于实现。

Description

一种消毒机器人自动加液系统及控制方法
技术领域
本发明涉及机器人消毒技术领域，尤其涉及一种消毒机器人自动加液系统及控制方法。
背景技术
消毒机器人相比于人工消毒，具有安全及时和效率高等诸多优势，因此受到越来越受到推崇。但消毒机器人在执行消毒任务时，当消毒液耗尽或低于设定液位时，需返回待机点等待人工加液，人工加液后再继续执行任务。如操作人员不在加液岗，则机器人需一直等待，影响消毒任务进行，而且人工加液的效率低。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可自动与加液桩建立联系、自动对位、自动检测和更新状态的消毒机器人的自动加液控制方法，以及实现该控制方法的自动加液系统。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种消毒机器人的自动加液控制方法，包括下列步骤：
S1、加液请求与调度：当机器人检测到消毒液液位低于设定值时，将请求加液信息上报至调度管理服务器；调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令，并更新请求队列，同时将更新后的请求队列信息下发至加液桩；其中，调度管理服务器一般按照请求时间的先后生成请求队列；
S2、加液桩状态确认：机器人根据加液指令，同时按照存储的加液桩的位置信息通过自身的导航避障模块行走，到达指定加液桩所在位置时，与调度管理服务器通信，获取当前加液桩的占用状态信息，如加液桩处于占用状态(如其它设备正在加液或加液桩处于维护状态等)，则驻留等待，直至加液桩变为释放状态；如加液桩处于释放状态(未被占用)，则跳转至步骤S3；
S3、请求队列确认和自动对位：机器人与加液桩建立通信连接，确认该加液桩请求队列的第一位是否为本机器人，如是，则机器人进行自动对位操作，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；如否，则该加液桩将当前机器人置为请求队列首位，请求队列中其它设备按序后移，并将更新后的请求队列信息同步至调度管理服务器和机器人，同时机器人进行自动对位操作，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；其中，机器人的自动对位可采用现用技术，如机器人充电中的对位操作方法和步骤；
S4、加液：机器人自动对位完成后，机器人控制打开加液口，并将加液口状态信息发送给加液桩，加液桩控制打开输液口；机器人和加液桩分别通过其上的对位检测模块进行加液枪对位，加液枪对位完成后，加液桩将消毒液输出至机器人，当检测到加满时停止加液；
S5、结束加液：加液枪复位，加液桩将加液枪复位信息发送给机器人和调度管理服务器，机器人控制关闭加液口并离开，调度管理服务器更新请求队列信息和加液桩的占用状态信息。本发明控制方法适用于一台机器人对应一个加液桩的情况，也适用于多台机器人对应一个加液桩的情况，以及多台机器人对应多个加液桩的情况，由调度管理服务器根据各加液桩的状态(占用状态和位置状态等)和队列长度进行调度分配。加液桩可以为一个固定的位置，如在医院里，加液桩可统一安放在消毒供应室。各加液桩的位置信息预存在机器人和调度管理服务器中，机器人根据分配的加液桩的位置信息自行导航行走到对应的加液桩所在的位置。
更进一地，加液桩也可为移动设置，调度管理服务器可随时获取各加液桩的位置信息和占用状态信息。
进一步优选的技术方案是，所述S1步骤中的请求加液信息包括机器人的液位信息和消毒液种类信息(需要添加的消毒液种类)，S1步骤中调度管理服务器除了将请求队列信息下发至加液桩外，还将消毒液种类信息下发给加液桩；S4步骤中机器人根据加液需求打开相应的所述加液口(与消毒液种类信息相对应)，加液桩根据消毒液种类信息打开相应的所述输液口。适用于多种消毒液的场景，当不同的机器人配备不同种类的消毒液，或者同一个机器人同时配备几种消毒液时，当其中某一种或某几种消毒液耗尽需添加时将需要添加的消毒剂种类发送给调度管理服务器请求添加；加液桩内置多个储液罐，每个储液罐配置一个抽液泵和一个加液枪，同时每台机器人根据需要配置一个或多个储液腔，加液时，根据加液请求，打开对应的储液腔的加液口，以及对应储液罐的输液口，添加相应的消毒液；机器人消毒时根据需要喷洒不同的消毒液，或者通过自身调配模块配置成不同配比和浓度的消毒液混合物进行消毒。
进一步优选的技术方案是，所述S2、S3和S5步骤中加液桩的占用状态信息包括工作占用状态信息和区域占用状态信息，所述工作占用状态信息为加液桩上加液枪是否在加液，一般以加液枪是否复位来判断；所述区域占用状态信息为加液桩的预设加液区域是否被占用，当机器人在加液桩的预设加液区域内，加液桩通知调度管理服务器后台当前区域被占用，其他机器人不可进入。加液桩的区域占用状态信息一般为加液桩靠近加液口附近的区域，可通过预设的传感器进行探测感应，当该区域有其它设备或人体等驻留，如其它设备(包括消毒机器人)刚加完液尚未离开、其它设备因某些原因占用该位置、有操作人员在该位置逗留等，即使加液枪已复位、加液桩的工作状态处于未占用(释放)状态，因为该区域处于被占用状态，其它设备(包括机器人)也不能进入该区域加液，直至该位置处于释放状态才可进入加液。因此，只有该加液桩的工作占用状态和区域占用状态均处于未占用(释放)状态时，机器人才可进行加液操作。同样，当机器人加液完成后，加液枪复位，加液桩的工作占用状态信息更新为释放状态，直至机器人离开后，加液桩的区域占用状态信息才更新为释放状态，该区域解锁，后面排队的机器人才能进入加液。
这样做的好处是一方面是避免预设加液区域上有其它设备、人体或物体时，机器人进入对机器人的后续加液动作造成冲突或影响，另一方面是有利于调度管理后台的调度和管理，如果有两个加液桩都各有一台机器人在加液，如果一台刚开始(工作占用状态和区域占用状态均为占用状态)，一台结束未离开(工作占用状态为释放状态，区域占用状态均为占用状态)，调度后台可分配后者(结束的那台加液桩)给其它需要加液的机器人。
进一步优选的技术方案是，所述S4步骤中机器人自动对位完成的判断方法是：当机器人和加液桩上相对应的每组传感器的数值接近时，说明角度对正；通过传感器的数值大小判断机器人和加液桩之间的距离，当距离值小于设定门限值时，说明距离对正；当每组传感器均有数值，且数值相差小于预设值时，才代表对正。机器人和加液桩上一般分别设置两组或两组以上的传感器(可为红外传感器)，机器人和加液桩一组负责发射，一组负责接收，如果机器人对位传感器平面和加液桩传感器平面不是平行状态，比如斜对位，则存在所有传感器均接收不到数据，或者某组传感器接收到数据而另外的传感器未接收到数据，或者各组传感器都有接收数据，但是数值大小(或信号强度)相差较大，则代表机器人没有对正。只有多组传感器都有数值，并且数值相差小于预设值时，才代表对正。
进一步优选的技术方案是，所述S4步骤中加液枪对位的方法为：加液枪伸入机器人加液口中，加液枪上传感器和机器人储液腔内相对应的传感器中一组负责发射，一组负责接收，当能接收到发射的信号且接收信号值大于预设值则表示加液枪对位成功；当对位不成功时，加液枪退出重试，当重试次数达到设定值(如3次)时，生成告警信息上报调度管理服务器。
进一步优选的技术方案是，所述S4步骤中检测是否加满的方法为：当加液枪内部形成负压时，表明消毒液将气嘴堵住，消毒液已加满，控制开关停止加液。
进一步优选的技术方案是，所述S4步骤中检测是否加满的方法为：机器人储液腔内部的传感器检测是否达到设定值，当达到设定值时，表明消毒液已加满，机器人发送信息给加液桩，加液桩停止加液。
进一步优选的技术方案是，所述S1步骤中调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令的方法为：调度管理服务器根据各加液桩的位置信息、占用状态、各加液桩的队列长度给机器人分配加液桩。
一种消毒机器人自动加液系统，实现上述消毒机器人的自动加液控制方法，包括调度管理服务器、通信服务器、机器人和加液桩。
所述调度管理服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，用于负责机器人和加液桩的调度管理，实现机器人自动加液的功能。
所述通信服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，具备无线通信组网能力，用于调度管理服务器、机器人、加液桩之间的通信，无线通信为WIFI、以太网、4G通信、33MHz通信中的一种或几种。
所述机器人用于执行液位监控、自主导航避障行走、自动加消毒液和执行消毒作业任务。
所述加液桩存储有消毒液，用于与机器人协同完成自动添加消毒液。
进一步优选的技术方案是，所述机器人包括机器人主体和设置在所述机器人主体上的加液模块，所述加液模块包括第一主控模块和与所述第一主控模块相连的第一显示模块、第一输入模块、第一身份验证模块、第一功放模块、第一存储模块、第一通信模块、第一储液模块、第一对位检测模块、驱动模块、导航避障模块、第一开关模块。上述功能模块一般在实现机器人的自动加液作业的同时，也实现机器人的日常消毒作业。
所述第一主控模块负责机器人的逻辑控制。
所述第一显示模块用于显示机器人的工作状态，一般为显示屏，显示APP界面。
所述第一输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种，一般与第一显示模块相互配合使用。
所述第一身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证，人工加液时可通过人脸识别、指纹识别、ID卡或密码等进行验证操作，自动加液时可通过内置的ID卡与加液桩对接。
所述第一功放模块用于播报语音提醒或状态信息。
所述第一存储模块用于数据存储，如在自动加液作业中负责存储液位信息等。
所述第一通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、加液桩进行通信。
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液腔，用于盛装不同种类的消毒液，每个所述储液腔内均配备有液位传感器，可同时配备高、低两个液位传感器，高位传感器用于检测消毒液是否加满，低位传感器用于检测消毒液是否耗尽。
所述第一对位检测模块用于与加液桩进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态，进行加液枪对位。第一对位检测模块可采用红外传感设备。
所述第一开关模块用于控制打开和关闭所述储液腔的注入口，可采用耐腐蚀性电动阀门。
所述驱动模块包括伺服电机、电机控制器、减速器和车轮，用于机器人的避障行走。
所述导航避障模块包括避障行走传感器，所述避障行走传感器包括激光雷达、超声波传感器、视觉传感器、光幕传感器中的一种或几种。
所述机器人主体包括机身和底盘，所述机身上设置有消毒喷洒机构和若干扇叶，若干所述扇叶围合成一个筒体，所述第一储液模块、第一开关模块和消毒喷洒机构设置在扇叶围合成的筒体内，当所述扇叶打开时，从扇叶间的空隙中向第一储液模块补加消毒液或向外喷洒消毒液进行消毒。机器人不工作时，扇叶关闭，围合成一个筒体，避免杂物或灰尘进入，使维护简单方便，也可提升机器人整体的外观。
进一步优选的技术方案是，所述加液桩包括第二主控模块和与所述第二主控模块相连的第二显示模块、第二输入模块、第二身份验证模块、第二功放模块、第二存储模块、第二通信模块、第二储液模块、第二对位检测模块、加液控制模块、机械运动模块、第二开关模块。
所述第二主控模块负责加液桩的逻辑控制。
所述第二显示模块用于显示加液桩的工作状态。
所述第二输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种。
所述第二身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证，人工对外加液时身份验证模块可保证安全性，自动加液时，加液桩与机器人需进行双向身份验证以保证安全性。
所述第二功放模块用于播报语音提醒或状态信息。
所述第二存储模块用于数据存储，用于存储加液桩的液位信息、请求队列信息等。
所述第二通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、机器人进行通信。
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液罐，用于盛装不同种类的消毒液，每个所述储液罐内均配备有液位传感器，也可同时配备高位、低位两个液位传感器，方便自身补充消毒液。
所述加液控制模块包括抽液泵和所述加液枪，所述加液枪通过所述抽液泵与所述储液罐相连，用于控制消毒液输出和停止，每个所述储液罐配备一个所述抽液泵和一个所述加液枪。
所述第二对位检测模块用于与机器人进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态，当加液枪上的信号与机器人储液腔内的信号匹配时表明对位成功。机器人上的第一对位检测模块与加液桩上的第二对位检测模块相互配合，通过信号的发射和接收确认是否对位成功。
所述第二开关模块用于控制打开和关闭所述加液枪的输出口，可采用耐腐蚀性电动阀门。
所述机械运动模块与所述加液枪相连，用于控制加液枪进入或退出机器人的加液口。机械运动模块可为电动伸缩杆结构，控制加液枪自主伸缩进入机器人加液口内，或者为机械臂结构，通过机械臂的运动将加液枪的输出口送入机器人的加液口内。
进一步优选的技术方案是，所述加液桩还包括满液检测模块，所述满液检测模块包括设置在所述加液枪上的进气嘴和自封装置，所述进气嘴位于所述加液枪头部液体出口处，靠近出液口，当液体加满后会覆盖加液枪头部，气嘴就会被堵住，当消毒液将气嘴堵住时，加液枪内部形成负压，表明加液已加满；所述自封装置位于加液枪液体入口处，当液体加满时控制内部开关停止加液，自封装置相当于一个压力传感器+电动阀门，气嘴被堵后，压力改变，电动阀门关断。加液桩上还设置有传感器，用于检测加液桩的预设加液区域是否被占用。
本发明通过服务器、机器人和加液桩之间的调度配合实现机器人自动补充消毒液的功能，整个过程无需人工干预，避免了机器人无谓的等待，提高了消毒工作效率，可根据消毒规模和场景，一台加液桩可对应多台机器人，也可多台机器人配备多个加液桩，操作简便，易于实现；机器人和加液桩之间通过配备传感器实现自动对位，储液腔与加液枪之间通过传感器实现加液枪对位，消毒液输出口和加入口自动开关，储液腔自动探测液位状态，指示余量不足和已加满两种状态，全过程自动化程度高；通过对加液桩上的工作占用状态信息和区域占用状态信息的及时上传，能够及时了解加液桩的状态，有利于管理后台的调度，以及避免机器人加液过程中发生冲突或干涉，有利于加液过程的顺利进行；加液桩和机器人上均可配备多个消毒液存储装置，通过加液信息的请求和调度，满足对不同消毒液的加液需求，适应不同消毒种类机器人的加液；消毒机器人机身上设置扇叶结构，机器人工作时才打开扇叶进行消毒或补加消毒液，不工作时，扇叶关闭，避免灰尘和杂物进入，且外表美观。
附图说明
图1为本发明自动加液控制方法的流程图。
图2为本发明自动加液控制系统的框架图。
图3为本发明自动加液控制系统的另一种框架图。
图4为本发明实施例自动加液控制系统中机器人工作状态时的正面结构示意图。
图5为本发明实施例自动加液控制系统中机器人工作状态时的背面结构示意图。
图6为本发明实施例自动加液控制系统中机器人非工作状态时的侧面结构示意图。
图7为本发明实施例自动加液控制系统中加液桩的外部结构示意图。
图8为本发明实施例自动加液控制系统中加液桩的内部结构示意图。
附图标记：1-机器人；11-机身；12-扇叶；13-底盘；14-驱动模块；15-第一开关模块；16-避障行走传感器；17-第一对位检测模块；18-第一显示模块；2-加液桩；201-机座；202-第二显示模块；203-第二输入模块；204-第二身份验证模块；205-第二对位检测模块；206-第二开关模块；207-第二主控模块；208-第二通信模块；209-第二功放模块；210-满液检测模块；211-机械运动模块；212-加液控制模块；2121-加液枪；213-第二储液模块；2131-高位传感器；2132-低位传感器。
具体实施方式
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种消毒机器人的自动加液控制方法，如图1所示，包括下列步骤：
S1、加液请求与调度：当机器人检测到消毒液液位低于设定值时，将请求加液信息上报至调度管理服务器；调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令，并更新请求队列，同时将更新后的请求队列信息下发至加液桩；调度管理服务器一般按照请求时间的先后生成请求队列；
S2、加液桩状态确认：机器人根据加液指令，同时按照存储的加液桩的位置信息通过自身的导航避障模块行走，到达指定加液桩所在位置时，与调度管理服务器通信，获取当前加液桩的占用状态信息，如加液桩处于占用状态(如其它设备正在加液或加液桩处于维护状态等)，则驻留等待，直至加液桩变为释放状态；如加液桩处于释放状态(未被占用)，则跳转至步骤S3；
S3、请求队列确认和自动对位：机器人与加液桩建立通信连接，确认该加液桩请求队列的第一位是否为本机器人，如是，则机器人进行自动对位操作，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；如否，则该加液桩将当前机器人置为请求队列首位，请求队列中其它设备按序后移，并将更新后的请求队列信息同步至调度管理服务器和机器人，同时机器人进行自动对位操作，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；机器人的自动对位可采用现用技术，如机器人充电中的对位操作方法和步骤；
S4、加液：机器人自动对位完成后，机器人控制打开加液口，并将加液口状态信息发送给加液桩，加液桩控制打开输液口；机器人和加液桩分别通过其上的对位检测模块进行加液枪对位，加液枪对位完成后，加液桩将消毒液输出至机器人，当检测到加满时停止加液；
S5、结束加液：加液枪复位，加液桩将加液枪复位信息发送给机器人和调度管理服务器，机器人控制关闭加液口并离开，调度管理服务器更新请求队列信息和加液桩的占用状态信息。
本发明控制方法适用于一台机器人对应一个加液桩的情况，也适用于多台机器人对应一个加液桩的情况，以及多台机器人对应多个加液桩的情况，由调度管理服务器根据各加液桩的状态(占用状态和位置状态等)和队列长度进行调度分配。加液桩可以为一个固定的位置，如在医院里，加液桩可统一安放在消毒供应室。各加液桩的位置信息预存在机器人和调度管理服务器中，机器人根据分配的加液桩的位置信息自行导航行走到对应的加液桩所在的位置。
更进一地，作为其中一种实施方式，加液桩也可移动设置，调度管理服务器可随时获取各加液桩的位置信息和占用状态信息。
作为其中一种实施方式，所述S1步骤中的请求加液信息包括机器人的液位信息和消毒液种类信息(需要添加的消毒液种类)，S1步骤中调度管理服务器除了将请求队列信息下发至加液桩外，还将消毒液种类信息下发给加液桩；S4步骤中机器人根据加液需求打开相应的所述加液口(与消毒液种类信息相对应)，加液桩根据消毒液种类信息打开相应的所述输液口。适用于多种消毒液的场景，当不同的机器人配备不同种类的消毒液，或者同一个机器人同时配备几种消毒液时，当其中某一种或某几种消毒液耗尽需添加时将需要添加的消毒剂种类发送给调度管理服务器请求添加；加液桩内置多个储液罐，每个储液罐配置一个抽液泵和一个加液枪，同时每台机器人根据需要配置一个或多个储液腔，加液时，根据加液请求，打开对应的储液腔的加液口，以及对应储液罐的输液口，添加相应的消毒液；机器人消毒时根据需要喷洒不同的消毒液，或者通过自身调配模块配置成不同配比和浓度的消毒液混合物进行消毒。
作为其中一种实施方式，所述S2、S3和S5步骤中加液桩的占用状态信息包括工作占用状态信息和区域占用状态信息，所述工作占用状态信息为加液桩上加液枪是否在加液，一般以加液枪是否复位来判断；所述区域占用状态信息为加液桩的预设加液区域是否被占用，当机器人在加液桩的预设加液区域内，加液桩通知调度管理服务器后台当前区域被占用，其他机器人不可进入。加液桩的区域占用状态信息一般为加液桩靠近加液口附近的区域，可通过预设的传感器进行探测感应，当该区域有其它设备或人体等驻留，如其它设备(包括消毒机器人)刚加完液尚未离开、其它设备因某些原因占用该位置、有操作人员在该位置逗留等，即使加液枪已复位、加液桩的工作状态处于未占用(释放)状态，因为该区域处于被占用状态，其它设备(包括机器人)也不能进入该区域加液，直至该位置处于释放状态才可进入加液。因此，只有该加液桩的工作占用状态和区域占用状态均处于未占用(释放)状态时，机器人才可进行加液操作。同样，当机器人加液完成后，加液枪复位，加液桩的工作占用状态信息更新为释放状态，直至机器人离开后，加液桩的区域占用状态信息才更新为释放状态，该区域解锁，后面排队的机器人才能进入加液。
这样做的好处是一方面避免预设加液区域上有其它设备、人体或物体时，机器人进入对机器人的后续加液动作造成冲突或影响，另一方面是有利于调度管理后台的调度和管理，如果有两个加液桩都各有一台机器人在加液，如果一台刚开始(工作占用状态和区域占用状态均为占用状态)，一台结束未离开(工作占用状态为释放状态，区域占用状态均为占用状态)，调度后台可分配后者(结束的那台加液桩)给其它需要加液的机器人。
作为其中一种实施方式，所述S4步骤中机器人自动对位完成的判断方法是：当机器人和加液桩上相对应的每组传感器的数值接近时，说明角度对正；通过传感器的数值大小判断机器人和加液桩之间的距离，当距离值小于设定门限值时，说明距离对正；当每组传感器均有数值，且数值相差小于预设值时，才代表对正。机器人和加液桩上一般分别设置两组或两组以上的传感器(可为红外传感器)，机器人和加液桩一组负责发射，一组负责接收，如果机器人对位传感器平面和加液桩传感器平面不是平行状态，比如斜对位，则存在所有传感器均接收不到数据，或者某组传感器接收到数据而其它的传感器未接收到数据，或者各组传感器都有接收数据，但是数值大小(或信号强度)相差较大，则代表机器人没有对正。只有多组传感器都有数值，并且数值相差小于预设值时，才代表对正。
作为其中一种实施方式，所述S4步骤中加液枪对位的方法为：加液枪伸入机器人加液口中，加液枪上传感器和机器人储液腔内相对应的传感器一组负责发射，一组负责接收，当能接收到发射的信号且接收信号值大于预设值则表示加液枪对位成功；当对位不成功时，加液枪退出重试，当重试次数达到设定值(如3次)时，生成告警信息上报调度管理服务器。
作为其中一种实施方式，所述S4步骤中检测是否加满的方法为：当加液枪内部形成负压时，表明消毒液将气嘴堵住，消毒液已加满，控制开关停止加液。
作为其中另一种实施方式，所述S4步骤中检测是否加满的方法为：机器人储液腔内部的传感器检测是否达到设定值，当达到设定值时，表明消毒液已加满，机器人发送信息给加液桩，加液桩停止加液。
作为其中一种实施方式，所述S1步骤中调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令的方法为：调度管理服务器根据各加液桩的位置信息、占用状态、各加液桩的队列长度给机器人分配加液桩。
一种消毒机器人自动加液系统，实现上述消毒机器人的自动加液控制方法，如图2或图3所示，包括调度管理服务器、通信服务器、机器人和加液桩。
所述调度管理服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，用于负责机器人和加液桩的调度管理，实现机器人自动加液的功能。
所述通信服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，具备无线通信组网能力，用于调度管理服务器、机器人、加液桩之间的通信，无线通信为WIFI、以太网、4G通信、33MHz通信中的一种或几种。
所述机器人用于负责液位监控、自主导航避障行走、自动加消毒液和执行消毒作业任务。
所述加液桩存储有消毒液，用于与机器人协同完成自动添加消毒液。
作为其中一种实施方式，所述机器人包括机器人主体和设置在所述机器人主体上的加液模块，所述加液模块包括第一主控模块和与所述第一主控模块相连的第一显示模块、第一输入模块、第一身份验证模块、第一功放模块、第一存储模块、第一通信模块、第一储液模块、第一对位检测模块、驱动模块、导航避障模块、第一开关模块。上述功能模块一般在实现机器人的自动加液作业的同时，也实现机器人的日常消毒作业。
所述第一主控模块负责机器人的逻辑控制。
所述第一显示模块用于显示机器人的工作状态，一般为显示屏，显示APP界面。
所述第一输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种，一般与第一显示模块相互配合使用。
所述第一身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证，人工加液时可通过人脸识别、指纹识别、ID卡或密码等进行验证操作，自动加液时可通过内置的ID卡与加液桩对接。
所述第一功放模块用于播报语音提醒或状态信息。
所述第一存储模块用于数据存储，如在自动加液作业中负责存储液位信息等。
所述第一通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、加液桩进行通信。
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液腔，用于盛装不同种类的消毒液，每个所述储液腔内配备有液位传感器，可同时配备高、低两个液位传感器，高位传感器用于检测消毒液是否加满，低位传感器用于检测消毒液是否耗尽。
所述第一对位检测模块用于与加液桩进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态，进行加液枪对位。第一对位检测模块可采用红外传感设备。
所述第一开关模块用于控制打开和关闭所述储液腔的注入口，可采用耐腐蚀性电动阀门。
所述驱动模块用于机器人的避障行走，所述驱动模块包括伺服电机、电机控制器、减速器和车轮，所述导航避障模块包括避障行走传感器，所述避障行走传感器包括激光雷达、超声波传感器、视觉传感器、光幕传感器中的一种或几种。
本实施例中，如图4至图6，机器人主体1包括机身11和底盘13，机身上设置有消毒喷洒机构和若干扇叶12，消毒喷洒机构主要为喷头，若干扇叶12围合成一个筒体，所述第一储液模块、第一开关模块和消毒喷洒机构设置在扇叶围合成的筒体内，消毒喷洒机构通过管道与第一储液模块中的储液腔相连。机器人不工作时，扇叶12关闭(如图6)，围合成一个筒体，避免杂物或灰尘进入；机器人主体1执行消毒任务或加液任务时，扇叶12打开(如图4、图5)，从扇叶12间的空隙中向外喷洒消毒液或补加消毒液(储液腔的注入口打开)。驱动模块14设置在底盘13上，用于机器人的行走，避障行走传感器16有多种，分别设置在底盘13和机身11上。第一对位检测模块17设置在底盘13上，也可设置在机身上部。第一显示模块18和第一输入模块设置在机身11的上部，第一主控模块设置在机身内部，第一开关模块15设置在机身背面的内部。
所述加液桩包括第二主控模块和与所述第二主控模块相连的第二显示模块、第二输入模块、第二身份验证模块、第二功放模块、第二存储模块、第二通信模块、第二储液模块、第二对位检测模块、加液控制模块、机械运动模块、第二开关模块。
所述第二主控模块负责加液桩的逻辑控制。
所述第二显示模块用于显示加液桩的工作状态。
所述第二输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种。
所述第二身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证，人工对外加液时身份验证模块可保证安全性，自动加液时，加液桩与机器人需进行双向身份验证以保证安全性。
所述第二功放模块用于播报语音提醒或状态信息。
所述第二存储模块用于数据存储，用于存储加液桩的液位信息、请求队列信息等。
所述第二通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、机器人进行通信。
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液罐，用于盛装不同种类的消毒液，每个所述储液罐内均配备有液位传感器，可同时配备高位、低位两个液位传感器，方便自身补充消毒液。
所述加液控制模块包括抽液泵和所述加液枪，所述加液枪通过所述抽液泵与所述储液罐相连，用于控制消毒液输出和停止，每个所述储液罐配备一个所述抽液泵和一个所述加液枪。
所述第二对位检测模块用于与机器人进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态，当加液枪上的信号与机器人储液腔内的信号匹配时表明对位成功。机器人上的第一对位检测模块与加液桩上的第二对位检测模块相互配合，通过信号的发射和接收确认是否对位成功。
所述第二开关模块用于控制打开和关闭所述加液枪的输出口，可采用耐腐蚀性电动阀门。
所述机械运动模块与所述加液枪相连，用于控制加液枪进入或退出机器人的加液口。机械运动模块可为电动伸缩杆结构，控制加液枪自主伸缩进入机器人加液口内，或者为机械臂结构，通过机械臂的运动将加液枪的输出口送入机器人的加液口内。
所述加液桩还包括满液检测模块，所述满液检测模块包括设置在所述加液枪上的进气嘴和自封装置。所述进气嘴位于所述加液枪头部液体出口处，靠近出液口，当液体加满后会覆盖加液枪头部，气嘴就会被堵住，当消毒液将气嘴堵住时，加液枪内部形成负压，表明加液已加满。所述自封装置位于加液枪液体入口处，当液体加满时控制内部开关停止加液，自封装置相当于一个压力传感器+电动阀门，气嘴被堵后，压力改变，电动阀门关断。加液桩上还设置有传感器，用于检测加液桩的预设加液区域是否被占用。
作为其中一种实施方式，本实施例中的加液桩2如图7、图8所示，包括机座201，第二显示模块202、第二输入模块203、第二身份验证模块204、第二开关模块206分别设置在机座201上，第二主控模块207、第二存储模块、第二通信模块208、第二功放模块209、第二储液模块213、加液控制模块212设置在机座201内部，加液控制模块212包括加液枪2121，加液枪2121上设置有满液检测模块210，机械运动模块211与加液枪2121相连，第二对位检测模块205包括多个传感器，分别设置在机座201上和加液枪2121上，第二储液模块213上同时设置有低位传感器2132和高位传感器2131。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、加液请求与调度：当机器人检测到消毒液液位低于设定值时，将请求加液信息上报至调度管理服务器；调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令，并更新请求队列，同时将请求队列信息下发至加液桩；
S2、加液桩状态确认：机器人根据加液指令行走，到达指定加液桩所在位置时，与调度管理服务器通信，获取当前加液桩的占用状态信息，如加液桩处于占用状态，则驻留等待，直至加液桩变为释放状态；如加液桩处于释放状态，则跳转至步骤S3；
S3、请求队列确认和自动对位：机器人与加液桩建立通信连接，确认该加液桩请求队列的第一位是否为本机器人，如是，则机器人进行自动对位，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；如否，则该加液桩将当前机器人置为请求队列首位，请求队列中其它设备按序后移，并将更新后的请求队列信息同步至调度管理服务器和机器人，同时机器人进行自动对位，加液桩将本加液桩的占用状态信息更新为占用状态，并将该占用状态信息上报调度管理服务器；
S4、加液：机器人自动对位完成后，机器人控制打开加液口，并将加液口状态信息发送给加液桩，加液桩控制打开输液口；机器人和加液桩进行加液枪对位操作，加液枪对位完成后，加液桩将消毒液输出至机器人，当检测到加满时停止加液；
S5、结束加液：加液枪复位，加液桩将加液枪复位信息发送给机器人和调度管理服务器，机器人控制关闭加液口并离开，调度管理服务器更新请求队列信息和加液桩的占用状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，所述S1步骤中的请求加液信息包括机器人的液位信息和消毒液种类信息，S1步骤中调度管理服务器除了将请求队列信息下发至加液桩外，还将消毒液种类信息下发给加液桩；S4步骤中机器人根据加液需求打开相应的所述加液口，加液桩根据消毒液种类信息打开相应的所述输液口。
3.根据权利要求1所述的一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，所述S2、S3和S5步骤中加液桩的占用状态信息包括工作占用状态信息和区域占用状态信息，所述工作占用状态信息为加液桩上加液枪是否在加液，所述区域占用状态信息为加液桩的预设加液区域是否被占用。
4.根据权利要求1所述的一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，所述S4步骤中机器人自动对位完成的判断方法是：当机器人和加液桩上相对应的每组传感器的数值接近时，说明角度对正；通过传感器的数值大小判断机器人和加液桩之间的距离，当距离值小于设定门限值时，说明距离对正；当每组传感器均有数值，且数值相差小于预设值时，才代表对正。
5.根据权利要求1所述的一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，所述S4步骤中加液枪对位的方法为：加液枪伸入机器人加液口中，加液枪上传感器和机器人储液腔内相对应的传感器中一组负责发射，一组负责接收，当能接收到发射的信号且接收信号值大于预设值则表示加液枪对位成功；当对位不成功时，加液枪退出重试，当重试次数达到设定值时，生成告警信息上报调度管理服务器。
6.根据权利要求1所述的一种消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，所述S4步骤中检测是否加满的方法为：当加液枪内部形成负压时，表明消毒液将气嘴堵住，消毒液已加满；或者当机器人储液腔内的传感器检测达到设定值时，表明消毒液已加满；
所述S1步骤中调度管理服务器接收到信息后给机器人发送加液指令的方法为：调度管理服务器根据各加液桩的位置、占用状态和队列长度给机器人分配加液桩。
7.一种消毒机器人自动加液系统，实现如权利要求1至6任一项所述的消毒机器人的自动加液控制方法，其特征在于，包括调度管理服务器、通信服务器、机器人和加液桩；所述调度管理服务器负责机器人和加液桩的调度管理，实现机器人自动加液的功能；所述通信服务器具备无线通信组网能力，用于调度管理服务器、机器人、加液桩之间的通信；所述机器人负责液位监控、自主导航避障行走、自动加消毒液和执行消毒作业任务；所述加液桩存储有消毒液，用于与机器人协同完成自动添加消毒液。
8.根据权利要求7所述的一种消毒机器人自动加液系统，其特征在于，所述机器人包括机器人主体和设置在所述机器人主体上的加液模块，所述加液模块包括第一主控模块和与所述第一主控模块相连的第一显示模块、第一输入模块、第一身份验证模块、第一功放模块、第一存储模块、第一通信模块、第一储液模块、第一对位检测模块、驱动模块、导航避障模块、第一开关模块；
所述第一主控模块负责机器人的逻辑控制；
所述第一显示模块用于显示机器人的工作状态；
所述第一输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种；
所述第一身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证；
所述第一功放模块用于播报语音提醒或状态信息；
所述第一存储模块用于数据存储；
所述第一通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、加液桩进行通信；
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液腔，每个所述储液腔内均配备有液位传感器；
所述第一对位检测模块用于与加液桩进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态；
所述第一开关模块用于控制打开和关闭所述储液腔的注入口；
所述驱动模块包括伺服电机、电机控制器、减速器和车轮，用于机器人的避障行走；
所述导航避障模块包括避障行走传感器，所述避障行走传感器包括激光雷达、超声波传感器、视觉传感器、光幕传感器中的一种或几种；
所述机器人主体包括机身和底盘，所述机身上设置有消毒喷洒机构和若干扇叶，若干所述扇叶围合成一个筒体，所述第一储液模块、第一开关模块和消毒喷洒机构设置在扇叶围合成的筒体内，当所述扇叶打开时，从扇叶间的空隙中向第一储液模块补加消毒液或向外喷洒消毒液进行消毒。
9.根据权利要求7所述的一种消毒机器人自动加液系统，其特征在于，所述加液桩包括第二主控模块和与所述第二主控模块相连的第二显示模块、第二输入模块、第二身份验证模块、第二功放模块、第二存储模块、第二通信模块、第二储液模块、第二对位检测模块、加液控制模块、机械运动模块、第二开关模块；
所述第二主控模块负责加液桩的逻辑控制；
所述第二显示模块用于显示加液桩的工作状态；
所述第二输入模块包括触摸屏、鼠标、键盘中的一种或几种；
所述第二身份验证模块包括人脸识别、指纹识别、ID卡、密码中的一种或几种，用于人工加液或自动加液时进行身份验证；
所述第二功放模块用于播报语音提醒或状态信息；
所述第二存储模块用于数据存储；
所述第二通信模块采用wifi、4G、433Mhz、蓝牙中的一种或几种，用于与调度管理服务器、机器人进行通信；
所述第一储液模块包括用于存储消毒液的若干个储液罐，每个所述储液罐内均配备有液位传感器；
所述加液控制模块包括抽液泵和所述加液枪，所述加液枪通过所述抽液泵与所述储液罐相连，用于控制消毒液输出和停止，每个所述储液罐配备一个所述抽液泵和一个所述加液枪；
所述第二对位检测模块用于与机器人进行位置匹配以自动对位，以及检测加液枪伸入所述储液腔内的到位状态；
所述第二开关模块用于控制打开和关闭所述加液枪的输出口；
所述机械运动模块为电动伸缩杆结构或机械臂结构，所述机械运动模块与所述加液枪相连，用于控制加液枪进入或退出机器人的加液口。
10.根据权利要求9所述的一种消毒机器人自动加液系统，其特征在于，所述加液桩还包括满液检测模块，所述满液检测模块包括设置在所述加液枪上的进气嘴和自封装置，所述进气嘴位于所述加液枪头部液体出口处，靠近出液口，当进气嘴被堵住，加液枪内部形成负压，表明加液已加满；所述自封装置位于加液枪液体入口处，当液体加满时控制内部开关停止加液；
加液桩上还设置有传感器，用于检测加液桩的预设加液区域是否被占用。
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