CN112604012A - 一种全自动消毒机器人 - Google Patents

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成冬平
韩笑
吴振志
王金鹏
张元�
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Stander Robot Shenzhen Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种全自动消毒机器人，包括：上部消毒组件工作过程中沿竖直方向升降；下部消毒组件通过螺栓固定安装于AGV底盘上方；电气控制箱内部设有用于消毒控制的电气控制组件，电气控制箱通过通讯模块与上位调度系统通讯；AGV底盘上部与电气控制箱固定连接，且在电气控制箱的驱动下自动移动及绕障作业。本发明提供的全自动消毒机器人，能够同时提供紫外线消毒、干雾消毒液消毒和空气净化功能；采用SLAM导航技术，融合视觉和自然导航避障，能适应多变的环境，实现自主绕障、自主移动消毒；该全自动消毒机器人具有多样的灯光语言设计，全触摸屏控制，远程控制传输作业命令、具有预约定时消毒功能，功能完备智能化程度高。

Description

一种全自动消毒机器人
技术领域
本发明涉及服务型机器人，更具体地说是一种全自动消毒机器人。
背景技术
新型冠状病毒是一种传染性强、传播途径多的世界性流行病毒，对全世界的公共健康安全造成了非常严重的威胁；公共场所人员密集且流动性大，为病毒的传播提供了良好的环境，尤其是医院、车站、机场等大型公共场所，若环境不能彻底消毒，将给社会带来巨大的安全隐患。
目前，公共场所的室内消毒一般由人工喷洒消毒液的方式进行消毒杀菌，不仅费时费力，工作效率低，且很容易因为人为因素造成消毒盲区及死角，难以保持彻底的消毒效果。现有的消毒机器人，存在消毒方式单一、消毒效果不理想；应用场景单一，不能适应多变的消毒环境，不能自主移动消毒；智能化程度低，人机交互性差，消毒效率低下的诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全自动消毒机器人。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种全自动消毒机器人，包括：
一上部消毒组件，工作过程中沿竖直方向升降；
一下部消毒组件，所述下部消毒组件通过螺栓固定安装于AGV底盘上方；
一电气控制箱，所述电气控制箱内部设有用于消毒控制的电气控制组件，所述电气控制箱通过通讯模块与上位调度系统通讯；
一AGV底盘，所述AGV底盘上部与所述电气控制箱固定连接，所述AGV底盘在电气控制箱的驱动下自动移动及绕障作业；
所述全自动消毒机器人前后两侧分别布置有深度摄像头，所述深度摄像头用于实时采集所述机器人前后方向的环境信息以自主导航及避障。
其进一步技术方案为，所述AGV底盘下部中心安装有激光雷达，所述激光雷达扫描面包括前后左右四个方向；
所述AGV底盘下部边沿处前后方向分别布置有安全触边，所述安全触边上方设置有TOF测距传感器；
所述AGV底盘下部上端，设置有一底盘环形灯带，所述底盘环形灯带根据不同工作状态对应显示不同颜色灯光；
所述AGV底盘后方设置有自动充电口。
其进一步技术方案为，所述下部消毒组件下端四周侧面均设有空腔，所述空腔的内壁上粘附有紫外线反射膜，所述紫外线反射膜为亮银色；所述空腔内设置有一组下紫外线灯管，所述下紫外线灯管为高功率的H型灯管。
其进一步技术方案为，所述下紫外线灯管表面安装有灯管护罩，所述灯管护罩在所述下紫外线灯管非工作状态下为闭合状态，在所述下紫外线灯管工作状态下为打开状态。
其进一步技术方案为，所述下部消毒组件上端左右两侧均布置有空气净化器；
所述空气净化器上方布置有急停按钮。
其进一步技术方案为，所述下部消毒组件前方上部设置有一正面灯条，所述正面灯条通过颜色和动作的变化对应实时显示所述机器人的工作状态。
其进一步技术方案为，所述下部消毒组件后方上部布置有显示屏；所述显示屏上部布置有阻尼轴。
其进一步技术方案为，所述下部消毒组件上部两侧对称布置有推手。
其进一步技术方案为，所述上部消毒组件包括升降柱、上紫外线灯管和雾化消毒组件；
所述升降柱下端通过螺栓固定在所述下部消毒组件中心，所述升降柱上端固定有雾化消毒组件；所述升降柱在收缩状态时，收缩至所述下部消毒组件内部；所述雾化消毒组件下部布置有上紫外线灯管。
其进一步技术方案为，所述上部消毒组件下端布置有上部环形灯带，所述上部环形灯带根据所述机器人的不同状态对应显示不同颜色灯光。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的全自动消毒机器人，能够同时提供紫外线消毒、干雾消毒液消毒和空气净化功能；采用SLAM导航技术，融合视觉和自然导航避障，能适应多变的环境，实现自主绕障、自主移动消毒；该全自动消毒机器人具有多样的灯光语言设计，全触摸屏控制，远程控制传输作业命令、具有预约定时消毒功能，功能完备智能化程度高。雷达布置在AGV的中心，可以同时扫描前后左右四个方向；全自动消毒机器人下部横向布置的紫外线灯管，可以对低矮物体的表面(例如床底、地面等)进行消毒；消毒机器人集成了紫外线消毒、干雾消毒和空气净化三种功能；其中雾化消毒组件采用超声干雾设计，消毒效果好；自动导航及绕障功能组成，基于激光SLAM的导航及绕障，融合了深度摄像头、TOF激光测距、安全触边的组合式导航及绕障系统；整体结构紧凑小巧，空间占用率低，适用于多种室内环境；智能化程度高，人机交互性好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的全自动消毒机器人收缩状态正面视图；
图2为本发明的全自动消毒机器人收缩状态侧面视图；
图3为本发明的全自动消毒机器人收缩状态背面视图；
图4为本发明的全自动消毒机器人消毒状态正面视图；
图5为本发明的全自动消毒机器人消毒状态侧面视图。
附图标记
10、AGV底盘；11、TOF测距传感器；12、激光雷达；13、底盘环形灯带；14、电气控制箱；15、自动充电口；16、按钮；17、支撑柱；18、安全触边；20、下部消毒组件；21、下紫外线灯管；22、灯管护罩；23、深度摄像头；24、正面灯条；25、推手；26、空气净化器；27、急停按钮；28、显示屏；30、上部消毒组件；31、上部环形灯带；32、雾化消毒组件；33、上紫外线灯管；34、升降柱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
请参阅图1-5，本实施提供了一种全自动消毒机器人，包括AGV底盘10、下部消毒组件20、上部消毒组件30。
AGV底盘10上部固定有电气控制箱14，电气控制箱14内部含有消毒器的电气控制组件，同时能通过无线WIFI或5G信号跟上位调度系统通讯。电气控制箱14表面设有若干按钮16，按钮16用于辅助控制电器控制箱14。电气控制箱14通过支撑柱17与AGV底盘10连接；在AGV底盘10下部中心，安装有激光雷达12，激光雷达12的扫描面包含前后左右四个方向，在AGV底盘10下边沿，前后各布置有安全触边18，当本全自动消毒机器人触碰到物体时，安全触边18首先接触障碍物体，驱动消毒机器人紧急停止；在前后设置的安全触边18上方，布置有TOF测距传感器11，加强对低矮物体的检测；在AGV底盘10下部上端，布置有一圈底盘环形灯带13，底盘环形灯带13能根据本消毒机器人的不同工作状态，对应显示不同颜色灯光；AGV底盘10后方设置有自动充电口15，在全自动消毒机器人自动充电时，自动充电口15起到对接及导向的功能。全自动消毒机器人前后两侧分别布置有深度摄像头23，深度摄像头23能实时采集消毒机器人前后方向的环境信息，加强消毒机器人的自主导航能力和避障能力。
下部消毒组件20通过螺栓固定安装AGV底盘10上方，在下部消毒组件20的下端，前后左右四个侧面均设有空腔，在空腔内，空腔内壁粘有亮银色紫外线反射膜，空腔内分别布置有一组高功率的H型下紫外线灯管21；下紫外线灯管21能够发射紫外线，对室内空气和低矮物体(如床底、垃圾桶等)的表面进行紫外线消毒；下紫外线灯管21表面安装有灯管护罩22，在下紫外线灯管21不工作时，灯管护罩22处于关闭状态，保护下紫外线灯管21不受外界因素的影响而损坏，同时防止灯管积累灰尘，降低消毒效果；在下紫外线灯管21执行消毒工作时，灯管护罩22向上打开。在下部消毒组件20上端，布置有空气净化器26，空气净化器26在消毒机器人工作时，能净化室内空气，同时促进室内空气流动，辅助本消毒机器人更好地完成空气净化消毒工作；在空气净化器26的上方，布置有急停按钮27。在下部消毒组件20的前方上部，布置有一条正面灯条24，正面灯条24能通过颜色和动作的变化，实时显示本消毒机器人的工作状态。在下部消毒组件20的后方上部，布置有显示屏28；显示屏28集成了消毒机器人所有功能的状态显示界面和操作界面，同时显示屏28上部布置有阻尼轴，显示屏28可以在外界人为干预下自由调整和停留；在下部消毒组件20上部布置有推手25，在某些消毒机器人无法自动到达的区域，可以通过人工助力推动推手25的方式到达该区域。
上部消毒组件30由升降柱34，上紫外线灯管33，雾化消毒组件32组成；升降柱34下端通过螺栓固定在下部消毒组件20的中心，升降柱34上端固定有雾化消毒组件32，升降柱34在收缩状态时，可以收进下部消毒组件20内部；雾化消毒组件32，能够将消毒液转换成干雾形式，对室内空气和物体表面进行全面彻底的消毒；在雾化消毒组件32的下部，布置有上紫外线灯管33。上部消毒组件30收缩状态时，升降柱34收缩，上紫外线灯管33收进下部消毒组件20内部；上部消毒组件30工作时，升降柱34升起，雾化消毒组件32释放消毒喷雾，上紫外线灯管33点亮。在上部消毒组件30的下端，布置有上部环形灯带31，上部环形灯带31能根据消毒机器人的不同状态，对应显示不同颜色灯光。
本发明还提供一种全自动消毒机器人消毒方法，包括以下步骤：
1.前期准备工作：
对全自动消毒机器人进行预先设置，包括：设置活动区域范围；建立导航地图；设置机器人行走路径；设置充电站点位置、消毒站点、消毒路径、消毒方式和消毒时间；
预置上位调度系统，在上位调度系统中输入预设的消毒指令；
启动消毒机器人，消毒机器人接收到消毒指令后，自动导航至消毒区域，启动消毒流程；
2.消毒作业实施：
灯管护罩向上打开，下紫外线灯管点亮，对低矮物体及地面进行紫外线消毒；
升降柱上升至顶部，雾化消毒组件启动，雾化消毒组件的喷雾口喷出干雾消毒液实施干雾消毒；同时上紫外线灯管点亮，对高处的物体表面及环境进行消毒；
两侧空气净化器启动，加快消毒进程；
另外针对狭小环境，本消毒机器人实施定点消毒；
完成对既定目标区域的消毒流程后，消毒机器人依照消毒指令自动导航至下一消毒区域循环上述消毒作业；
3.消毒作业后工序：
完成所有消毒工作后，全自动消毒机器人自动返回充电桩处充电并恢复至待机状态。
与现有技术相比，本实施例的全自动消毒机器人能够同时提供紫外线消毒、干雾消毒液消毒和空气净化功能；采用SLAM导航技术，融合视觉和自然导航避障，能适应多变的环境，实现自主绕障、自主移动消毒；该全自动消毒机器人具有多样的灯光语言设计，全触摸屏控制，远程控制传输作业命令、具有预约定时消毒功能，功能完备智能化程度高。雷达布置在AGV的中心，可以同时扫描前后左右四个方向；全自动消毒机器人下部横向布置的紫外线灯管，可以对低矮物体的表面(例如床底、地面等)进行消毒；消毒机器人集成了紫外线消毒、干雾消毒和空气净化三种功能；其中雾化消毒组件采用超声干雾设计，消毒效果好；自动导航及绕障功能组成，基于激光SLAM的导航及绕障，融合了深度摄像头、TOF激光测距、安全触边的组合式导航及绕障系统；整体结构紧凑小巧，空间占用率低，适用于多种室内环境；智能化程度高，人机交互性好。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种全自动消毒机器人，其特征在于，包括：
一上部消毒组件，工作过程中沿竖直方向升降；
一下部消毒组件，所述下部消毒组件安装于AGV底盘上方；
一电气控制箱，所述电气控制箱内部设有用于消毒控制的电气控制组件，所述电气控制箱通过通讯模块与上位调度系统通讯；
一AGV底盘，所述AGV底盘上部与所述电气控制箱固定连接，所述AGV底盘在电气控制箱的驱动下自动移动及绕障作业；
所述全自动消毒机器人前后两侧分别布置有深度摄像头，所述深度摄像头用于实时采集所述机器人前后方向的环境信息以自主导航及避障。
2.根据权利要求1所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述AGV底盘下部中心安装有激光雷达，所述激光雷达扫描面包括前后左右四个方向；
所述AGV底盘下部边沿处前后方向分别布置有安全触边，所述AGV底盘设置有TOF测距传感器；
所述AGV底盘下部上端，设置有一底盘环形灯带，所述底盘环形灯带根据不同工作状态对应显示不同颜色灯光；
所述AGV底盘设置有自动充电口。
3.根据权利要求1所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下部消毒组件下端四周侧面均设有空腔，所述空腔的内壁上粘附有紫外线反射膜，所述紫外线反射膜为亮银色；所述空腔内设置有一组下紫外线灯管。
4.根据权利要求3所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下紫外线灯管表面安装有灯管护罩，所述灯管护罩在所述下紫外线灯管非工作状态下为闭合状态，在所述下紫外线灯管工作状态下为打开状态。
5.根据权利要求3所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下部消毒组件上布置有空气净化器；
所述空气净化器上方布置有急停按钮。
6.根据权利要求3所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下部消毒组件前方上部设置有一正面灯条，所述正面灯条对应实时显示所述机器人的工作状态。
7.根据权利要求3所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下部消毒组件后方上部布置有显示屏。
8.根据权利要求3所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述下部消毒组件上布置有推手。
9.根据权利要求1所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述上部消毒组件包括升降柱、上紫外线灯管和雾化消毒组件；
所述升降柱下端通过螺栓固定在所述下部消毒组件中心，所述升降柱上端固定有雾化消毒组件；所述升降柱在收缩状态时，收缩至所述下部消毒组件内部；所述雾化消毒组件下部布置有上紫外线灯管。
10.根据权利要求9所述的全自动消毒机器人，其特征在于，所述上部消毒组件下端布置有上部环形灯带，所述上部环形灯带根据所述机器人的不同状态对应显示不同颜色灯光。
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