CN112617671A - 一种地铁消毒机器人及其控制系统、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地铁消毒机器人及其控制系统、控制方法，包括底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，底盘行走系统包括顶板、底板、主支架、左侧支架、右侧支架、轴承座、驱动机构、联轴器及麦克纳姆轮，顶板与底板通过主支架、左侧支架及右侧支架固定构成整个底盘主体框架，轴承座安装于顶板的下方，驱动机构安装于底板的上方，麦克纳姆轮连接于驱动机构的输出端；麦克纳姆轮为多个，多个麦克纳姆轮对称设于主支架两侧。通过自动喷洒雾化后的消毒剂，可深入至平常清洁工作较难触及的细微缝隙，消除病毒、细菌等，灭菌气体均匀覆盖，能够有效保证消毒效果，同时其自动化程度高，能够有效提高消毒效率，降低保洁人员的劳动强度。

Description

一种地铁消毒机器人及其控制系统、控制方法

技术领域

本发明涉及消毒技术领域，具体是一种地铁消毒机器人及其控制系统、控制方法。

背景技术

在新型冠状病毒感染防控中，消毒杀菌是必不可少的，尤其是在车站、医院、机场、酒店、商场等人群聚集的地方，消毒力度需要更大、效率需要更高，才能保证活动空间的洁净度。

在地铁车辆段里，每天晚上地铁陆续收车后，从18:30到次日凌晨4:30，保洁员要连续10小时给25列车、150节车厢的扶手、拉环、座椅、地面、棚顶、门窗等进行全覆盖的防疫消杀和擦拭，导致保洁员工作强度高的难以想象，同时，每趟列车在出库前也会进行5次彻底消毒，列车在到达终点站后进行折返作业时，还会有专人对车厢内部进行喷洒式消毒，因此进一步增加了保洁人员的劳动强度，且人工消毒效率低、耗时久，同时不能有效保证消毒效果，不利于上述消毒方式在市场上的推广及应用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明第一个发明目的在于提供一种地铁消毒机器人，该机器人结构巧妙，操作方便，通过自动喷洒雾化后的消毒剂，可深入至平常清洁工作较难触及的细微缝隙，消除病毒、细菌等，灭菌气体均匀覆盖，能够有效保证消毒效果与消毒效率，降低保洁人员的劳动强度，增强使用体验，有利于上述消毒机器人在消毒领域的推广及应用。本发明的第二个发明目的在于提供一种地铁消毒机器人的控制系统，该系统同样具有能够有效保证消毒效果与消毒效率，降低保洁人员的劳动强度，增强使用体验的优点。本发明的第三个发明目的在于提供一种地铁消毒机器人的控制方法，该方法同样具有上述地铁消毒机器人及地铁消毒机器人的控制系统的优点，有效保证地铁消毒机器人的使用效果，有利于上述地铁消毒机器人在市场上的推广及应用。

上述地铁消毒机器人、地铁消毒机器人的控制系统及地铁消毒机器人的控制方法在技术上相互关联，属于同一个发明构思。

为了实现上述第一个发明目的，本发明采用以下技术方案：一种地铁消毒机器人，包括底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，所述底盘行走系统包括顶板、底板、主支架、左侧支架、右侧支架、轴承座、驱动机构、联轴器及麦克纳姆轮，所述顶板与所述底板通过所述主支架、所述左侧支架及所述右侧支架固定构成整个底盘主体框架，所述轴承座安装于所述顶板的下方，所述驱动机构安装于所述底板的上方，所述麦克纳姆轮通过所述联轴器连接于所述驱动机构的输出端；所述麦克纳姆轮为多个，多个所述麦克纳姆轮对称设于所述主支架两侧；每个所述麦克纳姆轮具有多个辊子，多个所述辊子之间相互平行设置；所述辊子中心具有旋转轴，所述旋转轴与所述麦克纳姆轮的旋转平面之间呈角度设置。

作为本发明的一种优选方案，述旋转轴与所述麦克纳姆轮的旋转平面之间的角度为30°～60°。

作为本发明的一种优选方案，所述主支架安装于底盘主体框架中间位置，所述左侧支架与所述右侧支架沿所述主支架的中心轴线对称设置，所述顶板与所述底板上形成供其他设备安装的安装位。

作为本发明的一种优选方案，所述消杀喷洒及清洁系统包括左水箱、左水箱盖、右水箱、右水箱盖、水泵、水管及雾化器，所述左水箱盖旋紧设于所述左水箱，所述右水箱盖旋紧设于所述右水箱，所述左水箱与所述右水箱安装于所述底板两侧且所述左水箱与所述右水箱内的消毒剂利用所述水泵通过所述水管输送至所述雾化器。

作为本发明的一种优选方案，所述雾化器分为左雾化器与右雾化器，所述左雾化器处设有左涡轮风扇，所述右雾化器处设有右涡轮风扇，所述左涡轮风扇与所述右涡轮风扇底部分别安装有风扇支架，所述顶板上方设有左悬臂与右悬臂，所述顶板与所述左悬臂之间及所述顶板与所述右悬臂之间均通过连接轴承连接；所述左悬臂与所述右悬臂下方均连接有减震器，所述减震器底部设有减震器支架，所述顶板与所述减震器之间通过所述减震器支架固连。

作为本发明的一种优选方案，所述顶板下方安装有电机安装座，所述电机安装座上安装有旋转电机，旋转电机的输出轴上安装有清洁刷，位于所述清洁刷后部设有垃圾收集箱，位于所述清洁刷前部设置有清洗喷头。

作为本发明的一种优选方案，所述无线图传系统包括摄像头，所述顶板上方固设有摄像头支架，所述摄像头安装于所述摄像头支架上。

为了实现上述第二个发明目的，本发明采用以下技术方案：一种地铁消毒机器人控制系统，包括驱动机器人行走的驱动模块、消杀喷洒及清洁模块、图像收集模块、无线图传模块及控制模块，所述无线图传模块与所述图像收集模块将画面实时传输至所述控制模块。

作为本发明的一种优选方案，所述无线图传模块包括音视频传输模块、接收模块及发射模块，所述音视频传输模块将所述图像收集模块所收集的音频图像发送至所述接收模块，所述接收模块将上述音频图像通过所述发射模块发送至所述控制模块。

为了实现上述第三个发明目的，本发明采用以下技术方案：一种地铁消毒机器人的控制方法，包括以下步骤：步骤1、机器人进入地铁车厢，打开水泵、左涡轮风扇和/或右涡轮风扇对车厢内部进行消杀粗处理；步骤2、操作人员利用无线图传系统对车厢地面洁净程度进行观察，并通过摄像头将音频和/或图像传送至操作端，对音频和/或图像进行分析，并根据分析结果对车厢进行精处理；步骤3、当发现车厢地面有污渍或者垃圾时，操作人员控制机器人打开清洗喷头和/或清洁刷，首先利用左水箱和/或右水箱中的消毒水对车厢地面进行冲洗，再通过清洁刷对车厢地面进行刷洗；步骤4、将经过上述处理的垃圾收集至垃圾收集箱内，清理完整列车以后将垃圾收集箱进行倾倒，机器人完成消杀作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的一种地铁消毒机器人及其控制系统、控制方法，通过设置底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，通过自动喷洒雾化后的消毒剂，可深入至平常清洁工作较难触及的细微缝隙，消除病毒、细菌等，灭菌气体均匀覆盖，能够有效保证消毒效果，同时其自动化程度高，能够有效提高消毒效率，降低保洁人员的劳动强度，增强使用体验，有利于上述消毒机器人在消毒领域的推广及应用。

附图说明

图1是实施例中一种地铁消毒机器人的结构示意图；

图2是实施例中一种地铁消毒机器人中麦克纳姆轮的安装示意图；

图3是实施例中一种地铁消毒机器人中麦克纳姆轮的结构示意图。

附图标记：1、电机安装座；2、左侧支架；3、麦克纳姆轮；3-0、辊子；3-1、旋转轴；4、减震器支架；5、左水箱；6、左水箱盖；7、减震器；8、右悬臂；9、左涡轮风扇；10、雾化器；11、水管；12、右涡轮风扇；13、摄像头；14、摄像头支架；15、风扇支架；16、左悬臂；17、右水箱盖；18、右水箱；19、顶板；20、连接轴承；21、主支架；22、右侧支架；23、联轴器；24、轴承座；25、驱动机构；26、底板；27、清洗喷头；28、清洁刷；29、垃圾收集箱；30、水泵；31、电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例：如图1至图3所示，一种地铁消毒机器人，包括底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，为了保证机器人结构的稳定性，进而保证其使用效果及使用寿命，上述底盘行走系统包括顶板19、底板26、主支架21、左侧支架2、右侧支架22、轴承座24、驱动机构25、联轴器23及麦克纳姆轮3，上述顶板19与上述底板26通过上述主支架21、上述左侧支架2及上述右侧支架22固定构成整个底盘主体框架，上述主支架21安装于底盘主体框架中间位置，上述左侧支架2与上述右侧支架22沿上述主支架21的中心轴线对称设置，上述顶板19与上述底板26上形成供其他设备安装的安装位。

轴承座24安装在上述顶板19的下方，上述驱动机构25安装在上述底板26的上方，上述麦克纳姆轮3通过上述联轴器23连接在上述驱动机构25的输出端用于驱动机器人前进或者后退或者旋转等操作，驱动机构25可为结构稳定性的驱动电机，电机能提供的功率范围很大，应用范围广，且电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求，电机的工作效率较高，同时没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小，能够有效保证机器人的使用效果，增强用户的使用体验。

麦克纳姆轮3为多个，多个上述麦克纳姆轮3对称设于上述主支架21两侧，通过驱动电机驱动麦克纳姆轮3使得机器人运动，对地铁车厢进行清扫消毒，本实施例中的麦克纳姆轮3为四个，包括设置在主支架21左侧的左轮与设置在主支架21右侧的右轮，每个上述麦克纳姆轮3具有多个辊子3-0，多个上述辊子3-0之间相互平行设置，且上述辊子3-0中心具有旋转轴3-1，上述旋转轴3-1与上述麦克纳姆轮3的旋转平面之间呈角度设置，通常为了保证麦克纳姆轮3的转向过程的顺畅度及转向范围的最大化，上述旋转轴3-1与上述麦克纳姆轮3的旋转平面之间的角度为30°～60°，本实施例中上述旋转轴3-1与上述麦克纳姆轮3的旋转平面之间的角度为45°。

为了保证麦克纳姆轮3结构的稳定性，进而保证其使用性能，将上述辊子3-0与旋转轴3-1安装在两块板之间。

由于麦克纳姆轮3的特点可以让机器人在地铁车厢内进行全向移动，这种全方位移动方式是基于一个有许多位于麦克纳姆轮3周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的麦克纳姆轮3转向力转化到一个麦克纳姆轮3法向力上面，依靠各自麦克纳姆轮3的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量，从而保证了底盘行走系统在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变麦克纳姆轮3自身的方向。在麦克纳姆轮3的轮缘上斜向分布着多个辊子3-0，故麦克纳姆轮3可以横向滑移。辊子3-0的母线很特殊，当麦克纳姆轮3绕着固定的轮心轴转动时，各个辊子3-0的包络线为圆柱面，所以使得麦克纳姆轮3能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮3结构紧凑，运动灵活，能够有效保证机器人的运行效果，将4个上述麦克纳姆轮3如图2方式进行组合，可以更灵活方便的实现机器人的全方位移动功能，本实施例中的驱动电机选择12V直流减速电机。

为了保证消杀范围，进而保证消杀效率，消杀喷洒及清洁系统包括左水箱5、左水箱盖6、右水箱18、右水箱盖17、水泵30、水管11及雾化器10，上述左水箱盖6旋紧设在上述左水箱5，上述右水箱盖17旋紧设在上述右水箱18，上述左水箱5与上述右水箱18安装在上述底板26两侧且上述左水箱5与上述右水箱18内的消毒剂利用上述水泵30通过上述水管11输送至上述雾化器10，上述雾化器10分为左雾化器与右雾化器，上述左雾化器处设有左涡轮风扇9，上述右雾化器处设有右涡轮风扇12，通过左涡轮风扇9与右涡轮风扇12将雾化的消毒水吹向车厢各个角落，实现车厢的消杀工作，水泵30的型号可以选型号为直流12v的。

为了进一步保证左涡轮风扇9与上述右涡轮风扇12结构的稳定性，上述左涡轮风扇9与上述右涡轮风扇12底部分别安装有风扇支架15，顶板19上方设有左悬臂16与右悬臂8，上述顶板19与上述左悬臂16之间及上述顶板19与上述右悬臂8之间均通过连接轴承20连接；上述左悬臂16与上述右悬臂8下方均连接有减震器7，上述减震器7底部设有减震器支架4，上述顶板19与上述减震器7之间通过上述减震器支架4固连，此时，左悬臂16或右悬臂8、减震器7及顶板19构成了三角形结构，三角形结构稳定性高，进一步保证了机器人在使用过程中的稳定性及使用效果，风扇支架15利用螺丝固定在左悬臂16或右悬臂8正上方来固定安装上述左涡轮风扇9与上述右涡轮风扇12。

本实施例中还可在减震器支架4安装，在左悬臂16与右悬臂8上开设滑槽，使滑块可滑动安装在滑槽内，使得上述左涡轮风扇9与上述右涡轮风扇12的高度可以通过滑块在滑槽里滑动来调节，再利用锁紧螺丝等固定件将滑块固定锁紧在滑槽内，使减震器7起到减震的效果，上述左涡轮风扇9与上述右涡轮风扇12的高度可调节设置，使得消毒机器人消杀范围更广，进一步扩大其使用范围，有利于上述消毒机器人在市场上的推广及应用。

顶板19下方中间位置用螺丝固定安装有电机安装座1，在上述电机安装座1上安装有旋转电机，旋转电机的输出轴上安装有清洁刷28，位于上述清洁刷28后部设有垃圾收集箱29，位于上述清洁刷28前部设置有清洗喷头27，对地面脏污处用消毒水进行冲刷清洗，清洁刷28后部与前部可根据机器人的行进方向来确定。

电源31设置在顶板19上，便于开关控制，电源31可为可充电电池结构，便于更换，同时降低使用成本。

无线图传系统包括摄像头13，上述顶板19上方固设有摄像头支架14，上述摄像头13安装于上述摄像头支架14上，利用摄像头13与无线图传配合可以将画面实时传输回去，通过在顶板19上方固定安装摄像头支架14，在摄像头支架14顶部固定安装摄像头13将画面进行无线传输, 无线图传采用5.8G宽带FM音视频同步传输发射，其重量低，功耗小，发射功率大，且其内置有两种发射频点可选 ：5740-5860MHz / 5705-5945MHz ，15个发射通道CH1-7. + CH1-8，接收器的型号为WF12接收器，通过将5.8G信号进行接收再经过WIFI发射，用收集或者平板电脑无线接收视频，并且可以用手机录像或保存图片，WF12接收器采用无线技术802.11.b/g/n，H.264音视频解码，2.4G数字自动跳频技术，传输速率达到108Mbps，无线带宽很宽，可以保证传输的图像质量，图像传输分辨率可以达到VGA效果，传感器型号为：V3＂SONY SUPER HADICCD，水平分辨率可达600TVL，镜头为2.5mm，信号制式为PAL/NTSC，集成OSD，集成麦克风，信噪比为：＞60dB（AGC OFF），电子快门信号为：PLA：1/50-100,000；NTSC：1/60-100,000，自动增益，拥有背光补偿，2D降噪，数字宽动态，电源：DC5-36V。

本实施例中的一种地铁消毒机器人，其使用时，当地铁车辆停靠在终点站时，将此机器人从前部车厢开入，此时打开水泵30的开关、左涡轮风扇9的开关及右涡轮风扇12的开关便可以对车厢内部进行消杀，操作人员可以通过无线图传系统对车厢地面洁净程度经行观察，当发现车厢地面有污渍或者垃圾时，打开清洗喷头27和清洁刷28开关，首先利用消毒水对地面经行冲洗清洁接着清洁刷对地面进行刷洗，组后随着机器人的前移污渍被收集到垃圾收集箱29中，清理完整列车以后将垃圾收集箱29进行倾倒，其通过设置底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，通过自动喷洒雾化后的消毒剂，可深入至平常清洁工作较难触及的细微缝隙，消除病毒、细菌等，灭菌气体均匀覆盖，能够有效保证消毒效果，同时其自动化程度高，能够有效提高消毒效率，降低保洁人员的劳动强度，增强使用体验，有利于上述消毒机器人在消毒领域的推广及应用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、电机安装座；2、左侧支架；3、麦克纳姆轮；3-0、辊子；3-1、旋转轴；4、减震器支架；5、左水箱；6、左水箱盖；7、减震器；8、右悬臂；9、左涡轮风扇；10、雾化器；11、水管；12、右涡轮风扇；13、摄像头；14、摄像头支架；15、风扇支架；16、左悬臂；17、右水箱盖；18、右水箱；19、顶板；20、连接轴承；21、主支架；22、右侧支架；23、联轴器；24、轴承座；25、驱动机构；26、底板；27、清洗喷头；28、清洁刷；29、垃圾收集箱；30、水泵；31、电源等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种地铁消毒机器人，其特征在于：包括底盘行走系统、消杀喷洒及清洁系统及无线图传系统，所述底盘行走系统包括顶板（19）、底板（26）、主支架（21）、左侧支架（2）、右侧支架（22）、轴承座（24）、驱动机构（25）、联轴器（23）及麦克纳姆轮（3），所述顶板（19）与所述底板（26）通过所述主支架（21）、所述左侧支架（2）及所述右侧支架（22）固定构成整个底盘主体框架，所述轴承座（24）安装于所述顶板（19）的下方，所述驱动机构（25）安装于所述底板（26）的上方，所述麦克纳姆轮（3）通过所述联轴器（23）连接于所述驱动机构（25）的输出端；所述麦克纳姆轮（3）为多个，多个所述麦克纳姆轮（3）对称设于所述主支架（21）两侧；每个所述麦克纳姆轮（3）具有多个辊子（3-0），多个所述辊子（3-0）之间相互平行设置；所述辊子（3-0）中心具有旋转轴（3-1），所述旋转轴（3-1）与所述麦克纳姆轮（3）的旋转平面之间呈角度设置。

2.根据权利要求1所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：述旋转轴（3-1）与所述麦克纳姆轮（3）的旋转平面之间的角度为30°～60°。

3.根据权利要求2所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：所述主支架（21）安装于底盘主体框架中间位置，所述左侧支架（2）与所述右侧支架（22）沿所述主支架（21）的中心轴线对称设置，所述顶板（19）与所述底板（26）上形成供其他设备安装的安装位。

4.根据权利要求3所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：所述消杀喷洒及清洁系统包括左水箱（5）、左水箱盖（6）、右水箱（18）、右水箱盖（17）、水泵（30）、水管（11）及雾化器（10），所述左水箱盖（6）旋紧设于所述左水箱（5），所述右水箱盖（17）旋紧设于所述右水箱（18），所述左水箱（5）与所述右水箱（18）安装于所述底板（26）两侧且所述左水箱（5）与所述右水箱（18）内的消毒剂利用所述水泵（30）通过所述水管（11）输送至所述雾化器（10）。

5.根据权利要求4所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：所述雾化器（10）分为左雾化器与右雾化器，所述左雾化器处设有左涡轮风扇（9），所述右雾化器处设有右涡轮风扇（12），所述左涡轮风扇（9）与所述右涡轮风扇（12）底部分别安装有风扇支架（15），所述顶板（19）上方设有左悬臂（16）与右悬臂（8），所述顶板（19）与所述左悬臂（16）之间及所述顶板（19）与所述右悬臂（8）之间均通过连接轴承（20）连接；所述左悬臂（16）与所述右悬臂（8）下方均连接有减震器（7），所述减震器（7）底部设有减震器支架（4），所述顶板（19）与所述减震器（7）之间通过所述减震器支架（4）固连。

6.根据权利要,5所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：所述顶板（19）下方安装有电机安装座（1），所述电机安装座（1）上安装有旋转电机，旋转电机的输出轴上安装有清洁刷（28），位于所述清洁刷（28）后部设有垃圾收集箱（29），位于所述清洁刷（28）前部设置有清洗喷头（27）。

7.根据权利要求1或6所述的一种地铁消毒机器人，其特征在于：所述无线图传系统包括摄像头（13），所述顶板（19）上方固设有摄像头支架（14），所述摄像头（13）安装于所述摄像头支架（14）上。

8.一种地铁消毒机器人控制系统，其特征在于：包括驱动机器人行走的驱动模块、消杀喷洒及清洁模块、图像收集模块、无线图传模块及控制模块，所述无线图传模块与所述图像收集模块将画面实时传输至所述控制模块。

9.根据权利要求8所述的一种地铁消毒机器人控制系统，其特征在于：所述无线图传模块包括音视频传输模块、接收模块及发射模块，所述音视频传输模块将所述图像收集模块所收集的音频图像发送至所述接收模块，所述接收模块将上述音频图像通过所述发射模块发送至所述控制模块。

10.一种地铁消毒机器人的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、机器人进入地铁车厢，打开水泵（30）、左涡轮风扇（9）和/或右涡轮风扇（12）对车厢内部进行消杀粗处理；步骤2、操作人员利用无线图传系统对车厢地面洁净程度进行观察，并通过摄像头（13）将音频和/或图像传送至操作端，对音频和/或图像进行分析，并根据分析结果对车厢进行精处理；步骤3、当发现车厢地面有污渍或者垃圾时，操作人员控制机器人打开清洗喷头（27）和/或清洁刷（28），首先利用左水箱（5）和/或右水箱（18）中的消毒水对车厢地面进行冲洗，再通过清洁刷（28）对车厢地面进行刷洗；步骤4、将经过上述处理的垃圾收集至垃圾收集箱（29）内，清理完整列车以后将垃圾收集箱（29）进行倾倒，机器人完成消杀作业。

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