CN112891591A - 一种智能消毒机器人及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种智能消毒机器人及其控制系统，包括机器人本体以及安装在机器人本体上的机罩；机器人本体包括上支撑板、下支撑板以及连接上支撑板和下支撑板的支撑柱；下支撑板的底部设有移动轮，上部设有储液箱；上支撑板上设有雾化箱；储液箱内设有抽水泵；抽水泵与抽水管道相连接；抽水管道自雾化箱的底部伸出并穿过上支撑板通至储液箱的内部；雾化箱内设有出雾装置；出雾装置与排雾组件相连接；排雾组件自雾化箱的顶部伸出；机罩顶壁上开设有供排雾组件伸出的通孔；机罩的侧壁上设有多个条形槽；条形槽内安装有紫外线灯。本申请解决了现有消毒机器人功能单一的问题，既能够利用紫外线灯消毒，又能够实现消毒液雾化消毒。

Description

一种智能消毒机器人及其控制系统
技术领域
本申请涉及消毒机器人技术领域，尤其涉及一种智能消毒机器人及其控制系统。
背景技术
新冠疫情爆发至今，疫情成为常态化，公众场合人员流动大、消毒不及时、消毒效率低的问题日益凸显。然而现有的消毒机器人普遍存在对人体危害大(大部分只能在无人时使用)、功能单一(只能采用大功率紫外线灯进行消毒或者只能采用消毒液雾化的方式喷雾消毒，而雾化式消毒机器人的消毒效果相对较差)等问题。因此，研究一种既能使用紫外线消毒又能实现雾化消毒的智能可调节的消毒机器人具有十分重要的意义。
发明内容
本申请针对以上问题，提供一种智能消毒机器人及其控制系统。
第一方面，本申请提供一种智能消毒机器，包括机器人本体以及安装在所述机器人本体上的机罩；所述机器人本体包括上支撑板、下支撑板以及连接所述上支撑板和所述下支撑板的支撑柱；所述下支撑板的底部设有移动轮，上部设有储液箱；所述上支撑板上设有雾化箱；所述储液箱内设有抽水泵；所述抽水泵与抽水管道相连接；所述抽水管道自所述雾化箱的底部伸出并穿过所述上支撑板通至所述储液箱的内部；所述雾化箱内设有出雾装置；所述出雾装置与排雾组件相连接；所述排雾组件自所述雾化箱的顶部伸出；所述机罩顶壁上开设有供所述排雾组件伸出的通孔；所述机罩的侧壁上设有多个条形槽；所述条形槽内安装有紫外线灯。
进一步的，所述排雾组件包括可伸缩软管和喷雾管；所述可伸缩软管的一端与所述雾化箱相连接，另一端通过环状连接件与所述喷雾管相连接；所述喷雾管上设有多个喷雾孔。
进一步的，所述雾化箱的上方安装有第一电机；所述第一电机的输出端连接有滚珠丝杠；所述滚珠丝杠上设置有丝杠螺母；所述丝杠螺母通过第一连接件与所述环状连接件相连接，用于调节所述环状连接件的高度。
进一步的，所述环状连接件上还设有第二连接件；所述第二连接件与所述第一连接件关于所述环状连接件的中心轴对称设置；所述雾化箱的上方还安装有光滑杆；所述第二连接件套设在所述光滑杆上并可沿所述光滑杆上下滑动。
进一步的，所述出雾装置包括风扇以及雾化片；所述雾化片用于将所述雾化箱内的液体雾化；所述风扇由安装在所述雾化箱外部的第二电机驱动，用于控制雾化后的液体进入所述排雾组件。
进一步的，所述上支撑板和所述下支撑板上分别设有多个直角固定块；所述上支撑板上的直角固定块用于对雾化箱进行限位固定；所述下支撑板上的直角固定块用于对所述储液箱进行限位固定。
进一步的，所述移动轮为全向轮；所述移动轮的个数为四个；四个所述移动轮均匀分布在所述下支撑板的底部。
第二方面，本申请提供一种上述智能消毒机器人的控制系统，包括MCU控制单元以及与所述MCU控制单元相连接的OpenMV模块、雾化消毒模块以及紫外线消毒模块；所述OpenMV模块，配置用于检测当前环境中是否有人，当检测到当前环境无人时，向所述MCU控制单元发送无人信号；当检测到当前环境有人时，向所述MCU控制单元发送人体特征信号；所述MCU控制单元，配置用于根据接收到的所述无人信号或所述人体特征信号控制所述雾化消毒模块和/或所述紫外线消毒模块工作；所述雾化消毒模块，配置用于控制出雾装置工作；所述紫外线消毒模块，配置用于控制紫外线灯工作。
进一步的，还包括与所述MCU控制单元相连接的湿度检测模块；所述湿度检测模块，配置用于检测当前环境的湿度，并向所述MCU控制单元实时发送湿度信号；所述MCU控制单元根据接收到的湿度信号来对出雾装置的功率进行调节。
进一步的，所述MCU控制单元还配置用于根据接收到的人体特征信号，来对出雾装置的功率进行调节。
与现有技术相比，本申请的有益效果：该智能消毒机器人解决了现有消毒机器人功能单一的问题，既能够利用紫外线灯消毒，又能够实现消毒液雾化消毒，还可以满足紫外线灯消毒和消毒液雾化消毒同时进行；在本申请的某些实施例中，排雾组件包括通过环状连接件相连接的可伸缩软管和喷雾管，环状连接件通过滚珠丝杠与丝杠螺母配合来上下移动，从而实现了对喷雾管的高度调节，满足不同环境消毒工作的需求；通过在相应位置设置第二连接件以及光滑杆，可大大减少因喷雾管移动产生的晃动，提高了整体的稳定性；通过设置直角固定块，既可以充分保证雾化箱和储液箱稳定放置，又便于雾化箱和储液箱的安装与拆卸。
附图说明
图1为本申请实施例提供的智能消毒机器人的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的智能消毒机器人的机器人本体的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的智能消毒机器人的机器人本体的侧视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的智能消毒机器人的雾化箱的结构示意图。
图中所述文字标注表示为：
100、机器人本体；110、上支撑板；120、下支撑板；130、支撑柱；140、移动轮；150、储液箱；151、注液口；160、雾化箱；162、抽水管道；163、风扇；164、雾化片；165、第二电机；171、可伸缩软管；172、喷雾管；173、喷雾孔；174、环状连接件；181、第一电机；182、滚珠丝杠；183、丝杠螺母；184、第一连接件；185、第二连接件；186、光滑杆；191、直角固定块；
200、机罩；210、通孔；220、条形槽；230、紫外线灯。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何限制作用。
请参考图1至图4，本实施例提供一种智能消毒机器人，智能消毒机器人包括机器人本体100以及安装在所述机器人本体100上的筒状机罩200，机罩200包括顶壁和侧壁；所述机器人本体100包括上支撑板110、下支撑板120以及连接所述上支撑板110和所述下支撑板120的支撑柱130；所述下支撑板120的底部设有移动轮140，上部设有储液箱150；所述移动轮140由控制器来控制移动方向以及移动速度；所述储液箱150用于储存消毒液，所述储液箱150上设有注液口151，注液口151配有密封盖，在机罩200上沿注液口151的轴线方向开设有开口，方便对储液箱补充消毒液；所述上支撑板110上设有雾化箱160；所述储液箱150内设有抽水泵；所述抽水泵与抽水管道162相连接；所述抽水管道162自所述雾化箱160的底部伸出并穿过所述上支撑板110通至所述储液箱150的内部；抽水泵、抽水管道162的设置实现了消毒液自下而上的供给；所述雾化箱160内设有出雾装置；所述出雾装置与排雾组件相连接；所述排雾组件自所述雾化箱160的顶部伸出；所述机罩200顶壁上开设有供所述排雾组件伸出的通孔210。在进行消毒液雾化消毒时，控制器控制抽水泵以及出雾装置开始工作，抽水泵经抽水管道162将储液箱150内的消毒液抽至雾化箱160内，消毒液在出雾装置的作用下发生雾化并沿排雾组件向四周喷出，开始消毒工作。
所述机罩200的侧壁上沿其周向均匀分布有四个条形槽220；每个所述条形槽220内安装有两个管状紫外线灯230，在本申请的其他实施例中，机罩200的侧壁上也可以根据需要设置其他数量的条形槽数。在进行紫外线消毒时，控制器控制紫外线灯230开启，对周围环境进行紫外线消毒。
进一步的，所述排雾组件包括可伸缩软管171和喷雾管172；所述可伸缩软管171的一端与所述雾化箱160顶部中心相连接且密封良好，另一端通过环状连接件174与所述喷雾管172相连接且密封良好；所述喷雾管172上设有多个喷雾孔173。可伸缩软管171具有良好的伸缩性能，其可伸长的最大长度为初始长度的三倍，可以配合喷雾管172的上下移动而相应地伸缩。
进一步的，所述雾化箱160的上方安装有第一电机181；所述第一电机181的输出端连接有滚珠丝杠182；所述滚珠丝杠182上设置有丝杠螺母183；所述丝杠螺母183通过第一连接件184与所述环状连接件174相连接，用于调节所述环状连接件174的高度。在使用时，控制器控制第一电机181正向/反向转动，带动滚珠丝杠182发生相应的转动，从而使得丝杠螺母183向上/向下移动，进而带动环状连接件174沿竖直方向向上/向下移动，实现对喷雾管172的高度调节，以满足对环境消毒工作的需要。
进一步的，所述环状连接件174上还设有第二连接件185；所述第二连接件185与所述第一连接件184关于所述环状连接件174的中心轴对称设置；所述雾化箱160的上方还安装有光滑杆186；所述第二连接件185套设在所述光滑杆186上并可沿所述光滑杆186上下滑动。当丝杠螺母183带动环状连接件174上下移动时，第二连接件185相应地沿光滑杆186上下移动，第二连接件185以及光滑杆186的设置，可大大减少第一电机181启停过程中因喷雾管172移动而产生的晃动，提高了智能消毒机器人整体的稳定性。
请参考图4，进一步的，所述出雾装置包括风扇163以及雾化片164；所述雾化片164用于将所述雾化箱160内的液体发生雾化；所述风扇163由安装在所述雾化箱160外部的第二电机165驱动，用于控制雾化后的液体进入所述排雾组件。在进行消毒液雾化消毒工作时，雾化片164使得雾化箱160内的消毒液发生雾化并在风扇163的驱动下沿可伸缩软管171抵达喷雾管172，并经喷雾管172上的喷雾孔173向四周高速喷出，开始消毒工作，此外，还可以通过控制器来控制第二电机165的转速来调节出雾量的大小。
进一步的，所述上支撑板110和所述下支撑板120上分别设有多个直角固定块191；所述上支撑板110上的直角固定块191用于对雾化箱160进行限位固定；所述下支撑板120上的直角固定块191用于对所述储液箱150进行限位固定。直角固定块191的设置，既可以充分保证雾化箱160和储液箱150稳定放置，又便于雾化箱160和储液箱150的安装与拆卸。
进一步的，所述移动轮140为全向轮；所述移动轮140的数量为四个；四个所述移动轮140均匀分布在所述下支撑板120的底部。四个全向轮使得本智能消毒机器人运动灵活、平稳，并具有更大的承载能力。
本实施例提供的智能消毒机器人解决了现有消毒机器人功能单一的问题，既能够利用紫外线消毒，又能够实现消毒液雾化消毒，还可以紫外线消毒和消毒液雾化消毒同时进行；通过设置排雾组件，排雾组件包括通过环状连接件相连接的可伸缩软管和喷雾管，环状连接件通过滚珠丝杠与丝杠螺母配合来上下移动，从而实现了对喷雾管的高度调节，满足不同环境消毒工作的需求；通过在相应位置设置第二连接件以及光滑杆，可大大减少因喷雾管移动而产生的晃动，提高了智能消毒机器人整体的稳定性；通过设置直角固定块，既可以充分保证雾化箱和储液箱的稳定放置，又便于雾化箱和储液箱的安装与拆卸；通过采用四个全向轮，使得本智能消毒机器人运动灵活、平稳，并具有更大的承载能力。
本实施例还提供一种适用于上述智能消毒机器人的控制系统。
上述智能消毒机器人有两种消毒方式，即消毒液雾化消毒方式和紫外线灯消毒方式，基于这两种消毒方式，该智能消毒机器人共设有三种消毒模式，在消毒之前，操作人员可以根据实际情况选择任意一种消毒模式，三种消毒模式分别为：温和消毒模式、强力消毒模式以及智能消毒模式。其中，温和消毒模式适用于有人环境，当操作人员选择该模式时，采用消毒液雾化消毒的方式单独进行消毒；强力消毒模式适用于无人环境，当操作人员选择该模式时，紫外线灯消毒和消毒液雾化消毒两种方式同时进行；智能消毒模式适用于不确定是否有人的环境，当操作人员选择该模式时，机器人自身根据对环境实时监测的结果来选择适当的消毒方式。
智能消毒机器人的控制系统包括MCU控制单元以及与所述MCU控制单元相连接的OpenMV模块、雾化消毒模块以及紫外线消毒模块；所述OpenMV模块，配置用于检测当前环境中是否有人，当检测到当前环境无人时，向所述MCU控制单元发送无人信号；当检测到当前环境有人时，向所述MCU控制单元发送人体特征信号；所述MCU控制单元，配置用于根据接收到的所述无人信号或所述人体特征信号控制所述雾化消毒模块和/或所述紫外线消毒模块工作；所述雾化消毒模块，配置用于控制出雾装置工作；所述紫外线消毒模块，配置用于控制紫外线灯工作。
当操作人员选择温和消毒模式时，所述MCU控制单元控制所述雾化消毒模块工作。
当操作人员选择强力消毒模式时，所述MCU控制单元控制所述紫外线消毒模块和所述雾化消毒模块同时工作。
当操作人员选择智能消毒模式时，首先，OpenMV模块借助LPB算法来检测当前环境中是否有人，当检测到当前环境无人时，会向MCU控制单元发送无人信号，MCU控制单元根据接收到的无人信号来控制启动雾化消毒模块和紫外线消毒模块；当检测到当前环境有人时，会向MCU控制单元发送人体特征信号，MCU控制单元根据接收到的人体特征信号来控制启动雾化消毒模块。
进一步的，智能消毒机器人的控制系统还包括与MCU控制单元相连接的湿度检测模块；所述湿度检测模块，配置用于检测当前环境的湿度，并向MCU控制单元实时发送湿度信号；所述MCU控制单元根据接收到的湿度信号来对出雾装置的功率进行调节。
湿度检测模块为安装在智能消毒机器人机罩上的湿度传感器，在进行消毒液雾化消毒时，湿度传感器实时检测当前环境的湿度，并将检测到的湿度信号发送至MCU控制单元；MCU控制单元预设有临界湿度值，MCU控制单元将接收到的湿度信号与预设的临界湿度值进行对比，当接收到的湿度信号所表征的当前环境湿度值达到临界湿度值时，控制减小出雾装置的功率(即减小风扇163以及雾化片164的功率)以调整喷雾量，此外，还可以通过控制第一电机181转动来调节喷雾管172的高度，以调节喷雾高度，既能实现消毒液的合理有效利用达到节约能源的目的，又能减少因空气中消毒液气凝胶过多而对人体造成危害。
进一步的，所述MCU控制单元还配置用于根据接收到的人体特征信号，来对出雾装置的功率进行调节。
MCU控制单元预设有临界距离值，当智能消毒机器人在有人环境进行工作时，MCU控制单元对接收到的人体特征信号进行分析，得到智能消毒机器人与人体之间的实际距离，并将该实际距离与预设的临界距离值进行对比，当实际距离小于临界距离值时，控制减小出雾装置的功率(即减小风扇163以及雾化片164的功率)以调整喷雾量，达到充分合理利用消毒液并节约能源的目的。
进一步的，智能消毒机器人的控制系统还包括与所述MCU控制单元相连接的液位检测模块；所述液位检测模块用于检测所述雾化箱内的液位信息，具体地可通过在雾化箱内设置水深传感器来实时检测雾化箱内的液位信息，并向所述MCU控制单元发送相应的液位信号；所述MCU控制单元根据所述液位检测模块提供的液位信号来控制所述抽水泵的启闭。用户在MCU控制单元内提前设定两个限值，分别为最低液位限值和最高液位限值，在使用时，MCU控制单元将获得的液位信号所表征的液位值与两个限值进行比较，当液位值低于最低液位限值时，控制抽水泵开启，向雾化箱内抽消毒液；当液位值高于最高液位限值时，控制抽水泵关闭，停止向雾化箱内抽消毒液。
本实施例提供的智能消毒机器人的控制系统，可检测当前环境是否有人，并根据检测结果智能匹配适当的消毒方式；该系统还解决了疫情防控常态化背景下有人环境的消毒难题，具体地，根据检测到的湿度信号或人体特征信号调节出雾装置的功率，既能实现消毒液的合理有效利用达到节约能源的目的，又能减少因空气中消毒液气凝胶过多而对人体造成危害。
需要说明是，关于该智能消毒机器人移动等方面的控制属于现有技术，故此处不再赘述。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能消毒机器人，其特征在于，包括机器人本体(100)以及安装在所述机器人本体(100)上的机罩(200)；所述机器人本体(100)包括上支撑板(110)、下支撑板(120)以及连接所述上支撑板(110)和所述下支撑板(120)的支撑柱(130)；所述下支撑板(120)的底部设有移动轮(140)，上部设有储液箱(150)；所述上支撑板(110)上设有雾化箱(160)；所述储液箱(150)内设有抽水泵；所述抽水泵与抽水管道(162)相连接；所述抽水管道(162)自所述雾化箱(160)的底部伸出并穿过所述上支撑板(110)通至所述储液箱(150)的内部；所述雾化箱(160)内设有出雾装置；所述出雾装置与排雾组件相连接；所述排雾组件自所述雾化箱(160)的顶部伸出；所述机罩(200)顶壁上开设有供所述排雾组件伸出的通孔(210)；所述机罩(200)的侧壁上设有多个条形槽(220)；所述条形槽(220)内安装有紫外线灯(230)。
2.根据权利要求1所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述排雾组件包括可伸缩软管(171)和喷雾管(172)；所述可伸缩软管(171)的一端与所述雾化箱(160)相连接，另一端通过环状连接件(174)与所述喷雾管(172)相连接；所述喷雾管(172)上设有多个喷雾孔(173)。
3.根据权利要求2所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述雾化箱(160)的上方安装有第一电机(181)；所述第一电机(181)的输出端连接有滚珠丝杠(182)；所述滚珠丝杠(182)上设置有丝杠螺母(183)；所述丝杠螺母(183)通过第一连接件(184)与所述环状连接件(174)相连接，用于调节所述环状连接件(174)的高度。
4.根据权利要求3所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述环状连接件(174)上还设有第二连接件(185)；所述第二连接件(185)与所述第一连接件(184)关于所述环状连接件(174)的中心轴对称设置；所述雾化箱(160)的上方还安装有光滑杆(186)；所述第二连接件(185)套设在所述光滑杆(186)上并可沿所述光滑杆(186)上下滑动。
5.根据权利要求1所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述出雾装置包括风扇(163)以及雾化片(164)；所述雾化片(164)用于将所述雾化箱(160)内的液体雾化；所述风扇(163)由安装在所述雾化箱(160)外部的第二电机(165)驱动，用于控制雾化后的液体进入所述排雾组件。
6.根据权利要求1所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述上支撑板(110)和所述下支撑板(120)上分别设有多个直角固定块(191)；所述上支撑板(110)上的直角固定块(191)用于对雾化箱(160)进行限位固定；所述下支撑板(120)上的直角固定块(191)用于对所述储液箱(150)进行限位固定。
7.根据权利要求1所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述移动轮(140)为全向轮；所述移动轮(140)的个数为四个；四个所述移动轮(140)均匀分布在所述下支撑板(120)的底部。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的智能消毒机器人的控制系统，其特征在于，包括MCU控制单元以及与所述MCU控制单元相连接的OpenMV模块、雾化消毒模块以及紫外线消毒模块；所述OpenMV模块，配置用于检测当前环境中是否有人，当检测到当前环境无人时，向所述MCU控制单元发送无人信号；当检测到当前环境有人时，向所述MCU控制单元发送人体特征信号；所述MCU控制单元，配置用于根据接收到的所述无人信号或所述人体特征信号控制所述雾化消毒模块和/或所述紫外线消毒模块工作；所述雾化消毒模块，配置用于控制出雾装置工作；所述紫外线消毒模块，配置用于控制紫外线灯工作。
9.根据权利要求8所述的智能消毒机器人的控制系统，其特征在于，还包括与所述MCU控制单元相连接的湿度检测模块；所述湿度检测模块，配置用于检测当前环境的湿度，并向所述MCU控制单元实时发送湿度信号；所述MCU控制单元根据接收到的湿度信号来对出雾装置的功率进行调节。
10.根据权利要求8所述的智能消毒机器人的控制系统，其特征在于，所述MCU控制单元还配置用于根据接收到的人体特征信号，来对出雾装置的功率进行调节。
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