CN114367992A - 一种服务机器人 - Google Patents

Abstract

公开一种卫生、安全，追溯性强的服务机器人；包含作业系统、控制系统、存储系统、维护系统、电源动力系统、机器人机架，不需人工操作和干预。向服务区域提供卫生空气，抽除可能污染气体；无物理接触排队；同时身份认证与服务，消杀被服务者的物品和提醒遗落；避障和承受冲击，最优先保护身份明确的人员；用一次性防护罩把被服务者可能遗留污染物的部位与服务机器人本体隔开；配备子机器人和无人机；调节服务动作单元相对被服务者的位置；流体缓冲支撑臂刚度可调、可伸缩支撑柱的爬坡滚轮；采集被服务者与服务动作单元的相对位置，来控制服务动作单元的运动轨迹；空心签杆负压吸收采样，捅杆轻易分离棉头与棉签。质优、价廉的常态化核酸检测。

Description

一种服务机器人

技术领域

本发明涉及服务机器人，尤其能保障卫生和安全，追溯性强的服务机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

机器人具有不会疲劳、稳定性好、重复性好、不作弊等优势，能够代替人类完成很多任务，尤其是代替人在危险、障碍空间工作。而且随着人工智能的发展，机器人将更贴切的适应对象和环境的变化而工作。

例如，《采集障碍空间情景(画面)信息的装置(发明专利申请号：201310479840.6)》公开一种采集障碍空间数据信息的装置；“控制器1具有防盗功能并设有扬声器”，“控制器1上装有至少3个辅助摄像头……控制器1内配置芳香类别分析装置，通过对芳香谱线的比较，不仅采集图像和声音信息，而且采集异常气味数据以促进失窃后快速破案”。《一种机器人抓取整体物料的系统(发明专利申请号：201610027666.5)》公开一种设有检测所抓取物料的装置，从所抓取物料的预定方位托起所抓取物料，自动抓取整体物料的系统。《教学机器人(发明专利申请号：201710473790.9)》公开一种把大量专业人士为人服务的技能，尤其是优秀教师的教学技能，总结、升华赋予机器，“情绪稳定、不知疲倦”、可以复制，向更多的人提供优质服务的机器人。《基于智能消毒舱的配送服务机器人系统(发明专利申请号：202110433937.8)》公开一种消毒舱内设置紫外线灯、臭氧消毒设施，当放入物件后自动启动消毒设置，对物件进行消毒的服务机器人。《一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器(发明专利申请号：201811371001.1)》公开一种救援过程中与人体接触时缓冲的抓手。

EPSON从2020年4月开始合作华大基因研发新冠核酸检测机器人解决方案，使得医生可以在安全的环境下进行作业。

2021年8月5日，湖北出动首辆移动核酸检测车。居民只需含住车窗外的一次性检测嘴；穿着防护服的工作人员在车厢内通过电脑操纵，采样机器人的机械臂将咽拭子精准地伸入口中，旋转取样，半分钟后完成取样；取得的咽拭子样本被快速灭活，置入全集成检测芯片，放入车载检测仪；45分钟即可出结果。

核酸检测依靠人工采样，2021年9月13日上午11点10分，在XX省人民医院发现核酸检测试管中只采了七个样，而扫码记录十人，需要重新取样的现象。

自动取款机、IC卡电话亭、共享单车等无人值守设备，容易遭受攻击破坏。机器人离开人的监护，也将面临类似的风险。

目前的机器人，虽然能检测到对象和环境变化，并采取相应的措施适应完成工作，与人体接触时缓冲等。然而，无法排除环境障碍对自身卫生和安全的干扰，尤其在连续为多人服务的领域，给下一次的工作埋下巨大隐患。由于机器人一直沿袭用“用机器来完成，以前靠人完成的工作”的思路，而人局限于生理特征和专业化，很多情况下无法自己完成对自身维护，例如理发、肌肉注射等，需要其他人为自己服务，如医疗需要医生等，形成专业的服务行业；所以现有机器人尚处于提高为他人服务质量的阶段，忽视机器人对自身的维护。例如，送餐机器人，由于没有对自身的卫生功能，在为新冠病毒隔离患者送餐时，给一位患者送餐后，为了避免被服务者身体和周围环境空气中可能存活的病毒随机器人传播，必须进行消毒，再给下一位患者送餐。

隔离期间出现交叉感染，毕竟人-人接触，生活垃圾的意外暴露都会导致病毒传播。

发明内容

一、针对前述问题，本发明公开一种服务机器人，能够对自身进行维护，设有对自身卫生的消毒、杀菌、或者清洁、干燥、备件材料更换补充、安全防护等功能，

根据工作环境和服务内容的需要，保持自身和服务环境的卫生；

其特征是：

包括作业系统、控制系统、存储系统、维护系统、电源动力系统、机器人机架；

机器人机架上固定连接着电源动力系统、控制系统、存储系统、作业系统和维护系统；电源动力系统与控制系统之间连接着导线；

机器人机架上，固定连接着电源动力系统、控制系统、存储系统、作业系统和维护系统；电源动力系统与控制系统之间连接着导线；

作业系统包括信息收集单元、服务动作单元、信息输出单元；

维护系统按照控制系统的指令操作：自动更新需要更换的材料、清除服务产生的废弃物；消除服务过程对卫生的损害，保障机器人和作业环境保持符合服务内容要求的卫生指标；

服务机器人启动后，信息收集单元采集自身、环境和被服务者的信息，接收符合规范的渠道提供的信息及指令，发送给控制系统处理；不需人工操作和干预，控制系统通过运算，制定适合被服务者的服务方案、和应答其余信息的方案，发出指令；服务机器人各部分协同工作向被服务者提供服务、维持服务机器人自身运行；

存储系统存放：待用的物资，作业产生的成品、半成品，废弃物。

控制系统记录物资流转信息。

与很多服务行业从业人员需要健康证和上岗证类似，服务机器人首先要保障自身的卫生，才能从事与人体近距离物理接触的服务。

二、电源动力系统与作业系统之间连接着导线；电源动力系统与维护系统之间连接着导线；作业系统与控制系统之间连接着导线；维护系统按照控制系统的指令操作：维护服务机器人自身的状态，适应服务内容和被服务者的需求；抽吸被服务者周围空气，向作业空间提供卫生气体；自动更换需要更新的材料、清除服务产生的废弃物，分类并保持顺序交给下一步系统。

控制系统接收信息收集单元发送的信息后，存储信息、运算、控制、记忆、记录工作过程，发出指令。

存储系统用于保存材料和服务后产生的需要回收和不需要回收的物资。

三、作业系统设有信息收集单元、服务动作单元、信息输出单元，固定在服务机器人机架上，执行控制系统发出的指令。

信息收集单元用来采集被服务者信息，发送给控制系统，控制系统标定被服务者的特征信息，并给予唯一身份代码，确认被服务者所接受的服务内容信息。改进方案，信息收集单元接受具备相应权限的正确身份者的指令：例如输出信息，输出、接受材料，自身维护、接受人工控制等指令，发送给控制系统运算分析，调整、制定方案，发送给作业系统、维护系统、电源动力系统、存储系统等执行。

接受指令的方式包括：开关按钮、遥控器、远程有线和无线通讯等方式。

服务动作单元执行控制器的指令运动，向被服务者提供物料、机械力、动作演示等服务。

信息输出单元根据控制系统的指令发出信息，向被服务者发出提问、提醒或者回答；向周边发出提示；向需要信息的合法者和渠道提供信息。

进一步改进，服务机器人还设有空调和加热、加湿、除湿系统，保障工作环境的温度、湿度；作业系统还包括处理单元，其特征是，对来自被服务者的物料、信息进行检测、加工。

另一种进一步改进，信息收集单元收集环境信息；发送给控制系统。

更进一步改进，信息收集单元采集被服务者的身体体型、衣着、姿态等信息，发送给控制系统。

再进一步改进，被服务者始终处于信息收集单元的工作空间范围内，被服务者在接受服务的全过程中连续不间断的处于信息收集单元的图像、声音等信息采集范围内。选择合适的服务地点、位置。

一种优化的方案，服务机器人的信息收集单元配备的传感器有：视觉传感器、气体检测传感器、声音传感器；其特征是，传感器设置在流体缓冲支撑臂上，支撑臂的长度和方向可以调节。支撑臂上还设有信息输出单元，配有扬声器。

服务机器人另一种优化方案，其特征是，服务过程中，至少一套传感器采集被服务者与服务动作单元的相对位置，来控制服务动作单元的运动轨迹。

四、控制系统处理信息，不需人工操作和干预，控制器通过运算，制定适合被服务者的方案，发出指令；服务机器人各部分协同工作向被服务者提供服务、维持服务机器人自身运行。

进一步优化的方案，控制系统通过深度学习，不断分析服务过程，提高服务水平。

服务机器人还设有监测系统、安全系统，其特征是检测服务数据，避免无效和不安全服务。控制系统分析服务的数据，当数据偏向指标范围的边界或者临近不安全区域，发出警告，提前预备替代以便停止服务，避免提供无效、不满足要求和不安全的服务；并向等待的被服务者预告。

并监测自身卫生和安全。除了按照时间操作，还根据监测到的污染程度操作维护；记录所经历的轨迹和环境，分析不安全因素，即时呼救；向威胁因素发出警告和提醒停止威胁。不需要人工干预，根据监测结果，包括环境参数(如空气湿度、雨、雪、温度、风力、烟尘等)、工作时长和具体配件状态，更换自身的耗材和配件。为自己更换电源、或者充电。

服务机器人还可设有管理中心。管理中心完成控制系统部分工作。多机器人协作，按照被服务者位置，确定最快服务。

五、存储系统分类并保持顺序存放作业系统和维护系统交给的材料和废弃物，根据需要采用封闭的独立包装在要求的温度、湿度等条件下存放特定的材料。存储系统用于保存材料和服务后产生的需要回收、需要进一步处理和不需要回收的物资，消除对现场的干扰。用过的物资保持标识分开存放，提高可追溯性。

进一步改进，存储系统还存放机器人自身的备件。

更进一步改进，存储系统的材料分类存放，根据材料特性，采用适合的方式消毒杀菌。

六、维护系统更换被污染、不符合要求的部件和材料，放到储存系统的已使用材料区，从储存系统拿出新的材料更新。对被污染的部件消毒杀菌处理；对经过污染区和可能污染区的机器人自身部件消毒杀菌；向可能已经被污染的区域吹送合格的清洁空气，抽吸走可能已被污染区域的空气，处理抽出的可能污染空气；并把消毒杀菌的残留废弃物放入储存系统。进一步改进，对机器人自身进行刷扫、洗涤、烘干、吹干、擦干、表面防护等处理。把被污染的物体放入消毒仓，杀菌消毒；循环使用。把无法现场消杀的物体，存入储存系统带标识的容器中，控制系统记录消杀、保存信息，以备这些物体返回管理中心处理。从储存系统拿出新的材料使用。进一步改进，把被污染的物资，放入带标识的可封闭容器内封闭保存到存储系统，控制系统记录保存的物资与标识的对应关系。

根据控制系统的指令，更换自身已经损坏的部件。

从存储系统取出帐篷，为被服务者和自己搭建符合服务要求的空间。

七、电源动力系统为机器人提供电源和动力。电源动力系统把电力和其他动力转换为执行机构的原动机需要的工况，根据控制器的指令，向执行机构输送电源动力。电源可以采用外接直流、交流电源；并可设置蓄电池、可充电蓄电池，可以更换电池，也可以通过外接电源给蓄电池充电；还可以设置太阳能发电、半导体发电、压电材料发电装置向蓄电池充电。动力包括为服务机器人提供需要的各种动力；例如，液压、压缩空气、蒸汽动力、以及机器人运行需要的通风冷却等，适应服务作业需要的温度、湿度、清洁度需要。

电源动力系统与控制系统之间通过导线固定连接；电源动力系统与作业系统之间通过导线连接；电源动力系统与卫生系统之间通过导线连接。进一步，电源动力系统与控制系统之间通过管线固定连接；电源动力系统与作业系统之间通过管线连接；电源动力系统与卫生系统之间通过管线连接。更进一步，电源动力系统与储存系统之间有导线连接，电源动力系统与储存系统之间有管线连接。另一种方案，电源动力系统与控制系统之间通过导线连接。

八、服务机器人机架还可以由独立的两个或两个以上机架组成，固定连接在一起，或者通过缆线、挂钩等活动连接在一起；或者摆放在支撑面上；或者通过无线通讯连接在一起。作业系统、控制系统、存储系统、维护系统、电源动力系统等服务机器人的功能系统可以分布在一个或数个独立的机架上，每一个功能系统也可以分为独立的部件固定在一个或者数个独立的机架上。

九、维护系统执行控制系统的指令，保持服务机器人自身和作业环境卫生、安全。其特征是，维护系统设有供气单元和排气单元；

优化的方案，其特征是，从被服务者上方提供卫生空气，从被服务者侧面抽吸空气，从地面抽吸空气。供气单元设在被服务者上方，喷射卫生气体阻挡被服务者呼出的气体落在服务机器人表面；排气单元从被服务者的侧面，抽吸被服务者呼出的气体，排出被服务者遗留的气体；排气单元从底部抽吸，排出作业产生的污染，减少污染物向空中漂浮。

进一步优化方案，其特征是，卫生气体喷射到被服务者呼气与机器人表面之间，并偏向服务机器人表面喷射。在服务空闲期，或者定时中止服务，对服务机器人自身消杀处理。

更进一步优化方案，其特征是，设置消杀单元，处理排出的气体。排出的气体，经过消杀，达到卫生标准后，再向服务机器人作业区域或者周围环境排放。

十、服务机器人作业系统的优化方案，服务机器人的机械力通过流体压力可调的缓冲臂施加在人体上，也就是采用流体缓冲支撑臂实施服务；其特征是，作业系统的服务动作单元设有流体缓冲支撑臂，流体缓冲支撑臂包含支撑管、阀门、充排气管，支撑管与充排气管通过阀门连接。改变支撑管内流体压力，调整流体缓冲支撑臂的刚度。流体缓冲支撑臂与服务机器人的作业系统连接。

连接在电源动力系统上的充排气管，通过执行控制系统指令的阀门，增加或者减少支撑管中流体数量，改变支撑管内流体压力，调整流体缓冲支撑臂的刚度和长度。

流体缓冲支撑臂的细化方案，其特征是，支撑臂采用充气结构，设有可折叠缩小体积的支撑管和保持中心畅通的充排气管。例如，充排气管固定截面保持中心畅通。优化的方案，设有至少两根支撑管以便提高稳定性；进一步优化的方案，设有至少三根支撑管保持需要的方向；支撑管的末端与充排气管的末端设有阀门连接，支撑管的另一端，也就是起始端密封，并以起始端为起点顺序地缠绕在转盘的卷筒上，卷筒与驱动马达连接，可以直接连接，也可以通过齿轮、皮带、链轮等传动连接；充排气管上顺着管体长度方向固定导线，传递传感器和阀门需要的电力和控制信号。充排气管的另一端也就是起始端，固定在气路转盘上，通过旋转密封接头与气源连接；从起始端开始充排气管顺序缠绕在气路转盘的卷筒上；卷筒与驱动马达连接，可以直接连接，也可以通过齿轮、皮带、链轮、离合器等传动连接；气源可以采用电源动力系统等的压缩空气，也可以设置独立的气动元件，能够向充排气管充气，也能采用负压发生器等抽出充排气管中的气体，来增加或减少支撑管中的气体数量，改变支撑管中的气体压力，调整支撑管的刚度和形状。

另一种优化方案，通过向支撑臂充入水蒸气、水或者其他气体、液体等流体，改变支撑臂长度和方向。

再一种优化方案，充排气管设有电磁铁，支撑管上设有铁磁性物体。支撑杆伸长时，利用磁力把所有支撑管和充排气管在直径方向吸合连接在一起，增加刚度和稳定性。进一步优化，充排气管设有径向支架，用来增大支撑管及其与充排气管之间的距离。径向支架可伸缩，伸缩式径向支架按照指令张开或者收缩，缩小支撑臂收缩状态的占用空间。再进一步优化，相邻的支撑管也连接在一起，增加支撑臂的刚度和稳定性。更进一步优化，不相邻的支撑管也连接在一起，增加支撑臂的刚度和稳定性。

再进一步一种优化方案，沿支撑管的管体长度方向在支撑管的外壁设有导线、导管和阀门，支撑管沿着长度方向被隔开为互不通气的段落；段落之间柔性连接；每一段落从靠近支撑管末端的一端通过阀门与导管连接。流体先进入导管的充气管路，再从导管通过阀门进入支撑管，向需要的段落充入流体，使支撑臂形成需要的形状。

更进一步改进的优化方案，充排气管包含充气管和排气管，充气管与排气管互不连通，充气管和排气管分别各为一根管道。导管包含充气导管和排气导管，充气导管与排气导管互不连通，充气导管和排气导管分别各为一根管道，分别在支撑管末端附近与充排气管的充气管路和排气管路导通连接；与支撑管的每一段落通过三位阀门相连接，阀门的三个位置分别为充气、关闭、排气状态。充气状态时，支撑管与充气导管连通，流体进入支撑管，支撑管伸长、伸直，刚度提高；关闭状态时，支撑管与排气导管和充气导管都不连通，支撑管保持形状和刚度；排气状态时，支撑管与排气导管连通，支撑管中的流体被抽走，支撑管收缩，刚度下降，直止被抽空可以被折叠。

改变方向的优化方案，支撑管设有至少六组，每组至少一根，从垂直支撑管轴线的截面看，均布在充排气管周围。支撑管沿着长度方向被隔开为互不通气的段落，其特征是，相邻两根支撑管的段落互相错开，也就是一根支撑管上段落的连接点处于另一根支撑管上段落的中部；用处于中间的支撑管的相邻两根支撑管的段落流体支撑力，消除处于中间支撑管段落的连接处没有流体支撑力的缺陷。

又一种优化方案，充排气管设有铁磁性物体，支撑管上设有电磁铁。

当支撑杆需要伸长时，控制系统发出指令，缠绕充排气管的卷筒和缠绕支撑管的卷筒按照设定的方向旋转相应的角度，同时气源向充排气管中充入一定数量的流体，并充入需要的指定支撑管；缠绕支撑管的转盘上压紧支撑管的压紧滚轮向着靠近卷筒中心的方向移动，阻止流体进入支撑管缠绕在卷筒上的部分。根据控制系统的指令，相应的电磁铁工作，伸缩式径向支架张开，支撑管按照要求径向连接。

支撑臂内还可以充入比重小的气体，可以充入惰性气体，把气体干燥后充入。

十一、服务机器人作业系统优化方案，其特征是，可调节服务动作单元相对被服务者的位置。

服务动作单元与被服务者的之间的高低、前后、左右位置可调。服务动作单元的作业角度可调。调整服务动作单元与被服务者接触的部分的位置，和服务的运动方向，以适应被服务者的身高、姿态习惯。

信息收集单元的视觉传感器采集到被服务者的图像，发送到控制系统，分析被服务者的身高、脸型、姿态习惯及年龄、性别等，根据被服务者的特征，调整服务动作单元的高度和角度、一次性防护罩的规格、以及相关的服务参数，适应被服务者的需求，提高服务质量和被服务者的舒适度。

调节被服务者接受服务时站立的地面高度，或者座椅高度，可以使服务机器人的作业系统简单。

为了避免被服务者体重等数据变化范围较大的影响，以及对被服务者的影响，优选方案是，调整服务机器人作业系统中服务动作单元的高度；进一步优选方案，其特征是，调整服务动作单元的运动轨迹，使直接与被服务者交互的服务动作单元部件高度，适应被服务者需要服务的身体部位高度相适应，并采用被服务者身体部位数据适应的器材参数，和适应被服务者习惯的服务作业方向。更进一步优化方案，其特征是，根据被服务者身体部位的位置高低、前后、左右调整服务动作单元的运动轨迹。

十二、服务机器人可以建立充气式空间。还可以向待服务区提供卫生、提醒。

服务机器人能够固定在选定场所，或者在公共场所移动，并监控聚集。服务机器人能够提供流动上门服务。服务机器人还设有飞行系统、攀爬系统。服务机器人还设有水面、潜水、沼泽航行系统。服务机器人还可以做成车的形式，提供封闭卫生、安全、隐私的服务环境。

服务机器人还设有行驶系统、行走系统。水平面行走系统，斜坡平面行走系统，台阶行走系统。可以自行驱动、驾驶，也可以由人或者其他力量推动。其特征是，设有行驶系统，滚轮设有可伸缩的支承柱。

为了稳定，一般设有至少三个滚轮；为了提高上下台阶的平稳性和上台阶的爬升能力，在滚轮圆周表面设有凸起，或者在轮毂上设置外端凸起高出滚轮圆周的支承柱，凸起外端优先采用圆柱状，更优先采用半球状。进一步凸起到滚轮中心的距离为可调式。更进一步为弹性伸缩式；优选可调伸缩式，服务机器人在水平面运动时，凸起收进滚轮圆周内部，避免凸起造成滚轮中心到地面距离波动和对路面的损害；上台阶时，根据台阶参数，把凸起向外调节一定长度。所有滚轮与地面的接触点所在的铅垂线，与同一水平面的交点，形成一个多边形P。机器人的重力线(经过重心的铅垂线)与多边形P的交点，需要与多边形P的几何中心重合。当支承柱支撑服务机器人时，前述滚轮与地面的接触点，应当是该滚轮上支承柱与地面的接触点。

当设有前后多套滚轮时，各套高低相对位置可调，保持服务机器人不倾斜。

例如，当设有前后两组滚轮时，前后轮高低相对位置可调，保持上下楼梯时服务机器人不倾斜。

十三、服务机器人还设有避障系统。通过图像识别和温度检测、声音采集、语音分析，判断障碍物的生命特征，遇到生物，尤其是遇到动物，优先保护生物，为了保护生物，可以放弃自身安全。

判断可能发生冲突的障碍物的生命特征，优先保护生物，更优先级是保护动物，最优先保护身份清晰的人，可以放弃自身安全。当遇到高优先级的物体遭受低优先级的物体冲击时，代替高优先级的物体承受冲击。判断障碍物特征的方法有图像识别、温度识别、声音识别、语义分析。根据生物都需要呼吸，表面膨胀和收缩，通过图像放大，判断生命特征，进一步引用生命体物理波动的参数特征、温度参数特征更准确判断生命特征。判断人及动物的病态，发出提醒和待呼救信息，就像人遇到需要救助的人会代为求助一样。尤其动物生命特征以及植物生命特征。随时把自己的位置和掌握的信息，包括求助信息发送给管理中心保存，避免自身被损害后信息丢失。

十四、服务机器人另一个优化方案，维护系统对被服务者的物品消毒杀菌，其特征是，身份识别认证与服务同时完成；在服务过程中，对被服务者携带物品所放置的工位及该工位所放置的物品进行消毒、杀菌处理；服务结束后，且消毒、杀菌处理停止后，提醒被服务者带走该被服务者所放置的所有物品。

设置又一个消杀单元，对被服务者认证身份的物资，如身份证件、手机等保护和消杀，并在服务结束时提醒被服务者带走，避免遗失。服务机器人能防止被服务者的物品遗失在服务现场，其特征是，比较服务场所实际图像与服务场所标准图像的差异，提醒被服务者带走该被服务者所遗留的物品。

信息收集单元的视觉传感器，采集被服务者即将离开时服务现场的图像，发送给控制系统，与服务现场未提供服务时的图像、以及上一位被服务者离开时服务现场的图像进行比较，分析图象差异部位，判断是否遗失物。进一步优化，其特征是，分析被服务者放置物品的部位，是否遗留被服务者的物品。

更进一步优化的方案，其特征是，信息收集单元点检工作场所，比较服务场所的差异，然后提醒被服务者带走遗留的物品；设有证件识别和通讯工具身份识别的固定工位，并对证件和通讯工具消杀；等服务结束时，消杀也停止后，信息输出单元提醒被服务者带走证件和通讯工具；信息收集单元接着复核证件和通讯工具是否已经带走。如果发现证件或者通讯工具还在识别工位上，就要加强提醒被服务者，比如呼唤被服务者的姓名、呼叫被服务者体型着装特征引起被服务者近邻人士提醒、等容易引起被服务者觉醒的方式，提醒被服务者带走遗留物品。

十五、服务机器人采用一次性材料、消杀和器具分类的方案，消除被服务者之间的感染，其特征是，服务过程中，用一次性防护罩把被服务者释放可能污染物的身体部位与服务机器人本体隔开；至少一套传感器采集被服务者与服务动作单元的相对位置，来控制服务动作单元的运动轨迹。

抽吸服务区域的空气，向服务区域投放卫生空气；上料机械手与收料机械手互相独立，对严重隐患服务区域消杀处理，然后，上料机械手隔着一次性防护罩，把存储系统保管的保证质量的物品提供给被服务者；接着，经过消杀处理的收料机械手收回一次性防护罩，放入对应的专门存储器具并封闭，收料机械手消杀处理；服务结束时，经过消杀处理的收料机械手收回服务产生的成品、半成品、废弃物，放入对应的专门存储器具并封闭，收料机械手消杀处理；控制系统记录收回的物料与被服务者对应关系的台账。

优化方案，其特征是，卫生气体喷射在一次性防护罩与服务机器人机体之间。消除被服务者的可能感染物遗留在机器人机体上的隐患。

另一个优化方案，其特征是，一次性防护罩具有透明部分，设置在服务机器人机体的视觉传感器可以透过一次性防护罩采集到被服务者信息。

十六、服务机器人还设有预约、签到、排队系统。签到后处于监控区域内，根据签到的信息：身份、姓名、人脸、身形特征，提醒纠正等待被服务者行为规范，未离开监控区域，减少服务认证时间、甚至取消服务认证，减少集中交叉感染机会。

服务机器人采用无物理接触排队，其特征是，告知等待被服务者排队序号和前面等待人数，不向等待被服务者发放具有物理形态的排队号物品。

支撑臂提醒被服务者注意；其特征是，支撑臂可以拍抚被服务者，提醒被服务者。进一步优化，其特征是，支撑臂前端还设有放气阀门，通过向被服务者喷扫安全气体，提醒被服务者。

无物理接触排队，其特征是，根据等待被服务者的体型、衣着特征识别等待服务者的身份，跟踪、规范等待被服务者在现场等待区域的位置和行为；告知等待被服务者排队序号和前面等待人数、预计等待时间，不向等待被服务者发放具有物理形态的排队号物品。

服务机器人的优化方案，其特征是，配有至少一架无人机。还可以多套服务机器人共享无人机。配有无人机仓，储存、维护无人机，为无人机充电。无人机在服务区域上空巡航，监控服务及等待区域，提醒特定被服务者。

无人机还可以运来消耗品和运走服务机器人工作产生的成品、半成品和废弃物资。当遇到危险时，无人机类似航母上的飞机，可以协助保护服务机器人，也可以到管理机构等报警。

服务机器人还设有无线通讯系统。发送采样记录或/和检测结果给管理中心，确认被服务者的状态。向被服务者通知结果和注意事项等；通过手机向等待的被服务者发送排队号等信息，提醒不在现场的等待被服务者；避免发放纸质排队号的物理接触。

附图说明

图1是一种核酸检测采样机器人示意图。图2是一种服务机器人流体缓冲支撑臂示意图。图3是一种服务机器人避障保护的判定逻辑示意图。图4是一种服务机器人滚轮设有可伸缩支承柱的示意图。

图中标记：1-维护系统，101-供气单元，111-右侧排气单元，112-排气单元；131-支承柱在自由状态下最佳伸出长度L，132-支承柱，133-弹性元件，134-支承柱的轴线对滚轮半径的夹角α，135-支承柱直径2r，136-滚轮，137-滚轮半径R；2-作业系统，211-电源动力连接器，212-充排气管，213-充排气管卷筒，214-支撑管卷筒，215-压紧滚轮，216-支撑管，217-阀门，218-作业夹爪，220-一次性防护罩，221-一次性防护罩中心透明部分；3-存储系统；4-机器人机架；5-电源动力系统；6-控制系统。701-采集信息，702-判断生命特征，703-判断人类特征，704——判断人性特征；8-台阶，801-台阶高度，802-台阶宽度。

具体实施方式

一、具体实施例1：如图1所示，本实施例公开一种核酸检测采样机器人结构。包括维护系统1、作业系统2、储存系统3、机器人机架4、电源动力系统5、控制系统6；维护系统1、作业系统2、存储系统3、电源动力系统5、控制系统6固定连接在机器人机架4上；维护系统1还设有供气单元101、右侧排气单元111、排气单元112。采样作业过程中，供气单元101向作业区排放清洁安全的空气，挤走可能被污染的空气；右侧排气单元111抽走被服务者(针对核酸检测采样机器人服务产品，“被服务者”指“被采样者”。下同)头部附近的空气；排气单元112抽走作业环境的空气。

实施例1的优化，右侧排气单元111与被服务者之间的距离大于20厘米；右侧排气单元111的对面还设有左侧排气单元，从两侧同时抽吸。供气单元101从被服务者上方喷向服务机器人和气流死角；被服务者上方设有反射面，提高安全气体的利用率和减小外界对作业区的影响。排气单元112从下方抽走作业区的空气，进一步优化的实施例从地面沿水平方向抽走空气。

实施例1的进一步优化，被抽走的空气首先进行消毒杀菌处理；经过消毒杀菌处理的空气才能通过供气单元101排放到作业区。更进一步优化，通过排气单元101排放的气体，需要过滤、除尘；采用荧光紫外线消杀、等离子消杀；其特征是，优先采用161.9-180.8nm波段长度，6,8-10eV光子能量真空紫外消杀。实施例1更进一步优化，作业系统设置核酸检测单元，缩短被服务者等待结果的时间。

二、实施例2，服务机器人作业系统设有流体缓冲支撑臂21，设置在运动机械臂与作业夹爪218之间。如图2所示，充排气管卷筒213和支撑管卷筒214转动连接在作业系统2的机械臂上，卷筒配有驱动马达；电源动力连接器211与电源动力系统连接，获得电源和气源；充排气管卷筒213上旋绕者充排气管212，充排气管216的端部通过旋转管接头在充排气管卷筒213中心与电源动力211的气动管路密封连接；支撑管卷筒214上旋绕者端部封闭的支撑管216，在支撑管卷筒214外还弹性连接着压紧滚轮215；充排气管212与支撑管216通过阀门217连接，每根支撑管216上设有两套阀门各自独立分别与充排气管212上的充气管和排气管连接；充排气管212与支撑管216的连接处安装着作业夹爪218用来加持采样咽拭子。充排气管212上还固定着导线。简化的方案，不设置卷筒，支撑管端口封闭直接固定在机械臂上，充排气管直接固定在机械臂上；进一步简化，支撑管与充排气管的连接处设在支撑管与机械臂固定的一端；更进一步简化，不设置排气管，支撑管只与充气管连接。

服务机器人工作过程中，执行控制系统的指令，气源供气，同时开启指定的阀门，向需要充气的支撑管充气，驱动马达带动卷筒放出需要伸长的支撑管，保持流体缓冲支撑臂21适应作业需要。遇到支撑管内气压过高的情况，执行系统发出指令，开启相应阀门，通过排气管放出一定气体，降低该支撑管的压力。通过充气和排气，使流体缓冲支撑臂21保持适合的形状和刚度，可以根据被服务者的年龄、性别、体质等，调整刚度，提高服务舒适性。

根据被服务者的身体年龄、性别、高度、体型、姿态习惯等特征数据，服务机器人调整自身作业高度和角度，调整伸长，适应被服务者的位置，提高服务准确度和被服务者的舒适度；通过改变气压，调整缓冲，提高被服务者的舒适度。

另一种方案，被服务者所处平台可以上下、前后、左右运动。

三、核酸检测采样机器人优化方案，其特征是，口咽拭子采样过程中，至少一套视觉传感器采集被服务者口腔内部画面，控制咽拭子在被服务者口腔内部按照要求擦拭规定的部位。

中心透明部分便于信息收集单元的视觉传感器采集被服务者口腔内部和甄别被服务者身份真实性。配备适合口腔检测照明方式的视觉传感器，例如红外摄像等，双目摄像头，采集口腔内部图像发送到控制系统分析，首先查看口咽部应无红肿、化脓等情况，再确定咽拭子在被服务者口腔内的位置，与被服务者咽部的相对位置，实现更精准、更安全、更舒适的采样。根据被服务者的脸型、年龄、性别等特征，以及图像分析的头部尺寸，估算被服务者口腔尺寸；并根据视觉传感器采集的被服务者口腔内部图像和视频，估算口腔内部尺寸，控制咽拭子在被服务者口腔中的位置，提高采样质量和被服务者的舒适度、安全性、数据准确度；用适当长度的棉签在被服务者的咽后壁和咽腭弓两侧各擦拭3次左右，并且快速取出，按照规范处理。快速检测，提高服务质量。减少咽拭子仅仅在被服务者的舌面接触，采样医生、护士凭手感操作，采样浓度不足的障碍，减少假阳性和假阴性。还可以根据估算的口腔内部尺寸，选择咽拭子的签杆及其伸出的长度范围，提高被服务者的舒适度。作业夹爪218上设有力和力矩传感器，把测试数据发送给控制系统，分析受力方向，检测咽拭子的棉头是否擦拭在被服务者咽部，配合确认视觉传感器采集的图像在控制器中分析的位置，提高采样准确度和服务舒适感。身份甄别与采样同时进行，缩短服务流程，保障数据可靠性；识别与采样一体，减少张冠李戴和作弊，例如消除有人在美国发烧后，服退烧药降温返回中国的隐患风险。

一次性防护罩220中心预开通孔，可以与咽拭子的签杆紧配合，并保持一次性防护罩220与咽拭子签杆的垂直度。一次性防护罩220穿在咽拭子签杆适当位置后，作业夹爪218固定咽拭子签杆的端头，信息输出单元提醒被服务者开口，服务机器人实施采样作业。控制系统记录被服务者的身份信息并与储存样品的试管上标识的编码对应。

优化的方案，一次性防护罩220的一次性防护罩中心透明部分221表面经过防雾、防结霜处理；进一步优化一次性防护罩中心透明部分221表面经过消除反光处理；更进一步优化，中心透明部分制有适宜图案，改善被服务者感受。

又进一步优化，防护罩靠近被服务者的一侧，不在视觉传感器视野范围内的表面，表面粗糙度不小于25μm；防护罩中心部分做成含嘴的形状，被服务者可以咬住中心部分的含嘴，视觉传感器透过嘴采集口腔内部图像；嘴的中心采用弹性材料，优先选用橡胶膜片与咽拭子杆密封连接，使得咽拭子与含嘴之间相对运动的阻力小于0.12牛顿。

改进的实施例，一次性防护罩中心预开通孔设有密封元件，密封元件的内孔可与咽拭子签杆密封配合。

用一次性防护罩把被服务者释放可能污染物的身体部位与服务机器人隔开。用一次性防护罩把被服务者的口、鼻、眼等可能释放出液体的身体部位，与机器人本体隔离；避免被服务者释放出可能携带存活病毒的液体物落在服务机器人本体，也就避免被服务者释放可能污染物交叉感染给后续被服务者。

抽走直接作业区域的已污染空气，消杀处理、过滤处理。

更换已接触物品，消杀处理。抽走直接作业区域的气体，而不是向直接作业区域排放安全气体，以避免安全气体对试样的影响(杀死试样上的病毒)，并避免气体吹在被服务者身体的不适感。

避免卫生空气杀死样品中的病毒，误导检测结果。

从顶部多处喷出卫生空气，地面接收抽出，避免把地面污染物带入空中，损害被服务者。

优化方案，卫生气体喷射到一次性防护罩远离被服务者一侧，既保护服务机器人免受被服务者呼出的气体感染，也避免卫生气体对样品的影响；其特征是，卫生气体喷射在一次性防护罩与机器人机体之间。

鼻咽拭子优化方案，其特征是，首先传感器采集图像和力发给控制系统分析、检测：检查被服务者鼻腔有无中隔弯曲和鼻腔黏膜出血等，拭子与防护罩垂直，防护罩与被服务者正面平行，保障拭子与被服务者正面垂直；拭子头通过鼻道缓慢进入触及鼻咽后壁，轻轻旋转一周(如遇反射性咳嗽，应停留片刻)，然后缓缓取出拭子，将拭子头浸入含2～3ml病毒保存液的采样管中。设置L形支架，供被服务者把头稳定在支架上保持不动，便于拭子顺利伸入鼻道；其特征是接触被服务者身体的支架表面设置一次性防护罩。

拭子优化方案，其特征是，签杆采用空心管，并配有捅杆。

高效采样的方案，其特征是，设有负压发生器，咽拭子的签杆为密封空心；采样过程中，空心签杆一端贴近采样部位，另一端与负压发生器的密封管路连接。

设有负压发生器；咽拭子的签杆为密封空心管，两端敞口；采样过程中，一端敞口贴近采样部位，另一端与负压发生器的密封管路连接；利用负压把采样部位吸向签杆，利用负压把采样部位的黏膜吸向签杆。

为一位被服务者采样结束后，签杆与负压发生器脱离后，再次开启负压发生器，吸走采样时遗留的残留物，排向维护系统的消杀单元处理，为下一位被服务者准备安全卫生的条件。

负压吸收的方案，既可采集痰液、灌洗液等；也可在鼻咽、口咽或更典型部位更容易接触黏膜，采集到更多细胞，提高检测准确率；还可在空心签杆贴近采样部位一端固定棉头，依靠负压吸力把更多黏膜细胞粘附在棉头；捅杆一次性使用，避免前一位被服务者对以后被服务者样品的干扰；捅杆能在签杆内顺利滑动，避免签杆孔中的物体(气体、液体、固体)喷溅；捅杆的端头保持光滑状态，避免棉头粘附在捅杆上；签杆退出被服务者身体后，用一次性捅杆从咽拭子棉签没有棉头的一端插入签杆孔中，穿过签杆，把采样后的棉头从签杆上捅下来，实现棉头与签杆顺利分离；方便地把采样后的棉头存入采样管。

空心签杆进一步优化，其特征是，签杆内壁保持全息图像采集的导管内壁状态。服务过程中，视觉传感器可以通过签杆，采集到的被服务者的图像，采集视觉传感器不易到达的障碍空间的图像，尤其是采集被服务者身体内部的图像。

捅杆也可以挤出空心签杆中的液体、固体等，作为采样的样品。空心签杆可以采用软管制作。

空心签杆另一种优化的实施例，捅杆为一次性，其特征是，咽拭子的棉签与捅杆配合在一起；也就是，保存时捅杆已经通过棉签没有棉头的一端，插在空心签杆的孔中；采样后把捅杆推向棉签有棉头的一端，轻松地把棉头与签杆分离。捅杆为台阶状，远离棉头的部分与签杆内壁过盈配合，防止保存使用时捅杆从签杆中脱落；保存时，捅杆插在签杆中的长度接近签杆长度，但捅杆不与棉签接触，减少挤开棉头的工作量，又避免捅杆与棉头粘连后不易自然脱离；优化的实施例，在空心签杆内部，棉头与捅杆之间设有隔离块，当捅杆把隔离块挤出签杆后，使棉头与签杆脱开；进一步优化，棉头固定在隔离块一端，隔离块另一端与签杆内孔过盈配合。另一种优化实施例，捅杆装在带有棉头签杆中保存时，在没有棉头的一端，捅杆完全不露出签杆之外，使用多次性捅杆来挤压签杆中的一次性捅杆，使棉头与签杆分离，多次性捅杆的径向尺寸小于签杆内孔尺寸；进一步优化，多次性捅杆的一端设有径向尺寸大于5毫米的盖帽，方便挤压时用力。再一种优化的实施例，一次性捅杆的一端设有盖帽。

控制签杆的材料硬度和几何形状比如尖边、圆角等，避免伤害被服务者身体。

四、实施例1再进一步优化，作业系统设有支撑臂，前端带传感器和扬声器。当有多位被服务者等待服务时，支撑臂伸到预定位置，提示并为等待被服务者采集身份证、体型、衣着信息排队，消除物理聚集性排队。流体缓冲支撑臂能够伸出较多长度和方向，覆盖范围广，安全，根据体型、衣着信息，对应等待被服务者身份，提醒等待信息。

流体缓冲支撑臂，可以把填充的卫生气体，喷射到现场等待被服务区域，提高现场等待被服务区域的安全性；可以把对人体没有副作用的消毒、清洁物质喷洒到现场等待被服务区域；可以移除现场等待被服务区域的废弃物。

五、减少交叉感染的服务机器人，其特征是：

无物理接触排队，不向等待被服务者发放具有物理形态的排队号物品，提供支持：维持秩序并保障被服务者可以随时知道自己的排队序号和预计需要等待时间；

身份识别认证与服务同时完成；在服务过程中，对被服务者携带物品所放置的工位及该工位所放置的物品进行消毒、杀菌处理；服务结束且消毒、杀菌处理停止后，检测并提醒被服务者带走该被服务者遗留的所有物品。

无物理接触排队，其特征是，服务机器人不向等待被服务者发放具有物理形态的排队号物品，提供支持：维持排队秩序并保障被服务者可以随时知道自己的排队序号和预计需要等待时间、建议到达现场时刻。

又一个优化方案，无物理接触排队，其特征是，不向等待的被服务者发放纸质排队号，根据体型、着装特征识别等待服务者身份发送提醒信息。设有证件和手机识别、消杀工位，被服务者把身份证等证件放在证件识别位置，打开手机扫描界面放到手机扫描位置供手机扫描服务二维码；同时对证件和手机消毒杀菌处理，被服务者摘口罩后对被服务者人脸识别与证件相符并对被服务者采样；采样结束后，停止消杀，提醒被服务者收起证件和手机带走；优化的方案，为了安全，首先封闭证件和手机所在位置再开始对手机和证件消杀处理。当被服务者人数过多时，先让等待被服务者远距离扫描服务机器人的二维码并关注，服务机器人的信息收集单元采集该等待被服务者的体型、衣着、戴口罩脸部等信息，并向该被服务者发送该等待被服务者的排队顺序号和前面等待人数，预计等待时间。其特征是，等待被服务者不必到现场，搜索服务机器人通讯信息建立联系，提交个人信息报名；服务机器人告知该被服务者的排队序号和正在接受服务的被服务者排队序号；等待过程中，被服务者能随时查询到自己的排队序号和正在接受服务的被服务者排队序号。等待过程中，服务机器人持续以语音、或屏幕等形式显示正在采样的排队序号；服务机器人的信息收集单元，根据被服务者的体型、衣着特征判断等待被服务者是否在现场，并给不在现场的等待被服务者手机发送提示预计需要等待的时间和采样时刻。根据被服务者在安全的环境中提交的不戴口罩脸部特征与满足身份认证要求的戴口罩脸部特征对应关系，并与该被服务者身份信息绑定；实现根据该被服务者戴口罩的脸部特征认定该被服务者的身份。服务机器人还可以用以下数据间接告知被服务者正在接受服务的被服务者排队序号：该被服务者前面未被服务的需要等待人数；正在被同时服务的人数，因为同时被服务的人数加倍，等待时间相应减半；该服务者预计需要等待时间；也可应按照等待被服务者个人要求，同时告知全部或部分这类信息。报名时，等待被服务者需要提交身份证、健康码、行程信息、人脸识别与身份证匹配、被服务时的衣着体型特征、是否在现场等待区域。报名时在现场等待区域的等待被服务者，服务机器人必须能根据体型、衣着特征在现场等待区域找到并记录、跟踪位置；无法找到时，通知该等待被服务者提供与服务机器人提示的醒目标志相对位置，直到服务机器人根据体型、衣着特征在现场等待区找到。报名时不在现场等待区域的等待被服务者，到达现场等待区域后必须与服务机器人通讯联系，直到根据体型、衣着特征被服务器人在现场等待区域找到。报名者可以通过关注服务机器人公众号等方式与该服务机器人建立联系。报名后未能按时接受服务的等待被服务者，将被记录。当被服务者在服务过程中摘口罩后的人脸识别与报名提交的身份信息不符时，服务机器人继续提供服务，记录异常要求下一步处理，比如将异常载入服务记录，提醒管理部门甄别，避免干扰正常排队服务的秩序。

建议根据体型、衣着特征在现场没找到等待被服务者时，向该等待被服务者打电话或者微信语音通知，要求回复确认是否在现场。如果在现场，请确认在现场的方向位置、参照物，以便服务机器人找到；服务机器人找到该等待被服务者后，进一步设定新的识别特征数据跟踪并保持联系。如果不在现场，请回复位置，服务机器人估算该等待被服务者的距离和到达需要时间的预计长度，设定提醒频次和方式。

对于服务现场等待被服务区域中，根据体型、衣着等特征，难以确认身份的等待被服务者，服务机器人能够通过语音等询问，来确认该等待被服务者的身份。无人机、流体缓冲支撑臂、子机器人等，携带扬声器、拾音器、视觉传感等，按照控制系统的指令，到达该等待被服务者近处，询问“请问您是xxx吗？”、或者“请告知您的姓名”、“请问您是在等待核酸检测采样吗？”等；区分陪同人员和等待被服务人员；遇到在现场等待被服务区域，没有预约、报名排队的等待被服务者，及时提醒认证身份报名排队；帮助困难人员完成身份认证、报名预约排队，加强对困难人员在等待过程中的提醒和关怀；经过身份认证后，服务机器人建立该等待被服务者的体型、衣着等特征与身份的对应关系，跟踪、引导、提醒直至完成服务。

另一种无物理接触排队方案，让等待被服务者搜索核酸检测机器人的公众号关注，远程报名排队，并提供自己的体型、参加检测取样时的衣着画面，供服务机器人发送提醒通知：排队序号、前面等待人数、预计服务需要等待的时间长度等。优化的方案，要求远程报名排队的等待被服务者共享位置一定时间长度，服务机器人估计路程，提醒等待服务者出发的建议最迟时刻、到达的最晚建议时刻和最早建议时刻；并要求等待被服务者到达服务现场等待区域后与服务机器人共享位置一定时间长度，服务机器人确认该被服务者在现场的体型、衣着特征和方位，开始跟踪。

根据信息收集单元的视觉传感器采集的现场信息，控制器进行分析，服务机器人提醒不符合规定的等待被服务者纠正位置：比如，“18号等待者王五先生，请向右移动一米”。发现实际纠正与提醒不符时，再次提醒例如“18号等待者王五先生，请再向右移动一点”；甚至发出通知，请求不符合规范等待被服务者的临近人员，提醒需要纠正位置的等待被服务者；或者用安装在支撑臂上的信息输出单元发出语音提示，比如“18号等待者王五先生，请给我来”，可以同时通过支撑臂移动扬声器等语音提示器件，引导该等待被服务者纠正位置，可以在扬声器外布置亲和的形象引起等待被服务者的注意和好感。

无人机飞临被服务者附近，提醒被服务者，引导快要接受服务的被服务者向服务位置移动。甚至服务机器人接到被服务者求助电话确认后，无人机引导迷路的等待被服务者。对于等待区域内，经体型、衣着等识别，没有查到排队记录者，无人机飞临提醒、并提供预约、签到、排队、身份认证、手机扫码等服务。

服务机器人，其特征是，配置至少一套子机器人。进一步其特征是，多套服务机器人共享子机器人。

子机器人在地面、水面等运动配合、代替无人机。子机器人可以平时存储在主机器人内部，需要时也可以脱离主机器人，配备独立的控制系统和电源动力，接受主机器人控制系统的统一管理，满足主机器人和被服务者的需求；类似人类执行任务时的助手。

当等待被服务者快要接受服务时，比如，前面只有五人时，服务机器人提醒该等待被服务者到达指定位置，信息收集单元的视觉传感器根据体型、衣着等特征，捕捉该等待被服务者是否到达指定位置，并语音提醒该等待被服务者纠正位置：比如，向后移动三米、向左移动五米等。识别叫号系统：远距摄像识别。屏幕、幕布投影，提高远距离观看清晰度，远距离扫码。提醒周边人员保持距离和着装、行为遵守规范。

身份证、人脸、表情、虹膜、指纹、体型、二维码、手机接收排队序号、等待人数、预计等待时间。

语音提醒：按照体型识别，提醒临近被服务又不在现场的已签到者回应(到指定位置等)语音提醒系统平时播放轻松、诙谐、简短知识性语音作品，舒缓等待者情绪，一定语音作品之间播放排队提醒(正服务序号)；提醒临近被服务者到指定区域准备接受服务。

向签到的等待被服务者手机等发送排队的序号，可在移动通讯工具查询正在服务的序号和预计等待时间。并在现场发出提醒，屏幕提醒或者语音提醒。显示已经现场等待区域的等待被服务者人数。

对交流障碍的等待被服务者，除按照排队序号呼叫外，根据签到的姓名、年龄、性别、体型、着装、住址、籍贯，确定已识别的称呼，如“xx社区的张奶奶”。对于听力障碍的等待服务者，语音呼叫临近人员提醒。

识别系统把体型、着装与排队序号联系起来。遇到添减衣服的等待服务者，系统进行标记，临近服务时，再次全面识别。

通讯提醒：向语音提醒后一定时间仍未出现在指定位置的已签到者发短信、打电话。需要远离者，“请假”，系统提前一定时间提醒。对于不能按时赶到服务现场的等待被服务者，约定一定推迟时间。

过期没有到达服务区域、又联系不上的过号，保留一定优先时间；在此优先时间内，重新建立联系后，可以补签，重新插入队列；在不影响已通知等待时间的等待被服务者的情况下，尽早为过号者服务。

一直未离开识别区域的已签到者，仅确认排队序号、姓名语音、远距摄像体型确认，减少交叉。

对疑难被服务者，进行表情、心理状态识别。排除作弊。声音分析，序号确认和姓名确认的语速、语气一致性比较，排除作弊。

依靠无物理接触排队系统，避免人体等形式的排队造成的交叉感染。

六、图3是一种服务机器人避障保护的逻辑示意图；其特征是，首先采集信息，接着分析生命特征，再分析人类特征，最后优先保护身份明确的合法者。

采集并分析进入工作区域的人员信息，首先提醒身份认证，身份证与脸部比对，遇到不愿比对或者比对符合性不足的人员，及时报警、求援并进一步采集表情、衣着、姿态等行为信息；同时询问服务需求，尽快拒绝不合理要求并提示正确的寻求服务方式、路线、地点等。

独立外出的防护系统：记录路线、位置、时间、周边人员；身份识别才能接近，并语音提示。

七、图4，滚轮136设有可伸缩支承柱132，便于上门服务上台阶8。服务机器人底部设有滚轮136，滚轮半径R应小于台阶宽度b-8毫米，通过滚轮支架固定在服务机器人机架下部，运动过程中，可以执行控制系统发出指令调节滚轮支架的长度，保持多个滚轮协调，限制服务机器人倾斜，上坡稍微前倾、下坡稍微后仰；滚轮136上设有可沿半径方向伸缩的弹性支承柱132，支承柱132的外端优先选用球面，支承柱132的圆柱表面与滚轮136上的圆柱孔滑动精密配合，圆柱孔中设有弹性元件133，向外顶支承柱132使支承柱132远离滚轮136中心并露出滚轮136圆柱面一定长度；支承柱132与滚轮136之间还设有防脱装置，保障运动过程中，支承柱132圆柱面始终有足够的长度与滚轮136上的圆柱孔保持精密滑动配合。弹性支承柱132能够利用滚轮的转动力矩形成对路面的压力，增大摩擦力，提高防滑能力，增强爬坡、上台阶、越门槛的能力，尤其在上台阶时卡在上一级台阶面上，消除滚轮136与台阶面之间的滑动，把滚轮“撬上”上一级台阶；又减缓下坡跌落冲击，并缩小滚轮136尺寸使上台阶8时滚轮的最低点处于台阶面。进一步优化，支承柱132的伸出长度L可调，在水平路面收进轮体内部；根据台阶8的尺寸调整支承柱132的伸出长度L，使支承柱与台阶面的接触点远离台阶8水平面的边缘，减轻对台阶8的损伤。另一个优化方案，根据台阶8的尺寸调整支承柱132方向，以支承柱132轴线与滚轮136圆周相交处的滚轮136半径为起始边，支承柱132的轴线相对于前述滚轮136半径的夹角α＞1°+arcSin〔(r+h-R)/R〕，r为支承柱132半径，h为台阶8高度，R为滚轮半径。进一步优化方案，支承柱的外端为球面，支承柱在自由状态下最小伸出长度L为：

毫米。

一个优化的实施例，支承柱设在滚轮的轮毂上。

八、核酸检测采样机器人又一实施例，其特征是，在服务过程中，对被服务者携带物品所放置的工位及该工位所放置的物品进行消毒、杀菌处理，服务结束后提醒被服务者带走该服务者所放置的所有物品。

可追溯性强的实施例，其特征是，身份识别认证与服务同时完成；在服务过程中，对被服务者携带物品所放置的工位及该工位所放置的物品进行消毒、杀菌处理；服务结束且消毒、杀菌处理停止后，提醒被服务者带走该被服务者所放置的所有物品。

当检测到被服务者手里拿着非手机、非身份证的物品时，首先提醒被服务者把不便携带的物品放到指定区域解放出双手。比如把不便携带的物品放到传送带上，语音提示“请把您手中的物品放到左侧的《物品放置区》，以便身份证认证和手机信息认证”；视觉传感器对放置的物品拍照记录，等被服务者离开传送带后，传送带把放在上面的物品送到封闭区域进行消毒、杀菌处理。等被服务者到达服务位置时，提醒被服务者把手机调到指定页面放到指定位置供服务机器人认证，把身份证放到指定位置供服务机器人认证；服务机器人检测到适合要求的身份证件和手机后，服务机器人设置的柔性隔离罩封闭身份证、手机区域，服务机器人对身份证、手机消毒、杀菌，当检测到被服务者的身体如手指等阻碍柔性隔离罩封闭时服务机器人发出语音提醒，采用柔性隔离罩避免伤害被服务者，而且封闭后无法依靠人手解除封闭。对物品消毒、杀菌的同时，服务机器人提醒被服务者脱去口罩，根据被服务者的身高、姿态、脸型等，选择适当的服务高度、角度、咽拭子长度，实施采样作业以及与被服务者身份绑定的容器储存、待检测；遇到被服务者的人脸等现场信息与身份证信息不一致的情况，服务机器人记录异常并进一步处理，例如提示该被服务者“请带齐物品，前往机场服务中心9号服务台，交验身份证咨询”。采样完成或者异常转移后，消毒杀菌完成后，柔性隔离罩开启，提醒被服务者收起身份证和手机，并根据需要提醒被服务者到指定位置带走传送带上放置的物品、核对品种数量。服务机器人对传送带、身份证、手机、其他物品放置区消毒、杀菌，供下一位被服务者使用。身份认证与服务同时进行，消除了差错、作弊的隐患。

又一个实施例，设置物资消杀和遗失提醒单元，身份识别单元，分别设有身份证和通讯工具放置区，以及相应的提示，放置区配套认证装置。当检测到被服务者处于被服务区域两秒钟后，设置的身份证和通讯工具放置区域没有检测到证件和通讯工具时，语音提醒被服务者。

依靠信息收集单元采集服务现场信息，控制系统比较实际现场图像与标准现场图像的差异，根据对应的时刻判定遗失物品的所有者，及时提醒被服务者离开被服务场所前带走遗失物品。

九、多点布局，把核酸检测机器人配置到机关、工厂、学校、社区(村)、车站、码头、机场、港口、海关、舰船、飞机、列车、宾馆、医院、展馆、景区、商场超市、集贸市场、养老机构、娱乐场所、监管场所等，便利就近快速检测，及时落实保护措施。减少为了核酸检擦采样的出行和交叉感染机会，支持常态化核酸检测。减少医生、护士风险和值夜班、倒班的疲劳。减少聚集感染机会。

服务机器人自己为自己搭建帐篷。可以建立更安全的空间，比如夏季避热、冬季隔冷的休息室、饮食店；比如检测车，更多指标更全面地检测，心音记录、腹部扫描、胸部聆听，粪便检测，减少假阴性隐患。

服务机器人上门医生。外衣更换，器械消杀。传染科室医生应该一个患者，一次消杀。机器人医生比人类医生更容易做到。服务机器人上门家政，进门前先对自身消杀，保证卫生。

服务机器人还设有收费和积分单元。优先采用线上无接触缴费，减少集聚感染机会。积分单元，对历史被服务者的信息进行分析，预防性保健。

控制系统能够深度学习。例如：结合历史规律和预约报名人数、现场等待人数，预测服务需要的时间，来提醒等待被服务者需要等待的时间。其特征是，线上预约成功后，向该等待被服务者建议到达时间范围，减少服务现场聚集。对体弱者、可能风险者快速检测、重点检测。对于较大风险可能的被服务者，不进行一管多人采样，直接一管一人地直接采样测试方式。对于已经经过多次认证的被服务者、辨识度高的被服务者、处于限定身份的区域的被服务者，可以不需要身份证，凭其指纹、人脸、声音、表情来认定身份；特别是微表情、微行为反映的心理状态是否作假，来认定身份。辨识度高指未化妆、不易与其他人混淆；例如，学生在自己就学的、不允许无关人员进入的学校内，就属于身份限定区域。分析被服务者的信息，提示保健方案；并向管理部门提示：需要重点管理的被服务者。例如，根据相关形势、政策，被服务者的核酸检测结果和行程，及时提醒被服务者和相关管理部门，尽快落实防护措施。发挥高速网络通讯的技术优势，遇到无法排出风险的被服务者，及时提醒采取防护措施，建议相关部门安排专门交通工具和保护环境；通报铁路、航空、公路、水运、公安、旅游等部门，及时限制未排除风险的被服务者购买机票、车票、船票、门票等；已经购票的及时在检票处限制登机、进场，并及时采取防护措施。

又如，把服务机器人的服务过程采集的被服务者信息，尤其是在等待被服务和被服务过程中的行为、表情信息特征，与检测结果汇总发送管理中心；从数据分析，尤其是行为、表情普遍关联的体质、生活习惯，提示需求来源、解决思路和预示方案。再如，根据被服务者接受服务的历史记录信息，对特定被服务者优先或者采用特定服务方案。遇到身份难以识别的被服务者，在服务前加强识别，提高身份准确性，减少额外服务次数；可以要求经过户籍认证、且身份认证通过的其亲属、监护人证明其人脸识别与身份证之间的关系，以后以前述人脸识别等特征作为其身份识别特征。对困难者免排队服务。

一种便利服务机器人，可以在户外移动，固定在适合的位置、或者自己走进用户室内服务，自己行驶，自己上台阶。自我防攻击保护；自行消杀、自行维修。服务机器人还提供保健知识咨、导航、问路等咨询服务，尤其是与所处环境的形势、政策、服务机器人本身服务项目相关的咨询服务。当光线较暗以及没有异常声音时进入休眠状态，以延长电源工作时间，但保持异常自动监测的功能，用于防盗和发送异常现象。

肌肉注射：箍圈，定位，探测肌肉厚度。例如，在疫苗接种时，先用箍圈贴合被服务者身体相应部位，检测位置和肌肉厚度、硬度等；引导注射方位，同时，对注射器具进行限位，保护被服务者免受伤害。

具备多种功能：咽拭子核酸检测采样，血清采样，粪便，疫苗注射。记录心音、扫描腹部、轻敲和聆听胸部。不用脱口罩，被检测者双手扶住横杠，蹲(坐)在指定位置，摄像头拍摄上半身，机器人取样。环保可降解垫纸，双手置于指纹验证处，身份认证后，带垫纸的容器送进，手离开容器收走，机械手采样。采集深咳痰液、鼻咽或呼吸道抽取物、支气管灌洗液、肺泡灌洗液检测。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，尤其是在人工作业过程中和其他领域采用本发明公开的技术方案，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种服务机器人，能够对自身进行维护，根据工作环境和服务内容的需要，保持自身和服务环境的卫生；其特征是：

包括作业系统、控制系统、存储系统、维护系统、电源动力系统、机器人机架；

机器人机架上，固定连接着电源动力系统、控制系统、存储系统、作业系统和维护系统；电源动力系统与控制系统之间连接着导线；

作业系统包括信息收集单元、服务动作单元、信息输出单元；

维护系统按照控制系统的指令操作：自动更新需要更换的材料、清除服务产生的废弃物；消除服务过程对卫生的损害，保障机器人和作业环境保持符合服务内容要求的卫生指标；

服务机器人启动后，信息收集单元采集自身、环境和被服务者的信息，接收符合规范的渠道提供的信息及指令，发送给控制系统处理；不需人工操作和干预，控制系统通过运算，制定适合被服务者的服务方案、和应答其余信息的方案，发出指令；服务机器人各部分协同工作向被服务者提供服务、维持服务机器人自身运行；

存储系统存放：待用的物资，作业产生的成品、半成品，废弃物。

2.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，维护系统设有供气单元和排气单元；从被服务者上方提供卫生空气，从被服务者侧面抽吸空气，从地面抽吸空气。

3.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，作业系统的服务动作单元设有流体缓冲支撑臂，流体缓冲支撑臂包含支撑管、阀门、充排气管，支撑管与充排气管通过阀门连接。

4.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，可调节服务动作单元相对被服务者的位置。

5.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，设有行驶系统，滚轮设有可伸缩的支承柱。

6.根据权利要求5所述的服务机器人，其特征是：

滚轮半径小于b-8毫米；

支承柱的轴线对滚轮半径的夹角：

α＞1°+arcSin((r+h-R)/R)；

支承柱在自由状态下最小伸出长度为：

毫米；

b-台阶宽度，r-支承柱半径，h-台阶高度，R-滚轮半径，α-支承柱轴线对滚轮半径的夹角。

7.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是：

无物理接触排队，不向等待被服务者发放具有物理形态的排队号物品，提供支持：维持秩序并保障被服务者可以随时知道自己的排队序号和预计需要等待时间；

身份识别认证与服务同时完成；在服务过程中，对被服务者携带物品所放置的工位及该工位所放置的物品进行消毒、杀菌处理；服务结束且消毒、杀菌处理停止后，检测并提醒被服务者带走该被服务者遗留的所有物品。

8.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，服务过程中，用一次性防护罩把被服务者释放可能污染物的身体部位与服务机器人本体隔开；至少一套传感器采集被服务者与服务动作单元的相对位置，来控制服务动作单元的运动轨迹。

9.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征是，签杆采用空心管，并配有捅杆。

10.根据权利要求1或9所述的服务机器人，具体是一种核酸检测采样机器人；其特征是，设有负压发生器，咽拭子的签杆为密封空心；采样过程中，空心签杆一端敞口贴近采样部位，另一端与负压发生器的密封管路连接。

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