CN114653498A - 一种消毒机器人 - Google Patents

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崔宝洲
王�琦
陈泽龙
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Beijing Ruitu Technology Ltd
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Abstract

本发明公开了一种消毒机器人，其包括：用于驱动行走和提供支撑的底盘组件，所述底盘组件的上面具有一个支撑组件，在所述支撑组件上设有消毒雾化装置，所述消毒雾化装置包括一个雾化组件和一个独立设置于所述支撑组件上的水箱，所述雾化组件包括：一个雾化箱、设在雾化箱内、用于将雾化箱内消毒液体进行雾化的超声波雾化器以及设在雾化箱上面的喷雾管，至少一个用于将所述水箱中的消毒液体输送至所述雾化组件的雾化箱内的水泵设在所述雾化箱和水箱之间。本发明所述消毒机器人具有作业时间长，不需要频繁加入消毒液的操作的优点。

Description

一种消毒机器人
技术领域
本发明涉及消毒设备，具体涉及一种消毒机器人。
背景技术
目前，在消毒机器人领域，常用的药剂喷洒方式为泵送液体到喷头处，利用压力将液体喷出，然而这种方式喷出的液体颗粒较大，而且不适于空中喷洒，而且，利用压力将液体喷出的消毒机器人，其水箱经常会布置于较高位置，从而导致机器人整体的重心过高不稳定的问题。
另外一种为超声波雾化方式，是将超声波雾化器置于水箱中，超声波雾化后，使用风机通过管道将雾化的液体喷出，进行消毒，这种方法无法控制超声波雾化器的最佳雾化效果，由于受到雾化水箱的体积的限制，若消毒机器人体积较小，则相应的雾化装置体积也会很小，消毒时间的会短，消毒雾化工作时就需要频繁的注入消毒液，极为不便。同时，雾化水箱中的液面的高度在使用过程中不断改变，然而、过低和过高的液面都将影响雾化效果，导致雾化效果不佳。
发明内容
本发明的首要目的在于提供了一种消毒机器人，使机器人消毒工作时间不再受限于雾化箱体积的大小。
本发明另一目的在于提供一种消毒机器人，能够克服现有消毒机器人结构不合理，重心高不稳定的问题。
本发明又一目的在于提供一种消毒机器人，克服现有的超声雾化消毒机器人因随着使用过程中液面高度的改变导致雾化效果下降、不能保持最佳状态的问题。
为实现本发明的首要目的，本发明所采用的技术方案为：
一种消毒机器人，其特征在于：其包括：用于驱动行走和提供支撑的底盘组件，所述底盘组件的上面具有一个支撑组件，在所述支撑组件上设有消毒雾化装置，所述消毒雾化装置包括一个雾化组件和一个独立设置于所述支撑组件上的水箱，所述雾化组件包括：一个雾化箱、设在雾化箱内、用于将雾化箱内消毒液体进行雾化的超声波雾化器以及设在雾化箱上面的喷雾管，至少一个用于将所述水箱中的消毒液体输送至所述雾化组件的雾化箱内的水泵设在所述雾化箱和水箱之间。
为了使消毒机器人重心稳定，所述支撑组件包括一个设在底盘组件上面的支撑板、设在支撑板四周的四个支柱，所述雾化组件的雾化箱固定在所述支柱中间的上部，所述水箱设在所述雾化组件的雾化箱的下方并固定在所述支撑板上。
为了使消毒机器人的雾化效果保持在最佳状态，所述雾化箱底部设置一进水管和两个回流管，所述回流管的上端开口处位于超声波雾化器理想雾化时的液面高度，所述进水管通过水管与水泵相连，所述回流管通过水管与水箱相连。
作为优选方式，所述雾化组件包括一个雾化器固定座，所述雾化器固定座具有一个平板，所述超声波雾化器设在所述平板上；所述平板上设有供所述进水管和回流管通过的圆孔；所述回流管的上端开口处高于所述超声波雾化器的雾化头出口10mm-12mm。
为了防止雾化箱内液体飞溅，在雾化箱上方设置有防飞溅板，所述防飞溅板为两个，对称设在所述雾化箱相对的左右侧壁上，所述防飞溅板为中间自由端低、固定端端部高的倾斜状设置，且两防飞溅板中间设有一定的间隙。
作为优选方式，其中：所述雾化箱顶部设有法兰，一个雾化箱上盖板固定于所述雾化箱的法兰上，所述雾化箱上盖板设置有加水口、出雾口和风扇口，风扇固定于风扇口处；喷雾管与所述出雾口连接，所述加水口上设有加水盖。
为了提高密封效果，在雾化箱上盖板和法兰之间设有防水密封胶圈。
为了提高水箱的稳定性，所述水箱的下部设有环状的卡箍，卡箍通过卡箍固定架固定在所述支柱上；在支柱的底部设置有用于连接立柱和支撑板的角座。
增加现有空间的利用率，减小机器人体积，所述支撑组件还包括用于固定所述水泵和变压器的固定支架；所述固定支架呈向内凹的几字形，其两端突出部固定于两个相邻的支柱上、且位于雾化箱组件及水箱之间，中间的凹陷部用于设置水泵和变压器。
作为优选方案，其中：所述水箱的上、下部设有高液位传感器、低液位传感器，用于监测水位。
为了使机器人能够方便自如行走转弯，其中：所述底盘组件包括底盘底板，在底盘底板上四周设有下支柱，所述支撑板设于所述下支柱的顶端；在所述底盘底板和支撑板之间形成一个用于容纳各装置的空间；在底盘底板下方设有左、右下连接板，左驱动轮、右驱动轮以及用于驱动左、右驱动轮的电机一、电机二分别设在左下连接板和右下连接板上；底盘底板通过用于减震的底盘悬架设在所述左下连接板和右下连接板的上面；一个工控机设在所述底盘底板上，在支撑板下面设有电池仓；用于控制电机一、二的驱动器一、二分别设在支撑板的左右侧下方。
为了方便机器人检测环境状况，所述支撑板呈圆盘状，且在前方具有一个水平延伸部，所述延伸部上面设有激光雷达装置，用于自动导航。
作为优选方案，其中：在底盘底板的外周处设有超声波避障传感器。
作为优选方案，其中在底盘底板上设有消毒液喷头，所述消毒液喷头与水泵出口连接。
本发明所述的消毒机器人，通过独立于雾化装置设置有一个水箱，同时通过水泵将水箱中的消毒液源源不断提供给雾化装置的雾化箱中，工作时不再受限于雾化箱的大小，雾化箱与消毒液水箱分离，从而大幅提高了作业时间，不需要频繁加入消毒液的操作。
进一步，将用于盛装消毒液的水箱设在下面，消毒雾化装置设在水箱的上方，上下布置形式结构简单，占用空间较小，使机器人整体更好布置，且消毒雾化装置在上、消毒液水箱在下，使雾化装置安装于机器人之上，机器人重心较低，运行更加稳定。
本发明所述的消毒机器人，通过在雾化箱中设有回流管，使回流管的上端口位于超声波雾化装置的最佳雾化状态的液面高度，当雾化箱内的液面高于该液面高度时，液体即从回流管流回水箱中，从而能使超声波雾化器一直处于最佳雾化消毒状态，利用率高。
附图说明
图1是本发明所述的一种消毒机器人的立体图；
图2是本发明所述的一种消毒机器人去掉外壳的立体图；
图3是本发明所述的一种消毒机器人去掉外壳的主视图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是本发明所述的一种消毒机器人的雾化组件的立体分解图；
图6、7是本发明所述的一种消毒机器人的雾化组件的雾化箱立体图和剖视图；
图8、9、10是本发明所述的一种消毒机器人的底盘组件的立体图、前视图、侧视图。
附图标记说明：底盘组件1，底盘底板11，下支柱12，左下连接板131、右下连接板132，左驱动轮141，右驱动轮142，电机一151，电机二152，底盘悬架16，工控机17，电池仓18，驱动器一191，驱动器二192，支撑轮1100；消毒雾化装置2，雾化组件21，雾化箱211，进水管2111，回流管2112，法兰2113，雾化箱上盖板2114，加水口21141，出雾口21142，风扇口21143，密封胶圈2115，超声波雾化器212，喷雾管213，雾化器固定座214，圆孔2141，耳朵2142，防飞溅板215，垂直平板2151，斜板2152，风扇216；水箱22，水泵23；消毒液喷头24；支撑组件3，支撑板31，水平延伸部311，支柱32，卡箍33，卡箍固定架34，角座35，固定支架36；高液位传感器41、低液位传感器42；激光雷达装置5；超声波避障传感器6；IMU及里程计7；变压器8。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体较佳实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图10，本发明提供一种消毒机器人，其包括：底盘组件1，其用于驱动行走并给消毒雾化装置2提供支撑；在底盘组件1的上面具有一个圆盘形的支撑板31，在所述支撑板31上设有消毒雾化装置2，所述消毒雾化装置2包括一个雾化组件21和一个独立设置于所述支撑板31上的水箱22，所述雾化组件21包括：一个雾化箱211，在雾化箱211内设有用于将雾化箱211内消毒液体进行雾化的超声波雾化器212，本实施例中，超声波雾化器212为4个，在雾化箱211上面设有喷雾管213，用于将雾化箱211内雾化的喷雾输送至外面，在所述雾化箱211和水箱22之间设有水泵23，水泵23用于将水箱22内的消毒液体输送至所述雾化组件的雾化箱211中。本发明，通过独立于雾化组件21设置的用于盛装消毒液的水箱22，从而可以将水箱22中的消毒液不断地输送至雾化箱211中，因此，可以克服现有消毒雾化箱体过小，需要频繁添加消毒液的操作，可以大大增加消毒机器人的一次作业时间。
为了使得消毒机器人稳定性更好，最好，提供一个包含支撑板31在内的支撑组件3，将水箱22固定于支撑板31上，支撑组件3还包括设在所述支撑板31上的支撑架，该支撑架为设在支撑板31四周的四个支柱32，所述雾化组件21的雾化箱211固定在所述支柱32中间的上部，所述雾化组件21的雾化箱211设在所述水箱22的上方，且所述水箱22固定在支撑板31上。由于，将较大型的水箱22中盛满液体，将具有小型的雾化箱的雾化组件设在上方，因此，水箱22设在靠近底盘组件1的支撑板31上，可以提高整个机器人的稳定性。
为了使水箱22稳定，支撑组件3还包括设在水箱22下部的环状的卡箍33，卡箍33通过卡箍固定架34固定在所述支柱32上。卡箍将水箱22稳稳抱住，并固定于支柱32上。同时，在支柱32的底部，设置有角座35，角座35具有两个垂直设置的板一、板二以及连接于板一和板二之间的筋板，板一、板二分别与支撑板和立柱连接，从而可以加固支柱32与支撑板31连接的稳定性，使立柱32更稳定。
为增加现有空间的利用率，减小机器人体积，支撑组件3还包括用于固定水泵23、变压器8的固定支架36；固定支架36呈向内凹的几字形，其两端突出部固定于两个相邻的支柱32上、且位于雾化箱组件21及水箱22之间，中间的凹陷部用于设置水泵23、变压器8，如此设置，减小了机器人的体积(直径及高度)。
本实施例中，水泵23为6个，其中，有一个用于与雾化箱211连接，另外5个水泵23用于与设在底盘组件1上的消毒液喷头24相连；变压器8用于为机器人提供所需的不同的电压。
参见图5、6、7，为了使得雾化组件21的雾化效果始终保持最佳雾化状态，即使得雾化箱211中的液面保持在最佳雾化状态的高度，在所述雾化箱211底部设置一进水管2111和两个回流管2112，所述回流管2112的上端开口处位于超声波雾化器212理想雾化时的液面高度，所述进水管2111通过水管与水泵23相连，所述回流管2112通过水管与水箱22相连。由此，通过进水管2111和水泵23将水箱22中的消毒液源源不断地提升送至雾化箱211中，通过在雾化箱211中设置回流管2112，当液面高于回流管2112上端面时，液体从回流管2112流回到水箱中，由此，可以保证液体一直在回流管2112上端面的高度，因此，将回流管2112上端面的高度设在超声波雾化器212最佳理想雾化状态的液面高度位置，从而可以使得雾化效果一直保持在最佳雾化状态。
本实施例中，所述雾化组件21包括一个雾化器固定座214，所述雾化器固定座214具有一个平板，所述超声波雾化器212设在所述平板上；所述平板上设有供所述进水管2111和回流管2112通过圆孔2141；作为最佳方式，所述回流管2112的上端开口处高于所述超声波雾化器212的雾化头2121出口10mm-12mm。超声波雾化器212工作时，消毒液液面高度超过超声波雾化器212上的雾化头2121约10mm-12mm为超声波雾化器212最理想雾化时的液面高度，此时超声波雾化器212工作效率高，出雾量大，而雾化箱211中回流管2112的设置高度即为超声波雾化器212理想雾化时的液面高度，即水泵23源源不断的将水箱22中的消毒液泵送至雾化箱211中，当液面高度高于回流管2112高度时，消毒液回流至水箱22中。
为了便于雾化器固定座214从雾化箱211中取出；雾化器固定座214两侧设置有耳朵2142。
超声波雾化器212工作时，通过高频振动将消毒液雾化成液体小颗粒，但会导致雾化箱211内部消毒液体飞溅，为此雾化箱211上方设置有防飞溅板215，所述防飞溅板215为两个，相对对称设置在雾化箱211相对的左右侧壁上，防飞溅板215包括一垂直平板2151和一个连接于垂直平板2151上端的呈向下倾斜设置的斜板2152，防飞溅板214使用自攻钉通过垂直平板2151上的固定孔将其固定于雾化箱211的侧壁板上；所述防飞溅板的斜板2152为中间自由端低、固定端端部高的倾斜状设置，且两防飞溅板215的中间设有一定的间隙。通过左、右两防飞溅板的斜板2152中间空隙飞溅出的液体可顺利再回流至雾化箱211中，避免了消毒液外漏及提高了利用率。
所述雾化箱211顶部设有法兰2113，一个雾化箱上盖板2114固定于所述雾化箱的法兰2113上，所述雾化箱上盖板2114设置有加水口21141、出雾口21142和风扇口21143，风扇216固定于风扇口21143处；喷雾管213与所述出雾口21142连接，加水口21141上设有加水盖217。
为防止液体渗漏，在雾化箱上盖板2114和法兰2113之间设有防水密封胶圈2115。雾化箱上盖板2114、防水密封胶圈2115、雾化箱211整体通过螺栓固定于立柱32上。
所述水箱22的上、下部设有高液位传感器41、低液位传感器42，用于检测水位，当高、低液位传感器41、42发生报警时，即机器人外壳上液位报警灯显示报警，提醒工作人员加入消毒液或停止加入消毒液。
参见图8、9、10，所述底盘组件1包括底盘底板11，在底盘底板11上四周设有下支柱12，所述支撑板31设于所述下支柱12的顶端；在所述底盘底板11和支撑板31之间形成一个用于容纳各装置的空间，在底盘底板11下方设有左、右下连接板131、132，左驱动轮141、右驱动轮142以及用于驱动左、右驱动轮的电机一151、电机二152分别设在左下连接板131和右下连接板132上，底盘底板11通过用于减震的底盘悬架16设在所述左下连接板131和右下连接板132的上面，左下连接板131、右下连接板132与底盘悬架16之间分别设有两个底盘悬架16，底盘悬架16是一种弹簧减震装置；一个工控机17设在所述底盘底板11上，在支撑板31下面设有电池仓18；用于控制电机一151、电机二152的驱动器一191、驱动器二192分别设在支撑板31的左右侧下方，为了提高稳定性，在底盘底板11下面设有四个支撑轮1100。
所述支撑板31呈圆盘状，且在前方具有一个水平延伸部311，所述延伸部3114上面设有激光雷达装置5，用于自动导航。
底盘底板11的外周处设有超声波避障传感器6。在底盘底板11上还设有IMU及里程计7，用于计里程。
在底盘底板11上设有消毒液喷头24，本实施例中该喷头24为5个左右两侧分别为两个，中间前方一个，消毒液喷头24连接于水泵23的出口。消毒液喷头24是另一种消毒方式，当需要对地面喷洒消毒时，可以选择消毒液喷头24进行消毒。
机器人底盘运动时通过激光雷达5所建的地图模型，可进行自主的路径规划，当机器人运动时，驱动器一191、驱动器二192分别控制电机一151、电机二152转动，并分别带动左驱动轮141、右驱动轮142运动，当需要转弯时，通过驱动器一191、驱动器二192控制左右两侧的电机一151、电机二152的指令不同，即转速命令不同，两左驱动轮141、右驱动轮142形成差速，完成转弯。
自主导航过程中，底盘底板11四周设置所有超声波避障传感器6、IMU及里程计7及激光雷达5，通过多传感器融合技术，为载体提供高精度的位置、速度、姿态以及航向信息。激光导航和超声波避障传感器提供双重避障算法，合理规划出现实场景中最优导航路径。
为减小底盘体积，在底盘底板11四周设置下支柱12，并通过螺栓将支撑板31固定于下支柱12上，形成稳定结构。工控机17等部件固定于底盘底板11之上，左驱动轮141、右驱动轮142通过底盘悬架16、下连接板131、132与底盘底板11连接，电池仓18、驱动器一191、驱动器二192及激光雷达5等固定于支撑板31上，提高了现有空间的利用率。
参见图1，为了美观，在所述底盘组件1、水箱22和雾化组件21的外周设有圆柱、圆锥形外壳。
消毒机器人为一款可实现自主运动的综合型消毒机器人，并采用具有较好自动导航精度的差速底盘，水箱体积较大，长时间、大面积、全方位雾化消毒优势明显。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种消毒机器人，其特征在于：其包括：用于驱动行走和提供支撑的底盘组件，所述底盘组件的上面具有一个支撑组件，在所述支撑组件上设有消毒雾化装置，所述消毒雾化装置包括一个雾化组件和一个独立设置于所述支撑组件上的水箱，所述雾化组件包括：一个雾化箱、设在雾化箱内、用于将雾化箱内消毒液体进行雾化的超声波雾化器以及设在雾化箱上面的喷雾管，至少一个用于将所述水箱中的消毒液体输送至所述雾化组件的雾化箱内的水泵设在所述雾化箱和水箱之间。
2.根据权利要求1所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述支撑组件包括一个设在底盘组件上面的支撑板、设在支撑板四周的四个支柱，所述雾化组件的雾化箱固定在所述支柱中间的上部，所述水箱设在所述雾化组件的雾化箱的下方并固定在所述支撑板上。
3.根据权利要求2所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述雾化箱底部设置一进水管和两个回流管，所述回流管的上端开口处位于超声波雾化器理想雾化时的液面高度，所述进水管通过水管与水泵相连，所述回流管通过水管与水箱相连。
4.根据权利要求3所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述雾化组件包括一个雾化器固定座，所述雾化器固定座具有一个平板，所述超声波雾化器设在所述平板上；所述平板上设有供所述进水管和回流管通过圆孔；所述回流管的上端开口处高于所述超声波雾化器的雾化头出口10mm-12mm。
5.根据权利要求4所述的一种消毒机器人，其特征在于：在雾化箱上方设置有防飞溅板，所述防飞溅板为两个，对称设在所述雾化箱相对的左右侧壁上，所述防飞溅板包括一中间自由端低、固定端端部高的倾斜状的斜板，且两个防飞溅板中间自由端之间设有一定的间隙。
6.根据权利要求4所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述雾化箱顶部设有法兰，一个雾化箱上盖板固定于所述雾化箱的法兰上，所述雾化箱上盖板设置有加水口、出雾口和风扇口，风扇固定于风扇口处，喷雾管与所述出雾口连接，所述加水口上设有加水盖。
7.根据权利要求6所述的一种消毒机器人，其特征在于：在雾化箱上盖板和法兰之间设有防水密封胶圈。
8.根据权利要求7所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述水箱的下部设有环状的卡箍，卡箍通过卡箍固定架固定在所述支柱上；在支柱的底部设置有用于连接立柱和支撑板的角座。
9.根据权利要求8所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述支撑组件还包括用于固定所述水泵和变压器的固定支架；所述固定支架呈向内凹的几字形，其两端突出部固定于两个相邻的支柱上、且位于雾化箱组件及水箱之间，中间的凹陷部用于设置水泵和变压器。
10.根据权利要求9所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述水箱的上、下部设有高液位传感器、低液位传感器，用于监测水位。
11.根据权利要求1-9其中任一项所述的一种消毒机器人，其特征在于：
所述底盘组件包括底盘底板，在底盘底板上四周设有下支柱，所述支撑板设于所述下支柱的顶端；在所述底盘底板和支撑板之间形成一个用于容纳各装置的空间；在底盘底板下方设有左、右下连接板，左驱动轮、右驱动轮以及用于驱动左、右驱动轮的电机一、电机二分别设在左下连接板和右下连接板上；底盘底板通过用于减震的底盘悬架设在所述左下连接板和右下连接板的上面；一个工控机设在所述底盘底板上，在支撑板下面设有电池仓；用于控制电机一、二的驱动器一、二分别设在支撑板的左右侧下方。
12.根据权利要求11所述的一种消毒机器人，其特征在于：所述支撑板呈圆盘状，且在前方具有一个水平延伸部，所述延伸部上面设有激光雷达装置，用于自动导航。
13.根据权利要求11所述的一种消毒机器人，其特征在于：在底盘底板的外周处设有超声波避障传感器。
14.根据权利要求11所述的一种消毒机器人，其特征在于：在底盘底板上设有消毒液喷头，所述消毒液喷头与水泵出口连接。
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