CN114832132A - 一种活性雾离子消杀机器人 - Google Patents

Abstract

一种消杀机器人，涉及机器人技术领域。机器人包括：送液装置，包括储液箱和送液管道，储液箱设置在移动小车上，送液管道设置于机械臂内腔；消毒组件，设置在机械臂末端，包括:转动托架，与机械臂末端转动连接，且绕第一轴线转动;喷嘴，与送液管道连通，喷嘴设置在转动托架上，且设置在第一轴线旁侧，绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线相互垂直，喷嘴喷射消毒液时，喷嘴的反冲力带动转动托架绕第一轴线转动。这样的结构，一方面无需电池或其他动力元件提供动力，结构简单易实现；同时，有效降低生产和使用成本。另一方面可以扩大喷嘴的喷射范围，从而扩大消杀机器人消毒范围。

Description

一种活性雾离子消杀机器人

本发明要求于2021年5月7日向国家知识产权局申请的申请号为“2021104974135”的专利申请的优先权，其全部内容结合于本申请中。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种活性雾离子机器人。

背景技术

目前一般都是工人使用简易工具进行喷洒消毒液而进行消毒，操作劳动强度高、消毒效率低。为克服上述问题，现有技术中提供了多种消杀机器人，其中，公开号为CN109078785提供的旋转消杀机器人包括：旋转组件，旋转组件包括转盘和带动转盘转动的旋转电机；还包括雾化组件，设置在转盘上，随转盘转动，雾化组件包括风机和雾化喷头。该专利申请公开的旋转消杀机器人的消毒组件需要电能提供能源，结构复杂，生产成本高。

针对一些医院高风险区域，如检验科（室）、废弃物处、垃圾桶、医疗垃圾转运车等环境复杂，病菌多，容易引起交叉感染的消毒环境，对消毒设备的自我防护也有一定的需求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种活性雾离子消杀机器人，将送液管道置于机械臂内部，可以避免送液管道的二次污染。进一步地，消毒组件一方面无需电池或其他动力元件提供动力，结构简单易实现,同时，有效降低生产和使用成本。另一方面可以扩大喷嘴的喷射范围，从而扩大消杀机器人消毒范围。。

为实现所述发明目的，本发明提供一种消杀机器人，包括：移动小车；

机械臂，设置在所述移动小车上；送液装置，包括储液箱和送液管道，储液箱设置在所述移动小车上，送液管道设置于机械臂内腔；消毒组件，设置在所述机械臂末端，包括:转动托架，与所述机械臂末端转动连接，且绕第一轴线转动;喷嘴，与所述送液管道连通，所述喷嘴设置在所述转动托架上，且设置在所述第一轴线旁侧，绕第二轴线转动，其中，所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直，所述喷嘴喷射消毒液时，所述喷嘴的反冲力带动所述转动托架绕第一轴线转动。

优选地，所述送液管道包括多个单独软管，且所述单独软管之间通过旋转接头连接。

优选地，所述旋转接头设置于所述机械臂关节处。

优选地，所述单独软管设有弹性连接部，所述弹性连接部靠近所述旋转接头的安装端。

优选地，所述消毒组件还包括:驱动杆，设置在所述机械臂末端；连杆机构，滑动设置在所述转动托架上，与所述喷嘴连接；第一推杆，一端与所述驱动杆转动连接，另一端与所述连杆机构铰接；其中，所述驱动杆驱动所述第一推杆沿所述第一轴线运动，并带动所述连杆机构在转动托架上滑动，从而带动所述喷嘴绕所述第二轴线转动。

优选地，所述转动托架设有T型滑槽，所述T型槽包括相交的第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，且所述第三滑槽垂直于所述第一滑槽和所述第二滑槽；所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆第一端和所述第二连杆第一端相互铰接，且沿所述第三滑槽滑动，第一连杆第二端沿所述第一滑槽滑动，第二连杆第二端沿所述第二滑槽滑动；所述喷嘴设置在所述第一连杆和所述第二连杆铰接轴上，且在所述铰接轴的带动下沿所述第三滑槽滑动。

优选地，所述消毒组件还包括:外壳，套设在所述驱动杆和所述第一推杆外，且所述外壳靠近所述转动托架的一端设有进气通道，所述进气通道与所述喷嘴通过管路连通；所述转动托架具有连接部，所述连接部与所述外壳转动连接；所述连接部设有出气通道和第一导流通道，所述第一导流通道沿所述连接部周向均匀间隔设置，且所述第一导流通道分别与所述进气通道和所述出气通道连通。

优选地，所述外壳设有第二导流通道，所述第二导流通道分别与所述进气通道和所述第一导流通道连通。

优选地，所述外壳靠近所述连接部的一端沿轴向设有环形凹槽，所述连接部设有沿轴向的环形凸台，所述环形凸台嵌入所述环形凹槽中。

优选地，所述连接部沿周向设有第一环形凸沿，所述外壳设有与所述第一环形凸沿配合的第二环形凸台，所述第一环形凸沿和所述第二环形凸沿之间设有调整螺栓，用来调整所述第一环形凸沿和所述第二环形凸沿之间的摩擦力。

优选地，所述消毒组件还包括第二推杆，所述第二推杆一端与所述驱动杆固定连接，另一端与所述第一推杆转动连接。

优选地，所述移动小车包括自动巡航装置和驾驶舱。

优选地，所述移动小车上设有升降台，所述机械臂设置在所述升降台上。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的一种消杀机器人，采用移动小车和机械臂来带动消毒组件对环境进行消毒，效率高；进一步地，转动托架绕第一轴线转动，喷嘴设置在转动托架上，且设置在第一轴线旁侧，绕第二轴线转动，喷嘴喷射消毒材料时，喷嘴的反冲力带动转动托架绕第一轴线转动。这样的结构，一方面，将送液管道置于机械臂内部，可以避免送液管道的二次污染。另一方面，无需电池或其他动力元件提供动力，结构简单易实现；同时，有效降低生产和使用成本。同时，可以扩大喷嘴的喷射范围，使喷嘴的可以实现周向的喷射轨迹，从而扩大消杀机器人消毒范围，提高消毒效率，尤其有利于管道内壁的消毒。具体地，喷嘴随转动托架绕第一轴线的转动和喷嘴绕第二轴线的转动，使喷嘴的喷射轨迹近乎是一个球体。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中消杀机器人的整体装配结构示意图；

图2为本发明实施例中消毒组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中转动托架的一个具体示例的结构示意图；

图4为本发明实施例中外壳的一个具体示例的结构示意图；

图5为本发明实施例中送液管道置于机械臂内部的一个示意图；

图6为本发明实施例中单独软管连接的一个示意图；

附图标记：

1-移动小车，11-升降台，2-机械臂，21-摄像机，3-消毒组件，31-转动托架，311-第一滑槽，312-第二滑槽，313-第三滑槽，314-连接部，3141-出气通道，3142-第一导流通道，3143-环形凸台，3144-第一环形凸沿，32-喷嘴，33-微型电动推杆，341-第一连杆，342第二连杆， 351第一推杆，352-第二推杆，4-外壳，41-进气通道，42-第二导流通道，43-环形凹槽，44第二环形凸沿，5-送液管道，51-单独软管，511-弹性连接部部，52-旋转接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

请参阅图1至图4的本发明的一种消杀机器人，如图1-5所示，包括：移动小车1；机械臂2，设置在移动小车1上；送液装置或活性雾离子产生装置，送液装置包括储液箱和送液管道5，储液箱设置在移动小车1上，送液管道5设置于机械臂2内腔；活性雾离子产生装置用于产生活性雾离子。

消毒组件3，设置在机械臂2末端，包括转动托架31，与机械臂2末端转动连接，且绕第一轴线转动，喷嘴32，与送液管道5或者活性雾离子产生装置连通，喷嘴32设置在转动托架31上，且设置在第一轴线旁侧，绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线相互垂直，喷嘴32喷射消毒材料或活性雾离子时，喷嘴32的反冲力带动转动托架31绕第一轴线转动。

机械臂外表面一般为平滑的表面，对其进行消毒较为容易，但是送液管道一般连接处较多，外表面褶皱较多，对其进行彻底消毒较为困难。本发明实施例中，需要说明的是，机械臂2选用多关节机械臂，送液管道5固定于机械臂2内腔中，可以避免在消毒过程中送液软管的污染。具体地，本实施例中采用轴流泵将消毒液从储液箱中送入送液管道5中，轴流泵流量大不仅重量轻而且安装体积也比较小。进一步地，采用移动小车1和机械臂2来带动消毒组件3进行消毒，操作安全性高；具体地，消杀机器人的机械臂2设置在移动小车1上，随移动小车1移动至工作空间，消毒组件3安装在机械臂2的末端，通过调整机械臂2的姿态到达想要消毒的位置。消毒组件3包括喷嘴32和支撑喷嘴32的转动托架31，其中，转动托架31与机械臂2转动连接，且可绕第一轴线转动，喷嘴32安装在转动托架31上，且绕第二轴线转动，且设置在第一轴线旁侧，这样当消毒剂从喷嘴32中喷出时，喷嘴32给转动托架31一个反冲力F，由于喷嘴32设置在第一轴线一侧，距离第一轴线长度L(L>0),给转动托架31一个转动惯量，使其绕机械臂2转动，从而带动喷嘴32绕第二轴线转动。进一步地，第一轴线与第二轴线相互垂直，这样实现同样结构尺寸的情况下力臂L最大。这样的结构，一方面无需电池或其他动力元件提供动力，结构简单易实现；同时，有效降低生产和使用成本。另一方面可以扩大喷嘴32的喷射范围，使喷嘴32可以实现周向的喷射轨迹，从而扩大消杀机器人消毒范围，尤其有利于管道内壁的消毒。具体地，喷嘴32随转动托架31绕第一轴线的转动和喷嘴32绕第二轴线的转动，使喷嘴32的喷射轨迹近乎是一个球体。

可选地，如图5-6所示，送液管道5包括多个单独软管51，且单独软管51之间通过旋转接头52连接。

可选地，旋转接头52设置于机械臂2关节处。

本发明实施例中，送液管道5由多个单独软管51通过旋转接头52连接，旋转接头52可以连接固定管路旋转体，传导介质，完成内部介质与外部空气密封隔离，进一步地，将旋转接头52安装在机械臂2关节处，这样的结构可以避免机械臂2运动过程中，送液管道5发生缠绕的现象，保证消毒液或活性雾离子的顺利输送。

可选地，如图6所示，单独软管51设有弹性连接部511，弹性连接部511靠近旋转接头52的安装端。

本发明实施例中，单独软管51设置有弹性连接部511，这样一方面可以解决送液管道5随机械臂旋转的过程中长度变化的情况，减少软管的尺寸，节约安装空间，送液管道5随动效果好，另一方面单独软管51仅靠近软管的部位设有弹性连接部511，对液体输送过程中的阻力较小。

可选地，如图2所示，消毒组件3还包括:驱动杆，其设置在机械臂2末端；连杆机构，其滑动设置在转动托架31上，与喷嘴32连接；一推杆351，其一端与驱动杆转动连接，另一端与连杆机构铰接；其中，驱动杆驱动第一推杆351沿第一轴线运动，并带动连杆机构在转动托架31上滑动，从而带动喷嘴32绕第二轴线转动。

本实施例中，驱动杆采用微型电动推杆33，微型电动推杆35体积小，控制方便。驱动杆通过驱动第一推杆351从而驱动与其连接的连杆机构运动。具体地，微型电动推杆33固定安装在机械臂2末端，第一推杆351与驱动杆的驱动端转动连接，一方面使得驱动杆可以驱动第一推杆351沿第一轴线运动，另一方面第一推杆351可以相对驱动杆转动，即带动转动托架31相对驱动杆转动。进一步地，喷嘴32与连杆机构转动连接，连杆机构在转转动托架31上滑动时，带动喷嘴32绕第二轴线转动，具体地，第二轴线为喷嘴32与连杆机构铰接轴的轴线，第一轴线为驱动杆的轴线。

可选地，如图3所示，转动托架31设有T型滑槽，T型槽包括相交的第一滑槽311、第二滑槽312和第三滑槽313，且第三滑槽313垂直于第一滑槽311和第二滑槽312；连杆机构包括第一连杆341和第二连杆342，第一连杆341第一端和第二连杆342第一端相互铰接，且沿第三滑槽313滑动，第一连杆341第二端沿第一滑槽311滑动，第二连杆342第二端沿第二滑槽312滑动；喷嘴32设置在第一连杆341和第二连杆342铰接轴上，且在铰接轴的带动下沿第三滑槽313滑动。

本实施例中，由于喷嘴32在喷出气体时产生较大的反冲力，采用连杆机构带动喷嘴32沿滑槽滑动从而实现喷嘴32绕第二轴线转动的结构可以使喷嘴32的运动更加稳定。进一步地，喷嘴32分别于第一连杆341第一端转动连接，和第一连杆341第二端固定连接，且在第一连杆341的带动下绕第一连杆341第一端转动，以实现喷嘴32绕第二轴线的转动。

可选地，如图2-4所示，消毒组件3还包括:外壳4，套设在驱动杆和第一推杆351外，且外壳4靠近转动托架31的一端设有进液通道41，进液通道41与喷嘴32通过管路连通；转动托架31具有连接部314，连接部314与外壳4转动连接；连接部314设有出液通道3141和第一导流通道3142，第一导流通道3142沿连接部314周向均匀间隔设置，且第一导流通道3142分别与进液通道41和出液通道3141连通。

本实施例中，进液通道41与送液管道连通，消毒液经进液通道41进入第一导流通道3142，而后从出液通道3141经管路进入喷嘴32。具体地，第一导流通道3142沿连接部314周向均匀间隔设置，主要目的是用来分散消毒液，使转动托架31受力均匀。喷嘴32与出液通道3141一般通过柔性管路连接，当转动托架31绕第一轴线旋转时，第一导流通道3142可以均匀分散进入的液体，防止由于转动托架31转动带来的液体分布不均匀或者喷液管路发生缠绕的现象。

可选地，外壳4设有第二导流通道42，第二导流通道42分别与进液通道41和第一导流通道3142连通。

本实施例中，外壳4设有第二导流通道42，消毒液或活性雾离子经进液通道41进入第二导流通道42，而后进入第一导流通道3142，再经出液通道3141进入喷嘴32。外壳4设有第二导流通道42使消毒液活性雾离子在进入第一导流通道3142之前得以分散，可以使消毒液或活性雾离子在第二通道中分散的跟均匀，从而使转动托架31发生转动时更加稳定。具体地，外壳4设有第二导流通道42可以是一条沿轴线方向的通道，也可以是与第一导流通道3142一样的沿周向均匀间隔排列的通道。

可选地，外壳4靠近连接部314的一端沿轴向设有环形凹槽43，连接部314设有沿轴向的环形凸台3143，环形凸台3143嵌入环形凹槽43中。

本实施例中，转动托架31通过将连接部314的环形凸台3143嵌入外壳4的环形凹槽43中，实现与外壳4的转动连接，这样的结构使转动托架31绕第一轴线转动时，转动更加稳定，不易发生脱落。

可选地，如图3-4所示，连接部314沿周向设有第一环形凸沿3144，外壳4设有与第一环形凸沿3144配合的第二环形凸沿44，第一环形凸沿3144和第二环形凸沿44之间设有调整螺栓，用来调整第一环形凸沿3144和第二环形凸沿44之间的摩擦力。

本实施例中，调整螺栓通过调整第一环形凸沿3144和第二环形凸沿44之间的摩擦力从而调整转动托架31相对于推杆转动时的摩擦力，进而调整转动托架31的转动速度。通过调节调整螺栓的松紧程度来实现调节摩擦力的大小，具体地，当被消毒物污垢不多时转动速度可以快一点，需要第一环形凸沿3144和第二环形凸沿44之间摩擦力小一点，调整螺栓需要调松一点；当被消毒物污垢很多时，转动速度需要慢一点，调整螺栓需要调紧一点。当只需要喷嘴32针某一方向消毒时，可以锁紧调整螺栓，这时喷嘴32工作时不会相对推杆发生转动。这样的结构，可以根据消毒的不同需求，实现消毒目的，简单方便，可操作性强。

可选地，如图2所示，消毒组件3还包括第二推杆352，第二推杆352一端与驱动杆固定连接，另一端与第一推杆351转动连接。

本实施例中，第二推杆352设置在驱动杆和第一推杆351之间，第二推杆352的两端分别设有与驱动杆配合转动的结构和与第一推杆351固定连接的结构。一方面可以方便第一推杆351和驱动杆之间的连接。另一方面，可以减少相对转动对驱动杆带来的磨损。

可选地，移动小车1包括自动巡航装置和驾驶舱。

本实施例中，当距离较远时，工作人员可以驾驶小车至目的地附近，再遥控小车至危险的环境中工作，然后机械臂2再工作。这样的好处是，当距离远时，也能操控消杀机器人，使机器人的运输更加方便，远近距离采用不同的方式，可以扩大消杀机器人的工作范围。

可选地，移动小车1上设有升降台11，机械臂2设置在升降台11上。

本实施例中，升降台11用来调节机械臂2的高度，可以使机械臂2的活动范围更大。

进一步地，机械臂2是六自由度机械臂2。六自由度机械臂2的末端的运动范围更大，消毒更灵活，消毒空间更大。具体地，机械臂2末端安装有摄像机21，可以采集信息，包括消毒组件3位置信息，消毒程度信息等。进一步地，如图3所示，转动托架31设有镂空结构，以减少转动托架31的质量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保 护范围之中。

Claims (10)

1.一种消杀机器人，其特征在于，包括：移动小车；机械臂，设置在所述移动小车上；送液装置，包括储液箱和送液管道，所述储液箱设置在所述移动小车上，所述送液管道设置于所述机械臂内腔；消毒组件，设置在所述机械臂末端，包括:转动托架，与所述机械臂末端转动连接，且绕第一轴线转动;喷嘴，与所述送液管道连通，所述喷嘴设置在所述转动托架上，且设置在所述第一轴线旁侧，绕第二轴线转动，其中，所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直，所述喷嘴喷射消毒液时，所述喷嘴的反冲力带动所述转动托架绕第一轴线转动。

2.根据权利要求1所述的消杀机器人，其特征在于，所述送液管道包括多个单独软管，且所述单独软管之间通过旋转接头连接。

3.根据权利要求2所述的消杀机器人，其特征在于，所述旋转接头设置于所述机械臂关节处。

4.根据权利要求3所述的消杀机器人，其特征在于，所述单独软管设有弹性连接部，所述弹性连接部靠近所述旋转接头的安装端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的消杀机器人，其特征在于，所述消毒组件还包括:驱动杆，设置在所述机械臂末端；连杆机构，滑动设置在所述转动托架上，与所述喷嘴连接；第一推杆，一端与所述驱动杆转动连接，另一端与所述连杆机构铰接；其中，所述驱动杆驱动所述第一推杆沿所述第一轴线运动，并带动所述连杆机构在转动托架上滑动，从而带动所述喷嘴绕所述第二轴线转动。

6.根据权利要求5所述的消杀机器人，其特征在于，所述转动托架设有T型滑槽，所述T型槽包括相交的第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，且所述第三滑槽垂直于所述第一滑槽和所述第二滑槽；所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆第一端和所述第二连杆第一端相互铰接，且沿所述第三滑槽滑动，第一连杆第二端沿所述第一滑槽滑动，第二连杆第二端沿所述第二滑槽滑动；所述喷嘴设置在所述第一连杆和所述第二连杆铰接轴上，且在所述铰接轴的带动下沿所述第三滑槽滑动。

7.根据权利要求6所述的消杀机器人，其特征在于，所述消毒组件还包括:外壳，套设在所述驱动杆和所述第一推杆外，且所述外壳靠近所述转动托架的一端设有进气通道，所述进气通道与所述喷嘴通过管路连通；所述转动托架具有连接部，所述连接部与所述外壳转动连接；所述连接部设有出气通道和第一导流通道，所述第一导流通道沿所述连接部周向均匀间隔设置，且所述第一导流通道分别与所述进气通道和所述出气通道连通。

8.根据权利要求7所述的消杀机器人，其特征在于，所述外壳设有第二导流通道，所述第二导流通道分别与所述进气通道和所述第一导流通道连通。

9.根据权利要求8所述的消杀机器人，其特征在于，所述外壳靠近所述连接部的一端沿轴向设有环形凹槽，所述连接部设有沿轴向的环形凸台，所述环形凸台嵌入所述环形凹槽中。

10.根据权利要求9所述的消杀机器人，其特征在于，所述连接部沿周向设有第一环形凸沿，所述外壳设有与所述第一环形凸沿配合的第二环形凸台，所述第一环形凸沿和所述第二环形凸沿之间设有调整螺栓，用来调整所述第一环形凸沿和所述第二环形凸沿之间的摩擦力。

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