CN218884222U - 智能采集巡检机器人及gmp厂房全方位通风监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能采集巡检机器人及GMP厂房全方位通风监控系统，巡检机器人包括车架，以及设在车架上的摄像头、检测单元、控制单元、循迹单元和驱动单元。通过智能采集巡检机器人能够在厂房内多个采集节点处进行环境参数的采集，提高了监测的精确度，再通数据分析处理装置根据所采集的环境参数，结合GMP标准中的各种环境参数评价标准以及预先设定的参数权重，对工作环境是否符合合格标准进行判断，然后根据判断结果，控制每个采集节点处抽风装置的功率以将室内不达标气体排走；由此实现对GMP厂房的全方位监测，解决了现有技术虽然能检测GMP工作环境的需要的各类参数，但缺乏全方位实时对空气质量进行检测并调节等功能的问题。

Description

智能采集巡检机器人及GMP厂房全方位通风监控系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，尤其涉及一种智能采集巡检机器人及GMP厂房全方位通风监控系统。

背景技术

GMP厂房是指符合GMP质量安全管理体系要求的车间，根据GMP质量安全管理体系的要求，需对车间设施及环境均应按标准定时监测、净化和维护。而传统的医疗器械产品生产及GMP厂房环境监测均采用人工监控方式，通过检测人员使用采集仪器对空气中的悬浮粒子、压差、风速等参数进行采集并根据标准做出评判，由于检测期间需要停工停产，因此检测工作只能在上下班前或生产工艺操作结束后进行，无法进行实时监控，也无法实时通过检测结果对生产车间内的空气质量进行调节；另外，通过人工监控还存在检测人员工作规范繁复、容错率小等问题，且需要培养特定检测人员，时间及人力成本大，效率较低，导致车间的工作环境得不到保障，影响生产效率和产品的合格率。

为改善GMP车间的监测状况现有技术中提出了以下方案：

申请号为CN202110062315.9的发明申请公开了一种GMP车间除尘排风装置，其虽然能够解决不能消毒杀菌，且空气干燥容易产生静电，灰尘较多，湿度不足的问题。但该方案仍然无法实时判断整车间环境参数做出评判，从而根据参数实时调整抽风装置的功率，若排风装置需要人为开启，则无法及时将空气质量恢复规定的洁净级别，因为人们往往是在身体觉得不舒服以后才意识到室内空气的异样，才进行通风换气，而这个时候室内的污染物已经对人们的身体造成了一定的损害；如排风装置为常开，则会造成资源的不必要浪费。

另外，申请号CN202210800322.9的发明申请公开了一种GMP工作环境的巡检方法、系统与相关设备，其旨在解决现有的GMP工作环境的巡检系统无法实时判断环境参数的影响的问题。但该方案虽然能检测GMP工作环境的需要的各类参数，但却无法实现根据室内情况实时自行调整空气质量，若等到工作人员发现并做出相应措施时，已经对人体和生产造成了一定的损害。

综上，上述文献所公开的现有技术虽然能检测GMP工作环境的需要的各类参数，但是缺乏全方位实时对工作环境的判断，无法排除检测人员流动对环境参数的影响，其监测工作量繁杂，人工成本较高且效率较低，无法实时判断整车间环境参数做出评判，也无法将车间的空气质量调节至规定的洁净级别。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种智能采集巡检机器人及GMP厂房全方位通风监控系统，以解决上述背景技术中存在的一个或多个技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种智能采集巡检机器人，包括车架，以及设在所述车架上的摄像头、检测单元、控制单元、循迹单元和驱动单元，

所述循迹单元用于识别预定轨迹线使机器人沿着预设轨迹先行走；

所述驱动单元用于驱动机器人完成行走动作；

所述摄像头用于识别采集节点的标识符；

所述检测单元用于采集环境参数；

所述控制单元用于接收所述循迹单元的移动位置信息以及所述检测单元的采集的环境参数；

当所述摄像头识别到标识符时，所述驱动单元使机器人停止行走动作，所述检测单元开始采集环境参数，待获取该采集节点的环境参数后，驱动单元继续驱动机器人沿预设轨迹继续行走。

优选的，所述检测单元包括光线传感器、温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、Tvoc检测仪、二氧化碳传感器、压差传感器和噪声传感器。

优选的，所述驱动单元包括四个编码电机和四个全向车轮，所述编码电机设在所述车架上，四个所述全向车轮分别设在所述车架的四角，所述全向车轮与所述编码电机的转轴端相连。

优选的，还包括超声波测距模块，所述超声波测距模块设在所述车架的前侧，所述超声波测距模块用于实时检测机器人前方的障碍物。

本实用新型还提供一种GMP厂房全方位通风监控系统，包括巡检机器人、轨迹线、多个标识符、数据分析处理装置和多个排气装置，所述轨迹线铺设在厂房的地面上，所述轨迹线依次经过多个采集节点，所述排气装置分别设在所述采集节点上，每个所述采集节点上均设有所述标识符，所述巡检机器人沿所述轨迹线行走，所述控制单元与所述数据分析处理装置通信连接，所述数据分析处理装置用于接收采集节点的环境参数并判断所述巡检机器人所在采集节点的环境参数是否符合标准，来调节所述排气装置功率的大小。

本实用新型的有益效果为：通过智能采集巡检机器人能够在厂房内多个采集节点处进行环境参数的采集，提高了监测的精确度，再通数据分析处理装置根据所采集的环境参数，结合GMP标准中的各种环境参数评价标准以及预先设定的参数权重，对工作环境是否符合合格标准进行判断，然后根据判断结果，控制每个采集节点处抽风装置的功率以将室内不达标气体排走，直到符合要求；由此实现对GMP厂房的全方位监测，解决了现有技术虽然能检测GMP工作环境的需要的各类参数，但缺乏全方位实时对空气质量进行检测并调节等功能的问题。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型其中一个实施例的智能采集巡检机器人的整体结构示意图；

图2是本实用新型其中一个实施例的驱动单元的结构示意图；

图3是本实用新型其中一个实施例的监控系统的硬件框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例的一种智能采集巡检机器人，参考附图1，包括车架3，以及设在车架3上的摄像头1、检测单元2、控制单元4、循迹单元6和驱动单元5，

循迹单元6用于识别预定轨迹线使机器人沿着预设轨迹先行走；循迹单元6采用灰度传感器，用于识别白底黑迹的轨迹线。

驱动单元5用于驱动机器人完成行走动作；

摄像头1用于识别采集节点的标识符；

检测单元2用于采集环境参数，环境参数包括多种GMP标准规定的环境参数，如图像、光亮度、温度、湿度、悬浮粒子浓度、Tvoc浓度、二氧化碳浓度等；

控制单元4用于接收循迹单元的移动位置信息以及检测单元2的采集的环境参数；

当摄像头1识别到标识符时，驱动单元5使机器人停止行走动作，检测单元2开始采集环境参数，待获取该采集节点的环境参数后，驱动单元5继续驱动机器人沿预设轨迹继续行走。

由此，通过设置循迹单元6，使得机器人携带检测单元2在预设的轨迹行走，并在相应的检测节点获取环境参数，从而通过采用本实施例的巡检机器人能够实现对厂房内空气质量全方位实时检测，保证对GMP厂房各采集节点位置的空气质量；通过设置摄像头1对采集节点标识符的识别，使得巡检机器人能够停留在采集节点处进行环境参数的采集，摄像头1还可获取采集节点处的图像从而对GMP厂房环境进行现场实时监控。

优选的，检测单元2包括光线传感器、温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、Tvoc检测仪、二氧化碳传感器、压差传感器和噪声传感器。由此，通过光线传感器获取采集节点的光亮度；通过温度传感器获取采集节点处的温度值；通过湿度传感器获取采集节点处的湿度大小；通过PM2.5传感器获取采集节点处的悬浮粒子浓度大小；通过Tvoc检测仪获取采集节点处的Tvoc浓度；通过二氧化碳传感器获取采集节点处的二氧化碳浓度；通过压差传感器和噪声传感器获取采集节点处的压差大小及噪声大小，从而实现对环境参数的采集，通过对以上多种参数的采集，由此可结合GMP标准中的各种环境参数评价标准以及预先设定的参数权重，对工作环境是否符合合格标准进行判断，以保证厂房符合GMP标准。

还可设置有毒气体检测仪及易燃气体检测仪等检测仪器进行检测有毒气体或易燃气体及量的检测。

优选的，参考附图2，驱动单元5包括四个编码电机52和四个全向车轮51，编码电机52设在车架3上，四个全向车轮51分别设在车架3的四角，全向车轮51与编码电机52的转轴端相连。由此，通过分别对四个编码电机52的控制，实现机器人的行走及转向控制，使得机器人的转向更灵活。驱动单元5还包括TB6612电机驱动芯片及MPU6050角加速度传感器。

优选的，还包括超声波测距模块，超声波测距模块设在车架3的前侧，超声波测距模块用于实时检测机器人前方的障碍物。针对GMP工厂生产器械实时变动及工厂人员在工作现场的实时移动可能对机器人正常移动作业产生的影响，本实施例的巡检机器人还加入了超声波模块7，用于对巡检机器人前方障碍物的实时检测，当超声波模块7发射超声波后接收到反射时，巡检机器人暂时停止移动，并通过语音模块发出“前方有障碍”语音提醒，同时摄像头1实时锁定障碍目标，将障碍目标图像数据发送至上位机，提醒工作人员避开或者提醒管理员清理障碍。

本实施例还提供一种GMP厂房全方位通风监控系统，包括巡检机器人、轨迹线、多个标识符、数据分析处理装置和多个排气装置，轨迹线铺设在厂房的地面上，轨迹线依次经过多个采集节点，排气装置分别设在采集节点上，每个采集节点上均设有标识符，巡检机器人沿轨迹线行走，控制单元4与数据分析处理装置通信连接，数据分析处理装置用于接收采集节点的环境参数并判断巡检机器人所在采集节点的环境参数是否符合标准，来调节排气装置功率的大小；

若该采集节点的环境参数符合标准，巡检机器人继续行走至下一采集节点完成环境参数的采集；

若该采集节点的环境参数未符合标准，则使该采集节点的排气装置的功率增大，直到该采集节点的环境参数符合标准后，巡检机器人继续行走至下一采集节点完成环境参数的采集；

如此循环，知道巡检机器人完成一个轨迹线的行走循环后，巡检机器人自动归位待机充电，等待下一个预设时间段启动。

由此，通过在厂房中的各采集节点的路径上铺设轨迹线，使得巡检机器人能够依次对厂房中的多个采集节点处进行环境参数的采集，提高了监测的精确度，再通数据分析处理装置根据所采集的环境参数，结合GMP标准中的各种环境参数评价标准以及预先设定的参数权重，对工作环境是否符合合格标准进行判断，然后根据判断结果，控制每个采集节点处抽风装置的功率以将室内不达标气体排走，直到符合要求；由此实现对GMP厂房的全方位监测，解决了现有技术虽然能检测GMP工作环境的需要的各类参数，但缺乏全方位实时对空气质量进行检测并调节等功能的问题。

参考附图3，本实施例的控制单元采用STM32F103ZET6芯片系统，摄像头采用OV7725摄像头，检测单元还设有OLED显示器及指示灯，便于监控人员获取系统的工作情况，检测单元与控制单元之间通过RS485通信连接，检测单元与数据分析装置通过Lora/esp8266通信连接。

还包括电源模块用于供电，电源模块包括LCD线性稳压电源，DCDC开关电源及12V锂电池，其中，DCDC开关电源用于对检测单元供电，DCDC开关电源输出的电压经LCD线性稳压电源稳压后对控制单元供电，12V锂电池则用于对驱动电源的供电。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能采集巡检机器人，其特征在于，包括车架，以及设在所述车架上的摄像头、检测单元、控制单元、循迹单元和驱动单元；

所述循迹单元用于识别预定轨迹线使机器人沿着预设轨迹先行走；

所述驱动单元用于驱动机器人完成行走动作；

所述摄像头用于识别采集节点的标识符；

所述检测单元用于采集环境参数；

所述控制单元用于接收所述循迹单元的移动位置信息以及所述检测单元的采集的环境参数；

当所述摄像头识别到标识符时，所述驱动单元使机器人停止行走动作，所述检测单元开始采集环境参数，待获取该采集节点的环境参数后，驱动单元继续驱动机器人沿预设轨迹继续行走。

2.根据权利要求1所述的一种智能采集巡检机器人，其特征在于，所述检测单元包括光线传感器、温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、Tvoc检测仪、二氧化碳传感器、压差传感器和噪声传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智能采集巡检机器人，其特征在于，所述驱动单元包括四个编码电机和四个全向车轮，所述编码电机设在所述车架上，四个所述全向车轮分别设在所述车架的四角，所述全向车轮与所述编码电机的转轴端相连。

4.根据权利要求1所述的一种智能采集巡检机器人，其特征在于，还包括超声波测距模块，所述超声波测距模块设在所述车架的前侧，所述超声波测距模块用于实时检测机器人前方的障碍物。

5.一种GMP厂房全方位通风监控系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的巡检机器人、轨迹线、多个标识符、数据分析处理装置和多个排气装置，所述轨迹线铺设在厂房的地面上，所述轨迹线依次经过多个采集节点，所述排气装置分别设在所述采集节点上，每个所述采集节点上均设有所述标识符，所述巡检机器人沿所述轨迹线行走，所述控制单元与所述数据分析处理装置通信连接，所述数据分析处理装置用于接收采集节点的环境参数并判断所述巡检机器人所在采集节点的环境参数是否符合标准，来调节所述排气装置功率的大小。

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