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CN112807470A - 一种雾化消杀机器人 - Google Patents

一种雾化消杀机器人 Download PDF

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CN112807470A
CN112807470A CN202110036786.2A CN202110036786A CN112807470A CN 112807470 A CN112807470 A CN 112807470A CN 202110036786 A CN202110036786 A CN 202110036786A CN 112807470 A CN112807470 A CN 112807470A
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王春宝
刘铨权
段丽红
张鑫
王同
毛志贤
张广帅
罗承开
尚万峰
申亚京
林焯华
王春玉
张日威
李利民
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Shenzhen Institute of Gerontology
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Abstract

本发明实施例公开了一种雾化消杀机器人，包括机器人主体、设置在机器人主体外部的气溶胶发生器和气溶胶浓度检测仪、以及设置在机器人主体内部的主控制器；其中：气溶胶发生器，用于向空气喷出气溶胶雾粒；气溶胶浓度检测仪，用于检测空气中的气溶胶浓度；主控制器，与所述气溶胶发生器、所述气溶胶浓度检测仪相连接，用于在气溶胶发生器向空气喷出气溶胶雾粒之后，根据气溶胶浓度检测仪检测的空气中的气溶胶浓度，实时控制气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量。本发明实施例的技术方案，通过实时动态监测气溶胶浓度，并依据浓度变化实时补充灭菌气溶胶，保持灭菌气溶胶的浓度的稳定性，提高空间消杀防疫的智能化，降低人工消毒的负担。

Description

一种雾化消杀机器人
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及一种雾化消杀机器人。
背景技术
空间消杀防疫是防止病毒传播的重要手段，传统消杀方式以人工喷雾为主，人员负担重，而且由于空间空气、人员流动的原因，空气中灭菌气溶胶的浓度难以保证。
发明内容
本发明实施例提供一种雾化消杀机器人，以实现灭菌气溶胶智能化维持，提高空间消杀防疫的智能化，降低人工消毒的负担。
本发明实施例提供了一种雾化消杀机器人，包括机器人主体、设置在机器人主体外部的气溶胶发生器和气溶胶浓度检测仪、以及设置在机器人主体内部的主控制器；其中：
气溶胶发生器，用于向空气喷出气溶胶雾粒；
气溶胶浓度检测仪，用于检测空气中的气溶胶浓度；
主控制器，与所述气溶胶发生器、所述气溶胶浓度检测仪相连接，用于在气溶胶发生器向空气喷出气溶胶雾粒之后，根据气溶胶浓度检测仪检测的空气中的气溶胶浓度，实时控制气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量。
可选的，所述雾化消杀机器人还包括：
通讯模块，与所述主控制器相连接，用于向外部的监控中心反馈气溶胶浓度检测仪检测的空气中的气溶胶浓度和/或气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量、以及接收外部的监控中心的消毒控制指令，所述消毒控制指令用于控制气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量。
可选的，所述雾化消杀机器人还包括：
红外摄像机，与所述主控制器相连接，用于实时监测周围移动人员的体温信息；
所述主控制器，用于判断监测到的周围移动人员的体温信息是否存在异常，若是，则通过通讯模块向监控中心发出警示信息。
可选的，所述雾化消杀机器人还包括：
导航摄像机，与所述主控制器相连接，用于获取机器人周围的环境图像信息；
所述主控制器，用于根据所述环境图像信息控制机器人的运动控制量，其中，所述运动控制量包括运动速度、运动角度、运动距离中的一种或多种。
可选的，所述通讯模块，还用于接收监控中心的运动控制指令；
所述主控制器，用于根据所述运动控制指令控制机器人的运动控制量。
可选的，所述雾化消杀机器人还包括：
激光测距单元，与所述主控制器相连接，用于获取机器人周围预设方向与障碍物的当前距离信息；
所述主控制器，用于根据所述当前距离信息控制机器人的运动控制量。
可选的，所述气溶胶发生器利用压缩空气以高速气流通过雾化喷头细口喷嘴，在喷嘴周围产生负压携带贮液罐药液卷进高速气流并将其粉碎成大小不一的气溶胶颗粒，大颗粒的雾滴通过回流板碰撞落回贮液罐内，剩下的细小雾粒以高速喷出，在空气中形成气溶胶态药液微粒。
可选的，所述气溶胶浓度检测仪通过空气泵抽取空气加载到检测室，利用LED光源向经过的气流照射光线，检测光线被气溶胶吸收的吸收率，判定空气中灭菌气溶胶浓度。
可选的，所述主控制器，还用于根据所述环境图像信息构建机器人的实时轨迹规划地图路径，控制机器人沿着所述路径移动。
可选的，所述雾化消杀机器人的应用场景包括医院、宾馆、商场、车站中的一种或多种。
本发明实施例的技术方案，通过实时动态监测气溶胶浓度，并依据浓度变化实时补充灭菌气溶胶，保持灭菌气溶胶的浓度的稳定性，提高空间消杀防疫的智能化，降低人工消毒的负担。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种雾化消杀机器人的模块示意图；
图2是本发明实施例一中的气溶胶发生器的装置示意图；
图3是本发明实施例一中的气溶胶浓度检测仪的装置示意图；
图4是本发明实施例二中的另一种雾化消杀机器人的模块示意图；
图5是本发明实施例二中的环境体温智能监控系统的系统示意图；
图6是本发明实施例二中的机器人自主/远程控制导航的系统示意图；
图7是本发明实施例二中的机器人自主避障系统的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，需要说明的是，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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；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，可以是两个元件内部的连通。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。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种雾化消杀机器人的模块示意图，本发明实施例可适用于机器人消毒的情况。参照图1，本发明实施例的雾化消杀机器人，具体包括机器人主体、设置在机器人主体外部的气溶胶发生器1和气溶胶浓度检测仪3、以及设置在机器人主体内部的主控制器2；其中：
气溶胶发生器1，用于向空气喷出气溶胶雾粒。
具体的，气溶胶发生器1针对不同药物的物理特性，实现气溶胶的量化输出。如图2所示，气溶胶发生器利用压缩空气以高速气流通过雾化喷头细口喷嘴，根据文丘里效应，在喷嘴周围产生负压携带贮液罐药液卷进高速气流并将其粉碎成大小不一的气溶胶颗粒，大颗粒的雾滴通过回流板碰撞落回贮液罐内，剩下的细小雾粒以高速喷出，在空气中形成气溶胶态药液微粒，粒谱直径从5μm到100μm(由不同喷嘴决定)，粒径稳定，可长时间漂浮在空气中。
气溶胶浓度检测仪3，用于检测空气中的气溶胶浓度。
具体的，气溶胶浓度检测仪3基于光谱检测原理设计，针对药物对不同光谱吸收率不同特性，选取针对性的LED光源，通过检测特定光源的吸收率，判定空气中灭菌气溶胶浓度。如图3所示，气溶胶浓度检测仪3通过空气泵抽取空气加载到检测室，利用LED光源向经过的气流照射光线，检测光线被气溶胶吸收的吸收率，判定空气中灭菌气溶胶浓度。
主控制器2，与所述气溶胶发生器1、所述气溶胶浓度检测仪3相连接，用于在气溶胶发生器1向空气喷出气溶胶雾粒之后，根据气溶胶浓度检测仪3检测的空气中的气溶胶浓度，实时控制气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量。
具体的，主控制器2根据预先设置的所需的气溶胶浓度，控制气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量，同时，气溶胶浓度检测仪3检测空气中的气溶胶浓度反馈给主控制器2，主控制器2根据浓度大小实时调整气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量。如果当前空气中的气溶胶浓度过低，则控制气溶胶发生器1增大喷出气溶胶雾粒的喷出量；如果当前空气中的气溶胶浓度过高，则控制气溶胶发生器1减小喷出气溶胶雾粒的喷出量，保持空气中的灭菌气溶胶的浓度的稳定性。
作为一可选实施例，如图4所示，所述雾化消杀机器人还包括：通讯模块4，与所述主控制器2相连接，用于向外部的监控中心反馈气溶胶浓度检测仪3检测的空气中的气溶胶浓度和/或气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量、以及接收外部的监控中心的消毒控制指令，所述消毒控制指令用于控制气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量。
具体的，通讯模块4可以实时地将气溶胶浓度检测仪3检测的空气中的气溶胶浓度和/或气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量发送到监控中心，例如，显示在监控中心的大屏幕上，以便工作人员实时了解雾化消杀机器人的当前消毒情况，同时，监控中心还可以向机器人发送消毒控制指令，指挥机器人按照工作人员的指令工作，例如，控制气溶胶发生器1喷出气溶胶雾粒的喷出量。
本发明实施例的技术方案，通过实时动态监测气溶胶浓度，并依据浓度变化实时补充灭菌气溶胶，保持灭菌气溶胶的浓度的稳定性，提高空间消杀防疫的智能化，降低人工消毒的负担。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的另一种雾化消杀机器人的模块示意图，参照图4，在实施例一的基础上，本实施例的雾化消杀机器人，还包括通讯模块4、红外摄像机5、导航摄像机6、激光测距单元7。其中：
红外摄像机5，与所述主控制器2相连接，用于实时监测周围移动人员的体温信息；所述主控制器2，用于判断监测到的周围移动人员的体温信息是否存在异常，若是，则通过通讯模块4向监控中心发出警示信息。
具体的，如图5所示，通过在机器人上安装红外摄像机，对周围移动人员体温进行实时监测，图像预处理后经过核心算法处理，包括两点校正、中值滤波、温度测量、灰度处理等等，计算出环境中人员体温，并将灰度信息和警告信息发到监控中心及时反馈体温采集数据，如果有人员的体温信息存在异常，并进行警示。在本实施例中，核心算法处理采用现有的算法，还可以采用其它算法，本实施例对此不作限定。
导航摄像机6，与所述主控制器2相连接，用于获取机器人周围的环境图像信息；所述主控制器2，用于根据所述环境图像信息控制机器人的运动控制量，其中，所述运动控制量包括运动速度、运动角度、运动距离中的一种或多种。所述通讯模块4，还用于接收监控中心的运动控制指令；所述主控制器2，用于根据所述运动控制指令控制机器人的运动控制量。
具体的，由于雾化消杀机器人工作环境复杂且存在不确定性，如行人经过等，要求机器人能够实时识别周围环境并作出及时反应，因此，需要构建多层次信息感知信息感知系统，通过多传感器信息融合技术，开发智能巡航机器人系统。如图6所示，面对未知工作环境，利用导航摄像机6，采用机器视觉技术实现雾化消杀机器人的远程/自主导航，结合机器人视觉和智能控制算法完成机器人引导模块从视觉图像信息到机器人运动控制量的非线性映射，进而实现机器人路径导航。其中，运动控制量包括但不限于运动速度、运动角度、运动距离等等。
作为一可选实施例，所述主控制器2，还用于根据所述环境图像信息构建机器人的实时轨迹规划地图路径，控制机器人沿着所述路径移动。
具体的，操作者事先决定巡航机器人的工作模式，进行远程操控模式时，操作者在机器人平台上的导航摄像机6获取机器人现场环境影像，进而通过手柄控制机器人的运动方向和移动速度。进行机器人自主巡航模式，通过RGB摄像头与深度摄像头同时获取路况信息，实现在获取路面及障碍物的图像信息的同时获取其深度信息，并通过图像接口传递到主控制器2。主控制器2对其进行图像处理与图像特征提取得到有效路况信息，视觉控制核心单元利用智能算法实现有效路况信息到车辆驱动运动控制量的映射。
激光测距单元7，与所述主控制器2相连接，用于获取机器人周围预设方向与障碍物的当前距离信息；所述主控制器2，用于根据所述当前距离信息控制机器人的运动控制量。
具体的，如图7所示，将摄像单元和激光雷达安装在机器人的顶端，构建可360度连续旋转支撑机构，机器人工作过程，摄像单元和激光雷达进行周围环境连续监测，通过传感单元探测距离和精度的差异，形成远近搭配，快速移动与复杂环境内精确移动的探测模式，构建机器人轨迹控制闭环，控制机器人安全移动。
作为一可选实施例，所述雾化消杀机器人的应用场景包括但不限于医院、宾馆、商场、车站等等场景。
本发明实施例的技术方案，通过实时动态监测气溶胶浓度，并依据浓度变化实时补充灭菌气溶胶，保持灭菌气溶胶的浓度的稳定性，提高空间消杀防疫的智能化，降低人工消毒的负担。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种雾化消杀机器人，其特征在于，包括机器人主体、设置在机器人主体外部的气溶胶发生器和气溶胶浓度检测仪、以及设置在机器人主体内部的主控制器；其中：
气溶胶发生器，用于向空气喷出气溶胶雾粒；
气溶胶浓度检测仪，用于检测空气中的气溶胶浓度；
主控制器，与所述气溶胶发生器、所述气溶胶浓度检测仪相连接，用于在气溶胶发生器向空气喷出气溶胶雾粒之后，根据气溶胶浓度检测仪检测的空气中的气溶胶浓度，实时控制气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量。
2.根据权利要求1所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述雾化消杀机器人还包括：
通讯模块，与所述主控制器相连接，用于向外部的监控中心反馈气溶胶浓度检测仪检测的空气中的气溶胶浓度和/或气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量、以及接收外部的监控中心的消毒控制指令，所述消毒控制指令用于控制气溶胶发生器喷出气溶胶雾粒的喷出量。
3.根据权利要求2所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述雾化消杀机器人还包括：
红外摄像机，与所述主控制器相连接，用于实时监测周围移动人员的体温信息；
所述主控制器，用于判断监测到的周围移动人员的体温信息是否存在异常，若是，则通过通讯模块向监控中心发出警示信息。
4.根据权利要求2所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述雾化消杀机器人还包括：
导航摄像机，与所述主控制器相连接，用于获取机器人周围的环境图像信息；
所述主控制器，用于根据所述环境图像信息控制机器人的运动控制量，其中，所述运动控制量包括运动速度、运动角度、运动距离中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述通讯模块，还用于接收监控中心的运动控制指令；
所述主控制器，用于根据所述运动控制指令控制机器人的运动控制量。
6.根据权利要求5所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述雾化消杀机器人还包括：
激光测距单元，与所述主控制器相连接，用于获取机器人周围预设方向与障碍物的当前距离信息；
所述主控制器，用于根据所述当前距离信息控制机器人的运动控制量。
7.根据权利要求1所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述气溶胶发生器利用压缩空气以高速气流通过雾化喷头细口喷嘴，在喷嘴周围产生负压携带贮液罐药液卷进高速气流并将其粉碎成大小不一的气溶胶颗粒，大颗粒的雾滴通过回流板碰撞落回贮液罐内，剩下的细小雾粒以高速喷出，在空气中形成气溶胶态药液微粒。
8.根据权利要求1所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述气溶胶浓度检测仪通过空气泵抽取空气加载到检测室，利用LED光源向经过的气流照射光线，检测光线被气溶胶吸收的吸收率，判定空气中灭菌气溶胶浓度。
9.根据权利要求4所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述主控制器，还用于根据所述环境图像信息构建机器人的实时轨迹规划地图路径，控制机器人沿着所述路径移动。
10.根据权利要求1所述的雾化消杀机器人，其特征在于，所述雾化消杀机器人的应用场景包括医院、宾馆、商场、车站中的一种或多种。
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