一种多功能防疫机器人系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多功能防疫机器人系统，包括无人机、移动机器人、协作机械臂、传感模块、消毒模块、测温模块、5G通讯模块以及远程智能监控系统；无人机可进行高空消毒液喷洒工作，实现大范围消毒；移动机器人可移动工作，所搭载的协作机械臂利用灵活性进行测温和遍历物体轮廓消毒的工作；传感模块包括激光雷达和深度相机，用于获取环境信息；5G通讯模块可以建立机器人系统与远程智能监控系统的通讯；远程智能监控系统可以实现对机器人系统的远程控制和防疫数据的分析。本发明专利技术中的多功能防疫机器人系统发挥了空地机器人协作的特点，可以在不同时段进入不同的工作模式，在人流量多的白天主要进行测温，无人的夜晚进行高效消毒，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能防疫机器人系统


[0001]本申请属于机器人
，尤其涉及一种多功能防疫机器人系统。

技术介绍

[0002]近年来世界各地都常有疫情发生，为了应对疫情，各国都投入了大量的人力物力用于防疫工作，安排了大量的工作人员冒着被感染的风险完成路口设岗测温、区域消毒、递送物资等工作。这些工作不仅工作量巨大繁重，同时也会有很大的感染风险。目前已有许多机器人投入了防疫工作，但是这些机器人多为专机产品，只具有特定的测温、消毒单一功能，且主要针对测温和消毒的装备进行研究，测温方案采用的测温装置多为固定的红外测温仪，当面对成人和儿童等身高差异较大的群体时会造成视野丢失或者精度降低等问题；所采用的消毒方式多为紫外灯消毒、消毒蒸汽等消毒，消毒时多为范围式消毒，针对性低，当面对桌椅等结构较为复杂的物体时可能会产生消毒死角，且消毒效率不高；此外现有的防疫机器人数据多仅存储于设备端，难以实现防疫数据的统计分析和监测预警。因此需要设计一款多功能防疫机器人系统，不但可以实现测温、消毒不同的防疫功能，且工作模块灵活易拓展，并能对防疫数据进行统计分析和监测预警，提高工作效率。
[0003]检索现有文献发现中国专利授权号CN111283652B，名称为智能消杀防疫机器人，可以在环境中实现自主导航和自动喷洒药物，也可以检测人体的温度，采用履带式移动机器人搭载消毒药液箱的方式，喷雾系统在箱体外侧，当面对有遮挡的物体时会产生消毒死角，测温采用红外热成像一体机，成本较高且红外热成像一体机的高度固定，视野有限，面对身高差异较大的成人或儿童时可能会视野丢失；中国专利授权号CN111558068B，名称为一种防疫机器人，包括移动机器人和机械臂，设置有消毒液箱和增压泵，并在机械臂末端安装有擦拭头，可以通过擦拭头进行擦拭消毒，这种消毒方式的速度较慢，且只能实现消毒功能，功能单一；中国专利公开号CN113467442A公开了智能化多功能防疫机器人，可以通过弥雾炮喷射系统进行消毒，通过红外热成像仪进行测温，还搭载了仿生机械臂实现车辆监控、取样检测等工作，可以通过5G通讯模块进行远程控制，可见采用的消毒和测温工具成本高，且没有对数据进行分析，工作模式智能化程度较低；中国专利公开号CN112318515A公开了智能空气消杀防疫机器人系统，其主体为移动机器人，可以通过人体红外传感器进行测温，通过二氧化氯和紫外线进行消毒，还包括远程防疫管理信息系统，但远程防疫管理信息系统只可以接收数据和简单的机器人移动控制，不能设定不同时间让防疫机器人自动进行工作。中国技术专利公开号CN20710121037U公开了一种无人机消毒装置，该消毒方法只采用了无人机消毒，虽然消毒范围很大，但是当有物体轮廓遮挡时仍然会产生消毒死角。
[0004]可见目前的防疫机器人还是多为功能单一的产品，部分多功能产品所采用的测温方式都为固定安装且成本高的红外测温仪，不能解决待测人员身高差异问题，且消毒方式多为紫外线消毒或固定安装的喷洒装置，很难对轮廓遮挡区域进行消毒，对测温和消毒工作的数据也没有进行分析，工作模式智能化程度低，需要人工进行介入控制。尚缺乏成本低，拓展性好，工作模式灵活智能的多功能防疫机器人。

技术实现思路

[0005]针对现有防疫机器人功能单一、测温消毒方案的缺陷和防疫数据存储在机器人端不能及时分析显示的改进需求。本专利技术提供了一种多功能防疫机器人系统：
[0006]一种多功能防疫机器人系统，包括无人机、移动机器人、协作机械臂、传感模块、消毒模块、测温模块、5G通讯模块和远程智能监控系统。
[0007]所述协作机械臂安装在移动机器人上，基于机器人的作业需求，可通过所述协作机械臂用于抓取测温模块进行测温工作或抓取消毒模块中的消毒喷壶进行消毒工作；
[0008]所述传感模块包括激光雷达、第一深度相机和第二深度相机；所述激光雷达固定安装在所述移动机器人前端，用于建图导航；所述第一深度相机安装在所述协作机械臂末端，用于获取测温工作时的人脸信息和消毒工作时待消毒物品信息，所述第二深度相机安装在所述无人机上，用于获取障碍物深度信息；
[0009]所述5G通讯模块放置于所述移动机器人上，用于数据通讯；
[0010]所述远程智能监控系统用于设置防疫机器人的工作模式，可发送测温和消毒指令，接收显示防疫机器人工作数据和工作状态。
[0011]进一步地，所述消毒模块包括消毒喷洒装置和消毒喷壶，通过无人机和所述移动机器人、协作机械臂结合的空地机器人协作方式共同完成消毒任务；消毒喷洒装置安装在无人机上，可用于大范围消毒液喷洒快速消毒，消毒喷壶放置在移动机器人上，通过协作机械臂抓取消毒喷壶对待消毒物体进行遍历轮廓的消毒；
[0012]进一步地，所述测温模块包括额温测温枪和工业相机，额温测温枪用于测量人体温度，所述工业相机固定放置在额温测温枪之后，用于读取额温测温枪数据；
[0013]进一步地，所述移动机器人上还设置有支架，防疫机器人的测温模块和消毒喷壶放置在支架上，协作机械臂可以通过电动快换分别抓取测温模块和消毒喷壶来进行工作，抓取时协作机械臂末端的电动快换A头和分别安装在测温模块和消毒喷壶上的电动快换B头吸合；进一步地，所述测温模块和消毒喷壶由夹具固定，测温模块的夹具首先固定了额温测温枪和工业相机，使得工业相机可以清晰地获取额温测温枪的数据，同时电动快换装置B头固定在夹具一端，夹具两侧设计有用于支撑的螺钉，可以支撑夹具放置在所述支架上；消毒喷壶的夹具一端固定消毒喷壶，一端固定电动快换装置B头，夹具两侧设计有用于支撑的螺钉，可以支撑夹具放置在所述支架上；
[0014]进一步地，所述无人机搭载的第二深度相机可以进行重建工作区域的障碍物模型，移动机器人结合视觉重建的模型和所述激光雷达数据进行建图并实现移动机器人的精确定位和轨迹规划导航。
[0015]进一步地，所述多功能防疫机器人系统配置有集成控制系统；集成控制系统可以统一控制移动机器人、协作机械臂和无人机；
[0016]所述集成控制系统包括测温动作模块、消毒动作模块、图像采集模块、图像处理模块、建图模块、导航功能模块、数据采集模块、移动机器人运动控制模块；
[0017]所述测温动作模块用于实现协作机械臂的测温动作；
[0018]所述消毒动作模块用于实现协作机械臂的消毒动作；
[0019]所述图像采集模块用于采集传感模块中两个深度相机的彩色图像和深度信息；
[0020]所述图像处理模块用于对协作机械臂末端深度相机采集到的图像进行处理，可识
别人体和桌椅等待消毒物体，并可根据深度点云重建环境三维模型，用于协作机械臂的动作规划；
[0021]所述建图模块主要利用无人机的深度相机数据和激光雷达数据进行环境建图；所述导航功能模块接收传感模块中激光雷达和建图模块中的地图数据，用于移动机器人在室内进行自主导航；
[0022]所述导航功能模块接收传感模块中激光雷达和建图模块的地图数据，用于移动机器人在室内进行自主导航；
[0023]所述数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述防疫机器人系统包括无人机(1)、协作机械臂(2)、移动机器人(3)、传感模块(4)、消毒模块(5)、测温模块(6)、5G通讯模块(7)以及远程智能监控系统(8)；所述协作机械臂(2)安装在移动机器人(3)上，基于机器人的作业需求，可通过所述协作机械臂(2)用于抓取测温模块(6)进行测温工作或抓取消毒模块(5)中的消毒喷壶(52)进行消毒工作；所述传感模块(4)包括激光雷达(41)、第一深度相机(42)和第二深度相机(43)；所述激光雷达(41)固定安装在所述移动机器人(3)前端，用于建图导航；所述第一深度相机(42)安装在所述协作机械臂(2)末端，用于获取测温工作时的人脸信息以及消毒工作时待消毒物品信息；所述第二深度相机(43)安装在所述无人机(1)上，用于获取障碍物深度信息；所述5G通讯模块(7)放置于所述移动机器人(3)上，用于数据通讯；所述远程智能监控系统(8)用于设置防疫机器人的工作模式，可发送测温和消毒指令，接收显示防疫机器人工作数据和工作状态。2.如权利要求1所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述消毒模块(5)包括消毒喷洒装置(51)和消毒喷壶(52)，通过无人机(1)和所述移动机器人(3)、协作机械臂(2)结合的空地机器人协作方式共同完成消毒任务；所述消毒喷洒装置(51)安装在无人机(1)上，可以利用无人机高空优势对室内进行大范围的消毒液喷洒，所述消毒喷壶(52)放置在移动机器人(3)上；通过协作机械臂(2)抓取消毒喷壶(52)对待消毒物体进行遍历轮廓的消毒。3.如权利要求1所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述测温模块(6)包括额温测温枪(61)和工业相机(62)；所述额温测温枪(61)用于测量人体温度，所述工业相机(62)固定放置在额温测温枪(61)之后，用于读取额温测温枪(61)数据。4.如权利要求(1)所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述移动机器人(3)上还设置有支架，防疫机器人的测温模块(6)和消毒喷壶(52)放置在支架上，协作机械臂(2)可以通过电动快换(9)分别抓取测温模块和消毒喷壶来进行工作，抓取时协作机械臂(2)末端的电动快换A头(91)和分别安装在测温模块(6)和消毒喷壶(52)上的电动快换B头(92)吸合；所述测温模块(6)由夹具固定，夹具首先固定额温测温枪(61)和工业相机(62)，使得工业相机(62)可以清晰地获取额温测温枪(61)的数据，同时电动快换B头92固定在夹具一端，夹具两侧设计有用于支撑的螺钉，可以支撑夹具放置在上述支架上；所述消毒喷壶(522)由夹具固定，夹具一端固定消毒喷壶(522)，一端固定电动快换装置B头(92)，夹具两侧设计有用于支撑的螺钉，可以支撑夹具放置在上述支架上。5.如权利要求所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述无人机(1)搭载的第二深度相机(43)可以进行重建工作区域的障碍物模型，移动机器人(3)结合视觉重建的模型和所述激光雷达(41)数据进行建图并实现移动机器人(3)的精确定位和轨迹规划导航。6.如权利要求1所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述多功能防疫机器人系统包含有集成控制系统(10)，可以统一控制无人机(1)、协作机械臂(2)、移动机器人(3)；所述集成控制系统(10)包括测温动作模块(101)、消毒动作模块(102)、图像采集模块(103)、图像处理模块(104)、建图模块(105)、导航功能模块(106)、数据采集模块(107)以及移动机器人运动控制模块(108)。
7.如权利要求1所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所述远程智能监控系统(8)通过所述5G通讯模块(7)与所述集成控制系统(10)进行通讯，所述远程智能监控系统(8)包括控制模块(81)和显示模块(82)；所述控制模块(81)包括测温控制模块(811)、消毒控制模块(812)、时间设置模快(813)、车灯控制模块(814)、运动控制模块(815)；所述显示模块(82)包括机器人状态模块(821)、测温显示模块(822)、消毒显示模块(823)。8.如权利要求1所述的多功能防疫机器人系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王禹林，高璐曼，孙宇昕，辜诚杰，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：