一种智能消毒机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种智能消毒机器人，包括移动底盘和消毒组件，所述移动底盘的底盘外壳表面底部设置有电容式感应传感器，所述电容式感应传感器用于有效检测到周围物体并避开；所述消毒组件包括消毒外壳、支撑件和紫外线灯管组；所述消毒外壳的底部设置有深度摄像头，用于分析机器人前方环境信息辅助建图和避障；所述消毒组件与所述移动底盘之间通过连接件连接，所述连接件表面设置有激光雷达。本发明专利技术设置了电容式传感器、深度摄像头和激光雷达进行多种方式的避障，采用视觉技术，可以对空间物体做到避障，尤其是行进中的工作人员；全向轮个数为三个，可以实现快速、全角度转向避障。全角度转向避障。全角度转向避障。

【技术实现步骤摘要】
一种智能消毒机器人


[0001]本专利技术属于消毒机器人
，涉及一种智能消毒机器人，尤其是一种移动式灭菌机器人。

技术介绍

[0002]近几年，机器人控制技术发展迅速，基于ROS操作平台和Linux操作系统的机器人可以针对复杂多变的环境运行大型的控制算法。基于此，将其与现有的搭载嵌入式平台的移动机器人相结合有着远大的前景。本专利技术基于此针对目前市场的消毒机器人作了改进升级。
[0003]目前，移动消毒机器人得消毒方式主要是紫外线消毒，其原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。近年来紫外线消毒机器人得市场规模持续增长，通过观察市场上得消毒机器人，不难发现，现有的机器人从控制方式可分为两类：一种是手柄遥控的，这种机器人需要操作人员手动控制机器人去执行消毒作业；另一种则是操作人员预先规划好路径的自动移动机器人。这两类机器人尚存在如下缺点：一、虽然有了一定的智能化，但仍需人工操作；二、针对复杂的场景能否做到安全避障不能保证。
[0004]基于此，本专利技术设计一款无需人工操作、自动杀菌，复杂环境下鲁棒性较强的智能消杀机器人。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种智能消毒机器人。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的设计方案是：
[0007]一种智能消毒机器人，包括移动底盘和消毒组件，其中：/>[0008]所述移动底盘底部设置有底板，所述底板上表面通过自锁螺钉固定有电源模块、主控模块和电机驱动芯片，通过电机支架固定有直流减速电机组；所述直流减速电机组包括一个或多个直流减速电机；所述底板下表面水平设置有陀螺仪，用于实时检测机器人自身的姿态以及纠正机器人的偏移；所述底板侧边设置有全向轮组；所述电机驱动芯片与所述直流减速电机组电性连接；所述直流减速电机组用于驱动所述全向轮组；
[0009]所述移动底盘还包括底盘外壳，所述底盘外壳表面底部设置有电容式感应传感器，所述电容式感应传感器用于有效检测到周围物体并避开；
[0010]所述消毒组件包括消毒外壳、支撑件和紫外线灯管组；所述支撑件的周围间距设置有竖向延伸的灯管安装位，所述紫外线灯管组立式安装于灯管安装位；所述紫外线灯管组包括一个或多个紫外线灯管；所述紫外线灯管组与所述电源模块电性连接；
[0011]所述消毒外壳的底部设置有深度摄像头，用于分析机器人前方环境信息辅助建图和避障；
[0012]所述消毒组件与所述移动底盘之间通过连接件连接，所述连接件表面设置有激光雷达。
[0013]进一步地，所述全向轮组包括三个全向轮，所述三个全向轮呈中心对称设置在所述底板侧边，之间夹角为120
°
；每个所述全向轮的宽度大于等于2cm，承载能力大于等于60kg。
[0014]进一步地，所述外壳表面还设置有自锁式紧急旋钮开关、电池充电接口、数字显示屏和维修接口，所述自锁式紧急旋钮开关用于在紧急情况下关闭机器人，所述数字显示屏用于显示机器人的电量，所述维修接口用于机器人后期维护；所述电池充电接口与所述电源模块信号连接以进行充电。
[0015]进一步地，所述消毒外壳的顶部设置有触控显示屏，用于可视化选择机器人控制模式、显示机器人的自建地图、机器人自身状态。
[0016]进一步地，所述激光雷达的水平视角大于270
°
，激光波长为905nm，人眼安全等级一级，测量距离大于等于25m，用于采集周围环境的参数以便构建地图。
[0017]进一步地，每个所述紫外线灯管的辐照强度大于等于400μm/cm2。
[0018]进一步地，所述支撑件表面涂覆有反光材料，保证紫外线能量的高效利用。
[0019]进一步地，所述深度摄像头的近视场视野范围大于等于700*700mm，远视场视野范围大于等于1400*1150mm；Z轴精度大于等于5mm，深度测量范围大于等于700mm。
[0020]本专利技术还提供了一种智能消毒机器人控制方案，包括如下步骤：
[0021]步骤1：机器人自主探索式建立地图并更新地图；
[0022]步骤2：机器人完成地图构建后回到起始位置待机；
[0023]步骤3：选择机器人的运动模式、消毒时间、路径模式；
[0024]步骤4；机器人进入消毒模式，开始工作；
[0025]步骤5：机器人消毒完成后存储数据并发送到云端并回到起始点待机。
[0026]具体地，所述步骤1中，所述自主探索包括机器人物理信息获取模块、路径规划计算模块、数据储存模块。所述物理信息模块包括机器人通过传感器激光雷达采集外界环境的数据传给控制器，摄像头采集机器人前方的物体信息传给控制器，陀螺仪的位姿信息和里程计的位移信息传给控制器。
[0027]具体地，路径规划计算模块执行以下步骤：更新地图并生成前沿点，判断是否还存在前沿点；若是，则对前沿点进行评价和筛选，规划路径后机器人自主导航去前沿点，而后更新地图；若否，则结束路径规划和导航。
[0028]具体地，所述步骤2中，机器人采用RRT随机搜索算法探索式建图。
[0029]具体地，所述步骤3中，机器人的运动模式主要包括速度和路径，其中速度分为匀速运行模式和变速运行模式，路径模式分为直线模式和曲线模式以及旋转式；机器人的消毒时间可以根据需求进行设定。
[0030]具体地，所述步骤5中，所述地图数据包括点云数据、深度图像数据。所述云端为云端服务器，包括云端硬盘，以便储存。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]1.本专利技术是一种移动机器人，基于ROS操作平台，采用激光雷达进行SLAM建图，融合激光雷达以及深度摄像头数据对周围的动静态障碍物避障，实现高精度定位，采用随机
搜索算法自主探索，并结合避障传感器，实现公共场所无人控制，自主消毒。
[0033]2.本专利技术设置了电容式传感器、深度摄像头和激光雷达进行多种方式的避障，采用视觉技术，可以对空间物体做到避障，尤其是行进中的工作人员。
[0034]3.本专利技术采用全向轮系底盘，全向轮个数为三个，可以实现快速、全角度转向避障，且相较于普通消毒机器人，它可以螺旋式前进，在同样单位时间内，杀菌效果更强，效率更高。
[0035]4.本专利技术相较于传统移动机器人，避障效果更强，应用更加广泛。在医院、办公室等特殊场所均可正常工作。
附图说明
[0036]图1是本专利技术结构示意图；
[0037]图2是本专利技术主视图；
[0038]图3是本专利技术侧视图；
[0039]图4是本专利技术仰视图；
[0040]图5是本专利技术底盘结构俯视图；
[0041]图6是本专利技术智能消毒机器人工作流程图。
[0042]图中标记：
[0043]1、移动底盘；101、底板；102、电源模块；103、主控模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能消毒机器人，其特征在于，包括移动底盘(1)和消毒组件(2)，其中：所述移动底盘(1)底部设置有底板(101)，所述底板(101)上表面固定有电源模块(102)、主控模块(103)、电机驱动芯片(104)和直流减速电机组(105)；所述直流减速电机组(105)包括一个或多个直流减速电机；所述底板(101)下表面水平设置有陀螺仪(106)，用于实时检测机器人自身的姿态以及纠正机器人的偏移；所述底板(101)侧边设置有全向轮组(107)；所述电机驱动芯片(104)与所述直流减速电机组(105)电性连接；所述直流减速电机组(105)用于驱动所述全向轮组(107)；所述移动底盘(1)还包括底盘外壳，所述底盘外壳表面底部设置有电容式感应传感器(108)，所述电容式感应传感器(108)用于有效检测到周围物体并避开；所述消毒组件(2)包括消毒外壳(201)、支撑件(202)和紫外线灯管组(203)；所述支撑件(202)的周围间距设置有灯管安装位，所述紫外线灯管组(203)立式安装于灯管安装位；所述紫外线灯管组(203)包括一个或多个紫外线灯管；所述紫外线灯管组(203)与所述电源模块(102)电性连接；所述消毒外壳(201)的底部设置有深度摄像头(205)，用于分析机器人前方环境信息辅助建图和避障；所述消毒组件(2)与所述移动底盘(1)之间通过连接件(3)连接，所述连接件(3)表面设置有激光雷达(301)。2.根据权利要求1所述的智能消毒机器人，其特征在于，所述全向轮组(107)包括三个全向轮，所述三个全...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，江程东，孙芳芳，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：