2020年,新冠疫情的爆发,让所有人都认识到了生命的脆弱与珍贵。也意识到了自我安全防护的重要性和必要性。众所周知,卫生防疫是生物制药企业、食品加工厂、畜牧养殖场、餐厅酒店、学校以及医院手术室、病房等公共场所进行各项工作中的重中之重,而消毒则是疾病防控中的一个重要环节。通过科学合理有效全面的消毒,可以有效的避免疫病的发生,从而保障自身及他人的生命安全。由此,小组成员从当前社会防疫工作需求出发,我们设计出了这样一款具有防疫消毒功能的智能消杀机器人,由弥雾消毒机和四轮机器人底盘组成,可通过远程遥控、自主导航消毒等方式进行消毒作业,可代替工作人员进入高污染环境进行消毒作业。通过机器人的自主运算和运动,几乎可以完全实现无人化作业。在减轻人力和提高生产力的同时,安全系数得到了大大的加强。本产品可以对于小巷,楼道等狭小的地方进行消毒,有视觉识别,远程操作,精准喷投的功能,能够很好地杜绝非必要人员与疫情区域的接触。这使人员的安全得到了保障,同时机器人的工作效率要远远高于人工水平,能够超出预料地完成作业任务。
基于消毒机器人设计原理、创新思想与市场应用前景的分析,团队将从消毒机器人进行改造设计来提高消毒效率,自动化程度,自身防护能力,和对环境的适应能力。
(1)解决人工消毒对人类有危害的问题,进行远程半自动化操作,按照提前规划的路线进行消杀工作,减少人员污染。
(2)生活的快节奏,也使不少人忽视了消毒的重要性。而这款消毒机器人的智能连接,不仅使我们将时间高效地利用到更需要的地方,还能够实时监测到消杀实况。机器人还能自动规划路径及躲避障碍,从而有效地进行工作,降噪功能还能减少机器人工作时对人类正常生活的影响。为了减轻人工的负担、保证操作人员的安全,我们为机器人配备了智能模块,其中包括自感知模块、视觉雷达、机器学习算法、机器人云、激光雷达、超声波雷达等,以实现机器人的自动化。操作人员能在平板控制终端上建立消毒任务,选择消毒目的地与消毒时间等,然后机器人通过激光雷达导航定位来自主移动到目的地,接着利用视觉和自感知模块对消毒场所进行自动场景识别,根据场景的不同(医院、学校、酒店、道路等不同场所)选择不同的消毒水平与消毒方式。
设计原理
消毒机器人包括药品监测,人体监测,判断消毒成果等感知模块。为了克服在作业通道的狭窄等环境内运转空间有限的问题并进一步提高消毒机器人运行过程中的平稳性,我们采用麦克纳姆轮,采用全向驱动技术,加之麦克纳姆轮的独特运行方式,全向智能移动平台能够在任意方向上实现平移和原地旋转。借助这一强大的机动性,可以在狭小的空间内对车辆进行快速定位。具体的行走方式为直行、斜行、横行、S形行进、零半径任意角度旋转等。机器人头部配合机身运动也可实现全方位无死角喷洒消毒药品,提高消毒效率。
为了减轻人工的负担、保证操作人员的安全,我们为机器人配备了智能模块,其中包括自感知模块、视觉雷达、机器学习算法、机器人云、激光雷达、超声波雷达等,以实现机器人的自动化。操作人员能在平板控制终端上建立消毒任务,选择消毒目的地与消毒时间等,然后机器人通过激光雷达导航定位来自主移动到目的地,接着利用视觉和自感知模块对消毒场所进行自动场景识别,根据场景的不同(医院、学校、酒店、道路等不同场所)选择不同的消毒水平与消毒方式。
除此之外机器人能够实现快速和多手段复合消毒;针对不同区域实现定点分类消毒;优化消毒模式及运动路径,减少资源浪费;丰富消毒材料种类,点分类消毒;优化消毒模式及运动路径,减少资源浪费;丰富消毒材料种类,
实现药品智能配比、输送,实时监测用品流量,提高消毒成效;具备人体检测功能,防止对人员造成伤害;可精准检测医护人员、患者等形体轮廓,实现快速定位消杀;实现消毒清洁一体化操作,讲消毒、清扫、烘干等一次性进行到底,只需按需提前规划操作;实现环境样本回收,搜集消毒区域样本,帮助检测人员快速判断消毒成果;提高产品自身防护等级,可进入高辐射、高温、高病菌场所开展作业;还可对机器本身拓展到农业等大规模式喷洒消毒等。
设计方案
1.1总体设计
智能消杀机器人,由弥雾消毒机和四轮机器人底盘组成,可通过远程遥控、自主导航消毒等方式进行消毒作业,适用于多种公共场所的作业,也可代替工作人员进入高污染环境进行消毒作业。
通过机器人的自主运算和运动,几乎可以完全实现无人化作业。在减轻人力和提高生产力的同时,安全系数得到了大大的加强。本产品可以对于小巷,楼道等狭小的地方进行针对性消毒,有视觉识别,远程操作,精准喷投的功能,能够很好地杜绝非必要人员与疫情区域的接触。这使人员的安全得到了保障,同时机器人的工作效率要远远高于人工水平,能够超出预料地完成作业任务。
2.1功能介绍
2.1.1具有喷洒消毒功能
消毒机器人喷洒口采用360度旋转设计,喷酒消毒液无死角消毒,更方便更全面。
2.1.2具有自主规划及避障功能
消毒机器人可以提前规划消毒路径,保证在最短的时间内完成室内多点消毒。消毒机器人能够通过360度的全息感知系统,实时感知室内环境,在进行消毒作业时自动避让行人2.1.3具有智能连接功能
消毒机器人可利用蓝牙连接,实现多种操作,通过蓝牙模块将机器人的各种功能都能在无人的情况下进行实现。
消毒机器人可利用蓝牙连接,实现多种操作,通过蓝牙模块将机器人的各种功能都能在无人的情况下进行实现。
蓝牙连接:一种机器人远程控制装置,它包括手机端、公网服务器、控制板、机器人控制器、摄像头,手机终端、控制板通过无线网络与公网服务器连接,控制板设置有单片机、USB 端口、蓝牙适配器,控制板通过数据线与摄像头连接,控制板通过蓝牙适配器与机器人控制器蓝牙连接,机器人控制器与机器人驱动系统连接。所述的控制板通过无线网卡与公网服务器连接。通过智能终端-手机连接机器人并且流畅接收由图像传感器捕获到的视频,根拒实时图像操控机器人完成各项活动。本装置通过3G网络和蓝牙的组合,构建一个覆盖近距离及远程场合的人机交互控制系统,使得随时随地的、全方位的智能机器人多媒体信息交流和控制得以实现。所属的控制板固定设置在机器人机体上,控制板与摄像头的USB线固定连接,其驱动系统包括三个电机驱动,控制器通过蓝牙与控制板连接。所述的公网服务器选用可上网PC机,其软件环境为PHP+MYS QL,安装PHP 5、MYS QL数据库以及数据库管理程序,所帮软件均为开源免费软件,可以在其网站上下载,采用固定IP的动态域名搭建公网服务器,操作用户通过浏览器访问即可实现登陆操作。机器人数据发送端涉及连接的主要是跟接收端的远程交互,以5G无线网为载体输送文字信息并接收视频数据;同时机器人发送端和操作者手机端之间的交互主要通过公网服务器软件操作界面来实现。将控制板与机器人控制器进行蓝牙配对连接,同时控制板通过无线网卡拔号上网与公网服务器连接,手机通过5G无线网络登录服务器,获取数据并发送指合控制机器人控制器驱动电机,完成对机器人的远程控制操作。
2.1.4具有自动减少噪音程度功能
在智能机器人进行工作的时候可以自动进行消音处理,减少噪音程度。
2.1.5具有长时间工作功能
消毒机器人可以长时间的进行一作,续航能力可以达到一个月充电一次。
1超长续航电池;
(1)能量高,支持超长续航。
(2)充电又快又便利。
(3)低衰减,寿命长。
(4)安全性高。
(5)高性价比。
4.1创新点介绍
(1)消毒机器人可以提前规划消毒路径,保证在最短的时间内完成室内多点消毒。
(2)消毒机器人能够通过360度的全息感知系统,实时感知室内环境,在进行消毒作业时自动避让行人。
(3)在消毒过程中,机器人通过语音播报,提醒行人规避,保证行人的安全。
(4)在智能机器人进行工作的时候可以自动进行消音处理,减少噪音程度。
(5)消毒机器人可以长时间的进行工作,续航能力可以达到一个月充电一次
在疫情防控工作中,“消毒”是一大重要的环节。但真人消毒不仅效率较低,而且难以确保消毒彻底性和人员的人身安全。在疫情防控过程中四轮式消毒机器人代替真人深入病区,彻底而快速的做好消毒工作,卫生死角都能妥善处理。不仅解决了前线的人员不足等问题,还有效防止备类病原体在医院内的传播,减少了感染传播的风险,做出了积极贡献。并且消毒机器人能够实现快速和多手段复合消毒;针对不同区域实现定点分类消毒;优化消毒模式及运动路径,减少资源浪费;丰富消毒材料种类,实现药品智能配比、输送,实时监测用品流量,提高消毒成效;具备人体检测功能,防止对人员造成伤害;可精准检测医护人员、患者等形体轮廓,实现快速定位消杀;实现消毒清洁一体化操作,讲消毒、清扫、烘干等一次性进行到底,只需按需提前规划操作;实现环境样本回收,搜集消毒区域样本,帮助检测人员快速判断消毒成果;提高产品自身防护等级,可进入高辐射、高温、高病菌场所进行消毒,还可实现农田养殖场等生产性场所进行药物和水体喷洒。