一种智能消毒机器人的工作方法技术

本发明专利技术涉及了一种智能消毒机器人的工作方法，该方法可以定时开启，并在某个区域内自主移动工作，保证病房内各个角度都能照射到紫外线，此外，机器人安装有红外探测传感器，检测到人时可以暂时关闭紫外灯，有效保护人眼安全。

Working method of an intelligent disinfecting robot

The invention relates to a working method of an intelligent disinfection robot, which can be turned on regularly and move independently in a certain area to ensure that ultraviolet rays can be irradiated from all angles in the ward. In addition, the robot is equipped with an infrared detection sensor, and the ultraviolet lamp can be turned off temporarily when detecting a person, so as to effectively protect the patient. Eye safety.

【技术实现步骤摘要】
一种智能消毒机器人的工作方法
本专利技术涉及消毒机器人领域，尤其涉及一种主要针对医院病房日常消毒的智能消毒机器人的工作方法。
技术介绍
目前，医院的病房、诊室等关键区域与传染病人接触后，必须使用紫外线照射方法进行杀菌消毒，由于紫外光对人眼以及皮肤有伤害，通常需要在无人的情况下使用，因此，医院需要专人负责在夜间开启紫外杀菌灯进行消毒。目前的系统通常是在各个关键区域安装紫外灯，然后将所有灯的开关集中到一个地方进行统一开启和关闭，或者是需要操作人员将消毒设备推到每一个病房，单独进行消毒。这样造成的问题是，紫外灯开启时如果有人无意闯入，可能会对人造成伤害，此外，固定位置的紫外灯不一定能保证最佳的杀菌效果，某些被遮挡的位置紫外线可能照射不到。如果使用独立的紫外灯设备进行消毒，则使用人员的工作量非常大。
技术实现思路
为克服现有技术存在的以上问题，本专利技术提供了一种智能消毒机器人的工作方法，该方法不仅消毒效率高，而且降低了工作人员的劳动强度，可有效保障工作人员的人身安全。一种智能消毒机器人的工作方法，S1.在医院内不需要消毒的房间入口安装电子围栏，防止机器人进入；如果需要在多个楼层消毒，需要在电梯入口处安装定位信标，帮助机器人定位楼层以及电梯入口；S2.机器人平时为待机模式，待机模式下，机器人在充电座上充电；当机器人处于全自动工作模式时，通过设置启动时间，机器人自动启动，进入工作模式；当机器人处于手动启动模式，马上进入工作模式；S3.机器人进入工作模式后，定位模块开始工作，获取机器人当前的位置坐标，同时定位模块和建图模块共同建立环境地图；机器人开始移动以后，将每次新发现的环境地图添加到整个地图当中，地图最终将会覆盖整个医院的可检测区域；S4.机器人的控制程序在地图上随机选择一个方向，并搜索前方可以达到的区域，同时启动生物探测器；如果周围没有人，则开启紫外杀菌灯，并且在当前位置停留设定时间，通过紫外线照射杀灭周围的病菌，停留时间结束后，机器人将以当前点为圆心，半径为R的圆形区域标记为已经消毒；如果周围有人，则关闭紫外灯，等待设定时间，并且发出语音提示；S5.重复步骤S3，如果当前方向上已经没有未消毒的区域，则机器人改变方向，继续搜索，直到整个地图上的区域都消毒完成；S6.机器人工作过程中如果识别到定位信标，会在地图上记录当前楼层以及电梯位置，然后继续在本楼层工作；机器人在当前楼层完成消毒之后，检查是否还有其他楼层未消毒，如果有，则前往电梯位置，通过红外模块与电梯通信，电梯门打开后，激光雷达会扫描入口位置，机器人进入电梯前往下一个楼层；S7.当整个医院都消毒完成后，机器人会返回起点，自动充电并进入待机模式。进一步的，所述机器人安装有碰撞传感器及防跌落传感器，避免机器人在工作过程中碰撞和跌落。进一步的，所述环境地图的建立方式为增量方式。进一步，所述机器人包括移动底盘，所述移动底盘底部是移动轮组，所述移动轮组是两个主动轮结合两个万向轮、四个麦克纳姆轮、四个全向轮的任一一种。进一步，当移动轮组是两个主动轮结合两个万向轮时，其定位算法如下：1）移动底盘的两个主动轮均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取角度增量编码器的计数值，并转换为主动轮转过的角度，假设k时刻左右两个主动轮转的角度分别为和；2）机器人系统当前时刻k的航向和x、y坐标的增量为：上式中r为主动轮的半径，W为左右主动轮的间距；3）用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：k=0时，=0，=0，=0，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。进一步的，当移动轮组是四个麦克纳姆轮时，其定位算法如下：1）四个麦克纳姆轮上均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取角度增量编码器的计数值，转换为四个轮子的转速，单位为转每秒（r/s）;2）根据麦克纳姆轮的安装结构，其速度转换矩阵如下式其中a为轮子左右间距的1/2，b为轮子前后间距的1/2，D为轮子的直径；3）机器人系统的速度通过下式计算，其中为机器人X方向的速度，为机器人Y方向速度，为计算绕中心轴的角速度；4）用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：k=0时，=0，=0，=0，为算法的处理时间间隔，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。进一步的，当移动轮组是四个全向轮时，其定位算法如下：1）四个全向轮上均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取编码器的计数值，转换为四个轮子的转速，单位为转每秒（r/s）；2）根据全向轮的安装结构，其速度转换关系如下，其中L为轮子中心与机器人系统移动底盘中心的距离，为全向轮与机器人前向的夹角，D为轮子的直径；3）从上式中解算出，用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：k=0时，=0，=0，=0，为算法的处理时间间隔，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术涉及的智能机器人的工作方法，可以定时开启，并在某个区域内自主移动工作，保证病房内各个角度都能照射到紫外线，此外，机器人安装有红外探测传感器，检测到人时可以暂时关闭紫外灯，有效保护人眼安全。机器人还包含自动充电功能。附图说明图1为本专利技术的本体结构组成示意图。图2为本专利技术的移动底盘结构示意图。图3为本专利技术的移动底盘轮式结构示意图。图4为本专利技术的全向轮和麦克纳姆轮结构示意图。图5为本专利技术采用全向轮时定位算法示意图。图6为本专利技术的工作示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。如图1、图2所示，本专利技术涉及的智能机器人包括：移动底盘1、隔离罩2、紫外杀菌灯3、激光雷达4、充电座、其他附件。移动底盘包含内置电源、中央处理器、射频和红外模块、传感器组6、电机组件以及移动轮组5等；内置电源可以使用锂电池或者铅酸电池；射频模块用来识别信标，红外模块用于与电梯的控制器通信；传感器组6包含距离传感器、碰撞传感器、生物探测器以及防跌落传感器；移动轮组5由多个轮子组成，使得移动底盘1可以前后左右移动，以及原地旋转；距离传感器可以使用超声或者红外方式，传感器定时采集周围障碍物的距离，并发送给中央处理器，处理器根据周围障碍物的情况，调整移动底盘的前进方向；移动底盘的前后左右四个方向均安装生物探测器，作用是检测周围是否有人，如果有人则停止移动并关闭紫外灯，同时播放语音提示，提醒人尽快离开。防跌落传感器7用于检测前进方向是否出现台阶，如果出现，则机器人调整方向继续前进；碰撞传感器可以在碰到障碍物时给中央处理器发送紧急信号，机器人会立即停止，并调整前进的方向；机器人的移动由两轮差速控制实现，两个主动轮都安装有旋转编码器，编码器脉冲数对应轮子的转角，当周围一定距离内没有障碍物时，机器人向前运行，此时两个主动轮的转速和转向都相同，当检测到前方有障碍物时，调整两个主动轮的转速或者转向，实现转弯或者调头。隔离罩2由透明钢化玻璃制成，内部安装360度扫描雷达，并作为紫外杀菌灯3的基座。紫外杀菌灯3由多个紫外灯管和外部支架组成，每个灯管的功率相同，例如都为40W，机器人工作以后，可以根据所建立的地图的面积大小调整紫外照射的总功率。激光雷达4用于获取周围环境的距离信息，结合定位和建图模块，移动机器人在移动的过程中即可建立环境地图，并计算出自身在地图中的位置，从而指导机器人后续的运动。充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：S1.在医院内不需要消毒的房间入口安装电子围栏，防止机器人进入；如果需要在多个楼层消毒，需要在电梯入口处安装定位信标，帮助机器人定位楼层以及电梯入口；S2.机器人平时为待机模式，待机模式下，机器人在充电座上充电；当机器人处于全自动工作模式时，通过设置启动时间，机器人自动启动，进入工作模式；当机器人处于手动启动模式，马上进入工作模式；S3.机器人进入工作模式后，定位模块开始工作，获取机器人当前的位置坐标，同时定位模块和建图模块共同建立环境地图；机器人开始移动以后，将每次新发现的环境地图添加到整个地图当中，地图最终将会覆盖整个医院的可检测区域；S4.机器人的控制程序在地图上随机选择一个方向，并搜索前方可以达到的区域，同时启动生物探测器；如果周围没有人，则开启紫外杀菌灯，并且在当前位置停留设定时间，通过紫外线照射杀灭周围的病菌，停留时间结束后，机器人将以当前点为圆心，半径为R的圆形区域标记为已经消毒；如果周围有人，则关闭紫外灯，等待设定时间，并且发出语音提示；S5.重复步骤S3，如果当前方向上已经没有未消毒的区域，则机器人改变方向，继续搜索，直到整个地图上的区域都消毒完成；S6.机器人工作过程中如果识别到定位信标，会在地图上记录当前楼层以及电梯位置，然后继续在本楼层工作；机器人在当前楼层完成消毒之后，检查是否还有其他楼层未消毒，如果有，则前往电梯位置，通过红外模块与电梯通信，电梯门打开后，激光雷达会扫描入口位置，机器人进入电梯前往下一个楼层；S7.当整个医院都消毒完成后，机器人会返回起点，自动充电并进入待机模式。...

【技术特征摘要】
1.一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：S1.在医院内不需要消毒的房间入口安装电子围栏，防止机器人进入；如果需要在多个楼层消毒，需要在电梯入口处安装定位信标，帮助机器人定位楼层以及电梯入口；S2.机器人平时为待机模式，待机模式下，机器人在充电座上充电；当机器人处于全自动工作模式时，通过设置启动时间，机器人自动启动，进入工作模式；当机器人处于手动启动模式，马上进入工作模式；S3.机器人进入工作模式后，定位模块开始工作，获取机器人当前的位置坐标，同时定位模块和建图模块共同建立环境地图；机器人开始移动以后，将每次新发现的环境地图添加到整个地图当中，地图最终将会覆盖整个医院的可检测区域；S4.机器人的控制程序在地图上随机选择一个方向，并搜索前方可以达到的区域，同时启动生物探测器；如果周围没有人，则开启紫外杀菌灯，并且在当前位置停留设定时间，通过紫外线照射杀灭周围的病菌，停留时间结束后，机器人将以当前点为圆心，半径为R的圆形区域标记为已经消毒；如果周围有人，则关闭紫外灯，等待设定时间，并且发出语音提示；S5.重复步骤S3，如果当前方向上已经没有未消毒的区域，则机器人改变方向，继续搜索，直到整个地图上的区域都消毒完成；S6.机器人工作过程中如果识别到定位信标，会在地图上记录当前楼层以及电梯位置，然后继续在本楼层工作；机器人在当前楼层完成消毒之后，检查是否还有其他楼层未消毒，如果有，则前往电梯位置，通过红外模块与电梯通信，电梯门打开后，激光雷达会扫描入口位置，机器人进入电梯前往下一个楼层；S7.当整个医院都消毒完成后，机器人会返回起点，自动充电并进入待机模式。2.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述机器人安装有碰撞传感器及防跌落传感器，避免机器人在工作过程中碰撞和跌落。3.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述环境地图的建立方式为增量方式。4.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述机器人包括移动底盘，所述移动底盘底部是移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云峰，桂仲成，杨辉，贺骥，张宪文，
申请(专利权)人：上海圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31