[發(fā)明專利]一種輪式智能消殺機(jī)器人及消殺的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110368418.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113082265A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許家紫;王群京;李國(guó)麗;劉國(guó)華;文彥;韓琪玥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L2/22
• 分類號(hào): A61L2/22;A61L2/24;A61L2/26;A61L9/14;G01S17/93;G01S17/931;G01S15/931;G01S15/93
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

1.一種輪式智能消殺機(jī)器人，其特征在于：包括輪式底盤(1)、儲(chǔ)液桶(2)和噴霧系統(tǒng)(3)；其中，輪式底盤(1)包括前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4)、后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)、避障導(dǎo)航系統(tǒng)(6)、控制系統(tǒng)(7)、電池(8)、照明燈(11)、雙向語音對(duì)講系統(tǒng)(12)和報(bào)警器(13)；所述照明燈(11)、雙向語音對(duì)講系統(tǒng)(12)和報(bào)警器(13)均設(shè)置在輪式底盤(1)的前端，雙向語音對(duì)講系統(tǒng)(12)可實(shí)現(xiàn)雙向語音對(duì)講和智能循環(huán)播報(bào)，報(bào)警器(13)在避障導(dǎo)航系統(tǒng)(6)檢測(cè)到有障礙物且無法避開時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示；

所述前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4)和后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)用于消殺機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)行進(jìn)；

所述避障導(dǎo)航系統(tǒng)(6)是由多個(gè)超聲波傳感器(61)和激光雷達(dá)(62)組成，超聲波傳感器(61)分布在輪式底盤(1)的前后左右，實(shí)現(xiàn)車體外360°范圍內(nèi)障礙物探測(cè)，當(dāng)機(jī)器人遇到障礙時(shí)，超聲波傳感器(61)會(huì)觸發(fā)信號(hào)并反饋到控制系統(tǒng)(7)，控制系統(tǒng)(7)根據(jù)障礙物信息自行調(diào)整行進(jìn)路線，保證機(jī)器人有效避障；激光雷達(dá)(62)設(shè)置在儲(chǔ)液桶(2)的上方，位于機(jī)器人的最頂端，利用激光雷達(dá)(62)和算法實(shí)現(xiàn)三維建圖，多點(diǎn)導(dǎo)航和路徑規(guī)劃；

所述控制系統(tǒng)(7)分為上層控制系統(tǒng)和下層控制系統(tǒng)，上層控制系統(tǒng)用于接收超聲波傳感器(61)、激光雷達(dá)(62)、角度位移傳感器(44)、旋轉(zhuǎn)編碼器(53)和液位傳感器(21)分別所探測(cè)的路徑信息、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速信息和液位信息，并結(jié)合探測(cè)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，下層控制系統(tǒng)用于發(fā)送指令控制直線電機(jī)(43)，差速電機(jī)(52)，水泵(31)和電磁閥(32)；

所述前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4)包括前橋總成(41)、車橋固定架(42)、直線電機(jī)(43)和角度位移傳感器(44)，前橋總成(41)通過車橋固定架(42)固定在輪式底盤(1)的底部；直線電機(jī)(43)通過鉸接件與前橋總成(41)連接，通過直線電機(jī)(43)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)前輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向；角度位移傳感器(44)設(shè)置在前輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前輪轉(zhuǎn)向的角度，并傳輸給控制系統(tǒng)(7)；

所述后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)包括后橋總成(51)、車橋固定架(42)、差速電機(jī)(52)和旋轉(zhuǎn)編碼器(53)，后橋總成(51)通過車橋固定架(42)固定在輪式底盤(1)的底部；差速電機(jī)(52)焊接在后橋總成(51)上，通過差速電機(jī)(52)將動(dòng)力傳輸?shù)胶筝啠恍D(zhuǎn)編碼器(53)設(shè)置在差速電機(jī)(52)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)后輪的轉(zhuǎn)速，并傳輸給控制系統(tǒng)(7)；

所述儲(chǔ)液桶(2)放置在輪式底盤(1)上方，內(nèi)部設(shè)置有隔板，可有效減少機(jī)器人行駛過程中消毒液的波動(dòng)，增加輪式智能消殺機(jī)器人的穩(wěn)定性；儲(chǔ)液桶(2)側(cè)面設(shè)置有上中下若干個(gè)液位傳感器(21)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)液桶(2)內(nèi)部消毒液的液位，當(dāng)液位到達(dá)最低閾值時(shí)，控制系統(tǒng)(7)向用戶發(fā)出低液位提醒同時(shí)停止水泵(31)工作，及時(shí)補(bǔ)充消毒液；儲(chǔ)液桶(2)側(cè)下方設(shè)置有出水口(22)，出水口(22)與水泵(31)進(jìn)水口連通；

所述噴霧系統(tǒng)(3)包括水泵(31)、電磁閥(32)和霧化噴頭(33)，水泵(31)的進(jìn)水口與儲(chǔ)液桶(2)的出水口(22)連通，水泵(31)的出水口與電磁閥(32)的進(jìn)水口連通，電磁閥(32)的出水口與霧化噴頭(33)連通；所述霧化噴頭(33)在輪式底盤(1)的側(cè)方和后方可設(shè)置有若干組，依據(jù)機(jī)器人的大小和消殺面積，也可以設(shè)置為三、四、五或者其他數(shù)量；所述霧化噴頭(33)是萬向噴頭，可自由旋轉(zhuǎn)至所需要的角度，增大噴灑面積；

所述水泵(31)受控于控制系統(tǒng)(7)，通過控制水泵(31)的電壓大小調(diào)節(jié)霧化噴頭(33)的出水量和噴射距離的遠(yuǎn)近；所述電磁閥(32)的數(shù)量與霧化噴頭(33)的數(shù)量一致，一對(duì)一調(diào)控，通過控制電磁閥(32)的開合控制霧化噴頭(33)是否噴射，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)位置的精準(zhǔn)殺菌消毒，避免重復(fù)噴灑的浪費(fèi)，當(dāng)霧化噴嘴(33)的數(shù)目為四個(gè)時(shí)，可以控制一個(gè)霧化噴嘴(33)的噴射方向?qū)?zhǔn)預(yù)定目標(biāo)的中心，其它三個(gè)霧化噴嘴(33)關(guān)閉。

2.一種輪式智能消殺機(jī)器人在空曠場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧消殺的方法，利用權(quán)利要求1所述的輪式智能消殺機(jī)器人，其特征在于：實(shí)現(xiàn)過程如下：

步驟一：將空曠場(chǎng)景定義X,Y方向，測(cè)量并輸入場(chǎng)地大小X,Y的數(shù)值，并根據(jù)場(chǎng)地大小設(shè)置機(jī)器人螺旋式行進(jìn)的間距D；

步驟二：將機(jī)器人停放在起點(diǎn)位置，保證車頭方向與Y方向一致；

步驟三：若X＝n，Y＝m，且m,n＞2D，則機(jī)器人打開水泵和電磁閥，按照螺旋線行進(jìn)路線進(jìn)行噴霧消殺，機(jī)器人每次縮小距離為2D，當(dāng)Xn，Yn均小于D時(shí)，關(guān)閉水泵及電磁閥，機(jī)器人按照最小距離返回原點(diǎn)；

步驟四：若X＝0，Y＝n，則機(jī)器人打開水泵和電磁閥，按照指定速度勻速前進(jìn)，到達(dá)終點(diǎn)后原地旋轉(zhuǎn)180°直線返回原點(diǎn)，關(guān)閉水泵及電磁閥；

步驟五：若X＝n，Y＝0，則機(jī)器人打開水泵和電磁閥，原地旋轉(zhuǎn)90°，按照指定速度勻速前進(jìn)，到達(dá)終點(diǎn)后原地旋轉(zhuǎn)180°直線返回原點(diǎn)，關(guān)閉水泵及電磁閥；

步驟六：機(jī)器人進(jìn)行過程中，避障導(dǎo)航系統(tǒng)(6)始終開啟，當(dāng)超聲波傳感器(61)檢測(cè)機(jī)器人一側(cè)或兩側(cè)有障礙物時(shí)，利用激光雷達(dá)(62)三維建圖，自動(dòng)規(guī)劃避障路線，避障后自動(dòng)回歸原路線；當(dāng)超聲波傳感器(61)檢測(cè)到至少三側(cè)均有障礙，無法自動(dòng)避障，則報(bào)警器(13)發(fā)出報(bào)警，人工進(jìn)行障礙排除，障礙排除后回歸原路線。