基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人。

背景技术：

目前，室内室外杀菌消毒防疫主要采用的是紫外线、层流、过氧乙酸、巴氏消毒等，并且主要采用人工进行，这些消毒防疫方式存在以下一些缺陷，例如：耗费劳动力，有死角，存在二次污染，浓度不能控制，效率低，成本高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人，旨在解决现有的室内室外杀菌消毒防疫依靠人工进行，耗费劳动力，有死角，存在二次污染，浓度不能控制，效率低，成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人，包括驱动底盘、上壳、消毒气体发生装置、紫外灯、激光雷达传感器以及双目视觉导航传感器，所述上壳可拆卸的盖设在所述驱动底盘的上方，所述驱动底盘的前后两端的两侧分别对称的设有一麦克纳姆轮以及与所述麦克纳姆轮连接的驱动电机，所述消毒气体发生装置分别可上下和左右转动的设置在所述上壳的上方，所述紫外灯竖直的设置在所述消毒气体发生装置的上方，所述激光雷达传感器设置在所述上壳的前端部，所述双目视觉导航传感器设置在所述上壳的上方，所述上壳内设有工控机以及所述工控机电连接的可充电电池和无线通信模块，所述消毒气体发生装置内设有二氧化氯发生器和气泵，所述消毒气体发生装置的后端部设有与所述二氧化氯发生器和气泵连通的喷嘴，且所述消毒气体发生装置、紫外灯、激光雷达传感器、双目视觉导航传感器以及驱动电机均与所述工控机电连接。

进一步地，还包括支撑座、旋转支架以及第一旋转电机，所述支撑座设置在所述驱动底盘的中间的上方，所述支撑座的两端分别与所述驱动底盘的两侧固定连接，所述第一旋转电机竖直的设置在所述支撑座的上端部，所述旋转支架的下端部与所述第一旋转电机的输出轴固定连接，并随所述第一旋转电机左右转动设置，所述消毒气体发生装置可上下转动的设置在所述旋转支架内，所述紫外灯竖直的设置在所述旋转支架的顶部，所述双目视觉导航传感器设置在所述旋转支架的上端部的前端缘上，且所述第一旋转电机与所述工控机电连接。

进一步地，还包括第二旋转电机，所述第二旋转电机水平的设置在所述旋转支架的上端部的内侧壁上，所述第二旋转电机的输出轴与所述消毒气体发生装置的一侧壁固定连接，并随所述第二旋转电机上下转动设置，所述消毒气体发生装置的另一侧壁通过一转轴与所述旋转支架的上端部的内侧壁转动连接，且所述第二旋转电机与所述工控机电连接。

进一步地，所述上壳的前端部凹设有一沿宽度方向延伸的开口槽，所述激光雷达传感器位于所述开口槽的后方设置。

进一步地，所述激光雷达传感器采用rplidara2二维激光雷达传感器。

进一步地，所述第一旋转电机采用直流无刷伺服电机。

进一步地，所述第二旋转电机采用直流无刷伺服电机。

进一步地，还包括急停开关按钮，所述急停开关按钮设置在所述上壳的上端部，且所述急停开关按钮与所述工控机电连接。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：本实用新型的技术方案，通过消毒机器人顶部的消毒气体发生装置产生二氧化氯消毒气体，利用喷嘴将消毒气体快速的在室内空间扩散，分子覆盖面广，不留死角，增加消毒的覆盖面和均匀性，能有效、无死角地杀灭空气中的致病微生物，且可通过机器人顶部的紫外灯发射的紫外线可以给表面和难以触及的死角消毒，彻底清除物表与空气中的病菌，提高了效率，节省了人力成本；利用激光雷达传感器、双目视觉导航传感器、工控机以及无线通信模块，全天候实时监测感知外部周围环境，实时定位和地图构建动态规划路径，机器人能够根据设定的路线，自主进行导航避障，保证机器人实现稳定、可靠、安全的行走，按照指定的路线，自动、高效、精准的对室内进行消毒杀菌防疫，无人化自动执行定时定点消毒任务，减少人员接触，有效降低感染风险，且机器人可灵活方便的实现全方位移动，智能消毒杀菌机器人可以广泛应用于办公园区、野外作业环境、医院、学校、车站、社区等公共场所的杀菌消毒，为作业环境安全卫生发挥重要作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人的整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人另一视角的整体结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人的分解结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人。

如图1至图3所示，在本实用新型一实施例中，该基于视觉和激光传感器融合的智能消毒杀菌防疫机器人，包括驱动底盘101、上壳102、消毒气体发生装置103、紫外灯104、激光雷达传感器105以及双目视觉导航传感器106，所述上壳102可拆卸的盖设在所述驱动底盘101的上方，所述驱动底盘101的前后两端的两侧分别对称的设有一麦克纳姆轮107以及与所述麦克纳姆轮107连接的驱动电机108，所述消毒气体发生装置103分别可上下和左右转动的设置在所述上壳102的上方，所述紫外灯104竖直的设置在所述消毒气体发生装置103的上方，所述激光雷达传感器105设置在所述上壳102的前端部，所述双目视觉导航传感器106设置在所述上壳102的上方，所述上壳102内设有工控机109以及所述工控机109电连接的可充电电池110和无线通信模块111，所述消毒气体发生装置103内设有二氧化氯发生器和气泵，所述消毒气体发生装置103的后端部设有与所述二氧化氯发生器(未图示)和气泵(未图示)连通的喷嘴1031，且所述消毒气体发生装置103、紫外灯104、激光雷达传感器105、双目视觉导航传感器106以及驱动电机108分别与所述工控机109电连接。

具体地，麦克纳姆轮107可进行全方位移动，这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面；依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

具体地，还包括支撑座112、旋转支架113以及第一旋转电机114，所述支撑座112设置在所述驱动底盘101的中间的上方，所述支撑座112的两端分别与所述驱动底盘101的两侧固定连接，所述第一旋转电机114竖直的设置在所述支撑座112的上端部，所述旋转支架113的下端部与所述第一旋转电机114的输出轴固定连接，并随所述第一旋转电机114左右转动设置，所述消毒气体发生装置103可上下转动的设置在所述旋转支架113内，所述紫外灯104竖直的设置在所述旋转支架113的顶部，所述双目视觉导航传感器106设置在所述旋转支架113的上端部的前端缘上，且所述第一旋转电机114与所述工控机109电连接。

具体地，还包括第二旋转电机115，所述第二旋转电机115水平的设置在所述旋转支架113的上端部的内侧壁上，所述第二旋转电机115的输出轴与所述消毒气体发生装置103的一侧壁固定连接，并随所述第二旋转电机115上下转动设置，所述消毒气体发生装置103的另一侧壁通过一转轴(未图示)与所述旋转支架113的上端部的内侧壁转动连接，且所述第二旋转电机115与所述工控机109电连接。

具体地，所述上壳102的前端部凹设有一沿宽度方向延伸的开口槽1021，所述激光雷达传感器105位于所述开口槽1021的后方设置。

具体地，所述激光雷达传感器105采用rplidara2二维激光雷达传感器。

具体地，所述第一旋转电机114采用直流无刷伺服电机。

具体地，所述第二旋转电机115采用直流无刷伺服电机。

具体地，还包括急停开关按钮116，所述急停开关按钮116设置在所述上壳102的上端部，且所述急停开关按钮116与所述工控机109电连接。

具体地，二氧化氯气体是一种黄绿色的气体，具有强氧化性，具有很好的扩散性、穿透性、使用均匀性，随着时间的增加，二氧化氯气体逐渐分布均匀，高效灭菌的特性能更有效地发挥，杀菌效果好，可以杀灭各种微生物，其在空气消毒方面具有扩散速度快、消毒后无残留、消毒效果可靠等优点，在众多的常用消毒剂中，在相同的时间内达到同样的杀菌消毒效果，所需消毒剂的浓度，二氧化氯是最低的，二氧化氯杀菌不仅具有高效性，而且具有广谱性，对绝大多数病原微生物均有很好的杀灭效果，且不易产生抗药性，尤其对伤寒、甲肝、乙肝、脊髓灰质炎及艾滋病病毒也有良好的杀灭和抑制效果，而且除了能有效杀死微生物外，无气味残留，用二氧化氯杀菌消毒十分安全，无残留毒性。

具体地，双目视觉导航传感器属于非主动光源传感器，工作机制类似于人眼，根据三角测距的原理，通过分析两个传感器采集到的图像的差异，计算出距离信息。

激光雷达传感器主要的原理是激光测距，激光测距就是朝向特定方向发射一束光线，光线遇到物体反弹回来被接收器捕获，已知光速，通过时间便可以计算出自身与物体之间的距离。区别在于，激光测距只需要发射一次接受一次，而激光导航技术高一个维度，通过向各个方向更多点位测距，可以二维地建图或三维地建模，同时确定扫地机器人自身的位置；其二则为利用两点间的距离信息进行三角测距。

通过双目视觉导航传感器和激光雷达传感器双传感器导航，机器人可以更精准地绘制二维地图或三维模型，实现精准的自主导航定位。

具体地，本实用新型通过消毒机器人顶部的消毒气体发生装置产生二氧化氯消毒气体，利用喷嘴将消毒气体快速的在室内空间扩散，分子覆盖面广，不留死角，增加消毒的覆盖面和均匀性，能有效、无死角地杀灭空气中的致病微生物，且可通过机器人顶部的紫外灯发射的紫外线可以给表面和难以触及的死角消毒，彻底清除物表与空气中的病菌，提高了效率，节省了人力成本；利用激光雷达传感器、双目视觉导航传感器、工控机以及无线通信模块，全天候实时监测感知外部周围环境，实时定位和地图构建动态规划路径，机器人能够根据设定的路线，自主进行导航避障，保证机器人实现稳定、可靠、安全的行走，按照指定的路线，自动、高效、精准的对室内进行消毒杀菌防疫，无人化自动执行定时定点消毒任务，减少人员接触，有效降低感染风险，且机器人可灵活方便的实现全方位移动，智能消毒杀菌机器人可以广泛应用于办公园区、野外作业环境、医院、学校、车站、社区等公共场所的杀菌消毒，为作业环境安全卫生发挥重要作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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