一种便携式智能消毒机器人、消毒路径控制方法及芯片与流程

本发明涉及消毒设备技术领域，特别是涉及到一种便携式智能消毒机器人、消毒路径控制方法及芯片。

背景技术：

本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的

技术实现要素：
，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

目前消毒方式主要使用人工喷洒消毒液来进行的，需要耗费大量的人工和时间，但是很容易造成消毒的盲区及死角，此外目前市场上的消毒机多为固定式，对消毒设备近距离的空气及物体表面能起到良好消毒的作用，但对远距离的空气及物体表面的消毒效果明显下降，如要对其它地方消毒，就需要将消毒设备人工移动到指定的地方再进行消毒，且在消毒设备完成消毒作业后，需要人工将机器移动到指定的位置进行存放，使用不便，影响消毒效果。

近年来，在床上用品领域出现解决上述问题的技术，例如：中国专利申请号cn201710803069.1公开的一种床用自动消毒的机器人装置，这个专利技术方案虽然不用通过改造床体本身来增加消毒装置，但是需要在床体上铺设轨迹布，并在轨迹布上设置有磁性轨道、光学轨道或颜色轨道，同时机器人本体上还需要专门设置对应的轨道信号传感器去接受轨道的引导信号。使用上述机器人的过程中，该技术方案中设置的轨迹布限制机器人的工作范围，不利于对工作区域进行全面杀菌消毒，并且装设的轨道信号传感器增加机器人的制造成本和自动运行过程中的运算资源。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种小型化的便携式智能消毒机器人，该便携式智能消毒机器人使用即时定位和地图构建方法完成工作区域表面的消毒杀菌工作，本发明提出以下技术方案：

一种便携式智能消毒机器人，包括：具有吸尘孔的底盘；采集模块，由底盘承载并布置为朝向待消毒区域的表面，用于接收并响应来自待消毒区域的表面的位置信息；驱动模块，包括左驱动轮和右驱动轮，连接于底盘的相对侧并构造为驱动便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面移动；还包括：消毒模块，包括消毒灯，消毒灯设置在底盘的吸尘孔的上方，且设置于驱动模块的左驱动轮和右驱动轮之间的支撑架上；控制模块，与采集模块、驱动模块和消毒模块存在电气连接，用于根据采集模块的位置信息确定驱动模块和消毒模块同时工作的消毒位置，并响应采集模块而调整便携式智能消毒机器人的消毒路径，以防止便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面边缘位置跌落。相对于现有技术，该技术方案在不设置引导轨道的前提下，根据位置信息实现自主确定移动路径、消毒位置，可以控制便携式智能消毒机器人按照确定的移动路线和消毒位置进行消毒作业，既可以进行充分消毒，又避免消毒不到位等问题，提高消毒效果。并且该便携式智能消毒机器人为床体的外部便携式部件，无需对床体进行改造，其制造成本较低，方便携带和使用，较为便利。

进一步地，所述待消毒区域的表面的位置信息包括地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置。本实施例通过获取所述待消毒区域的地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置，有利于合理地确定消毒位置，以便实现对所述待消毒区域的充分消毒，或者可以按照合理的移动路径进行消毒，或移动路径与消毒位置相结合等对所述待消毒区域进行充分消毒。

进一步地，所述采集模块包括用于感测所述待消毒区域的表面上与障碍物距离的红外距离传感器、以及用于防止在所述待消毒区域的表面边缘位置跌落的红外悬崖传感器。其中，红外悬崖传感器用于测量所述待消毒区域与地面的距离，以防止所述便携式智能消毒机器人出现跌落危险。

进一步地，所述便携式智能消毒机器人还包括储尘盒，该储尘盒的输入口与所述吸尘孔之间存在一个空气通道，该空气通道在所述消毒灯的辐射范围内。该技术方案在杀菌消毒的同时实现吸尘，从而实现全方位的消毒。

进一步地，所述储尘盒和所述吸尘孔表面设有抗菌涂层。解决了消毒不全面，有消毒死角的问题。

一种利用上述便携式智能消毒机器人的消毒路径控制方法，该消毒路径控制方法实施于具有至少一个开放边缘的待消毒区域内，具体包括：步骤1、所述控制模块通过所述驱动模块控制所述便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面开启自主移动，并控制所述采集模块接收并响应来自待消毒区域的位置信息；步骤2、在继续驱动所述便携式智能消毒机器人移动的同时，根据所述采集模块接收并响应的位置信息确定消毒位置，并在所述控制模块中实时构建待消毒区域的环境地图；步骤3、根据步骤2实时构建的待消毒区域的环境地图及所述采集模块接收并响应的位置信息规划出相应的消毒路径，并依据该消毒路径圈定的消毒区域范围设定一个预设消毒次数；其中，消毒区域范围大小与预设消毒次数存在正相关关系；步骤4、控制所述便携式智能消毒机器人按照步骤3所述的消毒路径反复移动，完成预设消毒次数的消毒作业。本发明可根据待消毒区域的环境信息进行预设消毒次数的消毒作业，既可依靠自主构建的地图进行充分消毒，又能避免消毒不到位等问题，提高了消毒效果。

进一步地，所述步骤2还包括：在继续驱动所述便携式智能消毒机器人移动的过程中，当所述采集模块接收到所述待消毒区域的表面边缘位置的悬崖反射信息时，所述采集模块向所述控制模块作出响应信息；根据所述采集模块作出的响应信息，所述驱动模块控制所述便携式智能消毒机器人从第一消毒位置移动到第二消毒位置继续消毒，改变所述便携式智能消毒机器人的运动方向，使得所述便携式智能消毒机器人被引导离开所述开放边缘。该技术方案通过接收所述待消毒区域的表面边缘位置处反射的辐射信号，来控制机器人避免跌落，从而维持机器人在所述待消毒区域的表面往复地进行消毒作业，节约时间，杀菌消毒的效率较高。

进一步地，所述位置信息还包括细菌数量，所以，所述步骤3具体包括：步骤31、控制所述便携式智能消毒机器人在所述消毒路径上实时采集当前位置的细菌数量，获取对应表中所对应的消毒周期；步骤32、若实时采集的细菌数量大于第一预定值，则在所述环境地图中标记当前位置为所述消毒位置，否则控制所述便携式智能消毒机器人沿着所述消毒路径采集下一个位置的细菌数量；步骤33、结合规划出的所述消毒路径，控制所述便携式智能消毒机器人按照消毒周期进行一次消毒作业；步骤34、当按照消毒周期进行消毒完成时，若实时采集的细菌数量大于第二预定值，则按照消毒周期继续在所述消毒路径中进行消毒作业，否则判断消毒作业的次数是否达到所述预设消毒次数，是则结束，否则按照消毒周期继续在所述消毒路径中进行消毒作业；其中，所述对应表为所述细菌数量和消毒时间的对应表；第一预定值大于第二预定值。本技术方案根据所述细菌数量确定消毒时间，本实施例基于消毒时间所处理的细菌数量来判断消毒是否充分，当消毒不充分时可通过设定一个所述预设消毒次数在所述消毒路径上补充消毒，避免了消毒不到位的情况。

进一步地，所述消毒路径控制方法还包括：开启所述消毒灯后，所述消毒灯发射的紫外光透过所述吸尘孔，在所述待消毒区域的表面打出光斑；当打出的光斑靠近所述待消毒区域的表面边缘位置时，调整所述消毒路径的方向和大小，使得光斑在所述待消毒区域的表面扫射的有效面积最大。

一种芯片，该芯片内置于所述便携式智能消毒机器人中，用于控制所述便携式智能消毒机器人执行所述消毒路径控制方法，提高所述便携式智能消毒机器人的消毒效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种便携式智能消毒机器人的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种基于所述便携式智能消毒机器人的消毒路径控制方法的流程图。

图3为本发明实施例提供的一种基于细菌数量的消毒路径控制方法的流程图。

其中，附图标记：

101：便携式智能消毒机器人的底盘；102：驱动模块；1021：左驱动轮，1022:右驱动轮；103：消毒灯；104：采集模块；105：控制模块；106：底盘的吸尘孔；107：储尘盒；1071：储尘盒的输入口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种便携式智能消毒机器人，如图1所示，该便携式智能消毒机器人包括：具有吸尘孔106的底盘101、驱动模块102、采集模块104、控制模块105和消毒模块。其中，采集模块104由底盘101承载并布置为朝向待消毒区域的表面，用于接收并响应来自待消毒区域的表面的位置信息，具体地，采集模块104包括用于感测所述待消毒区域的表面上与障碍物距离的红外距离传感器、以及用于防止在所述待消毒区域的表面边缘位置跌落的红外悬崖传感器，图1的采集模块104可以是红外悬崖传感器，其探头布置为朝向待消毒区域的表面，所以，采集模块104通过测量所述待消毒区域与地面的距离来防止所述便携式智能消毒机器人出现跌落危险。

驱动模块102包括左驱动轮1022和右驱动轮1021，连接于底盘101的相对侧并构造为驱动便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面移动，左驱动轮1022和右驱动轮1021沿相反方向安装在底盘101的相对侧以调节机器人的移动，驱动模块102还包括万向轮（图中未示出），所述万向轮可旋转地安装在底盘101的前部处，使得便携式智能消毒机器人在行走至转弯处时通过万向轮进行转向，万向轮配合左驱动轮1022和右驱动轮1021支撑便携式智能消毒机器人，以稳定便携式智能消毒机器人的物理位置并防止便携式智能消毒机器人翻倒。

该便携式智能消毒机器人还包括：消毒模块，包括消毒灯103，消毒灯103设置在底盘101的吸尘孔106的上方，且设置于驱动模块102的左驱动轮1022和右驱动轮1021之间的支撑架处（图中未表示出）；在便携式智能消毒机器人移动的过程中，消毒灯103产生的光线可以透过吸尘孔106在床体、床单或被褥表面进行杀菌消毒，消毒灯103的工作温度在250度~400度之间，消毒灯103属于冷光源，不存在散热问题，具有较好的杀菌消毒功能，并且工作温度适宜，不会出现温度过高而烫伤使用人员的问题。在本实施例中消毒灯103被密闭安装在金属材料罩内，仅仅通过几毫米宽的狭长光缝朝下，透过吸尘孔106对着床单来执行消毒任务。在具体使用时可以通过遥控装置进行远程操作，甚至通过于机界面，远程自动控制:启动、消毒、关闭，从而避免了操作人员近距离使用时会对人体产生伤害的问题。

所述便携式智能消毒机器人还包括储尘盒107，该储尘盒107的输入口1071与吸尘孔106之间存在一个空气通道（图1中未表示出），该空气通道在消毒灯103的辐射范围内，消毒灯103可以对空气通道的气体进行消毒杀菌；所述便携式智能消毒机器人内设有储尘盒107，在储尘盒107处设有风机(图中未示出)和过滤装置，吸尘风机用于引导输入口1071的待消毒空气，过滤装置则进行气体过滤。储尘盒107可以在风机的作用下排出消毒处理过的无菌气体。在杀菌消毒的同时，也可以将床体、床单或被褥表面的头发和灰尘等吸附至储尘盒107中，储尘盒107储满后可以卸下来清理，清理后在装回去即可。该技术方案在杀菌消毒的同时实现吸尘，从而实现全方位的消毒。

优选的，储尘盒107和吸尘孔106表面设有抗菌涂层，该抗菌涂层是复合层结构，可由反射材料溅射形成，能够对紫外线充分反射，使其充分利用于杀菌消毒，有利于解决消毒不全面，有消毒死角的问题。

控制模块105，与采集模块104、驱动模块102和消毒模块存在电气连接，控制模块105发出驱动指令控制驱动模块102，使得所述携式智能消毒机器人按照规划的消毒路径运动；同时，控制模块105根据采集模块104的输入数据发出消毒指令，控制消毒模块发射光线执行消毒任务。控制模块105用于根据采集模块104的位置信息确定驱动模块102和消毒模块同时工作的消毒位置，并响应采集模块104而调整便携式智能消毒机器人的消毒路径，以防止便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面边缘位置跌落。相对于现有技术，该技术方案在不设置引导轨道的前提下，根据位置信息实现自主确定移动路径、消毒位置，可以控制便携式智能消毒机器人按照确定的移动路线和消毒位置进行消毒作业，既可以进行充分消毒，又避免消毒不到位等问题，提高消毒效果，并且该便携式智能消毒机器人为床体的外部便携式部件，无需对床体进行改造，其制造成本较低，方便携带和使用，较为便利。

本发明一个可选实施例中，所述待消毒区域的表面的位置信息包括地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置。本实施例通过获取所述待消毒区域的地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置，有利于合理地确定消毒位置，以便实现对所述待消毒区域的充分消毒，或者可以按照合理的移动路径进行消毒，或移动路径与消毒位置相结合等对所述待消毒区域进行充分消毒。本实施例中，可以通过室内定位技术(uwb等)得到空间信息。本实施例中，通过室内定位技术获取相关信息，无需高端复杂的设备。本实施例在制定移动路线和消毒位置时，参考障碍物的分布，可以更好确定消毒路径和消毒位置。

基于上述便携式智能消毒机器人，本发明提供一种消毒路径控制方法，该消毒路径控制方法实施于具有至少一个开放边缘的待消毒区域内，如图2所示，该消毒路径控制方法具体包括：步骤s201、控制模块105通过驱动模块102控制所述便携式智能消毒机器人在待消毒区域的表面开启自主移动，并控制采集模块104接收并响应来自待消毒区域的位置信息，然后进入步骤s202。本发明实施例提供的消毒路径控制方法可以根据环境信息实现自主确定消毒路径、消毒位置，可以沿着确定的消毒路径往复运动，这里可以通过电机反转来实现返回运动；即可进行充分消毒，又避免消毒不到位等问题，提高了消毒效果。本发明实施例的方法人工参与少，自主化程度高。

步骤s202、在继续驱动所述便携式智能消毒机器人移动的同时，根据所述采集模块接收并响应的位置信息确定消毒位置，并在所述控制模块中实时构建待消毒区域的环境地图，然后进入步骤s203。具体地，包括：在继续驱动所述便携式智能消毒机器人移动的过程中，当采集模块104接收到所述待消毒区域的表面边缘位置的悬崖反射信息时，采集模块104作出响应信息；然后根据采集模块104作出的响应信息，规划所述便携式智能消毒机器人从第一消毒位置移动到第二消毒位置的路径。在该路径上，采集模块104将极弱的反射信号或无反射信号记为悬崖反射信息，再作出所述便携式智能消毒机器人靠近悬壁边缘的响应信息，然后交由驱动模块102控制所述便携式智能消毒机器人从第一消毒位置移动到第二消毒位置以偏离所述待消毒区域的表面边缘位置，再继续在新的消毒位置进行消毒作业。本实施例通过改变所述便携式智能消毒机器人的运动方向，使得所述便携式智能消毒机器人被引导离开所述开放边缘；同时根据所述采集模块在上述步骤中获取的环境信息，在所述控制模块中实时构建所述待消毒区域的环境地图。该技术方案通过接收所述待消毒区域的表面边缘位置处反射的辐射信号，来控制机器人避免跌落，从而维持机器人在所述待消毒区域的表面往复地进行消毒作业，节约时间，杀菌消毒的效率较高。其中，所述待消毒区域的表面的位置信息包括地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置。本实施例通过获取所述待消毒区域的地面面积、障碍物位置信息以及所述待消毒区域的表面边缘位置，有利于合理地确定消毒位置，以便实现对所述待消毒区域的充分消毒，或者可以按照合理的移动路径进行消毒，或移动路径与消毒位置相结合等对所述待消毒区域进行充分消毒。

需要说明的是，所述实时构建所述待消毒区域的环境地图是根据现有的技术方案执行的，故不赘述，与现有技术的区别在于在消毒作业的过程中自主构建基于消毒路径的地图以满足合理地确定消毒位置，以便实现对所述待消毒区域的充分消毒。

步骤s203、根据步骤s202实时构建的待消毒区域的环境地图及所述采集模块接收并响应的位置信息规划出相应的消毒路径，并依据该消毒路径圈定的消毒区域范围设定一个预设消毒次数，然后进入步骤s204；其中，消毒区域范围大小与预设消毒次数存在正相关关系。当规划出的消毒路径所圈定的消毒区域范围越大，则预设消毒次数的数值越大，在消毒区域范围足够大后，预设消毒次数稳定在一个定值；当规划出的消毒路径所圈定的区域范围越小，则预设消毒次数的数值越小，在消毒区域范围足够小后，预设消毒次数可以设置为0。该步骤根据采集模块104收集的数据进行调整。由于一般的消毒都是针对特定的区域，根据对特定区域消毒作业收集的数据可以进行有针对性的调整，与实际情况更符合。

步骤s204、控制所述便携式智能消毒机器人按照步骤s203所述的消毒路径反复移动，完成预设消毒次数的消毒作业。本发明可根据待消毒区域的环境信息进行预设消毒次数的消毒作业，既可依靠自主构建的地图进行充分消毒，又能避免消毒不到位等问题，提高了消毒效果。

优选地，所述位置信息还包括细菌数量，本实施例中，根据细菌数量可以确定消毒时间，在其他条件相同的情况下，细菌的数量少可以减少消毒时间，细菌数量多可以延长消毒时间。本实施例可以更精准地进行消毒作业，既能充分消毒，又避免过度。而障碍物位置信息可以更好确定消毒路径和消毒位置。当然，环境信息包括细菌数量、障碍物位置信息、地面面积以及空间高度等信息，可以更好地精准进行消毒作业。

如图3所示，所述步骤s203具体包括：

步骤s301、控制所述便携式智能消毒机器人在所述消毒路径上实时采集当前位置的细菌数量，获取对应表中所对应的消毒周期，然后进入步骤s302；作为本发明一个可选实施例，根据细菌数量，获取对应表中所对对应的时间，即为消毒时间；其中，对应表为细菌数量和时间的对应表。本实施例中通过对应表可以快速确定消毒时间，且该消毒时间作为所述消毒周期，分为当前消毒周期和下一个消毒周期，其具体的数值相等。

本发明实施例中的对应表可以通过经验确定。该对应表也可以通过对现有的消毒时间和细菌情况进行分析得到。当然，对应表的具体内容也可根据每次消毒作业收集的数据进行调整。由于一般的消毒都是针对特定的区域，根据对特定区域消毒作业收集的数据可以对对应表进行有针对性的调整，与实际情况更符合。

步骤s302、判断实时采集的细菌数量是否大于第一预定值，是则进入步骤s303，否则进入步骤s304。第一预定值是所述待消毒区域内超过卫生警戒线的原始细菌数目，是在特定区域的细菌数量所做的经验数值，可作为启动消毒的条件。

步骤s303、在所述环境地图中标记当前位置为所述消毒位置，从而在所述待消毒区域内确定需要消毒的位置然后进入步骤s305。

步骤s304、控制所述便携式智能消毒机器人沿着所述消毒路径采集下一个位置的细菌数量，然后返回步骤s302继续判断实时采集的细菌数量，继续寻找判断需消毒的位置，从而维持所述便携式智能消毒机器人实时进行检测作业。

步骤s305、结合规划出的所述消毒路径，控制所述便携式智能消毒机器人按照所述消毒周期进行一次消毒作业，控制所述便携式智能消毒机器人沿着所述消毒路径进行消毒作业，其设置的消毒时间为一个所述消毒周期，当一个所述消毒周期完成时，即完成当前消毒周期的消毒作业，所述便携式智能消毒机器人在所述消毒路径中的某一个所述消毒位置自主停止作业，然后进入步骤s306。

步骤s306、当完成当前消毒周期的消毒作业时，判断实时采集的细菌数量是否大于第二预定值，是则进入步骤s307，否则进入步骤s308。第二预定值可衡量一个消毒周期内的消毒杀菌质量，直接影响消毒路径控制方法的消毒效果，当所述消毒路径中实时采集的细菌数量小于第二预定值时，表明所述便携式智能消毒机器人已经完成当前消毒周期内遍历的消毒路径的消毒作业工作，但是为了提高所述待消毒区域的整体消毒杀菌效果，还需要达到所述预设消毒次数的反复消毒作业，避免消毒不到位等问题，提高了消毒效果。其中，第一预定值大于第二预定值。

步骤s307、按照所述消毒周期继续在所述消毒路径中进行消毒作业，然后进入步骤s308。

步骤s308、判断消毒作业的次数是否达到所述预设消毒次数，是则结束，否则返回步骤s307。

本实施例根据所述细菌数量确定消毒时间，本实施例基于消毒时间所处理的细菌数量来判断消毒是否充分，当消毒不充分时可通过设定一个所述预设消毒次数在所述消毒路径上补充消毒，避免了消毒不到位的情况。

优选地，所述消毒路径控制方法还包括：所述便携式智能消毒机器人开启消毒灯103后，消毒灯103发射的紫外光透过吸尘孔106，在所述待消毒区域的表面打出光斑；当打出的光斑靠近所述待消毒区域的表面边缘位置时，调整所述消毒路径的方向和大小，从而控制光斑在所述待消毒区域的表面扫射范围偏离所述待消毒区域的表面边缘位置，确保光斑扫射的有效面积最大。具体地，在所述消毒模块中，通过控制消毒灯103的杀菌开关来开启深紫外杀菌。本实施例中，消毒灯103使用深紫外led进行消毒作业，其打出的光斑面积即可确定杀菌面积，确定方式为：所述驱动模块102通过移动所述消毒模块使光斑移动，则光斑扫射过的面积即为杀菌面积。

一种芯片，该芯片内置于所述便携式智能消毒机器人中，用于控制所述便携式智能消毒机器人执行所述消毒路径控制方法，提高所述便携式智能消毒机器人的消毒效果。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。