智能安全消杀机器人

智能安全消杀机器人

朱宝磊,陈星宇,李建新,李楠

(哈尔滨石油学院 黑龙江 哈尔滨 150000)

摘要：新冠疫情反复无常，做好疫情消毒防疫工作成为社会热点问提，本文针对医院、学校、大型商场、超市的防疫消杀需要展开研究，设计智能化消毒杀菌检测装置，该装置具有智能移动、安全检测、全面消杀、自动返回、自助充电加液功能，避免交叉感染，提高工作效率，有效保护疫情工作人员。

关键词：疫情防控安全消杀传感器

0 引言

疫情无处不在，消毒成为生活必须。需要消毒的场所无处不在，在酒店，学生宿舍医院等地都可使用。目前消毒基本都是人工喷洒消毒水进行消毒，大型消毒车也只适用室外空旷地区，对于室内的消毒需要人亲力亲为，因当前消毒方式的局限性，给我们提供了一个良好的思路。

1技术路线设计：

1.1消毒杀菌模块

化学消毒灭菌家用消毒液一般化学成分为次氯酸钠（84消毒液）、季铵盐（94消毒液）、氯间二甲苯酚(滴露消毒液、威露士消毒液）、乙醇消毒液（酒精）等。化学消毒灭菌的原理是使菌体蛋白凝固变性，酶蛋白失去活性，抑制细菌代谢和生长，或破坏细菌细胞膜的结构，改变其通透性，使细胞破裂、溶解，从而达到消毒灭菌的作用。

紫外线消毒紫外线消毒的原理是辐射杀菌法，UVC紫外线容易被细菌和病毒的蛋白质、核酸吸收，可使蛋白质发生变性离解，破坏各种病毒和细菌的DNA和RNA 结构，从而导致细菌被杀死。

1.2智能面板模块

首先可以通过键盘或者遥控器启动消毒机器人，让它开始工作。消毒机器人一旦开始工作，便控制洒水系统进行喷洒消毒水，紫外线灯照射。消毒机器人开始工作，传感探测模块就开始不断地采集外部信息，送到CPU进行分析和决策产生消毒机器人行走的路径。当路径规划需要消毒机器人实现转向的时候。CPU就分别改变左右轮的速度，通过差速来实现转向。工作期间消毒机器人可以通过LCD显示一些相关信息（比如工作模式、工作计时或温度）。遥控器除了可以控制消毒机器人的启停，还可以对消毒机器人进行定时，让消毒机器人在一定时间后开始工作或者工作一定时间后停止工作。

1.3自动返回充电功能

消毒机器人所带电池容量和消毒水有限，所以就需要在电量低时或消毒水含量低自动返回充电基座进行充电或补充消毒水再返回原位置继续消毒。当电量或消毒水低于限定值时，控制器会向红外线发射器发送信号，红外线发射器向四周发射红外线。充电基座安装有红外线传感器，感受到来自消毒机器人发射来的红外线后，会向消毒机器人发射红外线。消毒机器人内部的红外线传感器接收到后会向控制器发送信号，控制器就会控制消毒机器人按照接受到红外线的方向找到充电基座，并自动返回进行充电和补充消毒水。

2 消毒机器人传感器系统

2.1超声波传感器

超声波是一种一定频率范围的声波它具有在同种媒质中以恒定速率传播的特性，而在不同媒质的界面处，会产生反射现象利用这一特性，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔。

2.2红外测距传感器

红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，即可利用红外线的返回信号来识别周围环境的变化。

2.3接触式传感器

接触式厚度传感器，通常采用电感式位移传感器、电容式位移传感器、电位器式位移传感器、霍耳式位移传感器等（见位移传感器）进行接触式厚度测量。为了连续测量移动着的物体的厚度，常在位移传感器的可动端头上安装滚动触头，以减少磨损。接触式厚度传感器可测量物体高度，空间大小。消毒机器人可利用这一点探测障碍物的高度，进一步做出判断发挥它的功能。

2.4红外光电传感器

把浑浊度传感器的外壳固定在被测箱体内，采用一定波长的红外发光二极管作为检测光源，穿透被测溶液，检测其透射光强来检测溶液浑浊度的程度。红外发光二极管发射的红外光穿透被测溶液的介质，被接收端的光电三极管接受，产生光电流。由于溶液含有的介质、灰尘的颗粒大小、密度不同，光电三极管的光电流近似为线性变化。经滤波后输出，即得到与浑浊度相关的检测信号。

2.5防碰撞传感器

因各种因素的影响，消毒机器人难免会有撞上障碍物的可能。为了处理这种情况，我们利用光电开关传感器来感应车体受到的碰撞，及碰撞的大概位置，以使消毒机器人做出相应的决策。

2.6液位传感器

为了使消毒机器人能够自动补充消毒液我们使用液位传感器。液位传感器（静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器）是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA/1～5VDC

）。

3. 总体设计

以扫地机器人为基础，在此之上添加水箱，紫外线照射灯等结构组合而成的。它还配备各种传感器如超声波传感器，红外测距传感器，液位传感器等。因此它还具有自动返回充电功能消毒车所带电池容量和消毒水有限，所以就需要在电量低时或消毒水含量低自动返回充电基座进行充电或补充消毒水再返回原位置继续消毒。当电量或消毒水低于限定值时，控制器会向红外线发射器发送信号，红外线发射器向四周发射红外线。充电基座安装有红外线传感器，感受到来自消毒车发射来的红外线后，会向消毒车发射红外线。消毒车内部的红外线传感器接收到后会向控制器发送信号，控制器就会控制消毒车按照接受到红外线的方向找到充电基座，并自动返回进行充电和补充消毒水。

4. 结语

当今社会，消毒已经成为日常。大多数消毒方法都是依靠人工来实现的，费时费力，安全性不高。本项目可适用于疫情重灾等地。其消毒机器人可以自动喷洒消毒水并配备紫外线消毒的功效，不需要人员去隔离区等场所穿隔离服背水箱喷洒。可以节省人力，避免交叉感染，有效的保护疫情工作人员。本项目因操作方便，安全性高，消毒效果好等优点受到大众的青睐，市场前景广阔。

参考文献：

[1]汪子翔家用智能扫地机器人的工作原理探究通讯世界.2019，26（02）

[2]洪兴 智能消毒机器人的设计研究 西京学院 2022.000049

基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，《智能安全消杀机器人》，项目编号：S202213299019