CN115569224A - 用于配电物资仓库的清洁消毒机器人、***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人、***及方法，包括：机器人本体及本地控制单元，所述机器人本体安装有可伸缩的多自由度的机械臂，所述机械臂的机械手上安装有环境检测单元；所述环境检测单元及图像采集单元均与控制单元通信，所述本地控制单元控制机械臂移动，使得机械手所位于的区域均能通过环境检测单元检测到该区域空间内的环境信息，所述环境检测单元将检测信息传输至本地控制单元；所述本地控制单元基于接收的信息进行清洁消毒或者将相关信息传输至远程控制终端。通过形成环境地图，实现对仓库的全区域的清洁消毒工作，避免遗漏，且不同的区域可以根据检测结果设置不同的工作模式。

Description

用于配电物资仓库的清洁消毒机器人、***及方法

技术领域

本发明属于配电物资清洁技术领域，尤其涉及用于配电物资仓库的清洁消毒机器人、***及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着计算机、网络技术的发展，电力行业越来越智能化，其中，电力行业中涉及到的配电物资物流***也逐步智能化，随着配电物资物流***的发展，配电物资智能化仓库也应运而生，配电物资智能化仓库中作为中转站，其中存储有大量的配电物资，随着入库、出库的进行，如何确保配电物资仓库中持续保持清洁状态是需要考虑的重要问题。

配电物资在存储的过程中对温度、湿度等环境要求较高，不合适的存储环境将导致配电物资性能的受损，严重时将影响配电物资的正常使用，目前的配电物资仓库针对环境的监控一般是通过在仓库中安装环境参数测量设备，利用测量的数据对环境进行判断，继而做出对应的措施，但是，上述检测属于宏观的检测，无法确保每个配电物资的环境均符合要求。

另外，现有的仓库清洁消毒一般是采用机器人按照设定路线进行巡视，并不能做到精细化的监控，无法全面对仓库实现清洁消毒。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，能够实现对仓库的全面检测及清洁消毒。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，包括：

机器人本体及本地控制单元，所述机器人本体安装有可伸缩的多自由度的机械臂，所述机械臂的机械手上安装有环境检测单元；

所述环境检测单元及图像采集单元均与控制单元通信，所述本地控制单元控制机械臂移动，使得机械手所位于的区域均能通过环境检测单元检测到该区域空间内的环境信息，所述环境检测单元将检测信息传输至本地控制单元；

所述本地控制单元基于接收的信息进行清洁消毒或者将相关信息传输至远程控制终端。

进一步的技术方案，所述机器人本体上还安装有多种检测单元，包括激光雷达、双目相机及超声波设备，所述多种检测单元将空间信息转换成数字量，所述本地控制单元根据接收到数字量生成环境地图。

进一步的技术方案，所述环境地图为覆盖整个仓库的可巡视的空间地图，并实时进行运行轨迹的展示；

所述本地控制单元控制机器人基于环境地图进行移动并进行清洁消毒工作，当运行轨迹没有覆盖环境地图时，做出预警提醒，直至运行轨迹覆盖整个环境地图。

进一步的技术方案，根据环境地图将仓库划分为不同的区域，不同的区域被配置为不同的清洁或者消毒工作。

进一步的技术方案，还包括充电电源，充电电源安装在仓库的一个角落位置，当机器人需要充电时，通过无线方式自动寻找充电电源并移动至充电电源处，完成充电。

进一步的技术方案，所述机械手包括吸盘式机械手及电磁式机械手，当环境检测物资为箱装区域时，通过快换设备切换为吸盘式机械手，当环境检测的物资为袋装区域时，通过快换设备切换为电磁式机械手。

进一步的技术方案，所述快换设备包括换手盘机器侧及换手盘工具侧，换手盘工具侧通过连接板连接至不同的机械手，换手盘机器侧通过机器人连接法兰连接至清洁消毒机器人。

进一步的技术方案，所述吸盘式机械手安装有真空吸具及真空涡轮风机，真空吸具带有单向阀，单向阀连接至真空涡轮风机，采用真空涡轮风机在真空吸具与待吸取的配电物资工件之间建立真空，以使未吸取到配电物资工件的吸盘部位不会泄漏真空，保证吸取稳定。

进一步的技术方案，所述电磁式机械手包括电永磁吸盘，电永磁吸盘通过连接板连接至快换工具，快换工具连接至机器人。

第二方面，公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***，包括：

多个清洁消毒机器人、仓库局域网及监控中心，所述多个清洁消毒机器人均通过仓库局域网连接至监控中心；

每个清洁消毒机器人具有唯一编号，所述监控中心根据编号为每个机器人配置对应的工作区域，并实时监控其工作状态，当存在清洁消毒机器人故障时，根据最近邻原则调用空闲机器人代替故障机器人继续进行工作。

第三方面，公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***的工作方法，包括：

监控中心将控制指令下发至每个清洁消毒机器人，每个清洁消毒机器人移动至其所工作区域；

每个清洁消毒机器人在其工作区域内完成环境检测、清洁及消毒任务，并将其运行状态实时传输至监控中心，完成任务后，移动至设定位置充电或者结束工作状态。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明创新性的提出了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，通过可伸缩的多自由度的机械臂，以及机械臂的机械手上安装的环境检测单元，实现对仓库内不同区域的箱装以及袋装配电物资所处环境空间的环境检测，当需要确保每一配电物资环境参数均符合要求时，可以通过更换对应的机械手实现抓取，同时利用机械手上的检测单元实现对其自身的温湿度检测，最终最大可能的确保每一配电物资的环境参数采集的准确性。

本发明创新性的提出的配电物资仓库的清洁消毒机器人，通过形成环境地图，实现对仓库的全区域的清洁消毒工作，避免遗漏，且不同的区域可以根据检测结果设置不同的工作模式。

本发明创新性将多个机械人协同运行工作放置仓库的整个区域的清洁消毒工作中，实现协作运行，提高工作效率。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例清洁消毒机器人建图流程示意图；

图2为本发明实施例机器人建图示例图；

图3为本发明实施例机器人控制流程图；

图4为本发明实施例机器人清扫机构结构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，包括：

机器人本体及本地控制单元，所述机器人本体安装有可伸缩的多自由度的机械臂，所述机械臂的机械手上安装有环境检测单元；

所述环境检测单元及图像采集单元均与控制单元通信，所述本地控制单元控制机械臂移动，使得机械手所位于的区域均能通过环境检测单元检测到该区域空间内的环境信息，所述环境检测单元将检测信息传输至本地控制单元；

所述本地控制单元基于接收的信息进行清洁消毒或者将相关信息传输至远程控制终端。

机器人本体上还安装有多种检测单元，包括激光雷达、双目相机及超声波设备，所述多种检测单元将空间信息转换成数字量，所述本地控制单元根据接收到数字量生成环境地图。

环境地图为覆盖整个仓库的可巡视的空间地图，并实时进行运行轨迹的展示；

所述本地控制单元控制机器人基于环境地图进行移动并进行清洁消毒工作，当运行轨迹没有覆盖环境地图时，做出预警提醒，直至运行轨迹覆盖整个环境地图。

环境地图地图记录了机器人所在区域的轮廓和各种障碍物信息，环境建图时，需要切换至手动操作模式，手动驾驶机器人在工作区域内移动，从而对不同位置的环境信息进行采集，最终生成环境地图，参见附图1所示，通过该方式所建立的地图为实际工作区域的地图，更加真实可靠。

机器人完成建图，便在内部存储一个地图信息，这个地图对用户是可视化的，用户可以通过显示屏看到整个区域的轮廓，参见附图2所示。

根据环境地图将仓库划分为不同的区域，不同的区域被配置为不同的清洁或者消毒工作。

具体的，用户可以根据地图对不同区域进行不同的工作任务设定，如房间A、B要每天清扫消毒；房间C只进行清扫，不进行消毒；房间D既不清扫也不消毒。设置可以通过机器人配套的桌面应用程序进行，也可以使用专用API集成开发控制程序。

用户设置完毕，机器人便可以自主工作了。可由仓库调度后台下发开始作业指令，也可由机器人本地控制后台设定作业时间。在执行清洁消毒作业时，机器人自动完成清扫与消毒，无需人员参与。机器人控制作业控制流程如图3所示。机器人接受清洁消毒任务后，首先进行自我检测，各传感器和电池电压正常则进行清扫任务。作业过程自动完成路径规划与避障工作。

在一些实施例子中，还包括充电电源，充电电源安装在仓库的一个角落位置，当机器人需要充电时，通过无线方式自动寻找充电电源并移动至充电电源处，完成充电。

清洁消毒机器人运动、清扫、避障、导航、通讯等各个功能的实现都需要电能做支撑。机器人供电部分包含电池、电量检测组件、充电组件。电量检测组件实时对电池电量进行检测，如果发现电量不足，机器人即刻停止工作，优先进行充电任务。

在该实施例子中，清洁消毒机器人自动回桩充电，当清洁消毒机器人在结束一天工作之后，会自动识别电量是否能够完成下一次工作，如若不能，会自动识别充电桩的位置，从而自动回位到插板上，进行充电。

在另一实施例子中，为了实现为仓库配电物资实际环境检测，机械手包括吸盘式机械手及电磁式机械手，当环境检测物资为箱装区域时，通过快换设备切换为吸盘式机械手，当环境检测的物资为袋装区域时，通过快换设备切换为电磁式机械手。

当然，根据实际需要，利用可伸缩机械臂可以使得环境检测的空间范围可调，实现对仓库配电物资的立体空间的全方位环境信息检测。机械手的更换是为了实现对抽检到的单个配电物资温度湿度的检测，最终使得信息更加准确。

具体的，快换设备包括换手盘机器侧及换手盘工具侧，换手盘工具侧通过连接板连接至不同的机械手，换手盘机器侧通过机器人连接法兰连接至清洁消毒机器人。

吸盘式机械手安装有真空吸具及真空涡轮风机，真空吸具带有单向阀，单向阀连接至真空涡轮风机，采用真空涡轮风机在真空吸具与待吸取的配电物资工件之间建立真空，以使未吸取到配电物资工件的吸盘部位不会泄漏真空，保证吸取稳定。

电磁式机械手包括电永磁吸盘，电永磁吸盘通过连接板连接至快换工具，快换工具连接至机器人。

实际清扫的过程中，机器人清扫机构参见附图4所示，室内机器人清扫地面有扫和擦两个动作，扫主要地面的灰尘、颗粒物、碎屑，擦主要清除地面吸附的灰尘。扫除的碎屑物品吸入上方的垃圾箱内。清扫机构由旋转清扫装置、擦地装置及吸尘收集箱组成。

机器人底盘搭载电机、车轮等运动组件，实现机器人的运动功能。其他机构也都由底盘承载。机器人人底盘由电机、车轮、控制组件等组成。

实现避障与导航的必要条件是环境感知，在未知或者是部分未知的环境下避障需要通过传感器获取周围环境信息，包括障碍物的尺寸、形状和位置等信息，因此传感器技术在移动机器人避障中起着十分重要的作用。机器人使用超声波传感器和激光雷达传感器实现导航与避障功能。

激光雷达作为自动驾驶和机器人等领域中的重要传感器，一直扮演着“眼睛”的角色，360°扫描周围环境，构建厘米级别高精度地图，为后续避障导航做辅助。超声波传感器测范围可达200cm至300cm，适用于行人检测、停车检测等。当行人进入检测范围内就会输出由低电平变成高电平的报警信号。同时它也具备输出目标具体距离的功能，通过RS485输出距离数据。

机器人电源部分由电池、电源监控板、充电组件构成，电池与电源监控板在机器人内部，电池负责为机器人提供能量支持，电源监控板用来检测电池情况。充电组件可实现机器人的自动充电，充电器放置在固定位置，机器人到达充电区域后，可协作完成自动充电。

实施例二

该实施例子公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***，包括：

多个清洁消毒机器人、仓库局域网及监控中心，所述多个清洁消毒机器人均通过仓库局域网连接至监控中心；

每个清洁消毒机器人具有唯一编号，所述监控中心根据编号为每个机器人配置对应的工作区域，并实时监控其工作状态，当存在清洁消毒机器人故障时，根据最近邻原则调用空闲机器人代替故障机器人继续进行工作。

监控中心，对机器人实现机器人的任务配置、任务控制、状态监控、报告生成，并与仓库后台进行通讯，根据接收到的指令信息，向仓库后台上传数据。

智能清洁消毒机器人配备一个机器人充电箱，一般安装在室内的角落位置。地面固定安装，便于操作和维护，充电箱需进行接地，与插座箱内部接地连接在一起即可。

根据项目现场实际设备布置情况，机器人充电箱的整体取电位置采用专用电源供电，充电箱需要外部提供220V，30A交流电源作为***的能量供给，并保证供电的稳定和可靠。电源的具***置可根据现场安装位置决定。

机器人需通过无线接入仓库局域网，充电箱需通过网线接入局域网。

本发明通过提升环境识别能力，优化地图构建算法，实现对复杂环境物理空间信息的深度识别，实施针对性的清洁消毒策略，大大提高复杂环境的适应和清扫能力。清洁消毒机器人能够自动识别灰尘，选择最佳清扫模式，保证扫地机器人在有限的工作时间里达到最优的清洁效率。

本发明防跌落***能辨别出高度大于8cm的落差，在碰到楼梯、台阶时，扫地机器人的的下视传感器可以自动感知，避免跌落。优化人工智能和自动清洁等算法，使清洁消毒机器人能够在特殊甚至危险环境中代替人类完成作业。

实施例三

第三方面，公开了用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***的工作方法，包括：

监控中心将控制指令下发至每个清洁消毒机器人，每个清洁消毒机器人移动至其所工作区域；

每个清洁消毒机器人在其工作区域内完成环境检测、清洁及消毒任务，并将其运行状态实时传输至监控中心，完成任务后，移动至设定位置充电或者结束工作状态。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，包括：

机器人本体及本地控制单元，所述机器人本体安装有可伸缩的多自由度的机械臂，所述机械臂的机械手上安装有环境检测单元；

所述环境检测单元及图像采集单元均与控制单元通信，所述本地控制单元控制机械臂移动，使得机械手所位于的区域均能通过环境检测单元检测到该区域空间内的环境信息，所述环境检测单元将检测信息传输至本地控制单元；

所述本地控制单元基于接收的信息进行清洁消毒或者将相关信息传输至远程控制终端。

2.如权利要求1所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，所述机器人本体上还安装有多种检测单元，包括激光雷达、双目相机及超声波设备，所述多种检测单元将空间信息转换成数字量，所述本地控制单元根据接收到数字量生成环境地图。

3.如权利要求2所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，所述环境地图为覆盖整个仓库的可巡视的空间地图，并实时进行运行轨迹的展示；

所述本地控制单元控制机器人基于环境地图进行移动并进行清洁消毒工作，当运行轨迹没有覆盖环境地图时，做出预警提醒，直至运行轨迹覆盖整个环境地图。

4.如权利要求2所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，根据环境地图将仓库划分为不同的区域，不同的区域被配置为不同的清洁或者消毒工作。

5.如权利要求1所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，还包括充电电源，充电电源安装在仓库的一个角落位置，当机器人需要充电时，通过无线方式自动寻找充电电源并移动至充电电源处，完成充电。

6.如权利要求1所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，所述机械手包括吸盘式机械手及电磁式机械手，当环境检测物资为箱装区域时，通过快换设备切换为吸盘式机械手，当环境检测的物资为袋装区域时，通过快换设备切换为电磁式机械手。

7.如权利要求6所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，所述快换设备包括换手盘机器侧及换手盘工具侧，换手盘工具侧通过连接板连接至不同的机械手，换手盘机器侧通过机器人连接法兰连接至清洁消毒机器人。

8.如权利要求1所述的用于配电物资仓库的清洁消毒机器人，其特征是，所述吸盘式机械手安装有真空吸具及真空涡轮风机，真空吸具带有单向阀，单向阀连接至真空涡轮风机，采用真空涡轮风机在真空吸具与待吸取的配电物资工件之间建立真空，以使未吸取到配电物资工件的吸盘部位不会泄漏真空，保证吸取稳定。

9.用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***，其特征是，包括：

多个清洁消毒机器人、仓库局域网及监控中心，所述多个清洁消毒机器人均通过仓库局域网连接至监控中心；

每个清洁消毒机器人具有唯一编号，所述监控中心根据编号为每个机器人配置对应的工作区域，并实时监控其工作状态，当存在清洁消毒机器人故障时，根据最近邻原则调用空闲机器人代替故障机器人继续进行工作。

10.用于配电物资仓库的清洁消毒机器人***的工作方法，其特征是，包括：

监控中心将控制指令下发至每个清洁消毒机器人，每个清洁消毒机器人移动至其所工作区域；

每个清洁消毒机器人在其工作区域内完成环境检测、清洁及消毒任务，并将其运行状态实时传输至监控中心，完成任务后，移动至设定位置充电或者结束工作状态。

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