[发明专利]一种智能消毒机器人的工作方法

权利要求书

1.一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：

S1.在医院内不需要消毒的房间入口安装电子围栏，防止机器人进入；如果需要在多个楼层消毒，需要在电梯入口处安装定位信标，帮助机器人定位楼层以及电梯入口；

S2.机器人平时为待机模式，待机模式下，机器人在充电座上充电；当机器人处于全自动工作模式时，通过设置启动时间，机器人自动启动，进入工作模式；当机器人处于手动启动模式，马上进入工作模式；

S3.机器人进入工作模式后，定位模块开始工作，获取机器人当前的位置坐标，同时定位模块和建图模块共同建立环境地图；机器人开始移动以后，将每次新发现的环境地图添加到整个地图当中，地图最终将会覆盖整个医院的可检测区域；

S4.机器人的控制程序在地图上随机选择一个方向，并搜索前方可以达到的区域，同时启动生物探测器；如果周围没有人，则开启紫外杀菌灯，并且在当前位置停留设定时间，通过紫外线照射杀灭周围的病菌，停留时间结束后，机器人将以当前点为圆心，半径为R的圆形区域标记为已经消毒；如果周围有人，则关闭紫外灯，等待设定时间，并且发出语音提示；

S5.重复步骤S3，如果当前方向上已经没有未消毒的区域，则机器人改变方向，继续搜索，直到整个地图上的区域都消毒完成；

S6.机器人工作过程中如果识别到定位信标，会在地图上记录当前楼层以及电梯位置，然后继续在本楼层工作；机器人在当前楼层完成消毒之后，检查是否还有其他楼层未消毒，如果有，则前往电梯位置，通过红外模块与电梯通信，电梯门打开后，激光雷达会扫描入口位置，机器人进入电梯前往下一个楼层；

S7.当整个医院都消毒完成后，机器人会返回起点，自动充电并进入待机模式。

2.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述机器人安装有碰撞传感器及防跌落传感器，避免机器人在工作过程中碰撞和跌落。

3.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述环境地图的建立方式为增量方式。

4.根据权利要求1所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：所述机器人包括移动底盘，所述移动底盘底部是移动轮组，所述移动轮组是两个主动轮结合两个万向轮、四个麦克纳姆轮、四个全向轮的任一一种。

5.根据权利要求4所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：当移动轮组是两个主动轮结合两个万向轮时，其定位算法如下：

1）移动底盘的两个主动轮均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取角度增量编码器的计数值，并转换为主动轮转过的角度，假设k时刻左右两个主动轮转的角度分别为和；

2）机器人系统当前时刻k的航向和x、y坐标的增量为：

上式中r为主动轮的半径，W为左右主动轮的间距；

3）用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：

k=0时， =0， =0，=0，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。

6.根据权利要求4所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：当移动轮组是四个麦克纳姆轮时，其定位算法如下：

1）四个麦克纳姆轮上均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取角度增量编码器的计数值，转换为四个轮子的转速 ，单位为转每秒（r/s）；

2）根据麦克纳姆轮的安装结构，其速度转换矩阵如下式

其中a为轮子左右间距的1/2，b为轮子前后间距的1/2，D为轮子的直径；

3）机器人系统的速度通过下式计算，

其中 为机器人X方向的速度， 为机器人Y方向速度， 为计算绕中心轴的角速度；

4）用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：

k=0时， =0，=0， =0， 为算法的处理时间间隔，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。

7.根据权利要求4所述的一种智能消毒机器人的工作方法，其特征在于：当移动轮组是四个全向轮时，其定位算法如下：

1）四个全向轮上均安装有角度增量编码器，中央处理器以固定的频率读取编码器的计数值，转换为四个轮子的转速，单位为转每秒（r/s）；

2）根据全向轮的安装结构，其速度转换关系如下，

其中L为轮子中心与机器人系统移动底盘中心的距离， 为全向轮与机器人前向的夹角，D为轮子的直径；

3）从上式中解算出，用差分方程表示当前时刻k的航向和位置：

k=0时， =0， =0，=0，为算法的处理时间间隔，根据以上公式即可计算出当前时刻k的位置和航向。