一种多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人

1.本发明涉及杀菌消毒装置技术领域，尤其涉及一种多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人。


背景技术：

2.随着人们生活水平的日益提高，对于生活、学习和工作等场所环境卫生的要求越来越高，物体表面的杀菌消毒成为日常所需，传统的对集装箱内壁面、会议室、车厢、病房和教室等场所的进行杀菌消毒的方式为采用人工喷洒消毒剂、消毒剂擦拭等方法进行杀菌消毒，其劳动强度较大、杀菌效率低。
3.脉冲强光是一种覆盖可见光、红外线和紫外波段的杀菌技术，能量较强，脉冲强光通过光热作用和光化学作用，使细菌、病毒等微生物快速失活。然而，目前的脉冲强光杀菌技术多应用于流水线产品的杀菌，体积大、成本高、不易移动。目前应用于箱体和房间内对物体表面进行杀菌的脉冲强光杀菌机器人，其灯管的空间位置较为固定，对房间中的死角无法覆盖，空间中各个位置的辐射照度分布不均匀，脉冲强光分布较弱的区域需要更长的杀菌消毒时间。


技术实现要素：

4.本发明提供一种多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，用以解决现有技术中杀菌机器人不能移动、灯管为固定设置、对房间中的死角无法覆盖和辐射照度分布不均匀的问题。
5.本发明提供一种多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，包括：脉冲强光灯管、灯座、机体、移动机构以及摆动机构；
6.所述灯座内设有用于容纳所述脉冲强光灯管的腔室，所述脉冲强光灯管的一端设于所述腔室内；
7.所述摆动机构设于所述机体的顶部，所述灯座与所述摆动机构连接，在所述摆动机构的驱动下，所述灯座可绕其轴线旋转；
8.所述移动机构设于所述机体的底部。
9.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括：升降机构；
10.所述摆动机构通过所述升降机构设于所述机体的顶部，在所述升降机构的驱动下，所述摆动机构可沿所述机体的高度方向运动。
11.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述升降机构包括：安装台和电动升降杆；
12.所述电动升降杆沿所述机体的高度方向设于所述机体内，所述安装台的底部与所述电动升降杆的顶部驱动端连接，所述安装台的顶部与所述摆动机构设于所述安装台的顶部连接。根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括：转动机构；
13.所述摆动机构通过所述转动机构设于所述升降机构，在所述转动机构的驱动下，所述摆动机构可沿所述机体的周向方向运动。
14.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述转动机构包括：转台，所述转台具有可相对转动的上台面和下台面；
15.所述上台面与所述安装台的底部连接，所述下台面与所述电动升降杆的驱动端连接。
16.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括电源，所述电源设于所述机体的内部，所述电源与所述灯座电连接。
17.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括控制器，所述电源、所述脉冲强光灯管、所述移动机构、所述摆动机构、所述升降机构以及所述转动机构均与所述控制器通讯连接；
18.所述控制器用于调节所述脉冲强光灯管的照射频率和照射时间；
19.其中，所述脉冲强光灯管覆盖红外、可见光和紫外光谱。
20.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括控制面板，所述控制面板与所述控制器通讯连接，所述控制面板设于所述机体的外表面；
21.所述控制面板用于输入指令，所述控制器接收所述指令后调节所述移动机构的移动速度和路径。
22.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述摆动机构包括旋转轴、支架以及第一驱动件；
23.所述支架设于所述机体的顶部，所述支架通过所述旋转轴与所述灯座活动连接，所述第一驱动件与所述旋转轴连接，在所述第一驱动件的驱动下，所述旋转轴相对于所述支架转动。
24.根据本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，所述移动机构包括移动轮，多个所述移动轮设于所述机体的底部。
25.本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，移动机构设于机体的底部，在移动机构的带动下，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人能够在空间内移动，对房间的各个角落进行全面覆盖，另一方面，摆动机构设于机体的顶部，灯座与摆动机构连接，在摆动机构的驱动下，灯座可绕其轴线旋转，也就是说，在摆动机构的作用下，脉冲强光灯管和灯座不是固定的，能够进行绕其轴线摆动，进而对房间的各个面覆盖更加全面、辐射分布更均匀。结合这两方面，本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人整体设备能够进行移动，同时脉冲强光灯管能够进行摆动，从而确保了对空间的高效、快速杀菌，实现了对空间内表面的有效全覆盖和均匀辐照。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。
27.图1是本发明实施例提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人结构示意图之一；
28.图2是本发明实施例提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人结构示意图之二；
29.图3是本发明实施例提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人结构示意图之三；
30.图4是本发明实施例提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人结构示意图之四；
31.图5是本发明实施例提供的电动升降杆的结构示意图；
32.附图标记说明：
33.1：脉冲强光灯管；
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2：灯座；
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3：机体；
34.4：移动机构；
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5：摆动机构；
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51：旋转轴；
35.52：支架；
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53：第一驱动件；
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6：升降机构；
36.61：电动升降杆；
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611：电机；
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612：基座；
37.613：丝杠；
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614：支撑平台；
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62：安装台；
38.7：转动机构；
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8：控制器；
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9：控制面板。
具体实施方式
39.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。
40.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，第一、除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变；第二、除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.下面结合图1至图5描述本发明实施例的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人。
42.如图1所示，本发明实施例提供的一种多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人，包括：脉冲强光灯管1、灯座2、机体3、移动机构4以及摆动机构5。
43.灯座2内设有用于容纳脉冲强光灯管1的腔室，脉冲强光灯管1的一端设于腔室内，摆动机构5设于机体3的顶部，灯座2与摆动机构5连接，在摆动机构5的驱动下，灯座2可绕其轴线旋转，移动机构4设于机体3的底部。
44.具体地，机体3的形状可以设置为圆柱体，也可以设置为方形立体结构，还可以设置为不规则结构，具体形状可以依据实际情况进行调整，在此不作具体限定。机体3可以设置为包括壳体和底座，壳体的材料可选择pvc塑料等轻质材质，底座设于机体3的底部位置，移动机构4设于底座的底部，机体3整体为一中空结构。
45.脉冲强光灯管1可以为柱状灯，也可以为u型灯，其尺寸根据实际需求设置，此处不再进一步限定，其个数可以为一个或者多个，对应的灯座2内可设置一个或多个容纳脉冲强光灯管1的腔室，具体设置可依据实际情况进行调节。
46.需要说明的是，脉冲强光杀菌是利用光热作用和光化学作用进行杀菌，脉冲强光的辐射照度较高，对微生物能够实现快速消杀。
47.脉冲强光灯管1通过灯座2与摆动机构5连接，摆动机构5设于机体3的顶部，摆动机构5可以为一体式结构，也可以为可拆卸式分装结构，其具体结构此处不作限定，以能够实现转动为标准即可。
48.摆动机构5设有旋转轴51，通过旋转轴51与灯座2连接，在旋转轴51的作用下，带动灯座2和脉冲强光灯管1在竖直方向进行转动，可实现脉冲强光灯管1在纵向的360度旋转，脉冲强光灯管1处于竖直状态时，在行进过程中，能够实现对房间前后和左右面的杀菌消毒，运行一段时间后，机器人通过摆动机构5对脉冲强光灯管1进行旋转，使得脉冲强光灯管1处于水平状态，又能实现对房间内上下表面的杀菌消毒，如此一来，在摆动机构5的带动下，机器人能够利用脉冲强光灯管1对房间的各个面进行杀菌消毒。
49.进一步，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人的机体3底部还设有移动机构4，移动机构4能够带动多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人移动和转向，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人通过在空间内移动实现对空间的杀菌消毒，相比现有人工喷洒消毒液的消毒方法，具有速度快、无化学残留等特点。移动机构4可以的移动速度可根据实际需要进行设置和调节。
50.在本发明实施例中，一方面，移动机构4设于机体3的底部，在移动机构4的带动下，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人能够在空间内移动，对房间的各个角落进行全面覆盖，另一方面，摆动机构5设于机体3的顶部，灯座2与摆动机构5连接，在摆动机构5的驱动下，灯座2可绕其轴线旋转，也就是说，在摆动机构5的作用下，脉冲强光灯管1和灯座2不是固定的，能够进行绕其轴线摆动，进而对房间的各个面覆盖更加全面、辐射分布更均匀。结合这两方面，本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人整体设备能够进行移动，同时脉冲强光灯管1能够进行摆动，从而确保了对空间的高效、快速杀菌，实现了对空间内表面的有效全覆盖和均匀辐照。
51.在可选的实施例中，如图2所示，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括升降机构6，摆动机构5通过升降机构6设于机体3的顶部，在升降机构6的驱动下，摆动机构5可沿机体3的高度方向运动。
52.具体地，升降机构6包括：安装台62和电动升降杆61。
53.如图5所示，电动升降杆61的结构和工作原理为：电动升降杆61由电机611、基座612、丝杠613和支撑平台614组成，具体地，在升降杆体内由直径不等的螺纹丝杠613通过螺母与基座612套装在一起并转动自如，形成螺纹运动副，在丝杠613顶部设有支撑平台614，工作过程中，由电机611驱动减速齿轮副，带动丝杠613同步螺旋旋转，通过螺母与基座612将该传动副的螺旋旋转运动转变为杆体的直线运动，带动支撑平台614上下直线运动，从而实现电动升降杆61升降。
54.电动升降杆61沿机体3的高度方向设于机体3内，安装台62的底部与电动升降杆61的驱动端连接，摆动机构5设于所述安装台62的顶部，此外，在机体3的顶部，也就是安装台62的所在位置处，设有供安装台62能够上下移动的孔，孔的大小和形状依据安装台62的大小和形状而定，可以为方形、圆形等规则形状，也可以为根据需要设置为不规则形状。通过这种连接方式，能够使摆动机构5通过升降机构6设于机体3的顶部，在升降机构6的驱动下，
摆动机构5可沿机体3的高度方向运动，针对不同的应用场景，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人可通过调节电动升降杆61的高度，实现脉冲强光对空间内不同高度的所有表面，尤其是高处死角的杀菌消毒。
55.在可选的实施例中，如图3和图4所示，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括转动机构7，摆动机构5通过转动机构7设于升降机构6，在转动机构7的驱动下，摆动机构5可沿机体3的周向方向运动。
56.具体地，如前所述，摆动机构5可以直接与升降机构6连接，通过升降机构6实现对摆动机构5在高度方向的调节，除此之外，摆动机构5也可以通过转动机构7设于升降机构6，也就是说，在摆动机构5和升降机构6之间设置转动机构7，通过转动机构7的驱动，使摆动机构5实现在机体3的周向方向的旋转，即在水平面360度旋转，进而带动脉冲强光灯在水平面的旋转，且脉冲强光灯可以在摆动机构5的作用下，处于竖直、水平和倾斜状态，结合其在水平面的转动，能够进一步实现多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人的脉冲强光对空间内表面的有效全覆盖和均匀辐照。
57.在可选的实施例中，转动机构7包括：转台，转台具有可相对转动的上台面和下台面，上台面与安装台62的底部连接，下台面与电动升降杆61的驱动端连接。
58.具体地，转动机构7的转台由上台面和下台面组成，一方面，下台面与电动升降杆61的驱动端活动或者固定连接，同时，转台的上台面与安装台62的底部连接，从而由升降机构6带动转动结构升降，进而带动转动机构7上方的摆动机构5和脉冲强光灯管1升降。另一方面，转动机构7的上台面能够在水平方向实现旋转，具体的实现方式可以是在上台面的下方，转动机构7的中心轴上设置有同轴旋转齿轮或者同步带轮，在旋转齿轮同步带轮的带动下，上台面随之旋转，从而带动与上台面连接的安装台62旋转，进而带动摆动机构5和脉冲强光灯管1在水平方向360度旋转。所述转台可以为圆形旋转台，也可以根据实际情况设置为其他形状，对其具体形状不作具体限定。
59.在可选的实施例中，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括电源，电源设于机体3的内部，电源与灯座2电连接。
60.具体地，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人的电源可以采用干电池、铅酸蓄电池或者锂离子充电电池，优选锂离子充电电池，因为其拥有非常低的自放电率、低维护性和相对短的充电时间，使用锂离子充电电池作为能够使多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人拥有更好的工作效率。
61.电源与灯座2电连接，能够为脉冲强光灯管1供电，确保脉冲强光灯管1持续发光进行杀菌工作。
62.在可选的实施例中，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括控制器8，电源、脉冲强光灯管1、移动机构4、摆动机构5、升降机构6以及转动机构7均与控制器8通讯连接。
63.具体地，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人中的控制器8位于机体3内，控制器8能够控制电源、移动机构4、摆动机构5、升降机构6以及转动机构7，通过控制电源来控制脉冲强光灯管1的开关、还能够控制脉冲强光灯的频率和消毒时间，通过控制移动机构4来控制多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人的移动速度和路径，通过控制摆动机构5来实现脉冲强光灯管1和灯座2绕其轴线摆动，使脉冲强光灯根据实际需要处于竖直、水平或倾斜状态，通过控制升降机构6来实现脉冲强光灯在高度方向上的运动，可根据需要调整高度位置，对空
间内的不同高度的各个面进行杀菌消毒，通过控制转动机构7来实现脉冲强光灯在水平方向的旋转。控制器8还能根据需要分别控制摆动机构5、升降机构6和转动机构7的运动速度。控制器8用于调节脉冲强光灯管1的照射频率和照射时间，也就是说脉冲强光灯管1的照射频率和照射时间通过控制器8进行调节，控制器8还能够将多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人设定为启动后自动旋转和/或升降，也可设定为特定时间移动至特定位置再进行工作。
64.此外，脉冲强光灯管1覆盖红外、可见光和紫外光谱，与传统的杀菌方式相比，脉冲强光灯能够覆盖红外、可见光和紫外波段，辐射照度高，能够在短时间内使微生物快速失活，利用脉冲强光灯进行杀菌具有广谱、高效、环保和无温升的优点。
65.在可选的实施例中，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人还包括控制面板9，控制面板9与控制器8通讯连接，控制面板9设于机体3的外表面。
66.具体地，通过多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人上的控制面板9进行对上述功能对应的参数设定，控制面板9用于输入指令，控制器8接收指令后调节移动机构4的移动速度和路径，控制面板9设于机体3的外表面，便于操作即可，对其形状和按键类型不作具体限定。在可选的实施例中，摆动机构5包括旋转轴51、支架52以及第一驱动件53；
67.支架52设于所述机体3的顶部，支架52通过旋转轴51与灯座2活动连接，第一驱动件53与旋转轴51连接，在的第一驱动件53的驱动下，旋转轴51相对于支架52转动。
68.具体地，支架52的具体可以为底座式结构，也可以为两边对立设置支撑板的结构，脉冲强光灯管1连接于灯座2上，灯座2通过旋转轴51与支架52相连接，在第一驱动件53的驱动下，旋转轴51转动，带动灯座2和脉冲强光灯管1转动，从而实现脉冲强光灯管1根据实际需要处于竖直、水平或倾斜状态，或在竖直方向保持一定的速度进行摆动。
69.在可选的实施例中，移动机构4包括移动轮，多个移动轮设于机体3的底部。
70.具体地，在机体3的底部安装有移动轮，可实现多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人的前进、后退和转向。
71.本发明提供的多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人可应用于集装箱内壁面、会议室、车厢、病房和教室等场所的杀菌消毒。针对不同的应用场景，多自由度脉冲强光杀菌消毒机器人可通过调节摆动机构5的摆动、转动机构7的旋转和升降机构6的升降来实现脉冲强光对空间内所有表面的杀菌消毒。
72.在本说明书的描述中，参考术语“可选的实施”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。