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一种消毒机器人及其用于医院科室消毒的方法

摘要

本发明公开了一种消毒机器人及其用于医院科室消毒的方法,该消毒方法包括:消毒机器人接受消毒任务,从数据库调取该任务的待消毒科室信息,规划行走路径;预估各种消毒剂的存储量是否足够,前往待消毒的目标科室并测量环境信息,根据规划的消毒路径和消毒方案进行消毒,在消毒过程中或消毒完毕后对消毒效果进行检测和评估,如检测不合格,重新消毒直至达标。本发明针对不同的科室制定不同的消毒方案,在消毒程序前对科室环境进行探测,根据空间中不同的物品种类灵活调整消毒方案及消毒路径,消毒过程中或消毒完成后对消毒效果进行检测直至完全达到合格标准,整个消毒过程工作效率高,智能化程度高,消毒效果好。

著录项

  • 公开/公告号CN111001025A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2020-04-14

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 广州赛特智能科技有限公司;

    申请/专利号CN202010156100.9

  • 发明设计人 李良源;李浩;赖志林;

    申请日2020-03-09

  • 分类号A61L2/24(20060101);A61L2/10(20060101);A61L2/26(20060101);A61L2/18(20060101);A61L2/28(20060101);A61L2/22(20060101);

  • 代理机构44560 广州科捷知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人袁嘉恩

  • 地址 510000 广东省广州市黄埔区开泰大道36号303室

  • 入库时间 2023-12-17 06:34:29

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-06-16

    授权

    授权

  • 2020-05-08

    实质审查的生效 IPC(主分类):A61L2/24 申请日:20200309

    实质审查的生效

  • 2020-04-14

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及消毒技术领域,尤其涉及一种消毒机器人及其用于医院科室消毒的方法。

背景技术

医院科室是致病菌存在的高危场所,如果消毒环节控制不当,则会发生严重的传染事故,导致不可控制的疫情爆发,因此医疗场所的消毒灭菌工作尤其中重要。但是目前一些重点传染场所或区域的消毒工作主要依靠人工操作进行,导致工作量大、效率低下,而且消毒效果不理想,特别是当使用一些毒性较大的消毒液时还会造成人员中毒等伤害。而且目前的紫外线消毒主要是在无人的环境(如下班后)下进行,而且紫光线灯距离待消毒的区域必须在其辐照范围内才能有效,对于需要临时消毒的地方,人工进行紫外线消毒则较为不便。消毒机器人能较好解决现有人工消毒存在的局限性,但目前的消毒机器人在完成消毒工作后,还需要人工对消毒效果进行检测是否达标,如果不达标则需重新启动消毒程序,操作复杂,不能真正做到智能化。由于不同的科室和区域会有不同的消毒要求,待消毒区域经常会有物品设施移动、变动、以及特殊状况发生,现有的消毒机器人也不能根据这些状况有针对性的灵活处理,从而影响消毒质量,使消毒工作执行不彻底。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点,提供一种可针对不同科室、不同消毒环境灵活采取不同消毒方案,消毒过程中或消毒完成后可实时检测消毒质量并及时采取措施直至合格的智能化程度高的消毒机器人,以及将该消毒机器人用于医院科室消毒的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的:

一种消毒机器人,包括自动驾驶底盘、机身、机械臂、升降柱、传感器模块、多模组消毒剂消毒模块、紫外线灭菌模块和中央控制模块,所述机身设置在所述自动驾驶底盘上,所述机械臂、升降柱和紫外线灭菌模块设置在所述机身上,所述传感器模块设置在所述机身、机械臂或升降柱上。升降柱配备驱动装置,驱动装置驱动升降柱沿机身上下移动,根据消毒空间的高度调整升降柱的高度,不用时,升降柱可缩回至机身内。

所述多模组消毒剂消毒模块包括若干组消毒剂存储罐、消毒剂定量调配模块和消毒剂喷射模块;若干组所述的消毒剂存储罐设置在所述机身内,用于存储多种消毒剂;所述消毒剂定量调配模块设置在所述机身内,其分别与各组所述的消毒剂存储罐通过管道相连,用于根据指令配制所需规格的消毒剂;所述消毒剂喷射模块设置在所述升降柱或机械臂上,并同时与所述消毒剂定量调配模块通过管道相连,用于喷射消毒剂。消毒剂存储罐中可设置液位传感器等,可实时探测存储罐中的消毒剂量。

所述中央控制模块分别与所述自动驾驶底盘、机械臂、传感器模块、多模组消毒剂消毒模块、紫外线灭菌模块电连接,用于接收传感器模块的信息,并控制自动驾驶底盘和机械臂的动作,以及控制多模组消毒剂消毒模块和紫外线灭菌模块进行灭菌消毒。自动驾驶底盘底部设置有差分驱动轮,可根据控制指令灵活行走,底盘周边可设置防撞条等,自动驾驶底盘的行走和避障可参照现有技术,依靠机身上的传感器进行环境探测。紫外线灭菌模块根据中央控制模块的指令进行紫外线消毒。

进一步地,所述消毒剂喷射模块包括雾化器和喷射器;所述消毒剂存储罐至少有三组,分别存储过氧化氢消毒剂、过氧乙酸消毒剂、含氯消毒剂和酒精中的一种且互不相同。可根据需要,将消毒剂雾化器和喷射器设置在升降柱的柱头上,而用于酒精消毒的喷射模块设置在机械臂上。各种种类的消毒剂分别盛装在不同的消毒剂存储罐中,当需要使用时,消毒剂定量调配模块根据消毒方案调配定量的不同消毒剂配制成所需的消毒剂。

进一步地,所述传感器模块包括激光传感器、超声波传感器、视觉传感系统、浓度传感器集成,所述浓度传感器集成设置在所述机械臂上,所述视觉传感系统包括设置在机身上的双目摄像头和设置在升降柱上的环视摄像头集成,所述升降柱上还同时设置有所述消毒剂喷射模块,所述环视摄像头集成环绕在所述消毒剂喷射模块的周围;所述激光传感器和超声波传感器设置在所述机身上;所述机身上还设置有远程控制模块和人机交互模块,所述远程控制模块和人机交互模块分别与中央控制模块相连。远程控制模块用于通过无线通讯的方式远程控制机器人,给机器人分配任务,接受机器人的反馈信息等,同时当机器人受困于当时环境时,可通过远程控制模块协助机器人摆脱困局。人机交互模块包括智能触摸屏、语音识别和播报模块等,智能触摸屏上显示相关信息,如正在执行的任务信息、任务完成信息、反馈信息等,以及人工分配消毒任务、进行参数设置等,还可以通过语音识别进行任务分配,语音播报可以进行信息提示、信息预警和状态播报等。

在行走阶段,激光传感器和超声波传感器主要基于激光雷达和超声探测技术实现自主定位和导航,用于机器人自主运行本身,导航行走,并自主避障防止碰撞,视觉传感系统同时辅助行走避障,使行走更顺畅。在机器人探测和消毒阶段,激光传感器用于测量空间尺寸,视觉传感系统探测环境空间中的物体,是否存在高危物品等。浓度传感器集成用于探测空气中的消毒剂浓度,检验消毒剂是否超标,以及消毒是否达标。

一种用于医院科室消毒的方法,应用上述的消毒机器人,包括如下步骤:

S1、消毒机器人接受消毒任务,从数据库调取该任务的待消毒科室信息,规划行走路径;

S2、根据待消毒科室信息中预设的消毒方案,估算需要的消毒剂的用量,与现有的消毒剂量相对比,预估各种消毒剂的存储量是否足够,如若不够,则生成报警信息,提醒用户添加消毒剂原料,直至满足条件;

S3、根据规划的行走路径,前往待消毒的目标科室;

S4、通过传感器模块测量待消毒科室的环境信息,根据环境信息规划消毒路径,并预估消毒时间,计算各消毒剂的具体用量;

S5、根据规划的消毒路径和消毒方案进行消毒,同时记录行驶速度、消毒路径、喷洒速度信息并上传,同时通过传感器模块实时监测空气中消毒剂的浓度,防止超过规定的安全上限;根据消毒方案,在消毒过程中或消毒完毕后对消毒效果进行检测和评估,如检测不合格,重新消毒直至达标。

进一步地,步骤S1中所述消毒任务包括固定任务和临时任务,所述固定任务包括固定的消毒时间和消毒科室,所述临时任务包括指定的消毒科室;所述待消毒科室信息包括科室名称、科室类型、科室位置、科室内空间信息和消毒方案;所述消毒方案为消毒剂雾化消毒、消毒剂喷洒消毒、紫外线消毒中的一种或几种的组合消毒模式;所述消毒剂为过氧化氢消毒剂、过氧乙酸消毒剂、含氯消毒剂、酒精中的一种或几种的组合物。固定任务预先录入机器人的控制系统,机器人按照预设的程序于预设的时间对既定的区域进行消毒工作,除非人为干扰,否则机器人按照程序自主执行任务。临时任务为除固定任务之外,因各种原因,临时安排的任务。各个科室信息预存在数据库中,数据库中根据各科室的感染危险程度进行了分类,并根据各科室的类别制定了不同的消毒方案,如低危险的区域仅需酒精消毒,中危险区域需要酒精消毒与含氯消毒剂同时使用,而对于极高危区域,则需要消毒剂消毒与紫外线消毒同时配合使用,还包括各个科室的位置及各个科室内的空间信息,如平面面积、空间内固有的设备设置等。

进一步地,步骤S5中对消毒效果进行检测、评估和重新消毒的方法为:

对于封闭空间,机器人完成整个空间的消毒工作后,在空间内选取5-10个测试点,测试点的选取原则为房间角落2-3个点、空旷区域2-4个点、消毒盲区1-3个点;机器人根据测试点的分布自主规划最佳路径并预估测试总时间,机器人到达测试点后,通过机械臂搭载的浓度传感器集成,在距离地面0.8-1.5米的高度进行浓度测试,当该测试点的浓度低于预设值时,当即启动消毒程序对该点位及周边进行消毒,并实时测试该区域的浓度,直至达标,然后停止消毒,进行下一测试点的测试,如检测不合格则进行消毒直至合格;最后统计所有测试点的初始合格率,若高于90%,则消毒检测合格;若低于90%,则需机器人在后台随机选取三个点进行测试,且该点位不能与已测试过的点位重复或相邻;如若测试到不合格点则执行消毒程序直至该点位合格为止,并且本次测试最终以连续三个随机点均测试合格为止。

对于开敞空间,机器人进行消毒时,机械臂搭载的浓度传感器集成实时监测环境浓度,如发现监测值低于合格值,则生成反馈信息控制机器人驻留该处加强消毒,直至实时浓度测试通过,即继续进行消毒任务。

对于紫外线消毒,消毒过程中无需进行检测。但紫外线灯的辐射照度则需定期进行检测。

进一步地,在对封闭空间进行消毒效果检测并重新消毒直至全部测试合格后,还进行如下步骤:

计算实际检测及重新消毒直至合格的总时间,将其与预估时间进行对比,如若超出预设阈值,且所有测试点的合格率低于90%,则认为本次消毒初始方案不可行,不合理,偏差较大,生成报警信息传至后台,预警信息包括检测路径、行驶速度、喷洒速度,后台根据预警信息进行算法模型参数的修正。

进一步地,步骤S4中传感器模块测量待消毒科室的环境信息包括下列动作:测量空间的平面面积和楼层高度、查探空间内设备设施和物品的存放情况、观测是否存在病毒或细菌滋生的高危物品或区域及其位置、监测地面上是否有高传染性污物;所述高危物品或区域为洗手间、洗手盆或垃圾桶;所述高传染性污物为血迹或呕吐物。平面面积的测量有多种方法,可以通过扫描得到室内二维激光地图,通过算法计算其平面面积,再通过测距传感器得到楼层高度,进而计算出其空间体积。空间内设备设施、物品、高危物品或区域、高传染性污物均可通过摄像头探测,通过算法模型,得出位置等信息。

进一步地,步骤S4中根据环境信息规划消毒路径的方法为:如科室内不存在所述高危物品或区域,则依据消毒技术规范“先里后外,先高后低”的消毒原则,进行消毒路径规划;如存在所述高危物品或区域,则机器人先依据“由外到里”的原则逐个移动到识别到的所述高危物品或区域旁,通过机械臂终端搭载的消毒剂喷射模块进行消毒,直至消毒完科室最里面的那个高危物品或区域,再以此时机器人所在的位置为起点,依据消毒技术规范“先里后外,先高后低”的消毒原则,进行消毒路径规划。

进一步地,步骤S5中根据规划的消毒路径和消毒方案进行消毒的过程中还包括如下步骤:消毒过程中,传感器智能识别环境中高接触频率的物品,通过机械臂终端搭载的消毒剂喷射模块对该物品进行消毒,并计算机器人驻留消毒这些高接触频率物品所花费的总时间;消毒完毕后,统计实际消毒时间,并与预估消毒时间对比,将两者时间差与对高接触频率物品消毒所花费的时间对比,以此修正时间预估模型中的参数值;所述高接触频率的物品包括门把手、电源开关和床头柜。

本发明根据任务的种类将消毒任务分为固定任务和临时任务,数据库中存储有各个科室的相应信息,根据任务种类执行不同任务,常规任务无需人工每天设置和监督,机器人即可在科室下班等空置情况下前往消毒,临时任务可调用数据库中的数据进行规划执行,大大简化了执行程序,提高效率。

本发明根据科室种类对其进行分类,针对不同的科室制定不同的消毒方案,并可根据用户需要随时进行更改调整;在消毒程序前对科室环境进行探测,与数据库中预先录入的数据进行对照,以防空间环境中的物品设施发生改变,并能识别高危物品或区域、以及高传染性污物,并根据空间中不同的物品种类灵活调整消毒方案及消毒路径,避免消毒空间中增减物品而导致消毒不彻底或消毒操作失误等情况发生;消毒过程中智能识别高接触频率的物品并对其消毒,进一步提高消毒效率。

本发明还可根据消毒空间的性质在消毒过程中或消毒完成后对消毒效果进行检测,通过测量空间中的消毒剂浓度判断消毒效果,并制定一套检测判定的规则,当不合格时重复进行消毒直至完全达到合格标准,同时可控制空间内消毒剂的浓度避免过量而污染环境,整个消毒过程连贯,工作效率高,智能化程度高。

本发明可采用如消毒剂、紫外线及其组合、以及喷洒或/和喷雾等多种消毒方式,消毒剂可选择多种消毒剂种类,且可任一调配,适用性广,可用于各种空间区域的消毒。

本发明通过在每个步骤的执行过程中不断反馈如消毒时间、检测时间等实时数据,不断修正如消毒时间、测试时间等预估模型的参数,以达到自学习的目的,提高算法模型的准确度,提高消毒质量。

附图说明

图1为本发明的消毒机器人的正面结构示意图。

图2为本发明的消毒机器人的反面结构示意图。

图3为本发明的用于医院科室的消毒方法的流程框架图。

图4为本发明实施例中科室的二维激光地图。

图5为本发明实施例中依据科室二维激光地图测量其平面面积的示意图。

图6为本发明实施例中识别高危物品的示意图。

图7为本发明实施例中的一种消毒路径。

图8为本发明实施例中的另一种消毒路径。

图9为本发明实施例中的另一种消毒路径。

附图标记:1-自动驾驶底盘;2-机身;3-左机械臂;4-右机械臂;5-升降柱;6-消毒剂喷射器;7-环视摄像头集成;8-酒精喷雾器;9-浓度传感器集成;10-差分驱动轮;11-摄像头;12-激光传感器;13-超声波传感器;14-第一紫外线消毒模块;15-双目摄像头;16-第二紫外线消毒模块;17-智能触摸屏;18-原料存储罐柜盖;19-垃圾桶;20-洗手盆。

具体实施方式

一种消毒机器人,如图1、图2所示,包括以下模块:自动驾驶底盘1、机身2、机械臂(左机械臂3和右机械臂4)、升降柱5、传感器模块、多组消毒剂存储罐、消毒剂定量调配模块、消毒剂喷射模块、紫外线灭菌模块、远程控制模块、人机交互模块、中央控制模块。

所述机身2设置在所述自动驾驶底盘1上,所述机械臂(左机械臂3和右机械臂4)、升降柱5和紫外线灭菌模块设置在所述机身2上。升降柱5在驱动装置的驱动下可沿机身2上下移动,根据消毒空间的高度调整升降柱5的高度,不用时,升降柱5可缩回至机身2内。

所述中央控制模块分别与所述自动驾驶底盘1、机械臂、传感器模块、多模组消毒剂消毒模块、紫外线灭菌模块电连接,用于接收传感器模块的信息,并控制自动驾驶底盘1和机械臂(左机械臂3和右机械臂4)的动作,以及控制多模组消毒剂消毒模块和紫外线灭菌模块进行灭菌消毒。自动驾驶底盘1底部设置有差分驱动轮10,可根据控制指令灵活行走,底盘周边可设置防撞条等,自动驾驶底盘1的行走和避障可参照现有技术,依靠机身2上的传感器进行环境探测。紫外线灭菌模块根据中央控制模块的指令进行紫外线消毒。

各种种类的消毒剂分别盛装在不同的消毒剂存储罐中,若干组所述的消毒剂存储罐(图中未示出)设置在所述机身2内,用于存储多种消毒剂,外用原料存储罐柜盖18封住,需要添加原料时打开原料存储罐柜盖18;所述消毒剂存储罐至少有三组,分别存储过氧化氢消毒剂、过氧乙酸消毒剂、含氯消毒剂和酒精中的一种且互不相同。消毒剂存储罐中设置有液位传感器等,用于实时探测存储罐中的消毒剂量。

所述消毒剂定量调配模块设置在所述机身2内,其分别与各组所述的消毒剂存储罐通过管道相连,用于根据指令配制所需规格的消毒剂;当需要使用时,消毒剂定量调配模块根据消毒方案调配定量的不同消毒剂配制成所需的消毒剂。

所述消毒剂喷射模块包括雾化器和喷射器,设置在升降柱或/和机械臂上。本实施例中,消毒剂喷射模块主要包括:设置在升降柱5上的消毒剂喷射器6,所述消毒剂喷射器6可分别进行消毒剂喷洒式和喷雾式消毒;以及设置在机械臂(左机械臂3或右机械臂4)上的酒精喷雾器8,可进行酒精喷雾式消毒。消毒剂喷射器6和酒精喷雾器8分别与所述消毒剂定量调配模块通过管道相连,用于吸取消毒剂。

本实施例中,紫外线灭菌模块包括第一紫外线消毒模块14和第二紫外线消毒模块16。第一紫外线消毒模块14包含有若干组紫光线消毒灯,数量可根据需要灵活设置,其排列形式可根据机身2上的空间及消毒空间的布局灵活设置,可如图1中平行排列。第二紫外线消毒模块16设置在升降柱5上,包括一组或多组紫外线消毒灯。

所述传感器模块包括激光传感器12、超声波传感器13、视觉传感系统、浓度传感器集成9等。本实施例中,激光传感器12设置机身2靠下的位置,超声波传感器13设置在机身2的中下部位置;所述视觉传感系统包括摄像头11、双目摄像头15和环视摄像头集成7,摄像头11设置在自动驾驶底盘1上,双目摄像头15设置在机身2靠上的位置,环视摄像头集成7设置在升降柱5的顶端,且围绕在消毒剂喷射器6的周围;而浓度传感器集成9设置在机械臂(左机械臂3或右机械臂4)上,与酒精喷雾器8分别设置在不同的机械臂上。

所述机身2上还设置有远程控制模块和人机交互模块。远程控制模块用于通过无线的方式远程控制机器人,给机器人分配任务,接受机器人的反馈信息等。人机交互模块包括智能触摸屏17、语音识别和播报模块等,智能触摸屏17上显示相关信息,如正在执行的任务信息、任务完成信息、反馈信息等,以及人工分配消毒任务、进行参数设置等,还可以通过语音识别进行任务分配,语音播报可以进行信息提示、信息预警和状态播报等。

一种用于医院科室消毒的方法,应用上述的消毒机器人,如图3,包括如下步骤:

1、机器人接受任务及制定消毒方案

智能消毒机器人消毒任务根据任务(订单)指派模式分两种:固定任务和临时任务。固定任务模式为用户初始化设定机器人,每天固定时间段对指定区域或指定科室进行指定次数的环境消毒工作,初始设置后到下次更改设置前,如无外界因素(人为阻止,冲突因素阻止或其他不可抗拒因素阻止)阻止,机器人每天定时定点自主执行任务。临时任务为除了固定消毒任务外,用户因临时因素,需要对某区域或某科室进行消毒,临时指派机器人执行该消毒任务。

智能消毒机器人接受消毒任务时(固定任务或临时任务),首先从数据库调取该任务的待消毒科室信息,包括但不限于:科室名称、科室类型、科室位置、科室内空间环境信息、消毒方案。

科室名称:科室名称为专属ID,便于机器人系统记录、识别该科室,区别于其他科室的唯一信息。

科室类型:由于院内各科室各区域因接诊病人的不同,职能不同而使得区域之间的环境状况和环境要求相差较大,往往不同的科室依据环境需求而采取不同的消毒方案。为保证机器人能较好的实现针对性定制消毒方案,机器人系统参照卫生标准《医院隔离技术规范》WS/T 311-2009将医院内各科室区域按患者获得感染危险程度分为四个等级:极高危险区域,高危险区域,中等危险区域以及低危险区域。具体如表1。但在机器人系统中各科室的等级认定支持用户根据消毒需要随时调整,也即是本来属于中等危险区域的科室可跟随消毒需求手动更改为高危险区域或低危险区域等,但是更改权限只限于特定人员。

表1 科室危险等级表

区域危险等级科室极高危险区域手术室,重症监护病房,器官移植病房等等高危险区域感染疾病科(门诊,病房)等等中等危险区域普通门诊,普通病房等等低危险区域行政管理区,生活服务区,公共区域等

科室位置:机器人通过科室位置信息自主生成前往该科室的行驶路径。

消毒方案:由于院内各科室各区域因接诊病人的不同,职能不同而使得区域之间的环境状况和环境要求相差较大,往往不同的科室依据环境需求而采取不同的消毒方案。主要参考因素为以上的科室类型,结合科室内实际情况与环境因素限制,而采取单一消毒方案或混合消毒方案,并决定消毒剂类型以及对应浓度,生成消毒方案表2。本机器人系统为更好满足环境消毒要求,主要提供消毒剂雾化消毒、消毒剂喷洒消毒、紫外线消毒以及三种模式的自由组合混合消毒等多种模式。其中消毒剂类型支持各种浓度的过氧化氢消毒剂、过氧乙酸消毒剂、含氯消毒剂、酒精及各种组合。用户可提前在机器人的多模组消毒剂存储罐中存储一定量的各种消毒剂原料,当执行消毒任务时机器人可根据消毒方案中选取的消毒剂种类、浓度、用量而自主现场调配。

表2 消毒方案表

科室科室类型消毒方案消毒剂浓度消毒剂预估量原料1预估量原料2预估量原料3预估量……

机器人根据以上信息确定任务执行的具体对象、前往该科室的行驶路径、该科室采取的消毒方案以及采用的消毒剂类型、消毒剂浓度以及调配消毒剂所需的原料预估量等等。然后检测存储罐中该消毒剂原料剩余量,初步评估是否足够支撑消毒任务,如若不够,则生成报警信息,提醒用户添加消毒剂原料。直至满足条件后,根据自主规划的路径,自行前往目标科室。

2、待消毒科室环境信息测量

智能消毒机器人到达目标科室,首先进行科室内空间的测量,以便预估消毒时间以及计算出具体的消毒剂用量,从而进行消毒剂现场调配。由于国内医院科室建筑风格较为统一,多为长方形或正方形布局,少部分为梯形、三角形、近似扇形布局,极少部分为不规则布局,但均可近似视为长方形、梯形、扇形等基本规则图形的演变。因此机器人在进行科室空间测量时,采取多点测量的方法,最后通过算法处理,将测量到的科室近似模拟为规则图形进行空间体积计算,从而计算得出实际所需的消毒剂量。

以图4为例,具体测量方法如下:

机器人首先调取此前已扫描的该科室的二维激光地图(如图4),并对该二维地图进行近似演变,变成规则的基本图形,并计算各边长以及平面面积S。如图5可近似演变成梯形(图5中黑色粗线)。

然后机器人进入科室之初,首先通过自身的激光测距传感器,测量科室楼层高度H,进而计算出科室近似空间体积V=S×H。

除了进行科室空间体积的测量,机器人还在进入科室房间之初,首先通过摄像头环视科室,查探科室内环境、设备、物品存放情况,观测是否存在病毒/细菌滋生高危物品或区域,例如洗手间、垃圾桶19等(注:此前已在机器人系统通过大量的案例训练,机器学习,得出物体识别判定模型,并形成高危物品/区域素材库)。并将此信息进行记录,并且通过摄像头装置识别到物品,通过算法模型,确定以上高危物品/区域在房间内的位置(如图6),进而在二维激光地图上进行标记。另外,一旦机器人摄像头结合算法模型监测到地面有污物,且评判为血迹、呕吐物等高传染性污物时,为避免交叉感染风险,机器人生成报警信息,发送至用户终端(PC/平板/手机)提醒用户前往处理,直至污物清除后再继续消毒作业。

3、调配消毒剂

机器人完成空间测量以及环境观测后,则根据测量到的科室空间体积V,结合对应本科室的消毒方案,结合所采用的消毒剂类型、消毒剂浓度、消毒方式,计算出需要调配的消毒剂总量。例如本科室的消毒方案是采用浓度为C1的过氧乙酸溶液进行喷洒消毒,那么机器人则需要根据科室空间V结合喷洒计算模型,确定所需调配的消毒剂总量体积为V1。且已知原料存储罐内的过氧乙酸原液浓度为C2(C2>C1);则可由公式V1×C1=V2×C2,计算出所需过氧乙烯的原液体积量V2。同理计算出其他原液材料所需的量,最后将计算出各原料所需的量从各自原料存储罐依据设定的调配步骤抽往消毒剂调配罐进行C1浓度消毒剂的调配。值得注意的是,如果消毒方案仅为紫外线消毒,则跳过此步骤,无需调配消毒剂。

4、消毒路径规划

机器人进行消毒路径规划时,如果上述科室环境探测环节没有发现科室内存在洗手间、洗手盆20、垃圾桶19等病毒传播高危物品/区域时,则依据消毒技术规范“先里后外,先高后低”的消毒原则,如图7进行消毒路径规划。

但是如果上述科室环境探测环节有发现科室内存在洗手间、洗手盆20、垃圾桶19等病毒传播高危物品/区域时,则如图8所示,先依据“由外到里”的原则机器人逐个到以上识别到的高危物品/区域旁,通过机械臂终端搭载的酒精喷洒装置,对该物品进行75%酒精喷雾式的喷洒消毒,直至消毒完科室最里面的那个高危物品/区域,再在此时机器人所在位置,如图9所示,依据消毒技术规范“先里后外,先高后低”的消毒原则,进行消毒路径规划。

最后,机器人根据已规划路径,结合行驶速度,预估计算消毒总时间t1。

5、消毒

规划完消毒路径后,机器人则开始消毒任务。

首先机器人依据消毒方案、消毒方式,启动对应的消毒剂喷洒模块,如若为雾化消毒,则启动雾化器模块;如果为喷洒消毒,则启动喷洒器模块;如果为紫外线消毒,则启动紫外线模块。根据规划好的路径、初始设定的行驶速度、喷洒速度进行环境消毒,并记录行驶速度、消毒路径、喷洒速度等信息并上传。消毒过程中,摄像头智能识别环境中的门把手、电源开关、床头柜等高接触频率的物品,并对识别到的高接触物品,通过机械臂终端搭载的酒精喷洒装置,对该物品进行75%酒精喷雾式的喷洒消毒,并计算机器人驻留消毒这些高接触物品所花费的总时间t2。并通过传感器实时监测空气中消毒剂的浓度,防止超过规定的安全上限。消毒完毕后,统计实际消毒时间与预估消毒时间的对比,将两者时间差与t2对比,并以此加强时间预估模型的参数修正,以提高后续的时间预估准确度。

6、消毒效果检测、处置与评估

对于封闭空间:

机器人完成整个房间的消毒工作后,在房间内选取5-10个点进行消毒剂浓度测试。测试点选取原则为:房间角落2-3个点,空旷区域2-4个点,消毒盲区2-3个点。消毒盲区指的是环境中某区域因周边设备、建筑的阻挡,导致消毒过程中消毒剂较难覆盖的区域,如病床底部空间等,此区域的选取需要结合摄像头装置。选定测试点以后,机器人根据测试点的分布自主规划最佳路径并预估测试总时间t3。

测试方法为:机器人首先选定房间内的10个测试点,然后根据地图依次前往测试点,通过机械臂搭载的浓度传感器集成,在距离地面0.8-1.5米的高度(如若环境不允许,则适当往上或往下),进行浓度测试,并记录表三。

表三 消毒效果检测表

测试点点坐标点类型实测浓度结果测试点1点位坐标空旷/角落/盲区合格/偏高/偏低测试点2

对于某测试点的浓度为不合格状态且偏低时,当即启动消毒程序对该点位及周边进行消毒,并实时测试该区域的浓度,直至达标,然后停止消毒,进行下一测试点的测试。最后统计10个测试点的合格率,如若高于90%,则证明消毒检测合格。如若低于90%,则需机器人再后台随机选取三个点进行测试,且该点位不能与已测试过点位重复或相邻(直径1m以内);如若测试到不合格点则执行消毒程序直至该点位合格为止,并且本次测试最终以连续三个随机点均测试合格为止。最后计算实际测试总时间t4,将两者进行对比,如若超出预设阈值,且10个测试点的合格率低于90%,则认证为本次消毒初始方案不彻底,并生成报警信息传至后台,信息中包括但不限于:路径、行驶速度、喷洒速度;以此刺激后台规划算法,进行算法模型参数的修正,例如调整行驶路径、降低行驶速度、加大喷洒速度等等,便于机器人提高消毒质量。

对于开敞房间:

对于开敞房间,由于其空气流动较大,不便于整间科室消毒完再进行选点测试,误差较大,因此测试方式为:机器人进行消毒时,机械臂端的测试传感器实时监测环境浓度,一旦发现监测数据低于合格值,则生成反馈信息控制机器人驻留此处加强消毒,直至实时浓度测试通过,即继续任务。

对于紫外线消毒:

消毒过程中无需测量,只需用户定期借助常规方法对紫外线灯辐射照度值进行检测即可。紫外线灯辐射照度值的检查方法可参照相关标准采用仪器法或指示卡法。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。

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