自疫情爆发,国内外有大量团队关于疫情防控做出了一系列针对性举措,包括但不限于当地政府直接调控与管理,或利用人工智能技术。核酸检测车和智能消毒机器人是当今主流的两大移动式防疫工具,但各自都有优缺点存在。
针对当前背景和研究现状,本团队设计了一种常态化疫情防控系统,主要包括核酸采样间、一辆自动导航式室外消毒机器人以及一辆自动导航式物资配送机器人。该系统以智能控制技术为基础,具有核酸检测样本收集、医护人员自身消毒、检测现场病毒消杀、周围地区医疗、生活物资配送和快速更换电池五大功能,“五位一体”的设计,分别解决疫情常态化五大问题,大大降低人力物力的使用,拓宽病毒消杀覆盖面积,提高疫情防控工作效率。一、采样车设计
核酸检测采样车是系统的核心装置之一,可实现核酸检测采集、工作人员消毒喷淋烘干、小车快速更换电池以及消毒小车升降等功能,主要含有四个区域,核酸采样区域与消毒淋浴烘干区域用自动门隔开,确保核酸采样区域内的整洁安全性。

二、消毒小车设计
消毒小车由高压双管喷炮,伸缩喷洒翼,大容量消毒箱及摄像头组成,通过舵机控制两侧的伸缩喷洒翼展开,可对地面进行大面积消毒。高处的高压双管喷炮全方位摆动扩大了消毒范围,侧重空间的消毒,是对两翼侧重地面消毒的补充。两种装置相互配合,真正做到全方位,无死角、高效率、大面积的消毒。360喷炮,全方位消毒,伸缩喷洒翼,增大对地消毒面积大容量消毒箱,提升工作效率。


图三 消毒小车模型以及实物
三、配送模块设计
配送模块主要分为三部分,分别存放不同类型的物资,高效安全,空间利用率高。主箱分三大层,用来存储较大物件。主层用于食品、零售等物品,需要输出时升降系统将物资送至小车上方传送带,传送带再由电机带动将货物统一装于托盘中,最后由升降平台将托盘升至小车上部。这套专门设计的物资输送系统,保障了其运送能力,减少了接触,能降低人员感染风险,提高安全性。

图四 物资配送小车剖视图

图五 配送小车模型展示
四、快速换电池装置
为实现消毒小车连续性运行,确保对疫情的快速控制,特设计快速换电装置可实现小车的更换电池操作,由取放装置以及电池仓组成。当小车电量低时,通过液压提升装置到快速换电装置前,取放装置将低电量电池取出放入电池仓进行充电,从电池仓中取出已充满电电池装入小车中,完成更换电池操作。

图七 快速换电池装置图解

图八 快速换电池装置和太阳能供电系统实物

图九 应用模拟