自移动设备的消杀系统和自移动设备的制作方法

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1.本公开涉及自移动设备的消杀技术领域，特别涉及一种自移动设备的消杀系统及自移动设备。

背景技术：

2.随着科技的不断进步，各行各业出现用于执行不同任务的自移动设备，比如巡检机器人、割草机器人、扫地机器人等。
3.这些自移动设备长时间的暴露在外部环境中，不免会沾染各种病菌，为了防止其携带病菌在不同区域移动导致病菌的二次传播，需要给自移动设备进行消杀。但是，目前市面上尚未出现一种针对自移动设备的消杀方案。

技术实现要素：

4.本公开为了解决现有技术存在的技术问题，提供了一种自移动设备的消杀系统和自移动设备。
5.第一方面，本工公开的自移动设备的消杀系统包括：
6.消毒仓，具有供自移动设备出入的第一出入口；
7.至少四个消毒灯，均设置在所述消毒仓内，并依次间隔排布形成扇环形的消毒灯阵；
8.所述消毒仓内设有与所述消毒灯阵同心设置的消毒区域，且相邻两个所述消毒灯在所述消毒区域的边界线上形成的辐射区域部分重叠。
9.在一个实施例中，所述消毒灯阵的圆心角为180
°
。
10.在一个实施例中，至少四个所述消毒灯等间距排布。
11.在一个实施例中，所述消杀系统还包括反光罩，所述反光罩被构造为将所述消毒灯发出的光反射至所述消毒区域内，从而使单个所述消毒灯的辐射强度翻倍。
12.在一个实施例中，所述消毒灯为紫外光消毒灯。
13.在一个实施例中，所述消毒灯的灯线被传输至所述第一出入口的途中至少被反射两次。
14.在一个实施例中，所述消毒仓被挡墙分隔为独立的两个腔室，且所述第一出入口与一个腔室连通，所述消毒灯阵设置在另一个所述腔室内；
15.两个所述腔室通过连接通道导通，所述连接通道被构造为供所述自移动设备在两个第一腔室穿行，且所述连接通道的朝向和所述第一出入口的朝向相互垂直。
16.在一个实施例中，所述第一出入口处设置有警戒装置和/或检测元件；
17.所述警戒装置被配置为当所述消毒灯开启时发出报警信号；
18.所述检测元件被配置为用于检测可疑对象，且所述消毒灯被配置为当所述检测元件检测到可疑对象时从开启状态切换至关闭状态。
19.在一个实施例中，所述消毒仓为建筑物内的某一个房间。
20.第二方面，本公开的自移动设备被配置为在如上任一项实施例所述的消杀系统中自助消杀；
21.所述自移动设备与所述的消毒灯电连接，且所述自移动设备被配置为控制所述消毒灯开启预热，并且从所述第一出入口进入所述消毒仓内并移动至所述消毒区域内，自转消毒预设时长，消杀结束后控制所述消毒灯关闭并离开所述消毒仓。
22.在一个实施例中，所述第一出入口处设置有警戒装置；
23.所述自移动设备与所述警戒装置电连接，且所述自移动设备被配置为当开启所述消毒灯时开启所述警戒装置；和/或，
24.所述第一出入口处设置有检测元件；
25.所述自移动设备与所述检测元件电连接，且所述自移动设备被配置为当所述检测元件检测到可疑对象时控制所述消毒灯从开启状态切换至关闭状态。
26.在一个实施例中，所述自移动设备为巡检机器人。
27.在本公开的自移动设备的消杀系统及自移动设备的有益效果之一是，由于相邻两个消毒灯的消毒辐射区域部分重叠，且自移动设备位于消毒灯阵的中心并自转，自移动设备的周向区域均能被消毒灯的消毒辐射区域所覆盖，避免了消杀盲点，能满足自移动设备快速消杀的要求。
28.此外，消毒灯阵可以根据机器人尺寸灵活布置，消杀时让自移动设备位于消毒灯阵中心，靠近消毒灯，由于辐射强度随距离的平方降低，在完成快速消杀的同时，只需要较低功率的紫外光消毒灯，能够降低成本，同时减少紫外光泄漏风险。
附图说明
29.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
30.图1是一个实施例中本公开的消杀系统的结构示意图；
31.图2是一个实施例中消毒灯阵辐射示意图；
32.图3是一个实施例中消毒灯阵辐射示意图；
33.图4是一个实施例中消毒灯阵辐射示意图；
34.图5是一个实施例中消毒灯阵辐射示意图。
35.图1至图5中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：
36.10消毒仓、20消毒灯、200消毒灯阵的边界线、201辐射区域、30警戒灯、40检测元件、50挡墙、60自移动设备、600最大外轮廓外接圆、601最小外轮廓外接圆、70反光罩。
具体实施方式
37.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
38.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
39.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适
当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
40.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
42.本公开提供了一种自移动设备的消杀系统以及在所述消杀系统内消杀的自移动设备。
43.本公开的消杀系统包括消毒仓和至少四个消毒灯，其中，消毒仓具有可供自移动设备出入消毒仓的第一出入口，至少四个消毒灯设置在消毒仓内并沿依次间隔排布形成扇环形的消毒灯阵。消毒仓内设有与消毒灯阵同心设置的消毒区域，且相邻两个消毒灯至少在消毒区域的边界线上形成的消毒辐射区域部分重叠。
44.自移动设备被配置为从第一出入口进入消毒仓后行走至消毒区域内，并且在消毒区域内自转。
45.由于相邻两个消毒灯的消毒辐射区域部分重叠，且自移动设备位于消毒灯阵的中心并自转，自移动设备的周向区域均能被消毒灯的消毒辐射区域所覆盖，避免了消杀盲点，能满足自移动设备快速消杀的要求。
46.为了便于理解，下面结合图1至图5，结合一个具体实施例详细说明本公开的自移动设备的消杀系统的具体结构及其消杀原理。
47.需要说明的是，为了保持文本简洁，本文在描述消杀系统时一并介绍本公开所提供的自移动设备，不再对其单独进行说明。
48.参见图1，本公开的自移动设备的消毒系统包括消毒仓10。
49.消毒仓10为由底部、顶部和周壁合围而成的封闭腔室，且周壁上开设了第一出入口100，以供自移动设备60出入消毒仓10。
50.需要说明的是，为了便于观察消毒仓10的腔室内布置情况，图1中隐去了消毒仓10的顶部。该消毒仓10可以为独立于建筑物搭建的固定式或可移动式的简易房，其也可以为建筑物内的一间房间，比如在酒店大楼内选择一间房间作为消毒仓，用于给酒店内的自移动设备消毒。
51.使用该消毒系统消毒的自移动设备可以为割草机器人、扫地机器人等。该消毒系统尤其适用于巡检机器人，巡检机器人包含人体识别、住客报警、远程对讲、语音播报、连续巡逻、自动充电等多项功能，能有效地管理在酒店隔离的住客，确保其在酒店隔离期间遵守防疫各项规定，从而达到助力抗疫保卫战的目的。
52.结合图1和图2，本公开的消毒系统还包括四个消毒灯20。
53.在一个实施例中，消毒灯20为紫外光消毒灯，紫外光(波长在200～280nm)可在短时间内杀灭物体表面的细菌，霉菌和孢子，目前紫外光消毒灯技术成熟，产品丰富，价格便宜，单根灯管价格基本在100元以内。
54.当然，消毒灯20并不仅限于紫外光消毒灯，其可以为能够释放消毒物质的元件。
55.四个消毒灯20设置在消毒仓10内并沿依次间隔排布形成扇环形的消毒灯阵，消毒仓还设置有与消毒灯阵同心设置的消毒区域，且相邻两个消毒灯20在消毒区域的边界线上形成的消毒辐射区域部分重叠。
56.当自移动设备经由第一出入口100进入消毒仓10并自移动至消毒区域后，其可以自动或被用户或外部控制器控制在消毒区域内自转，在消毒灯20开启的状态下，自移动设备被消毒灯20的消毒辐射区域所覆盖，不存在消杀盲点。
57.当然，本实施例中示出了消毒系统仅包括四个消毒灯20，本领域技术人员可以基于消毒仓的空间大小、消毒灯的辐射强度以及其他因素选择大于或等于四的整数个消毒灯，只需满足设置在消毒仓内的这些消毒灯依次间隔设置形成扇环形的消毒区域，且相邻两个消毒灯的消毒辐射区域至少在消毒区域的边界线上部分重叠，并使重叠部分的光强满足消毒要求即可。
58.继续参见图2，本实施例中，四个消毒灯20依次间隔排布形成一个扇环形的消毒灯阵，且消毒区域的边界线与扇环形的消毒灯阵同心设置，扇环形灯阵的圆心角为180度，也就是说，四个消毒灯20依次间隔排布形成一个半圆形的扇环形消毒灯阵，以在满足消毒需求的基础上尽量减少使用消毒灯的数量，从而降低整体的消杀成本。
59.且，这个四个消毒灯20等间距排布，即相邻两个消毒灯20按照60
°
间距排布，经计算得知这种排布方式具有消杀效率高、消杀成本低的优势。
60.下面参照图2至图5，以及表1和表2，结合一个具体的排布方式说明本公开的消杀系统所使用的消毒灯阵的优势。其中，表1为单个紫外光消毒灯在开放空间的辐射强度，表2则是一个实施例中本公开的消杀系统对自移动设备形成的辐射强度。
61.表1
[0062][0063]
按自移动设备单面消毒30秒，完整消毒60秒计算，所需消杀的表面各个位置均需满足辐射强度的要求为1000uw/cm2。
[0064]
参见图2，详细地，四个消毒灯20布置成扇环形消毒灯阵，消毒灯20至消毒区域的边界线(在本实施例中可以为自移动设备的外轮廓的最大外接圆600)的距离为20cm，自移动设备的外轮廓最大外接圆600的直径为60cm，四个消毒灯20位于直径为100cm的与消毒区域的边界圆同心的消毒灯阵的边界线200上，且按60
°
间距排列。
[0065]
需要说明的是，本实施例中是以巡检机器人为例进行说明，巡检机器人的外轮廓为下大上小，因此，本文在此所使用的自移动设备的外轮廓的最大外接圆600是指巡检机器人的下部外轮廓在水平面上的外接圆，相应地，自移动设备的外轮廓的最大外接圆600是指巡检机器人的上部外轮廓在水平面上的外接圆。当然，自移动设备的外轮廓最大外接圆和消毒区域的边界线重合，自移动设备的外轮廓最大外接圆也可以位于消毒区域的边界线。
[0066]
下面表2计算自移动设备受到的辐射强度是以自移动设备的外轮廓最大外接圆和消毒区域的边界线重合为例进行。
[0067]
表2
[0068][0069][0070]
由表2可知上述消杀系统对自移动设备各点位的辐射强度均满足大于1000uw/cm2的条件，且能在30秒完成单面消毒，60秒内完成完整消杀。
[0071]
进一步地，为了降低单个消毒灯的光功率，在一个实施例中，在消毒灯阵外罩盖了
反光罩70，反光罩70被构造为将消毒灯20发出的光反射至消毒区域内，从而使单个消毒灯20的辐射强度翻倍，只需要配置光功率为上述实施例一半(21w)的消毒灯即可产生同等的辐射强度，由于消毒灯的售价与其光功率成正比，从而可以降低消毒灯阵的成本。
[0072]
详细地，在一个实施例中，反光罩70为与消毒灯阵同心的圆弧罩，以便与消毒灯阵及消毒区域相适配。
[0073]
根据《gb 18528-2001作业场所紫外辐射职业接触限值》要求，各波段紫外光时间加权平均接触限值如下：uvc：每日接触不得超过0.13μw/cm2(或1.8mj/cm2)；最高接触限值：uvc：任何时间不得超过0.5μw/cm2(7.2mj/cm2)。
[0074]
详细地，理想状态下，紫外光的辐射强度与辐射距离的平方呈反比。假设自移动设备消杀时其外表面辐射强度为e1，与紫外光消毒灯的距离为l1；消杀仓10的第一出入口100处紫外辐射强度为e2，与紫外光消毒灯距离为l2，第一次反射率为r1，第二次反射率为r2，以此类推。
[0075]
以前文所记载的4个电功率55w，光功率21w的紫外光消毒灯计算l2：
[0076]
w＝e1
×
3.14
×4×
l1＝e2
×
3.14
×4×
l2
×
r1
×
r2
[0077]
其中，w＝4*21＝84w，e2＝0.5μw/cm2(uvc最高接触限值)，假设消毒仓10内壁的反射率为10％，需要说明的是，反射率是材料的固有属性，每种材料的反射率不同且为一个常数，本文在此使用的10％仅为举例说明并不限定本公开的保护范围。
[0078]
将r1＝1(无反射)代入公式，可得l2≈36.6m；
[0079]
将r1＝10％(1次反射)代入公式，可得l2≈11.6m；
[0080]
将r1*r2＝1％(2次反射)代入公式，可得l2≈3.7m。
[0081]
故，紫外光消毒灯到第一出入口100的传播路径必须经过适当遮挡，使反射次数大于或者等于2次，不可有直射或只经过1次反射到达第一出入口100的路径，也即消毒灯20的光线被传输至第一出入口100的途中至少被反射两次。
[0082]
也就是说，为了避免因消毒灯20至消毒仓10的第一出入口100距离小于允许的安全距离，而引起辐射泄露造成的安全事故，本公开的消毒仓10被构造为将消毒灯20的光传播至第一出入口100前至少要被消毒仓10的内壁反射两次。
[0083]
详细地，继续参见图1，消毒仓10被挡墙50分隔为两个独立的腔室，且第一出入口100与两个独立的腔室中的一个腔室连通，消毒灯阵则设置在另一个腔室内，这两个独立的腔室通过连接通道贯通，连接通道被构造为可以供自移动设备在两个独立的腔室之间穿行，且连接通道的朝向和第一出入口100的朝向相互垂直。
[0084]
如此设置，消毒灯20的紫外光先被消毒灯阵所在的腔室内壁第一次反射至从连接通道进入设置有第一出入口100的腔室内，再由该腔室的内壁第二次反射后才达到第一出入口100。
[0085]
继续参见图1，为了进一步地提高消杀系统工作时的安全性，本公开的消毒仓10的第一出入口100处设置有警戒装置，且警戒装置被配置为当消毒灯20启动时发出报警信号。
[0086]
详细地，该警戒装置可以为警戒灯30，警戒灯30被配置为当消毒灯20开启时发出报警光信号，比如持续性的发出红光或间歇性的发出红光，以提醒可疑对象误闯入消毒仓10内受到光辐射伤害。
[0087]
当然，该警戒装置也可以为发出报警声音信号的音效报警装置，也可以使音效报
警和光信号报警的组合。
[0088]
需要说明的是，该可疑对象可以为人、动物或者其他会因受到光辐射而受损的物体。
[0089]
进一步地，有时可疑对象会无视警戒装置或者没有注意到警戒信号而闯入消毒仓10，为此本公开的消毒仓10的第一出入口100处还设置有检测元件40，检测元件40被配置为用于检测可疑对象，且消毒灯20被配置为当检测元件40检测到可疑对象时从开启状态切换至关闭状态，以便直接切断辐射源。
[0090]
可以理解，消毒仓10的第一出入口100处可以仅设置警戒装置或检测元件，也可以既设置警戒装置又设置检测元件，本领域技术人员基于消毒仓10的防护等级选配即可。
[0091]
基于上述结构的消杀系统的消杀方法为：自移动设备60可以被用户手动遥控进入消毒仓10内并进入消毒区域内，然后用户再遥控打开消毒灯20，给自移动设备60消毒预设时长后关闭消毒灯20，最后在遥控自移动设备60离开消毒区域并从第一出入口100离开消毒仓10。
[0092]
显然，这种消杀方法是由用户或外部控制器操作实施的，为了进一步地提高自移动设备的自动消杀。
[0093]
在一个实施例中，自移动设备60与警戒灯30、检测元件40和消毒灯20均电连接，且自移动设备60进入消杀模式时，自移动设备60预先打开消毒灯20预热，与此同时开启警戒灯30和检测元件40，再从当前位置行走至消毒仓10处，并从第一出入口100进入消毒仓10，再继续行走至消毒区域内，自转开始消毒，消毒预设时长后，关闭消毒灯20，并在离开消毒仓10之前或之后关闭警戒灯30和检测元件40。当然，警戒灯30和检测元件也可以始终处于开启状态。
[0094]
显然，与前一种消杀方法相比，这种消杀方法完全由自移动设备自助完成，自移动设备的消杀全流程自动化，无需人工操作，避免人员交叉传播风险。
[0095]
综上所述，本公开的消杀系统配合自移动设备进行消杀工作时具有如下优势：
[0096]
1.价格低：本公开的消杀系统采用紫外光消毒灯，技术成熟，产品丰富，价格便宜，无需更换耗材，节约人力物力成本。且单根灯管价格基本在100元以内，总成本可控制在2000元内；
[0097]
2.效率高：本公开的消杀系统可实现60秒内完成自移动设备表面病毒消杀，大大缩短了自移动设备自消杀时间；
[0098]
3.全流程自动化：自移动设备和消杀系统配合，实现自消杀全流程自动化，无需人工操作，避免人员交叉传播风险。
[0099]
4.消毒灯阵可以根据机器人尺寸灵活布置，消杀时让自移动设备位于消毒灯阵中心，靠近消毒灯，由于辐射强度随距离的平方降低，在完成快速消杀的同时，只需要较低功率的紫外光消毒灯，能够降低成本，同时减少紫外光泄漏风险。
[0100]
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本公开的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：

1.一种自移动设备的消杀系统，其特征在于，所述消杀系统包括：消毒仓，具有供自移动设备出入的第一出入口；至少四个消毒灯，均设置在所述消毒仓内，并依次间隔排布形成扇环形的消毒灯阵；所述消毒仓内设有与所述消毒灯阵同心设置的消毒区域，且相邻两个所述消毒灯在所述消毒区域的边界线上形成的辐射区域部分重叠。2.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，所述消毒灯阵的圆心角为180
°
。3.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，至少四个所述消毒灯等间距排布。4.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，所述消杀系统还包括反光罩，所述反光罩被构造为将所述消毒灯发出的光反射至所述消毒区域内，从而使单个所述消毒灯的辐射强度翻倍。5.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，所述消毒灯为紫外光消毒灯。6.根据权利要求1至5任一项所述的消杀系统，其特征在于，所述消毒灯的灯线被传输至所述第一出入口的途中至少被反射两次。7.根据权利要求6所述的消杀系统，其特征在于，所述消毒仓被挡墙分隔为独立的两个腔室，且所述第一出入口与一个腔室连通，所述消毒灯阵设置在另一个所述腔室内；两个所述腔室通过连接通道导通，所述连接通道被构造为供所述自移动设备在两个第一腔室穿行，且所述连接通道的朝向和所述第一出入口的朝向相互垂直。8.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，所述第一出入口处设置有警戒装置和/或检测元件；所述警戒装置被配置为当所述消毒灯开启时发出报警信号；所述检测元件被配置为用于检测可疑对象，且所述消毒灯被配置为当所述检测元件检测到可疑对象时从开启状态切换至关闭状态。9.根据权利要求1所述的消杀系统，其特征在于，所述消毒仓为建筑物内的某一个房间。10.一种自移动设备，其特征在于，所述自移动设备被配置为在权利要求1至9任一项所述的消杀系统中自助消杀；所述自移动设备与所述的消毒灯电连接，且所述自移动设备被配置为控制所述消毒灯开启预热，并且从所述第一出入口进入所述消毒仓内并移动至所述消毒区域内，自转消毒预设时长，消杀结束后控制所述消毒灯关闭并离开所述消毒仓。11.根据权利要求10所述的自移动设备，其特征在于，所述第一出入口处设置有警戒装置；所述自移动设备与所述警戒装置电连接，且所述自移动设备被配置为当开启所述消毒灯时开启所述警戒装置；和/或，所述第一出入口处设置有检测元件；所述自移动设备与所述检测元件电连接，且所述自移动设备被配置为当所述检测元件检测到可疑对象时控制所述消毒灯从开启状态切换至关闭状态。12.根据权利要求10所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备为巡检机器人。

技术总结

本公开涉及自移动设备的消杀系统及自移动设备，该系统包括消毒仓和至少四个消毒灯，其中，消毒仓具有可供自移动设备出入消毒仓的第一出入口，至少四个消毒灯设置在消毒仓内并沿依次间隔排布形成扇环形的消毒灯阵。消毒仓内设有与消毒灯阵同心设置的消毒区域，且相邻两个消毒灯至少在消毒区域的边界线上形成的消毒辐射区域部分重叠。自移动设备被配置为从第一出入口进入消毒仓后行走至消毒区域内，并且在消毒区域内自转。由于相邻两个消毒灯的消毒辐射区域部分重叠，且自移动设备位于消毒灯阵的中心并自转，自移动设备的周向区域均能被消毒灯的消毒辐射区域所覆盖，避免了消杀盲点，能满足自移动设备快速消杀的要求。能满足自移动设备快速消杀的要求。能满足自移动设备快速消杀的要求。