全視野消毒機器人的研究與設計

◆湖南省汨羅市第一中學 韓志紅

圖/圖蟲創(chuàng)意

醫(yī)院在對流行傳染疾病的病人進行隔離治療后，需要人工對隔離病房進行消毒處理，稍有不慎就會造成病毒的二次傳播。我制作了一款全視野消毒機器人，以期代替人工進入隔離環(huán)境中開展消毒工作，降低病毒二次傳播的風險。

一、設計方案與原理

采用履帶式底盤驅動機器人移動，通過STM32 系列單片機實現(xiàn)對機器人的控制。該機器人具備視頻回傳、遠程遙控的功能，安裝的紫外線消毒燈能釋放紫外線和臭氧對環(huán)境進行物理消殺，水泵抽取消毒液對環(huán)境進行化學消殺。

系統(tǒng)通過無線攝像頭將視頻畫面?zhèn)髦潦謾C，通過手機將操作指令發(fā)至攝像頭，攝像頭通過串口將數(shù)據(jù)輸出到單片機，單片機解析并得到遙控指令，控制機器人移動、噴射消毒水，開啟或關閉紫外線燈。水泵和紫外線燈的驅動系統(tǒng)通過繼電器控制，底盤和單片機之間通過L298 電機驅動實現(xiàn)電機的運轉，從而帶動履帶轉動，實現(xiàn)機器人底盤運動。

圖1 系統(tǒng)架構圖

二、制作過程

（一）硬件焊接

1.分別將DC 插座、鈕子開關、繼電器、穩(wěn)壓模塊在印制電路板（PCB）的正面進行焊接排針。

2.焊接STM32 主板界面排針（主板正面為絲印層，將排針焊接在絲印層的背面）。

3.將兩個繼電器焊接在一起，注意正負極對應的焊盤位置。

4.用膠槍將電機驅動模塊固定在對應位置。

5.連接水管與水壺。

6.組裝驅動機器人移動的履帶式底盤。

（二）接線通電

1.從穩(wěn)壓模塊板上的輸入端取電，另外一端接輸出VCC 與GND，連接繼電器通電。

2.將紫外線消毒燈一端與GND 連接，另一端與繼電器連接。

3.將水泵固定在履帶式底盤。

4.將電機驅動模塊連接電路板12 V GND 通電（注意：電機驅動模塊的GND要與主控同時供電）。

圖2 全視野消毒機器人實物圖

三、實用參數(shù)

全視野消毒機器人的系統(tǒng)指標參數(shù)如表1。

表1 系統(tǒng)指標參數(shù)

全視野消毒機器人具有較好的操控性和先進性，該設備外觀采用履帶車樣式，搭載的攝像頭可將視頻畫面?zhèn)髦潦謾CApp，消殺范圍廣，能有效對高危場所開展靈活、精準的消殺。該設備還可利用紫外線和臭氧定時、定點消殺，具備多種滅菌的功能。

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