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        全視野消毒機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)

        2023-03-22 07:32:10湖南省汨羅市第一中學(xué)韓志紅
        發(fā)明與創(chuàng)新 2023年10期
        關(guān)鍵詞:消殺紫外線繼電器

        ◆湖南省汨羅市第一中學(xué) 韓志紅

        圖/圖蟲(chóng)創(chuàng)意

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

        一、設(shè)計(jì)方案與原理

        采用履帶式底盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人移動(dòng),通過(guò)STM32 系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。該機(jī)器人具備視頻回傳、遠(yuǎn)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(duì)環(huán)境進(jìn)行物理消殺,水泵抽取消毒液對(duì)環(huán)境進(jìn)行化學(xué)消殺。

        系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線攝像頭將視頻畫(huà)面?zhèn)髦潦謾C(jī),通過(guò)手機(jī)將操作指令發(fā)至攝像頭,攝像頭通過(guò)串口將數(shù)據(jù)輸出到單片機(jī),單片機(jī)解析并得到遙控指令,控制機(jī)器人移動(dòng)、噴射消毒水,開(kāi)啟或關(guān)閉紫外線燈。水泵和紫外線燈的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)繼電器控制,底盤(pán)和單片機(jī)之間通過(guò)L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人底盤(pán)運(yùn)動(dòng)。

        圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

        二、制作過(guò)程

        (一)硬件焊接

        1.分別將DC 插座、鈕子開(kāi)關(guān)、繼電器、穩(wěn)壓模塊在印制電路板(PCB)的正面進(jìn)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(gè)繼電器焊接在一起,注意正負(fù)極對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)位置。

        4.用膠槍將電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊固定在對(duì)應(yīng)位置。

        5.連接水管與水壺。

        6.組裝驅(qū)動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)的履帶式底盤(pán)。

        (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(pán)。

        4.將電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接電路板12 V GND 通電(注意:電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的GND要與主控同時(shí)供電)。

        圖2 全視野消毒機(jī)器人實(shí)物圖

        三、實(shí)用參數(shù)

        全視野消毒機(jī)器人的系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)如表1。

        表1 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)

        全視野消毒機(jī)器人具有較好的操控性和先進(jìn)性,該設(shè)備外觀采用履帶車樣式,搭載的攝像頭可將視頻畫(huà)面?zhèn)髦潦謾C(jī)App,消殺范圍廣,能有效對(duì)高危場(chǎng)所開(kāi)展靈活、精準(zhǔn)的消殺。該設(shè)備還可利用紫外線和臭氧定時(shí)、定點(diǎn)消殺,具備多種滅菌的功能。

        科技創(chuàng)新活動(dòng)中較多的項(xiàng)目作品都會(huì)用到人工智能技術(shù),本作品旨在用計(jì)算機(jī)模擬思維,復(fù)制思維產(chǎn)生智慧行為。

        高科技的應(yīng)用對(duì)當(dāng)代高中生開(kāi)展科技創(chuàng)新有著正能量影響,它能激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科技、勇于創(chuàng)造的興趣,提升學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的動(dòng)力。

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