一种图书馆测温机器人及其安全监控装置

1.本实用新型涉及一种图书馆测温机器人及其安全监控装置。


背景技术：

2.公共场所测体温是疫情防控的需要，图书馆作为人员密集地，入馆人员的体温监测至关重要。目前，图书馆入馆人员的体温监测通常由图书馆测温机器人完成。图书馆测温机器人的基本组成为人体测温器和控制器，当然，还可以根据实际场景设置其他的检测设备或者控制设备。为了保证图书馆测温机器人的正常安全工作，图书馆测温机器人通常配设有相关的监控器，比如：电压监控器、电流监控器、温度监控器等等。电压监控器用于对图书馆测温机器人的供电电源的电压进行监控，电流监控器用于对图书馆测温机器人的供电线路中的电流进行监控，温度监控器用于对图书馆测温机器人中的相关关键点(比如供电线路的连接位置、机器人内置的蓄电池)处的温度进行监控。
3.目前，图书馆测温机器人中的各监控器处于24小时得电监控状态，不管图书馆测温机器人是否处于运行状态，也不管图书馆测温机器人是否处于维修状态，不但增大能耗，缩短各监控器的使用寿命，而且，在图书馆测温机器人处于失电停机时，温度监控器需要继续运行，作用是在出现异常情况时仍旧可以进行温度监控，比如当因环境温度过高导致图书馆测温机器人内部温度过高时，高温可能会损坏图书馆测温机器人内的相关设备，就需要进行温度告警；在图书馆测温机器人处于维修状态时，图书馆测温机器人没有处于正常运行状态，若各监控器处于运行状态，各个监控器在监测过程中就可能会出现误判的情况，降低图书馆测温机器人的监控可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种图书馆测温机器人及其安全监控装置，用于解决现有的图书馆测温机器人的监控可靠性较差的技术问题。
5.一种图书馆测温机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括控制器和人体测温器，所述人体测温器与所述控制器信号连接，所述图书馆测温机器人还包括安全监控装置，所述安全监控装置包括电压监控器、电流监控器、温度监控器、测温机器人供电电源辅助开关、维修开关和继电器；
6.所述继电器包括控制线圈和第一常闭触点开关，所述维修开关串联设置在所述控制线圈的供电回路中，所述测温机器人供电电源辅助开关连接所述电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制所述电压监控器和电流监控器是否得电；所述第一常闭触点开关连接所述电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制所述电压监控器、电流监控器和温度监控器是否得电。
7.进一步地，所述测温机器人供电电源辅助开关连接所述电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制所述电压监控器和电流监控器是否得电；所述第一常闭触点开关连接所述电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制所述电压监控器、电流监控
器和温度监控器是否得电，具体为：
8.所述第一常闭触点开关串联连接在所述温度监控器的供电回路中，所述温度监控器的供电端与电压电流供电支路并联连接；所述电压电流供电支路中，所述测温机器人供电电源辅助开关与所述电压监控器的供电端串联连接，所述电压监控器的供电端与所述电流监控器的供电端并联连接。
9.进一步地，所述继电器还包括第二常闭触点开关，所述安全监控装置还包括手动安全操作开关，所述第二常闭触点开关用于串联连接在测温机器人的供电回路中，所述手动安全操作开关与所述第二常闭触点开关并联连接。
10.进一步地，所述机器人本体还包括人机交互界面、紫外线消毒灯和消毒水喷雾器，所述人机交互界面、紫外线消毒灯和消毒水喷雾器与所述控制器信号连接。
11.进一步地，所述机器人本体还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述控制器信号连接。
12.进一步地，所述机器人本体还包括人脸识别器，所述人脸识别器与所述控制器信号连接。
13.进一步地，所述图书馆测温机器人还包括门禁装置，所述门禁装置与所述控制器信号连接。
14.一种图书馆测温机器人安全监控装置，包括电压监控器、电流监控器、温度监控器、测温机器人供电电源辅助开关、维修开关和继电器；所述继电器包括控制线圈和第一常闭触点开关，所述维修开关串联设置在所述控制线圈的供电回路中，所述测温机器人供电电源辅助开关连接所述电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制所述电压监控器和电流监控器是否得电；所述第一常闭触点开关连接所述电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制所述电压监控器、电流监控器和温度监控器是否得电。
15.进一步地，所述测温机器人供电电源辅助开关连接所述电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制所述电压监控器和电流监控器是否得电；所述第一常闭触点开关连接所述电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制所述电压监控器、电流监控器和温度监控器是否得电，具体为：
16.所述第一常闭触点开关串联连接在所述温度监控器的供电回路中，所述温度监控器的供电端与电压电流供电支路并联连接；所述电压电流供电支路中，所述测温机器人供电电源辅助开关与所述电压监控器的供电端串联连接，所述电压监控器的供电端与所述电流监控器的供电端并联连接。
17.进一步地，所述继电器还包括第二常闭触点开关，所述安全监控装置还包括手动安全操作开关，所述第二常闭触点开关用于串联连接在测温机器人的供电回路中，所述手动安全操作开关与所述第二常闭触点开关并联连接。
18.当测温机器人供电电源辅助开关断开时，表示图书馆测温机器人失电停机，不对图书馆测温机器人供电，图书馆测温机器人的供电线路中不存在电压和电流，无需监控电压和电流，此时通过测温机器人供电电源辅助开关控制电压监控器和电流监控器断电，电压监控器和电流监控器不进行电压监控和电流监控，温度监控器能够正常运行，可以对图书馆测温机器人继续温度监控，提升图书馆测温机器人的监控可靠性，而且，维修开关导通时，表示图书馆测温机器人处于维修状态，则继电器的控制线圈得电，第一常闭触点开关断
开，电压监控器、电流监控器和温度监控器均断电，不再进行电压、电流和温度监控，防止在对图书馆测温机器人进行维修时，图书馆测温机器人因维修出现的异常情况导致各个监控器出现误判的情况，提升图书馆测温机器人的监控可靠性。
附图说明
19.图1是图书馆测温机器人的机器人本体的结构示意图；
20.图2是图书馆测温机器人安全监控装置的电路结构图；
21.图3是继电器的第二常闭触点开关和手动安全操作开关的电路结构图。
具体实施方式
22.图书馆测温机器人实施例：
23.本实施例提供一种图书馆测温机器人，图书馆测温机器人应用的场景为图书馆，可以设置在图书馆入口处，也可以设置在图书馆内的某一个位置处。
24.图书馆测温机器人包括机器人本体和安全监控装置。
25.机器人本体为图书馆测温机器人的主体结构，用于实现测温以及其他的功能。如图1所示，机器人本体包括控制器和人体测温器，人体测温器与控制器信号连接，由控制器控制人体测温器的工作状态，并接收人体测温器采集到的温度数据。其中，人体测温器可以为常规的红外测温仪，用于检测人体温度，控制器为常规的控制设备，比如电脑主机、控制芯片等等，控制芯片可以为单片机、plc等等，单片机可以为常见的mcs-51系列单片机。控制器还可以采用基于arm架构的开源卡片式电脑树莓派3b，使用分布式机器人操作系统(robot operating system，ros)框架在linux操作系统下进行软件开发。作为一个具体实施方式，机器人本体可以设置有一个外壳，该外壳可以为简单的长方体结构，也可以为更为复杂和个性化的人形结构，本实施例不再赘述。控制器设置在外壳内，人体测温器固定在外壳上，为了便于测温，人体测温器固定在外壳的顶部。另外，机器人本体还可以包括报警器和无线通信器，报警器和无线通信器与控制器信号连接，报警器可以为常规的蜂鸣器或者声光报警器，无线通信器可以为zigbee无线通信电路或者4g、5g通信电路。
26.人体测温器实现人体温度检测，并将人体温度输出给控制器。进一步地，当温度异常时控制器可以控制报警器进行报警。并且，当出现异常情况时，控制器可以将异常情况发送至后台控制中心。
27.作为一个具体实施方式，机器人本体还包括人机交互界面、紫外线消毒灯和消毒水喷雾器，人机交互界面、紫外线消毒灯和消毒水喷雾器与控制器信号连接。其中，人机交互界面可以为常规的触摸屏，可以输入相关的控制指令，并显示相关的数据信息，比如温度数据以及温度异常报警信号。紫外线消毒灯可以为常规的紫外线消毒灯设备，可以实现紫外线消毒，完成消毒杀菌工作。消毒水喷雾器可以为常规的喷雾设备，喷雾设备中添加有消毒水，比如双氧水、84消毒液等等，实现深度消杀工作，通过设定机器人程序在封闭环境中自动喷洒雾化的双氧水消毒液，可深入到人工消毒不能达到的细微缝隙，相对于普通的人工喷洒、擦拭，能更加有效地消除病毒和细菌。控制器控制紫外线消毒灯和消毒水喷雾器的方式可以为：控制器控制紫外线消毒灯的供电线路中的开关，通过控制该开关的导通/断开，实现紫外线消毒灯得电/失电；控制器控制消毒水喷雾器的喷雾管路中的电磁阀，通过
控制该电磁阀的导通/关闭，实现消毒水喷雾器是否喷雾。
28.作为一个具体实施方式，人机交互界面可以嵌在外壳上，紫外线消毒灯和消毒水喷雾器可以根据需要固定在外壳上的合适位置处。通过人机交互界面输入相关的控制指令，以控制紫外线消毒灯和消毒水喷雾器运行/停机。
29.本实施例中，机器人本体还包括温湿度传感器，温湿度传感器与控制器信号连接。温湿度传感器可以为常规的用于检测环境温度和湿度信息的传感器。温湿度传感器能够检测图书馆室内环境的温湿度，控制器就接收到温湿度信息，当温湿度异常时，控制器可以向后台控制中心发送报警信号，或者通过人机交互界面显示温湿度异常信息，以保护图书馆中的古籍。
30.本实施例中，在保证图书馆测温机器人的供电线路是软质线路且足够长的情况下，机器人本体还可以具有移动功能，机器人本体底部设置有前轮转向电机和后轮驱动电机，由专门设置的底层转向驱动控制器完成对前轮转向电机的快速定位和后轮驱动电机的无级、平滑调速。为了保证机器人能够更加灵活的运动，底盘采用麦克纳姆全向轮。底盘根据slam导航节点中传送来的运动控制信息(包含角速度和线速度)控制机器人运动。而且，图书馆测温机器人要在图书馆开放区域实现移动，它必须具有良好的室内定位和导航功能，因此，机器人本体可以包括定位芯片，以及障碍物传感器。
31.本实施例中，机器人本体还包括人脸识别器，人脸识别器可以为常规的人脸识别设备，人脸识别器与控制器信号连接。人脸识别器可以实现基本的人脸识别监控的作用，用于监控进入到图书馆内的人员信息。作为其他的实施方式，人脸识别器可以配合人体测温器工作，具体如下：机器人完成人体测温的最佳部位是人的脸部或头部，因此，首先需要人脸识别器完成人脸识别，本实施例采用微软kinect-1深度相机作为人脸识别器的图像采集设备，结合中科视拓seetaface2算法来进行人脸识别，其中kinect-1深度相机包含一个高清摄像头和光学摄像头，通过结构光投射器向对象物表面投射可控制的光电、光线和光面获取深度数据，利用三角测量原理计算被测物的三维空间信息。seetaface2算法通过提取人体脸部特征点准确地锁定人的脸部，然后结合人体测温器获取人的体温，当检测到体温异常的人时可以保留脸部信息，同时完成处理并发送信息给体温异常人员手机提醒休息，并通知相应工作人员采取健康跟踪管理。另外，如果检测到多人，可以结合人工智能技术进行分析，实现即刻的全画面多人识别与测量。
32.本实施例中，图书馆测温机器人除了具有上述功能之外，还可以具有门禁控制作用，那么，本实施例中，图书馆测温机器人设置在图书馆入口处，而且，图书馆测温机器人还包括门禁装置，门禁装置为图书馆入口处的门禁设备，当门禁装置打开时，外部人员可以进入到图书馆内，当门禁装置关闭时，外部人员无法进入到图书馆中。门禁装置与控制器信号连接。那么，可以通过人脸识别器识别图书馆入口处的人员的人脸图像，当识别通过后，控制器控制门禁装置打开。
33.应当理解，本实施例保护的是机器人本体的硬件结构，其中涉及到的软件控制程序均为现有控制程序，机器人本体不局限于内部的软件控制程序，也不受内部的软件控制程序的约束。
34.如图2所示，安全监控装置包括电压监控器、电流监控器、温度监控器、测温机器人供电电源辅助开关k1、维修开关q1和继电器。
35.电压监控器用于对图书馆测温机器人的供电电源的电压进行监控，可以为常规的电压监控设备，比如包括电压传感器、电压判断器和报警器，电压判断器用于对检测到的电压信号进行判断，以确定电压是否正常，当电压不正常(比如过压)时控制报警器进行报警，实现电压监控功能。同理，电流监控器用于对图书馆测温机器人的供电线路中的电流进行监控，可以为常规的电流监控设备，比如包括电流传感器、电流判断器和报警器，电流判断器用于对检测到的电流信号进行判断，以确定电流是否正常，当电流不正常(比如过流)时控制报警器进行报警，实现电流监控功能。温度监控器用于对图书馆测温机器人中的相关关键点(比如供电线路的连接位置、测温机器人内置的蓄电池)处的温度进行监控，可以为常规的温度监控设备，比如包括温度传感器、温度判断器和报警器，温度判断器用于对检测到的温度信号进行判断，以确定温度是否正常，当温度不正常(比如温度过高)时控制报警器进行报警，实现温度监控功能。电压判断器、电流判断器和温度判断器均可以为数据处理芯片，比如单片机，由内置的判断程序进行判断，还可以为比较器硬件电路，以电压判断器对应的比较器硬件电路为例，比较器硬件电路的一个信号输入端输入实际检测到的电压值，另一个信号输入端输入电压阈值，当实际检测到的电压值大于电压阈值时比较器硬件电路输出高电平信号，当实际检测到的电压值小于或者等于电压阈值时比较器硬件电路输出低电平信号，根据比较器硬件电路实现电压监控功能，电流监控器和温度监控器与此同理。
36.应当理解，电压监控器、电流监控器和温度监控器中的判断策略均为常规策略，本实施例只是利用现有的电压监控器、电流监控器和温度监控器的硬件设备，不受其中判断策略的约束。
37.图书馆测温机器人具有电源开关，该电源开关可以为手动电源开关，也可以为电控型电源开关。电源开关串联设置在图书馆测温机器人的供电回路中，当控制电源开关导通时，图书馆测温机器人得电运行，当控制电源开关断开时，图书馆测温机器人失电停机。测温机器人供电电源辅助开关k1与该电源开关相对应，两者开关状态相同，并且，当电源开关动作时，测温机器人供电电源辅助开关k1也相应动作。比如若电源开关为图书馆测温机器人供电继电器的主触点开关，测温机器人供电电源辅助开关k1为图书馆测温机器人供电继电器的辅助触点开关，进一步地，若电源开关为主常开触点开关，测温机器人供电电源辅助开关k1为辅助常开触点开关。
38.维修开关q1可以为常规的手动操作开关，用于在对图书馆测温机器人进行维修时操作维修开关q1导通。
39.继电器为常规的继电器设备，包括控制线圈t1和第一常闭触点开关s1。
40.如图2所示，维修开关q1串联设置在控制线圈t1的供电回路中。测温机器人供电电源辅助开关k1连接电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制电压监控器和电流监控器是否得电，而且，第一常闭触点开关s1连接电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制电压监控器、电流监控器和温度监控器是否得电。
41.作为一个具体实施方式，对于测温机器人供电电源辅助开关k1连接电压监控器和电流监控器的供电端，用于控制电压监控器和电流监控器是否得电，而且，第一常闭触点开关s1连接电压监控器、电流监控器和温度监控器的供电端，用于控制电压监控器、电流监控器和温度监控器是否得电，图2给出一种具体电路结构：第一常闭触点开关s1串联连接在温
度监控器的供电回路中，温度监控器的供电端与电压电流供电支路并联连接；其中，电压电流供电支路中，测温机器人供电电源辅助开关k1与电压监控器的供电端串联连接，电压监控器的供电端与电流监控器的供电端并联连接。
42.图书馆测温机器人正常运行时，图书馆测温机器人的电源开关导通，测温机器人供电电源辅助开关k1处于导通状态，维修开关q1处于断开状态，控制线圈t1处于失电状态，则第一常闭触点开关s1处于导通状态，电压监控器、电流监控器和温度监控器正常运行。
43.当图书馆测温机器人正常停机断电时，即电源开关断开，则测温机器人供电电源辅助开关k1断开，测温机器人的供电线路中不存在电压和电流，就无需监控电压和电流，测温机器人供电电源辅助开关k1断开使得电压监控器和电流监控器断电，电压监控器和电流监控器不进行电压监控和电流监控，然而，仍旧需要对图书馆测温机器人进行温度监控，温度监控器正常运行。
44.当需要对图书馆测温机器人进行维修时，操作维修开关q1导通(同时还可以操作图书馆测温机器人的电源开关断开，即测温机器人供电电源辅助开关k1断开)，图书馆测温机器人处于维修状态，则继电器的控制线圈t1得电，第一常闭触点开关s1断开，电压监控器、电流监控器和温度监控器均断电，不再进行电压、电流和温度监控。
45.本实施例中，继电器还包括第二常闭触点开关s2，安全监控装置还包括手动安全操作开关q2。手动安全操作开关q2为常规的手动操作开关。如图3所示，第二常闭触点开关s2用于串联连接在图书馆测温机器人的供电回路中，手动安全操作开关q2与第二常闭触点开关s2并联连接。当维修人员觉得对图书馆测温机器人的维修已经完成时，可以操作图书馆测温机器人的电源开关导通，测温机器人供电电源辅助开关k1也导通，而且，操作手动安全操作开关q2导通，就可以在第二常闭触点开关s2断开的情况下使得图书馆测温机器人的供电线路导通，图书馆测温机器人得电运行，维修人员就可以根据图书馆测温机器人的运行状态查看图书馆测温机器人是否真正维修完成，当没有维修完成时，可以操作图书馆测温机器人的电源开关和手动安全操作开关q2断开，继续维修。当确定维修完成时，可以操作维修开关q1断开，断开手动安全操作开关q2，使图书馆测温机器人恢复正常供电状态，提升维修可靠性。
46.图书馆测温机器人安全监控装置实施例：
47.本实施例提供一种图书馆测温机器人安全监控装置，由于该图书馆测温机器人安全监控装置在上述图书馆测温机器人实施例中已给出了详细描述，本实施例不再赘述。