基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法

allin2026-06-21  5


本发明属于空气环境健康领域,涉及一种基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法。


背景技术:

1、在当今社会,随着工业化和城市化的迅速发展,室内空气污染已成为一个重大的公共健康问题。室内空气中的总挥发性有机化合物(tvocs)不仅对人体健康构成威胁,还可能影响情绪和工作效率。

2、传统的空气净化方法,如固定空气净化器和通风系统,虽然能一定程度上缓解室内污染,但由于其静态操作的特点,其在大型或复杂空间的有效性受到限制。此外,这些系统往往只关注过滤空气中的污染物,而忽视了改善室内环境质量对提升工作效率和情绪状态的重要性。研究显示,环境香氛能显著影响人的心理状态和工作表现。然而,传统的香氛扩散方法如香薰蜡烛或电动香薰机,通常缺乏针对性和动态调整能力,不能根据实际需求优化室内环境。此外,香氛本身作为tvocs的一部分,如果浓度过高,同样会降低空气质量。

3、因此,迫切需要一种新型解决方案,该方案应具备动态调整能力,能够根据实时环境调节空气质量和香氛浓度。本发明提出了一种基于移动机器人的室内空气质量管理系统和方法,它不仅能有效清除空气污染物,保障人员健康,还能根据实际环境和人员需求向空气中扩散香氛,以提高工作效率和舒缓情绪,从而创造出更健康、更舒适的工作与生活环境。


技术实现思路

1、1、基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法,其特征在于,所述移动机器人系统包括:执行巡检任务的移动机器人、空气管理模块和执行数据处理的远程计算机。

2、2、进一步地可选,所述移动机器人包括:运动模块、空气检测模块、工控机;其中,所述空气检测模块用于检测室内空气中的总挥发性有机化合物(tvocs)浓度和二氧化碳浓度;所述运动模块配置机器人底盘和激光测距雷达,机器人底盘用于在巡检空间内带动所搭载的传感器和工控机移动,激光测距雷达用于机器人导航、定位、建图,以及障碍物检测;所述工控机用于远程计算机进行通信和数据交换和控制移动机器人与空气管理模块。

3、3、进一步地可选,所述空气管理模块包括:复合型总挥发性有机化合物(tvocs)净化设备、二流体扩香机。

4、4、根据权利要求1描述的移动机器人系统,其特征在于,所述的远程计算机与工控机通过无线网络通信传输数据;所述远程计算机汇总数据并进行处理,通过无线网络向工控机发送指令;所述工控机接收所述远程计算机的指令控制机器人行走或者停止,控制空气检测模块采集空气信息,控制空气管理模块管理空气。

5、5、基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法,其特征在于,所述方法由以下步骤组成:

6、步骤s1:组装移动机器人系统;

7、步骤s2:根据场地要求设置移动机器人的巡检路线,并设置初始化参数,具体包括:设置用于启动空气管理模块的二氧化碳浓度设定阈值tvocs设定阈值扩香阈值cx,复合型tvocs净化设备净化强度s1,二流体源释放强度s2,步长l;

8、步骤s3:移动机器人根据设定的路线移动采集空气信息,其特征在于,移动过程中移动机器人移动移动步长的距离,而后停滞,停滞期间空气检测模块持续采集室内空气中的tvocs浓度ctvocs和二氧化碳浓度信息。

9、步骤s4:计算tvocs浓度ctvocs和二氧化碳浓度与设定阈值的差值:

10、

11、

12、步骤s5:判断机器人是否触发空气管理条件;如果否,继续执行步骤s3;如果是,则执行步骤s6。

13、步骤s6:空气管理,根据δctvocs和分别计算复合型tvocs净化设备工作时间τtvocs和二流体扩香机扩香时间具体方法是:

14、策略1,如果δctvocs>0,

15、二流体扩香机扩香时间:

16、复合型tvocs净化设备工作时间:

17、策略2,如果δctvocs<0,

18、二流体扩香机扩香时间:

19、复合型tvocs净化设备工作时间:τtvocs=0

20、策略3,如果δctvocs>0,

21、二流体扩香机扩香时间:

22、复合型tvocs净化设备工作时间:

23、式中v表示空气管理的空间大小(m3)。

24、步骤s7:移动机器人系统先启动复合型tvocs净化设备τtvocsmin,而后启动二流体扩香机min。

25、步骤s8:判断移动机器人是否满足终止条件;如果是,强制终止搜索过程,结束程序;如果否,继续执行步骤s3;是否满足终止条件,进一步为,判断机器人完成巡检次数是否不小于n次。

26、6、进一步地可选,所述步骤s4判断是否满足空气管理条件,进一步为,δctvocs或是否大于0。



技术特征:

1.基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法,其特征在于,所述移动机器人系统包括:执行巡检任务的移动机器人、空气管理模块和执行数据处理的远程计算机。

2.根据权利要求1描述的移动机器人系统,其特征在于,所述移动机器人包括:运动模块、空气检测模块、工控机;其中,所述空气检测模块用于检测室内空气中的总挥发性有机化合物(tvocs)浓度和二氧化碳浓度;所述运动模块配置机器人底盘和激光测距雷达,机器人底盘用于在巡检空间内带动所搭载的传感器和工控机移动,激光测距雷达用于机器人导航、定位、建图,以及障碍物检测;所述工控机用于远程计算机进行通信和数据交换和控制移动机器人与空气管理模块。

3.根据权利要求1描述的移动机器人系统,其特征在于,所述空气管理模块包括:复合型总挥发性有机化合物(tvocs)净化设备、二流体扩香机。

4.根据权利要求1描述的移动机器人系统,其特征在于,所述的远程计算机与工控机通过无线网络通信传输数据;所述远程计算机汇总数据并进行处理,通过无线网络向工控机发送指令;所述工控机接收所述远程计算机的指令控制机器人行走或者停止,控制空气检测模块采集空气信息,控制空气管理模块管理空气。

5.基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法,其特征在于,所述方法由以下步骤组成:

6.根据权利要求5描述的一种基于移动机器人的室内空气质量管理方法,其特征在于,所述步骤s4判断是否满足空气管理条件,进一步为,δctvocs或是否大于0。

7.根据权利要求5描述的一种基于移动机器人的室内空气质量管理方法,其特征在于,所述步骤s6的具体方法是:


技术总结
本发明提供一种基于移动机器人系统的室内空气质量改善方法,旨在克服传统方法在处理大型或复杂室内空间时的局限性,如动态调节能力不足以及传统扩香机可能增加室内总挥发性有机化合物(TVOCs)的问题。本系统由执行巡检任务的移动机器人、空气管理模块和负责执行数据处理的远程计算机组成。该空气质量管理方法利用移动机器人,通过净化TVOCs并在管理空气质量的同时向空气中扩香。本发明的机器人装备了复合型TVOCs净化装置和二流体扩香机,不仅能有效覆盖大型或布局复杂的室内空间,还能实现空气质量的均衡管理,使空气净化与扩香作用更广泛、更精准。

技术研发人员:肖汉林,蔡浩,董娴,许峰,蒋耀华
受保护的技术使用者:南京工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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