傳統(tǒng)集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部采樣，面對(duì)的是一個(gè)非常具體的技術(shù)環(huán)境：空間狹窄、內(nèi)部情況不易直接觀察，同時(shí)還要保證采樣面積和采樣過程的穩(wěn)定性。

針對(duì)這一場(chǎng)景，定量采樣機(jī)器人將小型化移動(dòng)結(jié)構(gòu)、視頻采集、遠(yuǎn)程控制和采樣機(jī)構(gòu)集成到一臺(tái)設(shè)備中，專門用于公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部采樣。其技術(shù)設(shè)計(jì)并非單純?cè)黾右粋€(gè)“機(jī)器人"移動(dòng)功能，而是圍繞進(jìn)入、觀察、移動(dòng)、采樣和控制多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行組合。

一、先解決“進(jìn)得去"：緊湊型機(jī)身設(shè)計(jì)

設(shè)備能否進(jìn)入目標(biāo)風(fēng)管，是整個(gè)采樣過程的基礎(chǔ)。

這款設(shè)備整體尺寸為310mm×160mm×100mm，適用于最小尺寸為100×160mm的矩形鐵皮風(fēng)管。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，設(shè)備在有限外形尺寸下集成了行走、攝像、燈光、采樣和控制等部件，使其能夠進(jìn)入集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部開展采樣工作。

二、再解決“怎么取"：雙采樣器與兩種采樣方式

進(jìn)入風(fēng)管之后，真正決定設(shè)備是否能夠完成定量采樣的是采樣機(jī)構(gòu)。

設(shè)備支持刮拭法和擦拭法兩種采樣方式，采樣時(shí)間可以調(diào)節(jié)，取樣面積為50平方厘米。

采樣器采用密閉雙采樣器并加裝氣流回風(fēng)道，同時(shí)結(jié)合光固化3D打印技術(shù)制造，以保障采樣面積的有效性。

布條和具有專業(yè)設(shè)計(jì)的刮板夾安裝方便快捷，在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)可最大限度杜絕二次污染，實(shí)現(xiàn)無菌操作。

從技術(shù)指標(biāo)來看，采樣誤差＜5%，采樣偏差＜3%。

三、為什么要控制采樣面積？

定量采樣不僅需要“采到"，還需要明確實(shí)際取樣面積。

設(shè)備將取樣面積設(shè)定為50cm2，并圍繞采樣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過密閉雙采樣器、氣流回風(fēng)道以及相應(yīng)的采樣組件，使采樣面積具有明確的技術(shù)參數(shù)基礎(chǔ)。

因此，評(píng)價(jià)一臺(tái)定量采樣設(shè)備時(shí)，除了看機(jī)器人能否進(jìn)入風(fēng)管，還需要關(guān)注采樣面積以及采樣誤差、采樣偏差等指標(biāo)。

四、管道內(nèi)部如何做到實(shí)時(shí)觀察？

機(jī)器人進(jìn)入封閉風(fēng)管后，操作人員無法直接觀察設(shè)備周圍環(huán)境，因此視覺系統(tǒng)成為重要組成部分。

前置攝像頭具備200°俯仰角度，并采用300萬像素CMOS感光元件及150°橫向視角廣角定焦鏡頭。

后置攝像頭同樣采用300萬像素CMOS感光元件和150°橫向視角廣角定焦鏡頭。

設(shè)備還配置前置5W×4 LED正白光和后置5W×2 LED正白光，用于提供前后方向照明。

前后攝像頭配合照明系統(tǒng)，使機(jī)器人在管道內(nèi)部移動(dòng)時(shí)能夠獲得相應(yīng)的視頻和圖像信息。

五、為什么機(jī)器人需要較強(qiáng)越障能力？

通風(fēng)管道并不是理想的平面環(huán)境，因此移動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅要滿足前進(jìn)和后退，還需要應(yīng)對(duì)一定高度的障礙和坡度。

該設(shè)備越障礙高度≥7cm，爬坡角度≥48°，四方向平移速度為0~12米/分鐘，轉(zhuǎn)彎方式為原地旋轉(zhuǎn)。

這些參數(shù)共同構(gòu)成了設(shè)備在管道內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)和調(diào)整位置的基礎(chǔ)能力。

六、四方向平移與原地旋轉(zhuǎn)解決什么問題？

傳統(tǒng)單方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)在狹窄環(huán)境中調(diào)整位置存在一定限制。

這款設(shè)備支持四方向平移，速度范圍為0~12米/分鐘，同時(shí)支持原地旋轉(zhuǎn)。

對(duì)于需要在風(fēng)管內(nèi)部調(diào)整采樣位置的任務(wù)，這種移動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠讓設(shè)備進(jìn)行更靈活的位置調(diào)整。

七、遠(yuǎn)程控制為什么需要同時(shí)支持無線和有線？

機(jī)器人進(jìn)入通風(fēng)管道后，需要通過外部終端完成控制。

設(shè)備支持無線和RJ45有線兩種控制方式。有線控制距離≥50米，無線控制無距離限制。

視頻采集、拍照和機(jī)器人控制均由終端完成，控制終端支持安卓、鴻蒙系統(tǒng)的手機(jī)、平板以及電腦。

這種控制方式將機(jī)器人本體與操作終端分開，使工作人員能夠在管道外完成相關(guān)操作。

八、自動(dòng)采樣如何減少人工操作？

設(shè)備的軟件控制部分加入了《集塵量采樣》和《微生物采樣》的一鍵自動(dòng)采樣功能。

與單純遠(yuǎn)程操控機(jī)器人移動(dòng)不同，自動(dòng)采樣針對(duì)具體采樣程序進(jìn)行控制。啟動(dòng)相應(yīng)功能后，無需人工干預(yù)即可完成相關(guān)采樣動(dòng)作。

因此，其自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在采樣流程執(zhí)行，而不僅僅是機(jī)器人移動(dòng)控制。

九、航空鋁合金結(jié)構(gòu)與機(jī)身重量

在機(jī)身結(jié)構(gòu)方面，整機(jī)不低于95%的材料采用航空鋁合金，表面經(jīng)過氧化噴砂處理并增厚鈍化膜，用于增加表面硬度。

機(jī)體行走模塊采用一體成型設(shè)計(jì)，整機(jī)含電池工作重量約4.0kg，總重不超過4kg。

對(duì)于需要將設(shè)備攜帶至不同現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作的場(chǎng)景，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧了設(shè)備強(qiáng)度與便攜性。

十、續(xù)航系統(tǒng)如何匹配現(xiàn)場(chǎng)采樣？

機(jī)器人不僅需要進(jìn)入風(fēng)管，還需要持續(xù)完成移動(dòng)、視頻采集和采樣，因此動(dòng)力系統(tǒng)也是完整技術(shù)方案的一部分。

設(shè)備采用4000mAh專用動(dòng)力鋰電池，充電時(shí)間≤4小時(shí)，單次充電后可持續(xù)運(yùn)行約5~6小時(shí)。

設(shè)備全峰值運(yùn)行功耗＜70W。

在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，可以根據(jù)預(yù)計(jì)采樣任務(wù)時(shí)長(zhǎng)匹配電池續(xù)航能力。

十一、整個(gè)系統(tǒng)是如何配合工作的？

從技術(shù)結(jié)構(gòu)來看，這款定量采樣機(jī)器人可以看成幾個(gè)功能模塊的組合：

進(jìn)入模塊負(fù)責(zé)以310×160×100mm的機(jī)身進(jìn)入目標(biāo)風(fēng)管；

移動(dòng)模塊負(fù)責(zé)四方向平移、越障、爬坡和原地轉(zhuǎn)向；

視覺模塊通過前后攝像頭與LED燈光觀察管道內(nèi)部環(huán)境；

采樣模塊負(fù)責(zé)刮拭法和擦拭法采樣；

控制模塊負(fù)責(zé)無線或RJ45有線控制以及視頻采集、拍照；

自動(dòng)化模塊負(fù)責(zé)集塵量采樣和微生物采樣的一鍵執(zhí)行；

供電模塊則提供4000mAh動(dòng)力電池支持。

多個(gè)模塊協(xié)同工作，形成面向集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部采樣的完整設(shè)備結(jié)構(gòu)。

十二、技術(shù)參數(shù)集中了解

十三、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品定位

根據(jù)產(chǎn)品資料，這款設(shè)備專門面向公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部采樣設(shè)計(jì)，并按照《WS 10013-2023公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》《WS/T 10004-2023公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》以及《GB 37488-2019公共場(chǎng)所衛(wèi)生指標(biāo)及限值要求》相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。

因此，其技術(shù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)集中在小型化進(jìn)入、管道內(nèi)部移動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)觀察以及定量采樣等環(huán)節(jié)。

十四、企業(yè)資質(zhì)

優(yōu)云譜相關(guān)企業(yè)已取得高新技術(shù)企業(yè)證書（編號(hào)GR202537003143），并擁有企業(yè)信用等級(jí)證書（編號(hào)：HYJC-202303690XW01）、企業(yè)資信等級(jí)證書（編號(hào)：HYJC-202303690XW02）及重服務(wù)守信用單位（編號(hào)：HYJC-202303690XW06）。

此外，企業(yè)具備輻射安全許可證（編碼：魯環(huán)輻證[G0381]），以及環(huán)境管理體系認(rèn)證證書（注冊(cè)號(hào)：78326E00155R101）、質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書（注冊(cè)號(hào)：78326Q00330R101）和職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證證書（編號(hào)：78326S00142R101）。

十五、技術(shù)解析小結(jié)

從技術(shù)角度來看，定量采樣機(jī)器人的核心并不是簡(jiǎn)單地把采樣器安裝在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上，而是需要同時(shí)解決“進(jìn)入狹窄風(fēng)管、觀察內(nèi)部環(huán)境、精準(zhǔn)移動(dòng)、完成規(guī)定采樣以及持續(xù)控制"幾個(gè)問題。

YP系列設(shè)備以310×160×100mm緊湊機(jī)身為基礎(chǔ)，支持50cm2取樣面積以及刮拭、擦拭兩種采樣方式，采樣誤差＜5%、偏差＜3%；同時(shí)配置前后攝像頭、雙向照明、≥7cm越障、≥48°爬坡、無線/RJ45控制及一鍵自動(dòng)采樣等功能。

這些結(jié)構(gòu)與參數(shù)共同構(gòu)成了其面向集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部定量采樣的技術(shù)基礎(chǔ)。