目前国内多地区出现了本土疫情,各地区严格防控与病例动态清零任务成为重中之重,对各大场所室内公共领域的消毒要求标准也进一步提高。然而门把手作为人体高频接触物体,其消毒却往往受到忽视,且现有的大多数消毒设备功能、作业范围具有局限性,难以适应场景变换,无法进行区别化、精准化消毒,导致室内的消毒工作效率低、效果差。本文设计研发一种消毒机器人,能够对门把手进行精确识别与定位,同时兼具多种消毒、控制、辅助功能,实现室内全方位、覆盖式消毒,对保证室内安全消毒工作有效开展,降低公共区域交叉感染风险,促进防疫工作智能化发展,具有重要的理论意义和应用价值,本文主要研究内容如下:针对现有消毒机器人及消毒设备功能缺乏、工作场景变换适应能力差、控制方式单一,安全性差等问题,设计机器人总体功能方案,实现机器人全方位覆盖式消毒、灵活自主移动、语音控制、人机双向保护等功能。针对现有消毒设备无法实现门把手指向性消毒、结构空间利用率低、消毒作业范围有限等问题,基于分层式模块化设计思想,将机器人分为门把手目标识别消毒、升降式组合消毒、底盘自主移动三大模块,进行整机结构设计与布置,利用升降结构提升机器人的作业高度,并利用多消毒方式、识别消毒装置及灵活自主移动底盘提高了机器人整体消毒效率,避免消毒死角。针对消毒机器人功能较多、信息处理量大的问题,为提高机器人运行流畅性,避免工作过程中卡顿现象,采用“双控制板+工控机”多核处理器模式构建机器人的整机硬件控制系统,确定机器人设计参数,并根据工作方式和需求性能指标将硬件控制系统分为控制单元、感知单元、执行单元,分别进行各单元的硬件选型与工作逻辑、电路设计;为验证机器人功能系统的稳定性与可靠性,制作消毒机器人样机,并进行机器人自主移动、语音控制、消毒功能、安全防护功能测试,结果表明:机器人可稳定行驶,同时语音、消毒、安全功能均能正常工作。针对消毒机器人在移动过程中实时识别门把手,对识别速度和效率要求较高问题,以SSD算法识别网络为基础,通过对训练数据样本进行包括随机裁剪、更换背景等操作增强了数据集,减少了模型的过拟合现象,并对SSD进行了主干网络替代的轻量化设计;将改进前、后算法分别布置于训练主机与机器人工控机,对门把手图像数据进行了测试,结果表明:在台式设备上平均识别时间为29.89ms,较改进前缩短了14.35%;在机器人内部工控机上平均识别时间67.17ms,改进后识别时间56.90ms,有效识别时间缩短了15.29%;进行了机器人移动过程中门把手实时识别测试,结果表明:机器人在不同·环境下对门把手粗略识别有效置信度均能够达到53.3%,精准识别有效置信度能够达到96.7%,识别系统能够有效应用于消毒机器人实际工作中。为检测机器人对于室内环境实际消毒效果,进行了机器人消毒功能针对不同菌种的测试,结果表明:组合消毒方式对空气中金黄色葡萄球菌、幽门螺旋杆菌、大肠杆菌灭杀率约为99.98%、95.52%、99.91%;单独的紫外灯功能对距离车身1.5m的物体表面大肠杆菌、抗万古霉素肠球菌、黑曲霉、白色葡萄球菌、溶血性链球菌菌落的杀灭率约为99.90%;酒精喷雾功能对目标尺寸大小的样本表面大肠杆菌菌落杀灭率约为99.99%。