新建醫(yī)院智能物流機(jī)器人設(shè)計(jì)概述1機(jī)器人研究起源至今50年，從一無(wú)所知到如今在物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)、工業(yè)制造領(lǐng)域的大量應(yīng)用，產(chǎn)生出機(jī)器人底盤(pán)研發(fā)、調(diào)度軟件研發(fā)、導(dǎo)航算法研發(fā)、導(dǎo)航傳感器研發(fā)、技術(shù)整合二次研發(fā)等公司，導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)用產(chǎn)品技術(shù)參差不齊的現(xiàn)象。2具有靈活高效，集機(jī)械、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、光電傳感、導(dǎo)航算法、操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、軟件架構(gòu)、計(jì)算機(jī)為一體的高集成度自動(dòng)化設(shè)備，機(jī)器人通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)控制平臺(tái)的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和告警，所行駛路徑可根據(jù)不同的運(yùn)輸需求靈活改變路徑。機(jī)器人具有部署靈活、現(xiàn)場(chǎng)安裝周期短、快速投入、單機(jī)故障對(duì)業(yè)務(wù)影響小等。3機(jī)器人主要解決“我現(xiàn)在何處；我要往何處；我要如何快速到達(dá)該處”。機(jī)器人物流系統(tǒng)規(guī)劃以下技術(shù)指標(biāo)僅供設(shè)計(jì)參考，具體以最新機(jī)器人行業(yè)技術(shù)發(fā)展要求為準(zhǔn)。01物流物資量規(guī)劃1機(jī)器人由機(jī)械裝置（車(chē)體、車(chē)輪、移載裝置、安全裝置、轉(zhuǎn)向裝置）、動(dòng)力裝置（運(yùn)行電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)、蓄電池及充電裝置）、控制系統(tǒng)（信息傳輸及處理、驅(qū)動(dòng)控制、轉(zhuǎn)向控制、安全裝置）等組成，機(jī)器人載重量在100-500kg范圍，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)院內(nèi)輸液袋、餐飲、被服、生活垃圾、器械包等批量、大件物資的回收。2需運(yùn)輸物資量估算：因物資包裝規(guī)格不一、醫(yī)院特色科室不同等，在此只做粗略估算僅做參考。護(hù)理單元輸液袋：每袋250毫升，每床3-4袋，每日平均運(yùn)輸2次（上午、下午），機(jī)器人平均單次運(yùn)輸1-2個(gè)護(hù)理單元輸液量。護(hù)理單元餐飲：每份800毫升，機(jī)器人平均每日運(yùn)輸3次（早、中、晚），飯盒平均規(guī)格為23cm*20cm*5cm，如有醫(yī)護(hù)人員工作餐派送，需調(diào)整估算系數(shù)，餐飲派送需根據(jù)情況選擇帶保溫餐車(chē)。護(hù)理單元被服：被服分為潔凈被服和污被服，被服每套2.5-3.5公斤，按照住院床位50%估算，每天更換一次，機(jī)器人每日在非高峰期運(yùn)輸至護(hù)理單位儲(chǔ)藏室。生活垃圾：護(hù)理單元每天每床1公斤，醫(yī)護(hù)人員每天1公斤，門(mén)診人數(shù)每天每人0.35公斤，每天運(yùn)輸一次。手術(shù)器械包（小手術(shù)包、大手術(shù)包、骨科包規(guī)格不同）：手術(shù)器械包分為潔凈器械包和術(shù)后回收器械包，平均每個(gè)器械包30cm*30cm*50cm，單包重量5公斤，手術(shù)器械包每日每床3-4個(gè)包，按需運(yùn)輸。02機(jī)器人對(duì)建筑基本要求各站點(diǎn)區(qū)域隔離門(mén)、防火門(mén)需配置電動(dòng)開(kāi)關(guān)閉門(mén)器，閉門(mén)器動(dòng)作信號(hào)與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)，機(jī)器人應(yīng)能通過(guò)遙測(cè)信號(hào)打開(kāi)通道門(mén)。收發(fā)站點(diǎn)通道凈寬度滿(mǎn)足同一通道雙向會(huì)車(chē)，單車(chē)道建議凈寬在1米，雙車(chē)道凈寬建議在1.8-2米，出門(mén)凈空間滿(mǎn)足機(jī)器人載貨后轉(zhuǎn)彎半徑。收發(fā)站點(diǎn)、途徑路徑不建議有大于5度的坡道地面及容易結(jié)露地面材質(zhì)，避免車(chē)輛滿(mǎn)載情況下出現(xiàn)溜車(chē)及打滑等安全問(wèn)題。途徑電梯應(yīng)設(shè)置梯控裝置，滿(mǎn)足機(jī)器人遙測(cè)信號(hào)呼梯、開(kāi)梯、關(guān)梯。電梯轎廂承重、凈尺寸應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)器人載貨后進(jìn)出要求，電梯門(mén)寬不小于1.2米。瓷磚地面或伸縮縫須安裝平整，路徑上的最大間隙控制在30mm內(nèi)，最大落差在15mm內(nèi)。機(jī)器人充電區(qū)、臨時(shí)停靠港灣至少設(shè)置一個(gè)220V/2KW的五孔插座。收發(fā)站點(diǎn)、充電區(qū)、臨時(shí)?？繀^(qū)、途徑路徑、電梯轎廂內(nèi)應(yīng)設(shè)置無(wú)縫漫游無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，接入點(diǎn)符合802.11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人行走的路徑需要接入同一個(gè)SSID。機(jī)器人控制平臺(tái)需接入穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)，并且通過(guò)UPS不間斷電源為之供電，網(wǎng)絡(luò)具備低延時(shí)、高帶寬、高速率的特性。為提高機(jī)器人運(yùn)輸效率，如有條件優(yōu)先設(shè)計(jì)機(jī)器人專(zhuān)用通道（與管線(xiàn)通道可合用，機(jī)器人凈高通道凈高不小于1.6米），其次與醫(yī)護(hù)人員通道合用設(shè)置。03機(jī)器人收發(fā)站點(diǎn)規(guī)劃輸液：靜配中心設(shè)置輸液派發(fā)站點(diǎn)，護(hù)理單元護(hù)士站就近設(shè)置接收站點(diǎn)。餐飲：食堂派餐區(qū)設(shè)置餐車(chē)派發(fā)區(qū)、餐車(chē)回收消毒區(qū)、餐車(chē)臨時(shí)存放區(qū)，護(hù)理單元護(hù)士站就近設(shè)置餐飲接收站點(diǎn)。被服：醫(yī)院潔凈被服庫(kù)設(shè)置被服派發(fā)站點(diǎn)，護(hù)理單元潔凈儲(chǔ)存室設(shè)置臨時(shí)潔凈被服儲(chǔ)存站點(diǎn)，護(hù)理單元污物處置室設(shè)置臨時(shí)污物被服儲(chǔ)存站點(diǎn)，醫(yī)院污物被服回收庫(kù)設(shè)置統(tǒng)一回收站點(diǎn)。生活垃圾：護(hù)理單元、各科室診區(qū)設(shè)置污物處置室，作為臨時(shí)生活垃圾儲(chǔ)存站點(diǎn)，醫(yī)院生活垃圾房設(shè)置回收站點(diǎn)及箱體消毒區(qū)，也可在單元樓底層設(shè)置回收周轉(zhuǎn)站點(diǎn)。器械包：消毒供應(yīng)中心如選擇機(jī)器人派送，在潔區(qū)設(shè)置潔凈器械包派送站點(diǎn)，手術(shù)室準(zhǔn)備區(qū)就近設(shè)置器械包接收站點(diǎn)。術(shù)后器械包在污區(qū)通道設(shè)置派發(fā)站點(diǎn)。注：物流運(yùn)輸通道應(yīng)根據(jù)醫(yī)療工藝潔污通道進(jìn)行規(guī)劃，避免潔污交叉。04物流流程、路徑規(guī)劃1機(jī)器人任務(wù)流程派發(fā)站點(diǎn)管理員呼叫機(jī)器人，調(diào)度機(jī)器人配送機(jī)器人收到調(diào)度指令后，到達(dá)配送站點(diǎn)，語(yǔ)音呼叫庫(kù)管放置物資。庫(kù)管聽(tīng)到機(jī)器人呼叫后，放置待配送物資等，選擇需配送目的地，點(diǎn)擊出發(fā)，或機(jī)器人自動(dòng)載運(yùn)已裝備好的待配送被服、餐飲、生活垃圾周轉(zhuǎn)箱體到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)站點(diǎn)。機(jī)器人運(yùn)送物資到達(dá)目標(biāo)站點(diǎn)/病區(qū)護(hù)士站/庫(kù)房/回收站，語(yǔ)音呼叫護(hù)士接收或自動(dòng)卸載周轉(zhuǎn)箱體自動(dòng)執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)或自動(dòng)就近充電樁充電。護(hù)士聽(tīng)到機(jī)器人呼叫拿取物資，點(diǎn)擊出發(fā)。機(jī)器人結(jié)束任務(wù)，返回充電樁充電或繼續(xù)執(zhí)行下一次任務(wù)。2路徑規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)行時(shí)間，即從任務(wù)工作開(kāi)始到任務(wù)完成的時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間是判斷路徑規(guī)劃算法的較重要因素?？刂破脚_(tái)的響應(yīng)時(shí)間，即路徑規(guī)劃控制器為機(jī)器人選擇路徑所花費(fèi)的時(shí)間。路徑選擇要求越快越好，因此要求路徑規(guī)劃算法簡(jiǎn)單有效。控制器的靈敏性，即系統(tǒng)發(fā)生偶然或突發(fā)情況時(shí)，路徑規(guī)劃控制器要作出快速的處理方法，使近期的安全運(yùn)行。路徑規(guī)劃分為全局路徑規(guī)劃（完全掌握作業(yè)環(huán)境的地圖信息）和局部路徑規(guī)劃（行走過(guò)程中自動(dòng)避開(kāi)障礙物），環(huán)境信息包括路徑信息、工作站點(diǎn)信息、充電站點(diǎn)信息、?？空军c(diǎn)信息、任務(wù)信息、確定車(chē)輛自身位置、目標(biāo)位置及可行路徑。路徑規(guī)劃應(yīng)重點(diǎn)避開(kāi)早高峰人流大的通道、電梯廳、掛號(hào)候診區(qū)、患者通道、患者專(zhuān)用梯、門(mén)診大廳等嚴(yán)重容易機(jī)器人行走的路徑。食堂、被服庫(kù)、生活垃圾房?jī)?yōu)先在地下層完成水平行駛，再通過(guò)醫(yī)護(hù)梯、污梯，垂直行駛運(yùn)輸至各目標(biāo)站點(diǎn)如靜配中心位于中間層，優(yōu)先使用不同單元樓連廊的醫(yī)護(hù)通道水平行駛，再通過(guò)醫(yī)護(hù)梯、污梯，垂直行駛運(yùn)輸至各目標(biāo)站點(diǎn)。05機(jī)器人安全規(guī)劃1機(jī)器人安全問(wèn)題是最規(guī)劃最優(yōu)先考慮的事項(xiàng)，因?yàn)闄C(jī)器人是在與人共享的建筑內(nèi)運(yùn)行的，機(jī)器人的運(yùn)行需要保證人身的安全和避免設(shè)備間的碰撞等。目前與機(jī)器人相關(guān)的部分國(guó)際和國(guó)內(nèi)安全標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考如下（版本號(hào)以當(dāng)年最新為準(zhǔn)）：■

機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)

《無(wú)人駕駛、自動(dòng)導(dǎo)向工業(yè)車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)》以及載人工業(yè)車(chē)輛的自動(dòng)化功能標(biāo)準(zhǔn)所確定?！肮I(yè)卡車(chē)的安全無(wú)人駕駛卡車(chē)及其系統(tǒng)所制定”。“機(jī)械安全設(shè)計(jì)通則風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小”?！肮I(yè)車(chē)輛安全要求和驗(yàn)證第4部分：無(wú)人駕駛工業(yè)車(chē)輛及其系統(tǒng)”。自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)通用技術(shù)條件?！?/p>

機(jī)器人電氣標(biāo)準(zhǔn)的“地面輸送機(jī)械的安全性.電器要求.第1部分：電池蓄電驅(qū)動(dòng)的地面輸送機(jī)械的一般要求”的“機(jī)械安全.機(jī)器電氣設(shè)備.第1部分：一般要求”的“信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：通用要求”EN61851-21-1的“電動(dòng)車(chē)輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)”2機(jī)器人充電區(qū)應(yīng)設(shè)置消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及宜設(shè)置自動(dòng)滅火裝置，并保證空氣流通，設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)。3機(jī)器人控制監(jiān)控及告警平臺(tái)可設(shè)置在消控中心或與其它物流系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)房合并設(shè)置。06機(jī)器人部署規(guī)劃1機(jī)器人部署分為5個(gè)步驟，即參與規(guī)劃、系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)、專(zhuān)項(xiàng)深化設(shè)計(jì)、招標(biāo)及安裝調(diào)試、系統(tǒng)平臺(tái)聯(lián)調(diào)。2初步設(shè)計(jì)和深化設(shè)計(jì)根據(jù)醫(yī)院自己設(shè)計(jì)計(jì)劃可同時(shí)實(shí)施或分步實(shí)施。01前期規(guī)劃物流參與規(guī)劃02設(shè)計(jì)實(shí)施物流系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)03招標(biāo)階段物流系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)深化設(shè)計(jì)04工程建設(shè)物流系統(tǒng)招標(biāo)、安裝調(diào)試05運(yùn)營(yíng)管理搭建物流管理平臺(tái)聯(lián)調(diào)07機(jī)器人成本組成機(jī)器人系統(tǒng)的總成本取決于許多因數(shù)和機(jī)器人項(xiàng)目特點(diǎn)。以下幾點(diǎn)是增加機(jī)器人系統(tǒng)總成本的主要因素：1機(jī)器人類(lèi)型和機(jī)器人數(shù)量機(jī)器人形式不同，它們的成本完全不同。底盤(pán)是采用自主開(kāi)發(fā)還是外購(gòu)二次開(kāi)發(fā)，機(jī)器人還可以包括一些機(jī)器人定制化的功能，例如，機(jī)器人為不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景專(zhuān)用還是通用底盤(pán)，外掛安裝哪種電池和導(dǎo)航模式，通用型底盤(pán)可減少整體投入和靈活調(diào)度?？偝杀疽矊⑷Q于機(jī)器人的數(shù)量。機(jī)器人數(shù)量將取決于任務(wù)數(shù)，路線(xiàn)長(zhǎng)度，所需的存取時(shí)間等。2機(jī)器人管理系統(tǒng)必須考慮機(jī)器人的調(diào)度管理平臺(tái)，調(diào)度管理平臺(tái)是二次開(kāi)發(fā)還是完全自主開(kāi)發(fā)，因?yàn)闄C(jī)器人的調(diào)度管理平臺(tái)授權(quán)許可及功能強(qiáng)弱直接影響系統(tǒng)后期的擴(kuò)容和調(diào)度能力。3機(jī)器人安裝和調(diào)試費(fèi)用這筆費(fèi)用主要與安裝、編程和調(diào)試所需的工作量有關(guān)，涉及人員和安裝機(jī)器人系統(tǒng)所需的任務(wù)量。此成本是可變的，具體取決于系統(tǒng)的復(fù)雜度，例如“項(xiàng)目規(guī)模”。4其他機(jī)器