CN112121205A - 一种大空间场所环境及空气消毒装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大空间场所环境及空气消毒装置和系统，一种大空间场所环境及空气消毒装置，包括无人机本体（1）和安装在无人机本体（1）上面的飞行摄像头（2），无人机本体（1）包括第一机体（11）和安装在第一机体（11）端部的旋翼装置（12），旋翼装置（12）的旋翼上、下表面安装多个UVC‑LED光源（17）。其系统包括微处理器、摄像模块、电源、视觉传感器、陀螺仪模块、超声波传感器、UVC‑LED光源模组、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块、无刷电机。本发明，能够对大空间的场所进行全面消毒，也能对空气进行消毒，可以用在医药、食品及化妆品等对生产环境有消毒要求的公共环境中。

Description

一种大空间场所环境及空气消毒装置和系统

技术领域

本发明涉及消毒设备领域，公开了一种大空间场所环境及空气消毒装置和系统。

背景技术

大型空间场所如商场、超市、飞机场候机航站楼及地铁等，对于这类场所的室内空气，主要是采取通风和过滤来改善空气质量。部分大厅空调系统采用了以高压静电为主的中效过滤设备，需要定期对空调系统进行清洗和拆洗消毒。而对于人体经常接触的扶手、座椅、售票机、安检及自动扶梯等重点位置，需要人工喷洒或进行擦拭消毒。风循环消毒主要是基于稀释原理，但是存在通风不良的死角存在弊端，因此，在传染病流行季节，过分依赖机械通风或自然通风的方法，病原微生物很难在短时间内被彻底清除。

通常微生物繁殖的速度大于灭杀速度。病毒、细菌传播繁殖与温湿度密切相关，上述公共场所环境适宜多数病原体生长，空调系统风管极易成为微生物繁殖的温床。原本用于杀菌的通风系统，反而成为了孳生并传播各类病原体的工具。这些情况的客观存在导致公众场所缺乏快速、安全应对各类传染病爆发流行等突发公共卫生事件的能力。2003年我国出现SARS疫情，全国一片紧张，各级政府出动了大量的人力、物力进行环境消毒，一度出现消毒液脱销的紧张局面，同时对环境带来沉重的负担，消毒效率不足，容易引起更多的污染，更为严重的是各种消毒液均会导致病原体抗药性的产生，从而导致“超级细菌”这样的事件发生。因此，不断寻求新型的公共场所消毒杀菌方法，来应对未来可能发生的各种烈性传染病疫情等突发公共卫生事件显得迫在眉睫。在公众场所进行预防性消毒杀菌过程中，新技术、新方法的探索来改进及替代现有的传统方法意义重大。探寻出更具针对性的消毒方式，在通风不畅或存在死角时也能保证消毒效果。而杀菌效果的提升对迅速繁殖的病原微生物能够有效抑制。

随着《水俣公约》的实施，标志着2020年间将全面禁止含有汞元素紫外灯的使用，因此如何才能开发出一种全新的环保、高效紫外光源，成为了摆在人们面前的一项重要挑战。

如中国专利公告号CN207912937U公开了一种无人机消毒装置，包括云台，云台的底部固定连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的底部固定连接有消毒装置本体，消毒装置本体一侧的内壁固定连接有储存仓，储存仓的一侧固定连接有隔离板，隔离板的一侧插接有出水管，出水管的一端依次穿过隔离板和转动杆并与高压泵的一侧固定连接，高压泵的底部固定连接在连接板的顶部，连接板通过螺栓与横板的顶部固定安装，横板的一侧固定连接在消毒装置本体的另一侧，高压泵的另一侧固定连接有送水管。其通过喷洒消毒液的方式让无人机飞行消毒，其要来回喷洒多次，消毒液也不易对空气进行消毒，用于大空间场所，消毒成本也比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大空间场所环境及空气消毒装置，能够对大空间的场所进行全面消毒，也能对空气进行消毒。

本发明的另一个目的在于提供一种能控制上述装置的系统。

针对于本发明大空间场所环境及空气消毒装置，为解决上述问题而采用了一种大空间场所环境及空气消毒装置，包括无人机本体和安装在无人机本体上面的飞行摄像头，无人机本体包括第一机体和安装在第一机体端部的旋翼装置，旋翼装置的旋翼上、下表面安装多个UVC-LED光源。

基于宽禁带半导体材料（GaN，AlGaN）的深紫外发光二极管（deep ultravioletLED: DUV LED）能通过将深紫外发光二极管消毒模块搭载在无人机中，紫外光光线覆盖区域更大，能实现大空间的消毒。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，无人机本体上设有紫外光反射装置，紫外光反射装置罩住飞行摄像头本体，飞行摄像头前部穿过紫外光反射装置。紫外光反射装置，能够反射紫外光，使紫外光分布范围更广，飞行摄像头前部穿过紫外光反射装置，不会遮挡住飞行摄像头。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，紫外光反射装置包括反射面和固定框，固定框用于固定反射面，飞行摄像头前部穿过位于无人机本体前部的反射面。反射面由固定框固定住，反射面可以是平面，也可以是曲面、波纹面等。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，固定框形状为长方体，其前、后、左、右四个侧面及顶面都安装了反射面，其底面为中空，可以容纳飞行摄像头，为飞行摄像头提供保护。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，反射面为铝箔面或PVC面或镜面。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，无人机本体还包括位于第一机体下面的第二机体，第二机体下面安装主控器，主控器前、后、左、右

四个侧面及其底面皆安装了视觉传感器，主控器底部还安装超声波传感器，第一机体的前部和主控器底部安装照明LED灯和警示灯。方便照明或警报。

作为本发明大空间场所环境及空气消毒装置的改进，紫外光反射装置顶部反射面间隔分布有多个通气孔，紫外光反射装置内部安装至少1个驱虫装置；驱虫装置包括一个顶板；一个放置在顶板下方的底板；沿顶板和底板周边分布的滤网围挡、在底板上放置有樟脑丸，底板上设有通道孔，通道孔由一通道板封闭，通道板可滑动地安置于两个滑轨之间，滑轨和通道板沿底板轴向分布，滑轨固定在底板底面，在通道板端面上安装弹性件的一端，弹性件也沿底板轴向放置，其另一端固接垫板，在通道板底面还固接有一推块。樟脑丸防虫、防蛀、防霉，能散发有驱虫效果的异味，能吸收水分，营造良好的消毒杀菌的环境。滑动通道板，打开通道孔，方便替换樟脑丸，替换完后，弹性件重新推动通道板封闭通道孔，使通道板稳定封闭，防止滑移。

针对于大空间场所环境及空气消毒装置的系统，控制上述装置，该系统包括微处理器、摄像模块、电源、视觉传感器、陀螺仪模块、超声波传感器、UVC-LED光源模组、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块、第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机和第四无刷电机，所述微处理器连接所述陀螺仪模块、所述摄像模块、所述视觉传感器模块、所述超声波传感器模块、所述UVC-LED光源模组、所述第一电机驱动模块，所述第二电机驱动模块、所述第三电机驱动模块和所述第四电机驱动模块，所述第一电机驱动模块连接所述第一无刷电机；所述第二电机驱动模块连接所述第二无刷电机；所述第三电机驱动模块连接所述第三无刷电机；所述第四电机连接所述第四无刷电机。

作为本发明消毒系统的改进，微处理器还连接照明LED灯。

作为本发明消毒系统的改进，微处理器还连接有警示灯。

本发明，能够对大空间的场所进行全面消毒，也能对空气进行消毒。对于公共卫生领域具有重要意义，本发明装置还可以用在医药、食品及化妆品等对生产环境有消毒要求的公共环境中。

附图说明

图1为实施例的上部结构示意图。

图2为实施例的下部结构示意图。

图3为一种紫外光反射装置的结构示意图。

图4为图3中紫外光反射装置的内部结构示意图。

图5为驱虫装置结构示意图。

图6为实施例系统的示意图。

附图标记：1、无人机本体；11、第一机体；12、旋翼装置；13、第二机体；14、主控器；141、视觉传感器；142、超声波传感器；15、照明LED灯；16、警示灯；17、UVC-LED光源；2、飞行摄像头；3、紫外光反射装置；31、反射面；32、固定框；33、通气孔；34、驱虫装置；341、顶板；342、底板；343、滤网围挡；344、通道板；345、滑轨；346、弹性件；347、垫板；348、推块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了一种大空间场所环境及空气消毒装置，包括无人机本体1和安装在无人机本体1上面的飞行摄像头2，无人机本体1包括第一机体11和安装在第一机体11端部的旋翼装置12，第一机体11具有4个间隔均匀的端部，相应的，旋翼装置12也为4个，旋翼装置12的旋翼上、下表面安装多个UVC-LED光源17。

基于宽禁带半导体材料（GaN，AlGaN）的深紫外发光二极管（deep ultravioletLED: DUV LED）能通过将深紫外发光二极管消毒模块搭载在无人机中，紫外光光线覆盖区域更大，能实现大空间的消毒。

无人机本体1上设有紫外光反射装置3，紫外光反射装置3罩住飞行摄像头2本体，飞行摄像头2前部穿过紫外光反射装置3。

紫外光反射装置3，能够反射紫外光，使紫外光分布范围更广，飞行摄像头2前部穿过紫外光反射装置3，不会遮挡住飞行摄像头2。

紫外光反射装置3包括反射面31和固定框32，固定框32用于固定反射面31，飞行摄像头2前部穿过位于无人机本体1前部的反射面31。反射面31由固定框32固定住，反射面可以是平面，也可以是曲面、波纹面等，在本实施例中为平面。

在本实施例中，固定框32形状为长方体，其前、后、左、右四个侧面及顶面都安装了反射面31，其底面为中空，可以容纳飞行摄像头2，为飞行摄像头2提供保护。

在本实施例中，反射面31为镜面，还可以为铝箔面或PVC面。

在图2中，无人机本体1还包括位于第一机体11下面的第二机体13，第二机体13下面安装主控器14，主控器14前、后、左、右四个侧面及其底面皆安装了视觉传感器141，主控器14底部还安装超声波传感器142，在图1中，第一机体11的前部和主控器14底部安装照明LED灯15和警示灯16，

图3示出了一种紫外光反射装置，图4示出了紫外光反射装置的内部结构，其顶部反射面31间隔分布有多个通气孔33，紫外光反射装置3内部安装2个间隔且平行的驱虫装置34，驱虫装置34顶面固接在紫外光反射装置3内部顶壁上。

图5示出了一种驱虫装置。其包括一个长方体的顶板341；一个放置在长方体的顶板341下方的底板342；沿顶板341和底板342周边分布的滤网围挡343、在底板342上放置有樟脑丸，樟脑丸防虫、防蛀、防霉，能散发有驱虫效果的异味，能吸收水分，营造良好的消毒杀菌的环境。

在底板342上设有通道孔，通道孔由一通道板344封闭，通道板344可滑动地安置于两个滑轨345之间，滑轨345和通道板344沿底板342轴向分布，滑轨345固定在底板342底面，在通道板344端面上安装弹性件346的一端，弹性件也沿底板342轴向放置，其另一端固接垫板347。在通道板344底面还固接由一推块348。使用者推动推块348，挤压弹性件346，滑动通道板344，打开通道孔，方便替换樟脑丸，替换完后，弹性件346重新推动通道板344封闭通道孔，使通道板稳定封闭，防止滑移。

图6示出了大空间场所环境及空气消毒装置的系统，包括微处理器、摄像模块、电源、视觉传感器、陀螺仪模块、超声波传感器、UVC-LED光源模组、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块、第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机和第四无刷电机，微处理器连接陀螺仪模块、摄像模块、视觉传感器模块、超声波传感器模块、UVC-LED光源模组、第一电机驱动模块，第二电机驱动模块、第三电机驱动模块和第四电机驱动模块，第一电机驱动模块连接第一无刷电机；第二电机驱动模块连接第二无刷电机；第三电机驱动模块连接第三无刷电机；第四电机连接第四无刷电机。

微处理器还连接照明LED灯。

微处理器还连接有警示灯。

原理：本发明是基于无人机和UVC-LED深紫外线（275nm波长）杀菌模块科学整合于一体的装置，由无人机本体1、无刷电机、飞行摄像头2、电池、旋翼装置12、飞控系统、陀螺仪模块、前面视觉传感器、底部视觉传感器、侧面视觉传感器和超声波传感器等各种传感器，UVC-LED光源17、电调UVC-LED驱动电路及散热模块等组成（无人机的飞控系统，就是无人机的飞行控制系统。陀螺仪（飞度行姿态感知）和加速度计可以监测飞机的姿态，内从而实现稳定的飞行，是自动飞行中最关键的部分。）。无人机的前方和底部还安装照明LED灯15和警示灯16，可在无光线的空间区域中形成光亮。无人机能够实现全域飞行，执行全面的公共卫生消毒任务。UVC-LED光源模组分散安放在无人机四个旋翼上，在每个旋翼上端表面安放若干个UVC-LED光源模组，同样在相应的旋翼下端表面对称安放相应的UVC-LED光源模组（可实现无人机对所在场所上、下空间的消毒），安放在旋翼表面有利于增加深紫外线光照范围和光照均匀性。本发明设计将UVC-LED光源模组安放在每个旋翼的原理是能够分散热源，此外，旋翼产生的气流有助于散热。各种传感器可以确保无人机进行安全的飞行轨迹并执行精准的公共卫生消毒任务。本发明设定无人机轴距为600mm（产业化应用可根据需要增加或减少），

每个光源模组光功率为1000mw，无人机上布放飞行器电池及各种飞控系统，本发明适合于对公共场所重点位置进行表面消毒，无毒副和气味残留，无需人工参与，可在商场、地铁、机场等室内环境进行消毒，可以实现持久工作。通过飞行路径规划能够实现多台无人机的协同操作，从而对整个空间进行无死角的消毒。

UVC-LED对SARS、流感等通过空气传播的高致病性病毒具有高效的灭杀作用，在传染病疫情爆发流行的情况下飞行器通过遥控可以在任何时间快速进入可能存在高危病毒的空间场所进行消毒。也可以作为这些场所日常的预防性消毒和安防监控、辅助人工进行相关设施隐患排查等。本发明装置是一种更高效节能的公共场所空间消毒杀菌方式，随着光电转化效率提升，无人机电池航力的增加，结合无线充电技术的应用，可以进一步提升消毒杀菌效率。另外无人机在杀菌的同时还可以兼职安防监控、辅助人工进行车厢及铁路设施隐患排查等功能。对于公共卫生领域具有重要意义，本发明装置还可以用在医药、食品及化妆品等对生产环境有消毒要求的公共环境中。

应用方法：

1.开启无人机电源，检查机器各模块有无异常；

2.通过无人机控制系统，将需要消毒工作的区域和空间进行指令和计算，实现精准指向；

3.启动深紫外线UVC-LED消毒模块，检查消毒装置是否正常运行；

4.通过遥控器将无人机飞行到目标空间的指定区域，按照计算指令轨迹进行消毒；

5.在无人机消毒过程中，实现其上下空间的空气消毒，操作人员在安全区域内进行操控；

6、当消毒过程中，电源电量下降到警戒容量时，飞行器即返回到起飞点，由操作人员进行电源更换，再次开展消毒任务；

7、消毒任务结束后，无人机返回起飞地点，先关闭深紫外线UVC-LED消毒模块，进行程序安全性检查，工作情况记录存储，关闭电源，消毒任务完成，操作人员装好，以便下一次消毒任务。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大空间场所环境及空气消毒装置，包括无人机本体（1）和安装在所述无人机本体（1）上面的飞行摄像头（2），所述无人机本体（1）包括第一机体（11）和安装在第一机体（11）端部的旋翼装置（12），其特征在于，所述旋翼装置（12）的旋翼上、下表面安装多个UVC-LED光源（17）。

2.按照权利要求1所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，所述无人机本体（1）上设有紫外光反射装置（3），所述紫外光反射装置（3）罩住所述飞行摄像头（2）本体，所述飞行摄像头（2）前部穿过所述紫外光反射装置（3）。

3.按照权利要求2所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，所述紫外光反射装置（3）包括反射面（31）和固定框（32），所述固定框（32）用于固定反射面（31），所述飞行摄像头（2）前部穿过位于无人机本体（1）前部的反射面（31）。

4.按照权利要求3所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，所述固定框（32）形状为长方体，其前、后、左、右四个侧面及顶面都安装了反射面（31），其底面为中空。

5.按照权利要求4所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，所述反射面（31）为铝箔面或PVC面或镜面。

6.按照权利要求1所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，所述无人机本体（1）还包括位于第一机体（11）下面的第二机体（13），所述第二机体（13）下面安装主控器（14），所述主控器（14）前、后、左、右

四个侧面及其底面皆安装了视觉传感器（141），所述主控器（14）底部还安装超声波传感器（142），所述第一机体（11）的前部和所述主控器（14）底部安装照明LED灯（15）和警示灯（16）。

7.按照权利要求2所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置，其特征在于，紫外光反射装置（3）顶部反射面（31）间隔分布有多个通气孔（33），所述紫外光反射装置（3）内部安装至少1个驱虫装置（34）；所述驱虫装置（34）包括一个顶板（341）；一个放置在顶板（341）下方的底板（342）；沿顶板（341）和底板（342）周边分布的滤网围挡（343）、在底板（342）上放置有樟脑丸，底板（342）上设有通道孔，通道孔由一通道板（344）封闭，通道板（344）可滑动地安置于两个滑轨（345）之间，滑轨（345）和通道板（344）沿底板（342）轴向分布，滑轨（345）固定在底板（342）底面，在通道板（344）端面上安装弹性件（346）的一端，弹性件也沿底板（342）轴向放置，其另一端固接垫板（347），在通道板（344）底面还固接有一推块（348）。

8.控制权利要求1所述的大空间场所环境及空气消毒装置的系统，其特征在于，包括微处理器、摄像模块、电源、视觉传感器、陀螺仪模块、超声波传感器、UVC-LED光源模组、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块、第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机和第四无刷电机，所述微处理器连接所述陀螺仪模块、所述摄像模块、所述视觉传感器模块、所述超声波传感器模块、所述UVC-LED光源模组、所述第一电机驱动模块，所述第二电机驱动模块、所述第三电机驱动模块和所述第四电机驱动模块，所述第一电机驱动模块连接所述第一无刷电机；所述第二电机驱动模块连接所述第二无刷电机；所述第三电机驱动模块连接所述第三无刷电机；所述第四电机连接所述第四无刷电机。

9.按照权利要求7所述的大空间场所环境及空气消毒装置的系统，其特征在于，所述微处理器还连接照明LED灯。

10.按照权利要求8所述的一种大空间场所环境及空气消毒装置的系统，其特征在于，所述微处理器还连接有警示灯。

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