CN112135644A - 自适应多重矢量照明输送系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于清洁目标体积的紫外线发射系统可包括多个可以可调整地定位的光源,所述光源具有回缩位置和展开位置。所述多个可以可调整地定位的光源中的光源可被配置成在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
Description
优先权申请
本申请要求Luis F.Romo于2018年1月16日提交的名为“ADAPTIVE MULTIVECTORILLUMINATION DELIVERY SYSTEM,NETWORK AND VOLUME DISINFECTION MATRIX”的美国临时专利申请序列号62/617,755的优先权的权益,该专利申请在此通过引用整体包含在本文中。
技术领域
本申请一般涉及医疗系统、设备和方法,更具体地涉及医疗系统、医疗设备、以及医疗设施的区域和其他需要控制和预防疾病的区域的清洁、消毒和灭菌。清洁是一个通常与紫外光系统关联使用的通用术语,该术语正式描述将细菌污染物降低到安全水平的药剂。对紫外光系统来说,消毒是一个更常用和更恰当的术语,它描述了在无生命物体上消除许多或所有致病微生物的过程。灭菌被正式定义为一种经过验证的过程,用于使产品无任何形式的可存活微生物。如果表面没有任何活着的微生物,则该表面被定义为无菌的,但是无菌的验证受到测试灵敏度和实用性的限制。
背景技术
微生物污染是许多行业的全球性问题,尤其是在医疗保健行业更是如此。它每年会给各国造成高达数十亿美元的开支,更重要的是,污染物病原体困扰着私人和公共(例如医疗保健)场所(setting)和环境。这些被污染的环境会导致感染并最终导致死亡。此外,许多传染病是通过接触受污染的区域和表面传播的。以这种方式传播的传染病的类型和严重性各不相同。例如,病毒性疾病和细菌性疾病一样都可以通过与传染性病原体可能存在或定居的表面的物理接触来传播。此外,全世界对传染病大范围爆发,甚至大流行的可能性的认识和担忧日益增加;这些担忧部分源于流感和其他病毒可能的自发突变,新疾病的出现,以及细菌菌株对传统甚至新开发的强效抗生素的耐药性的不断增强。
医疗保健设施的现有消毒设备和系统在提供适当的消毒水平和减少的消毒需求方面可能存在不足。例如,液体化学技术已用于抗菌和消毒处理的目的。然而,液体技术在某些情况下无法发挥作用,导致患者感染和有抗生素耐药性的微生物的传播。此外,由于某些病原体,比如艰难梭菌,对传统化学消毒剂具有耐药性,因此同时还需要增加甚至更换现有的采用化学药品的消毒方法。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相同的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示相似组件的不同实例。附图举例而非限制性地概括说明了本文件中讨论的各个实施例。
图1图解说明按照本公开的至少一个例子的呈回缩紧凑式构型的消毒设备的透视图。
图2图解说明按照本公开的至少一个例子的图1的消毒设备的俯视图。
图3图解说明按照本公开的至少一个例子的图1的消毒设备的侧视图。
图4图解说明按照本公开的至少一个例子的呈展开式构型的图3的消毒设备的透视图。
图5图解说明按照本公开的至少一个例子的图4的消毒设备的侧视图。
图6图解说明按照本公开的至少一个例子的图4的消毒设备的俯视图。
图7图解说明按照本公开的至少一个例子的部署在房间中的图1的消毒设备的俯视图。
图8图解说明按照本公开的至少一个例子的经典的平方反比定律和现有技术中的代表性点源消毒设备。
图9A-9D图解说明按照本公开的至少一个例子紫外光是如何从本文中讨论的设备发出的。
图10图解说明按照本公开的至少一个例子部署在描绘了地板和天花板的房间中的图4的消毒设备的侧视图。
图11A-11C图解说明按照本公开的至少一个例子的消毒设备的各个部署阶段。
图12图解说明按照本公开的至少一个例子的可堆叠消毒设备。
图13图解说明按照本公开的至少一个例子的配置成悬挂在墙壁结构上的消毒设备。
图14图解说明按照本公开的至少一个例子的配置成悬挂在天花板上的消毒设备。
图15图解说明按照本公开的至少一个例子的图1的消毒设备上的锁定机构。
图16A-16D图解说明按照本公开的至少一个例子,在将本公开的消毒设备移至房间中以对房间表面进行消毒的同时,如何将医院病床从病房移出并单独消毒。
图17图解说明按照本公开的至少一个例子,消毒设备的接近传感器如何通过多个臂的通信波测量距离和定位。
图18A-18C图解说明按照本公开的至少一个例子的放置在不同房间形状中的消毒设备。
图19A-19G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备。
图20A-20G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备。
图21A-21G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备。
图22A-22G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备。
图23A-23B图解说明按照本公开的至少一个例子的导轨部署机构。
图24A-24F图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备。
图25A-25J图解说明按照本公开的至少一个例子的具有程序逻辑的可控驱动基座。
图26A-26I图解说明按照本公开的至少一个例子的包含紫外线源的与消毒设备的耦接机构可拆卸和可附接的导轨。
图27A-27F图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开环形结构的消毒设备。
图28图解说明按照本公开的至少一个例子的具有水平可展开轨道的消毒设备,所述水平可展开轨道具有可伸缩支撑结构。
图29图解说明按照本公开的至少一个例子的具有拉杆延伸机构的消毒设备。
图30图解说明按照本公开的至少一个例子的具有压缩段导轨机构的消毒设备。
图31A-31D图解说明按照本公开的至少一个例子的具有周边几何多基座机构的消毒设备。
图32A-32C图解说明按照本公开的至少一个例子的具有周边几何机构的消毒设备。
图33A-33G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开基座结构的消毒设备,所述可展开基座结构具有部署的臂(deploying arm)。
图34图解说明按照本公开的至少一个例子的房间内的点源能量体积基准。
图35图解说明按照本公开的至少一个例子的由如前所述的众多输送机构实现的房间内能量体积的均匀矩阵。
图36A-36B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的中心源的辐照度。
图37A-37B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的两个源的辐照度。
图38A-38B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的三个源的辐照度。
图39A-39B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的能量矩阵的辐照度。
图40A-40D图解说明按照本公开的至少一个例子的本文中讨论的系统的消毒数据。
图41A-41D图解说明按照本公开的至少一个例子的本文中讨论的系统的辐照度数据。
图42A-42C图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的光源布置。
图43A-43F图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的光源间隔布置。
图44图解说明按照本公开的至少一个例子的例示可在其上进行或者辅助前述技术中的任何一种或多种技术的例证计算机系统机器的框图。
图45表示模块化紫外线消毒匣盒(cassette)的例证实施例的等轴测视图。
图46表示模块化紫外线消毒匣盒的例证实施例的正视图。
图47表示线网笼的例证实施例。
图48表示模块化紫外线消毒匣盒的例证实施例可附接到的框架的例证实施例的正视图。
图49表示布置在用于可堆叠匣盒和隔间的框架中的匣盒的例证实施例。
图50表示从多个匣盒产生的多重矢量光的累积效果的例证实施例。
图51表示以阵列构架(framework)耦接在一起的4个矩形匣盒的例证实施例。
图52表示以堆叠的阵列构架耦接在一起的16个矩形匣盒的例证实施例。
图53表示以八边形隔间布置耦接在一起,以产生集中的多重矢量光的紫外线目标区的8个矩形匣盒的例证实施例。
图54表示4个在左侧,4个在右侧和4个在上方地耦接在一起,以产生物品可以通过从而被消毒的走廊室的12个矩形匣盒的例证实施例。
图55表示在其中产生紫外线目标区的半圆形隔间内耦接在一起的12个矩形匣盒的例证实施例。
图56表示包含3个紫外线灯的三角形匣盒的例证实施例,所述三角形匣盒可形成其中产生紫外线目标区的三维形状的隔间,比如网格状球顶。
图57表示形成六边形结构的三角形匣盒阵列的例证实施例,该六边形结构可以形成其中产生紫外线目标区的网格状球顶的一部分。
图58表示由围绕完全封闭的紫外线目标区形成隔间的三角形匣盒组成的网格状球顶的例证实施例。
图59A-59D表示用于连接和堆叠匣盒的阵列的独立匣盒和耦接铰链的例子。
图60A-60C表示带脚轮和不带脚轮地例示的采用耦接铰链的匣盒阵列和用于连接到墙壁的端盖的例子,以及折叠成靠墙壁的紧凑单元的匣盒阵列的图像,不带脚轮的例子是由墙壁耦接/互锁装置支撑的自由浮动布置。
图61表示利用耦接铰链堆叠和布置,从而形成能够对航天飞机消毒的大型机库的独立匣盒的大型阵列的形象应用的例证实施例。
具体实施方式
值得注意的是,目前的利用紫外线技术或区域紫外线消毒单元的消毒技术可能无法达到根除医疗设施中的表面承载的病原体以致它们可以与传统化学消毒方法竞争所必需的性能水平和对所有表面的适当覆盖和暴露,并且可能不能提供完全暴露于微生物可能驻留和逃避消毒的每个被遮蔽的小生境(niche)。此外,目前使用的区域紫外线消毒单元通常需要操作时间,这不利地影响应用它们的医院的计划和操作。迄今为止用于消毒医院区域的传统点源区域消毒系统经常受到性能限制,即辐照度水平近似按照平方反比定律(ISL)随着与紫外线源的距离而下降。点源紫外辐射或光的一个例子是目标体积或房间内的单个光源或灯泡。另一个例子是彼此紧密接近地相互连接的多个光源。例如,这样的多个光源可以附接到固定框架或结构。这些现有消毒设备、系统和方法的例子包括在美国专利申请公布No.2012/0305787,2017/0049915,2008/0213128和美国专利No.9,165,756;8,575,567;6,656,424;6911177;6,911,178;6,911,179;5,891,399;9,345,798;和D684671中公开的那些消毒设备、系统和方法。可能与消毒设备相关的其他专利和公布包括:美国专利No.8,907,304;美国专利No.9,044,521;TW381489Y;TW556556Y;美国专利No.7,459,964;CN206063449;WO2010115183;US20150284206;KR101767055;WO2015012592;和KR20150028153。
从而,需要改进的消毒设备、系统和方法,以便消毒,这可以帮助提供消毒的空间、表面和/或结构,以及帮助防止通过与受污染区域的物理接触而传播的疾病的扩散。为了让世界推动和采用替代的基于光的技术,消毒性能需要在工作环境中是可靠、一致和可持续的。这些挑战中的至少一些由本文中公开的例证实施例解决。
上面讨论的例子可能遭受可变的能量、可变的杀菌性能、可变的遮蔽、可变的距离以及最终组合所致的性能误差,这可能不会产生可接受的结果。现有技术中列出的参数可能有与受平方反比定律支配的光强度在一定距离内的下降有关的主要缺陷。这种缺陷严重影响使用紫外光的消毒的功效和性能,并且可能导致要消毒的全部目标体积不能实现充分暴露。这可以使可能驻留在被遮蔽的生态位或者离紫外线源最远的区域中的微生物逃脱消毒。为了弥补这种显著的性能限制,一些现有技术、系统和方法包括增加操作时间、组合波长、增加功率和光强度输出或者多轮暴露,这可能不利地影响对所有感兴趣的表面尤其是目标体积的适当消毒性能。随着距离而消散的可变能级的组合对所述现有解决方案的杀菌性能具有重大影响。使用此类方法的系统的可靠性在性能上具有这种显著的可变性。
组合遮蔽、强度、距离、时间、能量以及可变体积的可变缺陷的列表是之前的解决方案所缺乏的若干限制,这为消毒设备的改进留下了很大的空间。考虑到平方反比定律,体积是利用紫外杀菌光的性能方程中的主要变量。医院、医生办公室、实验室、教室、卫生间、治疗室、操作间、手术室、扫描室和急诊室都是目标体积的例子。所有这些房间本质上都是目标体积,性质上是立方体并且具有可变体积。
发明人认识到为了从根本上转向采用替代的非化学技术来对目标体积进行消毒,需要克服所有这些变量。为了解决这些问题,本公开提出了包括具体旨在创建分布式紫外线能量的三维矩阵的紫外线消毒设备、系统和方法的解决方案,该三维矩阵通过布置在一个或多个可展开和回缩臂上的紫外线源来产生精确的能量,从而对目标体积消毒。所述一个或多个可展开和回缩臂允许可移动性,同时易于提供可定制的消毒暴露矩阵,包括大的开放区域(例如,大的房间)或较小的受限区域(例如,角落、具有干扰物的区域等)。所述臂还可以方便地允许仅仅一个设置在快速单一曝光循环内对整个房间(例如,急救室、ICU病房等)消毒,从而减少操作时间。通过从多个角度和方向引导紫外线能量,以最小化或减少遮蔽效应并使能量分布最大化,从而减少或消除其中微生物组合否则可能在消毒过程中存活的生态位,分布式紫外线能量的矩阵还提供对房间或目标体积内的所有房间表面和固定装备进行高效消毒的更有效方式。这些设备和方法还易于集成在例如医疗保健物流中,并且允许有效且高效的消毒。
在本主题的实施例中,提供了涉及对房间、装备和其他类似表面和物品进行消毒的设备、系统和方法。现在将参照附图说明所公开的设备、输送系统和方法的具体实施例。该详细说明中没有任何内容旨在暗示任何特定组件、特征或步骤对于本发明是必不可少的。
本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。其不意图提供本发明的排他性的或详尽的解释。包括具体实施方式部分是为了提供关于本专利申请的进一步信息。
图1图解说明呈回缩或紧凑式构型的消毒设备的例证实施例的透视图。在本实施例中,该设备包括圆柱形中心柱形式的基座结构1007。可选地,在本实施例和其他实施例中,基座结构可具有多种形状(例如,圆柱形、正方形、矩形、六边形、三角形、球形或不规则形状)与遍及基座结构的多种不同周长的组合。可选地,在本实施例和其他实施例中,基座结构的基座被配置成搁置在地板上,为设备提供稳定的框架。可选地,在本实施例和其他实施例中,在基座结构的基座上可布置多个脚轮。可选地,在本实施例和其他实施例中,一个或多个紫外线发射源可布置在基座结构上。
图1进一步描绘了四个臂1001、1002、1003及1004的端部可操作地耦接到基座结构1007。可选地,在本实施例和其他实施例中,所述设备具有一个或多个臂。非限制性例子包括1个臂、2个臂、3个臂、4个臂、5个臂、6个臂、7个臂、8个臂、9个臂、10个臂、11个臂或12个臂。另外,图1中的四个臂1001、1002、1003及1004围绕基座结构1007的顶部部分沿圆周布置在灯段1005中。可选地,在本实施例和其他实施例中,一个或多个臂在多个位置可操作地耦接到基座结构。非限制性例子包括一个或多个臂的一端附接到基座的中心、顶部或底部。在图1中,4个臂1001、1002、1003及1004位于基座结构上的同一水平面上。可选地,在本实施例和其他实施例中,所述一个或多个臂可以位于基座结构上的同一水平面上、基座结构上的不同水平面上或者它们的组合。此外,图1中的4个臂1001、1002、1003及1004包括4个灯阵列段1006。可选地,在本实施例或其他实施例中,臂可以具有一个或多个灯阵列段。非限制性例子包括1段、2段、3段、4段、5段、6段、7段、8段、9段、10段、11段或12段。在本实施例中,每个灯阵列区段1006包括从段1006向上延伸并超过基座结构1007的顶部的一组圆柱形的上部紫外线发射灯1000,和从段1006向下延伸的另一组圆柱形的下部紫外线发射灯1008。可选地,在本实施例或其他实施例中,段可包括一个或多个紫外线发射源。非限制性例子包括1个源、2个源、3个源、4个源、5个源、6个源、7个源、8个源、9个源、10个源、11个源或12个源。可选地,在本实施例或其他实施例中,段可以包括一种或多种类型的紫外线发射源。非限制性例子包括紫外低压或中压灯,或者产生180-400nm之间的任何紫外线波长的紫外光的LED紫外线源。可选地,在本实施例或其他实施例中,紫外线发射源可以是多种形状。非限制性例子包括柱形灯、球泡灯、U形管灯、双轴灯或点源LED。可选地,在本实施例或其他实施例中,紫外线发射源可包括多种尺寸和长度。非限制性例子包括长度与LED一样短或者与典型的高输出紫外线灯一样长的紫外线发射源。可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个紫外线发射源可以包括多个紫外线发射元件。在本例证实施例中,下部的一组发射器1008并不一直延伸到基座的底部,从而与地板形成间隙,以便运输设备。可选地,在本实施例和其他实施例中,上部的紫外线发射灯可以位于基座结构的顶部的同一水平面上或者低于基座结构的顶部。在本实施例中,紫外线发射灯1000和1008被配置在灯阵列段1006上,以平行于基座结构布置。可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个紫外线发射源可以布置在所述段上的多个位置。非限制性例子包括在可延伸臂的顶部、或者在其底部、在任何侧面、或者它们的任何组合。可选地,在本实施例或其他实施例中,紫外线发射源可以是固定长度的,或者被配置成从臂向外径向伸缩。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以相对于所述段,成多种角度地布置紫外线发射源。非限制性例子包括正交于所述段,横向于所述段,或者相对于所述段成任何锐角或钝角布置的一个或多个紫外发射源。
可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个臂、一个或多个段、或一个或多个紫外线发射源可被配置成旋转或转动。可选地,在本实施例或其他实施例中,所述臂、段和紫外线发射源是模块化的。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以增加或去除附加的段以提供额外的构造选项,和延长或减小臂的可达范围。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以取决于待消毒的目标区域或房间的设置,增加或去除附加的紫外线发射源,以提供额外的构造和消毒选项。
图2图解说明图1的消毒设备的俯视图。基座结构1007上的4个臂1001、1002、1003及1004是正交且相互等距地定位的。可选地,在本实施例和其他实施例中,一个或多个臂可以相对于彼此布置在各种位置。非限制性例子包括:在圆柱形基座结构上,所述一个或多个臂彼此均匀间隔开,所述一个或多个臂彼此不均匀间隔开,或者所述一个或多个臂彼此均匀间隔开和不均匀间隔开的组合;或者所述一个或多个臂彼此分开180度、120度、90度、72度、60度、45度、40度、36度或30度。可选地,在本实施例和其他实施例中,臂的角度间距可以围绕中心柱调节,以适应空间的目标体积的不同尺寸。可选地,在本实施例或其他实施例中,所述一个或多个臂可被配置成能够相对于所述基座结构以线性方式径向向外展开和收缩回来。
图3图解说明图1的例证实施例的侧视图。图3描述了消毒设备,它包括附接到基座结构1007底部的柱状支撑轮或脚轮3006,以便于运输和允许臂1001、1002及1004以多种结构展开,以适应目标体积表面和尺寸。可选地,在本实施例或其他实施例中,该设备可以包括或不包括附接在基座结构底部的脚轮3006。可选地,在本实施例或其他实施例中,该设备可包括一个或多个垂直轨道,以使可展开臂能够相对于基座结构向上或向下平移。可选地,在本实施例或其他实施例中,该设备可包括一个或多个轨道,所述轨道沿着基座结构的周长水平延伸,并且被配置成附接到一个或多个臂并且允许所述一个或多个臂围绕基座结构平移。可选地,在本实施例或其他实施例中,所述一个或多个臂还可包括在所述端部的枢轴,所述枢轴可操作地耦接到所述基座结构,其中所述枢轴被配置成允许臂相对于所述基座结构以各种角度进行调节。非限制性例子包括垂直地、水平地或者以水平和垂直之间的任意角度布置的臂。可选地,在本实施例或其他实施例中,枢轴可包括可释放的锁定机构,以锁定臂的旋转角度。可选地,在本实施例或其他实施例中,最小枢转角度可以是与垂直方向成10、20、30、40、50、60、70、80或90度,而最大角度可以允许高达完整的360度旋转。可选地,在本实施例和其他实施例中,所述枢轴可包括可释放的锁定机构,以锁定所述臂的旋转角度,以及将所述臂完全从中心柱上释放,以便于更换或者适应于特定应用。
图4图解说明呈展开式构型的图3的消毒设备的透视图。图4图解说明了4个臂1001、1002、1003及1004,每个臂的端部均可操作地耦接到基座结构1007。可选地,在本实施例或其他实施例中,所述基座结构可包括一个或多个紫外线发射器。可选地,在本实施例和其他实施例中,紫外线发射器可以包括多种形状和尺寸。非限制性例子包括圆柱形灯、U形管灯、双轴灯、球泡形灯、LED等。在本实施例中,基座结构大约为3英尺。然而,在本实施例和其他实施例中,基座结构的高度不受任何因素的限制,除了它被放置在其中的任何天花板或门通道入口的限制高度以外,所述限制高度通常可以是4、5、6、7、8、9、10、11或12英尺,或者对于很大的封闭空间来说更高。可选地,在本实施例或其他实施例中,设备可包括一个或多个臂。每个臂,例如臂1001,从位于脚轮3006上的基座结构1007向外径向展开。可选地,在本实施例或其他实施例中,每个臂可以伸出以接触房间的墙壁或角落,或者目标区域的外周。完全延伸的臂的最大长度仅由段数限制,而段数是无限的,但实际上会保持在某个有限的数字之内,比如4、8、16、36或64。每个臂包括4个灯阵列段,例如4001、4002、4003及4004,每个灯阵列段包括2个紫外线发射源4011和4012,以及4个支撑框架段,例如4013。可选地,在本实施例或其他实施例中,每个臂包括一个或多个灯段。非限制性例子包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个紫外线灯。灯阵列段4001、4002、4003及4004布置在段的长度垂直延伸的地方。可选地,在本实施例或其他实施例中,段可以包括多种形状和尺寸。非限制性例子包括立方体、矩形、六边形、球形等。每段的中心由折叠式支撑框架,例如4005、4007、4008及4009连接。可选地,在本实施例或其他实施例中,每个臂包括手风琴形状,包括多个连杆,所述多个连杆可枢转地耦接在一起,以沿着所述臂形成折叠段,从而允许所述臂像手风琴似地形成展开构型或回缩构型。折叠机构只是将紫外线源从收缩构型转变为展开构型的一个例子。可选地,在本实施例或其他实施例中,框架可以包括多种形状和尺寸。非限制性例子包括矩形、三角形、梯形等。可选地,在本实施例和其他实施例中,段和框架之间的连接点可被配置成沿着水平轴以各种度数旋转。度数的非限制性例子包括,尤其是从90度到360度。可选地,在本实施例和其他实施例中,段和框架之间的连接点可被配置成沿着垂直轴以各种度数旋转。度数的非限制性例子包括,尤其是从90度到360度。可选地,在本实施例或其他实施例中,支撑框架由钢或铝制段组成,不过可以由其它适当的材料组成,包括但不限于塑料、木材、金属和其他天然或合成材料。每个紫外线发射源,例如4011,具有圆柱形形状。可选地,在本实施例和其他实施例中,紫外线发射源可以是任何形状,包括灯泡形状、圆柱形状、U形管灯形状、双轴形状、球泡形灯、LED、激光器等。可选地,在本实施例或其他实施例中,紫外线发射器可被布置在框架或段或其组合上的各种位置。非限制性例子包括框架或段或其组合的顶部、底部、侧面或其间的任何地方。一组紫外线发射源远离支撑框架径向向上延伸,而另一组紫外线发射源远离支撑框架径向向下延伸。此外,4个延伸臂上的支撑轮或脚轮,例如4010,连接到支撑结构,支撑结构连接到支撑框架的上部或下部。支撑脚轮4010远离基座结构1007地连接到支撑框架,以防止设备在展开构型中翻到。可选地,在本实施例或其他实施例中,每个臂可以包括连接到多个段的上部的多个支撑轮。可选地,在本实施例或其他实施例中,支撑轮可以连接到段或框架的下部。可选地,在本实施例或其他实施例中,臂可以包括一个或多个段,一个或多个框架以及一个或多个紫外线发射器。
图5图解说明图4的消毒设备的侧视图,并示出了基座结构1007,可展开臂1001和1003(剖面上)及可延伸臂1003之一(在边视图中),以及支撑框架脚轮4010和基座结构脚轮3006。
图6图解说明呈完全延伸构型的图1的消毒设备的俯视图。在该优选实施例中,可延伸臂1001、1002、1003及1004是彼此成直角布置的,并连接到基座结构1007。所述一个或多个臂,例如1001,均可以被重新配置以适应多种房间形状,包括矩形房间、方形房间、圆形房间、梯形房间等。
图7图解说明方形房间中的呈完全延伸构型的图1的消毒设备的俯视图。该设备位于带有门的房间内,消毒设备通过门运输。在本实施例中,每个臂1001、1002、1003及1004向房间的四个角落延伸以实现最大覆盖。在其他实施例中,臂可以向房间的四壁,房间的入口或者沿着房间或目标区域的周边的其他部分延伸。
图8图解说明经典的平方反比定律,和现有技术中的光强度从代表性点源消毒设备减小的方式。平方反比定律用公式E=P/(4πr2)8001表示。辐照度用“E”表示,单位为W/m^2,功率用“P”表示,单位为W,球体的表面积为“4πr2”,单位为m^2,其中r是到点源的半径或距离,单位为m。还提供了现有技术的点源消毒设备的表示,该设备具有布置成圆形的多个光源8002。假设从多个光源的中心到最小环、中环和最大环的距离分别被测量为1米、2米和3米。在使用点源消毒设备的本例中,假设在距离点源设备的每个距离处具有300W的均匀功率分布,在1m处的最小环处的辐照度的量约为23.87W/m^2;在2m处的中环处的辐照度的量约为5.97W/m^2;而在3m处的最大环处的辐照度的量约为2.65W/m^2。总之,紫外光辐照度的量随着距布置在中心或者紧密布置在一起的多个光源的距离而大大减小。例如,图表8003进一步描述了离300瓦的点源的光辐照度E(瓦/米^2)8004的量随距离(m)8005而减小。来自点源,例如圆柱形灯,或者使用由在集中区域中的几个灯组成的点源模型的消毒设备的光的这种显著减小,例示了被配置成使用点源的现有技术的消毒单元的主要问题之一。最高的紫外光强度只出现在接近紫外线灯表面的地方。然而,在可能存在于任何正常大小的房间中的更远距离,在这些距离处的紫外光的强度通常被减弱到以致于在没有费力和延长的暴露时间的情况下不足以产生显著水平的消毒的程度。此外,目前可获得的大多数点源区域消毒单元或者使用单个灯,或者使用作用非常像单一光源的紧靠在一起的灯的群集,结果在房间内通常存在将不直接暴露在紫外光下,而是会受到遮蔽和可变水平或者细菌或病原体残留的影响的许多表面。自适应多重矢量矩阵设备的当前实施例中的紫外线灯的分布式矩阵克服了目前的点源区域消毒系统以及引用的现有技术的上述两个问题,所述自适应多重矢量矩阵设备物理地构建并适合于形成产生紫外光的多重矢量场的分布式网格。
图9A-9D图解说明如何从本公开的例证实施例发出紫外光强度的例证实施例。代替遵循具有平方反比定律模型的传统点源设备,本实施例中的多个光源,例如9003,沿着多个臂,例如9004,的长度布置。这样,通过延长的臂,例如9004,更均匀地分布高强度的区域。可选地,在本实施例和其他实施例中,在房间或目标体积中更均匀地分布紫外线能量的高强度区域。可选地,在本实施例和其他实施例中,在房间或目标体积中更均匀地分布紫外线能量的高强度区域。在本实施例和其他实施例中,分布式光源的净效应提供多重矢量光的更均匀分布,同时避免了遮蔽的问题。可选地,在本实施例和其他实施例中,在房间内任何点的实际强度的计算取决于来自每个分布式光源的贡献和多重矢量求和。另外,由于在本实施例和其他实施例中,灯更精确地分布在整个房间中,因此至少在同等的总灯瓦数的基础上相比,整个房间内的强度水平将比点源模型中的更均匀,并且在0.5米、1米、2米、3米和4米之后不会出现在现有技术的中心点源模型中看到的强度急剧下降。可选地,在本实施例和其他实施例中,强度在整个房间或目标体积内的均匀化程度取决于光源的数量、类型、强度或位置。可选地,在一些实施例中,利用理论上高达无限数量的紫外线源,房间或目标体积中的强度曲线将精确地分布并且恒定在房间中的强度的平均值。克服了与光的点源模型关联的缺陷的这种方法不依赖于具有数量无限的灯,并且在一些实施例中,将存在一些数量有限的灯,这些灯将提供优越的强度分布,并且还将提供来自足够多的方向的多重矢量光,从而将克服遮蔽的问题。图9A表示可选地,在本实施例和其他实施例中,紫外线强度的同心圆轮廓9001如何重叠,从而与集中在房间中央的点源模型相比,可以在空间、房间或目标区域的整个体积内跨不同距离产生更好的覆盖和强度。可选地,在一些实施例中,利用该示例性自适应矩阵的辐照度的测量可以证明在来自实施例的中心的功率仅仅约为1-100W的情况下,1米远处的辐照度为1-20W/m^2,并且在更远离例证实施例的地方显示出较高的强度,从而与点源模型相比提供更好的覆盖、更高的强度,因此提供空间体积中的所有表面的更充分且更快的消毒。
在其他例证实施例中,在具有四个可延伸臂的实施例9010的图9B中图解说明了灯。围绕每个灯(例如9112)的较小圆(例如9111)表示辐照度轮廓。可以看出,重叠的较小圆形成由形成X形9113的深色直线所勾画的多重矢量光场。表示较低辐照度水平的较大且较淡的圆(例如9114)也重叠以在延伸臂(例如9116)之间形成菱形区域(例如9115),在该区域中多重矢量光场低于形成X形9113的深色直线内的区域。可选地,在本实施例和其他实施例中,在所述设备占据的正方形或矩形房间中,辐照度降低的这些区域将是靠近每面墙的中心区域的区域。
图9C图解说明当在辐照度降低的区域中,在任何其他两个延伸臂9022和9023之间插入具有灯9021的第五个臂9020时发生的情况的例证实施例,该灯用小圆和扩大到图9D中的圆形区域表示。可选地,在本实施例和其他实施例中,可以对设备增加或移除一个或多个臂。可选地,在本实施例和其他实施例中,第五个延伸臂可包括多个紫外线发射源,所述紫外线发射源可包括灯。在本实施例中,当第五个臂9020上的第五个灯9021被放置在多重矢量光场内的辐照度最低的区域中时,辐照度水平增大,并且多重矢量光场进一步均匀分布。即,通过在辐照度场显示潜在的能量降低的任何地方插入灯,可以实现多重矢量光的更均匀水平,或者更平坦的辐照度轮廓。
图9D图解说明一旦将第五个灯9020和第五个延伸臂9021增加到设备中后,所述区域的放大图像。在两个其他延伸臂9022和9023之间的地点(例如,其可能邻近房间墙壁),产生辐照度增大的圆形区域9030。对于臂之间的辐照度降低的其他三个区域,可以重复该方法,以使整个多重矢量轮廓更加均匀。可选地,在本实施例和其他实施例中,可以无限次地重复对于辐照度较小的区域,将具有附加源的臂增加到设备中,直到实现多重矢量辐射度场的完全均匀性为止。可选地,在其他实施例中,仅仅增加几个额外的灯,直到多重矢量辐照度场变得足够均匀或均一分布,以在房间或封闭空间或目标区域内的每个点处实现高水平的消毒为止。可选地,在本实施例和其他实施例中,可以将额外的点源增加到设备上。递增地增加具有附加紫外线发射源的臂的方法可以产生良好分布的多重矢量光场,从而使辐照度轮廓更加均匀。可选地,在本实施例和其他实施例中,这种有效的对目标区域消毒的方法是在单个曝光循环内完成的。可选地,在本实施例和其他实施例中,单个曝光循环可持续10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒、70秒、80秒、90秒、100秒、110秒、120秒、130秒、140秒、150秒、160秒、170秒、180秒、190秒或200秒。可选地,在本实施例和其他实施例中,单个曝光循环可持续多达20分钟。
在本实施例和其他实施例中,紫外光强度的水平更广泛地分布在可用空间中,并产生更均匀的紫外光场或分布式矩阵,其中来自多个方向的紫外光线可以到达每个表面,从而在比传统点源区域消毒单元更短的时间内提供这些表面的有效得多和高效得多的消毒,后一优点对于按紧凑的日程安排进行工作,并且消毒过程的时间有限的医疗保健设施和手术室至关重要。可选地,在本实施例和其他实施例中,通过自适应臂或臂上的紫外线源或基座结构,紫外光的分布式矩阵可以自适应。可选地,在本实施例和其他实施例中,通过调节来自一个或多个臂上的一个或多个紫外线源的辐射度的量,紫外光的分布式矩阵可以自适应。可选地,在本实施例和其他实施例中,臂是可回缩和可延伸的。在本实施例和其他实施例中,可以构造该设计以进行独特的功能,即医院病原体的高效、有效且迅速消毒的功能,这对于一直在与不断适应抗生素以及化学消毒剂的病原体斗争,并且面对上述点源模型的限制的医疗保健设施是非常有价值的,与本公开不同,已发现上述点源模型在正常医院清洁程序的时间限制内效果有限,并且由于遮蔽和平方反比定律的问题,上述点源模型不能完全消毒房间或表面。
图10图解说明部署在房间中的消毒设备的侧视图,其中还示出了地板和天花板。基座结构10001支撑延伸臂,例如10002,延伸臂支撑紫外线灯,例如10003。基座结构支撑在脚轮10004上,而延伸臂支撑在脚轮10005上。在该图示中,折叠机构仅仅部分延伸,在完全延伸时,折叠臂将相对于彼此折叠放平。在本实施例和其他实施例中,通过布置在可操作地耦接到基座结构的可延伸臂的端部上的简单闩锁机构,可延伸臂可以被拆卸,这将便于部件的更换,并且将允许根据应用的需要实现简单的构型(例如,仅仅三个臂或者仅仅两个臂)。
图11A-11C图解说明消毒设备的示例性部署阶段。图11A图解说明处于其便携式构型的设备11001通过门口被移动到其中表面将被消毒的方形房间11003内的期望搁置位置。可选地,在本实施例或任何实施例中,该设备可以布置在目标区域或房间中的任何位置。图11B图解说明设备的四个臂中的每一个,例如11002,从基座结构11004展开,以填充房间11003中的可用空间体积。可选地,在本实施例或任意实施例中,臂可以同时向房间的四个角落或墙壁展开。可选地,在本实施例或其他实施例中,臂可以手动或自动地展开。在其他实施例中,一个或多个手臂可以在不同的时间,以不同的长度展开。在图11C中,四个臂中的每一个,例如11002,都已完成从基座结构11004的展开,并且该设备为消毒过程做好了准备。可选地,在本实施例或其他实施例中,该设备提供在病原微生物的80%、90%、99%、99.9%、99.99%、99.999%、99.9999%之间或更高的微生物杀灭范围。可选地,在任意实施例中,该设备可配置为在较大的开放区域(例如大房间或医院病房)或较小的受限区域(例如角落、具有干扰物的区域等)中起作用。另外,该设备可被配置成对于具有一个光循环的整个房间(例如,急救室、ICU病房等)仅需要一个设置。待消毒的房间可以是病房的一部分,或者还可以包括病床。可选地,在任何实施例中,该设备也可以被配置为移动单元的一部分,以对远离医院的临时医疗现场操作消毒。另外,图11C图解说明了系绳机构11005从系统中拉出,并附接到空间体积内的进出点,以致当从进入点或出口点检测到位置的任何变化时,系绳机构11005关闭系统上的灯,以防止用户在试图进入接受消毒的空间体积时的意外暴露。系绳可以由可以设备展开和缩回的线绳材料,塑料或金属线制成,并且可以存在用于多个进出点的多个系绳。另外,位于房间外的计时器与基座11004和基座内的控制系统无线通信设备的运行时间,并向用户指示紫外光循环正在进行中。另外,位于房间11003外的屏幕可以显示计时器或紫外线循环的持续时间,以及通过并入所述设备的一个臂中的视频记录设备的进行中的光循环的图像。
图12图解说明作为用于消毒的可堆叠特征的例证实施例。在本实施例中,通过在下部中心柱12002顶部的连接到上部中心轴12001的连接件12006,以及延伸臂12003的支撑件12005的连接件,可以堆叠本公开的设备。可延伸臂12003可以在这种堆叠布置中延伸。在需要对较高水平的表面进行消毒的情况下,堆叠允许向上扩展消毒系统。堆叠不限于一对消毒设备,对于天花板很高的区域,可以堆叠不止两个设备。
图13图解说明被配置成悬挂在墙壁结构13005上的消毒设备的例证实施例。在本实施例中,中心柱13001可以是矩形的,并且可以与永久性的墙壁连接件(未图出)耦接,以便于附接和拆卸。可延伸臂13002将提供紫外光阵列13004远离墙壁13005,以及沿着墙壁13005的延伸,并且通过具有滚动脚轮13003的垂直臂支撑件提供附加支撑。或者,在其他实施例中,中心柱与墙壁13005的附接可以是永久的。
图14图解说明配置成悬挂在天花板上的本公开的设备的例证实施例。在本实施例中,矩形中心柱14001永久或临时地附接到天花板。在所示的例子中,灯14002是从可延伸臂的底部附接的,但是其他实施例也可以包括在可延伸臂的顶侧的灯。在本实施例中,可以采用诸如天花板挂钩之类的附加支撑件来为延伸臂提供结构支撑。在其他实施例中,可以放弃天花板挂钩并且可延伸臂可以以一定角度,例如45度向下延伸,从而不需要额外的支撑。
图15图解说明图1的系统上的锁定机构和臂延伸机构的例证实施例。本实施例中的机构依赖于展开或收缩折叠机构的螺旋机构15002,所述折叠机构延伸或回缩臂15001。螺旋机构15002由电动机15004驱动,电动机15004将反向压紧螺纹螺母15003。电动机驱动的折叠机构可通过控制器(未图示)或通过数字控制器(未图示)或手动(未图示)锁定就位。可以使用备选的锁定机构,包括手动锁定。图14中所示的具有锁定机构的折叠机构仅用于形象化和说明目的,通过本领域已知的普通机电装置,可以实现臂的延伸和锁定。
图16A-16D图解说明当将本系统移入房间以对房间表面消毒时,如何将病床或手术台从病房移出并单独消毒的例证实施例。图16A表示具有两张床或一张床16001的医院病房,当用所述设备对该房间消毒时,所述两张床或一张床16001被移出该房间。图16B表示本公开的例证实施例16002通过打开的门被移入病房内,并被定位以便部署。图16C表示利用记载在美国专利No.9675720中的消毒系统16003单独对病床16001消毒,所述消毒系统16003放置在病床周围,并通过使用墙壁16004作为封闭空间的第四面进行封闭。图15D表示矩形病房,其中本公开的例证实施例16002被部署成适合该病房的矩形尺寸,此时门已关闭。在这个例子中,消毒单元16002的可延伸臂16005被设定成非直角,以适合房间的矩形尺寸并获得最大的覆盖。在一些实例或实施例中,病床或手术台可以保留在医疗保健环境的空间体积内,并在所述空间体积的消毒的单个消毒循环内用本公开的设备消毒。在本例中,该设备将具有适当的中心柱设计,以接纳手术台或病床,并提供对手术台或病床的所有可达侧面的足够矩阵暴露,同时对包括墙壁和台面在内的房间内的体积和表面进行消毒。
图17图解说明接近传感器17000如何通过不同臂的通信波17001测量距离和定位,以在变化的空间体积中构建矩阵。其中传感器被设计、编程和配置成构建均匀的几何矩阵,该矩阵被转换成来自设备17002的均匀分布的光矩阵。传感器测量每个臂之间以及空间体积17003的墙壁和角落之间的几何距离,以手动或自动地径向和/或成角度地调整当前设备的物理几何形状和在房间内的定位,从而为作为消毒对象的期望空间体积提供最适当的矩阵。这是本公开和现有技术之间的主要区别因素。
图18A-18C图解说明消毒设备的例证实施例可如何通过可延伸臂的旋转以及臂的延伸而适应各种形状的房间。图18A表示典型的矩形房间,在该房间内放置了消毒设备18001的例证实施例,用于进行消毒循环,并且对于该房间,顶部的两个可延伸臂18005和18002以及底部的两个可延伸臂18003和18004相对于彼此成钝角,而图18A的左侧的两个可延伸臂18005和18004以及右侧的两个可延伸臂18002和18003相对于彼此成锐角。图18B表示如何极大地旋转设备18001的可延伸臂,以匹配狭长房间或过道的例子。图18C图解说明如何相对于彼此不对称地旋转可延伸臂,以匹配具有怪异或不规则形状的房间的尺寸的形象例子。
可选地,在本实施例和其他实施例中,在上述任何图中描述的设备还可以包括电子控制系统,所述电子控制系统包括被配置成执行计算机可读指令,以执行至少一个消毒操作和机器人定位命令的计算机处理器。在另外的实施例,消毒操作可以使用一些或全部的紫外线发射器。可选地,在本实施例或任何实施例中,控制系统可以被物理地配置为可延伸框架的一部分。此外,控制系统可包括配置成通过通信网络发送和接收信息的收发器。此外,控制系统可被配置成传送提供(a)目标区域中的物品和(b)一个或多个目标区域的位置之中的至少一个的标识的信息。在一些实施例中,信息传输可以指示物品或目标区域位置已被消毒设备消毒。可选地,处理器的任何实施例可被配置成选择地控制用于消毒操作的紫外线源的紫外线强度和持续时间。处理器的任何实施例还可被配置成基于紫外线源的基于老化的退化,调节提供给紫外线源的功率,以便提供来自辐射源的紫外光强度的一致性。处理器的所有实施例还可被配置成取决于可延伸臂和阵列是按多种形状中的哪种形状构成的,有选择地控制多个紫外线辐射发射设备。可选地,处理器的所有实施例可被配置成使紫外线发射设备的子集通电,而其他紫外线发射设备中的一个或多个被断电,或者从配置成测量目标区域中的紫外光暴露的一个或多个传感器接收信号,或者从配置成识别(a)目标区域中的物品,和(b)目标区域的物理位置之中的至少一个的传感器接收至少一个信号,或者其中的任意组合。处理器还可以采用基于利用蓝牙或无线通信的至少一个RFID标签或贴花纸(decal)、指示器或标记产生的至少一个信号,所述RFID标签或贴花纸,指示器或标记将被布置在目标区域中的物品上和/或目标区域或体积的物理位置处。在另外的实施例中,处理器可以包括多个底层处理器。
图19A-19G按照本公开的至少一个例子,图解说明具有可展开和回缩臂的紫外线发射设备1900。下面同时讨论图19A-19G。紫外线发射设备1900可包括结构1902,结构1902可包括光源1904、基座1906、轮子1908a-1908d(只有轮子1908a-190c可见),也被称为轮子1908,以及臂1910a-1910d。结构1902还可以包括第一导轨1912a-1912d和第二导轨1914a-1914d。每个臂1910a-1910d可包括具有滚轮1918a-1918d的托架1916(只有上滚轮1918a-1918b可见,下滚轮1918c-1918d可以在上滚轮1918a-1918b下面)。每个托架1916可包括铰链1920。臂1910a-1910d可分别包括连杆1922a-1922d和连杆1924a-1924d。臂1910a-1910d还可分别包括第二托架1926a-1926d并分别包括横梁1928a-1928d。图19A-19G中还表示了中心轴A。
结构1902可以是可置于目标空间内,并且可在目标体积内在回缩位置和展开位置之间移动的刚性或半刚性结构。光源1904可以是紫外线光源,比如配置成发射紫外线辐射的灯泡或其他设备。光源1904可以连接到结构1902,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以基本均匀的辐照度发射紫外光,如下面更详细所述。
基座1906可以是由诸如金属、纤维材料、复合材料、塑料、它们的组合等中的一个或多个之类的材料构成的刚性或半刚性构件。基座1906可被配置成在目标体积内支撑结构1902和光源1904。基座1906可以具有与其宽度和长度相比相对较大的高度。在一些例子中,基座1906可以具有基本上为直角棱柱的几何形状。轮子1908可以是配置成使紫外线发射设备1900能够在目标体积内滚动的轮子、脚轮等。
臂1910a-1910d、相应的第一导轨1912a-1912d、第二导轨1914a-1914d、托架1916、铰链1920、连杆1922a-1922d、连杆1924a-1924d、第二托架1926a-1926d和横梁1928a-1928d可以分别是由诸如金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合材料、它们的组合等中的一种或多种之类的材料构成的刚性或半刚性体。
臂1910a-1910d可以分别是可释放地固定到第一导轨1912a-1912d和第二导轨1914a-1914d的可移动臂或支撑件。臂1910a-1910d可以基本上横向于中心轴A分别沿着第一导轨1912a-1912d和第二导轨1914a-1914d移动。臂1910a-1910d可在展开位置(远离基座1906)和回缩位置(邻近基座1906)之间移动。
第一导轨1912a-1912d和第二导轨1914a-1914d可以分别是可固定到基座1906上的长且较薄的构件,并且可被配置成支撑在其上的臂1910a-1910d。第一导轨1912a-1912d和第二导轨1914a-1914d可以可释放地固定到基座1906上,并且可以基本横向于中心轴围绕基座1906的周边延伸。即,第一导轨(1912a、1912b、1912c和1912d)的每个组件可以固定到基座1906的一侧,以完全围绕基座1906延伸。在其他例子中,第一导轨1912可以包括较少的部分,并且可以不完全围绕基座1906延伸。第二导轨1914a-1914d可以类似地构成,但是可以与第一导轨1912a-1912d基本平行地间隔开。在一些例子中,结构1902可以只包括第一导轨1912a-1912d或第二导轨1914a-1914d或各自的一部分。
托架1916可以是可连接到第一臂1910a的耦接构件,不过每个臂1910a-1910d可包括托架。托架1916可以经由铰链1920可铰接地耦接到臂1910,这可以允许第一臂1910a围绕铰链1920,从而围绕第一导轨1912a和支撑件1906旋转。滚轮1918a-1918d可以是轮子或其他滚动构件,所述轮子或其他滚动构件可选地包括连接到托架1916并与第一导轨1912a接合的轴承,以致滚轮1918a-1918d可支持将第一臂1910a的重量(力)传递到第一导轨1912a。滚轮1918a-1918d也可以相对于托架1916旋转,以允许托架相对于第一导轨1912a以低摩擦的方式平移,从而允许第一臂1910a相对于第一导轨1912a并且相对于支撑件1906平移。托架1916从而可允许臂1910a-1910d平移到它们各自的第一导轨1912a-1912d上的任何位置。尽管托架被描述为具有四个滚轮,不过托架可以包括更少或更多的滚轮,比如1个、2个、3个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等滚轮。第二托架1926a-1926d可以类似地构成,但是可分别连接到第二导轨1914a-1914d。在一些例子中,托架1916和第二托架1926可以是可互换的。
连杆1922a-1922d和连杆1924a-1924d可以是可分别连接到托架1916a-1916d和托架1926a-1926d的平行的多组连杆机构。每个连杆1922a-1922d和连杆1924a-1924d可以相互可铰接地耦接,以使臂1910a-1910d能够彼此独立地在其展开位置和回缩位置之间移动。在一些例子中,连杆1922可以以剪刀式连杆布置之一的方式彼此连接。图19E表示耦接在一起以实现臂1910b的移动的内侧连杆1930a-1930n和外侧连杆1932a-1932n。连杆1930a-1930n和1932a-1932n的数量可以是产生具有期望的运动范围的臂的任何数量,比如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20等。在其他例子中可以使用其它直线连杆机构。在其他例子中,可以使用非线性连杆机构。横梁1928a-1928d可以分别是分别将第一托架1916a-1916d连接到托架1926a-1926d的杆棒或其他刚性构件。
紫外线发射设备1900还可以包括用户接口1925(用户接口1925可以是连接到控制器的屏幕)和基座或外壳1906内的一个或多个其他组件,比如传感器和/或致动器或电动机。用户接口1925可包含图44的计算机系统4400的任何或所有组件,尤其是显示设备4410、输入设备4412以及导航设备4414。操作时,用户可以使用用户接口1925来控制紫外线发射设备1900的操作。
图19C表示紫外线发射设备1900的俯视图,表示了臂1910可分别包括光源保持器1929a-1929n,每个光源保持器被配置成在其中保持一个或多个光源1904a-1904n。每个光源保持器1929可以分别连接到连杆1922和1924并由连杆1922和1924支撑,以致光源保持器1929,进而光源1904与连杆1922和1924一起移动。光源保持器1929可以定位在每个臂1910上,以致光源1904连接到每个臂1910,使得每个臂1910的光源1904(例如,臂1910d的多个光源)中的每一个在臂1910d在回缩位置和展开位置之间移动时,相对于每个光源1904a-1904n成比例地间隔开。例如,臂1910d的第一多个光源也可以成比例地间隔开,以便在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以基本均匀的辐照度发射紫外光。即,臂1910a的每个光源1904a-1904n可以与臂1910a的每个相邻光源成比例地间隔开。光源1904a-1904n可以在臂1910a的回缩位置和展开位置之间的任何位置保持它们的比例间距。每个臂1910可以具有按比例间隔开该臂的光源1904的能力。臂1910之间的光源可以不按比例间隔开,取决于目标体积的大小和形状,因为臂1910可以延伸到所需的距离(只要臂足够长),以定位臂1910,从而在目标体积内实现均匀照射。在几个例子中,臂之间的光源1904(例如1904a和1904b)之间的距离可以对称地间隔开,而在一些例子中,光源1904可以不对称地间隔开。
操作中,在第一导轨1912和第二导轨1914被固定到基座1906上,并且臂1910分别连接到导轨1912和1914之后,臂可以在托架1916和1926处枢转,以从基座1906径向向外延伸,如图19D中所示。每个臂1910可以沿着导轨1912和1914平移到所需位置。图19D表示了在导轨1912和1914右侧的每个臂1910,图19E表示了大致在导轨1912和1914中间的每个臂1910。在沿着导轨1912和1914平移臂1910之前或之后,臂1910中的一个或多个可以定位在回缩位置和展开位置之间。图19A-19E表示处于基本回缩的位置的臂,19F-19G表示处于基本展开的位置的臂1910。臂1910可以定位在回缩位置和展开位置之间的任何位置。
图19F还表示了在与目标体积的维度相关的展开位置,光源1904a-1904n可以如何相对于彼此均匀(或成比例地)间隔开。如上所述,光源托架1929可以连接到连杆1922和1924以随之移动。如图19F中所示,当臂1910从回缩位置移动到延伸位置时,托架1929可以从基座1906径向向外平移,同时相对于每个臂1910的每个光源1904以均匀或成比例的间隔保持光源1904。即,如图19F中所示,光源1904a-1904n可以在(第一)臂1910a上均匀地间隔开。
类似地,第二臂1910b可以可释放地固定到第一导轨1912和第二导轨1914,并且可以大致横向于中心轴A并且大致正交于第一臂1910a地沿着第一导轨1912移动,并且第二臂1910b可以在展开位置和回缩位置之间移动。第二臂1910b可以具有连接到其的第二多个光源1904,以致当第二臂在回缩位置和展开位置之间移动时,光源1904中的每一个可以相对于每个光源1904成比例地间隔开。
第三臂1904c和第四臂1910d可以类似地构成。例如,第三臂1910c可以可释放地固定到第一导轨1912和第二导轨1914,并且可以大致横向于中心轴A,大致平行于第一臂1910a,并且大致垂直于第二臂1910b地沿着第一导轨1912移动,并且第三臂1910c可以在展开位置和回缩位置之间移动。第三臂1910c可以具有连接到第三臂1910c的第三多个光源1904,以致当第三臂在回缩位置和展开位置之间移动时,光源1904中的每一个可以相对于每个光源1904成比例地间隔开。第四臂1910d可以可释放地固定到第一导轨1912和第二导轨1914,并且可以大致横向于中心轴A,大致垂直于第一臂1910a和第三臂1910c,并且大致平行于第二臂1910b地沿着第一导轨1912移动,并且第四臂1910d可以在展开位置和回缩位置之间移动。第四臂1910d可以具有连接到第四臂1910d的第四多个光源1904,以致当第四臂1910d在回缩位置和展开位置之间移动时,光源1904中的每一个可以相对于每个光源1904成比例地间隔开。
图20A-20G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开和回缩臂的消毒设备2000。消毒设备2000可以与图19的消毒设备1900类似,因为消毒设备2000的结构2002可以在设计和操作上与上面讨论的消毒设备1900类似,除了基座2006可以基本上是圆柱形的之外,这种情况下导轨1912和1914可以围绕基座1906的圆柱形的周长延伸。这种构造可以允许臂2010a-2010d围绕基座2006间隔基本均匀地(如图20A-20D和20F所示)或者不对称(不均匀)地(如图20E和20G所示)以圆周运动的方式平移。消毒设备2000从而可以提供光源2004a-2004n的均匀分布(如图20D所示)或者不对称分布(如图20E所示),这可以帮助在具有非典型或异常形状的目标体积中,在回缩位置和展开位置之间的任何位置在目标体积内提供均匀的辐照度。
图21A-20G按照本公开的至少一个例子,图解说明具有可展开和回缩臂的消毒设备2100。消毒设备2100可以包括具有隔间2105a-2105d的圆形基座结构2106,隔间2105a-2105d可以允许臂2110a-2110d的存放。臂2110可包括盖子2111和手柄2113。手柄2113可操作以在展开位置和回缩位置之间移动臂2110,盖子2111可以在消毒设备2100的存放和运输期间保护光源2104。
图21D表示了处于展开位置的每个臂2110的支撑框架2115。每个支撑框架2115可以由段2117a-2117n构成,以致光源2104中每一个相对于每个光源2104大致成比例地间隔开。在一些例子中,臂2110可以围绕基座2106均匀间隔开,而在其他例子中,臂2110可以不均匀或不对称地间隔开。可以有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等臂2110。
支撑框架2115的段2117的形状可以是矩形,不过在其他例子中可以是其他形状。图21D和21E表示了光源2104在结构上保持在每个段2117的尺寸内。支撑框架段2117可以以预定的距离铰接在一起,以致当臂2110展开以适应目标体积时,光源2104产生的能量场基于几何形状,紫外线光源强度和时间基本上成比例地均匀分布。
图21F表示了段2117a-2117n可如何操作,以允许臂2110a-2110d使用备选臂机构在回缩位置和展开位置之间移动。即,段2117a-2117n可以在每个端部铰接地连接,以允许臂2110大致线性地展开和回缩。在一些例子中,基座2106可以包括引导运动和支撑臂2110的导轨2119。这种功能允许臂2110成比例地适应在现场它将被应用于的可变目标体积。支撑框架段2117可绕铰链折叠和旋转,可以提供与图11B的臂所示和讨论的相似的臂的向内和向外运动。
图22A-22G按照本公开的至少一个例子,图解说明具有可展开和回缩臂的消毒设备2200。图22A表示了消毒设备2200的透视图。图22B表示了消毒设备2200的侧视图,图22C表示了消毒设备2200的俯视图,该消毒设备2200可包括与上述其他基座结构类似的基座结构2206。消毒设备2200可包括臂2210a-2210d和框架支撑段2240a-2240d。基座2206可包括轮子或脚轮,每个支撑段2240a-2240d同样可以包括轮子或脚轮,从而可独立于基座2206移动。图22D表示了消毒设备2200的等轴测视图,图22E表示了消毒设备2200的正视图或侧视图,其中臂2210a-2210d处于远离基座2206的部署位置。图22F表示了消毒设备2200的俯视图,其中臂2210部署并旋转离开基座2206,并且处于回缩或未延伸位置。图22G表示了消毒设备2200的俯视图,其中臂2210处于延伸位置。
重要的是注意,对于小的目标体积,比如小的治疗室或浴室,设备的光循环将在臂未部署的情况下启动,如图19C和图22A-22C中所示,对于较大的目标体积,设备的臂和支撑框架段将部署和展开,如图22D-22G中所示。沿着支撑框架段的展开将与目标房间和/或体积的尺寸关联,与此同时,紫外线光源将通过臂展开机构按比例定位自身,以构建对应目标房间和/或体积的精确能量的光矩阵。
图23A-23B图解说明按照本公开的至少一个实施例的导轨部署机构2242。图23A表示了导轨部署机构2242,它可包括第一部分2246、第二部分2248和第三部分2250,其中第一部分可以以可伸缩布置把第二部分2248和第三部分2250容纳在其中。第一部分2246可以固定到结构或基座2206上。导轨部署机构2242可以包括为达到应用或模型在目标体积内所需的总的期望展开距离而所需要的多个部分。另外,伸缩构件(部分2246-2250)可包括锁2252。如图23B中所示,锁2252可分别包括螺母2254和螺栓2256,螺母2254和螺栓2256可通过螺纹相互固定,以将部分2246固定到部分2248上,从而防止它们相对平移(伸缩)。
图24A-24F图解说明按照本公开的至少一个实施例的具有可展开和回缩臂的消毒设备2400。消毒设备2400可包括光源2404a-2404n、基座2406以及臂2410a-2410d。消毒设备2400的基座2406被表示成大致为圆柱形,不过在其他例子中,可以是其他形状,比如长方体、矩形棱柱、三棱柱等。
图24A表示消毒设备2400的等轴测视图,图24B表示消毒设备2400的正视图或侧视图,图24C表示消毒设备2400的俯视图,其中消毒设备2400的臂2410a-2410d处于回缩位置或接近回缩位置。图24D表示处于展开位置的臂2410的等轴测视图,图24E表示处于展开位置的臂2410的正视图或侧视图。图24A-24C表示处于回缩位置或接近回缩位置的消毒设备,而图24D-24E表示展开位置。
图24F表示臂2410a的聚焦视图,臂2410a可包括托架2429a-2429n、第一连杆2430a-2430n和第二连杆2432a-2432n。图24F中还表示光源2404a-2404n。第一连杆2430可铰接地耦接到托架2429的第一侧,而第二连杆2432可铰接地耦接到托架2429的第二侧,从而产生当从回缩位置移动到展开位置时径向和垂直地延伸的连杆机构。例如,第一连杆2430a的远端可铰接地耦接到托架2429a的底部,第一连杆2430b的近端可耦接到托架2429a的顶部,第二连杆2432a的远端可在托架2429a的第二侧可铰接地耦接到托架2429a的底部,第二连杆2432b的近端可耦接到托架2429a的第二侧的顶部。当臂2410被定位在目标体积内时,这种构造允许光源2404与目标体积的尺寸和体积相关地按比例分布紫外线。光源2404a-2404n可延伸穿过托架2429。在一些例子中,托架2429可被配置成保持不止一个光源。托架2429可以将光源2404保持在不同的位置,如图24E和24F中所示,以在展开过程中保持光源2404之间的比例性。
图25A-25I图解说明按照本公开的至少一个例子的具有程序逻辑的移动紫外光设备2502。图25A表示单个移动紫外光设备2502的等轴测视图,图25B表示包括多个移动紫外光设备2502a-2502n的系统2500的等轴测视图,图25C表示包括多个移动紫外光设备2502a-2502n的系统2500的俯视图。每个移动紫外光设备可以包括基座2503、光源2504和耦接器2506。
基座2503可包括由刚性或半刚性材料,比如金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合材料、它们的组合等中的一种或多种构成的外壳或壳体。基座2503可连接到耦接器2506,耦接器2506可以延伸穿过基座2503的顶部。基座2503的尺寸和形状也可被设置成容纳可以与目标体积的表面接合的驱动器(例如轮子或轨道)。基座2503还可以支撑可连接到驱动器的电动机。电动机可以是可以控制的,以便操作驱动器,使基座2503相对于表面移动,从而在目标体积内移动基座。光源2504可以与上面讨论的一致,并且可以由基座2503支撑。基座2503还可以在其中包括控制器(比如图44的系统4400),其中控制器可以与电动机和光源通信(比如通过图44的网络接口4420)。所述控制器还可操作以将基座2503定位在目标体积内。在一些例子中,多个移动紫外光设备2502a-2502可以被配置成操作光源2504a-2504n,以致多个移动紫外光设备的光一起在目标体积内以基本均匀的辐照度发射紫外光。移动紫外光设备2502的此类系统不需要臂、支撑框架段、导轨或刚性机械框架系统来展开或部署紫外线源2504a-2504n,以便构建所希望的具有精确能量的光矩阵。相反,该移动紫外光设备2502可以通过利用各种参数,设备之间的通信以及设备在目标体积内的单独移动来工作。
图25D表示包括多个移动紫外光设备2502a-2502n的系统2500的等轴测视图,图25E表示包括多个移动紫外光设备2502a-2502n的系统2500的俯视图,所述多个移动紫外光设备2502a-2502n可按照需要在目标体积内以任何图案布置,从而实现均匀的光能量矩阵。在图25D和图25E中,以X或交叉构型表示了移动紫外光设备2502a-2502n。
移动紫外光设备2502a-2502n可包括并入基座2503和光源保持器内,在图25中不可见的各种传感器(比如图44的输入传感器4418),所述各种传感器能够检测距离,与其他移动紫外光设备2502a-2502n关联的坐标,在利用预编程代码构建精确能量的光矩阵时帮助移动紫外光设备2502a-2502n的组织和尺寸调整的指示器或符号的视觉识别,和/或当在目标房间内被启动时,在被放置在多个目标体积场中时用于人工智能和机器学习参数的双输入和输出传感器。
移动紫外光设备2502a-2502n可以部署在目标体积50内,如图25F-25J中所示。目标体积50可以包括表面52、54和56,其中表面52可以是地板,并且表面54和56可以是墙壁。在其他例子中,目标体积可以包括更多或更少的墙壁,例如3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等。目标体积50可以是各种尺寸,例如宽1~20米,长1~20米,高2~5米。在一些例子中,目标体积50的宽度和长度可以是1.5米~8米。在一些例子中,目标体积50的宽度和长度可以是6米~8米。
在一些例子的操作中,系统2500可以包括主控制设备,比如图44的计算机系统4400,它可以与每个移动紫外光设备2502a-2502n接触。在一些例子中,移动紫外光设备2502a-2502n可以彼此通信,以在目标体积50内部署和组织。在部署过程的一个例子中,移动紫外光设备2502a-2502n可以部署到目标体积中,从而移动紫外光设备2502a-2502n位于目标体积内的一个大概位置,如图25F中所示。
在这个例子中,目标体积50可以包括由移动紫外光设备2502a-2502n的控制器中的一个或多个控制器,或者由主控制器形成的指示器的地图60。地图60可以包括图25F中用“X”表示的标记62a-62n,标记62a-62n可以是由控制器基于来自一个或多个传感器(比如接近传感器、光电传感器、RFID传感器、NFC传感器等中的一个或多个)的数据定义的坐标。控制器可以被配置成与多个移动紫外光设备中的每一个的控制器通信,以便针对移动紫外光设备2502a-2502n中的每一个的目的地标记62a-62n形成移动紫外光设备2502a-2502n中的每一个的目的地。移动紫外光设备2502a-2502n的每个单独的控制器可被配置成基于地图60和移动紫外光设备2502a-2502n每一个的目的地标记62a-62n来操作电动机,以在目标体积50内移动基座。在一些例子中,目标体积50可以包括可以是物理贴花纸或记号的标记62a-62n。
如图25G中所示,移动紫外光设备2502a-2502n的一部分可以手动移动,或者通过编程的电动机自动移动。在移动时,移动紫外光设备2502a-2502n的传感器可以基于收集的传感器数据,继续产生尺寸、坐标、定位和识别参数。如图25H中所示,移动紫外光设备2502a-2502n可以移动到目标体积50内它们的对应标记处。一旦就位,就可以控制光源2504在目标体积内发射紫外光。例如,移动紫外光设备2502a-2502n的多个光源可以基于标记62A-62n,定位在目标体积50内,以在多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内至少90%的微生物。在一些例子中,所述多个光源的单个操作循环小于20分钟,目标体积中的每个表面的大致均匀的辐照度可以是50~800微瓦/平方厘米,并且目标体积50是具有宽1.5~8米,长1.5~8米,高2-5米的尺寸的房间。在一些操作的例子中,在均匀矩阵中,一些表面上的辐照度可以在400~2000微瓦/平方厘米之间。一旦光循环已经完成,移动紫外光设备2502a-2502n就可以按如图25F中所示的紧凑的非部署构型重新组织。
在一些例子中,目标体积50可以包括一个或多个无生命的对象,例如,床70,如图25I和25J中所示。在这种例子中,移动紫外光设备2502a-2502n可以进行上述步骤,其中移动紫外光设备2502a-2502n可以纳入无生命对象,比如床70,在目标体积50内占据的体积和尺寸。移动紫外光设备2502a-2502n可以将它们自身定位在目标体积50内,同时调节多个基座和紫外线源之间的间距和比例距离,这将实现精确的能量。这也可以通过如图33中所示的消毒设备来实现。
在一些例子中,消息收发和软件参数可以由多个接近、尺寸和坐标传感器捕获,由控制器计算并且随后确定,所述控制器获取与通过将灯泡分布在目标体积或房间的可变尺寸上来构建具有精确能量的光矩阵有关的感兴趣的参数。
在一些例子中,系统2500可以包括可与移动紫外光设备2502a-2502n的控制器通信的远程控制器(比如计算机系统4000)。远程控制器可操作以根据需要在目标体积50内有选择地移动各个移动紫外光设备。
图26A-26I图解说明按照本公开的至少一个例子的包含紫外线源的与消毒设备的耦接机构可拆卸和可附接的导轨。
消毒设备2600可包括将紫外线源2604容纳在其中的框架构件2602a,如图26A-26I中所示。框架构件2602可由基座或腿部2608a-2608b支撑,所述基座或腿部可包括相应的脚轮2609a-2609b。如图26E中所示,臂2610a可以独立于图26A-26D的基座结构构造,其中可根据需要增加框架构件2602。如图26C和26D中所示,通过将框架构件耦接在一起,可以部署和展开框架构件2602,以产生期望长度的臂2610。臂2610a-2610d可通过基座2612(其可以可选地包括脚轮或轮子2614)耦接在一起,如呈回缩构型的图26E和26F,以及呈展开构型的图26G、26H和26I中所示。
图27A-27F图解说明按照本公开的至少一个例子的具有可展开环形结构的消毒设备。图27A表示消毒设备2700的透视图,图27A表示消毒设备2700的正视图,图27C表示消毒设备2700的俯视图,消毒设备2700可包括基座2706(包括通道2708a-2708d,也称为隔间2708)。消毒设备2700可包括可回缩到它们各自的通道2708a-2708d中并可从其展开的臂2710a-2710d。每个臂2710a-2710d可包括弓形手柄2712,其尺寸和形状被设置成与基座2706的外周相符,在一些例子中,基座2706的外周可以是圆柱形的。在一些例子中,臂2710a-2710d可以机械连接,以致在一个手柄2712上径向向外拉动可以导致所有臂2710a-2710d从基座2706的通道2708a-2708d径向向外移动到延伸构型,这可以有助于节省安装和打包时间。
图28图解说明按照本公开的至少一个例子的具有水平可展开轨道的消毒设备2800,所述水平可展开轨道具有可伸缩支撑结构。在一些例子中,消毒设备2800可以包括具有轮子2809的基座2806。消毒设备2800可以包括臂2810a-2810d,臂2810a-2810d包括使电动机或使用者能够展开和回缩它们各自的臂2810a-2810d的连杆机构2814a-2814n。每个臂2810a-2810d可包括在延伸位置支撑臂2810a-2810d的基座2812。
图29图解说明按照本公开的至少一个例子的具有拉杆延伸机构的消毒设备2900。
图30图解说明按照本公开的至少一个例子的具有压缩段导轨机构的消毒设备3000。消毒设备3000可以类似于消毒设备2800,除了消毒帷帘(drape)或灯可以由杆支撑以外,在一些例子中,杆可以是可伸缩的,而在其他例子中,杆可以分解。此外,消毒设备3000的臂可以包括具有支架的基座,所述支架可以与基座分离并且可以彼此分离。
图31A图解说明按照本公开的至少一个例子的具有周边几何形状多基座机构的消毒设备3100的透视图。图31A表示处于回缩位置的设备3100,图32B表示处于展开位置的设备3100。消毒设备3100可包括基座3106a和3106b,它们可以是可分离的,并且可以通过轮子或脚轮3109,在具有地板52及墙壁54和56的目标体积50内移动。消毒设备3100可包括臂3110a,臂3110a可以形成围绕体积50的周边,用于在目标体积内成比例地分布(连接到臂3110的)光源3104。
图31C表示臂3110a的正视图,臂3110a可包括连杆3120和3122、帷帘3124a-3124n和套环3126。帷帘3124a-3124n可分别包括光源3104。连杆3120和3122可以铰接地耦接以使其相对折叠或回缩,从而在延伸位置与回缩位置之间移动臂3110a。图31C表示臂3110a的侧视图,表示套环3126可如何挂钩在连杆3122上,从而能够在其上滑动或平移,以在目标体积内定位在臂3110a上,从而在目标体积50内发射基本均匀的辐照度。
图31D表示臂3110a的正视图,臂3110a可包括连杆3130-3138(分别包括轨道)和耦接器3140,耦接器3140可在其上支撑光源3104。连杆3130可以折叠和打开,以在目标体积50内的展开位置和回缩位置之间移动。图31D表示臂3110a的侧视图,表示耦接器3140可如何挂钩到用于连杆3130-3138的导轨或轨道上,从而能够在其上滑动或平移。图31E还表示连杆3130-3138可如何折叠,从而堆叠在彼此之上。
图32A-32C图解说明按照本公开的至少一个例子的具有周边几何形状机构的消毒设备3200。消毒设备3200可包括可定位在目标体积内的基座3206和臂3210a。图32A表示定位在目标体积中处于回缩位置的消毒设备3200的透视图。图32B表示臂3210a-3210d处于目标体积内靠近目标体积的周边(例如墙壁)的展开位置的消毒设备3200的透视图。在一些例子中,基座3206可包括一个或多个光源,以帮助在目标体积内发射基本均匀的辐照度。
图32C表示消毒设备3200的臂的聚焦视图,图解说明灯泡分布机构,该机构可以通过连杆,比如与上面所述类似的剪刀式连杆机构布置,在回缩位置和展开位置之间移动。图33A-33G图解说明按照本公开的至少一个例子的具有带有部署臂3310的可展开基座结构3306的消毒设备3300。与上面所述的类似,臂3310可以是可伸缩的,并且结构3306可以包括多个连杆或连杆机构,所述多个连杆或连杆机构被配置成连同部署臂3310一起,在回缩位置和展开位置之间移动臂3310,以从多个光源3304(图33D中所示)在目标体积内发射基本均匀的辐照度。如图33F中所示,结构3306的遮篷输送系统可以包括中央基座结构,该中央基座结构可以向上展开,以将床或桌子容纳在房间的目标体积的中央。
图34图解说明按照本公开的至少一个例子的房间内的点源能量体积基准。图3400可以表示房间3402或目标体积3402,其中点源(集中式紫外线光源或单个紫外线源)大致定位在目标体积3402的中心。点源的辐照度3404用拓扑网格表示,其中辐照度沿着图3400的垂直轴增大。如图3400所示,辐照度在中心3408附近出现尖峰,而在周边3406附近下降到几乎为零,这在前面用平方反比定律描述过。
图35图解说明按照本公开的至少一个例子的由前面讨论的各种消毒设备实现的房间3502内的能量体积的均匀矩阵3504的图示3500。图35图解说明消毒设备的光强度分布的抽象例子,所述消毒设备被配置成在目标体积3502内发射具有预定能量或紫外线强度的均匀光矩阵,其中所述体积3502可以是病房。这种设备可克服平方反比定律,以便如图35中的立方体的完美抽象透视图所示基本上完全填充空间3502的体积。
图36A-36B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的中心源的辐照度。图36A表示用拓扑网格表现的点源的辐照度的透视图,其中辐照度沿着该图的垂直轴增大。图36B表示该图的俯视图。类似地,图37A-37B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的两个点源的辐照度,其中图37A表示用拓扑网格表现的两个点源的辐照度的透视图,图37B表示用拓扑网格表现的两个点源的辐照度的俯视图,其中辐照度沿着图的垂直轴增大。图38A-38B图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的三个源的辐照度,其中图38A表示用拓扑网格表现的三个点源的辐照度的透视图,图38B表示用拓扑网格表现的三个点源的辐照度的俯视图,其中辐照度沿着图的垂直轴增大。
图36A-38B表示一些现有技术的点源设备,其中如上关于图34所述,单个源(或紫外线源的集合)的辐照度随着距离而下降。相反,以上讨论的本公开的设备的辐照度在图39A和39B中表示为拓扑网格的三维光矩阵,其中辐照度沿着垂直轴增大。
如图39A和39B中所示,可以在整个体积中产生大体均匀的光能。图39A表示观察到的设备产生的辐照度的侧视图,图39B表示观察到的设备产生的辐照度的俯视图,其中设备是前面在图19A-39G中讨论的不同实施例中的任意之一。辐照度(Z轴)已被标准化为最大辐照度的100%。图39A和39B的x轴示出了100个增量,其表示沿着墙壁的增量,y轴示出了沿着相邻墙壁的100个增量。
使用相同的瓦数来产生不同构型下的图36-39的每幅图的辐照度。对于图36A-36B的单一点源,总共282瓦由位于房间中央的一个源表示。对于图37A-37B的双点源,为141瓦的两个位置分别由位于房间中央的两个源表示。对于图38A-38B的三点源,为94瓦的三个位置分别由位于房间中央的三个源表示。对于表示本公开中所描述的设备的实施例的图39A-39B,20个灯被展开从而形成横跨房间的“x”形,其中所述设备每个臂包含5个灯泡,每个灯泡或光源分别具有14.1瓦的瓦数。如图39A-39B中所示,与图36A-38B中所示的各种点源例子相比,在房间中实现了大体均匀的辐照度。
图40A-40D图解说明按照本公开的至少一个例子的实验设置和来自在本文中讨论的系统上进行的实验的消毒数据。更具体地,图40A-40D图解说明在4.57米×4.57米房间中,在均匀紫外光能量矩阵的8点多面评估期间细菌存活对象的微生物测试及其结果。
图40A表示了测试设置的俯视图,图40B表示了该设置的透视图。指示符P1-P4表示墙壁测试样本位置,指示符P5-P8表示地板测试样本位置,箭头表示从多个光源发射的紫外线。在图40A和40B的实验中,将带有细菌定量培养板的受污染场置于标记为P1-P8的各个方框中。每个区域代表在以下时间点暴露于UV能量下的每个时间点的3个培养板(每种细菌1个):0、15、30、60、90和180秒。零(0)时间点用作对照。计数在每个培养板上生长的菌落数,并作为时间的函数绘图。研究了以下病原体中的每一种的分离株:
1)多重耐药铜绿假单胞菌;2)碳青霉烯耐药肺炎克雷伯氏菌;和3)耳道假丝酵母菌。
如下制备接种物,通过在用于细菌的5%羊血培养板和用于真菌的马铃薯葡萄糖培养板上,在37℃下培养分离株24小时来制备用于定量培养测定的接种物。对于细菌,用环从新鲜培养物(羊血琼脂)中挑取4-5个菌落,并悬浮在3ml生理盐水中。然后,用分光光度计在600nm处检测悬浮液的浊度,并相应地进一步稀释以获得0.5AU储备悬浮液。对于铜绿假单胞菌,按照前面的计算,0.5AU@600纳米等于1×10e9菌落形成单位/毫升(CFU/ml)。然后将悬浮液连续稀释(5×1:10)以获得1×10e4接种物。对于肺炎克雷伯氏菌,0.5AU@600nm被计算为1×10e8CFU/ml。为了获得1×10e4接种物,将悬浮液连续稀释(4×1:10)。耳道假丝酵母菌接种物是按照标准方法制备的。用环从新鲜培养物中取出耳道假丝酵母菌的一些4-5个菌落,并悬浮在3ml生理盐水中。使用分光光度计检查悬浮液在530nm处的浊度。然后将其稀释以得到所需的0.119-0.140的吸光度单位(0.5McFarland标准)。这得到1×10e6~5×10e6 CFU/ml的酵母原液悬浮液。然后用生理盐水将原液悬浮液进一步稀释至1:100。这导致1×10e4~5×10e4 CFU/ml的最终接种物浓度。然后标记培养板,用0.1ml接种物接种,置于UV能量场中,在UV能量下暴露给定的标记时间,然后在37℃下温育24小时。然后计数、记录给定培养板上的菌落数,并计算每个时间点和位置的均值。
对于给定物种,一式三份地进行实验。数值表示为均值±标准误差均值(SEM)。通过方差分析(ANOVA),将所有处理组与未暴露的对照组进行比较。<0.05的双尾P值被认为是统计学显著的。
实验结果总结在图40C(墙壁样本)和图40d(地板样本)中。图40C和图40D中的0表示微生物从培养板上被完全清除的暴露时间。图40C-40D中所示的数据表示所有样本的平均值,每个对称位置一个样本。每种细菌有6个对照培养板。
图41A-41B图解说明按照本公开的至少一个例子的本文中讨论的系统的实验的辐照度数据的结果。更具体地,图41A-41B表示在4.57米×4.57米的房间内,在围绕例证实施例的各种距离和位置处,利用光度传感器记录紫外线能量的实验的结果。随着时间的过去以微瓦/平方厘米(uW/cm^2)记录读数。
图41A-41B分别表示墙壁和地板上的光电传感器读数的位置,其代表用于记录以下测量结果的测试设置。在这些表示中,光度计的位置和方向都由箭头的方向表示。使用两个光度计来收集数据,即,随时间每5秒收集一次数据的ILT 2400光度计和在特定位置取得单个读数的General UV512C光度计。图41A中所示的位置与房间中心的距离都为228.6厘米,并且在距地板64.8厘米的高度处(下部传感器,B),以及在距地板129.5厘米的高度处(上部传感器,A)。在每个高度,在每面墙壁1-4上放置一个传感器,如A和B所示。图41B中所示的位置都在0cm的高度处,并且位于与房间中心距离150.8厘米处(内部传感器,D),以及与房间中心距离189.7厘米处(外部传感器,C)。图41A-41B都表示了以X构型布置在房间中的光源。
图41C表示了表1,表1是墙壁上的光度读数的总结。图41D表示了表2,表2是地板上的光度读数的总结。显示了来自ILT光度计和General光度计两者的数据集。这两个表都表示了在每个位置,使用ILT光度计在2分钟内每5秒钟的光度计读数。在表的底部取这些值的平均值。图41E表示了墙壁和地板两者的辐照度随时间的曲线,示出了在墙壁的位置A处的四边随时间的平均辐照度,以及在地板的位置D处的四边随时间的平均辐照度。图41E展示了随着时间的过去,在例证实施例周围的不同地点和位置的一致且均匀的能量矩阵。
图42A-42C分别图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的光源布置4200A、4200B和4200C。图42A-42C描述了紫外线源相对于可变尺寸房间和/或目标体积的比例性。
布置42A表示了目标体积4202A中的相对紧凑布置的光源4204,其中每个光源4204可以以距离D1线性隔开,并且每条线的远端源以距离D2隔开。图42B表示了布置4200B的光源4204,其中每个光源4204可以以大于D1的距离D3线性隔开,并且每条线的远端源以大于D2的距离D4隔开。光源4204在目标体积4202A和4202B两者内的间距的比例性可以通过在以上图中所讨论的本公开的任何消毒设备来维持。此外,图42C表示了布置4200C的光源4204,其中每个光源4204可以以大于D1且小于D3的距离D5线性隔开,并且每条线的远端源以大于D2且小于D4的距离D6隔开。光源4204在目标体积4202A-4200C内的间距的比例性可以通过在以上图中讨论的本公开的任何消毒设备来维持。
图43A-43F图解说明按照本公开的至少一个例子的目标体积中的光源间隔布置。图43A表示了具有304.8厘米的D3×304.8厘米的D4的尺寸的目标体积4302。在这样的例子中,消毒设备可以以展开构型定位在目标体积或房间4302内,其中光源4304以对于每个臂约35.3厘米的宽度和25.3厘米的高度D1成比例地间隔开,其中每个臂的径向最向内的光源可以与相邻臂的径向最向内的光源间隔开50.6厘米的距离D2。这样的布置是光源4304的可在整个目标体积4302内实现大致均匀的辐照的比例间隔的一个例子。图43B-43F表示了目标体积4302中的光源4304的间隔的其他例子,其中图43B-43F的每个例子可以提供光源4304的可在整个目标体积4302内实现大致均匀的辐照的比例间隔。
图44是图解说明可在其上执行或促进任何一种或多种前述技术的例证计算机系统机器的方框图。具体地,计算机系统4400可以与促进上述清洁和消毒设备的控制器的操作结合使用。例如,计算机系统4400可以是用于移动紫外光设备2502和/或用于被配置成与移动紫外光设备2502通信的主控制器和/或用于被配置成与移动紫外光设备2502通信的远程控制器的控制器。在上面讨论的配置成发射紫外光的任何设备,比如紫外线发射设备1900中也可以采用计算机系统4400,其中计算机系统4400可以控制可操作以移动臂1910的一个或多个设备,比如电动机,并且可以包括控制光源1904的功率输出的一个或多个设备。计算机系统4400还可以包含在上面或下面讨论的任何控制器中。计算机系统4400还可以往来于第三方移动设备计算机发送和接收诸如文本和/或多媒体消息之类的信号,以提供关于任何紫外线设备的状态,以及启动光循环的操作的时刻和完成或终止光循环的操作的时刻的指示。另外,信号可以传达随着时间的推移而启动的单个或若干光循环的成功或中止。
在备选实施例中,机器作为独立设备运行,或者可以连接(例如,联网)到其他机器。在联网部署中,机器可以在服务器-客户端网络环境中作为服务器或客户端机器运行,或者它可以在对等(或分布式)网络环境中充当对等机器。机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、智能电话机、web设备或能够执行指定该机器要采取的动作的指令(顺序的或以其他方式的)的任何机器。此外,尽管仅仅图示了单个机器,但是术语“机器”还应被理解为包括单独地或联合地执行一组(或多组)指令,以执行本文中讨论的任何一种或多种方法的机器的任何集合。
例证计算机系统4400包括处理器4402(例如,中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或两者)、主存储器4404和静态存储器4406,它们经由链路1108(例如,互连链路、总线等)彼此通信。计算机系统4400还可以包括视频显示单元4410、字母数字输入设备4412(例如,键盘)和用户接口(UI)导航设备4414(例如,鼠标)。在例子中,视频显示单元4410、输入设备4412和UI导航设备4414是触摸屏显示器。计算机系统4400可以另外包括存储设备4416(例如,驱动单元)、信号生成设备4418(例如,扬声器)和可以使用有线或无线通信硬件与通信网络4426可操作地通信的网络接口设备4420。计算机系统4400还可以包括配置成按照输入识别和检测技术获得输入(包括非接触式人类输入)的一个或多个输入传感器4428。输入传感器4428可包括摄像头、麦克风、条形码阅读器、RFID阅读器、近场通信阅读器、接近传感器、光电传感器或产生用于输入目的的数据的其他传感器。计算机系统4400还可以包括输出控制器4430,比如串行(例如,通用串行总线(USB))、并行或其他有线或无线(例如,红外(IR))连接,以与一个或多个外围设备(例如,打印机、读卡器等)通信或控制一个或多个外围设备(例如,打印机、读卡器等)。
存储设备4416可包括存储有一组或多组数据结构或指令4424(例如,软件)的机器可读介质4422,所述数据结构或指令4424体现本文中描述的任何一种或多种方法或功能或由其利用。指令4424还可以在计算机系统4400执行所述指令期间,完全或至少部分地驻留在主存储器4404、静态存储器4406内和/或处理器1102内,其中主存储器4404、静态存储器4406和处理器4402也构成机器可读介质。
尽管在例证实施例中,机器可读介质4422被图示为单个介质,不过术语“机器可读介质”可以包括存储一个或多个指令4424的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库,和/或关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还应当被认为包括能够存储、编码或承载供计算机系统4400执行的指令,并使计算机系统4400进行本公开的任何一种或多种方法,或者能够存储、编码或承载由这样的指令利用或与这样的指令关联的数据结构的任何有形介质(例如,非暂时性介质)。术语“机器可读介质”因而应被理解为包括但不限于固态存储器,以及光和磁介质。机器可读介质的具体例子包括非易失性存储器,包括例如半导体存储设备(例如,电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存设备;磁盘,比如内部硬盘和可移除磁盘;磁光盘;以及CD-ROM和DVD-ROM盘。
指令4424还可经由利用多种公知传输协议(例如,帧中继、网际协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP))中的任何一种的网络接口设备4420,使用传输介质通过通信网络4426来传送或接收。通信网络的例子包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、移动电话网络、普通老式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如,Wi-Fi、3G和4G LTE/LTE-A或5G网络)。术语“传输介质”应当被认为包括能够存储、编码或承载供计算系统4400执行的指令的任何无形介质,其包括数字或模拟通信信号,或者便利此类软件的传递的其他无形介质。
作为附加例子,在本文中描述的计算实施例可以用硬件、固件和软件之一或它们的组合来实现。实施例还可以被实现为存储在计算机可读存储设备上的指令,所述指令可以由至少一个处理器读取和执行,以进行记载在本文中的操作。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如,计算机)可读的形式存储信息的任何非暂时性机制。例如,计算机可读存储设备可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备、以及其他存储设备和介质。
匣盒(cassette)例子
本发明一般涉及医疗系统、设备和方法,更具体地涉及医疗系统、医疗设备、以及医疗设施和器械的区域的消毒。在通过引用而并入本文的美国专利No.9,675,720中公开了消毒系统的例证实施例。如上所述的对医疗保健感染控制,挑战性和多样化的消毒要求,以及快速消毒性能加上消毒设备的快速维护的需要由可堆叠匣盒组件直接解决。
本发明的一些例子一般涉及可堆叠紫外线匣盒,以及涉及用于消毒或灭菌的方法。更具体地,本发明的一些例子涉及一种用于对空间,表面或结构消毒的设备,以及涉及对匣盒或隔间放置在其中的空间和/或该空间内的表面和结构消毒的方法。
例子可以解决上面讨论的现有技术的一个或多个问题和缺陷。然而,这些例子可以附加地或替换地证明在解决多个技术领域中的其他问题和缺陷方面是有用的。于是,实施例的范围不应必然地被解释为局限于解决本文中讨论的任何特定问题或缺陷。
本公开的可堆叠紫外线匣盒和方法的一些实施例具有若干特征,这些特征中的任何单个特征都不是造成它们的期望属性的唯一原因。在不限制由所附权利要求限定的这些设备和方法的范围的情况下,现在将简要地讨论它们的更突出的特征。在考虑此论述之后,特别是在阅读本说明书的标题为“具体实施方式”的部分之后,本领域的技术人员将理解本文中所揭示的各种实施例的特征可如何提供优于当前技术状态的许多优点。按照一些实施例,这些优点可以包括但不限于:提供改进的可堆叠紫外线匣盒和隔间,其方法尤其可以帮助提供消毒的空间、表面和/或结构;提供可定制的消毒暴露区域;允许需要消毒的任何空间、表面和/或结构的适当曝光、剂量和消毒处理;防止可通过与受感染区域的物理接触而传播的疾病的蔓延;提供具有高度有效的紫外线消毒的设备和方法;提供易于在例如医疗保健物流中集成的设备和方法;和允许以快速、安全和有效的方式进行消毒。本发明公开的可堆叠紫外线匣盒和隔间被设计成较大的多组件消毒系统的易于更换的组件,以致在现场可以容易地更换出现故障的灯、镇流器或其他集成组件。一旦从单元中取出,匣盒可以容易地重装新的灯、镇流器或其他组件,然后再用在其他设备上。本发明的一些实施例的附加的非限制性独特能力包括:可建造和堆叠以使消毒领域最大化;杀灭90%或更多的病原微生物;被分隔以便于组件更换;便携性;以及是易于升级(即,升级到更高功率)的组件。
按照例子,一种可堆叠紫外线匣盒和隔间包括:配置成发射紫外光的紫外线源;和分隔设备,所述分隔设备能够插入到分隔设备的更大构架中,并且当包括在更大的系统阵列中时,能够将紫外线从多个方向引导到各种目标表面,从而产生多重矢量紫外光的三维场,在所述三维场内没有被遮蔽区域可以藏匿微生物。
紫外线源可以包括多个紫外发射设备,比如本实施例中在254nm波长下产生光谱峰值的无臭氧发生低压(LP)圆柱形汞灯,或者在未来的可能实施例中,紫外线光源可以是在250、251、252、253、254、255、260-265-270nm处产生光谱峰值的LED阵列。
紫外线发射设备可以插入到相同设备(匣盒)的较大阵列中或从其中移除,包括一个或多个紫外线灯和紫外线反射背衬材料(反射体)的匣盒本身可被视为紫外线发射设备。
可堆叠紫外线匣盒和其中插入匣盒的隔间可以有选择地重新配置,以在目标区域内实现多种构型。
可堆叠紫外线匣盒和隔间可以由处理器控制,所述处理器可被配置成在其他紫外线匣盒中的一个或多个断电的同时,对匣盒的子集通电。
匣盒可以包含多个紫外线灯或紫外线LED的阵列。即,紫外线光源可以是灯、由多个灯组成的匣盒、或者多个匣盒。当包含匣盒的系统延伸时,紫外光将在多个方向上发射,并提供对房间中的每个小生境的相当大的紫外线曝光,从而使遮蔽效应(或紫外线的阻挡)降至最小,以便防止任何潜在的有害病原体在消毒过程中存活。
可堆叠紫外线匣盒和隔间还可以包括电子控制系统,所述电子控制系统被配置成至少部分基于包括所述隔间的构架内的匣盒的阵列的配置或数量,有选择地控制从匣盒中的至少一个发射的紫外线辐射的量。
根据例子,一种方法包括:提供作为更大的匣盒阵列和构架的一部分而打开或延伸的多个匣盒,所述更大的匣盒阵列和构架将发射紫外线到称为紫外线目标区(或仅仅称为目标区)的封闭或部分封闭的隔间中,以便消毒。一组或多组匣盒将被配置成提供对所述目标区的所有暴露区域的紫外光曝光,从多个角度发射紫外光,从而克服其中占据被遮蔽的小生境的病原体可在标准房间消毒程序中存活的遮蔽问题。匣盒的布置及匣盒上的紫外线灯的布置产生表面的几何形状,从所述几何形状,光从多个方向照射在目标区内的每个暴露点,以产生紫外光线的多重矢量场。可以使用最少4个匣盒来形成封闭的四边矩形区域,在该区域内紫外线辐射可以集中在作为消毒目标的一些对象装备上。在备选实施例中,可以使用最少3个匣盒来围起三角形区域,在该区域内目标装备将被消毒。对于具有天花板或顶部匣盒的系统,可以利用最少5个匣盒来封闭位于地板上的一个装备。为了形成封闭的立体空间,可以利用最少6个匣盒。
现在参考附图,说明公开的设备、输送系统和方法的具体实施例。本详细说明中没有任何内容旨在暗示任何特定组件、特征或步骤对本发明来说是必不可少的。
图45表示模块化紫外线消毒匣盒的例证实施例的等轴测视图。匣盒4501是矩形的,由5个紫外线灯4502、4503、4504、4505和4506、两件式灯座4507、一组壳体或盖板4508、UV阻挡窗4509和反射板4510组成,反射板4510由AlanodTM(一种对紫外光高反射的抛光铝板)制成。在本实施例中,匣盒4501大约52英寸(132厘米)宽、71英寸(180厘米)长、2英寸(5厘米)厚(最大),并且其他组件都在这些尺寸范围内,包括盖板和AlanodTM反射板。灯4502、4503、4504、4505和4506的端部通过一组灯座4507保持在匣盒4501上,灯座4507是在两端保持灯的两件式固定装置,并通过螺栓或螺钉附接到匣盒4501上。灯座4507在一端布线,连接到提供电力的电源。灯座4507在两端夹持灯,从而使灯保持平行于匣盒表面,以致反射表面反射紫外光并使紫外光返回目标区。盖板4508放置在镇流器和布线上方,并通过螺栓或螺钉附接到匣盒4501。盖板4508的形状可以是保护镇流器和布线的任意形状,在本实施例中,盖板是反转的沟槽,凹槽在内部,外部平滑且平坦。允许用户观察消毒过程的UV阻挡窗4509是矩形且居中,并布置在匣盒4501的上半部中。UV阻挡窗可以是阻挡紫外光的任何透明材料,包括玻璃和大多数类型的塑料。本实施例中的紫外线灯是产生254nm的特定光谱的紫外光的低压汞灯,不过如果需要,也可以使用包括全部紫外线C组和/或紫外线A和B组的波长的变化和组合。5个紫外线灯4502、4503、4504、4505和4506以将发射的紫外光跨称为目标区的限定区域分布的方式,跨匣盒4501的表面定位,所述目标区然后将发射的紫外光集中在特定表面上。由几个匣盒上的多个灯产生的辐照场使得紫外光线将从多个方向照射目标区内的任何表面,从而使否则可能允许微生物在其保护下存活的被遮蔽区域降至最少。
在图1中,3个灯4503、4504和4505被定向为其轴线垂直跨越匣盒的近似中心并且相互平行,而剩余的2个灯4502和4506被定向为其轴线水平地位于3个垂直灯4503、4504和4505的上方和下方,同时相互平行并且优选垂直于垂直灯地延伸。可选地,在本实施例或其他实施例中,匣盒4501可以具有多种形状和尺寸,尤其包括矩形、正方形、三角形、圆形、具有不均匀边长和角度的形状等。可选地,在本实施例或其他实施例中,匣盒4501的表面可以由在UV光谱中高反射,并增强来自灯的反射UV光的任何材料,尤其包括反射性聚酯薄膜、氢氧化镁、碳酸钙和ePTFETM构成。可选地,在本实施例或其他实施例中,匣盒表面的反射体4510可用粘接、胶合、螺栓连接或者用任何其他类似的手段附接。可选地,在本实施例或其他实施例中,UV阻挡窗4509可以是任何形状和尺寸。可选地,在本实施例或其他实施例中,UV阻挡窗4509可以布置在匣盒4501上的任何位置,并且可进一步由UV阻挡玻璃或塑料制成。优选地,在可堆叠匣盒4501内或整个可堆叠匣盒4501内的实施例和窗口设置将向操作者提供目标区的可视化。于是,窗口4509可以设置在离地面约50英寸(127厘米)的位置,从而平均身高的操作者可以从可堆叠匣盒的非紫外线源一侧,通过窗口4509容易地观察UV目标区。可选地,在本实施例或其他实施例中,匣盒4501可以包含一个或多个任意形状、尺寸或类型的灯,不过使用至少2个或更多的灯允许从匣盒表面上的不止一个位置发射紫外光,从而可以更好地产生多重矢量光。然而,在一些实施例中,匣盒旨在作为产生多重矢量光的匣盒阵列的一部分,如果需要,每个匣盒可以有0个、1个、2个和多达50个灯,这取决于期望的应用、构造或可堆叠隔间。灯的量随着商业应用而变化。在医院应用的理想实施例中,每个匣盒4501有1到5个灯。可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个灯可被布置成几乎任意构型,包括垂直于匣盒表面,不过在当前构型中,使灯平行并且接近于匣盒反射体4510表面取向总体上更有效,并且允许匣盒尽可能薄,于是重量最小。可以使用多个匣盒来产生从多个方向朝目标区输送紫外光的匣盒的三维阵列。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以使一些灯或所有灯在匣盒上水平定向。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以使一些灯或所有灯垂直定向或者从匣盒表面突出。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以使一些灯或所有灯彼此横断地定向。可选地,在本实施例或其他实施例中,灯可以具有多个定向,并且可以平行或垂直于匣盒表面地构成。可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个灯可包括在254nm波长产生光谱峰的无臭氧发生低压(LP)圆柱形汞灯,或者可以采用产生宽谱紫外光的MP灯。可选地,在本实施例或其他实施例中,一个或多个灯可以用紫外线源代替,所述紫外线源包括在265nm或任何其他紫外线波长产生光谱峰值的发光二极管(LED)的阵列。在任何例子中也可以使用它们的组合。
图46表示无盖板的模块化紫外线消毒匣盒的例证实施例的正视图。匣盒4601包括5个紫外线灯4602、4603、4604、4605和4606以及关联的灯座4607,灯座4607容纳灯镇流器4608、4609和4610、关联的布线、UV阻挡窗4611。镇流器通过螺栓或螺钉附接到匣盒4601,并被配置成连接到主电源线。镇流器定位并附接到匣盒的表面,使得匣盒具有尽可能低的轮廓,并且使得镇流器可以被盖板覆盖。镇流器可以布置在匣盒上的各种位置,不过为了隔间的稳定性,优选被布置和定位成使必需的布线总量降至最少,并且降低匣盒的整体重心。匣盒4601还包括运动传感器4612、UV计4613和接线盒4614。运动传感器被配置成如果在操作期间有人出现在系统的错误侧,那么关闭灯。UV计提供关于UV辐照度水平的反馈,以帮助确定系统的任何部分(例如,灯或镇流器)在操作期间是否已发生故障。接线盒为匣盒4601上的布线提供连接。匣盒包括用于附连灯座4607、镇流器4608、4609和4610、窗4611、运动传感器4612、UV计4613和一对接线盒4614的各种螺栓孔或螺纹孔。螺栓孔或螺纹孔是根据需要定位的,以适应各种部件的最佳布置。在其他实施例中,螺栓孔或螺纹孔可以用包括弹簧锁、焊接件和胶水等的其他附接方法代替。可选地,在本实施例或任何其他实施例中,运动传感器、UV计和接线盒可以布置在匣盒上的任何位置,并且可以利用包括焊接件和胶水的任何适当手段附接。
图47表示丝网4701的例证实施例。丝网4701被配置成搁置在一个或多个灯上方,以保护灯在使用期间免受冲击和损坏。笼4701由钢制成。在本实施例或其他实施例中,匣盒上的一个或多个灯可用由塑料或熔融石英制成的UV透明窗保护,所述UV透明窗或者包封每个单独的灯,或者是覆盖所有灯的一片玻璃。在其他实施例中,这种保护可以由UV透明塑料片或者由用UV反射材料,比如ePTFETM制成的丝网提供。丝网或保护片可以位于靠近灯表面,甚至与灯表面接触,或者可以如本实施例中那样离开几个灯直径。在其他实施例中,可以通过直接环绕并密封灯的当前使用且可获得的UV透明的特氟纶或塑料涂层来提供对灯破损的影响的保护。
图48表示框架4081的例证实施例的正视图,模块化紫外线消毒匣盒的例证实施例可以附接到框架4801上,并通过附接和堆叠多个匣盒而形成构架。框架4801提供结构支撑,在一些实施例中,通过铰链或连接杆附接到消毒系统的中心柱,或者通过连接杆的方法永久地附接到建筑物或医院的墙壁。框架4801将被支撑在脚轮上或由连接杆支撑,并且是浮动构架,它可以产生隔间并附接到其上将安装控制单元的中心柱或墙壁。框架4801和构架将由外部矩形结构构成,该外部矩形结构由基本结构组件制成,比如由钢、铝、塑料或其他合适材料制成的箱形框架、沟槽或工字梁。框架应包括用于稳定的一个或多个横跨中部的结构梁,以及在拐角处的一个或多个三角形或其他结构组件,如当前实施例中一样,以正交地支撑整个结构。
图49表示作为包括中心柱4903的移动构架或隔间的一部分的一对矩形匣盒4901和所述一对矩形匣盒4901将附接到的一对框架4902的例证实施例。矩形匣盒4901可以是记载在本文中的任何矩形实施例。矩形框架4902可以是记载在本文中的任何矩形实施例。每个匣盒4901将用螺栓或螺钉,或者任何其他合适的附接方法附接到框架4902,所述附接方法允许且便于匣盒的更换,并且可包括将匣盒锁定到框架以易于移除的磁性锁或机械卡扣。附接应使得匣盒可被固定到框架上,而不管系统被放置在什么位置,在匣盒作为消毒系统的一部分放置在空中的实施例中,无论匣盒是垂直的还是悬挂在天花板上的。框架4902将经由铰链附接到中心柱4903,使得匣盒4901可以以不同的角度定向,这允许形成适合于特定消毒应用的不同几何形状,包括闭合的几何形状,比如正方形、矩形、六边形、八边形和立方体,以及开放的几何形状,比如半圆形、矩形走廊、平坦延伸壁或成角度的壁(开口三角形)。铰接连接可以是任何类型的便于形成预期几何形状的铰接连接,并且可以包括允许匣盒或者匣盒阵列以多个角度转动的柔性铰链、轴向铰链或万向接头。如本实施例中所示的消毒设备包括脚轮,以便于移动,这些脚轮可以存在于或不存在于每个匣盒上,并且可以存在于或不存在于中心柱上,只要有足够的最小数量的脚轮来支撑处于其各种构型下的整个消毒设备的重量即可,这些构型是系统所遵循的用于特定应用的形状。
图50表示从多个匣盒发出的多重矢量光的累积效应的例证实施例,并且表示了从匣盒发出并从内表面反射的形象化的光线。4个匣盒5001、5002、5003和5004连接到中心柱5005,并且这4个匣盒各自产生多重矢量光线,该多重矢量光线将从匣盒反射,并且还从墙壁5006反射,反射的程度取决于墙壁的反射率。这4个盒子连同它们集成的紫外线灯一起形成了场,所述场充满了多重矢量光或来自多个方向的光,使得被遮蔽区降至最小,从而使微生物可能逃避消毒过程的区域最小化。紫外光的源(这里是匣盒5001、5002、5003和5004盒以及它们所包含的紫外线灯)的总和效应是在目标区内产生强度相当均匀的多重矢量光的体积场,其中微生物在被遮蔽小生境内逃避UV曝光的可能性被降至最低。可选地,在本实施例或其他实施例中,匣盒可被布置成正方形、矩形、三角形或者其他二维几何形状,或者在另外的实施例中,匣盒可被布置成三维全封闭形状,比如立方体、矩形盒、隔间等。可选地,在本实施例或其他实施例中,所得到的多重矢量场充满了光,以致不产生其中微生物可能逃避消毒过程的被遮蔽区。可选地,在本实施例或其他实施例中,4组或更多组匣盒被配置成通过从多个角度发射UV光,向房间的多个区域提供UV辐射曝光。可选地,在本实施例或其他实施例中,利用最少4个匣盒来产生封闭的四边矩形区域,在该区域内,可将UV辐射集中在作为消毒目标的某些对象装备上,例如像医疗或外科器械那样小的东西,可堆叠紫外光匣盒和构架可以按比例缩放,以包围像需要消毒的航天飞机和大型空间装备那样大的东西。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以使用最少2个匣盒来围起其中可对目标装备、目标区域或目标表面进行消毒、灭菌或清洁的三角形区域。可选地,在本实施例或其他实施例中,在具有天花板或顶部匣盒的系统中可以使用5个匣盒来封闭在地板或表面上的一件装备或空间或目标区域。可选地,在本实施例或其他实施例中,可以使用6个匣盒来产生封闭的立方体或矩形空间。可选地,在本实施例或其他实施例中,消毒设备的一个或多个匣盒可以具有相对于彼此不同的大小和形状。
图51表示以阵列构架耦接在一起的4个矩形匣盒的例证实施例。在本例证实施例中,这4个矩形匣盒5101被布置成平直的壁。为了简单起见,图中忽略了控制面板。图中图示了本发明的其中4个矩形匣盒形成消毒设备的当前实施例,所述消毒设备可以被构造成各种形状,比如正方形或矩形围壁,或者可以面向墙壁以便进行消毒。
图52表示以堆叠的阵列构架耦接在一起的16个矩形匣盒的例证实施例。在本实施例中,多个矩形匣盒8001被排成行随后进行堆叠,从而形成比图7大得多的表面。可选地,在本实施例和其他实施例中,多个匣盒的堆叠可以用于大型应用,或者可以用于建立大的封闭紫外线目标区。
图53表示以八边形隔间布置耦接在一起,以产生集中的多重矢量光的紫外线目标区的8个矩形匣盒的例证实施例。在本实施例中,8个矩形匣盒5301的构型被布置成八边形,以包围紫外线目标区。
图54表示12个矩形匣盒5501的例证实施例,这12个矩形匣盒5501被布置成两侧各4个匣盒,顶部4个匣盒,以形成封闭空间,在所述封闭空间内,紫外线目标区域可以用作通道,装备可以通过该通道以便消毒。在这个例子和其他例子中,装备通过紫外线通道的速度将决定接收的紫外线剂量。可选地,在本实施例和其他实施例中,通道可以用为达到在任何速度下适当的紫外线剂量所需的任何数量的匣盒来延长,从而可以适合例如以特定速度或速率运行的装配线。
图55表示在半圆形隔间中耦接在一起的12个矩形匣盒的例证实施例,在所述半圆形隔间内产生紫外线目标区。在本实施例中,多个互锁的矩形匣盒5501可以布置成半圆形,或者布置成完整的圆形(如果需要的话),以提供大面积或大型装备的消毒。可选地,在本实施例和其他实施例中,这种圆形布置也可以叠加至任何合理的高度。
图56表示包含3个紫外线灯5602的三角形匣盒5601的例证实施例。迄今为止描述为矩形的匣盒的这种替代形状可以组合或堆叠,以形成可能不容易由矩形形成的形状,包括球体和网格状球顶。
图57表示6个互锁的三角形匣盒5701(每个包含3个紫外线灯5702)可如何用于形成六边形的例证实施例,所述六边形是平面六边形,或者是可以用于形成网格状球顶的具有升高的中心点的六边形。
图58表示多个互锁的三角形匣盒5801可以如何组合以产生网格状球顶的例证实施例,在所述网格状球顶内将存在紫外线目标区。该球顶可以通过由3个三角形匣盒5801打开而成的门5802进入,装备可以通过门5802被带入所述球顶中。可以采用不止3个三角形门来封闭非常大的装备,或者可以围绕装备或者甚至可能被污染并且需要消毒的结构组装球顶。通过产生二十面体和延伸的的二十面体,可以封闭几乎任何装备或结构,包括整个建筑物。
图59A-59D表示用于连接和堆叠匣盒阵列的自含式互锁匣盒5901和耦接铰链5902和5903的例子。图15A表示单个自含式匣盒5901,其中镇流器和控件都包含在匣盒本身中,并且自含式匣盒5901在每个匣盒的侧面和顶部都包括耦接铰链5902和5903,使得匣盒可以耦接到其他匣盒,并被堆叠和布置成包围任何类型的三维空间。在匣盒的右侧的凸形耦接铰链5902将耦接到在下一个匣盒的左侧的凹形耦接铰链,并且在每个匣盒的顶部的凸形耦接铰链将耦接到堆叠在该匣盒之上的匣盒的底部的凹形耦接铰链。通常,耦接铰链的铰链可以是允许旋转180度或更大角度的铰链,不过可以设想涉及旋转高达360度的双向(double action)铰链的其他实施例,这将允许将本发明应用于复杂的形状。各种类型的铰链可以被纳入耦接铰链中,包括带式铰链、门罗(Monroe)铰链、双向弹簧铰链、弹性或“自然”铰链、多轴铰链、表带式铰链、双臂铰链、齿轮铰链和万向接头铰链,它们可用于沿多个方向转动匣盒并形成非连续的围壁。耦接铰链将是允许两个或更多的匣盒的容易且简单的连接或断开,并且可包括电力和控制连接以链接多个匣盒的整个阵列的类型。图15B表示利用在右侧和顶部的凸形耦接铰链5902,和在左侧和顶部的凹形耦接铰链5903,以平直阵列互锁在一起的两个自含式互锁匣盒5901。图15C表示利用在右侧和顶部的凸形耦接铰链5902,和在左侧和顶部的凹形耦接铰链5903,以90度阵列互锁在一起的两个自含式互锁匣盒5901。在本实施例中,任何匣盒都可以以180度和0度(当折叠闭合时)之间的任何角度水平或垂直地布置,不过其他实施例可以允许0-360度的角度。图15D表示堆叠形成壁的8个互锁匣盒5901的例子,其中每个匣盒通过在右侧的凸形耦接铰链5902耦接到右侧的下一个匣盒上的凹形耦接铰链5903,并在顶部通过凸形耦接铰链5902耦接到在它之上的匣盒上的凹形耦接铰链5903。
图60A-60C表示带和不带脚轮6006地例示的采用耦接铰链6002和6003的4个匣盒6001的阵列和用于连接到墙壁6005的壁装式耦接件6004的例子,以及折叠成紧靠墙壁以便收纳的4个匣盒6001的阵列的图像。图60A表示可如何利用壁装式耦接件6004,将采用耦接铰链6002和6003,并且置于或坐在脚轮6006上的4个互锁匣盒6001的阵列与墙壁6005配合,壁装式耦接件6004可以便利基于匣盒的消毒系统的永久性和临时性安装。脚轮6006提供移动性,并且协助匣盒6001的部署,并且支撑匣盒6001的重量。脚轮也可以用结构支承件代替,所述结构支承件将永久附接或者在整个框架和/或匣盒结构内可更换。图60B表示可如何利用壁装式耦接件6004,将采用耦接铰链6002和6003的4个互锁匣盒6001的阵列与墙壁6005配合,壁装式耦接件6004将与墙壁齐平,并且在匣盒6001在地板上方距离较近(即2英寸、3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、7英寸、8英寸、9英寸或高达12英寸)之处自由浮动时,支撑匣盒6001的全部重量。图60C表示,当不使用时,可如何将如图60A所示由脚轮支撑的或者如图60B所示在地板上方自由浮动的匣盒6001的阵列折叠成紧凑的布置以便收纳。
图61表示被堆叠和构建,以形成能够对航天飞机6103消毒的大型机库或大型隔间6101的自含式互锁匣盒6102的大型阵列的形象化应用。
应理解的是,记载在本说明书中的功能单元或能力可能已被称为或标记为组件或模块,以便更具体地强调它们的实现独立性。组件或模块可以用硬件电路、可编程硬件设备、其他分立组件的任意组合来实现。组件或模块也可以用由各种类型的处理器执行的软件来实现。可执行代码的标识组件或模块例如可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块,所述物理或逻辑块例如可以被组织为对象、过程或函数。然而,标识组件或模块的可执行代码不需要物理地位于一起,而是可以包括存储在不同位置的不同指令,当逻辑上结合在一起时,这些指令包括所述组件或模块,并实现所述组件或模块的规定用途。实际上,可执行代码的组件或模块可以是单个指令,或者许多指令,甚至可以分布在若干不同的代码段上、分布在不同的程序之间、以及跨若干存储器设备分布。
类似地,操作数据可以在组件或模块内被标识和说明,并且可以以任何合适的形式来体现,以及组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可以被收集为单个数据集,或者可以分布在不同位置,包括分布在不同的存储设备,并且可以至少部分地仅仅作为系统或网络上的电子信号存在。组件或模块可以是被动的或主动的,包括可操作以执行期望功能的代理。
例证实施例可以解决上面讨论的一个或多个问题和缺陷。然而,例证实施例可以附加地或替代地证明在解决多个技术领域中的其他问题和缺陷方面是有用的。于是,本公开的实施例的范围不应必然被解释为限于解决本文所讨论的任何特定问题或缺陷,而是仅仅由权利要求的范围限定。
虽然本文中已表示和描述了本公开的优选实施例,不过对本领的域技术人员而言显而易见的是,这些实施例只是作为例子提供的。在不背离本发明的情况下,本领域的技术人员可以想到许多变化、改变和替换。应理解的是,在实践本发明时可以采用本文中所述的本发明实施例的各种替代方案。以下的权利要求旨在限定本发明的范围,并且在这些权利要求的范围内的方法和结构及其等同物由此被覆盖。
注释和例子
以下的非限制性示例详细说明了本主题的某些方面,以解决这些挑战并提供本文中所讨论的益处等。
例1是一种紫外线发射设备,包括:可定位在目标体积内的结构,所述结构可在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动;和多个光源,所述多个光源连接到所述结构,以在所述结构的介于回缩位置和展开位置之间的任何位置在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例2中,例1的主题可选地包括:其中多个光源定位在所述结构上,以在多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内至少90%的微生物。
在例3中,例2的主题可选地包括:其中多个光源的单个操作循环小于20分钟。
在例4中,例1-3中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中多个光源被定位在所述结构上,以在多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内的表面上的至少99.9%的微生物。
在例5中,例2-4中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中多个光源的单个操作循环小于3分钟。
在例6中,例1-5中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中目标体积中的每个表面的辐照度大体均匀,并且具有50~800微瓦/平方厘米的最小辐照度。
在例7中,例1-6中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中目标体积是具有宽度为1.5~8米、长度为1.5~8米、高度为2~5米的尺寸的房间。
在例8中,例1-7中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中目标体积是具有宽度为6~8米、长度为6~8米、高度为2-5米的尺寸的房间。
在例9中,例1-8中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述结构包括多个臂,所述多个臂可远离彼此地延伸,以将所述多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个臂的每个光源相对于所述臂的所述多个光源成比例地间隔开。
在例10中,例1-9中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中多个光源是可以可调整地定位的,以在各种尺寸的多个目标体积中以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例11中,例6-10中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中目标体积是具有宽度为1.5~6米、长度为1.5~6米、高度为1.5~6米的尺寸的房间,并且其中每个臂的所述多个光源沿着所述宽度每隔10~127厘米彼此间隔开,并且沿着所述长度每隔10~127厘米彼此间隔开。
在例12中,例6-11中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中每个臂的多个光源与该臂的每个光源成比例地间隔开。
在例13中,例9-12中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每一个并被配置成支撑所述多个臂中的每一个,使得所述多个臂中的每一个可远离所述基座地延伸。
在例14中,例13的主题可选地包括:其中所述基座和多个臂被配置成当臂在回缩位置和延伸位置之间时,消除目标体积内的遮蔽。
在例15中,例13-14中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述基座包括多个隔间,所述多个隔间中的每个隔间被配置成当臂处于回缩位置时,将所述多个臂中的臂收纳在其中。
在例16中,例13-15中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述基座包括至少部分地围绕所述基座的周边延伸的轨道,并且其中所述多个臂中的每个臂可连接到所述轨道,并被配置成沿着所述轨道移动,以调整所述臂中的每个臂相对于所述多个臂的位置。
在例17中,例13-16中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述结构包括多个支架,每个支架连接到所述多个臂中的每一个,并被配置成当所述多个臂在回缩位置和延伸位置之间时支撑所述多个臂中的每一个。
在例18中,例17的主题可选地包括:其中所述基座和所述多个支架中的一个或多个包括轮子,所述轮子被配置成使所述紫外线发射设备能够在目标体积内滚动。
例19是一种紫外线发射系统,包括:可定位在目标体积中的结构,所述结构可在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动;和多个光源,所述多个光源连接到所述结构,使得当所述结构在回缩位置和展开位置之间移动时,所述多个光源中的每一个相对于各个光源成比例地间隔开,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例20中,例19的主题可选地包括:其中所述多个光源被定位在所述结构上,以在多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内高达90%的微生物,并且其中所述多个光源的单个操作循环小于300秒。
在例21中,例19-20中的任何一个或多个的主题可选地包括控制器,所述控制器连接到所述多个光源并且与所述多个光源通信,以打开和关闭所述光源。
在例22中,例21的主题可选地包括连接到所述结构并且与所述控制器通信的电动机,所述控制器被配置成操作所述电动机,以在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
在例23中,例22的主题可选地包括一个或多个接近传感器,所述接近传感器连接到所述结构,并被配置成相对于所述结构基于目标体积内的对象的接近和对象的尺寸来产生接近信号。
在例24中,例23的主题可选地包括:其中控制器被配置成从接近传感器接收接近信号,并基于接近传感器形成房间中的对象的地图。
在例25中,例24的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于房间的地图操作电动机,以在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
在例26中,例24-25中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于房间的地图操作电动机,以按所述多个光源的预定比例性,在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
在例27中,例24-26中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于地图来确定辐照度设定点,并基于辐照度设定点调节由多个光源发射的辐照度。
在例28中,例19-27中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于地图和辐照度设定点调节多个光源中的单个光源的功率水平。
在例29中,例24-28中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于精确能量与目标体积的相关性来形成光能量矩阵,并且其中控制器被配置成基于光能量矩阵来调整由多个光源发射的辐照度。
在例30中,例21-29中的任何一个或多个的主题可选地包括与控制器通信的系绳传感器,系绳传感器连接到所述结构并且可连接到目标体积的门,系绳被配置成基于门的位置产生系绳信号,其中控制器被配置成利用指示门处于打开位置的系绳信号禁用光源。
例31是一种紫外线发射系统,包括:可定位在目标体积中并且沿着中心轴延伸的中心支撑件;第一导轨,第一导轨可以可释放地固定到所述中心支撑件,并且大体横向于所述中心轴地围绕所述中心支撑件的周边延伸;第一臂,第一臂可以可释放地固定到第一导轨,并且可以大体横向于所述中心轴地沿着第一导轨移动,第一臂可以在回缩位置和展开位置之间移动;以及第一多个光源,第一多个光源连接到第一臂,使得当第一臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第一多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
在例32中,例31的主题可选地包括:其中第一多个光源成比例地间隔开,以便在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例33中,例31-32中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述中心支撑件具有基本上为矩形棱柱的几何形状。
在例34中,例31-33中的任何一个或多个的主题可选地包括第二导轨,所述第二导轨可以可释放地固定到所述中心支撑件,并且大体横向于所述中心轴且大体平行于所述第一导轨地围绕所述中心支撑件的周边延伸。
在例35中,例34的主题可选地包括第二臂,所述第二臂可以可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且可以大体横向于所述中心轴,且大体正交于所述第一臂地沿着所述第一导轨移动,所述第二臂可在回缩位置和展开位置之间移动;以及第二多个光源,第二多个光源连接到第二臂,使得当第二臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第二多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
在例36中,例35的主题可选地包括第三臂,所述第三臂可以可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且可以大体横向于所述中心轴、大体平行于所述第一臂且大体正交于所述第二臂地沿着所述第一导轨移动,所述第三臂可以在展开位置和回缩位置之间移动;以及第三多个光源,第三多个光源连接到第三臂,使得当第三臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第三多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
在例37中,例36的主题可选地包括第四臂,所述第四臂可以可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且可以大体横向于所述中心轴、大体正交于所述第一臂和第三臂,且大体平行于所述第二臂地沿着所述第一导轨移动,所述第四臂可以在回缩位置和展开位置之间移动;以及第四多个光源,第四多个光源连接到第四臂,使得当第四臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第四多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
在例38中,例31-37中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述第一臂包括多个连杆机构,所述多个连杆机构可铰接地彼此耦接,以使所述第一臂能够在回缩位置和展开位置之间移动。
在例39中,例38的主题可选地包括:其中第一臂包括托架,所述托架可以可释放地固定到第一导轨,并且连接到所述多个连杆机构,以将第一臂连接到第一导轨。
在例40中,例39的主题可选地包括:其中第一臂包括第二托架,所述第二托架可以可释放地固定到第二导轨,并且连接到所述多个连杆机构,以将第二臂连接到第二导轨。
在例41中,例40的主题可选地包括其中第一臂包括将第一托架刚性连接到第二托架的横梁。
在例42中,例39-41中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第一臂包括滚轮,所述滚轮连接到第一托架,并且可以与第一导轨接合,以产生第一托架相对于第一导轨的滚动接合,从而允许第一臂相对于第一导轨平移。
例43是一种紫外线发射清洁系统,包括:多个移动紫外光设备,每个设备包括:可定位在目标体积中的基座;连接到所述基座并且能够与目标体积的表面接合的驱动器;由所述基座支撑并且连接到所述驱动器的电动机,所述电动机可被控制以操作所述驱动器,从而使所述基座相对于所述表面移动,以在目标体积内移动所述基座;由所述基座支撑的光源;以及与所述电动机和光源通信的控制器,所述控制器可操作以在目标体积内定位所述基座,并被配置成操作所述光源,使得多个移动紫外光设备的光源一起在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例44中,例43的主题可选地包括:其中所述光源相对于彼此定位,以将多个光源中的各个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于多个光源成比例地间隔开。
在例45中,例43至44中的任何一个或多个的主题可选地包括与多个移动紫外光设备中的每一个的控制器通信的中央控制器,中央控制器被配置成向每个控制器提供指令,以便:将移动紫外光设备定位在目标体积内;相对于各个移动紫外光设备定位所述移动紫外光设备;以及控制每个光源的紫外光输出。
在例46中,例45的主题可选地包括:其中多个移动紫外光设备中的每一个还包括接近传感器,所述接近传感器连接到基座,并被配置成基于目标体积内的对象的接近和对象的尺寸向控制器传送接近信号。
在例47中,例46的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于接近传感器形成房间和房间中的对象的地图。
在例48中,例47的主题可选地包括:其中控制器被配置成基于房间的地图来操作电动机,以在目标体积内移动所述基座。
在例49中,例47-48中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中控制器被配置成与多个移动紫外光设备中的每一个的控制器通信,以形成多个移动紫外光设备中的每一个的目的地,并被配置成基于房间的地图和多个移动紫外光设备中的每一个的目的地来操作电动机,以在目标体积内移动所述基座。
在例50中,例44-49中的任何一个或多个的主题可选地包括远程控制器,所述远程控制器与多个移动紫外光设备的控制器通信,并且可操作以根据需要有选择地在目标体积内移动单个移动紫外光设备。
在例51中,例43-50中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述多个光源被定位成在所述多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内至少90%的微生物,其中所述多个光源的所述单个操作循环小于20分钟,其中目标体积中的每个表面的大体均匀的辐照度具有50~800微瓦/平方厘米的最小辐照度,并且其中目标体积是具有宽度为1.5~8米、长度为1.5~8米、高度为2~5米的尺寸的房间。
例52是一种清洁目标空间的方法,所述方法包括:将结构定位在目标体积中;和在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动所述结构,以移动连接到所述结构的多个光源,所述多个光源被配置成在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例53中,例52的主题可选地包括在所述多个光源的单个操作循环中,向目标体积内至少90%的微生物发射紫外光,其中所述多个光源的单个操作循环少于300秒,其中目标体积中的每个表面的大体均匀的辐照度是至少50微瓦/每平方厘米。
在例54中,例52-53中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中目标体积是具有宽度为2~7米、长度为2~7米、高度为2~5米的尺寸的病房。
在例55中,例52-54中的任何一个或多个的主题可选地包括:将多个臂中的每个臂远离彼此地延伸,以将多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于多个光源成比例地间隔开。
在例56中,例55的主题可选地包括:当臂处于回缩位置时,将多个臂中的每个臂定位在多个隔间中的一个隔间中。
方法例55还包括:当臂处于回缩位置时,将多个臂中的每个臂定位在多个隔间中的一个隔间之中。
在例57中,例55-56中的任何一个或多个的主题可选地包括:通过沿着连接基座并且围绕基座的周边延伸的轨道,移动多个臂中的每个臂,调整每个臂相对于所述多个臂的位置。
在例58中,例55-57中的任何一个或多个的主题可选地包括:使用支架支撑多个臂中的每个臂,其中每个支架被配置成支撑在回缩位置和展开位置之间的多个臂中的每个臂。
在例59中,例52-58中的任何一个或多个的主题可选地包括:操作连接到多个光源并且与多个光源通信的控制器,以打开和关闭光源。
在例60中,例50-59中的任何一个或多个的主题可选地包括:使用连接到所述结构的接近传感器,基于目标体积内的对象的接近或对象的尺寸产生接近信号。
在例61中,例60的主题可选地包括:基于接近信号形成房间的地图。
在例62中,例61的主题可选地包括:操作所述电动机,以基于所述房间的地图在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
在例63中,例62的主题可选地包括:基于所述地图确定辐照度设定点;和基于辐照度设定点调节由多个光源发射的辐照度。
在例64中,例61-63中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于所述地图和辐照度设定点,调节多个光源中的单个光源的功率水平。
例65是一种用于清洁目标体积的紫外线发射系统,所述系统包括:多个可以可调整地定位的光源,所述光源具有回缩位置和展开位置,其中当在回缩位置和展开位置之间移动光源时,所述多个可以可调整地定位的光源中的光源相对于所述光源中的每一个成比例地间隔开,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例66中,例65的主题可选地包括:其中所述多个可以可调整地定位的光源在各种尺寸的多个目标体积内提供在展开位置的光源的比例性。
在例67中,例65-66中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述多个可以可调整地定位的光源还包括:可定位在目标体积中的基座;连接到所述基座并且能够与目标体积的表面接合的驱动器;由所述基座支撑并且连接到所述驱动器的电动机,所述电动机能够控制以操作所述驱动器,从而使所述基座相对于所述表面移动,以在目标体积内移动所述基座;由所述基座支撑的光源;以及与所述电动机和光源通信的控制器,所述控制器可操作以在目标体积内定位所述基座。
在例68中,例65-67中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述多个可以可调整地定位的光源还包括:可定位在目标体积中的结构,所述结构可操作以在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动所述光源。
在例69中,例68的主题可选地包括:其中所述基座包括至少部分地围绕所述基座的周边延伸的轨道,并且其中所述多个臂中的每个臂能够连接到所述轨道,并被配置成沿着所述轨道移动,以调整所述臂中的每个臂相对于所述多个臂的位置。
在例70中,例69的主题可选地包括:其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每一个并被配置成支撑所述多个臂中的每一个,使得所述多个臂中的每一个可远离所述基座地延伸。
例71是一种紫外线发射设备,包括:可定位在目标体积中并且可在目标体积内的结构,所述结构在回缩位置和展开位置之间移动;以及多个光源,所述多个光源连接到所述结构,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
在例72中,例71的主题可选地包括:其中所述结构包括多个臂,所述多个臂可以远离彼此地延伸,以将所述多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于所述多个光源成比例地间隔开。
在例73中,例72的主题可选地包括:其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每一个并且被配置成支撑所述多个臂中的每一个,使得所述多个臂中的每一个可远离所述基座地延伸。
在例74中,例73的主题可选地包括:其中所述臂被配置成可伸缩地在回缩位置和展开位置之间移动。
在例75中,例73-74中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述臂中的每一个包括铰接地连接的多个连杆。
在例76中,例75的主题可选地包括:其中所述多个连杆被配置成围绕铰链作剪式运动,以在回缩位置和展开位置之间移动所述臂。
在例77中,例75-76中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中在所述多个臂中的任何臂上可以堆叠另一个臂。
在例78中,例75-77中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述多个臂可在回缩位置和展开位置之间移动,以适应多个目标体积的不同房间形状和大小。
例79是一种模块化紫外线消毒组件,包括:第一匣盒,第一匣盒包括:连接到所述第一匣盒的周边的第一耦接元件;以及连接到所述第一匣盒的表面,并被配置成发射紫外光的第一多个紫外线灯;和第二匣盒,第二匣盒包括:连接到所述第二匣盒的周边的第二耦接元件,所述第二耦接元件可以可释放地耦接到所述第一耦接元件,以形成围绕并邻近目标区域的周边,从而将来自所述第一多个灯和第二多个灯的紫外光引导到所述目标区域;以及连接到所述第二匣盒的表面,并被配置成发射紫外光的第二多个紫外线灯。
在例80中,例79的主题可选地包括第一匣盒还包括:多个镇流器,所述多个镇流器连接到所述第一匣盒的表面,并且电连接到所述第一多个紫外灯以限制其电流。
在例81中,例79-80中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中第一耦接元件是凸形铰链,第二耦接合元件是凹形铰链。
在例82中,例79-81中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中当所述第一耦接元件耦接到所述第二耦接元件时,所述第一耦接元件和所述第二耦接元件允许所述第一匣盒围绕所述第一耦接元件和所述第二耦接元件,相对于所述第二匣盒相对旋转360度。
在例83中,例79-82中的任何一个或多个的主题可选地包括第三匣盒,第三匣盒包括:连接到所述第三匣盒的周边的第三耦接元件;以及连接到所述第三匣盒的表面,并被配置成发射紫外光的第三多个紫外线灯;其中所述第一匣盒还包括与所述第一耦接元件相对地连接到所述第一匣盒的周边的对置耦接元件,所述对置耦接元件可以可释放地耦接到所述第三耦接元件。
在例84中,例83的主题可选地包括第四匣盒,第四匣盒包括:连接到所述第四匣盒的周边的第四耦接元件;以及连接到第四匣盒的表面并被配置成发射紫外光的第四多个紫外线灯;其中所述第一匣盒还包括顶部耦接元件,所述顶部耦接元件邻近所述第一耦接元件和所述对置耦接元件连接到所述第一匣盒的顶部周边,所述顶部耦接元件可以可释放地耦接到所述第四耦接元件,以将所述第四匣盒支撑在所述第一匣盒之上,并且当所述顶部耦接元件耦接到所述第四耦接元件时,允许所述第四匣盒相对于所述第一匣盒相对旋转。
在例85中,例79-84中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中所述第一匣盒的多个紫外线灯连同所述第二匣盒的第二多个紫外线灯一起被配置成至少部分围绕目标区域形成围壁,并被配置成围绕邻近第一匣盒和第二匣盒的目标区域分布多重矢量紫外光。
例86是一种在匣盒组件内布置多个紫外线灯的方法,所述方法包括:提供第一匣盒,第一匣盒包括连接到所述第一匣盒的周边的第一耦接元件;将第一多个紫外线灯连接到所述第一匣盒的表面,所述第一多个紫外线灯被配置成发射紫外光;提供第二匣盒,第二匣盒包括连接到所述第二匣盒的周边的第二耦接元件;将第二多个紫外线灯连接到所述第二匣盒的表面,所述第二多个紫外线灯被配置成发射紫外光;以及连接所述第一耦接元件和第二耦接元件,从而将第一匣盒可旋转地固定到所述第二匣盒上。
在例87中,例86的主题可选地包括:将多个镇流器连接到所述第一匣盒的表面;将所述多个镇流器电连接到所述第一多个紫外线灯以限制其电流。
在例88中,例86-87中的任何一个或多个的主题可选地包括:使用所述第一匣盒的第一多个紫外线灯连同所述第二匣盒的第二多个紫外灯,在邻近所述第一匣盒和第二匣盒的目标区域内分布多重矢量紫外光。
在例89中,例86-88中的任何一个或多个的主题可选地包括:提供第三匣盒,第三匣盒包括连接到所述第三匣盒的周边的第三耦接元件;和将第三多个紫外线灯连接到所述第三匣盒的表面,所述第三多个紫外线灯被配置成发射紫外光。
在例90中,例89的主题可选地包括将第一匣盒的对置耦接元件连接到所述第三耦接元件,所述对置耦接元件与所述第一耦接元件相对地连接到第一匣盒的周边。
在例91中,例86-90中的任何一个或多个的主题可选地包括:当所述第一耦接元件耦接到所述第二耦接元件时,围绕所述第一耦接元件和第二耦接元件,相对于所述第二匣盒旋转所述第一匣盒。
例92是一种模块化紫外线消毒组件,包括:第一匣盒,第一匣盒包括连接到所述第一匣盒的表面并被配置成发射紫外光的第一多个紫外线灯;第二匣盒,第二匣盒包括连接到所述第二匣盒的表面并被配置成发射紫外光的第二多个紫外线灯;以及框架,所述框架被构造成在其中可释放地接纳和支撑所述第一匣盒,并且被构造成在其中邻近第一匣盒可释放地接纳和支撑所述第二匣盒。
在例93中,例92的主题可选地包括保护性丝网笼,所述丝网笼被配置成至少部分地包围所述第一多个灯中的至少一个灯。
在例94中,例92-93中的任何一个或多个的主题可选地包括中心柱,所述中心柱可连接到所述框架以支撑所述框架、所述第一匣盒和所述第二匣盒离开地板表面。
在例95中,例94的主题可选地包括:其中所述中心柱包括耦接元件,所述耦接元件被配置成将中心柱连接到所述框架,以允许所述框架相对于中心柱旋转。
在例96中,例94-95中的任何一个或多个的主题可选地包括连接到所述中心柱和框架的多个脚轮。
在例97中,实施例94-96中的任何一个或多个的主题可选地包括第三匣盒,第三匣盒包括连接到所述第三匣盒的表面并被配置成发射紫外光的第三多个紫外灯;第四匣盒,第四匣盒包括连接到所述第四匣盒的表面并被配置成发射紫外光的第四多个紫外灯;以及第二框架,第二框架被构造成在其中可释放地接纳和支撑所述第三匣盒,并且被构造成在其中邻近所述第三匣盒可释放地接纳和支撑所述第四匣盒,所述第二框架可以可释放地耦接到所述框架。
在例98中,例97的主题可选地包括:其中所述第二框架包括将所述框架连接到所述第二框架,以允许所述框架相对于第二框架柱旋转的铰链。
在例99中,例1-98中的任何一个或任何组合的设备、系统和/或方法可以可选地被配置成使得记载的所有元件或选项都可以用于使用或从中选择。
以下设备、系统和/或方法可以可选地被配置使得所有元件或选项可以与以上例子中的一个或多个组合。
1)具有单一或可展开的基座结构的设备,所述基座结构可以产生转化为由光源发射的光能的均匀矩阵的物理几何形状;
2)可扩展的基座由铰链和耦接接头构成,允许在基座内形成空腔,从而允许用于容纳大型物体,比如病床或手术台的空间;
3)可扩展的基座结构允许利用单一循环,从所有侧面同时消毒物体及空间;
4)可扩展的基座可以用于非常小的房间或按比例缩放用于保持一致的物理几何形状的非常大的房间;
5)可展开或单一的基座包含容纳光源的臂;
6)这些臂可以用多种方法和机构来部署,然而所述机构被设计成按比例地自我调节光源之间的精确距离,以取决于被消毒的体积或空间产生一致的物理几何形状;
7)这些臂可以伸缩;
8)这些臂可以作剪式运动;
9)这些臂可以折叠;
10)这些臂可以旋转;
11)这些臂可以分层;
12)这些手臂可以构建;
13)这些臂可以堆叠;
14)没有臂的设备可以具有多基座结构,每个基座结构包含至少一个光源,所述设备可以通过控制器和逻辑被自动编程,以扫描和识别标记,从而自组装成预定的一致物理几何形状,并且手动地或者通过电动机和驱动器以自动或机器人方法实现所述组装;
15)具有多基座结构的设备可以利用RFID、配色方案或接近感测传感器进行扫描;
16)具有多基座、单基座或可展开基座结构的设备可通过可以径向或线性方式调节的臂适应房间的不同尺寸;
17)具有多基座、单基座或可展开基座结构的设备可机动化,以基于编程逻辑和/或指示标记在各种房间中运输、收缩和/或展开;
18)具有包含光源的多基座、单基座或可展开基座结构的设备产生一致的物理几何形状的输送系统,所述系统构建光矩阵能量的均匀体积;
19)光矩阵的几何形状是自我调节的,以适应小房间或大房间,如单人病房、双人病房或有时三人病房和/或小浴室;
20)光矩阵的几何形状被预编程以获得精确的能量。这种精确的能量具有可变的体积,所述体积自调节以实现250立方英尺、4000立方英尺和高达6250立方英尺的可能体积;
21)所述设备和输送系统可以为不同和变化的空间构建能量的均匀体积。这样的空间可以是圆柱形、立方体、矩形或三角形,而输送系统关于为精确的房间或体积校准的精确能量适配转换成光能量矩阵的物理几何结构;
22)这种校准可以是基于嵌入设备的基座或臂机构中的间隔或尺寸传感器或激光器的房间中的预编程逻辑或学习逻辑或智能;
23)检测体积和/或物理房间的物理传感器可以用于校准;
24)系绳传感器在固定到房间的门上时可用于尺寸和/或安全触发,并且为安全考虑,在旁观者进入时的尺寸变化将触发设备关闭;
25)设备可以包括通过A/C或电池运转的通电的电动机;
26)设备可通过Wi-Fi或蓝牙与移动设备无线通信,并进行远程监控和报告。
以上详细说明包括对附图的参考,附图构成详细说明的一部分。附图通过图示的方式,表示了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“例子”。这样的例子可以包括除了所示或所述的要素以外的要素。然而,本发明人还构思了其中只提供所示或所述的那些要素的例子。此外,本发明人还构思了使用或者关于特定例子(或其一个或多个方面),或者关于本文中所示或所述的其他例子(或其一个或多个方面)所示或所述的那些要素(或其一个或多个方面)的任意组合或排列的例子。
如果本文件与通过引用而包含的任何文件之间的用法不一致,则以本文件中的用法为准。
在本文件中,如专利文件中常见的一样,单数形式用于包括一个或者不止一个,独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文件中,用语“或”用于指示非排他性的,或者以致“A或B”包括“A而不是B”、“B而不是A”和“A和B”,除非另有说明。在本文件中,用语“包括”和“其中”用作各自用语“包含”和“其中”的简明英语等同词语。另外,在以下权利要求中,用语“包括”和“包含”是开放式的,即除了在权利要求中在此类用语之后列举的要素以外,还包括其他要素的系统、设备、物品、组合物、配方或处理仍被视为在该权利要求的范围之内。此外,在以下的权利要求中,用语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标记,并不意图对其对象施加数字要求。
上述描述旨在说明,而不是限制性的。例如,上述例子(或其一个或多个方面)可以相互组合地使用。可以使用其他实施例,比如本领域的普通技术人员在仔细研究以上说明时可以使用其他实施例。此外,在上面的具体实施方式部分中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释成意味未要求保护的公开特征对于任何权利要求来说是必不可少的。相反,发明的主题可以存在于比特定公开实施例的所有特征少的特征中。从而,以下的权利要求作为例子或实施例并入具体实施方式部分中,每个权利要求独自作为一个单独的实施例,并且可以预见的是这些实施例可以以各种组合或排列相互组合。本发明的范围应当参照所附的权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。
Claims (84)
1.一种紫外线发射设备,包括:
可定位在目标体积内的结构,所述结构能够在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动;和
多个光源,所述多个光源连接到所述结构,以在所述结构的介于回缩位置和展开位置之间的任何位置在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
2.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源定位在所述结构上,以在所述多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内至少90%的微生物。
3.按照权利要求2所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源的单个操作循环小于20分钟。
4.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源被定位在所述结构上,以在所述多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内的表面上的至少99.9%的微生物。
5.按照权利要求2所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源的单个操作循环小于3分钟。
6.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中目标体积中的每个表面的辐照度大体均匀,并且具有在50和800微瓦/平方厘米之间的最小辐照度。
7.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中目标体积是具有宽度为1.5~8米、长度为1.5~8米、高度为2~5米的尺寸的房间。
8.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中目标体积是具有宽度为6~8米、长度为6~8米、高度为2-5米的尺寸的房间。
9.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括多个臂,所述多个臂能够远离彼此延伸,以将所述多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个臂的每个光源相对于该臂的所述多个光源成比例地间隔开。
10.按照权利要求1所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源是能够可调整地定位的,以在各种尺寸的多个目标体积中以大体均匀的辐照度发射紫外光。
11.按照权利要求6所述的紫外线发射设备,其中目标体积是具有宽度为1.5~6米、长度为1.5~6米、高度为1.5~6米的尺寸的房间,并且其中每个臂的所述多个光源沿着所述宽度每隔10~127厘米彼此间隔开,并且沿着所述长度每隔10~127厘米彼此间隔开。
12.按照权利要求6所述的紫外线发射设备,其中每个臂的所述多个光源与该臂的每个光源成比例地间隔开。
13.按照权利要求9所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每个臂并被配置成支撑所述多个臂中的每一个,使得所述多个臂中的每个臂能够远离所述基座延伸。
14.按照权利要求13所述的紫外线发射设备,其中所述基座和所述多个臂被配置成当臂在回缩位置和延伸位置之间时,消除目标体积内的遮蔽。
15.按照权利要求13所述的紫外线发射设备,其中所述基座包括多个隔间,所述多个隔间中的每个隔间被配置成当臂处于回缩位置时,将所述多个臂中的臂收纳在其中。
16.按照权利要求13所述的紫外线发射设备,其中所述基座包括至少部分地围绕所述基座的周边延伸的轨道,并且其中所述多个臂中的每个臂能够连接到所述轨道并被配置成沿着所述轨道移动,以调整每个臂相对于所述多个臂的位置。
17.按照权利要求13所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括多个支架,每个支架连接到所述多个臂中的每个臂,并被配置成当所述多个臂在回缩位置和延伸位置之间时支撑所述多个臂中的每个臂。
18.按照权利要求17所述的紫外线发射设备,其中所述基座和所述多个支架中的一个或多个包括轮子,所述轮子被配置成使所述紫外线发射设备能够在目标体积内滚动。
19.一种紫外线发射系统,包括:
可定位在目标体积中的结构,所述结构能够在目标体积内在回缩位置和展开位置之间移动;和
多个光源,所述多个光源连接到所述结构,使得当所述结构在回缩位置和展开位置之间移动时,所述多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
20.按照权利要求19所述的紫外线发射系统,其中所述多个光源被定位在所述结构上,以在所述多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内高达90%的微生物,并且其中所述多个光源的单个操作循环小于300秒。
21.按照权利要求19所述的紫外线发射系统,还包括控制器,所述控制器连接到所述多个光源并且与所述多个光源通信,以打开和关闭所述光源。
22.按照权利要求21所述的紫外线发射系统,还包括连接到所述结构并且与所述控制器通信的电动机,所述控制器被配置成操作所述电动机以在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
23.按照权利要求22所述的紫外线发射系统,还包括一个或多个接近传感器,所述接近传感器连接到所述结构,并被配置成相对于所述结构基于目标体积内的对象的接近和对象的尺寸来产生接近信号。
24.按照权利要求23所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成从接近传感器接收接近信号,并基于接近传感器形成房间中的对象的地图。
25.按照权利要求24所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成基于房间的地图操作电动机,以在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
26.按照权利要求24所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成基于房间的地图操作电动机,以按所述多个光源的预定比例,在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
27.按照权利要求24所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成基于地图来确定辐照度设定点,并基于辐照度设定点调节由所述多个光源发射的辐照度。
28.按照权利要求19所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成基于地图和辐照度设定点调节所述多个光源中的单独光源的功率水平。
29.按照权利要求24所述的紫外线发射系统,其中所述控制器被配置成基于精确能量与目标体积的相关性来形成光能量矩阵,并且其中所述控制器被配置成基于光能量矩阵来调整由所述多个光源发射的辐照度。
30.按照权利要求21所述的紫外线发射系统,还包括与所述控制器通信的系绳传感器,所述系绳传感器连接到所述结构并且能够连接到目标体积的门,系绳被配置成基于门的位置产生系绳信号,其中所述控制器被配置成利用指示门处于打开位置的系绳信号禁用光源。
31.一种紫外线发射系统,包括:
可定位在目标体积中并且沿着中心轴延伸的中心支撑件;
第一导轨,能够可释放地固定到所述中心支撑件,并且大体横向于所述中心轴地围绕所述中心支撑件的周边延伸;
第一臂,能够可释放地固定到第一导轨,并且能够大体横向于所述中心轴地沿着第一导轨移动,第一臂能够在回缩位置和展开位置之间移动;和
第一多个光源,连接到第一臂,使得当第一臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第一多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
32.按照权利要求31所述的紫外线发射系统,其中第一多个光源成比例地间隔开,以便在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
33.按照权利要求31所述的紫外线发射系统,其中所述中心支撑件具有基本上为矩形棱柱的几何形状。
34.按照权利要求31所述的紫外线发射系统,还包括第二导轨,第二导轨能够可释放地固定到所述中心支撑件,并且大体横向于所述中心轴且大体平行于所述第一导轨地围绕所述中心支撑件的周边延伸。
35.按照权利要求34所述的紫外线发射系统,还包括:
第二臂,能够可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且能够大体横向于所述中心轴且大体正交于所述第一臂地沿着所述第一导轨移动,所述第二臂能够在回缩位置和展开位置之间移动;和
第二多个光源,第二多个光源连接到第二臂,使得当第二臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第二多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
36.按照权利要求35所述的紫外线发射系统,还包括:
第三臂,能够可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且能够大体横向于所述中心轴、大体平行于所述第一臂且大体正交于所述第二臂地沿着所述第一导轨移动,所述第三臂能够在展开位置和回缩位置之间移动;和
第三多个光源,连接到第三臂,使得当第三臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第三多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
37.按照权利要求36所述的紫外线发射系统,还包括:
第四臂,能够可释放地固定到所述第一导轨和第二导轨,并且能够大体横向于所述中心轴、大体正交于所述第一臂和第三臂且大体平行于所述第二臂地沿着所述第一导轨移动,所述第四臂能够在回缩位置和展开位置之间移动;和
第四多个光源,连接到第四臂,使得当第四臂在回缩位置和展开位置之间移动时,第四多个光源中的每个光源相对于各个光源成比例地间隔开。
38.按照权利要求31所述的紫外线发射系统,其中所述第一臂包括多个连杆机构,所述多个连杆机构可铰接地彼此耦接,以使所述第一臂能够在回缩位置和展开位置之间移动。
39.按照权利要求38所述的紫外线发射系统,其中第一臂包括托架,所述托架能够可释放地固定到所述第一导轨并且连接到所述多个连杆机构,以将第一臂连接到所述第一导轨。
40.按照权利要求39所述的紫外线发射系统,其中第一臂包括第二托架,所述第二托架能够可释放地固定到所述第二导轨并且连接到所述多个连杆机构,以将第二臂连接到所述第二导轨。
41.按照权利要求40所述的紫外线发射系统,其中第一臂包括将所述第一托架刚性连接到所述第二托架的横梁。
42.按照权利要求39所述的紫外线发射系统,其中第一臂包括滚轮所述滚轮连接到所述第一托架并且能够与所述第一导轨接合,以产生所述第一托架相对于所述第一导轨的滚动接合,从而允许第一臂相对于所述第一导轨平移。
43.一种紫外线发射清洁系统,包括:
多个移动紫外光设备,每个设备包括:
可定位在目标体积中的基座;
连接到所述基座并且能够与目标体积的表面接合的驱动器;
由所述基座支撑并且连接到所述驱动器的电动机,所述电动机能够被控制以操作所述驱动器,从而使所述基座相对于所述表面移动,以在目标体积内移动所述基座;
由所述基座支撑的光源;和
与所述电动机和光源通信的控制器,所述控制器可操作以在目标体积内定位所述基座,并被配置成操作所述光源,使得所述多个移动紫外光设备的光源一起在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
44.按照权利要求43所述的紫外线发射设备,其中所述光源相对于彼此定位,以将多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于所述多个光源成比例地间隔开。
45.按照权利要求43所述的紫外线发射清洁系统,还包括与所述多个移动紫外光设备中的每一个的控制器通信的中央控制器,所述中央控制器被配置成向每个控制器提供指令,以便:
将移动紫外光设备定位在目标体积内;
相对于每个移动紫外光设备定位所述移动紫外光设备;和
控制每个光源的紫外光输出。
46.按照权利要求45所述的紫外线发射清洁系统,其中所述多个移动紫外光设备中的每个移动紫外光线设备还包括接近传感器,所述接近传感器连接到所述基座并被配置成基于目标体积内的对象的接近和对象的尺寸向控制器传送接近信号。
47.按照权利要求46所述的紫外线发射清洁系统,其中所述控制器被配置成基于接近传感器形成房间和房间中的对象的地图。
48.按照权利要求47所述的紫外线发射清洁系统,其中所述控制器被配置成基于房间的地图来操作电动机,以在目标体积内移动所述基座。
49.按照权利要求47所述的紫外线发射清洁系统,其中所述控制器被配置成与所述多个移动紫外光设备中的每个移动紫外光设备的控制器通信,以形成所述多个移动紫外光设备中的每个移动紫外光设备的目的地,并被配置成基于房间的地图和所述多个移动紫外光设备中的每个移动紫外光设备的目的地来操作电动机,以在目标体积内移动所述基座。
50.按照权利要求44所述的紫外线发射清洁系统,还包括远程控制器,所述远程控制器与所述多个移动紫外光设备的控制器通信,并且可操作以根据需要有选择地在目标体积内移动单独的移动紫外光设备。
51.按照权利要求43所述的紫外线发射设备,其中所述多个光源被定位成在所述多个光源的单个操作循环内杀死目标体积内至少90%的微生物,其中所述多个光源的所述单个操作循环小于20分钟,其中目标体积中的每个表面的大体均匀的辐照度具有在50和800微瓦/平方厘米之间的最小辐照度,并且其中目标体积是具有宽度为1.5~8米、长度为1.5~8米、高度为2~5米的尺寸的房间。
52.一种清洁目标空间的方法,所述方法包括:
将结构定位在目标体积中;和
在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动所述结构,以移动连接到所述结构的多个光源,所述多个光源被配置成在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
53.按照权利要求52所述的方法,还包括:
在所述多个光源的单个操作循环中,向目标体积内至少90%的微生物发射紫外光,其中所述多个光源的单个操作循环少于300秒,其中目标体积中的每个表面的大体均匀的辐照度是至少50微瓦/每平方厘米。
54.按照权利要求52所述的方法,其中目标体积是具有宽度为2~7米、长度为2~7米、高度为2~5米的尺寸的病房。
55.按照权利要求52所述的方法,还包括:
将多个臂中的每个臂远离彼此地延伸,以将所述多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于所述多个光源成比例地间隔开。
56.按照权利要求55所述的方法,还包括:
当臂处于回缩位置时,将所述多个臂中的每个臂定位在多个隔间中的一个隔间中。
57.按照权利要求55所述的方法,还包括:
通过沿着连接基座并且围绕基座的周边延伸的轨道移动所述多个臂中的每个臂,调整每个臂相对于所述多个臂的位置。
58.按照权利要求55所述的方法,还包括:
使用支架支撑所述多个臂中的每个臂,其中每个支架被配置成支撑在回缩位置和展开位置之间的所述多个臂中的每个臂。
59.按照权利要求52所述的方法,还包括:
操作连接到所述多个光源并且与所述多个光源通信的控制器,以打开和关闭光源。
60.按照权利要求52所述的方法,还包括:
使用连接到所述结构的接近传感器,基于目标体积内的对象的接近或对象的尺寸产生接近信号。
61.按照权利要求60所述的方法,还包括:
基于接近信号形成房间的地图。
62.按照权利要求61所述的方法,还包括:
操作所述电动机,以基于所述房间的地图在回缩位置和展开位置之间移动所述结构。
63.按照权利要求62所述的方法,还包括:
基于所述地图确定辐照度设定点;和
基于辐照度设定点调节由所述多个光源发射的辐照度。
64.按照权利要求61所述的方法,还包括:
基于所述地图和辐照度设定点,调节所述多个光源中的单独光源的功率水平。
65.一种用于清洁目标体积的紫外线发射系统,所述系统包括:
多个能够可调整地定位的光源,所述光源具有回缩位置和展开位置,其中当在回缩位置和展开位置之间移动光源时,所述多个能够可调整地定位的光源中的光源相对于每个光源成比例地间隔开,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
66.按照权利要求65所述的用于清洁目标体积的紫外线发射系统,其中所述多个能够可调整地定位的光源在各种尺寸的多个目标体积内提供在展开位置的光源的比例性。
67.按照权利要求65所述的用于清洁目标体积的紫外线发射系统,其中所述多个能够可调整地定位的光源还包括:
可定位在目标体积中的基座;
连接到所述基座并且能够与目标体积的表面接合的驱动器;
由所述基座支撑并且连接到所述驱动器的电动机,所述电动机能够控制以操作所述驱动器,从而使所述基座相对于所述表面移动,以在目标体积内移动所述基座;
由所述基座支撑的光源;和
与所述电动机和光源通信的控制器,所述控制器可操作以在目标体积内定位所述基座。
68.按照权利要求65所述的用于清洁目标体积的紫外线发射系统,其中所述多个能够可调整地定位的光源还包括:
可定位在目标体积中的结构,所述结构可操作以在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动所述光源。
69.按照权利要求68所述的紫外线发射设备,其中所述基座包括至少部分地围绕所述基座的周边延伸的轨道,并且其中所述多个臂中的每个臂能够连接到所述轨道,并被配置成沿着所述轨道移动以调整每个臂相对于所述多个臂的位置。
70.按照权利要求69所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每个臂并被配置成支撑所述多个臂中的每个臂,使得所述多个臂中的每个臂能够远离所述基座延伸。
71.一种紫外线发射设备,包括:
可定位在目标体积中的结构,所述结构能够在目标体积内,在回缩位置和展开位置之间移动;和
多个光源,所述多个光源连接到所述结构,以在回缩位置和展开位置之间的任何位置,在目标体积内以大体均匀的辐照度发射紫外光。
72.按照权利要求71所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括多个臂,所述多个臂能够远离彼此延伸,以将所述多个光源中的每个光源分布在目标体积内,使得每个光源相对于所述多个光源成比例地间隔开。
73.按照权利要求72所述的紫外线发射设备,其中所述结构包括基座,所述基座连接到所述多个臂中的每个臂并且被配置成支撑所述多个臂中的每个臂,使得所述多个臂中的每个臂能够远离所述基座延伸。
74.按照权利要求73所述的紫外线发射设备,其中所述臂被配置成可伸缩地在回缩位置和展开位置之间移动。
75.按照权利要求73所述的紫外线发射设备,其中所述臂中的每个臂包括铰接地连接的多个连杆。
76.按照权利要求75所述的紫外线发射设备,其中所述多个连杆被配置成围绕铰链作剪式运动,以在回缩位置和展开位置之间移动所述臂。
77.按照权利要求75所述的紫外线发射设备,其中在所述多个臂中的任何臂上能够堆叠另一个臂。
78.按照权利要求75所述的紫外线发射设备,其中所述多个臂能够在回缩位置和展开位置之间移动,以适应多个目标体积的不同房间形状和大小。
79.一种在匣盒组件内布置多个紫外线灯的方法,所述方法包括:
提供第一匣盒,第一匣盒包括连接到所述第一匣盒的周边的第一耦接元件;
将第一多个紫外线灯连接到所述第一匣盒的表面,所述第一多个紫外线灯被配置成发射紫外光;
提供第二匣盒,第二匣盒包括连接到所述第二匣盒的周边的第二耦接元件;
将第二多个紫外线灯连接到所述第二匣盒的表面,所述第二多个紫外线灯被配置成发射紫外光;和
连接所述第一耦接元件和第二耦接元件,从而将第一匣盒可旋转地固定到所述第二匣盒上。
80.按照权利要求79所述的方法,还包括:
将多个镇流器连接到所述第一匣盒的表面;
将所述多个镇流器电连接到所述第一多个紫外线灯以限制其电流。
81.按照权利要求79所述的方法,还包括:
使用所述第一匣盒的第一多个紫外线灯连同所述第二匣盒的第二多个紫外灯,在邻近所述第一匣盒和第二匣盒的目标区域内分布多重矢量紫外光。
82.按照权利要求79所述的方法,还包括:
提供第三匣盒,第三匣盒包括连接到所述第三匣盒的周边的第三耦接元件;和
将第三多个紫外线灯连接到所述第三匣盒的表面,所述第三多个紫外线灯被配置成发射紫外光。
83.按照权利要求79所述的方法,还包括:
将所述第一匣盒的对置耦接元件连接到所述第三耦接元件,所述对置耦接元件与所述第一耦接元件相对地连接到所述第一匣盒的周边。
84.按照权利要求79所述的方法,还包括:
当所述第一耦接元件耦接到所述第二耦接元件时,围绕所述第一耦接元件和第二耦接元件,相对于所述第二匣盒旋转所述第一匣盒。
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