CN113876976A - 一种基于5g技术的消毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G技术的消毒装置，本发明采用紫外线+等离子体的纯物理方式进行消毒，可对任何物体的表面进行消毒，不仅能够彻底消杀细菌以及病毒，还不会产生二次污染，也不会对人体产生危害，提高了消毒的环保性以及安全性；另外，本发明可通过环境扫描模块以及路径规划模块实现移动载体在待消毒场所内的路径规划，并基于5G以及智能终端，实现消毒的远程控制，相比于人工消毒，本装置消毒效率更高、省时省力，且不存在人工的不负责行为，保证了消毒的彻底性。
Description
技术领域
本发明属于公共场所消毒技术领域，具体涉及一种基于5G技术的消毒装置。
背景技术
2020年的新冠疫情已经完全改变了人类的生活方式，使得人们出行时以及在公共场所时均需要佩戴口罩，以防止病毒的传播；不论是新冠病毒还是其它的病毒，如何准确、快速的进行消杀是一个亟待解决的问题；研究显示，在安全规定的范围内使用紫外线光持续对室内有人环境进行空气消毒，可大幅降低空气中的病毒；紫外线光的消毒系统能够在医疗机构、公交、飞机、火车、火车站、学校、饭店、办公室、影院和/或健身房等有人的室内公共场所安全使用，可有效降低冠状病毒及流感等其他病毒人传人的风险。
而目前公共场所的病毒消杀，大多都采用人工喷洒消毒液的方式进行消杀，其存在以下不足：(1)消毒液消杀存在二次污染；(2)只能对硬性物体的表面消毒，空间的细菌病毒无法彻底消杀，也不能对软装饰等进行消毒；(3)没有有效的方法监督消毒人员的不负责行为，无法得知是否进行了彻底消杀；(4)消毒液对消毒人员有伤害，且费时，成本高；因此，提供一种消毒效果好、消毒速率快、消毒全面以及对人体无害的消毒方式迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于5G技术的消毒装置，以解决现有采用人工以及消毒液消杀所存在的费时、成本高、对人体有害、存在二次污染、无法对细菌病毒进行彻底消杀、无法对软装饰消毒以及无法监督消毒人员是否完全消毒的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种基于5G技术的消毒装置，包括：移动载体以及设置于所述移动载体上的消毒设备；
所述消毒设备包括紫外线消毒机构以及等离子体消毒机构，其中，所述紫外线消毒机构设置有进气口，且所述紫外线消毒机构的出气口与所述等离子体消毒机构的进气端口连通，所述等离子体消毒机构的出气端口作为消毒口，用于喷射等离子射流；
所述移动载体上还设置有控制模块、环境扫描模块、路径规划模块以及5G窄带物联网通信模块，其中，所述控制模块电连接所述5G窄带物联网通信模块，所述5G窄带物联网通信模块通过云端服务器通信连接有智能终端；
所述环境扫描模块电连接所述路径规划模块，将待消毒场所的环境数据传输至所述路径规划模块，得出移动路径；
所述路径规划模块电连接所述控制模块，所述控制模块还电连接紫外线消毒机构、等离子体消毒机构以及移动载体的受控端，用于控制所述移动载体根据所述移动路径在所述待消毒场所中移动，并启动所述紫外线消毒机构以及所述等离子体消毒机构，向待消毒场所喷射等离子射流。
基于上述公开的内容，本发明采用紫外线与等离子体相结合的方式进行消毒，即吸入的空气先经过紫外线进行消毒，然后再通入等离子体消毒机构，由等离子体消毒机构产生等离子体射流，最后，利用等离子体射流对待消毒场所及其内部的物体进行消毒(等离子体中含有大量的OH-离子，而OH-离子具有非常高的活性，极易与病毒中的蛋白和核酸发生化学反应，进而摧毁病毒使其失活死亡，最终实现病毒的高效消杀)，即本发明采用紫外线+等离子体的纯物理方式进行消毒，可对任何物体的表面进行消毒，不仅能够彻底消杀细菌以及病毒，还不会产生二次污染，也不会对人体产生危害，提高了消毒的环保性以及安全性；另外，本发明可通过环境扫描模块以及路径规划模块实现移动载体在待消毒场所内的路径规划，同时还可基于5G以及智能终端实现消毒的远程控制，相比于人工消毒，本装置消毒效率更高、省时省力，且不存在人工的不负责行为，保证了消毒的彻底性。
在一个可能的设计中，所述移动载体上还设置有射频信号接收器，其中，所述控制模块通过所述射频信号接收器通信连接有射频遥控器。
基于上述公开的内容，通过设置射频信号接收器，可使用射频遥控器控制移动载体以及消毒设备工作，进一步的提高了使用的便捷性。
在一个可能的设计中，所述移动载体上还设置有与所述控制模块电连接的操作面板。
基于上述公开的内容，通过操作面板，可直接在操作面板上控制消毒装置，例如设定消毒时间和消毒启动时间等，进一步的提高了使用的便捷性。
在一个可能的设计中，所述移动载体上还设置有人体感应模块，其中，所述控制模块电连接所述人体感应模块。
基于上述公开的内容，通过设置人体感应模块，可实现人体感应智能保护，确保消杀时的人员安全，由此，进一步的提高了装置使用的安全性。
在一个可能的设计中，所述紫外线消毒机构包括风机、紫外线灯以及紫外线消毒腔；
所述紫外线消毒腔的两端分别设置有所述进气口以及所述出气口，其中，所述风机位于所述进气口处，且所述紫外线灯安装在所述紫外线消毒腔内。
基于上述公开的内容，本发明公开了紫外线消毒机构的具体结构，即利用风机吸入空气，然后利用紫外线灯发出紫外线光，对吸入的空气进行消毒。
在一个可能的设计中，所述等离子体消毒机构的出气端口内还设置有尾气净化机构，其中，所述尾气净化机构用于分解所述紫外线消毒机构产生的臭氧。
基于上述公开的内容，由于紫外线光在照射空气时，会将空气中的氧气分解为臭氧和负离子，而臭氧虽然可灭菌消毒，但过多的臭氧会对人体造成伤害；因此，通过设置尾气净化机构，可去除紫外线消毒机构产生的臭氧，从而避免过多的臭氧对人体产生危害；由此，进一步的提高了使用的安全性。
在一个可能的设计中，所述尾气净化机构包括蜂窝铝板以及设置于所述蜂窝铝板上的纳米二氧化钛催化剂。
基于上述公开的内容，本发明利用纳米二氧化钛催化剂来分解臭氧，其在可见光的作用下具有氧化还原能力，可将臭氧分解为无害的二氧化碳和水，从而达到净化臭氧的目的。
在一个可能的设计中，所述控制模块包括开关量输入接口以及模拟量输入接口，其中，所述开关量输入接口以及所述模拟量输入接口电连接所述5G窄带物联网通信模块，将所述消毒装置的工作数据上传至所述云端服务器。
在一个可能的设计中，所述5G窄带物联网通信模块采用V8811型NB-IoT通信芯片或Boudica 120型NB-IoT通信芯片。
在一个可能的设计中，所述移动载体采用机器小车或行走机器人。
本发明获取的有益效果是：
(1)本发明采用紫外线+等离子体的纯物理方式进行消毒，可对任何物体的表面进行消毒，不仅能够彻底消杀细菌以及病毒，还不会产生二次污染，也不会对人体产生危害，提高了消毒的环保性以及安全性；另外，本发明可通过环境扫描模块以及路径规划模块实现移动载体在待消毒场所内的路径规划，并基于5G以及智能终端，实现消毒的远程控制，相比于人工消毒，本装置消毒效率更高、省时省力，且不存在人工的不负责行为，保证了消毒的彻底性。
(2)本发明还可通过射频控制器以及操作面板控制装置进行消毒作业，其控制方式多样，提高了使用的便捷性。
(3)本发明通过设置人体感应模块，可实现人体感应智能保护，确保消杀时的人员安全，由此，进一步的提高了装置使用的安全性。
(4)本发明通过设置尾气净化机构，可去除紫外线消毒机构产生的臭氧，从而避免过多的臭氧对人体产生危害；由此，进一步的提高了使用的安全性。
附图说明
图1是本发明提供的基于5G技术的消毒装置的通信结构示意图；
图2是本发明提供的紫外线消毒机构的具体结构示意图。
附图标记：10-风机；20-紫外线灯；30-紫外线消毒腔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
实施例
如图1～2所示，本实施例所提供的基于5G技术的消毒装置，一方面采用紫外线+等离子体的纯物理消毒方式，因此，可对任何物体的表面进行消毒，不仅能够彻底消杀细菌以及病毒，还不会产生二次污染，也不会对人体产生危害，提高了消毒的环保性以及安全性；另外，本发明可通过环境扫描模块以及路径规划模块实现移动载体在待消毒场所内的路径规划，同时，设置有5G窄带物联网通信模块，因此，可基于5G，并利用智能终端(如手机、电脑和/或平板)实现消毒的远程智能控制，即本装置可根据规划的移动路径在待消毒场所内进行移动消毒，其相比于人工消毒，本装置的消毒效率更高、省时省力，且不存在人工的不负责行为，保证了消毒的彻底性。
如图1所示，本实施例第一方面所提供的基于5G技术的消毒装置，可以但不限于包括：移动载体以及设置于所述移动载体上的消毒设备，即本实施例采用移动式消毒方式，也就是移动载体在待消毒场所内进行移动，并在移动过程中，对场所内部的物体进行消毒。
在本实施例中，举例移动载体可以但不限于采用机器小车或行走机器人；优选的，选用行走机器人，由此，可将消毒设备集成在行走机器人的内部，从而在行走机器人的表面设置一消毒口用于喷射等离子射流即可。
在本实施例中，举例所述消毒设备可以但不限于包括：紫外线消毒机构以及等离子体消毒机构，其中，所述紫外线消毒机构设置有进气口，且所述紫外线消毒机构的出气口与所述等离子体消毒机构的进气端口连通，而所述等离子体消毒机构的出气端口则作为消毒口，用于喷射等离子射流；即紫外线消毒机构先从进气口吸入空气，而吸入的空气先经过紫外线进行消毒，然后再通入等离子体消毒机构，由等离子体消毒机构产生等离子体射流，最后，利用等离子体射流即可对待消毒场所以及内部的物体进行消毒，其原理为：等离子体中含有大量的OH-离子，而OH-离子具有非常高的活性，极易与病毒中的蛋白和核酸发生化学反应，进而摧毁病毒使其失活死亡，最终实现病毒的高效消杀。
由此，本发明采用紫外线与等离子体相结合的方式进行消毒，其不仅可做到无死角的消毒，还可对任何物体表面进行彻底消毒，消毒适用范围广，便于大规模应用与推广；另外，由于前述消毒方式为物理消毒，相比于消毒液等化学消毒方式，其不仅能够彻底消杀细菌以及病毒，还不会产生二次污染，也不会对人体产生危害，提高了消毒的环保性以及安全性。
同时，在本实施例中，为了提高消毒效率，并保证消毒的彻底性，彻底避免人工消毒所存在的不负责问题，还设置有如下结构：
参见图1，即本实施例采用智能控制方式实现消毒作业，即所述移动载体上设置有控制模块、环境扫描模块、路径规划模块以及5G窄带物联网通信模块，其中，所述控制模块电连接所述5G窄带物联网通信模块，所述5G窄带物联网通信模块通过云端服务器通信连接有智能终端；由此，即可通过智能终端向消毒装置下发消毒指令，从而实现远程控制。
在本实施例中，举例智能终端可以但不限于为手机、电脑和/或平板；而控制媒介可以但不限于为：APP(application，应用程序)或微信小程序，即通过APP或微信小程序控制消毒装置进行消毒作业。
同时，本实施例中，所述环境扫描模块电连接所述路径规划模块，可将待消毒场所的环境数据传输至所述路径规划模块，从而得出移动路径；另外，移动载体上还获取自身位置，从而基于自身位置规划出在整个待消毒场所内进行消毒作业的移动路径；当然，也可规划出对待消毒场所内某个特定物体进行消毒的移动路径；而得出移动路径后，即可上传至控制模块，由控制模块控制移动载体移动并进行消毒作业，即所述路径规划模块电连接所述控制模块，所述控制模块还电连接紫外线消毒机构、等离子体消毒机构以及移动载体的受控端，用于控制所述移动载体根据所述移动路径在所述待消毒场所中移动，并启动所述紫外线消毒机构以及所述等离子体消毒机构，向待消毒场所喷射等离子射流，从而完成自动消毒作业。
在本实施例中，路径规划模块为一种集成电路板，内部集成有偏角测量模块(如HMC5883L型偏角测量芯片)，障碍处理模块(如HC-SRO4型超声波芯片)，其和控制模块相配合(控制模块内集成有路径规划算法模型)，可测出待消毒场所内各个目标点相对于初始位置的偏角和距离，从而根据偏角以及相对距离规划出移动载体的行走路径，此过程全部由前述硬件电路实现，为目前常用的路径规划实现模块；同理，环境扫描模块实质为环境感知模块，其已经应用于各种汽车上的无人驾驶领域，为一种成熟的技术。
在本实施例中，举例5G窄带物联网通信模块可以但不限于采用V8811型NB-IoT通信芯片或Boudica 120型NB-IoT通信芯片；举例控制模块可以但不限于采用PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器。
另外，举例控制模块可以但不限于包括开关量输入接口以及模拟量输入接口，其中，所述开关量输入接口以及所述模拟量输入接口电连接所述5G窄带物联网通信模块，即将所述消毒装置的工作数据通过5G窄带物联网通信模块上传至所述云端服务器，从而实现消毒装置工作状态的实时监控；当然，也可直接上传至智能终端，并进行可视化展示，从而便于工作人员进行数据分析，以便对后续的工作进行指导。
在本实施例中，控制模块可以为实现前述功能的任何控制器，在此不限定为PLC控制器，应该理解的是，其不仅具体前述功能，还应具体自检和侦测功能，即对上下和其通信的系统侦测诊断、本机供电正常与否侦测、工作状态正常与否侦测、连接云端服务器成功与否侦测、与云端的5G数据通信正常与否侦测以及下发命令的握手信号正常收到与否侦测等，即具备信号采集、变换、处理、输出、保护、故障报警以及通讯等多种功能。
由此通过上述设计，本发明在保证消毒的全面性、环保性以及安全性的前提下，还可通过智能终端远程控制消毒装置，并使消毒装置根据规划的移动路径在待消毒场所内进行移动消毒，其相比于人工消毒，本装置的消毒效率更高、省时省力，且不存在人工的不负责行为，保证了消毒的彻底性。
参见图2，下述提供紫外线消毒机构以及等离子体消毒机构的其中一种具体结构：
首先，阐述紫外线消毒机构的具体结构：
在本实施例中，举例紫外线消毒机构可以但不限于包括：风机10、紫外线灯20以及紫外线消毒腔30(可以但不限于为一圆柱状的壳体)，其中，所述紫外线消毒腔30的两端分别设置有所述进气口以及所述出气口，所述风机10位于所述进气口处，且所述紫外线灯20安装在所述紫外线消毒腔30内；即利用风机10吸入空气，然后利用紫外线灯20发出紫外线光，对吸入的空气进行消毒，从而保证进入等离子消毒机构的空气没有细菌以及病毒，以保障后续输出的等离子射流中不存在细菌以及病毒。
在本实施例中，举例等离子体消毒机构可以但不限于包括：柱形状的壳体、轴流风机、加热器、滑动弧激励器阵列，其中，轴流风机设置于壳体的进气端口处，加热器设置于轴流风机的后方，用于加热紫外线消毒机构排出的空气，同时，在壳体内部还设置有与储水盒连通的雾化喷头，并在加热器的后方设置一雾化区(雾化喷头则设置在雾化区中)，用于将储水盒中的水进行雾化，并与热空气混合，变为水蒸气；最后，在雾化区的后方设置有与电源连接的滑动弧激励器阵列，用于将水蒸气变为等离子射流。
因此，本实施例所提供的等离子体消毒机构的原理为：在轴流风机的驱动下，经紫外线消毒机构消毒后的空气被吸入壳体中，经加热器进行加热，变为热空气，然后流入雾化区，而在热空气流经雾化区时，其内部的压力低于大气压，进而会在雾化区形成负压效应，致使储水盒中的水在负压作用下通过雾化喷头喷向雾化区，从而与热空气混合，被热空气加热为水蒸气，最后流向滑动弧激励器阵列，在其内部的高低压电极之间被电离成活性粒子，而这些活性粒子则组成等离子射流，随气流一起从出气端口一起喷出壳体，从而实现对物体表面的消毒。
等离子射流的消毒原理为：水蒸气被电离成OH-离子，而OH-离子具有非常高的活性，从而极易与病毒中的蛋白和核酸发生化学反应，进而摧毁病毒使其失活死亡，最终实现病毒的高效消杀。
另外，由于空气在经过紫外线消毒机构时，其含有的氧气在紫外线光的照射下，会分解为少量的臭氧，臭氧虽然有消毒杀菌的作用，但过多的臭氧会对人体产生危害，由此，本实施还在等离子体消毒机构的出气端口内设置有尾气净化机构，以便用于分解所述紫外线消毒机构产生的臭氧。
在本实施例中，举例尾气净化机构包括蜂窝铝板以及设置于所述蜂窝铝板上的纳米二氧化钛催化剂；其原理为：纳米二氧化钛催化剂在可见光或紫外线光的作用下具有氧化还原能力(可在出气端口内设置一紫外线灯)，可将臭氧分解为无害的二氧化碳和水，从而达到净化臭氧的目的，以进一步的提高消毒的安全性。
参见图1，本实施例第二方面在实施例第一方面的基础上，进行进一步的优化，提供装置更多的控制方式。
在本实施例中，举例移动载体上还设置有射频信号接收器以及控制面板，其中，所述控制模块通过所述射频信号接收器通信连接有射频遥控器，而操作面板则电连接控制模块；由此，可通过射频控制器以及操作面板控制消毒装置进行消毒作业，其控制方式多样，提高了使用的便捷性。
另外，本实施例还在移动载体上设置有人体感应模块，即所述控制模块电连接所述人体感应模块，从而实现人体自动感应，由此，即可确保消杀时的人员安全，从而进一步的提高了装置使用的安全性。
在本实施例中，举例人体感应模块可以但不限于采用：红外感应器。
在本实施例中，当整个消毒设备放置于机器小车上时，还可设置升降机构(如使用电动伸缩杆或液压杆)以及角度调节机构(其设置在升降机构的升降端上，而角度调节可利用步进电机带动整个消毒设备转动)，即消毒设备设置于角度调节机构上，而角度调节机构设置于升降机构上，由此，即可实现高度以及角度的调节，便于对各个物体进行消毒作业。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，包括：移动载体以及设置于所述移动载体上的消毒设备；
所述消毒设备包括紫外线消毒机构以及等离子体消毒机构，其中，所述紫外线消毒机构设置有进气口，且所述紫外线消毒机构的出气口与所述等离子体消毒机构的进气端口连通，所述等离子体消毒机构的出气端口作为消毒口，用于喷射等离子射流；
所述移动载体上还设置有控制模块、环境扫描模块、路径规划模块以及5G窄带物联网通信模块，其中，所述控制模块电连接所述5G窄带物联网通信模块，所述5G窄带物联网通信模块通过云端服务器通信连接有智能终端；
所述环境扫描模块电连接所述路径规划模块，将待消毒场所的环境数据传输至所述路径规划模块，得出移动路径；
所述路径规划模块电连接所述控制模块，所述控制模块还电连接紫外线消毒机构、等离子体消毒机构以及移动载体的受控端，用于控制所述移动载体根据所述移动路径在所述待消毒场所中移动，并启动所述紫外线消毒机构以及所述等离子体消毒机构，向待消毒场所喷射等离子射流。
2.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述移动载体上还设置有射频信号接收器，其中，所述控制模块通过所述射频信号接收器通信连接有射频遥控器。
3.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述移动载体上还设置有与所述控制模块电连接的操作面板。
4.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述移动载体上还设置有人体感应模块，其中，所述控制模块电连接所述人体感应模块。
5.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述紫外线消毒机构包括风机、紫外线灯以及紫外线消毒腔；
所述紫外线消毒腔的两端分别设置有所述进气口以及所述出气口，其中，所述风机位于所述进气口处，且所述紫外线灯安装在所述紫外线消毒腔内。
6.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述等离子体消毒机构的出气端口内还设置有尾气净化机构，其中，所述尾气净化机构用于分解所述紫外线消毒机构产生的臭氧。
7.如权利要求6所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述尾气净化机构包括蜂窝铝板以及设置于所述蜂窝铝板上的纳米二氧化钛催化剂。
8.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述控制模块包括开关量输入接口以及模拟量输入接口，其中，所述开关量输入接口以及所述模拟量输入接口电连接所述5G窄带物联网通信模块，将所述消毒装置的工作数据上传至所述云端服务器。
9.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述5G窄带物联网通信模块采用V8811型NB-IoT通信芯片或Boudica 120型NB-IoT通信芯片。
10.如权利要求1所述的一种基于5G技术的消毒装置，其特征在于，所述移动载体采用机器小车或行走机器人。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202111276207.8A CN113876976A (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于5g技术的消毒装置 |
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| CN (1) | CN113876976A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023173475A1 (zh) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 南京苏曼等离子工程研究院有限公司 | 低温等离子体融合紫外专用病原菌冠状病毒消杀技术装置 |
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2021
- 2021-10-29 CN CN202111276207.8A patent/CN113876976A/zh active Pending
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