CN113952483A - 一种小型可展开式的多功能无人消毒车及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种小型可展开式的多功能无人消毒车及其使用方法，执行消毒作业时；以紫外线出光面伸缩来改变紫外线照射面积，并在紫外线出光面伸缩时改变紫外线灯管的姿态，使紫外线照射角度随紫外线照射面积的变化而改变；所述无人消毒车包括电机和控制模块，所述无人消毒车呈筒形，其筒形中部为可竖向伸缩的紫外线照射模块；紫外线照射模块的周沿处设有安装有紫外线灯管的多个紫外线灯座；紫外线灯管的紫外线从紫外线照射模块的侧面部位处出射；所述紫外线灯管与水平面的夹角随紫外线照射模块的伸缩而改变；本发明包含定时和远程控制等功能，具有结构紧凑、操作方便、稳定性和工作效率高，可广泛应用学校、医院、家庭等场所的小型空间的消毒工作。
Description
技术领域
本发明涉及无人车技术领域，尤其是一种小型可展开式的多功能无人消毒车及其使用方法。
背景技术
新冠疫情爆发以来,防疫设施空前紧张,为了迅速控制新型冠状病毒疫情扩散，全国迅速开展疫情防控消毒消杀等活动。但传统消毒方式不仅工作量大,而且使得医护人员工作压力及风险高居不下,还具有交叉感染的风险，因此，开发无人自动消毒车对防疫工作具有重要意义。对于生活中学校、医院、家庭等场所的小型空间，大型消毒设备消毒困难，人工消毒难免会留下消毒死角，极易滋生细菌携带病毒，且费时费力，为此设计小型无人消毒车，解决小型空间中的无人消毒工作。
现有的对于小型空间的消毒方式大致可以分为以下几种：消毒剂消毒、紫外线消毒、酒精消毒、臭氧消毒、静电消毒等。其中，酒精消毒可能造成火灾，臭氧消毒可能会对人的呼吸粘膜造成损伤，静电消毒并不能有效杀灭细菌病毒，且维护成本很高，因此一般采用消毒剂消毒或者紫外线消毒的方式。现有的消毒液消毒设备一般采用人工操作或者机器自动喷洒，人工喷洒浪费时间人力物力，且难以喷洒均匀，而机器喷洒占地面积大，且自动化程度较低；现有紫外线消毒设备一般需要布置在墙壁等固定位置才能完成照射消毒，难以实现均匀照射到空间所有角落，消除死角，且采用紫外线消毒时会对人体皮肤等造成损害；现有消毒车大部分采用人工推车、驾车的方式，没有远程操控，且体积大，重量大，难以在复杂的小型空间内自由行走；现有消毒设备大多采用单一消毒方式消毒，消毒效率低，且可能会造成消毒不彻底。
当前市场上缺少针对学校、医院、家庭等场所的小型空间的小型多功能无人消毒车，而且消毒车消毒不均匀且难以消除消毒死角，自动化程度低，消毒效率低以及难以在复杂的小型空间内自由移动的问题，需要解决。
发明内容
本发明提出一种小型可展开式的多功能无人消毒车及其使用方法，采用可展开式结构，能最大程度上减小消毒车的体积和重量，并实现其在小型空间的自由移动。
本发明采用以下技术方案。
一种小型可展开式的多功能无人消毒车的使用方法，所述无人消毒车执行紫外线消毒作业时；以紫外线出光面的伸缩来改变紫外线照射面积，并在紫外线出光面伸缩时改变紫外线灯管的姿态，使紫外线照射角度随紫外线照射面积的变化而改变。
一种小型可展开式的多功能无人消毒车，所述无人消毒车包括电机（26）和控制模块（5），所述无人消毒车呈筒形，其筒形中部为可竖向伸缩的紫外线照射模块；紫外线照射模块的周沿处设有安装有紫外线灯管（12）的多个紫外线灯座（11）；紫外线灯管的紫外线从紫外线照射模块的侧面部位处出射；所述紫外线灯管与水平面的夹角随紫外线照射模块的伸缩而改变。
所述紫外线灯管为UVC紫外线灯管；所述无人消毒车通过步进电机驱动紫外线照射模块中部的丝杆伸缩节（8）以使紫外线照射模块伸缩；所述紫外线灯座设于紫外线照射模块的上端面（3）周沿和下端面周沿处，上端面紫外线灯座与其正下方的下端面紫外线灯座形成灯座组，每个灯座组内，上部紫外线灯座的底部与下部紫外线灯座顶部通过铰链铰接，形成灯管折叠结构。
当紫外线照射模块收缩，使其上端面贴近下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面缩小，各灯座组的灯管折叠结构向内折叠，使紫外线灯管姿态趋向水平以利于收纳，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变；
当紫外线照射模块伸展，使其上端面远离下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面扩大，各灯座组内的灯管折叠结构展开，使紫外线灯管趋向竖立，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变，形成周向照射。
所述无人消毒车包括消毒液喷洒模块；所述消毒液喷洒模块包括安装有红外热成像传感器（35）、光电传感器（36）和雾化喷头（37）的喷头架（23）；所述控制模块通过步进电机（26）经传动机构调整喷头架的姿态，并通过红外热成像传感器、对无人消毒车的消毒区域进行活体检测，通过光电传感器识别消毒区域内的障碍物；
在无人消毒车行驶时，控制模块根据光电传感器的障碍物识别结果，对紫外线照射模块的竖向高度进行伸缩调节，改变无人消毒车的车体高度以避让行驶路线上的障碍物。
当控制模块通过红外热成像传感器在无人消毒车当前的消毒区域内检测到活体时，无人消毒车发出警报声。
所述控制模块与无人消毒车的驱动模块相连，根据识别出的消毒区域内的障碍物来规划无人消毒车的行驶路线；
所述驱动模块设于无人车下部，包括为消毒车提供移动动力的两个驱动轮（34），两个驱动轮分别由两个驱动电机（33）驱动；所述驱动模块前部还设有用于移动转向的万向轮（28）；
所述无人消毒车还包括总开关（32）和可充电的锂电池（29）；当总开关被触发后，所述锂电池为无人消毒车供电。
所述紫外线照射模块的丝杆处包括离合器（4），当离合器与步进电机输出端处的锥齿轮组（27）相连时，电机驱动丝杆。
所述消毒液喷洒模块还包括消毒液容器（9）、水泵（2）、与喷头架相连的摆动机构和与喷头架相连的蜗杆齿轮机构；所述电机经蜗杆齿轮机构中的蜗杆驱动喷头架处的喷头转轴（16），使雾化喷头周向旋转；所述电机经蜗杆齿轮机构中的齿轮驱动喷头架处的短摆杆（19）和长摆杆（17），使雾化喷头周期性往复摆动；
所述水泵与消毒液容器、雾化喷头相连，当执行消毒液喷洒作业时，水泵把消毒液容器内的消毒液输送至雾化喷头，雾化喷头把消毒液雾化后弥散喷出。
所述无人消毒车还包括用于启动定时作业的定时模块，还包括可接收远程遥控指令的远程控制模块。
本发明包含定时和远程控制等功能，具有结构紧凑、操作方便、稳定性和工作效率高，可广泛应用学校、医院、家庭等场所的小型空间的消毒工作。
本发明的主要特色和优点如下；
1、本发明可实现紫外线照射和消毒液喷洒两种消毒功能同时完成消毒，可提高消毒效率；
2、本发明采用可展开式的折叠升降机构实现UVC紫外线照射消毒，可节省空间，改变照射角度，增大紫外线消毒面积；
3、本发明采用旋转摆动机构实现消毒液喷洒模块中喷头的自动旋转及往复摆动，将消毒液以雾化弥散的方式均匀喷洒，可节省消毒液，消除消毒死角；
4、本发明为一体化设计的消毒装置，通过可充电锂电池供电，无需外接电源，内置水泵及消毒液容器，无需外接消毒液输送管，减少对消毒车移动的干涉，并且能够同时完成紫外线照射及消毒液喷洒的消毒工作，从而增强了消毒车的工作效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明所述无人消毒车的示意图（紫外线照射模块未展开时的状态）；
附图2是本发明所述无人消毒车的另一示意图（紫外线照射模块展开时的状态）；
附图3是本发明所述无人消毒车的内部示意图；
附图4是本发明所述无人消毒车的等轴测示意图；
附图5是本发明所述消毒液喷洒模块的等轴测示意图；
附图6是驱动模块的示意图；
附图7是喷头架的正面示意图；
图中：Ⅰ-消毒液喷洒模块；Ⅱ-紫外线照射模块；Ⅲ-驱动模块；
1-消毒液出液管；2-水泵；3-紫外线照射模块的上端面；4-离合器；5-控制模块；6-上机盖；7-上机壳；8-丝杆；9-消毒液容器；10-出液口；11-紫外线灯座；12-紫外线灯管；13-补液口；14-紫外线照射模块的下端面；15-下机壳；16-喷头转轴；17-长摆杆；18-喷头支座；19-短摆杆；20-直齿圆柱齿轮；21-齿轮座；22 蜗杆；23-喷头架；24-直齿轮组；25-锥齿轮；26-步进电机；27-锥齿轮组；28-万向轮；29-锂电池；30-底座；31-驱动轮盖；32-总开关；33-驱动电机；34-驱动轮；35-红外热成像传感器；36-光电传感器；37-雾化喷头。
具体实施方式
如图所示，一种小型可展开式的多功能无人消毒车的使用方法，所述无人消毒车执行紫外线消毒作业时；以紫外线出光面的伸缩来改变紫外线照射面积，并在紫外线出光面伸缩时改变紫外线灯管的姿态，使紫外线照射角度随紫外线照射面积的变化而改变。
一种小型可展开式的多功能无人消毒车，所述无人消毒车包括电机26和控制模块5，所述无人消毒车呈筒形，其筒形中部为可竖向伸缩的紫外线照射模块Ⅱ；紫外线照射模块的周沿处设有安装有紫外线灯管12的多个紫外线灯座11；紫外线灯管的紫外线从紫外线照射模块的侧面部位处出射；所述紫外线灯管与水平面的夹角随紫外线照射模块的伸缩而改变。
控制模块主体设置于车体上部的上机壳7内。
所述紫外线灯管为UVC紫外线灯管；所述无人消毒车通过步进电机驱动紫外线照射模块中部的丝杆伸缩节8以使紫外线照射模块伸缩；所述紫外线灯座设于紫外线照射模块的上端面3周沿和下端面周沿处，上端面紫外线灯座与其正下方的下端面紫外线灯座形成灯座组，每个灯座组内，上部紫外线灯座的底部与下部紫外线灯座顶部通过铰链铰接，形成灯管折叠结构。
当紫外线照射模块收缩，使其上端面贴近下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面缩小，各灯座组的灯管折叠结构向内折叠，使紫外线灯管姿态趋向水平以利于收纳，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变；
当紫外线照射模块伸展，使其上端面远离下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面扩大，各灯座组内的灯管折叠结构展开，使紫外线灯管趋向竖立，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变，形成周向照射。
所述无人消毒车包括消毒液喷洒模块Ⅰ；所述消毒液喷洒模块包括安装有红外热成像传感器35、光电传感器36和雾化喷头37的喷头架23；所述控制模块通过步进电机26经传动机构调整喷头架的姿态，并通过红外热成像传感器、对无人消毒车的消毒区域进行活体检测，通过光电传感器识别消毒区域内的障碍物；
在无人消毒车行驶时，控制模块根据光电传感器的障碍物识别结果，对紫外线照射模块的竖向高度进行伸缩调节，改变无人消毒车的车体高度以避让行驶路线上的障碍物。
当控制模块通过红外热成像传感器在无人消毒车当前的消毒区域内检测到活体时，无人消毒车发出警报声。
所述控制模块与无人消毒车的驱动模块Ⅲ相连，根据识别出的消毒区域内的障碍物来规划无人消毒车的行驶路线；
所述驱动模块设于无人车下部，包括为消毒车提供移动动力的两个驱动轮34，两个驱动轮分别由两个驱动电机33驱动；所述驱动模块前部还设有用于移动转向的万向轮28；
所述无人消毒车还包括总开关32和可充电的锂电池29；当总开关被触发后，所述锂电池为无人消毒车供电。
所述紫外线照射模块的丝杆处包括离合器4，当离合器与步进电机输出端处的锥齿轮组27相连时，电机驱动丝杆。
所述消毒液喷洒模块还包括消毒液容器9、水泵2、与喷头架相连的摆动机构和与喷头架相连的蜗杆齿轮机构；所述电机经蜗杆齿轮机构中的蜗杆驱动喷头架处的喷头转轴16，使雾化喷头周向旋转；所述电机经蜗杆齿轮机构中的齿轮驱动喷头架处的短摆杆19和长摆杆17，使雾化喷头周期性往复摆动；
所述水泵与消毒液容器、雾化喷头相连，当执行消毒液喷洒作业时，水泵把消毒液容器内的消毒液输送至雾化喷头，雾化喷头把消毒液雾化后弥散喷出。
所述无人消毒车还包括用于启动定时作业的定时模块，还包括可接收远程遥控指令的远程控制模块。
本例中，消毒液容器的补液口设于紫外线照射模块的下端面处，当消毒车处于未工作状态时，在此状态下消毒车整体为圆柱状，紫外线照射模块Ⅱ可完全收进机体内，可最大程度上节省空间，同时补液口也收纳于机体内，能有效避免药液挥发。
本例中，控制模块的控制板（可选用触控屏）设于上机盖处，可用于工作模式选择、工作状态查看或者工作定时等功能。
当进入工作状态后，首先紫外线照射模块Ⅱ中的丝杆伸缩节8的丝杆得到来自步进电机26（消毒液喷洒模块）的动力，使其伸长，将连接在紫外线照射模块的上端面和下端面之间的四组紫外线灯座11展开，同时开启UVC紫外线灯管12，开始周向紫外线照射消毒。
紫外线消毒过程中，消毒车可根据消毒区域内的障碍物自动使丝杆伸缩节8（紫外线照射模块）伸长或缩短，使紫外线灯座11展开或折叠，从而改变UVC紫外线灯管12的照射角度。在此过程中，由离合器4（紫外线照射模块）控制丝杆伸缩节8中丝杆与步进电机（消毒液喷洒模块）中输出端的锥齿轮组27（消毒液喷洒模块）的连接与分离。
本例中，消毒液喷洒模块Ⅰ由步进电机26提供动力，将动力传递至锥齿轮25，驱动蜗杆22转动以带动喷头架23周向旋转，并且驱动直齿圆柱齿轮20转动，进而带动直齿轮组24，使长摆杆17和短摆杆19组成的摆动机构带动喷头架23进行周期性的往复摆动，实现雾化喷头37的周期性旋转摆动运动。水泵2（消毒液喷洒模块）从消毒液容器9中为雾化喷头37提供消毒液，然后将消毒液雾化后弥散喷出，从而完成消毒液喷洒工作。消毒液容器9的内部设有容量传感器，通过实时检测容器内的消毒液余量，当消毒液耗尽后，控制消毒车停止消毒工作以补充消毒液。此外，还可以通过控制板进行消毒车的工作定时，定时结束后，消毒车停止工作并退到指定位置并闭电源，进行下一次的工作准备。
本例中，喷头架23中包含雾化喷头37以及用于活体检测的红外热成像传感器35以及用于障碍检测的光电传感器36，喷头架23通过喷头转轴16以及喷头支座18连接到消毒车主体。
Claims (10)
1.一种小型可展开式的多功能无人消毒车的使用方法，其特征在于：所述无人消毒车执行紫外线消毒作业时；以紫外线出光面的伸缩来改变紫外线照射面积，并在紫外线出光面伸缩时改变紫外线灯管的姿态，使紫外线照射角度随紫外线照射面积的变化而改变。
2.一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述无人消毒车包括电机（26）和控制模块（5），所述无人消毒车呈筒形，其筒形中部为可竖向伸缩的紫外线照射模块；紫外线照射模块的周沿处设有安装有紫外线灯管（12）的多个紫外线灯座（11）；紫外线灯管的紫外线从紫外线照射模块的侧面部位处出射；所述紫外线灯管与水平面的夹角随紫外线照射模块的伸缩而改变。
3.根据权利要求2所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述紫外线灯管为UVC紫外线灯管；所述无人消毒车通过步进电机驱动紫外线照射模块中部的丝杆伸缩节（8）以使紫外线照射模块伸缩；所述紫外线灯座设于紫外线照射模块的上端面周沿和下端面周沿处，上端面紫外线灯座与其正下方的下端面紫外线灯座形成灯座组，每个灯座组内，上部紫外线灯座的底部与下部紫外线灯座顶部通过铰链铰接，形成灯管折叠结构。
4.根据权利要求3所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：当紫外线照射模块收缩，使其上端面贴近下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面缩小，各灯座组的灯管折叠结构向内折叠，使紫外线灯管姿态趋向水平以利于收纳，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变；
当紫外线照射模块伸展，使其上端面远离下端面时，紫外线照射模块的紫外线出光面扩大，各灯座组内的灯管折叠结构展开，使紫外线灯管趋向竖立，紫外线照射模块的紫外线照射角度发生改变，形成周向照射。
5.根据权利要求2所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述无人消毒车包括消毒液喷洒模块；所述消毒液喷洒模块包括安装有红外热成像传感器（35）、光电传感器（36）和雾化喷头（37）的喷头架（23）；所述控制模块通过步进电机（26）经传动机构调整喷头架的姿态，并通过红外热成像传感器、对无人消毒车的消毒区域进行活体检测，通过光电传感器识别消毒区域内的障碍物；
在无人消毒车行驶时，控制模块根据光电传感器的障碍物识别结果，对紫外线照射模块的竖向高度进行伸缩调节，改变无人消毒车的车体高度以避让行驶路线上的障碍物。
6.根据权利要求5所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：当控制模块通过红外热成像传感器在无人消毒车当前的消毒区域内检测到活体时，无人消毒车发出警报声。
7.根据权利要求5所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述控制模块与无人消毒车的驱动模块相连，根据识别出的消毒区域内的障碍物来规划无人消毒车的行驶路线；
所述驱动模块设于无人车下部，包括为消毒车提供移动动力的两个驱动轮（34），两个驱动轮分别由两个驱动电机（33）驱动；所述驱动模块前部还设有用于移动转向的万向轮（28）；
所述无人消毒车还包括总开关（32）和可充电的锂电池（29）；当总开关被触发后，所述锂电池为无人消毒车供电。
8.根据权利要求5所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述紫外线照射模块的丝杆处包括离合器（4），当离合器与步进电机输出端处的锥齿轮组（27）相连时，电机驱动丝杆。
9.根据权利要求5所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述消毒液喷洒模块还包括消毒液容器（9）、水泵（2）、与喷头架相连的摆动机构和与喷头架相连的蜗杆齿轮机构；所述电机经蜗杆齿轮机构中的蜗杆驱动喷头架处的喷头转轴（16），使雾化喷头周向旋转；所述电机经蜗杆齿轮机构中的齿轮驱动喷头架处的短摆杆（19）和长摆杆（17），使雾化喷头周期性往复摆动；
所述水泵与消毒液容器、雾化喷头相连，当执行消毒液喷洒作业时，水泵把消毒液容器内的消毒液输送至雾化喷头，雾化喷头把消毒液雾化后弥散喷出。
10.根据权利要求2所述的一种小型可展开式的多功能无人消毒车，其特征在于：所述无人消毒车还包括用于启动定时作业的定时模块，还包括可接收远程遥控指令的远程控制模块。
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