CN115463231A - 一种飞机机舱消杀机器人及其工作方法 - Google Patents

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朱金才
姜博
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Abstract

本发明属于公共场所用消杀设备技术领域，其目的在于提供一种飞机机舱消杀机器人及其工作方法。本发明公开的飞机机舱消杀机器人包括机体、主控单元、伸缩臂、高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯；主控单元设置在机体内，伸缩臂、高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯均与主控单元通信连接；伸缩臂与机体连接，高能脉冲紫外灯设置在伸缩臂的外壁，且伸缩臂可在主控单元的控制箱沿靠近或远离机体的方向伸缩；其中，高压惰性气体放电组件用于在主控单元的控制下，激发高能脉冲紫外灯发出高能脉冲紫外光。本发明将紫外线与高压惰性放电技术结合，使紫外消杀的效率得以提升，同时可扩大杀菌波长，覆盖面更广，且对人体的安全性较高。

Description

一种飞机机舱消杀机器人及其工作方法
技术领域
本发明属于公共场所用消杀设备技术领域，具体涉及一种飞机机舱消杀机器人及其工作方法。
背景技术
飞机机舱属于密闭空间，通常人流量大，空气流动性差，空间窄小，且座椅、扶手、卫生间及地毯等处容易滋生细菌，使得飞机机舱极易成为污染源与传染源。为有效预防病毒在飞机机舱内的传播，有效切断传播途径，通常需要在飞机落地后对飞机机舱进行全面消杀。目前，飞机机舱的消杀主要有以下两种方式：
a.紫外线消毒；具体地，紫外线消毒是较为常见的一种消杀方法，在进行紫外线消毒过程中，利用适当波长的紫外线能够破坏微生物中的DNA或RNA结构，造成生长性细胞死亡和/或再生性细胞死亡，从而达到对飞机机舱的杀菌消毒效果；
b.臭氧消毒；具体地，臭氧能氧化分解细菌内葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡，同时可以与细菌、病毒作用，破坏其细胞器、DNA和RNA结构，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡，并且能透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
紫外线消毒难以处理孢子、孢囊和病毒等，并且紫外线没有持续消毒的能力，还可能存在微生物的光复活问题，进行紫外线消毒过程中，存在照射的阴影区，对大型公共场所来说，不易在整个空间内均匀辐射，导致消毒效果较差。而臭氧本身活性较强，较易分解，但是消毒后残留的臭氧对人体呼吸道有一定危害，并且相对湿度较低时，消毒效果受到较大影响，单独进行臭氧消毒所需时间较长。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种飞机机舱消杀机器人及其工作方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种飞机机舱消杀机器人，包括机体、主控单元、伸缩臂、高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯；所述主控单元设置在机体内，所述伸缩臂、高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯均与所述主控单元通信连接；所述伸缩臂与机体连接，所述高能脉冲紫外灯设置在伸缩臂的外壁，且所述伸缩臂可在主控单元的控制箱沿靠近或远离所述机体的方向伸缩；其中，所述高压惰性气体放电组件用于在所述主控单元的控制下，激发所述高能脉冲紫外灯发出高能脉冲紫外光。
本发明将紫外线与高压惰性放电技术结合，使紫外消杀的效率得以提升，同时可扩大杀菌波长，覆盖面更广，使消杀效果更好，效率更高，且相对臭氧杀毒而言，对人体安全性较高。具体地，本发明在实施过程中，主控单元可驱动伸缩臂向远离机体的方向伸展，并驱动高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯运行，高压惰性气体放电组件用于在所述主控单元的控制下，可激发所述高能脉冲紫外灯发出高能脉冲紫外光，进而可实现对飞机机舱内空间的无死角消杀，由于通过高压惰性气体放电组件，可使高能脉冲紫外灯发射出高能紫外能量，提升了高能脉冲紫外灯的消杀效率，杀菌效果更好。
在一个可能的设计中，所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元，所述视觉识别单元与所述主控单元通信连接；其中，
所述视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元，以便于所述主控单元驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件和/或所述高能脉冲紫外灯动作。
在一个可能的设计中，所述伸缩臂沿所述机体的中轴方向对称设置有两组，每组伸缩臂设置有三个，且三个伸缩臂沿所述机体的中轴方向间隔设置。
在一个可能的设计中，所述高能脉冲紫外灯配合一伸缩臂设置有两组，两组高能脉冲紫外灯分别设置在该伸缩臂的上下两侧。
在一个可能的设计中，所述飞机机舱消杀机器人还包括移动组件，所述移动组件设置在所述机体的底部，所述移动组件与所述主控单元通信连接，用于带动所述机体移动。
在一个可能的设计中，所述移动组件包括移动轮和移动驱动单元，所述移动驱动单元的固定端与机体连接，所述移动驱动单元的输出端与所述移动轮连接。
在一个可能的设计中，所述主控单元采用STM32F103ZET6型单片机及其外围电路。
在一个可能的设计中，所述伸缩臂包括伸缩驱动单元和伸缩杆，所述伸缩驱动单元的固定端与机体连接，所述伸缩驱动单元的输出端与所述伸缩杆连接。
在一个可能的设计中，所述伸缩臂还包括隔离单元和伸缩驱动接口，所述隔离单元的受控端与所述主控单元连接，所述隔离单元的输出端通过所述伸缩驱动接口与所述伸缩驱动单元连接。
在一个可能的设计中，主控单元、伸缩臂、高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯均由供电单元供电，所述供电单元包括依次与7.2V供电电源电连接的AZ1084型低压差线性稳压器、 IB0505LS型隔离电源模块和LM117型低压差电压调节器。
第二方面，提供了一种如上述任一种飞机机舱消杀机器人的工作方法，所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元和移动组件，所述视觉识别单元和移动组件均与所述主控单元通信连接；所述工作方法基于所述主控单元执行，包括：
获取消杀行进方案，并根据所述消杀行进方案驱动移动组件带动机体在飞机机舱内移动；
驱动伸缩臂向远离机体的方向伸展，并驱动高压惰性气体放电组件和高能脉冲紫外灯运行，以便于高压惰性气体放电组件激发所述高能脉冲紫外灯发出高能脉冲紫外光；
实时获取视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元，以便于所述主控单元驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件和/或所述高能脉冲紫外灯动作。
第三方面，提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序指令；以及，
处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如上述任一项所述的飞机机舱消杀机器人的工作方法的操作。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的计算机程序指令，所述计算机程序指令被配置为运行时执行如上述任一项所述的飞机机舱消杀机器人的工作方法的操作。
附图说明
图1是实施例1中飞机机舱消杀机器人的结构示意图；
图2是实施例1中主控单元的电路原理图；
图3是实施例1中隔离单元和伸缩驱动接口的电路原理图；
图4是实施例1中供电单元的电路原理图；
图5是实施例1中控制按键的电路原理图；
图6是实施例1中通信模块的电路原理图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例1：
本实施例第一方面提供了一种飞机机舱消杀机器人，如图1所示，包括机体1、主控单元 2、伸缩臂、高压惰性气体放电组件3和高能脉冲紫外灯4；所述主控单元2设置在机体1内，所述伸缩臂、高压惰性气体放电组件3和高能脉冲紫外灯4均与所述主控单元2通信连接；所述伸缩臂与机体1连接，所述高能脉冲紫外灯4设置在伸缩臂的外壁，且所述伸缩臂可在主控单元2的控制箱沿靠近或远离所述机体1的方向伸缩；其中，所述高压惰性气体放电组件3 用于在所述主控单元2的控制下，激发所述高能脉冲紫外灯4发出高能脉冲紫外光。
在本实施例对飞机机舱进行消杀前，应当保证机舱内无人，清理机舱内异物，同时确保飞机机舱消杀机器人顺利通过飞机机舱的过道并能够正常运行。
需要说明的是，本实施例中，通过高压惰性气体放电组件3，可使高能脉冲紫外灯4发射出高达kW/cm2的紫外能量，具体地，本实施例中，高能脉冲紫外灯4强度可高达16060mW/cm2，同等条件下是汞灯的10000倍以上。同时，本实施例中的高能脉冲紫外灯4的激发时间为数百微秒，相比普通连续低压汞灯长达数十秒钟的激发时间，一方面可以即开即用，不需要预热，有利于在需要快速响应的场合应用；另一方面工作过程中不产生辐照热量，不改变环境温度；同等条件下，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、新冠病毒的消杀效率为秒级(5-60s)；高能脉冲紫外技术同时辐射多个有效紫外波段(200-280nm)，具备广谱杀菌的作用。
本实施例中的高能脉冲紫外灯4采用高能脉冲紫外氙灯，具体地，高能脉冲紫外氙灯发射的紫外线具备宽光谱和高强的特性，具体地，宽光谱主要体现在紫外光的多波段，在200～280nm 波长范围内的紫外光称为UVC，在280～315nm波长范围内的紫外光称为UVB，在315～400nm波长范围内的紫外光称为UVA，其中主要起到消杀功能的紫外光为200～280nm波长的UVC。UVC 波段的辐照强度为16060mW/cm2，也就是16W/cm2，而传统的汞灯国家规定的杀菌辐照度仅为 90uW/cm2，高强脉冲紫外氙灯的辐照强度远高于传统汞灯的辐照强度。另外，高能脉冲紫外氙灯从工业化应用的角度考虑，与传统汞灯、LED灯等相比较，在光辐射产生波段与光辐射强度方面都具有强大优势，也是最接近现代工业化的产品，在国际限汞的形势下，其优势则更加突出。
本实施例中，所述高能脉冲紫外灯4的腔体中填充有惰性气体，高压惰性气体放电组件3 包括电离电极，电离电极与高压射频电源相连，电离电极在主控单元2的控制下运行，高能脉冲紫外灯4的腔体内的惰性气体被电离电极电离击穿后，可发出特定波长的光，进而可扩大高能脉冲紫外灯4生成的紫外线的波长。
本实施例将紫外线与高压惰性放电技术结合，使紫外消杀的效率得以提升，同时可扩大杀菌波长，覆盖面更广，使消杀效果更好，效率更高，且相对臭氧杀毒而言，对人体安全性较高。具体地，本实施例在实施过程中，主控单元2可驱动伸缩臂向远离机体1的方向伸展，并驱动高压惰性气体放电组件3和高能脉冲紫外灯4运行，高压惰性气体放电组件3用于在所述主控单元2的控制下，可激发所述高能脉冲紫外灯4发出高能脉冲紫外光，进而可实现对飞机机舱内空间的无死角消杀，由于通过高压惰性气体放电组件3，可使高能脉冲紫外灯4发射出高能紫外能量，提升了高能脉冲紫外灯4的消杀效率，杀菌效果更好。
本实施例中，所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元，所述视觉识别单元与所述主控单元2通信连接；其中，
所述视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元 2，以便于所述主控单元2驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件3和/或所述高能脉冲紫外灯4动作，进而确保飞机机舱消杀机器人运行过程中，高能脉冲紫外灯4完全照射到机舱内的全部空间，同时便于机体1进行避障等操作。
本实施例中，所述伸缩臂沿所述机体1的中轴方向对称设置有两组，每组伸缩臂设置有三个，且三个伸缩臂沿所述机体1的中轴方向间隔设置。需要说明的是，伸缩臂沿所述机体1 的中轴方向对称设置有两组，适用于飞机机舱使用，在飞机机舱消杀机器人进行消杀过程中，机体1可在过道内移动，两组伸缩臂可分别就飞机机舱内两侧的座位进行消杀，与飞机机舱的适应性好；此外，每组伸缩臂设置有三个，适用于对座位底部、座位上部以及座位与行李架之间的间隙三处进行消杀，消杀效果佳。
本实施例中，所述高能脉冲紫外灯4配合一伸缩臂设置有两组，两组高能脉冲紫外灯4 分别设置在该伸缩臂的上下两侧。本实施例中，每组高能脉冲紫外灯4的数量由伸缩臂的长度而定，如，当伸缩臂设置为两节时，每组高能脉冲紫外灯4设置有两个，两个高能脉冲紫外灯 4分别设置在该伸缩臂的两节子伸缩臂上。
本实施例中，所述飞机机舱消杀机器人还包括移动组件，所述移动组件设置在所述机体1 的底部，所述移动组件与所述主控单元2通信连接，用于带动所述机体1移动。本实施例中，所述移动组件包括移动轮6和移动驱动单元，所述移动驱动单元的固定端与机体1连接，所述移动驱动单元的输出端与所述移动轮6连接，以便带动所述移动轮6转动，由此实现机体1 在飞机机舱内的移动。
如图2所示，所述主控单元2采用STM32F103ZET6型单片机U1及其外围电路。具体地，本实施例中，外围电路包括但不仅限于为与单片机电连接的烧录接口及复位模块等，此处不予赘述。
本实施例中，所述伸缩臂包括伸缩驱动单元和伸缩杆5，所述伸缩驱动单元的固定端与机体1连接，所述伸缩驱动单元的输出端与所述伸缩杆5连接。
如图3所示，所述伸缩臂还包括隔离单元和伸缩驱动接口，所述隔离单元的受控端与所述主控单元2连接，所述隔离单元的输出端通过所述伸缩驱动接口与所述伸缩驱动单元连接。
具体地，本实施例中，隔离单元采用P117型光耦，光耦的发光二极管的阳极电连接供电单元，光耦的发光二极管的阴极通过一电阻与主控单元2电连接，光耦的三极管的集电极通过另一电阻与伸缩驱动接口连接，光耦的三极管的发射极接地。
应当理解的是，主控单元2、伸缩臂、高压惰性气体放电组件3和高能脉冲紫外灯4等模块均由供电单元供电。如图4所示，本实施例中，供电单元包括依次与7.2V供电电源电连接的AZ1084型低压差线性稳压器D1、IB0505LS型隔离电源模块D3和LM117型低压差电压调节器D2，其中，AZ1084型低压差线性稳压器D1输出5V电压，低压差电压调节器D2输出3.3V电压，以便于向单片机供电，隔离电源模块D3可用于对低压差线性稳压器D1输出的电压进行稳压。
本实施例中，用户可基于图5中的控制按键手动对控制机器人的周期性运动及消杀动作，其中，控制按键S1的1-4引脚均与主控单元2的通信引脚电连接；此外，高压惰性气体放电组件3可通过图6中的通信模块的接口J1或J2与主控单元2电连接，由此实现主控单元2 与高压惰性气体放电组件3之间的通信。
实施例2：
本实施例提供一种实施例1中飞机机舱消杀机器人的工作方法，所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元和移动组件，所述视觉识别单元和移动组件均与所述主控单元2通信连接；所述工作方法基于所述主控单元2执行，包括：
获取消杀行进方案，并根据所述消杀行进方案驱动移动组件带动机体1在飞机机舱内移动；
驱动伸缩臂向远离机体1的方向伸展，并驱动高压惰性气体放电组件3和高能脉冲紫外灯 4运行，以便于高压惰性气体放电组件3激发所述高能脉冲紫外灯4发出高能脉冲紫外光；本实施例中，伸缩臂在飞机机舱内每一排的座位间隙处停留10s，以实现充分杀菌。
实时获取视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元2，以便于所述主控单元2驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件3和/或所述高能脉冲紫外灯4动作。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例公开了一种电子设备，该设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。电子设备可能被称为用于终端、便携式终端、台式终端等，如图 3所示，电子设备包括：
存储器，用于存储计算机程序指令；以及，
处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如实施例1中任一所述的飞机机舱消杀机器人的工作方法的操作。
实施例4：
在实施例2至3任一项实施例的基础上，本实施例公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的计算机程序指令，所述计算机程序指令被配置为运行时执行如实施例1 所述的飞机机舱消杀机器人的工作方法的操作。
需要说明的是，所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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 (8)

1.一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：包括机体(1)、主控单元(2)、伸缩臂、高压惰性气体放电组件(3)和高能脉冲紫外灯(4)；所述主控单元(2)设置在机体(1)内，所述伸缩臂、高压惰性气体放电组件(3)和高能脉冲紫外灯(4)均与所述主控单元(2)通信连接；所述伸缩臂与机体(1)连接，所述高能脉冲紫外灯(4)设置在伸缩臂的外壁，且所述伸缩臂可在主控单元(2)的控制箱沿靠近或远离所述机体(1)的方向伸缩；其中，所述高压惰性气体放电组件(3)用于在所述主控单元(2)的控制下，激发所述高能脉冲紫外灯(4)发出高能脉冲紫外光。
2.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元，所述视觉识别单元与所述主控单元(2)通信连接；其中，
所述视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元(2)，以便于所述主控单元(2)驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件(3)和/或所述高能脉冲紫外灯(4)动作。
3.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述伸缩臂沿所述机体(1)的中轴方向对称设置有两组，每组伸缩臂设置有三个，且三个伸缩臂沿所述机体(1)的中轴方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述高能脉冲紫外灯(4)配合一伸缩臂设置有两组，两组高能脉冲紫外灯(4)分别设置在该伸缩臂的上下两侧。
5.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述飞机机舱消杀机器人还包括移动组件，所述移动组件设置在所述机体(1)的底部，所述移动组件与所述主控单元(2)通信连接，用于带动所述机体(1)移动。
6.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述主控单元(2)采用STM32F103ZET6型单片机及其外围电路。
7.根据权利要求1所述的一种飞机机舱消杀机器人，其特征在于：所述伸缩臂包括伸缩驱动单元和伸缩杆(5)，所述伸缩驱动单元的固定端与机体(1)连接，所述伸缩驱动单元的输出端与所述伸缩杆(5)连接。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的飞机机舱消杀机器人的工作方法，其特征在于：所述飞机机舱消杀机器人还包括视觉识别单元和移动组件，所述视觉识别单元和移动组件均与所述主控单元(2)通信连接；所述工作方法基于所述主控单元(2)执行，包括：
获取消杀行进方案，并根据所述消杀行进方案驱动移动组件带动机体(1)在飞机机舱内移动；
驱动伸缩臂向远离机体(1)的方向伸展，并驱动高压惰性气体放电组件(3)和高能脉冲紫外灯(4)运行，以便于高压惰性气体放电组件(3)激发所述高能脉冲紫外灯(4)发出高能脉冲紫外光；
实时获取视觉识别单元用于采集环境视觉数据，并将所述环境视觉数据发送至所述主控单元(2)，以便于所述主控单元(2)驱动所述伸缩臂、所述高压惰性气体放电组件(3)和/或所述高能脉冲紫外灯(4)动作。
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