CN218058010U - 一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置，其包括光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块、输入/输出模块和供能电源，所述的光电检测模块包括若干激光发射头和若干光敏接收头，若干激光发射头和若干光敏接收头数量、位置互相对应，所述的超声波雾化模块的出雾口朝向激光发射头和若干光敏接收头之间的光电检测区，所述的主控模块分别与光电检测模块、超声波雾化模块和输入/输出模块电连接，输入/输出模块与光电检测模块电连接，本实用新型操作直观，激光束穿过超声波雾化模块产生的雾化液滴时会更加清晰的显现出来，便于使用者输入，操作体验佳，雾化液滴也具有空气加湿、消毒的功效。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子输入设备技术领域，尤其涉及一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置。
背景技术
按键/键盘是人机交互最常用的输入设备，具有简单、易用、可靠的优点，由于需要依靠人体触碰才能实现键值的输入，在公共场合下，所使用的公共输入设备容易成为病毒传播的中间载体，已不能满足目前环境下疫情防控的需要。
目前已经有一些无接触式的输入方案，比如中国专利CN111232781A公开了一种基于矩阵红外对射信号的电梯非接触组合按钮及控制方法，该组合按钮包括各楼层标识符、功能标识符、列对射红外线传感器、行对射红外线传感器、凸起外边框以及单片机控制器，所述的各楼层标识符和功能标识符按一定的间距以行和列矩阵方式布置在同一面板，在该面板的四周安装有凸起外边框，在凸起外边框的上下两边安装有一组列对射红外线传感器，在凸起外边框的左右两边安装有一组行对射红外线传感器。该本发明能够实现非接触控制，但其红外线传感器检测区后方为标识符，使用者在使用时较为容易碰到后面的标识符，有几率造成接触感染，并且红外光在空气中行进的路径并不可见，影响了装置使用的直观性。
实用新型内容
本实用新型提供一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置，以解决现有技术中接触式输入设备存在病毒传播风险，无接触输入装置使用不够直观等技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型涉及一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置，其包括光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块、输入/输出模块和供能电源，所述的光电检测模块包括若干激光发射头和若干光敏接收头，若干激光发射头和若干光敏接收头数量、位置互相对应，所述的超声波雾化模块的出雾口朝向激光发射头和若干光敏接收头之间的光电检测区，所述的主控模块分别与光电检测模块、超声波雾化模块和输入/输出模块电连接，输入/输出模块与光电检测模块电连接，供能电源分别与光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块和输入/输出模块连接。
优选地，其还包括外壳，外壳包括槽型结构，所述的激光发射头和光敏接收头分别安装在槽型结构的两侧，超声波雾化模块的出雾口安装在槽型结构内。当然外壳也可以包括U型结构，所述的激光发射头和光敏接收头分别安装在U型结构的两侧。
优选地，激光发射头和光敏接收头分别在槽型结构相对的两侧均匀间隔、平行安装，每个激光发射头或者光敏接收头周围均设有标识物，标志物可以是贴纸、实体结构或者显示屏等等。
优选地，超声波雾化模块包括两组出雾口，两组出雾口分别位于光电检测区的两侧；外壳上设有超声波雾化模块的加液口。
优选地，所述的光电检测模块还包括分光器，激光发射头发出的光线经过分光器，可以根据需要分出合适数量的激光束。
优选地，其还包括触发模块，所述的触发模块包括触发电路，触发电路包括引脚J1、缓冲器U5、电阻R3、电容C1、基准电压源JZ2和比较器U6，引脚J1为信号输入端，引脚J1接通主控模块，引脚J1接通缓冲器U5的输入端，缓冲器U5的输出端接通电容C1，电容C1的另一端接地，缓冲器U5的输出端接通电阻R3，电阻R3的另一端S3接通供能电源，缓冲器U5的输出端和基准电压源JZ2的正极分别接通比较器U6的两个输入端，基准电压源JZ2的负极接地，比较器U6正极S4接通供能电源，比较器U6负极接地，比较器U6的输出端接通主控模块。
优选地，光电检测模块包括检测电路，检测电路包括电阻R1、激光发射头D1、光敏接收头、电阻R2、供能端口S1、基准电压源JZ1和比较器U2，光敏接收头为光敏二极管D2，供能端口S1接通供能电源，供能端口S1接通电阻R1，电阻R1的另一端接通激光发射头，激光发射头的另一端接地，供能端口S1接通电阻R2，电阻R2的另一端接通光敏二极管D2的正极，光敏二极管D2的负极接地，电阻R2与光敏二极管D2连接的一端接通比较器U2的输入端，比较器U2的另一输入端接通基准电压源JZ1的正极，基准电压源JZ1的负极接地，比较器U2的正极接通供能电源，比较器U2的负极接地，比较器U2的输出端接通主控模块。
优选地，其还包括提示模块，提示模块包括扬声器，扬声器与主控模块电连接，当使用者触发键值时，扬声器发出声响做出反馈提示；所述的输入/输出模块包括缓冲器U3和输出端口J2，缓冲器U3输入端和主控模块电连接，缓冲器U3输出端和输出端口J2电连接。
优选地，所述的超声波雾化模块包括超声波驱动电路U7、超声雾化片Y1和储液罐，超声波驱动电路U7和超声雾化片Y1电连接，超声波驱动电路U7接通主控模块和供能电源，超声雾化片位于储液罐内，储液罐接通喷雾口。
优选地，所述的光电检测模块包括若干均匀、间隔布置的横向激光发射头和若干均匀、间隔布置的竖向激光发射头，横向激光发射头和竖向激光发射头的排布方向互相垂直，可采用分光器，使用2个光源且分别位于横向和竖向位置，可各自分16路激光束，构成行列式结构，可输入256个不同的值。
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本实用新型涉及的具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置采用了手指遮挡可见光路的无接触方式，当光敏接收头未接收到激光束时即产生相对应的输入键值，操作更加直观，增强了操作体验。
2、本实用新型在光电检测区内设有超声波雾化模块，由主控模块控制，可在输入时自动开启，激光束穿过雾气时会更加清晰的显现出来，便于使用者输入，增强了操作体验。
3、本实用新型可在超声波雾化模块中的储液罐中装入消毒液，产生的雾化液滴具有对空气净化、加湿、消毒等附加效果，可以对本实用新型上使用者不慎接触到的部位进行消毒，很适合在需要公共防疫的场合应用，在公共防疫卫生方面具有突出优势。
附图说明
图1是本实用新型所涉及的无接触输入装置的结构示意图；
图2是本实用新型所涉及的无接触输入装置的结构框图；
图3是本实用新型所涉及的无接触输入装置的电子电路示意图。
图示说明：1、机壳，2、激光发射端，3、激光接收端，4、标识物，5、光电检测区，6、超声波雾化模块，61、喷雾口，7、加液口，8、激光束。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
请参阅图1～3，本实用新型涉及一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置，其包括光电检测模块、超声波雾化模块6、主控模块、输入/输出模块和供能电源，所述的光电检测模块包括若干激光发射头和若干光敏接收头，若干激光发射头和若干光敏接收头数量、位置互相对应，所述的超声波雾化模块的出雾口朝向激光发射头和若干光敏接收头之间的光电检测区，所述的主控模块分别与光电检测模块、超声波雾化模块和输入/输出模块电连接，输入/输出模块与光电检测模块电连接，供能电源分别与光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块和输入/输出模块连接。本实施例中包括外壳1，外壳1包括槽型结构，槽型结构即光电检测区5，激光发射头和光敏接收头分别在槽型结构相对的两侧均匀间隔、平行安装，即激光发射头安装在激光发射端2内，光敏接收头安装在激光接收端3内，每个激光发射头或者光敏接收头周围均设有标识物4，标志物可以是贴纸、实体结构或者显示屏等等。当然外壳也可以包括U型结构，激光发射头和光敏接收头分别安装在U型结构的两侧。光电检测模块可以包括分光器，激光发射头发出的光线经过分光器，以根据需要分出合适数量的激光束。
本实施例为做简化，将主控模块和供能电源合二为一，主控模块具有可调定时功能，一旦收到外部使能信号后，可在设定时间内驱动超声波雾化模块、光电检测模块开始工作，设定时间到后，停止前述各模块工作，装置进入休眠状态，以利于节能环保。
光电检测模块通过检测手指遮挡光束时所处的位置，实现无接触输入键值。无人操作时，激光接收端3内的光敏接收头能正常接收到对侧激光发射端2内激光发射头发射的激光，当有手指或其他物品进入检测区域，并遮挡激光束8时，光敏接收头收不到激光对应发射头发射的激光，向输入/输出模块输出变化的信号。为提高操作者的直观感受，激光发射头发射的是可见光波段的激光束。在单色激光即可满足要求的场合，可以用分光器将单束激光分成束，各自由不同的光敏接收头接收，实现多路键值检测的效果。也可使某束光线可固定对应显示某个健值，也可随着每次有效输入后随机改变，若干激光束8也可采用不同的颜色，以提高输入的趣味性或保密性。
请参阅图1，超声波雾化模块6的出雾口61安装在槽型结构，即光电检测区5内，超声波雾化模块6包括两组出雾口61，两组出雾口61分别位于光电检测区5的两侧；外壳1上设有超声波雾化模块的加液口7。超声波雾化模块包括与加液口7接通的储液罐，超声波雾化模块工作时，将储存于储液罐中的液体雾化，并扩散至检测区域5。储液罐中可视需要添加不同的液体，比如添加纯净水，雾化后，可以对空气加湿；添加消毒液，可以对空气消毒。激光束8通过雾化液滴后可明显的显现出来。
请参阅图3，本实用新型还包括触发模块，所述的触发模块包括触发电路，触发电路包括引脚J1、缓冲器U5、电阻R3、电容C1、基准电压源JZ2和比较器U6，引脚J1为信号输入端，引脚J1接通主控模块，引脚J1接通缓冲器U5的输入端，缓冲器U5的输出端接通电容C1，电容C1的另一端接地，缓冲器U5的输出端接通电阻R3，电阻R3的另一端S3接通供能电源，缓冲器U5的输出端和基准电压源JZ2的正极分别接通比较器U6的两个输入端，基准电压源JZ2的负极接地，比较器U6正极S4接通供能电源，比较器U6负极接地，比较器U6的输出端接通主控模块。
请参阅图3，启动/触发信号从引脚J1输入，启动/触发信号是一个高/低电平的两元信号，一路直接送入供能电源及主控模块，可激活供能电源及主控模块进入工作状态，另一路经输入缓冲器U5的缓冲和整形后，输入由R3、C1、JZ2、U6组成的延时电路，其中电阻R3和电容C1构成电容充电回路，休眠状态时，缓冲器U5输出端接地，电容C1中没有电荷储存，当有启动/触发信号输入时，缓冲器U5输出为高阻，由供能电源及主控模块送至S3端的稳压直流通过电阻R3向电容C1开始充电，电容C1电压逐渐上升，JZ2为一个电压基准源，当电容C1端电压未超过JZ2的基准电压，整个装置处于工作状态，当电容C1端电压超过JZ2的基准电压后，比较器U6的输出电压翻转，让供能电源及主控模块U1重新进入休眠状态，此时供能电源及主控模块送往各个其他模块的稳压电源如S1、S3、Sx等自动中断。
请参阅图3，光电检测模块包括检测电路，检测电路包括电阻R1、激光发射头D1、光敏接收头、电阻R2、供能端口S1、基准电压源JZ1和比较器U2，光敏接收头为光敏二极管D2，供能端口S1接通供能电源，供能端口S1接通电阻R1，电阻R1的另一端接通激光发射头，激光发射头的另一端接地，供能端口S1接通电阻R2，电阻R2的另一端接通光敏二极管D2的正极，光敏二极管D2的负极接地，电阻R2与光敏二极管D2连接的一端接通比较器U2的输入端，比较器U2的另一输入端接通基准电压源JZ1的正极，基准电压源JZ1的负极接地，比较器U2的正极接通供能电源，比较器U2的负极接地，比较器U2的输出端接通主控模块。
请参阅图3，本实施例还包括提示模块，提示模块包括扬声器B1，扬声器B1与主控模块电连接，当使用者触发键值时，扬声器发出声响做出反馈提示；所述的输入/输出模块包括缓冲器U3和输出端口J2，缓冲器U3输入端和主控模块电连接，缓冲器U3输出端和输出端口J2电连接，每个键值输出对应一个缓冲器的通路，第n个键值输出则通过缓冲器U4和输出端口J3。输入/输出模块对来自光电检测模块的信号进行比较、整形，然后输出给外部电路。对于键值数量不多的应用场合，可直接输出多路电平信号；对于按键数量较多的场合，可将并行的多路信号进行解析编码后，向外以串行的方式输出按键键值。
请参阅图3，本无接触输入装置处于工作状态时，供能电源及主控模块向超声波驱动电路U7供给电能，超声波驱动电路U7则激发超声雾化片Y1将储液罐中的液体雾化并通过出雾口扩散至光电检测区。供能电源及主控模块同时光电检测模块供给电能，如图3中的S1端将获得一个稳定电压，通过负载电阻R1向激光发光管D1供电，激光发光管D1发射的可见激光穿过光电检测区的雾滴后，操作者可以看到激光光束的整个路径，置于光电检测区另一侧的激光接收装置由电阻R2、光敏二极管D2、比较器U2和基准电压源JZ1组成，其工作原理与前述的延时电路类似，当激光光束未经遮挡，光敏二极管D2能接收到一定强度的激光照射，其电阻相应较低，由电阻R2构成的分压电路导致光敏二极管D2上向比较器U2输出的电压较低，当低于基准电压源JZ1的值时，比较器U2输出的是该键值未被触发的电平信号；当激光光束因被深入光电检测区的操作者手指遮挡时，光敏二极管D2接收不到激光照射，其电阻急速上升，由电阻R2构成的分压电路导致光敏二极管D2上向比较器U2输出的电压急速上升，当高于基准电压源JZ1的值时，比较器U2输出的是该键值被触发的电平信号。比较器U2输出的电平信号经供能电源及主控模块允许后，由输入/输出电路中对应的输出缓冲电路U3缓冲和整形后通过输出端口J2向外输出，当有激光束8被遮挡，产生一个有效的键值触发信号时，供能电源及主控模块可驱动扬声器B1发出声音提示。请参阅图3，所述的超声波雾化模块6包括超声波驱动电路U7、超声雾化片Y1和储液罐，超声波驱动电路U7和超声雾化片Y1电连接，超声波驱动电路U7接通主控模块和供能电源，超声雾化片位于储液罐内，储液罐接通喷雾口61。
对于本实施例中各个电路模块、电路元件的选用：
激光发射头可选用东莞市世杰电子有限公司的LM-001信号激光发射头；光敏接收头可采用ZLM-CG003.5信号光敏接收头；
超声波雾化片可采用深圳市创益超声电子有限公司的16MM超声波雾化片；
主控模块可采用西门子6ES7214-2AD23-0XB8型号控制器；
本实施例各缓冲器均可采用深圳市贝利亚科技有限公司MCP25625-E/ML型号缓冲器；
本实施例各电容均可采用耐压25v，1微法电容；
本实施例各比较器均可采用ADL5565ACPZ-R7型号比较器；
超声波驱动电路可采用M57962AL-01R型号驱动电路。
本实施例中所述的激光束为竖向排布的平行激光束，除开此种激光发射头的排布方式，光电检测模块还可以包括若干均匀、间隔布置的横向激光发射头和若干均匀、间隔布置的竖向激光发射头，横向激光发射头和竖向激光发射头的排布方向互相垂直，组成矩形的激光检测网，每根横向的激光束和竖向的激光束的交点对应一个键值，可采用分光器，使用2个光源且分别位于横向和竖向位置，可各自分16路激光束，构成行列式结构，可输入256个不同的值。
以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种具有空气加湿、消毒功能的无接触输入装置，其特征在于：其包括光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块、输入/输出模块和供能电源，所述的光电检测模块包括若干激光发射头和若干光敏接收头，若干激光发射头和若干光敏接收头数量、位置互相对应，所述的超声波雾化模块的出雾口朝向激光发射头和若干光敏接收头之间的光电检测区，所述的主控模块分别与光电检测模块、超声波雾化模块和输入/输出模块电连接，输入/输出模块与光电检测模块电连接，供能电源分别与光电检测模块、超声波雾化模块、主控模块和输入/输出模块连接。
2.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：其还包括外壳，外壳包括槽型结构，所述的激光发射头和光敏接收头分别安装在槽型结构的两侧，超声波雾化模块的出雾口安装在槽型结构内。
3.根据权利要求2所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：激光发射头和光敏接收头分别在槽型结构相对的两侧均匀间隔、平行安装，每个激光发射头或者光敏接收头周围均设有标识物。
4.根据权利要求2所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：超声波雾化模块包括两组出雾口，两组出雾口分别位于光电检测区的两侧；外壳上设有超声波雾化模块的加液口。
5.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：所述的光电检测模块还包括分光器，激光发射头发出的光线经过分光器。
6.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：其还包括触发模块，所述的触发模块包括触发电路，触发电路包括引脚J1、缓冲器U5、电阻R3、电容C1、基准电压源JZ2和比较器U6，引脚J1为信号输入端，引脚J1接通主控模块，引脚J1接通缓冲器U5的输入端，缓冲器U5的输出端接通电容C1，电容C1的另一端接地，缓冲器U5的输出端接通电阻R3，电阻R3的另一端S3接通供能电源，缓冲器U5的输出端和基准电压源JZ2的正极分别接通比较器U6的两个输入端，基准电压源JZ2的负极接地，比较器U6正极S4接通供能电源，比较器U6负极接地，比较器U6的输出端接通主控模块。
7.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：光电检测模块包括检测电路，检测电路包括电阻R1、激光发射头D1、光敏接收头、电阻R2、供能端口S1、基准电压源JZ1和比较器U2，光敏接收头为光敏二极管D2，供能端口S1接通供能电源，供能端口S1接通电阻R1，电阻R1的另一端接通激光发射头，激光发射头的另一端接地，供能端口S1接通电阻R2，电阻R2的另一端接通光敏二极管D2的正极，光敏二极管D2的负极接地，电阻R2与光敏二极管D2连接的一端接通比较器U2的输入端，比较器U2的另一输入端接通基准电压源JZ1的正极，基准电压源JZ1的负极接地，比较器U2的正极接通供能电源，比较器U2的负极接地，比较器U2的输出端接通主控模块。
8.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：其还包括提示模块，提示模块包括扬声器，扬声器与主控模块电连接；所述的输入/输出模块包括缓冲器U3和输出端口J2，缓冲器U3输入端和主控模块电连接，缓冲器U3输出端和输出端口J2电连接。
9.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：所述的超声波雾化模块包括超声波驱动电路U7、超声雾化片Y1和储液罐，超声波驱动电路U7和超声雾化片Y1电连接，超声波驱动电路U7接通主控模块和供能电源，超声雾化片位于储液罐内，储液罐接通喷雾口。
10.根据权利要求1所述的具有空气净化、杀菌功能的无接触输入装置，其特征在于：所述的光电检测模块包括若干均匀、间隔布置的横向激光发射头和若干均匀、间隔布置的竖向激光发射头，横向激光发射头和竖向激光发射头的排布方向互相垂直。
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2022
- 2022-08-09 CN CN202222085084.6U patent/CN218058010U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20221216 |