一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置

1.本实用新型涉及杀菌设备技术领域，尤其涉及一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置。


背景技术：

2.现有技术中，对室内进行紫外线杀菌的方式通常为，将紫外led灯管静置在一处，通过灯管向四面八方散射出的紫外线进行杀菌。
3.但这种静置紫外灯的杀菌方法难以照射到室内许多的隐蔽的角落，因此存在许多杀菌死角，杀菌效率低下，而杀菌灯若要移动还需人工搬运，在病毒浓度大的空间会危害搬运人员健康。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置，用于解决现有技术中紫外灯静置杀菌的效率低下且人工搬运杀菌灯至杀菌位置不安全问题。
5.有鉴于此，本实用新型提供了一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置，包括承载小车、紫外杀菌灯、步进电机、控制芯片、信号接收器和电源；
6.所述步进电机固定在所述承载小车上，且步进电机的转轴与承载小车可移动方向所在的平面垂直；
7.所述紫外杀菌灯为下底面开口的镂空圆台结构，紫外杀菌灯上底面的内壁上设置有若干圈紫外led灯；所述紫外杀菌灯下底面外壁的中心点通过万向轴与所述步进电机的转轴连接；
8.所述信号接收器与所述控制芯片电连接，所述信号接收器用于接收遥控指令并将遥控指令发送给控制芯片；
9.所述控制芯片分别与承载小车、紫外杀菌灯和步进电机连接，用于根据遥控指令控制承载小车的移动、紫外杀菌灯的开关以及步进电机的旋转；
10.所述电源分别与承载小车、紫外杀菌灯、步进电机、控制芯片和信号接收器连接，用于提供运行所需能量。
11.可选的，所述承载小车包括车轮、马达和车体；所述车轮和所述马达都安装在所述车体上，且车轮与马达的数量一致，马达与控制芯片电连接。
12.可选的，所述紫外杀菌灯内设置有圆筒形反光罩，且圆筒形反光罩两端开口的直径不同，较大的开口直径小于紫外杀菌灯下底面直径，较小的开口直径大于紫外led灯最外圈的直径；紫外杀菌灯下底面开口处还设置有透明镜片。
13.可选的，所述若干圈紫外led灯具体为：四圈紫外led灯，其中第一圈设置20颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为1cm；第二圈设置50颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为3cm；第三圈设置80颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为5cm；第四圈设置150颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为8cm。
14.可选的，所述信号接收器还包括避障传感器，所述避障传感器安装在承载小车的周围，且与控制芯片电连接，用于获取承载小车周围的障碍物情况，并在承载小车与障碍物的距离小于预设阈值时向控制芯片发送马达停止的指令。
15.可选的，所述避障传感器具体为超声波避障传感器或红外避障传感器。
16.可选的，还包括摄像头，所述摄像头用于获取承载小车周围的实时图像，并将实时图像发送至遥控终端。
17.可选的，所述控制芯片具体为stm32单片机。
18.可选的，所述电源具体为dc-dc直流可调降压稳压电源，所述dc-dc直流可调降压稳压电源与l7805cp稳压器和ams1117s-3.3稳压器连接，用于对电源电压进行调节，并将调节后的电压输入用电模块。
19.可选的，所述电源包括感应充电结构，所述感应充电结构中分别设置发射端和接收端，发射端电路包括变压器、发射端电路和功率放大器，接收端电路包括接收端电路、整流滤波器和逆变稳压电路。
20.本实用新型提供的可移动的遥控紫外杀菌灯装置通过设置承载小车，紫外杀菌灯，步进电机、控制芯片、信号接收器和电源，通过承载小车的移动使得紫外杀菌灯移动到杀菌消毒区域，控制步进电机带动紫外杀菌灯旋转，使得紫外杀菌灯能在承载小车上移动的过程中受步进电机带动旋转，改变发射紫外线的方向，结合使得紫外光发射集中的紫外杀菌灯圆台结构，实现对一片区域全方位的指向性杀菌，提高了杀菌效率。
附图说明
21.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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相关的附图。
22.图1为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置第一个结构示意图；
23.图2为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置的承载小车的结构图；
24.图3为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置控制芯片结构示意图；
25.图4为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置晶振电路结构示意图；
26.图5为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置系统复位电路结构示意图；
27.图6为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置紫外杀菌灯结构示意图；
28.图7为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置紫外led灯排布示意图；
29.图8为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置红外避障传感器结构示意图；
30.图9为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置超声波避障传感器结构示意图；
31.图10为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置摄像头图像采集模块结构示意图；
32.图11为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置马达驱动模块结构示意
图；
33.图12为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置l7805cp稳压器结构示意图；
34.图13为本实用新型提出的可移动的遥控紫外杀菌灯装置ams1117s-3.3稳压器结构示意图。
35.图中：10、承载小车；11、车轮；12、马达；13、车体；20、紫外杀菌灯；21、紫外led灯；22、圆筒形反光罩；23、透明镜片；30、步进电机；40、控制芯片；50、信号接收器；60、电源。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参阅图1，图1为本技术提供的可移动的遥控紫外杀菌灯装置第一个结构示意图。本实施例提供了一种可移动的遥控紫外杀菌灯20装置，包括：
38.承载小车10、紫外杀菌灯20、步进电机30、控制芯片40、信号接收器50和电源60；
39.所述步进电机30固定在所述承载小车10上，且步进电机30的转轴与承载小车10可移动方向所在的平面垂直；
40.所述紫外杀菌灯20为下底面开口的镂空圆台结构，紫外杀菌灯20上底面的内壁上设置有若干圈紫外led灯21；所述紫外杀菌灯20下底面外壁的中心点通过万向轴与所述步进电机30的转轴连接；
41.需要说明的是，紫外杀菌灯20圆台结构中的上底面指的是圆台中面积较小的底面，而下底面指的是圆台中面积较大的底面。
42.所述信号接收器50与所述控制芯片40电连接，所述信号接收器50用于接收遥控指令并将遥控指令发送给控制芯片40；
43.所述控制芯片40分别与承载小车10、紫外杀菌灯20和步进电机30连接，用于根据遥控指令控制承载小车10的移动、紫外杀菌灯20的开关以及步进电机30的旋转；
44.所述电源60分别与承载小车10、紫外杀菌灯20、步进电机30、控制芯片40和信号接收器50连接，用于提供运行所需能量。
45.需要说明的是，杀菌消毒的工作人员通过信号发射终端能够向信号接收器50发送遥控指令，通过控制承载小车10的移动使紫外杀菌灯20移动到杀菌消毒区域；然后发送紫外杀菌灯20的遥控指令，控制紫外杀菌灯20的开启，并发送步进电机30的遥控指令，控制步进电机30带动紫外杀菌灯20旋转，使得紫外杀菌灯20能在承载小车10上移动的过程中受步进电机30带动旋转，改变发射紫外线的方向，结合使得紫外光发射集中的紫外杀菌灯20圆台结构，实现全方位的指向性杀菌；且能够通过调整万向轴，改变紫外杀菌灯20与旋转轴的夹角，使得紫外线杀菌范围更广阔，旋转时的杀菌频率更高。
46.本实施例中，通过设置承载小车10，紫外杀菌灯20，步进电机30、控制芯片40、信号接收器50和电源60，通过承载小车10的移动使得紫外杀菌灯20移动到杀菌消毒区域，控制
步进电机30带动紫外杀菌灯20旋转，使得紫外杀菌灯20能在承载小车10上移动的过程中受步进电机30带动旋转，改变发射紫外线的方向，结合使得紫外光发射集中的紫外杀菌灯20圆台结构，实现对一片区域全方位的指向性杀菌，提高了杀菌效率。
47.以上为本技术提供的一种可移动的遥控紫外杀菌灯20装置的第一个实施例的详细说明，下面为本技术提供的一种可移动的遥控紫外杀菌灯20装置的第二个实施例的详细说明。
48.请参阅图2，图2为本技术提供的可移动的遥控紫外杀菌灯装置的承载小车结构示意图。本实施例提供了一种可移动的遥控紫外杀菌灯20装置，所述承载小车10包括车轮11、马达12和车体13；所述车轮11和所述马达12都安装在所述车体13上，且车轮11与马达12的数量一致，马达12与控制芯片40电连接；
49.需要说明的是，控制芯片40根据遥控信号控制各马达的转速，以此调整各车辆之间的转速差，实现承载小车10在行进中的转弯。
50.进一步，请参阅图3，所述控制芯片40具体为stm32单片机；本实施例中系统选用stm32作为主控制器，并采用boot模式，boot导入程序位于系统存储器，通过usart对flash存储器编程。请参阅图4，stm32连接晶振电路，晶振电路可为电路提供基本的时钟信号；请参阅图5，stm32还连接系统复位电路，系统复位电路可避免在系统因操作失误或者程序bug而导致系统进入死机状态停止工作。
51.进一步，请参阅图6，所述紫外杀菌灯20内设置有圆筒形反光罩22，且圆筒形反光罩两端开口的直径不同，较大的开口直径小于紫外杀菌灯20下底面直径，较小的开口直径大于紫外led灯21最外圈的直径；紫外杀菌灯20下底面开口处还设置有透明镜片23。
52.需要说明的是，开口大小不一的圆筒形反光罩22设置在紫外杀菌灯20中，通过将较小开口朝向紫外led灯21安装，将漫反射的紫外线以圆筒形反光罩22聚拢，从较大开口处射出，提高紫外线的指向性以及紫外led灯21的消毒效率；并以透明镜片23保护紫外杀菌灯20内的清洁和紫外led灯21的安全。
53.进一步，请参阅图7，所述若干圈紫外led灯21具体为：四圈紫外led灯21，其中第一圈设置20颗紫外led灯21，且紫外led灯21环绕上底面中点的半径为1cm；第二圈设置50颗紫外led灯21，且紫外led灯21环绕上底面中点的半径为3cm；第三圈设置80颗紫外led灯21，且紫外led灯21环绕上底面中点的半径为5cm；第四圈设置150颗紫外led灯21，且紫外led灯21环绕上底面中点的半径为8cm。
54.需要说明的是，本实施例中采用的紫外led灯21辐射通量为：波长λ＝254nm，第一圈紫外灯led灯有20颗，每颗灯距离紫外灯上底面中心的距离为1cm，第二圈紫外灯led灯有50颗，每颗距离紫外灯上底面中心的距离为3cm，第三圈紫外灯led灯有80颗，每颗距离紫外灯上底面中心的距离为5cm，第四圈紫外灯led灯有150颗，每颗距离紫外灯上底面中心的距离为8cm；图5中黑点即为p点，单颗紫外led灯21的半径远远小于紫外led灯21到p点的距离，因此紫外led灯21自身尺寸可忽略不计，则单颗紫外led灯21的辐照度为：
[0055][0056]
其中，为单颗紫外led灯21的辐射通量，a为单颗紫外led灯21到p点的距离，p点为距离紫外杀菌灯20上底面1m的紫外线灯照射区域，
[0057]
第一圈紫外led灯21对p点的辐照度为：
[0058][0059]
第二圈紫外led灯21对p点的辐照度为：
[0060][0061]
第三圈紫外led灯21对p点的辐照度为：
[0062][0063]
第四圈紫外led灯21对p点的辐照度为：
[0064][0065]
则紫外杀菌灯20整体对p点的辐照度为：
[0066]
e＝7.10+17.73+28.33+52.90＝106.06(uw/cm2)≥90uw/cm2[0067]
按照国家卫生部颁布的《消毒技规范》第三版第二分册(紫外线消毒的效果监测)中明文规定：新出厂30w紫外线灯在下方中央垂直1m处测定辐射强度应≥90uw/cm2方可使用，本实施例中的紫外led灯21排布方式满足设计要求。
[0068]
进一步，所述信号接收器50还包括避障传感器，所述避障传感器安装在承载小车10的周围，且与控制芯片40电连接，用于获取承载小车10周围的障碍物情况，并在承载小车10与障碍物的距离小于预设阈值时向控制芯片40发送马达停止的指令。本实施例中避障传感器具体为超声波避障传感器或红外避障传感器，协助工作人员遥控可移动的遥控紫外杀菌灯20装置，在人员操控不及时的情况下保护可移动的遥控紫外杀菌灯20装置的安全运行。请参阅图8，红外避障传感器的d0端与stm32单片机的pa6接口相连，红外避障传感器具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当红外传感器前方遇到障碍物时，红外线反射回来被接收管接收，绿色指示灯亮起，同时d0端输出低电平，红外避障模块检测范围为10～25cm，当红外传感器前方无障碍物时，d0端输出高电平，通过这种方法可以判断出小车前方是否有障碍物；请参阅图9，超声波避障传感器发射和接收超声波信号，当接收头检测到返回的超声波信号时，使信号脚输出为低电平，当接收头未检测到返回的超声波信号时，使信号脚输出为高电平，通过高低电平信号判断前方障碍物情况。
[0069]
进一步，请参阅图10，可移动的遥控紫外杀菌灯20装置还包括摄像头，摄像头的图像采集模块采用pz-ov7670模块，该模块自带了一个fifo芯片，用于暂存图像数据，fifo芯片可以快捷获取图像数据，而不需要单片机具有高速的io接口，同时，减小cpu的占用，且该模块可以适用于许多的单片机。该模块有18个接口，这些接口与stm32单片机相接的接口如下：fifo wrst接口与stm32单片机的pa13接口相连，ovscl接口与stm32单片机pa12接口相连，fifo rrst接口与stm32单片机的pb13接口相连；所述摄像头用于获取承载小车10周围的实时图像，并将实时图像发送至遥控终端。本实施例中所述遥控终端具体为工作人员操控可移动的遥控紫外杀菌灯20装置的计算机终端或可移动通信终端。
[0070]
进一步，请参阅图11，所述马达12采用mos管马达驱动模块，具体场效应管
(mosfet)进行电机驱动，本实施例中，采用的p0603bdd-a场效应管中pa0、pa1、pa2、pa3分别与stm32上的pa0、pa1、pa2、pa3接口对应连接。
[0071]
进一步，所述电源60具体为dc-dc直流可调降压稳压电源60模块，因为系统中不同的硬件模块所需要的额定电压值都不相同。所以，分别采用图12对应l7805cp稳压器和图13对应的ams1117s-3.3稳压器电源60输出的电压进行处理调节，并将调节后的电压输入用电模块。l7805cp稳压器将电源60电压处理到5v，ams1117s-3.3稳压器将电压处理到3.3v。电源60采用感应充电结构方式，采用的感应充电结构中分别设置发射端和接收端，发射端电路包括变压器、发射端电路和功率放大器，接收端电路包括接收端电路、整流滤波器和逆变稳压电路。发射端的电源60的电先经过变压器变压后，再经过发射端电路，之后，经过功率放大器处理后，再由发射线圈向接收线圈进行电流的传输，接收线圈接收到电流后，经过接收端电路、整流滤波电路、逆变稳压电路处理后，对电源60进行充电。
[0072]
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，包括：承载小车、紫外杀菌灯、步进电机、控制芯片、信号接收器和电源；所述步进电机固定在所述承载小车上，且步进电机的转轴与承载小车可移动方向所在的平面垂直；所述紫外杀菌灯为下底面开口的镂空圆台结构，紫外杀菌灯上底面的内壁上设置有若干圈紫外led灯；所述紫外杀菌灯下底面外壁的中心点通过万向轴与所述步进电机的转轴连接；所述信号接收器与所述控制芯片电连接，所述信号接收器用于接收遥控指令并将遥控指令发送给控制芯片；所述控制芯片分别与承载小车、紫外杀菌灯和步进电机连接，用于根据遥控指令控制承载小车的移动、紫外杀菌灯的开关以及步进电机的旋转；所述电源分别与承载小车、紫外杀菌灯、步进电机、控制芯片和信号接收器连接，用于提供运行所需能量。2.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述承载小车包括车轮、马达和车体；所述车轮和所述马达都安装在所述车体上，且车轮与马达的数量一致，马达与控制芯片电连接。3.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述紫外杀菌灯内设置有圆筒形反光罩，且圆筒形反光罩两端开口的直径不同，较大的开口直径小于紫外杀菌灯下底面直径，较小的开口直径大于紫外led灯最外圈的直径；紫外杀菌灯下底面开口处还设置有透明镜片。4.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述若干圈紫外led灯具体为：四圈紫外led灯，其中第一圈设置20颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为1cm；第二圈设置50颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为3cm；第三圈设置80颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为5cm；第四圈设置150颗紫外led灯，且紫外led灯环绕上底面中点的半径为8cm。5.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述信号接收器还包括避障传感器，所述避障传感器安装在承载小车的周围，且与控制芯片电连接，用于获取承载小车周围的障碍物情况，并在承载小车与障碍物的距离小于预设阈值时向控制芯片发送马达停止的指令。6.根据权利要求5所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述避障传感器具体为超声波避障传感器或红外避障传感器。7.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头用于获取承载小车周围的实时图像，并将实时图像发送至遥控终端。8.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述控制芯片具体为stm32单片机。9.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述电源具体为dc-dc直流可调降压稳压电源，所述dc-dc直流可调降压稳压电源与l7805cp稳压器和ams1117s-3.3稳压器连接，用于对电源电压进行调节，并将调节后的电压输入用电模块。10.根据权利要求1所述的可移动的遥控紫外杀菌灯装置，其特征在于，所述电源包括
感应充电结构，所述感应充电结构中分别设置发射端和接收端，发射端电路包括变压器、发射端电路和功率放大器，接收端电路包括接收端电路、整流滤波器和逆变稳压电路。

技术总结
本实用新型公开了一种可移动的遥控紫外杀菌灯装置，包括承载小车，紫外杀菌灯，步进电机、控制芯片、信号接收器和电源，通过承载小车的移动使得紫外杀菌灯移动到杀菌消毒区域，控制步进电机带动紫外杀菌灯旋转，使得紫外杀菌灯能在承载小车上移动的过程中受步进电机带动旋转，改变发射紫外线的方向，结合使得紫外光发射集中的紫外杀菌灯圆台结构，实现对一片区域全方位的指向性杀菌，提高了杀菌效率。提高了杀菌效率。提高了杀菌效率。


技术研发人员：杨艺 张伟彬
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/9/13