基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备及方法

摘要

本发明公开了物体表面消毒技术领域的基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备及方法，包括安装板，所述安装板的下方设置有原料箱，所述原料箱的下方设置有涂料刷，所述安装板的底部设置有驱动组件，所述驱动组件用于驱动原料箱和涂料刷向下移动使涂料刷伸入到物体凹槽内与凹槽侧壁接触，所述原料箱的底部还设置有加料组件，所述加料组件在驱动组件驱动涂料箱向下移动到与凹槽壁接触时向涂料刷上涂抹催化剂；本发明可以应用于不同类型、不同深度的凹槽催化剂的涂抹。

说明书

技术领域

本发明涉及物体表面消毒技术领域，具体为基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备及方法。

背景技术

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的，通常情况下，光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光为能量，将有机物降解为二氧化碳和水，因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术，对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

光催化技术在消毒方面得到了广泛的应用，尤其是在空气质量的改善和物体表面消毒时的使用，利用光催化技术对物体表面进行消毒时，往往需要在物体的表面涂覆一层光催化剂（通常是纳米级二氧化钛），再通过光催化剂光照下产生强氧化性的物质（如羟基自由基、氧气等）来分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。

现有技术在通过光催化技术对物体表面进行消毒时，通常是通过喷涂设备将催化剂喷涂到物体的表面，然后再进行光照，当物体表面存在凹槽时，喷涂设备只能喷涂到凹槽的靠近外侧的位置，凹槽的最内侧不易被喷涂到，凹槽越深喷涂面积会越小，容易导致物体表面喷涂不完整，无法做到完全消毒，如果靠如果去涂抹催化剂工作量将会非常大，不利于批量生产。

基于此，本发明设计了基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备，包括安装板，所述安装板的下方设置有原料箱，所述原料箱的下右方设置有涂料刷，所述安装板的底部设置有驱动组件，所述驱动组件用于驱动原料箱和涂料刷向下移动使涂料刷伸入到物体凹槽内与凹槽侧壁接触，所述原料箱的底部还设置有加料组件，所述加料组件在驱动组件驱动涂料箱向下移动到与凹槽壁接触时向涂料刷上涂抹催化剂。

作为本发明的进一步方案，所述驱动组件包括电机，所述电机滑动连接在安装板的底部前后方向上，所述电机的输出轴上固定连接有第一转轴，所述第一转轴上固定连接有支撑板，所述支撑板上转动连接有第一齿环，所述第一齿环的内侧设置有第一棘轮，所述第一棘轮固定连接在第一转轴上，且第一棘轮与第一齿环同心设置，所述第一棘轮啮合有第一棘爪，所述第一棘爪转动连接在第一齿环的内壁上；所述第一棘爪的转动轴上套装有用于其复位的第一扭簧，所述第一齿环的左右两侧均设置有齿条杆，两个所述齿条杆均能够与第一齿环啮合，两个所述齿条杆共同固定连接有安装框，所述安装框滑动连接在安装板的底部左右方向上，所述电机的前后侧壁上均固定连接有第一推杆，前侧所述第一推杆的前方设置有固定连接在安装框底部上的第一楔形块，后侧所述第一推杆的后方设置有固定连接在安装框底部上的第二楔形块；所述安装板的底部滑动连接有两个关于电机对称布置的第一滑杆，两个所述第一滑杆的底部共同转动连接有固定板，所述固定板上开设有安装槽，所述安装槽内转动连接有第二棘爪；所述第二棘爪的转动轴上套装有用于其复位的第二扭簧，所述第二棘爪啮合有位于安装槽内的第二棘轮，所述第二棘轮与第一转轴固定连接，且第二棘轮与第一棘轮的限位方向相反，所述固定板的下方设置有第一气缸，所述固定板用于驱动第一气缸移动或转动，所述第一气缸与原料箱固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述加料组件包括输出内筒，所述输出内筒固定连接在原料箱的底部且跟原料箱连通，所述输出内筒的上滑动连接有输出外筒，所述输出外筒在向上移动一定距离后与输出内筒连通， 所述输出外筒的右侧壁上固定连通有若干个呈等距分布的出料管，所述出料管与输出外筒连通，所述出料管用于向涂料刷上输送催化剂，所述出料管的侧边均设置有转动连接在输出外筒上的探测板，所述探测板的转动轴上套装有用于其复位的第三扭簧，所述探测板的侧壁上固定连接有压杆，所述压杆用于在常态下压迫出料管使出料管不能输送催化剂。

作为本发明的进一步方案，所述输出外筒的顶部固定连接有第一气弹簧，所述第一气弹簧的顶端固定连接在原料箱的底部。

作为本发明的进一步方案，所述输出外筒的右侧设置有若干连接板，若干所述涂料刷均布在若干连接板上，相邻所述连接板之间转动连接；所述连接板的转动轴上均套装有用于其复位的第四扭簧，最外侧的连接板上固定连接有用于支撑若干连接板的第二气弹簧，所述第二气弹簧的后端固定连接在输出外筒上。

作为本发明的进一步方案，所述固定板与第一气缸在左右方向上滑动连接，所述第一气缸的侧壁上固定连接有第二气缸，所述第二气缸的端部固定连接在固定板上。

基于光催化技术用于空气及物体表面消毒方法，该方法的具体步骤如下：

步骤一：通过输送带或其他输送装置将需要涂抹催化剂的物体输送到本发明的消毒设备下方；

步骤二：启动第一气缸带动原料箱向下移动伸入到物体上的凹槽内；

步骤三：当输出外筒移动到与凹槽底部接触后，原料箱内的催化剂会慢慢地流动到涂料刷上；

步骤四：电机根据凹槽类型来判定涂料刷的运动方式，当凹槽为矩形时，电机正转带动涂料刷做直线运动，当凹槽为圆形时，电机反转带动涂料刷做圆周运动；

步骤五：涂抹完成后，第一气缸带动涂料刷移出凹槽，然后使输送带或其他输送装置将涂抹完成的物体移动到光催化工位，然后在使下一个物体移动到涂料刷的下方，重复上述过程进行下一次涂抹。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明通过驱动组件及涂料刷的设置，可以使涂料刷适用于不同类型的凹槽的催化剂的涂抹，且本发明可以适用于不同深度的凹槽的涂抹，可以使本发明适用性更广。

2. 本发明通过上料组件的设置，可以使原料箱内的催化剂可以根据凹槽的深度来调整出料量，在保证凹槽能完全涂抹上催化剂的同时，可以减少催化剂的浪费，且通过输出内筒和输出外筒的错位及出料管的压紧，可以使催化剂只有在满足输出内筒、输出外筒及出料管均连通的情况下才能出料，可以更好地保证催化剂在不进行工作时不会流出，可以更好地减少催化剂的浪费。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明总体结构示意图；

图3为本发明驱动组件部分结构示意图；

图4为本发明驱动组件部分结构俯视示意图；

图5为图4中A处局部放大图；

图6为本发明安装板和固定板连接关系示意图；

图7为图6中B处局部放大图；

图8为本发明第一棘轮和第二棘轮的位置关系示意图；

图9为图8中D处局部放大图

图10为本发明原料箱、输出内筒、输出外筒、涂料刷、连接板、第二气弹簧连接关系及位置关系示意图；

图11为本发明输出外筒、探测板、出料管及涂料刷连接关系及位置关系示意图；

图12为图11中C处局部放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

安装板1、原料箱2、涂料刷3、电机4、第一转轴5、支撑板6、第一齿环7、第一棘轮8、第一棘爪9、第一扭簧10、齿条杆11、安装框12、第一推杆13、第一楔形块14、第二楔形块15、第一滑杆16、固定板17、安装槽18、第二棘爪19、第二扭簧20、第二棘轮21、第一气缸22、输出内筒23、输出外筒24、出料管25、探测板26、第三扭簧27、压杆28、第一气弹簧29、连接板30、第四扭簧31、第二气弹簧32、第二气缸33。

具体实施方式

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：基于光催化技术用于空气及物体表面消毒的设备，包括安装板1，所述安装板1的下方设置有原料箱2，所述原料箱2的下右方设置有涂料刷3，所述安装板1的底部设置有驱动组件，所述驱动组件用于驱动原料箱2和涂料刷3向下移动使涂料刷3伸入到物体凹槽内与凹槽侧壁接触，所述原料箱2的底部还设置有加料组件，所述加料组件在驱动组件驱动涂料箱向下移动到与凹槽壁接触时向涂料刷3上涂抹催化剂。

上述方案在投入实际使用时，先通过输送带或其他输送装置将需要进行表面消毒的物体输送到涂料刷3的正下方，然后再启动驱动组件，使驱动组件带动原料箱2和涂料刷3先向下移动伸入到凹槽内并与凹槽的内壁接触，当涂料刷3移动到与凹槽的底部接触后，加料组件会自动将原料箱2内的催化剂输送涂料刷3的表面，然后驱动组件会根据凹槽类型来判断涂料刷3是进行直线运动还是圆周运动，当凹槽为矩形状时，驱动组件会带动原料箱2和涂料刷3沿着凹槽的内壁做直线运动，涂料刷3会在凹槽的内壁上均匀的涂抹催化剂，可以使凹槽的内壁能完全涂抹上催化剂，可以使物体表面消毒的更加彻底；当凹槽为圆形时，驱动组件会带动原料箱2和涂料刷3沿着凹槽内壁做圆周运动，使涂料刷3可以对圆形凹槽的内壁涂抹催化剂，可以使本发明适用于不同类型的凹槽的涂抹，且本发明可以适用于不同深度的凹槽的涂抹，可以使本发明适用性更广。

作为本发明的进一步方案，所述驱动组件包括电机4，所述电机4滑动连接在安装板1的底部前后方向上，所述电机4的输出轴上固定连接有第一转轴5，所述第一转轴5上固定连接有支撑板6，所述支撑板6上转动连接有第一齿环7，所述第一齿环7的内侧设置有第一棘轮8，所述第一棘轮8固定连接在第一转轴5上，且第一棘轮8与第一齿环7同心设置，所述第一棘轮8啮合有第一棘爪9，所述第一棘爪9转动连接在第一齿环7的内壁上；所述第一棘爪9的转动轴上套装有用于其复位的第一扭簧10，所述第一齿环7的左右两侧均设置有齿条杆11，两个所述齿条杆11均能够与第一齿环7啮合，两个所述齿条杆11共同固定连接有安装框12，所述安装框12滑动连接在安装板1的底部左右方向上，所述电机4的前后侧壁上均固定连接有第一推杆13，前侧所述第一推杆13的前方设置有固定连接在安装框12底部上的第一楔形块14，后侧所述第一推杆13的后方设置有固定连接在安装框12底部上的第二楔形块15；所述安装板1的底部滑动连接有两个关于电机4对称布置的第一滑杆16，两个所述第一滑杆16的底部共同转动连接有固定板17，所述固定板17上开设有安装槽18，所述安装槽18内转动连接有第二棘爪19；所述第二棘爪19的转动轴上套装有用于其复位的第二扭簧20，所述第二棘爪19啮合有位于安装槽18内的第二棘轮21，所述第二棘轮21与第一转轴5固定连接，且第二棘轮21与第一棘轮8的限位方向相反，所述固定板17的下方设置有第一气缸22，所述固定板17用于驱动第一气缸22移动或转动，所述第一气缸22与原料箱2固定连接。

上述驱动组件在实际工作时，当物体移动到涂料刷3的下方后，启动第一气缸22，使第一气缸22带动原料箱2和涂料刷3一起向下移动伸入到凹槽内，当涂料刷3移动到与凹槽的底部接触后，加料组件会自动向涂料刷3上输送催化剂，使涂料刷3表面沾染有催化剂，然后电机4在根据凹槽类型来进行工作，当凹槽为矩形时，电机4正转（正转以图4状态下的俯视视角为准），电机4会通过第一转轴5带动支撑板6和第一棘轮8一起进行转动，此时第一棘爪9会对第一棘轮8进行限位，使第一棘轮8有不能转动的趋势，第一棘轮8会通过第一棘爪9带动第一齿环7同步转动，此时由于齿条杆11不能在前后方向上移动；所以第一齿环7在转动的同时会被与其啮合的齿条杆11带动向后移动，第一齿环7会带动电机4、第一转轴5、支撑板6、第一齿环7、第一棘轮8、第一棘爪9、第一扭簧10一起向后移动；第一转轴5转动的同时会带动第二棘轮21转动，此时第二棘爪19不对第二棘轮21进行限位，第二棘轮21在向后移动的同时会带动固定板17同步向右移动，固定板17会带动第一气缸22和原料箱2及涂料刷3一起向后移动，涂料刷3会在向后移动的同时对凹槽的侧壁进行刷动，涂料刷3会将其表面的催化剂均匀地涂抹到凹槽的侧壁上，当电机带动第一推杆13向后移动到与第二楔形块15的斜面接触后，第二楔形块15会驱动第一推杆13相对第二楔形块15向左移动，第二楔形块15会相对于安装板1向右移动，第二楔形块15会带动安装框12和齿条杆11一起向右移动，右侧的齿条杆11慢慢脱离与第一齿环7的啮合，然后左侧的齿条杆11移动到与第一齿环7啮合的位置，然后左侧的齿条杆11会驱动第一齿环7开始向前移动，第一齿环7会带动电机4、涂料刷3及原料箱2一起向前移动，涂料刷3会再次对凹槽侧壁进行涂抹，可以保证凹槽侧壁完全被涂抹上催化剂，然后使第一气缸22带动原料箱2和涂料刷3向上移出凹槽；当凹槽为圆形时，电机4反转，此时第一棘爪9不对第一棘轮8限位，第一棘轮8不会带动第一齿环7转动，此时第二棘轮21转动会通过第二棘爪19带动固定板17转动，固定板17会带动原料箱2和涂料刷3转动，涂料刷3转动的同时可以对圆形凹槽的内壁涂抹催化剂，待涂料刷3转动若干圈后，催化剂涂抹完成，再使涂料刷3移动回初始位置，通过驱动组件的设置，可以使本发明适用于不同类型凹槽催化剂的涂抹，可以使本发明适用范围更广。

作为本发明的进一步方案，所述加料组件包括输出内筒23，所述输出内筒23固定连接在原料箱2的底部且跟原料箱2连通，所述输出内筒23的上滑动连接有输出外筒24，所述输出外筒24在向上移动一定距离后与输出内筒23连通， 所述输出外筒24的右侧壁上固定连通有若干个呈等距分布的出料管25，所述出料管25与输出外筒24连通，所述出料管25用于向涂料刷3上输送催化剂，所述出料管25的侧边均设置有转动连接在输出外筒24上的探测板26，所述探测板26的转动轴上套装有用于其复位的第三扭簧27，所述探测板26的侧壁上固定连接有压杆28，所述压杆28用于在常态下压迫出料管25使出料管25不能输送催化剂。

上述加料组件在实际工作时，第一气缸22在带动原料箱2向下移动时，原料箱2会带动输出内筒23一起向下移动，输出内筒23会带动输出外筒24一起向下移动，当输出外筒24的底端向下移动到与凹槽底部接触后，输出内筒23可以继续向下移动一小段距离，使输出内筒23与输出外筒24连通；输出外筒24在带动探测板26向下移动到使探测板26与物体顶部接触时，物体的顶部会驱动探测板26向上翻转，探测板26会带动压杆28一起向上翻转，使压杆28取消对出料管的压力，然后原料箱2内的催化剂会经过输出内筒23、输出外筒24及出料管25流到涂料刷3上，探测板26会根据凹槽的深度来调整出料管25打开的数量，输出外筒24每伸入一定距离就会打开一个出料管25，可以使原料箱2内的催化剂可以根据凹槽的深度来调整出料量，在保证凹槽能完全涂抹上催化剂的同时，可以减少催化剂的浪费，且通过输出内筒23和输出外筒24的错位及出料管25的压紧，可以使催化剂只有在满足输出内筒23、输出外筒24及出料管25均连通的情况下才能出料，可以更好地保证催化剂在不进行工作时不会流出，可以更好地减少催化剂的浪费。

作为本发明的进一步方案，所述输出外筒24的顶部固定连接有第一气弹簧29，所述第一气弹簧29的顶端固定连接在原料箱2的底部；通过第一气弹簧29的设置，可以使输出外筒24在完成工作后，可以快速地移动到与输出内筒23错开的位置，可以更好地减少催化剂的浪费。

作为本发明的进一步方案，所述输出外筒24的右侧设置有若干连接板30，若干所述涂料刷3均布在若干连接板30上，相邻所述连接板30之间转动连接；所述连接板30的转动轴上均套装有用于其复位的第四扭簧31，最外侧的连接板30上固定连接有用于支撑若干连接板30的第二气弹簧32，所述第二气弹簧32的后端固定连接在输出外筒24上；工作时，在对矩形凹槽进行涂抹催化剂时，连接板30会对涂料刷3进行支撑，在对圆形凹槽进行涂抹催化剂时，连接板30可以根据圆形凹槽的形状进行转动，可以使连接板30带动涂料刷3更好的贴合圆形凹槽的内壁，可以使涂料刷3更好地对圆形凹槽进行涂抹催化剂，且通过第二气弹簧32的设置，可以使涂料刷3更好的贴合凹槽的内壁，可以使催化剂涂抹的更好。

作为本发明的进一步方案，所述固定板17与第一气缸22在左右方向上滑动连接，所述第一气缸22的侧壁上固定连接有第二气缸33，所述第二气缸33的端部固定连接在固定板17上；通过第二气缸33的设置，可以使第二气缸33带动第一气缸22在左右方向上移动，使第一气缸22带动原料箱2和涂料刷3脱离第二棘轮21的中心，可以使涂料刷3适用于不同半径的圆形凹槽的催化剂的涂抹，可以加大本发明的适用范围。

基于光催化技术用于空气及物体表面消毒方法，该方法的具体步骤如下：

步骤一：通过输送带或其他输送装置将需要涂抹催化剂的物体输送到本发明的消毒设备下方；

步骤二：启动第一气缸22带动原料箱2向下移动伸入到物体上的凹槽内；

步骤三：当输出外筒24移动到与凹槽底部接触后，原料箱2内的催化剂会慢慢地流动到涂料刷3上；

步骤四：电机4根据凹槽类型来判定涂料刷3的运动方式，当凹槽为矩形时，电机4正转带动涂料刷3做直线运动，当凹槽为圆形时，电机4反转带动涂料刷3做圆周运动；

步骤五：涂抹完成后，第一气缸22带动涂料刷3移出凹槽，然后使输送带或其他输送装置将涂抹完成的物体移动到光催化工位，然后在使下一个物体移动到涂料刷3的下方，重复上述过程进行下一次涂抹。

工作原理：先通过输送带或其他输送装置将需要进行表面消毒的物体输送到涂料刷3的正下方，然后再启动驱动组件，使驱动组件带动原料箱2和涂料刷3先向下移动伸入到凹槽内并与凹槽的内壁接触，当涂料刷3移动到与凹槽的底部接触后，加料组件会自动将原料箱2内的催化剂输送涂料刷3的表面，然后驱动组件会根据凹槽类型来判断涂料刷3是进行直线运动还是圆周运动，当凹槽为矩形状时，驱动组件会带动原料箱2和涂料刷3沿着凹槽的内壁做直线运动，涂料刷3会在凹槽的内壁上均匀的涂抹催化剂，可以使凹槽的内壁能完全涂抹上催化剂，可以使物体表面消毒的更加彻底；当凹槽为圆形时，驱动组件会带动原料箱2和涂料刷3沿着凹槽内壁做圆周运动，使涂料刷3可以对圆形凹槽的内壁涂抹催化剂，可以使本发明适用于不同类型的凹槽的涂抹，且本发明可以适用于不同深度的凹槽的涂抹，可以使本发明适用性更广。