共享模式下的紫外線手機(jī)清潔器的設(shè)計與應(yīng)用

嚴(yán)森泉 藍(lán)梓涵 葉金虎 賴開發(fā) 余慧淞

摘要：文章基于ARM處理器設(shè)計開發(fā)一種共享模式下全自動手機(jī)清潔器，該裝置能利用清潔噴霧劑實(shí)現(xiàn)對手機(jī)表面和孔內(nèi)的灰塵自動清潔，同時利用紫外線進(jìn)行殺菌，并開發(fā)相關(guān)的控制程序，通過掃碼支付的方式實(shí)現(xiàn)共享投放使用，使用過程方便安全，有效解決“手機(jī)衛(wèi)生安全問題”。

關(guān)鍵詞：紫外線;手機(jī)清潔器;ARM處理器;結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著信息化時代的蓬勃發(fā)展，手機(jī)作為便捷式電子移動設(shè)備已經(jīng)成為了世界上大部分人生活必不可少的一部分。在日常生活當(dāng)中無論是在室內(nèi)還是室外，甚至在餐桌、枕邊、廁所等等，都能看到手機(jī)身影。由于手機(jī)的頻繁使用，就伴隨著一個很嚴(yán)重的的問題“手機(jī)衛(wèi)生問題”。有調(diào)查顯示手機(jī)每平方厘米就駐扎了12萬個細(xì)菌，按照這樣推算，整手機(jī)起碼有上百萬個細(xì)菌，這個數(shù)字足以令馬桶坐墊上的細(xì)菌隊(duì)伍汗顏。由于特殊的環(huán)境與特殊的待遇，手機(jī)已經(jīng)成為了大量細(xì)菌的繁殖基地。在人均1-2臺手機(jī)的今天，手機(jī)清潔需求量大，未來，手機(jī)清潔就像我們每天洗臉?biāo)⒀酪粯?，成為每天的日常需求?/p>

目前人們大多在使用手機(jī)的時候，都不會太注意手機(jī)本身的清潔，只是通過紙巾把那些肉眼直接可以看見的污漬擦干凈，但是清潔起來比較麻煩，手機(jī)的那些充電口和耳機(jī)孔這些地方都不方便清理，同時手機(jī)上的細(xì)菌也無法殺滅，但是長時間不清理的話又會影響手機(jī)的正常使用，紫外線燈輻照殺菌是醫(yī)院病房、治療室、檢驗(yàn)室常用消毒方法，故而設(shè)計一種紫外線手機(jī)清潔器來解決上述所提出的問題。

1. 紫外線手機(jī)清潔器設(shè)計方案

1.1 設(shè)備機(jī)構(gòu)設(shè)計

1. 支撐腳 2、清潔箱 3、軸承 4、電機(jī)箱 5、伺服電機(jī) 6、絲桿 7、承接塊 8、吹風(fēng)機(jī)

9、限位板 10、拉桿 11、拉環(huán) 12、彈簧 13、連接板 14、電動伸縮桿 15、連接柱

為了能實(shí)現(xiàn)自動清潔手機(jī)以及對手機(jī)殺菌的目的，清潔器底部設(shè)計兩個的支撐腳用來放置清潔箱，在清潔箱兩側(cè)安裝軸承，用來安裝絲桿以及電機(jī)，在絲桿的聯(lián)接螺母上固定有小型吹風(fēng)機(jī)，所述清潔箱的左右兩側(cè)內(nèi)壁均固定安裝有限位板，所述限位板的內(nèi)部活動安裝有拉桿，兩個所述拉桿相背的一側(cè)均固定安裝有拉環(huán)，所述拉桿的外側(cè)套裝有彈簧，兩個所述拉桿相對的一側(cè)均固定連接有連接板，所述清潔箱的后側(cè)固定連接有電動伸縮桿，所述電動伸縮桿的前側(cè)固定連接有連接柱，所述連接柱的前側(cè)固定連接有清潔海綿。

在使用時手動將手機(jī)卡合至兩個連接板之間使手機(jī)與清潔海綿貼合，橡膠墊起到一個增大摩擦力和防止擦傷手機(jī)漆面的效果，使夾持更穩(wěn)定，啟動電動伸縮桿，從而帶動連接柱和清潔海綿開始上下移動，清潔海綿開始清洗手機(jī)上面的灰塵，再次啟動伺服電機(jī)，伺服電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)帶動絲桿隨之旋轉(zhuǎn)，承接塊和小型吹風(fēng)機(jī)開始左右移動，使手機(jī)下方的孔都能被吹到，通過小型吹風(fēng)機(jī)將手機(jī)孔內(nèi)的灰塵吹出，當(dāng)手機(jī)一面的灰塵被清潔干凈時同理清洗另一面，使用起來簡單方便，清潔干凈且省時省力。

在清潔箱壁上安裝有紫外線殺菌燈，在清潔灰塵及污跡的同時進(jìn)行360度的殺菌。

紫外線手機(jī)清潔器所使用的雙重紫外線燈泡是屬于一種低壓汞燈，和普通日光燈一樣，利用低壓汞蒸汽（<10-2Pa）被激發(fā)后發(fā)射紫外線，從而達(dá)到殺菌效果。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，目前為止，利用紫外線殺菌，效果仍然是最佳，主要能殺死的細(xì)菌主要有大腸桿菌、流感病毒、肉毒桿菌、鏈球菌、H1N1病毒等單細(xì)胞微生物。

1.2 控制方案設(shè)計

采用ARM處理器對紫外線燈、清潔劑霧化器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)進(jìn)行智能控制，同時與服務(wù)器進(jìn)行通訊及數(shù)據(jù)交互，整個過程，每個模塊之間時間自動控制，具體的控制流程如圖2：

2. 工作流程

本文所設(shè)計的共享模式下的手機(jī)清潔器工作流程如圖3所示，使用者只需掃碼，將手機(jī)放進(jìn)清潔箱，清潔器將使用夾具夾緊手機(jī)并送進(jìn)清潔消毒區(qū)，進(jìn)行360度全方位的清潔殺菌。

3. 全自動紫外線手機(jī)清潔器的特點(diǎn)

1） 通過對清潔器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、維護(hù)便捷，不僅實(shí)現(xiàn)對手機(jī)灰塵以及污跡的清潔，把附著在手機(jī)表面上的雜質(zhì)清理掉，進(jìn)行紫外線消毒殺菌處理，實(shí)現(xiàn)清潔殺菌雙重保證，大大減少了細(xì)菌的滋生。

2）可以在短時間內(nèi)對手機(jī)采用360旋轉(zhuǎn)式、全方位消毒殺菌，基本無死角，完成清潔后除能夠減少手機(jī)的污漬、細(xì)菌對健康生活的影響外，還能手機(jī)在經(jīng)過清潔后，外觀將會煥然一新，可以延長手機(jī)的使用周期，減少不必要的資源浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。。

3）基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的共享、共用模式。尤其是智能終端的迅速普及使得海量的供給方與需求方得以迅速建立聯(lián)系，后臺數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計圖的方式來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，通過服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管。

4. 結(jié)論

本文主要基于ARM處理器開發(fā)設(shè)計了共享模式下的全自動紫外線手機(jī)清潔器，經(jīng)過實(shí)際試驗(yàn)證明本次設(shè)計的手機(jī)清潔器能夠很好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期所期望的結(jié)果，經(jīng)過清潔噴霧劑以及清洗海綿對手機(jī)表面清潔和紫外線的雙重作用，不僅實(shí)現(xiàn)了對手機(jī)的清洗殺菌作用，而且也在一定程度上延長了手機(jī)的使用壽命以及使用體驗(yàn)，大大降低了疾病的發(fā)生以及傳播，從而保護(hù)了人類的健康。

此外，該手機(jī)清潔器的設(shè)計簡單，不占用太多的空間且操作簡便，有很強(qiáng)的的適用性、實(shí)用性，設(shè)計開發(fā)的控制程序，能在自助共享的模式下進(jìn)行智能清洗，有效實(shí)現(xiàn)物品的清洗及消毒，后期可為蔬菜、水果、水產(chǎn)品及其他小物件降解農(nóng)藥殘留物及污漬清洗機(jī)等其他應(yīng)用的設(shè)計提供一種參考。

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基金項(xiàng)目名稱：*2020年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目;云浮市2020年省科技專項(xiàng)資金（“大專項(xiàng)+任務(wù)清單”）項(xiàng)目（2020040404）