車載脈沖消毒機(jī)造型改良設(shè)計(jì)研究

高天　蔡朱紅　職訓(xùn)鑄

摘要：城市公共衛(wèi)生不僅局限于街道的整潔，消滅公共場所中肉眼無法察覺到的細(xì)菌與病毒也是保證公共衛(wèi)生安全的重要任務(wù)。當(dāng)前，我國城市街道消毒基本靠降塵車和人工噴灑兩種方式?；诖?，本文對(duì)車載脈消毒機(jī)造型進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，并賦予實(shí)踐。以期外觀造型更加符合車載要求，使人機(jī)關(guān)系更加和諧，有效地解決城市快速、便捷消毒的問題。

關(guān)鍵詞：車載;脈沖煙霧機(jī);消毒機(jī);造型設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）03-0157-02

1研究目的與意義

城市街道消毒作為遏制病毒傳播的重要手段是保證社會(huì)正常生產(chǎn)生活的一項(xiàng)必要條件。目前城市消毒所使用的方法多為城市降塵車輛和人工噴灑相結(jié)合的方式。城市降塵車輛大小近似普通卡車，配備一臺(tái)電加熱式煙霧機(jī)作為主要工具，可迅速將空氣中的污染顆粒物，塵埃等逼降至地面，從而達(dá)到清潔凈化空氣的效果。此類設(shè)備也可換裝消毒藥水對(duì)城市道路進(jìn)行消毒。但城市消毒與抑塵的需求不同，城市消毒需要做到對(duì)消毒區(qū)域的全面覆蓋，并對(duì)一些人群經(jīng)常接觸的公共區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)消毒。而降塵車輛因體型龐大所以只能在車輛道路上行駛，其所攜帶的固定式電加熱式煙霧機(jī)覆蓋范圍受到周圍環(huán)境影響，使噴霧無法全面覆蓋消毒區(qū)域的每一個(gè)角落。此外，井蓋下面與下水道口也是城市消毒的重點(diǎn)區(qū)域，這也是普通抑塵車難以做到的。這時(shí)便需要人力來對(duì)抑塵車輛無法覆蓋的盲區(qū)進(jìn)行藥物噴灑，但人力無法做到像車輛那樣快速移動(dòng)，消毒車輛空間有限也難以承載消毒人員與消毒器械。因此，設(shè)計(jì)出一款小型輕便的可移動(dòng)式車載消毒機(jī)是十分必要的。

2現(xiàn)有消毒機(jī)分析

目前公共衛(wèi)生常用的高效消毒器械多為煙霧機(jī)。煙霧機(jī)是一種可以產(chǎn)生煙霧的機(jī)械，根據(jù)霧化溫度高低，分為常溫?zé)熿F機(jī)和熱煙霧機(jī)兩大類[1]。常溫?zé)熿F機(jī)采用氣力霧化方式，依靠風(fēng)機(jī)的風(fēng)力和霧化裝置的離心力實(shí)現(xiàn)藥液霧化，多用于室內(nèi)。熱煙霧機(jī)主要是利用燃燒產(chǎn)生的尾氣流使藥劑迅速裂解、揮發(fā)并煙霧化成細(xì)小霧滴，隨尾氣流從噴管的出口噴出后，隨自然氣流飄移、擴(kuò)散并滲透到目標(biāo)上。目前可供本文改良設(shè)計(jì)參考的產(chǎn)品有：

2.1燃?xì)饧訜釃娚涫綗熿F機(jī)

主要由丁烷儲(chǔ)氣罐、螺旋型管道和防護(hù)網(wǎng)等組成。采用丁烷氣的燃燒火焰直接進(jìn)行噴霧，體積較小。

2.2穩(wěn)態(tài)燃燒器式煙霧機(jī)

以穩(wěn)態(tài)燃燒器為熱動(dòng)力源，多為車載式，具有噴煙量大、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)大面積病蟲害的防治效果十分突出。但其體積較大，容易受到使用環(huán)境的限制。

2.3脈沖式煙霧機(jī)

脈沖式煙霧機(jī)是由供油系統(tǒng)、供藥系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃燒室、起動(dòng)系統(tǒng)、噴管等組件構(gòu)成。其工作原理為：燃料在燃燒室燃燒時(shí)產(chǎn)生的高速、高溫脈沖氣體從噴管高速噴出，然后沿導(dǎo)藥管進(jìn)入噴管內(nèi)的藥液瞬間擊碎，霧化形成細(xì)小的水霧，并迅速彌漫擴(kuò)散到空氣中，具有極高的穿透性和附著性，能達(dá)到滅菌、消毒的防治效果。

根據(jù)目前可供參考產(chǎn)品并結(jié)合車載的需求進(jìn)行綜合評(píng)估，決定采用脈沖式煙霧機(jī)來作為此次外觀設(shè)計(jì)改良的主體。其所利用的脈沖噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)原理區(qū)別于一般的內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。它不依靠活塞、軸承、連桿來輸出動(dòng)力，而是靠高速、高溫氣流將藥劑霧化并擴(kuò)散到空氣中。機(jī)器整體無旋轉(zhuǎn)摩擦的機(jī)械部件，不存在機(jī)械磨損問題。機(jī)器體型相對(duì)較小，符合車載及供單人使用的目標(biāo)。

3車載脈沖消毒機(jī)造型改良設(shè)計(jì)思路

此次設(shè)計(jì)總體思路是在脈沖煙霧機(jī)原有內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，保留其前端噴管的結(jié)構(gòu)與造型。重點(diǎn)改良后半部分的外觀造型，主要調(diào)整和改良握把、蓄電池、藥箱、燃油箱為主體的外觀造型，增加整體外殼。整體造型在滿足工作需求以及人機(jī)關(guān)系的前提下盡可能的實(shí)現(xiàn)美觀、實(shí)用的設(shè)計(jì)需求。

3.1握把改良設(shè)計(jì)

將原有的豎直單握把改為雙握把，分為前后兩部分，方便雙手使用，減少長時(shí)間單手操作帶來的負(fù)擔(dān)。根據(jù)人的手提習(xí)慣在前端設(shè)置橫向握把，主要負(fù)責(zé)承重作用。后端握把設(shè)置為傾斜的豎向握把，以便于特殊情況下能夠完成單手操作。握把橫截面為圓弧狀結(jié)構(gòu)，增加軟材料保護(hù)墊及防滑花紋使其能夠更加的貼合人的手掌，增加摩擦力并使操作更為舒適。

3.2外殼改良設(shè)計(jì)

外殼設(shè)計(jì)為可拆卸式，主要保護(hù)消毒機(jī)內(nèi)部部件不會(huì)因車輛搖晃或使用時(shí)磕碰等意外情況而損壞，同時(shí)起到隔熱作用，保護(hù)作業(yè)人員不會(huì)因直接接觸而被機(jī)器內(nèi)部內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量燙傷。可拆卸模式的外殼設(shè)計(jì)能夠方便機(jī)器的日常維護(hù)以及部件的更換。內(nèi)燃機(jī)外殼與內(nèi)燃機(jī)保持間隔并設(shè)計(jì)散熱孔，確保內(nèi)燃機(jī)正常降溫。

3.3車體藥箱設(shè)計(jì)

利用車載的優(yōu)勢取消后背式藥箱，改為車體藥箱供藥。利用軟管連接車體藥箱與設(shè)備保證藥水供給?？捎行p輕消毒機(jī)的整體重量，并大大增強(qiáng)機(jī)器的帶藥量，減去裝藥步驟。

3.4電池設(shè)計(jì)

取消一體式電池設(shè)計(jì)改為插入式充電電池。在機(jī)器外側(cè)為外置電池預(yù)留空位，當(dāng)電量不足時(shí)可直接更換電池來繼續(xù)作業(yè)。減少充電所造成的時(shí)間浪費(fèi)，提高工作效率。在機(jī)器使用完畢后還可將電池取下減少電池?fù)p耗。電池位置與形狀需要盡量減少空間占用，保證電池容易拆卸。

3.5卡槽設(shè)計(jì)

在消毒機(jī)外殼上制作出卡槽類裝置，并在車體內(nèi)放置倉中設(shè)計(jì)出與之相匹配的卡槽，以便于在不使用的情況下將煙霧器穩(wěn)穩(wěn)地固定在放置倉中。避免因車輛移動(dòng)造成機(jī)器的磕碰。固定卡槽應(yīng)該使機(jī)器呈前低后高的方式進(jìn)行固定，噴管朝下固定可防止殘留藥水倒流進(jìn)入燃機(jī)內(nèi)部，損害內(nèi)部器械。

4車載脈沖消毒機(jī)造型設(shè)計(jì)實(shí)踐

4.1草圖設(shè)計(jì)

通過對(duì)車載消毒機(jī)的相關(guān)結(jié)構(gòu)與造型的分析，對(duì)其噴管、機(jī)身、握把、輸藥管口等部位造型進(jìn)行繪制，并依據(jù)尺寸標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整產(chǎn)品比例結(jié)構(gòu)，使其符合人機(jī)關(guān)系與使用要求，具體設(shè)計(jì)草圖如圖1所示。

4.2產(chǎn)品模型制作

依據(jù)設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行模型構(gòu)造，對(duì)產(chǎn)品的局部細(xì)節(jié)進(jìn)行完善，根據(jù)建模過程中所遇到的問題稍作修改，具體效果圖如圖2所示。

根據(jù)大部分人的手握習(xí)慣，在建模過程中將設(shè)計(jì)草圖中的電池與油箱口的位置由原先的左側(cè)移至右側(cè)，防止電池與人體之間因經(jīng)常接觸磕碰而造成損壞。將原先斜側(cè)方向的油箱口形狀改變，并高于整體機(jī)器，增加油箱儲(chǔ)存空間。電池設(shè)計(jì)為插入式外接電池，圓柱形的體型使其減少了空間占用。機(jī)器開關(guān)集中放置在右側(cè)后方，以方便工作人員的操作，并在開關(guān)上方增加透明保護(hù)蓋以防止工作人員因失誤操作打開或關(guān)閉電源。在機(jī)器上方新增加一排散熱孔，保證機(jī)器內(nèi)部溫度正常的同時(shí)使進(jìn)氣口空氣充足。在噴藥管道處新增加了閥門，使出藥量大小可調(diào)節(jié)，在使用完畢后可通過關(guān)閉閥門來避免藥物泄露。由于屬于車載產(chǎn)品，所以取消了原本的背帶式箱體藥壺設(shè)計(jì)，改為直接與車體藥箱鏈接，更加節(jié)省了車輛占用面積，同時(shí)減輕了消毒機(jī)重量。在色彩方面使用了紅色作為主色調(diào)，醒目并具有警示意義。

4.3產(chǎn)品評(píng)析

相較于普通脈沖式煙霧機(jī)。車載脈沖煙霧機(jī)由于減少了儲(chǔ)藥箱，整體更加輕盈。重新設(shè)計(jì)的手柄也使得機(jī)器使用手感更加舒適。消毒機(jī)在工作中可通過更換電池的方式來快速恢復(fù)電力，保證其在持續(xù)作業(yè)中保持良好的續(xù)航能力，減少因消毒機(jī)充電所消耗的時(shí)間。整體的外殼設(shè)計(jì)不僅保證內(nèi)部部件減少磕碰損壞的幾率，同時(shí)也可以有效阻隔人與內(nèi)燃機(jī)因直接接觸所造成的燙傷問題，使用更加安全。消毒機(jī)與車體藥箱相連接，使用車廂儲(chǔ)存的藥物，不必在持續(xù)作業(yè)中擔(dān)心藥物剩余問題，減少裝藥時(shí)間。當(dāng)消毒車輛出現(xiàn)工作盲區(qū)時(shí)，作業(yè)人員可使用車載脈沖消毒機(jī)快速到達(dá)工作盲區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行快速、全面地消毒作業(yè)。不僅增加了消毒車輛的消毒手法，還提高了消毒車輛的工作效率。

5結(jié)語

城市街道消毒是遏制病毒傳播的重要手段，是保證社會(huì)正常運(yùn)作的重要依靠。改良后的消毒機(jī)使用更加舒適，并有效控制了消毒機(jī)的整體重量，同時(shí)增加了可拆卸外殼，減少了機(jī)器和人受到傷害的可能性。減小的體型與卡槽固定使其更加符合車載條件。此次改良設(shè)計(jì)可以為城市的消毒車輛增添新的消毒手段，縮短作業(yè)團(tuán)隊(duì)的工作時(shí)間，提高消毒人員的工作效率。