本實用新型涉及一種消毒裝置，具體涉及一種可升降的紫外線消毒燈管。

背景技術：

紫外線輻照消毒因使用方便、殺菌廣譜、對物品無損害、消毒后無殘留、透過空氣的能力強，而被廣泛地應用于各類醫院、學校和各種實驗室、制藥車間、食品車間等的空氣和物體表面的消毒。

目前紫外線消毒燈多采用托架移動式，由于衛生部門對醫院、車間等場合的消毒有標準規范，其中包括消毒燈的功率、位置和消毒時間等，故目前采用的步驟是使用時由操作人員將燈架擺放至消毒位置，人撤離后進行規定時間的消毒，消毒完畢再拖移至房間角落位置，其存在的主要問題有：一、消毒燈工作時需要在房間不同位置來回拖移，容易因人為因素造成消毒不到位；此外閑置時占地面積較大，對于寸土寸金的醫院病房等場合更為顯著；即使在幼兒園等需要消毒的場所時，也會存在消毒燈不工作時對幼兒玩耍帶來磕碰隱患；二、無法對使用中的紫外線燈每次照射時間和累積照射時間進行確定，沒有智能化控制，以充分利用下班時間對無人房間進行消毒，同時無法及時發現燈管故障或者燈管的功率不夠，影響消毒效果等情況。

申請號為201510167841.62015的中國專利“一種可升降的紫外線消毒燈”公開了一種可升降的消毒燈，工作時消毒燈下降至所需要的位置，確保消毒的效果，不工作時，消毒燈收起至墻頂的位置，不會對使用空間進行限制。但該裝置需要通過導電軸套將電源引入纏繞的電線，電線在裝置中充當供電和升降燈管的雙重作用，存在的問題是當電線充當拉繩的作用時，會存在可靠性問題，使用時間長了之后容易造成安全隱患，其次是該裝置需要增加導電軸套這一部件，將墻上的電源線引入至纏繞的燈線上，故存在絕緣等安全隱患；此外該裝置與傳統的卷簾門、升降衣架等原理類似，內部通常需要管狀電機來驅動整個長軸的轉動，來實現跨度較大的吊繩升降，故成本較高，限制了其市場推廣。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種自動升降的紫外線消毒燈，使用中安全可靠，方便實用，并大大降低了裝置成本。

本實用新型的技術方案如下：

一種升降消毒燈，包括消毒燈、升降機構和控制單元，升降機構包括電機、支架、繞線轉輪、電源線和設置在支架兩端的吊繩；所述的繞線轉輪和電機固定在支架上，吊繩一端固定在房間頂部位置，另一端纏繞在繞線轉輪上，電機在控制單元的控制下驅動繞線轉輪轉動，帶動支架下方的消毒燈上升或下降，所述的電源線為螺旋狀結構，隨著消毒燈的升降而收縮或展開。

上述升降消毒燈中，其中一根吊繩從螺旋電源線的螺旋中心穿過。

上述升降消毒燈中，在支架上電源線的對應位置處設置有空心錐，電源線收縮后盤在空心錐上，空心錐的頂部開口，供吊繩穿出。

上述升降消毒燈中，空心錐的上方設置有盤線凹槽，盤線凹槽套在空心錐的上方，用于電源線的收納。

上述升降消毒燈中，滑輪設置在空心錐的內部，并從空心錐側面的孔穿出至繞線轉輪。

上述升降消毒燈中，吊繩通過設置在支架端部的滑輪限位后纏繞在繞線轉輪上。

上述升降消毒燈中，電機通過減速器驅動繞線轉輪轉動。

上述升降消毒燈中，升降機構包括頂板，所述的頂板固定在墻壁的頂部或側面，頂板上的兩個吊繩固定端的間距與吊繩在支架上的間距相等。

上述升降消毒燈中，頂板上設置有凸臺，用于觸發上位行程開關。

上述升降消毒燈中，螺旋電源線的螺旋直徑小于支架上容納槽口的寬度，螺旋電源線在消毒燈上升至高點時可收納在支架內部。

本實用新型具有的有益技術效果如下：

(1)本實用新型將轉動部件和燈管設置在移動支架上，制造中不需要價格較貴的管狀電機來滿足跨度較大的吊繩的升降，同時也不需要電源線充當吊繩作用，不存在安全隱患，同時有效降低了裝置成本，更具市場推廣價值。

(2)本實用新型將吊繩固定在頂板上的與支架上等距的固定位置，可確保吊繩垂直上升下降，同時在頂板上還設置了凸臺，確保上行程開關的可靠觸碰。在安裝過程中只需要將頂板固定在墻壁或墻頂上，然后量取適當長度的吊繩即可，多余的吊繩可隱藏在頂板上，方便了后續的改動，

(3)本實用新型的采用帶有自鎖功能的電機或者電機通過減速器帶動繞線轉輪轉動，可確保在電機斷電時仍保持當前的位置。

(4)本實用新型電源線采用螺旋狀結構，并且吊繩從螺旋電源線的中心穿過，可確保螺旋電源線可靠地收納在空心錐上或者盤線凹槽內，不影響裝置的美觀；此外吊繩通過空心錐或者支架頂部的頂孔穿出，可防止裝置升降中的側翻。

(5)本實用新型采用下位行程開關檢測當裝置下降至底部位置時吊繩的位置和狀態變化，從而可靠地給出裝置到達最低位時的信號，控制電機停轉。

(6)本實用新型通過檢測電機負載電流的變化，從而判斷得到裝置下降至最低位，具有硬件成本低，簡單方便等特點。

(7)本實用新型在電動升降原理的基礎上，增加了手動旋轉提升裝置，通過在繞線轉輪上設置離合器，及在支架邊沿設置手動轉軸，可在突然停電時手動將燈管提升至高位，減少停電期間對房間活動空間的影響，

(8)本實用新型采用同一只開關實現對消毒燈升降和開關四種狀態的控制，以避免對老房間消毒燈線路的改造，相比于無線遙控額節約成本，減小串擾，更利于市場推廣。

(9)本實用新型采用消毒燈和照明燈共線的方式，可利用現有的照明電路和開關實現照明燈和消毒燈的開啟關閉，避免對老房間消毒燈線路的改造，相比于無線遙控額節約成本，減小串擾，更利于市場推廣。

(10)本實用新型增加了消毒時刻和消毒時長設置功能，同增加了光電探測器對消毒功率進行監測，并在光電探測器前設置了紫外窄帶濾光片實現有用光的準確測量，在消毒燈損壞或功率下降時可提醒用戶，并對可消毒燈管的有效消毒時間進行統計。

附圖說明

圖1為本實用新型升降消毒燈的結構原理示意圖；

圖2為本實用新型增加了凸塊和減速器的升降消毒燈結構原理圖；

圖3為本實用新型空心錐結構的電源線收納單元工作原理示意圖；

圖4為圖3的俯視圖；

圖5為本實用新型增加了盤線凹槽的電源線收納單元工作原理示意圖；

圖6為本實用新型下位行程開關工作原理示意圖；

圖7為本實用新型吊繩在繞線轉輪上復位并觸碰下位觸桿狀態示意圖；

圖8為本實用新型基于電機電流變化檢測的下位觸發信號產生原理示意圖；

圖9為本實用新型手動旋轉提升裝置的原理示意圖；

圖10為本實用新型單向離合器工作原理示意圖。

附圖標記如下：1—支架；2—消毒燈；3—電源線；4—吊繩；5—頂板；6—容納槽口；8—主軸；9—手動轉軸；10—單向軸承；11—電機；12—基座；13—滑輪；14—繞線轉輪；15—上位行程開關；16—上位觸桿；17—下位行程開關；18—下位觸桿；19—凸塊；20—減速器；22—空心錐；25—上升方向；26—下降方向；27—凹槽；28—盤線凹槽；29—頂孔；30—穿繩孔；31—電源供電端子；32—取樣電阻；33—電機驅動器；34—放大器；35—比較器。

具體實施方式

一、整體結構

如圖1所示，本實用新型的升降消毒燈包括消毒燈管2、升降機構和控制單元，升降機構包括電機11、繞線轉輪14、電源線3、支架1和設置在支架兩端的吊繩4；升降機構通過固定在建筑物上的吊繩4實現支架1和消毒燈管2的整體上升或下降。吊繩4設置在支架1的兩端，并通過滑輪13限位后纏繞在繞線轉輪14上；消毒燈2為消毒燈管或其他結構的燈體，固定在支架1的下端。電機11在控制單元的控制下驅動繞線轉輪14轉動，帶動支架1下方的消毒燈2上升或下降。繞線轉輪14可以直接固定在電機的轉軸上，也可以是電機11經過減速器20減速后，再將繞線轉輪14固定在減速器20的輸出軸上，除了滿足低速轉動的要求，還因為減速器20內部的渦輪蝸桿等結構可起到自鎖作用，采用普通的非自鎖電機即可滿足使用要求。

電源線3為螺旋狀，通常為兩芯。當消毒燈上升至墻頂位置時，螺旋電源線3收縮在支架的內部，不影響裝置的美觀，隨著消毒燈的升降而收縮或展開；當消毒燈管下降至消毒時，螺旋電源線3拉伸，下降中為了克服彈簧電線的拉力，故升降機構和燈管2固聯為一體，同時上升和下降，增加重量。

其工作原理如下，吊繩4固定在繞線轉輪的上，并且兩邊的吊繩4分別從繞線轉輪14的兩個方向繞在繞線轉輪14上。平時吊繩4收在繞線轉輪14上，故整個裝置緊貼在墻頂，不影響房屋空間的使用。當接收到裝置下降的指令后，在控制單元的控制下，電機11帶動繞線轉輪14沿圖中的順時針方向轉動，吊繩4逐漸解開，裝置下降，當到達設定的最低位置后，機構給出下位到位觸發信號，控制單元控制電機11停轉，接著打開消毒燈對房間消毒。當消毒完畢，控制單元接收到上升指令后，電機11直接驅動繞線轉輪14沿圖中逆時針方向轉動，或者電機11帶動減速器20驅動繞線轉輪14沿圖中逆時針方向轉動，吊繩4纏繞在繞線轉輪14上，裝置上升。支架1的上端設置有上位行程開關15，當消毒燈上升至指定的最高位置時，上位行程開關15觸發，給控制單元發出信號，停止電機轉動及消毒燈上升，這時由于電機具有的自鎖功能或者因減速器具有的自鎖功能，即使斷電后，裝置也不會因為重力而自動下降。

二、頂板及上升到位觸發

作為一種優選方式，吊繩4固定在安裝在頂板5上，頂板5則通過螺栓或膨脹螺釘等方式固定在墻壁的頂部或側面。頂板5上的吊繩4固定端間距與吊繩4在支架1上的間距相等，確保上升或下降時吊繩垂直。

如圖2所示，頂板5的下部與上行程開關15對應的位置處設置有凸臺19或其他部件，確保上行程開關15的觸碰，使得裝置安裝在不同房屋環境時，均能可靠地觸碰，從而觸發消毒燈停止上升。安裝時根據每個房間的情況多余的吊繩4可以藏在安裝頂板上，以方便后續的改動。此外與圖1的區別還在于圖2中電機通過減速器20后再帶動繞線轉輪14轉動。

三、電源線收納

作為一種優選的實施方式，螺旋電源線3的螺旋直徑小于支架上容納槽口6的寬度，且其中的一根吊繩4從螺旋電源線從3的螺旋中心穿過，這樣可確保螺旋線在收縮和拉伸的過程中不會偏離設定的位置，使其很容易即被收納至容納槽中。

如圖3和圖4所示，為了防止螺旋電源線3和吊繩4的相互影響，在支架1的底部固定了空心錐22，螺旋電源線3收縮后盤在空心錐22上，空心錐22的頂端開口，供吊繩穿出，滑輪13則設置在空心錐22的內部，并從空心錐22旁邊的孔穿出至繞線轉輪14?？招腻F在裝置中可以起到盤繞螺旋電源線3的作用，并防止螺旋電源線3與移動的吊繩4之間相接觸?？招腻F22的頂部開有頂孔29，使用中吊繩4從頂孔29中穿出，頂孔29設置在支架1的頂部位置，并且其直徑略大于吊繩4的直徑，這樣可以防止整個消毒燈在上下過程中不穩引起的側翻。在支架1沒有螺旋電源線3的另一端，則是在支架1頂部的位置開有穿繩孔30，其處于支架1的頂部且居中的位置，直徑略大于吊繩4的直徑，其目的也同樣在于防止消毒燈的整體側翻。

如圖5所示，作為一種優選的實施方式，也可以在圖3的基礎上增加軸對稱結構的盤線凹槽28，盤線凹槽28位于空心錐22的上方，底部為空心，套在空心錐22的外部，上部固定在支架1上，盤線凹槽28底部的直徑略大于螺旋電源線3的螺旋圈直徑，口部的直徑大于底部，呈錐形，螺旋電源線3平時收納在其中，不影響外部的美觀。

四、下降到位觸發單元

如圖6和圖7所示，吊繩4固定在繞線轉輪14的繞線槽上，并按照如圖1和2所示的方式，纏繞在繞線轉輪14上。在未觸及最低位的正常情況下，吊繩4沿著繞線轉輪14的切線方向上移動，而當裝置到達制定的最低位置時，吊繩4從繞線轉輪14上全部解開，恢復至如7所示的初始固定位置，通過檢測吊繩4在運行中和到達最低位時的位置變化，即可以得到下降到位觸發信號。

如圖1和圖6所示，在基座12上靠近繞線轉輪14的位置上設置有下位行程開關17，下位行程開關17的下位觸桿18則與吊繩4呈交叉狀，當吊繩4由正常工作中處在繞線轉輪14切線方向變為最低位時的初始位置時，吊繩4會觸碰下位觸桿18，從而給出下位觸發信號，提示電機運轉到位，并按照后續的時序，開始進行房間消毒。

作為另一種優選的實施方式，控制單元包括下降到位觸發單元，通過檢測電機下降到最低位前后的電流變化來獲取觸發信號。在電機帶動繞線轉輪14下降的過程中，由于受到裝置重力的作用，繞線轉輪14在吊繩4的拉力下實質上有一個使得繞線轉輪14順時針轉動的力矩，該力矩與電機在下降中的驅動力方向一致，故電機所需的驅動工作電流較??；一旦當裝置到達最低位時，吊繩4從繞線轉輪14上解開，并開始需要克服重力重新將吊繩4繞至繞線轉輪14上時，則電機需要克服裝置的重力才能實現，故此轉換時刻電機的驅動電流會產生突變，通過監測電機在到達最低位處電流的瞬態變化即可判斷出裝置是否達到最低位。這種方案巧妙地利用了裝置在轉換時刻的電機負載的變化而引起驅動電流的變化特點，可以節省下位行程開關等硬件，并具有簡單方便等特點。

電流檢測的方案如圖8所示，下降到位觸發單元中電機11的供電電路上串聯一個小阻值的取樣電阻32，通過對32兩端的電壓信號采用放大器34進行放大處理后進行信號采集或者加入比較器35，根據采集或比較結果即可得到電機驅動電流的變化，從而判斷給出下位觸發信號，并輸出至電機驅動器33，實現電機11的轉動控制。

五、手動旋轉提升裝置

考慮到實際應用中的一種特殊情況，當消毒燈在下位工作時如果突然斷電，則需要將消毒燈上升至墻頂避免對房間空間的影響，因此需要增加手動復位單元。

如圖9和圖10所示，作為一種優選方式，轉動機構包括電機11和繞線轉輪14，根據需要電機后配置減速器20，而在主軸8和繞線轉輪14之間設置有單向離合器10，單向離合器10可以是單向軸承，也可以為其他離合器或棘輪，其主要目的是對繞線轉輪14的轉動方向進行限制。單向軸承的內圈固定在主軸8上，外圈固聯在繞線轉輪14的內孔上；單向離合器10安裝時要注意其可旋轉方向要與消毒燈上升過程中主軸8旋轉的方向一致；若主軸8沿該方向旋轉，則會帶動單向軸承的內圈、外圈和繞線轉輪14旋轉，如果主軸8沿該反方向旋轉，則無法帶動外圈旋轉。手動轉軸9與主軸8同軸設置，其一端固定在繞線轉輪14上，另一端為自由端，伸出至機殼的外部或者機殼開孔位置的邊沿，且頭部設置有凹槽27或凸起等，可采用工具加載至凹槽或凸起的地方旋轉手動轉軸9，進而帶動繞線轉輪14轉動。設置手動轉軸9的目的在于應付遇到突然停電時，可通過手動旋轉的方式將消毒燈管上升至墻頂的位置，避免消毒燈懸在空中時對房間位置的占用，比如當用于幼兒園時消毒突然斷電，則需要將消毒燈通過手動的方式轉動至墻頂，避免懸垂下來的消毒燈對幼兒的活動產生影響。

手動旋轉的工作原理如下：當電機11通過減速器20帶動主軸8沿25所指的方向逆時針轉動時，由于單向離合器10的可旋轉方向也為逆時針方向，故主軸8會帶動單向離合器10的內圈沿逆時針轉動，再通過離合器內部的構件帶動離合器的外圈轉動，故帶動繞線轉輪14沿逆時針轉動，使得轉輪兩邊的吊繩4纏繞在繞線轉輪14上，進而消毒燈管上升。當上升至指定位置的墻壁高點時，上行程開關15的上位觸桿16碰到頂壁或凸臺19時，產生觸發信號時，電機停止轉動并斷電，由于減速器20中渦輪螺桿或其他機構的自鎖作用，則整個消毒燈固定在該位置不動。

當電機11接收到下降的信號時，電機11通過減速器20帶動主軸8沿26所指的方向順時針轉動時，由于單向離合器10的在該方向是無法自由旋轉的，只能是跟隨主軸8的轉動而轉動。當主軸8帶動單向離合器10的內圈順時針轉動一定角度后，由于受到重力的作用，繞線轉輪14帶動軸承外圈也跟隨內圈轉動相應的角度，最終帶動支架1下降至裝置設定的最低位置，此時控制器接收到下位行程開關的觸發信號，停止電機轉動。

六、開關控制和工作流程

現有的消毒燈由于不帶升降裝置，因此其控制開關只包括電源的開和關兩種狀態，而升降消毒燈包括裝置的上升、下降和消毒燈的開關四種狀態，通常情況下可在裝置上增加遙控單元，并通過遙控器來控制消毒燈的狀態；此外本實用新型還采用了一個開關連續開啟和關閉來控制消毒燈的工作流程，以避免對現有房間消毒燈線路的改造，同時成本較低，使得裝置更具備市場推廣性。

具體方案是：不工作時消毒燈收攏在墻壁頂部，當開啟開關時，裝置下降至指定的低位，并啟動消毒燈消毒；還可以設定延時，即在開啟開關后延時一段時間后，裝置再下降至指定的低位，并啟動消毒燈。當按照設定的時長消毒完畢后，消毒燈關閉消毒功能并自動復位。如果消毒過程中需要強行停止消毒，則可以按動關閉按鈕，關閉消毒燈，隨后在設定的幾秒鐘時長內再次開啟開關，等裝置上升至墻頂的位置后再關閉開關。

為了防止幼兒園的兒童隨意按動開關并開啟消毒功能，本裝置還采用了在指定時間內對連續多次開關脈沖進行指令識別的方式，比如在5秒鐘內連續“開-關-開”，表示消毒燈下降并開啟的指令；在5秒中內連續“關—開—關—開”則表示需要關閉消毒燈并上升復位。這種方式下，只需要在控制單元上設置一個大電容或電池充電，以維持在開關關閉情況下的控制單元供電，并在設定的時長內檢測規定的電源通斷脈沖數即可實現。

七、消毒燈和照明燈共線

本裝置還可以與照明燈管共用同一只開關，也就是說在照明燈的開關和線路基本不變的情況下增加消毒燈，并可以利用照明燈的開關控制照明燈和消毒燈的開啟關閉，具體原理是：照明燈管固定在墻頂上不動，而將照明燈電源線通過螺旋電源線3與控制單元相聯，也就是原來消毒燈需要的2根螺旋電線現在改為4根，并通過控制單元實現對照明燈、消毒燈以及消毒燈的升降進行控制。其工作原理與前面的連續多次開關脈沖對指令識別的方式相同，比如在打開開關表示照明燈打開，關閉開關表示照明燈關閉，如果在5秒鐘內連續“開-關-開”，表示消毒燈下降并開啟的指令；在5秒中內連續“關—開—關—開”則表示需要關閉消毒燈并上升復位。

這種利用原來的開關進行多種狀態的控制，可以減少對房間現有電線線路的改造，與無線遙控相比，不會出現不同消毒燈之間的無線串擾，并具有節省成本、市場推廣性更強等特點。

八、其他功能

為了方便用戶使用，控制單元可對消毒的時刻及消毒的時長進行人工設置，可通過支架上的撥碼開關或定時器等器件來實現。同時為了對消毒燈的工作狀態進行監測，在支架上設置了紫外光電探測器，可采用光電二極管或光電三極管，根據需要可在光電傳感器外部設置紫外光窄帶通濾光片，只獲取紫外消毒光的信號，可實時記錄所受到紫外輻照的時刻和信號幅值，并與設置的消毒時長和消毒功率相比較，一旦消毒燈管故障未達到設定的出光時長或者消毒燈管的功率下降，則進行故障顯示報警及提示燈閃爍，提醒用戶進行燈管更換等操作。根據需要還可以對消毒燈管的有效消毒時間進行統計。