共享模式下的紫外线手机清洁器的设计与应用

严森泉 蓝梓涵 叶金虎 赖开发 余慧淞

摘要：文章基于ARM处理器设计开发一种共享模式下全自动手机清洁器，该装置能利用清洁喷雾剂实现对手机表面和孔内的灰尘自动清洁，同时利用紫外线进行杀菌，并开发相关的控制程序，通过扫码支付的方式实现共享投放使用，使用过程方便安全，有效解决“手机卫生安全问题”。

关键词：紫外线;手机清洁器;ARM处理器;结构设计

随着信息化时代的蓬勃发展，手机作为便捷式电子移动设备已经成为了世界上大部分人生活必不可少的一部分。在日常生活当中无论是在室内还是室外，甚至在餐桌、枕边、厕所等等，都能看到手机身影。由于手机的频繁使用，就伴随着一个很严重的的问题“手机卫生问题”。有调查显示手机每平方厘米就驻扎了12万个细菌，按照这样推算，整手机起码有上百万个细菌，这个数字足以令马桶坐垫上的细菌队伍汗颜。由于特殊的环境与特殊的待遇，手机已经成为了大量细菌的繁殖基地。在人均1-2台手机的今天，手机清洁需求量大，未来，手机清洁就像我们每天洗脸刷牙一样，成为每天的日常需求。

目前人们大多在使用手机的时候，都不会太注意手机本身的清洁，只是通过纸巾把那些肉眼直接可以看见的污渍擦干净，但是清洁起来比较麻烦，手机的那些充电口和耳机孔这些地方都不方便清理，同时手机上的细菌也无法杀灭，但是长时间不清理的话又会影响手机的正常使用，紫外线灯辐照杀菌是医院病房、治疗室、检验室常用消毒方法，故而设计一种紫外线手机清洁器来解决上述所提出的问题。

1. 紫外线手机清洁器设计方案

1.1 设备机构设计

1. 支撑脚 2、清洁箱 3、轴承 4、电机箱 5、伺服电机 6、丝杆 7、承接块 8、吹风机

9、限位板 10、拉杆 11、拉环 12、弹簧 13、连接板 14、电动伸缩杆 15、连接柱

为了能实现自动清洁手机以及对手机杀菌的目的，清洁器底部设计两个的支撑脚用来放置清洁箱，在清洁箱两侧安装轴承，用来安装丝杆以及电机，在丝杆的联接螺母上固定有小型吹风机，所述清洁箱的左右两侧内壁均固定安装有限位板，所述限位板的内部活动安装有拉杆，两个所述拉杆相背的一侧均固定安装有拉环，所述拉杆的外侧套装有弹簧，两个所述拉杆相对的一侧均固定连接有连接板，所述清洁箱的后侧固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的前侧固定连接有连接柱，所述连接柱的前侧固定连接有清洁海绵。

在使用时手动将手机卡合至两个连接板之间使手机与清洁海绵贴合，橡胶垫起到一个增大摩擦力和防止擦伤手机漆面的效果，使夹持更稳定，启动电动伸缩杆，从而带动连接柱和清洁海绵开始上下移动，清洁海绵开始清洗手机上面的灰尘，再次启动伺服电机，伺服电机输出轴的旋转带动丝杆随之旋转，承接块和小型吹风机开始左右移动，使手机下方的孔都能被吹到，通过小型吹风机将手机孔内的灰尘吹出，当手机一面的灰尘被清洁干净时同理清洗另一面，使用起来简单方便，清洁干净且省时省力。

在清洁箱壁上安装有紫外线杀菌灯，在清洁灰尘及污迹的同时进行360度的杀菌。

紫外线手机清洁器所使用的双重紫外线灯泡是属于一种低压汞灯，和普通日光灯一样，利用低压汞蒸汽（<10-2Pa）被激发后发射紫外线，从而达到杀菌效果。医学研究发现，目前为止，利用紫外线杀菌，效果仍然是最佳，主要能杀死的细菌主要有大肠杆菌、流感病毒、肉毒杆菌、链球菌、H1N1病毒等单细胞微生物。

1.2 控制方案设计

采用ARM处理器对紫外线灯、清洁剂雾化器、电机、风机进行智能控制，同时与服务器进行通讯及数据交互，整个过程，每个模块之间时间自动控制，具体的控制流程如图2：

2. 工作流程

本文所设计的共享模式下的手机清洁器工作流程如图3所示，使用者只需扫码，将手机放进清洁箱，清洁器将使用夹具夹紧手机并送进清洁消毒区，进行360度全方位的清洁杀菌。

3. 全自动紫外线手机清洁器的特点

1） 通过对清洁器进行结构设计，该设备结构简单、成本较低、维护便捷，不仅实现对手机灰尘以及污迹的清洁，把附着在手机表面上的杂质清理掉，进行紫外线消毒杀菌处理，实现清洁杀菌双重保证，大大减少了细菌的滋生。

2）可以在短时间内对手机采用360旋转式、全方位消毒杀菌，基本无死角，完成清洁后除能够减少手机的污渍、细菌对健康生活的影响外，还能手机在经过清洁后，外观将会焕然一新，可以延长手机的使用周期，减少不必要的资源浪费，节能环保。。

3）基于互联网平台的共享、共用模式。尤其是智能终端的迅速普及使得海量的供给方与需求方得以迅速建立联系，后台数据采用统计图的方式来呈现数据，通过服务器可以实现对设备进行监管。

4. 结论

本文主要基于ARM处理器开发设计了共享模式下的全自动紫外线手机清洁器，经过实际试验证明本次设计的手机清洁器能够很好的实现预期所期望的结果，经过清洁喷雾剂以及清洗海绵对手机表面清洁和紫外线的双重作用，不仅实现了对手机的清洗杀菌作用，而且也在一定程度上延长了手机的使用寿命以及使用体验，大大降低了疾病的发生以及传播，从而保护了人类的健康。

此外，该手机清洁器的设计简单，不占用太多的空间且操作简便，有很強的的适用性、实用性，设计开发的控制程序，能在自助共享的模式下进行智能清洗，有效实现物品的清洗及消毒，后期可为蔬菜、水果、水产品及其他小物件降解农药残留物及污渍清洗机等其他应用的设计提供一种参考。

参考文献：

[1] 朱天涛，宫小勇，贾玉鹏.紫外线灭菌技术.赤峰学院学报（自然科学版），2008（03）.

[2] 彭思旭，刘征，张艳玲. 牙刷消毒清洁盒体设计.科技风，2017（4）

[3] 王萍，王丽，马剑，紫外线灯清洁器的设计与应用，护理学杂志，2010（25）

[4] 刘伟. 设备维护共享模式探讨. 机电信息，2020（11）

基金项目名称：*2020年广东省科技创新战略专项资金资助项目;云浮市2020年省科技专项资金（“大专项+任务清单”）项目（2020040404）