车载脉冲消毒机造型改良设计研究

高天　蔡朱红　职训铸

摘要：城市公共卫生不仅局限于街道的整洁，消灭公共场所中肉眼无法察觉到的细菌与病毒也是保证公共卫生安全的重要任务。当前，我国城市街道消毒基本靠降尘车和人工喷洒两种方式。基于此，本文对车载脉消毒机造型进行改良设计，并赋予实践。以期外观造型更加符合车载要求，使人机关系更加和谐，有效地解决城市快速、便捷消毒的问题。

关键词：车载;脉冲烟雾机;消毒机;造型设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2021）03-0157-02

1研究目的与意义

城市街道消毒作为遏制病毒传播的重要手段是保证社会正常生产生活的一项必要条件。目前城市消毒所使用的方法多为城市降尘车辆和人工喷洒相结合的方式。城市降尘车辆大小近似普通卡车，配备一台电加热式烟雾机作为主要工具，可迅速将空气中的污染颗粒物，尘埃等逼降至地面，从而达到清洁净化空气的效果。此类设备也可换装消毒药水对城市道路进行消毒。但城市消毒与抑尘的需求不同，城市消毒需要做到对消毒区域的全面覆盖，并对一些人群经常接触的公共区域进行重点消毒。而降尘车辆因体型庞大所以只能在车辆道路上行驶，其所携带的固定式电加热式烟雾机覆盖范围受到周围环境影响，使喷雾无法全面覆盖消毒区域的每一个角落。此外，井盖下面与下水道口也是城市消毒的重点区域，这也是普通抑尘车难以做到的。这时便需要人力来对抑尘车辆无法覆盖的盲区进行药物喷洒，但人力无法做到像车辆那样快速移动，消毒车辆空间有限也难以承载消毒人员与消毒器械。因此，设计出一款小型轻便的可移动式车载消毒机是十分必要的。

2现有消毒机分析

目前公共卫生常用的高效消毒器械多为烟雾机。烟雾机是一种可以产生烟雾的机械，根据雾化温度高低，分为常温烟雾机和热烟雾机两大类[1]。常温烟雾机采用气力雾化方式，依靠风机的风力和雾化装置的离心力实现药液雾化，多用于室内。热烟雾机主要是利用燃烧产生的尾气流使药剂迅速裂解、挥发并烟雾化成细小雾滴，随尾气流从喷管的出口喷出后，随自然气流飘移、扩散并渗透到目标上。目前可供本文改良设计参考的产品有：

2.1燃气加热喷射式烟雾机

主要由丁烷储气罐、螺旋型管道和防护网等组成。采用丁烷气的燃烧火焰直接进行喷雾，体积较小。

2.2稳态燃烧器式烟雾机

以稳态燃烧器为热动力源，多为车载式，具有喷烟量大、噪声小等优点，对大面积病虫害的防治效果十分突出。但其体积较大，容易受到使用环境的限制。

2.3脉冲式烟雾机

脉冲式烟雾机是由供油系统、供药系统、点火系统、燃烧室、起动系统、喷管等组件构成。其工作原理为：燃料在燃烧室燃烧时产生的高速、高温脉冲气体从喷管高速喷出，然后沿导药管进入喷管内的药液瞬间击碎，雾化形成细小的水雾，并迅速弥漫扩散到空气中，具有极高的穿透性和附着性，能达到灭菌、消毒的防治效果。

根据目前可供参考产品并结合车载的需求进行综合评估，决定采用脉冲式烟雾机来作为此次外观设计改良的主体。其所利用的脉冲喷气式发动机原理区别于一般的内燃式发动机。它不依靠活塞、轴承、连杆来输出动力，而是靠高速、高温气流将药剂雾化并扩散到空气中。机器整体无旋转摩擦的机械部件，不存在机械磨损问题。机器体型相对较小，符合车载及供单人使用的目标。

3车载脉冲消毒机造型改良设计思路

此次设计总体思路是在脉冲烟雾机原有内部结构基础上，保留其前端喷管的结构与造型。重点改良后半部分的外观造型，主要调整和改良握把、蓄电池、药箱、燃油箱为主体的外观造型，增加整体外壳。整体造型在满足工作需求以及人机关系的前提下尽可能的实现美观、实用的设计需求。

3.1握把改良设计

将原有的竖直单握把改为双握把，分为前后两部分，方便双手使用，减少长时间单手操作带来的负担。根据人的手提习惯在前端设置横向握把，主要负责承重作用。后端握把设置为倾斜的竖向握把，以便于特殊情况下能够完成单手操作。握把横截面为圆弧状结构，增加软材料保护垫及防滑花纹使其能够更加的贴合人的手掌，增加摩擦力并使操作更为舒适。

3.2外壳改良设计

外壳设计为可拆卸式，主要保护消毒机内部部件不会因车辆摇晃或使用时磕碰等意外情况而损坏，同时起到隔热作用，保护作业人员不会因直接接触而被机器内部内燃发动机所产生的热量烫伤。可拆卸模式的外壳设计能够方便机器的日常维护以及部件的更换。内燃机外壳与内燃机保持间隔并设计散热孔，确保内燃机正常降温。

3.3车体药箱设计

利用车载的优势取消后背式药箱，改为车体药箱供药。利用软管连接车体药箱与设备保证药水供给。可有效减轻消毒机的整体重量，并大大增强机器的带药量，减去装药步骤。

3.4电池设计

取消一体式电池设计改为插入式充电电池。在机器外侧为外置电池预留空位，当电量不足时可直接更换电池来继续作业。减少充电所造成的时间浪费，提高工作效率。在机器使用完毕后还可将电池取下减少电池损耗。电池位置与形状需要尽量减少空间占用，保证电池容易拆卸。

3.5卡槽设计

在消毒机外壳上制作出卡槽类装置，并在车体内放置仓中设计出与之相匹配的卡槽，以便于在不使用的情况下将烟雾器稳稳地固定在放置仓中。避免因车辆移动造成机器的磕碰。固定卡槽应该使机器呈前低后高的方式进行固定，喷管朝下固定可防止残留药水倒流进入燃机内部，损害内部器械。

4车载脉冲消毒机造型设计实践

4.1草图设计

通过对车载消毒机的相关结构与造型的分析，对其喷管、机身、握把、输药管口等部位造型进行绘制，并依据尺寸标准调整产品比例结构，使其符合人机关系与使用要求，具体设计草图如图1所示。

4.2产品模型制作

依据设计草图进行模型构造，对产品的局部细节进行完善，根据建模过程中所遇到的问题稍作修改，具体效果图如图2所示。

根据大部分人的手握习惯，在建模过程中将设计草图中的电池与油箱口的位置由原先的左侧移至右侧，防止电池与人体之间因经常接触磕碰而造成损坏。将原先斜侧方向的油箱口形状改变，并高于整体机器，增加油箱储存空间。电池设计为插入式外接电池，圆柱形的体型使其减少了空间占用。机器开关集中放置在右侧后方，以方便工作人员的操作，并在开关上方增加透明保护盖以防止工作人员因失误操作打开或关闭电源。在机器上方新增加一排散热孔，保证机器内部温度正常的同时使进气口空气充足。在喷药管道处新增加了阀门，使出药量大小可调节，在使用完毕后可通过关闭阀门来避免药物泄露。由于属于车载产品，所以取消了原本的背带式箱体药壶设计，改为直接与车体药箱链接，更加节省了车辆占用面积，同时减轻了消毒机重量。在色彩方面使用了红色作为主色调，醒目并具有警示意义。

4.3产品评析

相较于普通脉冲式烟雾机。车载脉冲烟雾机由于减少了储药箱，整体更加轻盈。重新设计的手柄也使得机器使用手感更加舒适。消毒机在工作中可通过更换电池的方式来快速恢复电力，保证其在持续作业中保持良好的续航能力，减少因消毒机充电所消耗的时间。整体的外壳设计不仅保证内部部件减少磕碰损坏的几率，同时也可以有效阻隔人与内燃机因直接接触所造成的烫伤问题，使用更加安全。消毒机与车体药箱相连接，使用车厢储存的药物，不必在持续作业中担心药物剩余问题，减少装药时间。当消毒车辆出现工作盲区时，作业人员可使用车载脉冲消毒机快速到达工作盲区，在该区域内进行快速、全面地消毒作业。不仅增加了消毒车辆的消毒手法，还提高了消毒车辆的工作效率。

5結语

城市街道消毒是遏制病毒传播的重要手段，是保证社会正常运作的重要依靠。改良后的消毒机使用更加舒适，并有效控制了消毒机的整体重量，同时增加了可拆卸外壳，减少了机器和人受到伤害的可能性。减小的体型与卡槽固定使其更加符合车载条件。此次改良设计可以为城市的消毒车辆增添新的消毒手段，缩短作业团队的工作时间，提高消毒人员的工作效率。