一种紫外杀菌电梯按钮的制作方法

1.本发明属于电梯消毒技术领域，具体是一种紫外杀菌电梯按钮。


背景技术：

2.目前，随着生活节奏的不断加快，为安全迅速、方便有效的进行建筑物内人流的移动，电梯已在小区、超级市场、大型商场、医院和各类娱乐场所等公共场所得到广泛的使用，是一种方便、快捷、省时、省力的重要运输工具。而随着电梯制造业的迅速发展壮大，电梯配套产品技术也在不断更新变化，电梯按钮即为其中一种。
3.电梯按钮是控制电梯运行的重要部件，也是人们必须要接触的部位，电梯按钮经过多次按压容易残留各种细菌，自然环境中存在的悬浮菌也可能对电梯按钮造成的污染，电梯按钮已悄然成为细菌污染潜在的传染源。时至今日，新型冠状病毒在全球范围内依然在大面积传播，该病毒在潜伏期内均可进行传染，并且可以通过接触进行传播，因此有必要对电梯按钮进行定时杀菌消毒，减少人员之间的交叉感染。
4.但是，目前的电梯按钮并没有设置自动消毒结构，常用的做法就是由专门的清洁工人进行化学杀菌消毒，操作麻烦，效率低，成本高。
5.深紫外光的杀菌消毒的原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物体细胞中的dna(脱氧核糖核酸)或rna(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。紫外线按波长范围可分为：uva(400～315nm)、uvb(315～280nm)、uvc(280～200nm)等。其中深紫外uvc处于微生物吸收范围之内，可在极短时间之内通过破坏微生物的dna或者rna结构杀死病毒、细菌、真菌等微生物。深紫外led与传统汞灯相比具有更高效，更环保和更节能的特点，在使用过程中不会产生任何有毒物质，且其单位面积的光强比汞灯高出1000倍以上，在同样的光输出功率下，深紫外led的耗能仅是汞灯的1/10。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种紫外杀菌电梯按钮，通过改变现有的杀菌方式和杀菌频率，采用具有杀菌功能的紫外光短波对按钮的表面进行照射，达到自动实时杀菌的效果，提高杀菌效率，减少交叉感染，并且避免紫外线伤害人体，从而更好地维护公共健康。
7.本发明采用如下技术方案来实现的：
8.一种紫外杀菌电梯按钮，包括接触面、主壳体、按钮壳体，外接控制电路和背板，背板上设有电路板，所述接触面嵌装于按钮壳体上表面，所述按钮壳体与背板通过弹簧顶针和弹簧活动连接，所述按钮壳体和背板内嵌在按钮壳体中，所述电路板与外接控制电路电气连接，所述电路板上设有用于对接触面进行杀菌的灭菌装置和用于普通照明的普通光源，所述灭菌装置由外接控制电路通过电路板进行控制，所述接触面内还设有用于感应人体手指接触按压面的热释电传感器，所述按钮壳体上表面设有透光结构，所述按钮壳体上部设有向内倾斜的斜面结构，能够实现通过杀菌结构对电梯按钮进行实时杀菌；
9.人体手指按压接触面，接触面内的热释电传感器探测到有人体接近的信息而产生相应电信号，外接控制电路接收到电信号，使杀菌装置停止杀菌；
10.人体手指离开接触面，接触面内的热释电传感器未探测到人体接近的信息而产生相应电信号，外接控制电路接收到电信号，使杀菌装置开始定时杀菌。
11.本发明进一步的改进在于，所述透光结构为均匀开孔的孔洞，分布在按钮壳体的上表面，分布于接触面四周，斜面结构下方，应答光源和紫外光源从灭菌装置发出，经由透光结构照射到斜面。
12.本发明进一步的改进在于，所述接触面位于按钮壳体上表面的中心区域，其四周为透光结构，接触面的上表面与传动结构上表面平齐。
13.本发明进一步的改进在于，所述传动结构与电路板的微动按钮活动连接，当人体按下按钮，传动结构向下运动时，微动按钮将被按下并向外接控制电路发出电信号，外接控制电路收到电信号并对电路板上的灭菌装置和普通光源进行控制；当人体松开按钮，传动结构将被弹簧推至原位。
14.本发明进一步的改进在于，所述斜面结构表面有深紫外光反射层，使得照射来的深紫外光可以被反射到接触面上。
15.本发明进一步的改进在于，所述灭菌装置为深紫外led灯，其分布于电路板的四周。
16.本发明进一步的改进在于，所述按钮壳体与电路板上的微动按钮活动连接，能够向外接控制电路传递按钮是否被按动的按动信号。
17.本发明进一步的改进在于，所述外接控制电路能够根据热释电传感器的信号和按钮壳体的按动信号及自身控制逻辑对灭菌装置进行智能控制。
18.本发明进一步的改进在于，所述按钮壳体在按下后将被弹簧和弹簧顶针推至原位。
19.相比于现有技术，本发明至少具有如下有益的技术效果：
20.(1)本发明提供了一种可自动实时杀菌的电梯按钮，相比传统的人工化学消毒，提高了杀菌频次，减少了公共场合交叉感染的可能；
21.(2)本发明使用了反射式照射结构，相比传统深紫外光消毒灯棒，提高了深紫外光照射到需要杀菌的表面的效率，减少了能源消耗，降低了人体被深紫外线照射到的可能；
22.(3)本发明考虑了人体按动按钮与深紫外led照射的关系，提高了杀菌时的安全性，降低了人体被深紫外线照射到的可能；
23.(4)本发明使用的深紫外led发出的深紫外光波长介于200-280nm，相比传统汞灯和人工化学消毒的方法，对环境友好，提高了杀菌效率，降低了人力消耗和资源消耗。
附图说明
24.图1为本发明的总体结构图。
25.图2为本发明的剖视图。
26.图3为普通光源的驱动电路。
27.图4为深紫外led的驱动电路。
28.附图标记说明：
29.1-主壳体，2-传动结构，3-热释电传感器，4-接触面，5-弹簧，6-深紫外led，7-按钮壳体，8-电路板。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
31.如图1至图4所示，本发明提供的一种环保型深紫外智能杀菌按钮，通过特定的电路结构和电子器件的应用来保证按钮能够在无人按动时自动杀菌消毒，从而增加电梯等场所按钮杀菌消毒的频率，提高按钮的安全性，降低按钮传播细菌病毒的间接接触风险，减少人工消毒的次数，避免人力资源的浪费；通过特定的光路结构，使得嵌入按钮内部的紫外灯珠发出的深紫外光能够反射到按钮的表面，使得杀菌消毒面积局限在按钮的范围内，大大提高了运用深紫外消毒时的安全性和可靠性。所述环保型深紫外智能杀菌按钮包括主壳体1、按钮壳体7、弹簧5、电路板8、外接控制电路和背板；所述接触面4嵌装于按钮壳体7上表面，所述按钮壳体7与背板通过弹簧顶针和弹簧5活动连接，所述按钮壳体7和背板内嵌在按钮壳体7中，所述背板中设有用于对接触面4进行杀菌的灭菌装置，所述接触面4内还设有用于感应人体手指接触按压面的热释电传感器3，所述按钮壳体7上表面设有透光结构，所述按钮壳体7上部设有向内倾斜的斜面结构，可以实现通过杀菌结构对电梯按钮进行实时杀菌，可以有效杀灭在电梯按钮表面集聚的各种细菌，有效预防通过电梯按钮发生的交叉感染，保护公共健康安全。人体手指按压接触面4，接触面4内的热释电传感器3探测到有人体接近的信息而产生相应电信号，外接控制电路接收到电信号，使杀菌装置停止杀菌；人体手指离开接触面4，接触面4内的热释电传感器3未探测到人体接近的信息而产生相应电信号，外接控制电路接收到电信号，使杀菌装置开始定时杀菌。
32.所述按钮壳体7带有探测人体活动功能的热释电传感器3探头，探头嵌入按钮壳体7正面并从正面的窗口中露出，按钮壳体7与背板由弹簧5连接，热释电探头与电路板8由能够自由伸缩的弹簧5针连接器连接，电路板8夹于按钮与背板之间，并与背板胶黏，按钮和主壳体1采用树脂材质并于表层镀有铝膜，电路板8上设置有复位按键和深紫外led6灯珠，电路板8对外接口有电源与按动信号两对四个接口，能够与电梯背板按主流方式有效连接，实现基础通讯功能。
33.其中，如图3和图4所示，所述电路板8由深紫外led6灯珠及其驱动电路、普通光源及其驱动电路、电压调理电路组成。波长处于该波段的紫外光可以在短时间内破坏微生物的dna与rna，从而杀死细菌与病毒。深紫外led6与汞灯相比具有更高效、更环保、更节能的特点，不会产生任何有害物质，在同样的功率下深紫外led6的功耗仅为汞灯的1/10。深紫外led6发出200～280nm波长的深紫外光，出光角为120
°
，由双通道恒流led驱动芯片的两通道分别驱动两个灯珠，对称分布于电路板上；电源采用12v背板标准供电电压，经电压变换后分别对普通光源、深紫外led6驱动电路、热释电探头及信号调理电路供电；热释电传感器3电路由探头对人体感知，随人体活动产生高或低电平，经信号调理后可对深紫外led6驱动芯片的电源部分进行使能控制，从而控制深紫外led6灯珠的开启与关闭。
34.所述接触面4位于按钮壳体7上表面的中心区域，其四周为透光结构，接触面4的上表面与传动结构2上表面平齐，接触面4内部嵌有热释电传感器3，接触面4的上表面透明，方便热释电传感器3进行信号采集。
35.所述透光结构为四个扇环形孔洞，分布在按钮壳体7的上表面，接触面4的四周，普通光源和紫外光源从电路板8发出，经由透光结构照射到斜面。
36.所述斜面结构的内壁上镀有铝膜，铝膜对紫外线具有较好的反射作用，经由透光结构穿过的紫外光照射到铝膜上并发生反射，照射到触摸面的表面，紫外线可以对触摸面进行较好的杀菌，可以有效杀灭在电梯按钮表面集聚的各种细菌，有效预防通过电梯按钮发生的交叉感染，保护公共健康安全。
37.反射结构主体为按钮壳体7，在壳体正面沿圆形边缘有开窗，深紫外led6灯珠发出的深紫外光通过开窗照射到反光面上，再经反射照射到按钮正面，从而达到对正面杀菌消毒目的，此方式能够避免紫外光对人体的直射，很大程度上保证了对人体的安全性。
38.弹簧5部分连接按钮壳体7与背板，并将电路板挤压在背板上，保证了整体结构的稳定性，同时这种结构能够极大节约粘着剂的使用，保证了整体的可靠性。
39.热释电红外传感器探头与电路板间经弹簧顶针连接器连接，在按钮按动时弹簧顶针能够伸缩，既能够支撑起红外探头，同时能够保证红外探头的信号准确地传递到电路板上。
40.按钮壳体7上镀有铝膜，其能够大幅反射深紫外光线，抛光的铝箔能够使从圆形缝隙中发出的深紫外光线反射至按钮的正面，经过对反射面角度的调整，能够使深紫外光线达到零泄漏，提高了照射功率，提高了杀菌效果。
41.此按钮动作的一个标准周期为：当有人靠近时，红外热释电探头感应到人体活动，触发相应电信号发送到外接控制电路，并使深紫外led6关闭，当按钮被按下时，将按键信息发送给外接控制电路，同时按钮的普通光源亮，表示按钮已经被按下，若红外热释电探头检测到人体不在附近，则触发相应电信号，通过外接控制电路控制深紫外led6开始工作，深紫外光线通过上文所述光路照射到按钮正面对按钮杀菌消毒，延时一定时间后，自动关闭，上述红外探头的感应敏感度、延时时间均可根据实际情况调节。
42.其相对传统按钮的优势在于能够自动对按钮表面进行细菌病毒的消杀，无需浪费多余的人力物力，且采用紫外光线的消杀，能够有效避免传统消毒水、消毒液对环境带来的污染；而采用深紫外led6灯珠，又能有效避免传统汞灯带来的重金属污染；通过硬件电路的特定结构，能够在硬件层面实现自动消杀，相对于采用控制芯片的软件控制方式，其优势在于可靠性高、动作速度快、成本低廉。
43.所述电路板8位于背板上表面并与背板相接触，所述电路板8上设有微动按钮、深紫外led及其驱动电路、普通光源及其控制电路；所述外接控制电路含有电信号检测器、控制芯片，所述电信号检测器可以检测到热释电传感器3和微动按钮发出的信号并将其发送到控制芯片，所述控制芯片可以根据电信号检测器发出的信号控制深紫外led6光源和普通光源的亮灭状态与亮灭时间；
44.所述传动结构2与电路板8的微动按钮活动连接，当人体按下按钮，传动结构2向下运动时，微动按钮将被按下并发出电信号，控制芯片收到电信号并对深紫外led和普通光源进行控制；当人体松开按钮，传动结构2将被弹簧5推至原位。
45.实施例
46.本发明实例主要是通过改进传统电梯按钮的按钮结构以及内置电路板上的电路来实施的，此种做法能够达到对传统按钮的有效替换，同时能够极大地降低更换成本。本发
明实例采用了3d打印来制作主壳体1、按钮壳体7以及背板，制作材料为光敏树脂，并于主壳体1和按钮壳体7内表面贴装铝箔，该铝箔可以有效反射深紫外光，电路板8上对称设有两个深紫外led6灯珠以及四个普通led，在按钮壳体7正面开有正方形窗，并设置热释电红外探头于其中，以用于检测人体活动，在检测到人体活动时，电路控制深紫外灯关闭，停止杀菌消毒；当没有人体活动时，电路控制深紫外led6灯延时1s后开通，开始消毒。当按钮被按下时，经电梯背板控制四个普通led灯亮起，电梯到达对应楼层时，背板控制led灯关闭。经铝箔反射至按钮正面的深紫外led6光强度约为同等条件下深紫外led6灯直射时光强的一半，能够有效杀灭按钮表面的细菌病毒。
47.按钮内部置有的电路板对外有四个接口，分别为电源电路的 12v输入和地、检测按钮是否按下的复位按键的两端，与传统电梯按钮的四个接口完全一致，故按此设计，可以以该发明实例完全替换传统电梯按钮，无需更换背板。
48.尽管已经描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实例做出另外的变更和修改。所以，所附加权利要求意欲解释为包括优选实例以及落入本发明范围的所有变更和修改，即本发明的保护范围不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。