一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机的制作方法

1.本发明涉及公交车用设备技术领域，特别是涉及一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机。


背景技术：

2.现有的公交投币机是在公交车进门处的一个接收的乘坐公交车费用的箱子，乘车时乘车费用的纸币和硬币通过投币机投币口进入箱体，该装置是目前公交车中必备的附属设备之一，但是，随着信息技术的发展，公交车乘车越来越多的使用刷卡乘车或扫二维码乘车，采用投币乘车的旅客越来越少，投币机每天收到的实物货币越来越少，这为投币机增设其他功能提供了先却条件。公交系统作为公共交通设施，其车箱内乘客来路复杂，人员众多，流动性强，是呼吸道传染病传播的高位区域，因此，公交车内的空气实时净化和消杀显得越来越重要，而且应该是必备的技术之一，目前还没有技术直接对公交车车内空气取样，并进行空气中新冠病毒或流感病毒检测，这为乘客乘车可能受到的交叉感染造成极大的风险，因此，公交系统只能在出车前对车厢进行整体消杀，但乘客是流动的，一次性消杀并不能起到流动乘客的交叉感染的实际情况，如果能实施对公交车箱体的空气进行实施消杀和取样进行新冠病毒检测，那应该是一种有效的发现和阻断病毒传播的有效方法，如何对公交车箱体内空气进行净化消杀和实时取样检测病菌，是要急需解决的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明公开了一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机。
4.本发明的技术方案是：一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机，包括：投币机本体，投币箱，空气净化消杀箱，空气病毒取样检测箱，显示屏，主控制器，电源，其特征在于投币机本体是一个三面为金属壁一面为透明壁的壳体，在投币机本体空腔内分三个相互独立的功能箱，即投币箱，空气净化消杀箱，空气病毒取样检测箱，其中，投币箱在靠近公交驾驶员一侧，投币箱上部有投币口和刷卡模块，下部有取币门，靠近驾驶员箱体的一侧是透明的，以便于驾驶员看到乘客投币情况，刷卡模块有电路与主控制器相连接；空气净化消杀箱在投币箱的一侧，空气净化消杀箱下部有进风口，上部有出风口，其中，出风口与投币口为一体的，空气净化消杀箱内有空气净化消杀滤芯，滤芯的上部安装一引风机，引风机外侧是出风道，出风道的末端为出风口，引风机通过导线与主控制器连接；空气病毒取样检测箱在空气净化消杀箱一侧的中上部，空气病毒取样检测箱的上部是进气孔，进气孔开孔于投币机本体的上部，并朝向乘客，以便抽取乘客呼出的气体成分，进气管的下端与抽气泵密闭连接，抽气泵的另一端与集气管连接，集气管与试纸样品培养盒连接，试纸样品培养盒的出气管出口与空气净化消杀箱进风侧连接，试纸样品培养盒的上部安装一荧光检测器，荧光检测器的荧光灯发出的检测光线照射在检测试纸上，荧光检测器捕捉试纸上新冠病毒或流感病毒的抗体或
抗原荧光广谱，从而检测到空气中是否含有新冠或流感病毒；荧光检测器通过导线和信号线与主控制器相连接，主控制器通过信号线和导线与显示屏连接，主控制器通过导线与电源连接，构成本投币机的电力回路系统。
5.所述的投币口，其特征在于投币口和空气净化消杀箱的出风口为同一个出口，空气净化消杀的出风口处固定一层金属网，以防止钱币掉入空气净化消杀箱内。
6.所述的空气净化消杀箱，其特征在于所述空气净化消杀箱由滤芯，滤芯外网，滤芯支架，滤芯内网，引风机和出风道构成，所述的滤芯为一中空的圆环形筒状结构，圆环的外圆和内圆之间镶嵌经过叠层百叶的筒状过滤杀菌滤纸筒，滤纸筒两端通过胶粘固定滤芯支架，滤芯的外层胶粘固定一层滤芯外网，同样，滤芯的内层胶粘固定一层滤芯内网，滤芯支架两端胶粘固定两个塑料圆，滤芯支架上端的圆环用螺丝密封固定抽风机，同时，圆环的外周密封粘接出风道，出风道的出风口螺丝固定一金属网并与投币口为同一通口，所述的滤芯的滤纸涂布一层复合石墨烯杀菌料浆，料浆干燥后的厚度为0.01-0.1mm，滤纸微细孔径为1-10μm，以上形成滤芯进气和出气完全隔离的气流通道，在过滤净化空气的同时对空气中的病菌进行消杀。
7.所述的空气病毒取样检测箱，其特征在于空气病毒取样检测箱是一个独立的密闭腔体，空气取样检测系统进气孔到出气孔依次为进气孔
→
进气管
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抽气泵
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集气管
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试纸样品培养盒
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排气管
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出气孔，所述的试纸样品培养盒是一个透明的方形盒子，盒子的上盖通过螺丝固定荧光检测器，荧光检测器内部有试纸托架，试纸托架连接一行程电机，通过行程电机使试纸托架伸出或收缩致荧光检测器内，浸润培养液的试纸夹持固定在托架上，试纸托架伸出致试纸样品培养盒内，通过抽气泵连续取样10-15分钟，试纸托架收缩致荧光检测器内并把检测试纸放置于荧光检测孔处，荧光检测灯照射检测试纸，获取检测试纸上培养后的空气中病毒成分，试纸托架夹取新的浸润培养液的试纸并伸出致试纸样品培养盒进行下一轮病毒检测，如此循环。
8.所述的空气病毒取样检测箱，其特征在于所述的荧光检测器通过导线和信号线与主控制器连接，并把每次检测的数据传输至主控制器并存储在主控制器的存储器中，同时在显示屏中显示当前车箱内有无病毒情况，如有病毒检测预警，则通过主控制器向公交系统远程监控中心发出预警。
9.所述的主控制器，其特征在于主控制器由存储模块、mcu模块、通讯模块及电源模块构成，所述的mcu模块与通讯模块连接，并把获取的荧光检测器检测的空气病毒有无信息通过通讯模块反馈至公交系统远程监控中心，所述的通讯模块选用4g、5g及nb-iot任一种无线通信模式。
10.本发明的技术效果是：本发明利用投币机的壳体，在保留原投币功能的条件下，实现投币机对车箱内空气进行过滤和消杀，安装方便，使用方便；本技术首次实现对公共汽车内的空气进行新冠病毒的检测，为新冠病毒、流感病毒的流调提供溯源的有效资料，同时为阻断新冠传染源和新冠预警提供最先的数据，本技术的实施实现空气检测、净化和消杀等三位一体的处理模式，是国内外的一个创新，具有很高的应用和推广价值。
附图说明
11.图1为一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机结构示意图；图2为本发明的空气净化消杀箱的滤芯结构示意图；图3为本发明的空气病毒取样检测箱结构示意图；图4为本发明电路结构示意图；图5为本发明的滤芯的复合石墨烯涂层的消杀细菌检测结果图；图中：1、投币机本体，2、投币箱，11、投币口，12、取币口，13、刷卡模块，3、空气净化消杀箱，31、进风口，32、出风口，33、滤芯，34、引风机，35、出风道，331、滤芯外网，332、滤芯内网，333、百叶滤纸筒，334、滤芯支架，4、空气病毒取样检测箱，41、进气孔，42、进气管，43、抽气泵，44、集气管，45、试纸，46、荧光检测器，47、试纸托架，48、出气孔，49、培养盒，440、行程电机，441、试纸托架，460、荧光灯，5、显示屏，6、主控制器，7、电源。
具体实施方式
12.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
13.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
14.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
15.以下结合图1-图5对本发明做进一步说明，一种具有空气净化、消杀及病菌检测的公交投币机，包括：投币机本体1，投币箱2，空气净化消杀箱3，空气病毒取样检测箱4，显示屏5，主控制器6，电源7，其特征在于投币机本体1是一个三面为金属壁一面为透明壁的壳体，在投币机本体1空腔内分三个相互独立的功能箱，即投币箱2，空气净化消杀箱3，空气病毒取样检测箱4，其中，投币箱2在靠近公交驾驶员一侧，投币箱2上部有投币口11和刷卡模块13，下部有取币门12，靠近驾驶员箱体的一侧是透明的，以便于驾驶员看到乘客投币情况，刷卡模块13有电路与主控制器6相连接；空气净化消杀箱3在投币箱2的一侧，空气净化消杀箱3下部有进风口31，上部有出风口32，其中，出风口32与投币口11为一体的，空气净化消杀箱3内有空气净化消杀滤芯33，滤芯33的上部安装一引风机34，引风机34外侧是出风道35，出风道35的末端为出风口32，引风机34通过导线与主控制器6连接；空气病毒取样检测
箱4在空气净化消杀箱3一侧的中上部，空气病毒取样检测箱4的上部是进气孔41，进气孔41开孔于投币机本体1的上部，并朝向乘客，以便抽取乘客呼出的气体成分，进气管42的下端与抽气泵43密闭连接，抽气泵43的另一端与集气管44连接，集气管44与试纸样品培养盒49连接，试纸样品培养盒49的出气管48与空气净化消杀箱3的进气侧连接，试纸样品培养盒49的上部安装一荧光检测器46，荧光检测器46的荧光灯460发出的检测光线照射在检测试纸45上，荧光检测器46捕捉试纸45上新冠病毒或流感病毒的抗体或抗原荧光广谱，从而检测到空气中是否含有新冠或流感病毒；荧光检测器46通过导线和信号线与主控制器6相连接，主控制器6通过信号线和导线与显示屏5连接，主控制器6通过导线与电源7连接，构成本投币机的电力回路系统。
16.所述的投币口，其特征在于投币口11和空气净化消杀箱3的出风口32为同一个出口，空气净化消杀的出风口32处固定一层金属网，以防止钱币掉入空气净化消杀箱3内。
17.所述的空气净化消杀箱，其特征在于所述空气净化消杀箱3由滤芯33，滤芯外网331，滤芯支架334，滤芯内网332，引风机34和出风道35构成，所述的滤芯33为一中空的圆环形筒状结构，圆环的外圆和内圆之间镶嵌经过叠层百叶的筒状过滤杀菌滤纸筒333，净化消杀滤纸筒333实施过程如下：净化消杀滤纸涂布一层复合石墨烯杀菌料浆，该料浆选用合肥微晶材料科技有限公司生产的复合石墨烯杀菌料浆，型号wjsc1422石墨烯复合杀菌料浆，该料浆的固含量为15/wt，密度1.03g/cm3,本实施例使用时按5:5的料浆加去离子水称取相应重量浆料在反应釜中混合，并使用离心机高速剪切、乳化、超声等高效分散技术进一步提高本杀菌浆料的分散效果，经过调配后本料浆固含量为2.5/wt，然后对滤芯的滤纸进行涂布，本实施例采用喷涂涂布，待料浆干燥后的厚度为0.1mm，滤纸微细孔径为2.5-10μm，然后，按宽度为15mm进行折叠，形成百叶状的滤纸筒333，滤芯筒两端通过胶粘固定滤芯支架334，滤芯33的外层胶粘固定一层滤芯外网331，同样，滤芯的内层胶粘固定一层滤芯内网332，其中，滤芯外网331和滤芯内网332实施过程如下：将尼龙丝交互孔径为150-300微米的尼龙纱，依次用去离子水和乙醇在超声清洗机中超声清洗3次，每次超声10min，然后捞出，在65℃的烘箱中过夜干燥；将干燥后的尼龙纱放入上述经过调配后料浆固含量为2-3/wt的石墨烯复合杀菌浆浆液中，浸泡5min后，取出沥干，再浸泡5分钟沥干，循环3次后停止，取出在65℃的烘箱中烘干后即可得到本技术方案的杀菌网纱，把该杀菌网纱分别胶粘裹束在滤芯支架上，构成完整的净化、消杀滤芯33，滤芯支架334两端胶粘固定两个塑料圆，滤芯支架334上端的圆环用螺丝密封固定抽风机34，出风道35的出风口螺丝固定一金属网并与投币口11为同一通口，以上形成滤芯33进气和出气完全隔离的气流通道，在过滤净化空气的同时对空气中的病菌进行消杀。
18.所述的空气病毒取样检测箱，其特征在于空气病毒取样检测箱4是一个独立的密闭腔体，空气取样检测系统进气孔到出气孔依次为进气孔
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进气管
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抽气泵
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集气管
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试纸样品培养盒
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排气管
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出气孔，所述的试纸样品培养盒49是一个透明的方形盒子，培养盒49的上盖通过螺丝固定荧光检测器46，本实施例的荧光检测器46选用：北京万泰生物药业股份有限公司生产的新型冠状病毒(2019-ncov)抗原检测试剂盒(胶体金法)，用于定性检测人空气成分叶中的新型冠状病毒(sars-cov-2)核衣壳蛋白抗原，本试剂盒设置一荧光激发光源和荧光检测传感器，被检测的附着空气可能存在新冠病毒抗原成分的试纸，放置于检测盒内，荧光激发光源激发试纸上可能存在的新冠病毒抗原形成特定的荧光，荧光检
测传感器捕捉该特定荧光广谱。荧光检测器46内部有试纸托架441，试纸托架441连接一行程电机440，通过行程电机440使试纸托架441伸出或收缩致荧光检测器46内，浸润培养液的试纸45夹持固定在托架上，试纸托架441伸出致试纸样品培养盒49内，通过抽气泵43连续取样15分钟，试纸托架441收缩致荧光检测器46内并把检测试纸45放置于荧光检测孔处，荧光灯460照射检测试纸45，获取检测试纸45上培养后的空气中病毒成分，试纸托架441夹取新的浸润培养液的试纸45并伸出致试纸样品培养盒49进行下一轮病毒检测，如此循环。
19.所述的空气病毒取样检测箱，其特征在于所述的荧光检测器46通过导线和信号线与主控制器6连接，并把每次检测的数据传输至主控制器6并存储在主控制器6的存储器中，同时在显示屏5中显示当前车箱内有无病毒情况，如有病毒检测预警，则通过主控制器6向公交系统远程监控中心发出预警。
20.所述的主控制器，其特征在于主控制器6由存储模块、mcu模块、通讯模块及电源模块构成，本实施例中mcu处理器选用采用stm32f103ret6型，该芯片模组基于arm高密度性能线32位mcu，具有265-512位闪存，usb,can,11个定时器，3个adc，13个通信接口，可以满足本主控制器的技术需求，通过mcu处理器与抽风机、抽气泵、显示屏、行程电机及荧光检测器电信号连接并获取信息，mcu处理器进行存储、运算并与设定阈值进行比较，并把处理后的信息反馈至显示屏，并在显示屏上显示出来，同时，通过通讯模块把获取的信息反馈致公交系统远程控制中心，所述的通讯模块选用：上海移远通信技术股份有限公司生产的nb-iotbc28模组，bc28 基于华为海思芯片平台研发，支持 b1/b3/b5/b8/b20/b28 频段，在 multi tone 模式下最大上行速率可达 62.5kbps。bc28 是一款超紧凑、高性能、低功耗的多频段nb-iot无线通信模块。其尺寸仅为 17.7mm
ꢀ×ꢀ
15.8mm
ꢀ×ꢀ
2.0mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效地帮助客户减小产品尺寸并优化产品成本。bc28 在设计上兼容移远通信 gsm/gprs 系列的 m26 模块，方便客户快速、灵活的进行产品设计和升级，该信息通路以无线通信模式与公交系统远程监控中心信息连接，把获取的荧光检测器46检测的空气病毒有无信息通过通讯模块反馈至公交系统远程监控中心。
21.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
22.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。