一种变角度杀菌灯及其控制方法与流程

本发明涉及紫外杀菌领域，具体涉及一种变角度杀菌灯及其控制方法。

背景技术：

现有的用于灯具聚光的灯罩一般为固定的照射范围，反光杯的抛物面一般采用光面结构，由于其抛物面无法达到理想的聚光效果，所以，一般的反光杯所存在的缺点就是光束聚光差，而且无法根据需要改变照射范围，满足不了许多场合的照明要求。

在中国专利申请号为201220570563.0；公告日为2013.11.6的专利文献中公开了一种可变照射范围的聚光杯；该聚光杯包括底板和安装于底板顶部的若干个反光板，底板的中间设有发光源孔，所述底板的边缘上设有与反光板数量相同的安装槽，所述反光板下端的连接块内设有与安装槽相配合的旋转孔，反光板可以旋转折合，并可移动调整照射范围。

该聚光杯通过旋转孔在安装槽上转动，带动反光板在底板上折合，从而达到改变聚光杯内部空间大小，从而改变照射范围；但是该聚光杯没有设置用于调整反光板的旋转折合的机构，在需要调整照射范围时，需要手动与聚光杯接触使反光板旋转折合，这样自动化程度低；同时该聚光杯也没有设置对反光板的限位机构，当反光板旋转折合到合适位置时，反光板会在重力或其它外力因素的作用下继续发生旋转，这样照射范围会发生改变；这样照射范围不可控。

技术实现要素：

本发明提供一种自动化程度高、照射范围可控的变角度杀菌灯及其控制方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种变角度杀菌灯，包括聚光灯罩、杀菌支座、杀菌组件和控制装置；杀菌组件包括杀菌灯、调节装置和探测装置；控制装置和调节装置设置在杀菌支座上；探测装置、调节装置和杀菌灯与控制装置电连接；调节装置包括调节驱动机构、移动件和调节件；移动件安装在调节驱动机构上；调节件设置在移动件远离调节驱动机构的一端。

聚光灯罩穿过调节件安装在杀菌支座上；杀菌灯设置在杀菌支座上，杀菌灯伸入到聚光灯罩内；聚光灯罩包括固定座和灯罩本体，固定座位于聚光灯罩的靠近杀菌支座的一端且与杀菌支座连接，灯罩本体与固定座柔性连接，灯罩本体上大下小，灯罩本体为弹性灯罩本体，灯罩本体上具有沿着灯罩本体侧壁延伸的一个以上的褶皱部，灯罩本体的上端具有开口；所述的调节件为中空环形调节件，中空环形调节件套在并贴附在灯罩本体上，灯罩本体完全打开后，中空环形调节件位于灯罩本体上下两端之间。

变角度杀菌灯的控制方法包括以下步骤：

（1）启动探测装置，通过探测装置探测待杀菌区域；将探测到的待杀菌区域输送到控制装置中。

（2）通过探测装置测量开口到待杀菌区域之间的距离h并传输到控制装置中，控制装置依据测量的距离h计算出开口张开的角度，开口张开的角度要求变角度杀菌灯照射到待杀菌区域的面积为待杀菌区域的1-1.3倍。

（3）控制装置根据计算出来的开口张开角度控制调节驱动机构，调节驱动机构通过移动件带动调节件运动，让开口打开到需要的角度。

（4）控制装置开启杀菌灯进行杀菌直到杀菌完成。

以上设置，通过设置探测装置对杀菌区域进行探测，从而确定需要杀菌的区域，然后控制装置根据探测装置的探测数据对调节装置进行控制；调节装置对聚光灯罩作用改变杀菌灯的照射范围，以提高杀菌效率。

通过设置调节件，且由于灯罩本体为上大下小结构，同时灯罩本体具有褶皱和弹性，调节件在调节驱动机构和移动件的作用下向开口方向运动时，则带动灯罩本体向灯罩本体中心聚拢；灯罩本体的开口面积减小；这样杀菌灯出光更加的集中，在开口与待杀菌区域相同距离的情况下，杀菌强度会更高，杀菌效果好；而为了适应较大面积的杀菌，当调节件向下端运动时，由于灯罩本体的形状结构，调节件逐渐减小对灯罩本体的挤压力，这样，在弹性的灯罩本体作用下，灯罩本体的开口逐渐增大，以适用于大面积杀菌区域的杀菌。因此，在本发明中，能够根据待杀菌区域的大小调节灯罩本体开口的大小，从而调节出光光斑的大小，将杀菌光斑调整到效率高的状态，提高杀菌效率。

在本技术方案中，由于灯罩本体为弹性且又褶皱，灯罩本体的收合是通过调节件的驱动让灯罩本体克服挤压力实现，而灯罩本体为具有褶皱的整体结构，因此，在没有外力作用下，且不会无限制向中心靠拢，从而提高了灯罩本体的稳定性，而当调节件逐渐解除了对灯罩本体的挤压力时，灯罩本体在弹力的作用下会自动张开。

进一步的，聚光灯罩内壁面设有反光涂层。

以上设置，通过设置反光涂层，这样杀菌灯发出的杀菌光线经过反光涂层的反射，提升出光率，从而提高杀菌效果。

进一步的，灯罩本体为圆台形罩体，中空环形调节件为圆环形；灯罩本体完全打开后，中空环形调节件的内径大于灯罩本体的下端外径且小于灯罩本体的上端外径。

以上设置，通过设置圆台形罩体；这样灯罩本体的一端向另一端倾斜；灯罩本体完全打开后，中空环形调节件的内径大于灯罩本体的下端外径且小于灯罩本体的上端外径，该结构，能让中空环形调节件在灯罩本体的上下两端运动，且又不容易脱离灯罩本体，同时对灯罩本体具有挤压收合的作用。

进一步的，调节驱动机构包括调节驱动装置和调节丝杆；调节驱动装置安装在杀菌支座上，调节丝杆穿过杀菌支座，调节驱动装置与调节丝杆连接，移动件螺纹安装在调节丝杆上。

以上设置，通过设置调节丝杆带动移动件移动，移动稳定，同时通过设置调节丝杆实现对调节件的精准控制；这样都调节件的控制效果好。

进一步的，移动件靠近调节件的一端设有贴合端面，贴合端面呈斜面。

以上设置，通过设置靠近灯罩本体的贴合端面；同时因为灯罩本体为圆台形罩体；这样灯罩本体自靠近杀菌支座的一端向远离杀菌支座的一端倾斜设置；即灯罩本体的直径自靠近杀菌支座的一端向远离杀菌支座的一端逐渐增大；同时移动件带动调节件向开口方向移动；这样在靠近开口的过程中；贴合端面与灯罩本体之间的距离会逐渐缩短；直至贴合端面与灯罩本体贴合；贴合端面带动聚光灯罩向内收缩；这样进一步增强对整个灯罩本体形状的改变效果。

进一步的，在杀菌支座上设有凹陷腔，固定座位于凹陷腔内。

该结构，通过凹陷腔便于对固定座进行定位和固定。

进一步的，凹陷腔的内侧面为倒圆锥形，灯罩本体的下端侧面与凹陷腔内侧面贴附。

以上设置，通过凹陷腔的内侧面对灯罩本体的下端进行限位，同时还能避免灯罩本体与固定座之间的频繁运动造成灯罩本体与固定座之间的连接处容易出现断裂的现象，提高了聚光灯罩的寿命。

进一步的，杀菌支座设有散热片；所述的探测装置包括显微探测仪和红外距离探测仪；所述的杀菌灯为紫外杀菌灯。

以上设置，通过设置散热片，提升杀菌灯珠的散热效果，延长使用寿命。

进一步的，还包括上位机；控制装置与上位机无线连接；控制装置包括控制芯片和杀菌组件启动的控制开关。

以上设置，通过设置上位机，这样可以通过在上位机发出控制信号实现对控制装置的控制。

附图说明

图1为本发明变角度杀菌灯的正视图。

图2为本发明变角度杀菌灯的分解图。

图3为本发明中变角度杀菌灯的聚光灯罩的立体结构示意图。

图4为图2中a的放大图。

图5为杀菌灯的示意图。

图6为计算开口变化大小的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1-5所示；一种变角度杀菌灯，包括聚光灯罩1、杀菌支座2、杀菌组件、控制装置（图中未示出）和上位机（图中未示出）。控制装置与上位机无线连接，在本实施例中，无线连接可以是通过wifi连接，也可以是通过蓝牙连接；控制装置包括控制芯片（图中未示出）和杀菌组件启动的控制开关（图中未示出），在本实施例中，控制芯片为现有的控制芯片。通过设置上位机，这样可以通过在上位机发出控制信号实现对控制装置的控制。在本实施例中，上位机为移动终端，如手机等。

杀菌组件包括杀菌灯3、调节装置4和探测装置。如图5所示，所述的杀菌灯3包括基板31、设置在基板31上的紫外芯片32和封装紫外芯片32的封装结构33，所述的封装结构33为封装胶或透明玻璃。如图1至图4所示，控制装置和调节装置4设置在杀菌支座2上；杀菌支座2设有散热片21，通过设置散热片21，提升杀菌灯3的散热效果，延长使用寿命。在杀菌支座2的上端中心设有凹陷腔22，凹陷腔32的内侧面23为倒圆锥形。

探测装置（图中未示出）、调节装置4和杀菌灯3与控制装置电连接；调节装置4包括调节驱动机构41、移动件42和调节件43；调节驱动机构41设有一个以上；在本实施例中，调节驱动机构41设有两个；移动件42安装在调节驱动机构41上；调节件43设置在移动件42远离调节驱动机构41的一端。

聚光灯罩1穿过调节件43安装在杀菌支座2上；杀菌灯3设置在杀菌支座2上且伸入到聚光灯罩1内部；聚光灯罩1包括固定座12和灯罩本体11；固定座12位于聚光灯罩1的靠近杀菌支座2的一端且与杀菌支座2连接，在本实施例中，固定座12上设有通孔121，该通孔121供杀菌灯穿过，固定座12位于凹陷腔22内，通过凹陷腔22对固定座12进行限位，固定座12通过螺钉固定到杀菌支座2上；灯罩本体11与固定座12柔性连接，这样，便于灯罩本体变角度，灯罩本体11的下端与凹陷腔的内侧面贴合，通过凹陷腔22的内侧面23可有效的减小柔性连接的断裂，灯罩本体11上大下小呈圆台形罩体，灯罩本体11为弹性灯罩本体，灯罩本体11上具有沿着灯罩本体侧壁延伸的一个以上的褶皱部111，灯罩本体11的上端具有开口；调节驱动机构41带动调节件43靠近和远离开口运动；靠近开口11的调节件43带动灯罩本体向聚光灯罩中心聚拢收合。

在本实施例中，通过设置具有弹性的灯罩本体11，且灯罩本体11上具有褶皱部；当调节件43靠近开口11运动时，调节件43对灯罩本体11产生挤压力；灯罩本体11在调节件43的作用的发生弹性变形；当调节件43远离开口运动时，调节件43对灯罩本体11产生挤压力逐渐减少，直至消失；灯罩本体11在自身弹性的作用下恢复到初始形状，这样结构简单；通过设置褶皱部，调节件43靠近开口运动时，褶皱部逐渐折合；调节件43远离开口运动时，褶皱部逐渐展开；这样避免调节件43靠近开口时，调节件43对灯罩本体的压力过大，从而导致灯罩本体11产生不可逆的变形。

聚光灯罩1内壁面设有反光涂层13。灯罩本体完全打开后，中空环形调节件的内径大于灯罩本体的下端外径且小于灯罩本体的上端外径。通过设置反光涂层13，这样杀菌灯珠3发出的杀菌光线经过反光涂层13的反射，提升聚光灯罩的出光效率，从而提高杀菌效果。通过设置圆台形的灯罩本体，这样灯罩本体11的一端向另一端倾斜。

调节驱动机构41包括调节驱动装置411和调节丝杆412；在本实施例中，调节驱动装置411为驱动马达。调节丝杆412穿设在杀菌支座2上，调节驱动装置411与调节丝杆412连接，移动件42安装在调节丝杆412上。通过设置调节丝杆412带动移动件42移动，移动稳定，同时通过设置调节丝杆412实现对调节件43的精准控制；这样都调节件43的控制效果好。

移动件42包括移动上端部422和移动下端部423；移动上端部422与移动下端部423连接；移动上端部422与调节件43连接，移动上端部422设有活动孔4231；移动下端部423设有安装孔（图中未示出），在本实施例中，安装孔为螺纹孔。移动下端部423通过安装孔安装在调节丝杆412上；调节丝杆412穿过安装孔在活动孔4231内活动。

移动上端部422靠近调节件43的一端设有贴合端面421，贴合端面421靠近灯罩本体11。通过设置靠近灯罩本体11的贴合端面421；同时因为聚光灯罩1为圆台形罩体；这样灯罩本体11自靠近杀菌支座2的一端向远离杀菌支座2的一端倾斜设置；即灯罩本体11的直径自靠近杀菌支座2的一端向远离杀菌支座2的一端逐渐增大；同时移动件42带动调节件43向开口移动；这样在靠近开口的过程中；贴合端面421与灯罩本体11之间的距离会逐渐缩短；直至贴合端面421与灯罩本体11贴合；贴合端面421带动灯罩本体11向内收缩；这样进一步增强对整个灯罩本体11形状的改变效果。

调节件43为中空圆形调节件43；调节件43的内径大小大于灯罩本体11设有固定座12一端的直径大小；灯罩本体打开后，调节件43的内径大小小于灯罩本体11设有开口一端的直径大小。

因为灯罩本体11的直径自靠近杀菌支座2的一端向远离杀菌支座2的一端逐渐增大；这样调节件43向开口方向靠近时；调节件43与灯罩本体11之间的距离会逐渐缩短；直至调节件43与灯罩本体11贴合；调节件43带动灯罩本体11向内收缩；达到改变灯罩本体开口大小的作用，从而实现杀菌灯照射范围的改变。

在本实施例中，探测装置包括显微探测仪和红外距离探测仪，通过设置探测装置对杀菌区域进行探测以及对开口到待杀菌区域距离的测量；控制装置根据探测装置的探测数据对调节装置4进行控制；调节装置4对灯罩本体11作用改变杀菌灯的照射范围；通过设置杀菌灯3进行杀菌；通过设置调节件43，调节件43靠近开口运动带动灯罩本体11向聚光灯罩1中心聚拢；使得开口大小发生变化。

本发明还提供一种变角度杀菌灯的控制方法，包括以下步骤：

（1）启动探测装置，通过探测装置探测待杀菌区域；将探测到的待杀菌区域输送到控制装置中。

（2）通过探测装置测量开口到待杀菌区域之间的距离h并传输到控制装置中，控制装置依据测量的距离h通过勾股定理计算出开口张开的角度，开口张开的角度要求变角度杀菌灯照射到待杀菌区域的面积为待杀菌区域的1-1.3倍。

（3）控制装置根据计算出来的开口张开角度控制调节驱动机构，调节驱动机构通过移动件带动调节件运动，让开口打开到需要的角度。

（4）控制装置开启杀菌灯进行杀菌直到杀菌完成。

下面以一组具体的数据对本发明的控制方法进行说明。

如图6所示，假设通过探测装置探测到待杀菌区域的面积为3.14㎡，该待杀菌区域为圆形，通过计算则是半径r为1m的圆形待杀菌区域。将探测到的待杀菌区域面积3.14㎡输送到控制装置中。然后通过探测装置中的红外距离探测仪探测开口到待杀菌区域的距离h为0.2m，假设初始状态灯罩本体开口照射到待杀菌面上的面积为5㎡，通过计算开口投影的半径r约1.26m，如要实现本发明的较好杀菌效果，则需要收合开口大小，根据本发明的限定，照射的区域应当缩小到待杀菌区域的1-1.3倍，假设为1.3倍，则变化之后开口照射区域应当变化到4.082㎡，通过计算半径r1应当为1.14m，其从变化前灯罩本体到变化后灯罩本体的移动长度f计算公式如下：如图6所示，

通过正弦公式sina=h/l计算出a的角度；因为a与a1的角度相同；从而这两个角对应的正弦相等，通过公式h/l=h/l1计算出l1的长度。

然后通过勾股定理e²=l1²-h²，计算出e的长度。

然后通过余弦定理（l+l1）²+（r2-r1）²-2（l+l1）(r2-r1)cosa=y²;

即y=，计算出y的长度。然后再通过正弦公式sinb=（h+h）/y，以及勾股定理，求出b的角度和cosb。b的角度为依据测量的距离h调整的开口张开的角度，该角度下的照射到待杀菌区域的照射半径为1.14m。

然后通过公式g=hcosb/sinb，计算出g的值。然后通过公式f=r2-r1-e+g，即f=r2-r1-h*/h+h*/(h+h)计算出f的值，f为杀菌开口从初始位置调整至开口张开角度为b的位置的移动距离，根据f的值将r1的半径调整为1.14m。

以上设置，通过设置探测装置对杀菌区域进行探测，从而确定需要杀菌的区域，然后控制装置根据探测装置的探测数据对调节装置进行控制；调节装置对聚光灯罩作用改变杀菌灯的照射范围，以提高杀菌效率。

通过设置调节件，且由于灯罩本体为上大下小结构，同时灯罩本体具有褶皱和弹性，调节件在调节驱动机构和移动件的作用下向开口方向运动时，则带动灯罩本体向灯罩本体中心聚拢；灯罩本体的开口面积减小；这样杀菌灯出光更加的集中，在开口与待杀菌区域相同距离的情况下，杀菌强度会更高，杀菌效果好；而为了适应较大面积的杀菌，当调节件向下端运动时，由于灯罩本体的形状结构，调节件逐渐减小对灯罩本体的挤压力，这样，在弹性的灯罩本体作用下，灯罩本体的开口逐渐增大，以适用于大面积杀菌区域的杀菌。因此，在本发明中，能够根据待杀菌区域的大小调节灯罩本体开口的大小，从而调节出光光斑的大小，将杀菌光斑调整到效率高的状态，提高杀菌效率。在本技术方案中，由于灯罩本体为弹性且又褶皱，灯罩本体的收合是通过调节件的驱动让灯罩本体克服挤压力实现，而灯罩本体为具有褶皱的整体结构，因此，在没有外力作用下，且不会无限制向中心靠拢，从而提高了灯罩本体的稳定性，而当调节件逐渐解除了对灯罩本体的挤压力时，灯罩本体在弹力的作用下会自动张开。