段恩来 孙渊 韩林涛 黄健东

摘 要： 设计一种能对二手书本进行批量消毒装置，该装置具有自动输送二手书机构，需要消毒的二手书排列与等待，进入到消毒箱内进行消毒工作，消毒箱内有翻书机构，实现书本的翻动，使书本的每一页都均匀接受紫外线的照射，消毒完成后可以自动排列送入到书本收纳箱内，由单片机控制系统实现二手书的有序等待、消毒和收纳过程。该消毒装置减少了人力，提高了消毒效率。

关键词： 进书机构；消毒机构；送书机构；单片机控制

项目资助：本项目是上海市大学生科创项目NO.A1-5701-15-012-01-036的研究成果

1.引言

随着科技的不断发展，人们的生活质量也在不断地提高，个人卫生和健康意识也在不断的增强。目前，人类获取知识的途径很大一部分是通过纸质读物，然而，每年为了生产纸张，有许多的树木倒下，这样一来，就加剧了全球变暖。不过，近来大量的二手书销售网站上线，我们可以从这些网站很方便的购买到便宜又实惠的二手书，这样不仅为我们节约了成本还间接的保护了环境。但是，在这个过程中我们往往会忽略了健康问题，大量的二手书是未经过消毒就直接销售的，这样容易造成疾病的传播。为什么有大量的二手书未经消毒呢？主要原因还是目前对书本消毒的成本太高，没有合适的批量书本消毒机。目前市场上，有的消毒机一次消毒的规模太小，有的消毒不彻底，只能对书本表面进行消毒，不能对书本内部进行消毒。本课题就是针对目前市场上的消毒机不完善之处进行了设计，解决了一次消毒规模太小，消毒效果不好等问题，实现了对二手书本大批量消毒和书内外彻底消毒的工作。

2.消毒机的设计与实现

2.1设计思路

本设计主要是为了解决消毒规模小和消毒不彻底问题，因此，首先要解决这两个问题，该消毒机有一个较大的进书机构，使其每次消毒都能消毒大量的书。该消毒机还有一个翻书机构，使书本在消毒过程中能翻开，保证每一页都能接受到紫外线灯的照射。除了进书机构和翻书机构，还有其他一些附属的模块，包括送书模块、出书模块和消毒模块。

2.2机械结构

该设计主要由进书机构、送书机构、翻书机构、消毒机构和出书机构组成，見图1和图2所示。进书机构是用来存放每次需要机器消毒的二手书的机构，主要由进书箱体1和推书板2组成，推书板2与丝杠3螺母4连接，电机5为其提供动力，其可将书本推至抬书板6上方。抬书板6将书本抬升后，送书机构将书本夹紧，并且将书本送入消毒箱。送书机构主要由夹书器、丝杠螺母和电机组成。其中夹书器的动力源于电机13，通过电机使移动夹书板13移动，而达到将书本夹紧的目的。将书本夹紧后夹书器通过螺母11和丝杠10机构，由电机14转动实现书本在消毒箱体内的直线运动。消毒机构主要由消毒箱体、紫外线灯9和翻书板27组成。出书机构主要由翻转板19和传送带23组成。当夹书器运动到翻转板19上方时，由于传感器的感应，夹书器松开，将书本放下，书本落至传送带23上后随传送带23一起运动，最后落至书本收纳箱内28，这样就完成了书本的消毒。

2.3消毒机控制系统

该消毒机控制的核心为单片机，单片机通过判断各个按键和传感器的信号来实现对各个步进电机和直流电机以及紫外线消毒灯的控制，让各部分的运动有序的结合在一起。

该消毒机用到了光电传感器和压力传感器，当相应的传感器触发时，信号会反馈给单片机，单片机会进行逻辑运算，做出相应的动作。其中，压力传感器的信号为模拟量，需要对其进行AD装换，才能被单片机接受。该消毒机的程序采用C语言，通过C程序的编写来实现二手书消毒工作的有序进行。

3.结论

该消毒机与传统的消毒机相比，增大了进书箱体1的体积，当然，理论上该进书箱体的体积可以根据实际要求进行扩展，因此，在消毒的效率上有了很大提高，需要消毒相同数量的书本时，与传统的消毒机相比，员工的参与度减少了。在消毒效果方面，由于该设计采用了翻书装置，使书内外都经过了紫外线的照射，因此，消毒效果要高于传统的消毒机。

该二手书批量消毒装置，与传统的消毒机相比，不仅进一步减少了人力，而且还使书本的消毒效果和消毒效率得到提高，使人们可以健康卫生地使用二手书，因此，本项目具有广泛实际应用价值，有市场前景。

参考文献

[1]申屠留芳.机械原理.中国电力出版社.2016.6.

[2]张毅钢.单片机原理与应用.高等教育出版社.2016.1.

[3]秦曾煌，姜三勇.电工学.高等教育出版社.2009.5.

[4]王二萍，李道清.电路分析.华中科技大学出版社.2013.11.

[5]谭维瑜.电机与电器控制.机械工业出版社.2003.12.