本發(fā)明屬于光催化降解揮發(fā)性有機物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動式智能空氣凈化機器人和方法。

背景技術(shù)：

隨著我國城鎮(zhèn)化的步伐日益加快，新裝修住房的室內(nèi)環(huán)境問題及環(huán)境空氣質(zhì)量問題對人們的健康造成極大的威脅，VOC是一類常見的室內(nèi)空氣污染物，其成分復(fù)雜，來源廣泛，對健康威脅大。傳統(tǒng)的吸附技術(shù)只是將室內(nèi)的VOC轉(zhuǎn)移到室外，并沒有徹底的降解，污染物又有重新進入室內(nèi)的可能；廢棄的吸附耗材對環(huán)境的潛在污染問題不容小覷。光催化是一項新型的VOC降解技術(shù)，負載型光催化納米粒子能夠在紫外燈照射下產(chǎn)生氧化性極強的自由基從而將室內(nèi)VOC徹底氧化成無污染的CO₂和H₂O，保證了室內(nèi)空氣的清潔。

在實際應(yīng)用過程中，大多數(shù)光催化降解VOC技術(shù)僅僅只是停留在實驗階段，進行一些中小型研究性試驗，而對于較大空間的研究目前尚未有成功的數(shù)據(jù)，這使得光催化技術(shù)在實際應(yīng)用方面仍有較大的困難。

鑒于光催化技術(shù)在較大空間應(yīng)用的空缺，提供一種實時監(jiān)測、快速移動、迅速降解的光催化設(shè)備是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的：為了提供一種效果更好的移動式智能空氣凈化機器人和方法，具體目的見具體實施部分的多個實質(zhì)技術(shù)效果。

為了達到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

方案一：

一種移動式智能空氣凈化機器人，其特征在于，包括機器人運動系統(tǒng)，可連接互聯(lián)網(wǎng)的機器人電腦控制系統(tǒng)、顯示面板及電源系統(tǒng)；所述機器人運動系統(tǒng)能帶動整體的殼體移動，所述殼體內(nèi)部包含進風(fēng)風(fēng)機，殼體上包含進風(fēng)口以及出風(fēng)口，殼體內(nèi)部在風(fēng)路行程上還包含空氣凈化部分；所述殼體能夠被機器人運動系統(tǒng)帶動著運動，還包含PM2.5傳感器和/或VOC傳感器，所述PM2.5傳感器和/

或VOC傳感器通信連接機器人電腦控制系統(tǒng)，所述機器人電腦控制系統(tǒng)能夠判斷并記錄PM2.5傳感器和/或VOC傳感器的數(shù)據(jù)并能控制機器人運動系統(tǒng)運動。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述空氣凈化部分為出風(fēng)過濾系統(tǒng)和/或光催化凈化部分，所述光催化凈化部分包含光催化劑及其載體；催化劑以多孔鋁箔或泡沫金屬為載體，采用環(huán)氧樹脂作為粘合劑，將納米二氧化鈦P25粘合于鋁箔表面或通過溶膠-凝膠法將TiO₂負載于載體表面，含有VOC的氣體通過催化劑時，催化劑在紫外光的作用下將其分解。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述可連接互聯(lián)網(wǎng)的機器人電腦控制系統(tǒng)能夠連接中控系統(tǒng)，所述中控系統(tǒng)為手機、終端機等。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述顯示面板可切換顯示24小時內(nèi)的VOC濃度，方便對去除效率的直接觀測；該面板包含機器人所有控制單元的觸摸開關(guān)；該面板同時顯示環(huán)境溫度及濕度；該面板在空氣污染物濃度超標后將發(fā)出相應(yīng)級別的警報信號并提供相應(yīng)的處置建議，同時向手機APP發(fā)送相同信息。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述機器人運動系統(tǒng)能夠記錄行走路線以及行走時間，并能記錄多個地點和時間時刻下的VOC濃度和PM2.5濃度。

方案二：

一種移動式智能空氣凈化機器人，其特征在于，包含機器人運動系統(tǒng)，所述機器人運動系統(tǒng)為掃地機器人，所述掃地機器人上方能放置空氣凈化部分，所述空氣凈化部分能夠可拆放置在掃地機器人上，所述空氣凈化部分為空氣凈化器，所述空氣凈化器包含蓄電池系統(tǒng)，蓄電池能夠給空氣凈化器供電。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述空氣凈化器下方包含吸盤，吸盤能夠吸附在掃地機器人上方。

本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述空氣凈化器的殼體上包含凹槽，凹槽中能放置加濕器以及負離子發(fā)生器。

方案三：

一種移動式智能空氣凈化方法，其特征在于，利用如上任意一項所述的凈化機器人，包含如下步驟，

機器人邊運動邊檢測所在位置的PM2.5的濃度和/或VOC濃度，隨后判斷PM2.5的濃度和/或VOC濃度的最高點所在的位置，隨后機器人行至此處，開始凈化，凈化Tmin后，重新檢測并重新尋找最高點進行凈化。

方案四：

一種移動式智能空氣凈化方法，其特征在于，利用如上任意一項所述的凈化機器人，包含如下步驟，

1）在不進行工作時，反應(yīng)器置于充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)；

2）當(dāng)房間內(nèi)出現(xiàn)高濃度VOC/PM2.5區(qū)域時，傳感器可自動感應(yīng)該區(qū)域，發(fā)出報警并啟動反應(yīng)器運動系統(tǒng)移動至該區(qū)域；

3）傳感器根據(jù)此處VOC/PM2.5濃度的數(shù)值，選擇處理級別，進一步調(diào)整紫外燈開啟個數(shù)及進風(fēng)量；

4）機器人在探測到環(huán)境空氣質(zhì)量超標時發(fā)出警報，同時通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶手機APP發(fā)送相應(yīng)警報信息；

5）配合機器人使用的手機APP，包含遠程控制機器開關(guān)及實時接收監(jiān)測數(shù)據(jù)和警報信息的功能；

6）催化劑在載體表面負載包括但不限于采用環(huán)氧樹脂粘合或采用溶膠凝膠燒結(jié)負載的方式；

7）反應(yīng)器內(nèi)部采用包括但不限于納米二氧化鈦P25或溶膠凝膠法制備出的光催化劑在紫外燈的照射作用下對VOC進行光催化降解處理；

8）該區(qū)域的VOC降到標準值以下，反應(yīng)器停止工作并返回至充電區(qū)進入充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)。

采用如上技術(shù)方案的本發(fā)明，相對于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、實用性強、成本低。該發(fā)明通過使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)或溶膠凝膠法制備負載納米光催化劑的催化材料，該方法在常溫常壓下進行，簡單易行且成本低。該發(fā)明所設(shè)計的光催化裝置與傳統(tǒng)的吸附性裝置相比其能夠?qū)OC徹底的氧化生成二氧化碳和水，不產(chǎn)生二次污染。

附圖說明

為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖進一步進行說明：

圖1為發(fā)明的實現(xiàn)示意圖；

圖2為本專利實施例二的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本專利實施例二的部分另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本專利實施例三的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為甲醛隨時間的降解曲線；

圖6為VOC隨時間降解曲線；

其中：1、機器人運動系統(tǒng)；2、可連接互聯(lián)網(wǎng)的機器人電腦控制系統(tǒng)、顯示面板及電源系統(tǒng)；3、進風(fēng)口及進風(fēng)風(fēng)機；4、進風(fēng)及出風(fēng)過濾系統(tǒng)；5、光催化劑及其載體；6、紫外光源；7、VOC傳感器；8、出風(fēng)口；9、PM2.5傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

實施例一：

一種移動式智能空氣凈化機器人，其特征在于，包括機器人運動系統(tǒng)，可連接互聯(lián)網(wǎng)的機器人電腦控制系統(tǒng)、顯示面板及電源系統(tǒng)；所述機器人運動系統(tǒng)能帶動整體的殼體移動，所述殼體內(nèi)部包含進風(fēng)軸流風(fēng)機，殼體上包含進風(fēng)口以及出風(fēng)口，殼體內(nèi)部在風(fēng)路行程上還包含空氣凈化部分；所述殼體能夠被機器人運動系統(tǒng)帶動著運動，還包含PM2.5傳感器和/或VOC傳感器，所述PM2.5傳感器和/或VOC傳感器通信連接機器人電腦控制系統(tǒng)，所述機器人電腦控制系統(tǒng)能夠判斷并記錄PM2.5傳感器和/或VOC傳感器的數(shù)據(jù)并能控制機器人運動系統(tǒng)運動。

本發(fā)明給出了利用上述裝置，進行VOC/PM2.5去除的方法，包括以下步驟：

1）在不進行工作時，反應(yīng)器置于充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)；

2）當(dāng)房間內(nèi)出現(xiàn)高濃度VOC/PM2.5區(qū)域時，傳感器可自動感應(yīng)該區(qū)域，發(fā)出報警并啟動反應(yīng)器運動系統(tǒng)移動至該區(qū)域；

3）傳感器根據(jù)此處VOC/PM2.5濃度的數(shù)值，選擇處理級別（紫外燈開啟個數(shù)及進風(fēng)量）；

4）機器人在探測到環(huán)境空氣質(zhì)量超標時發(fā)出警報，同時通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶手機APP發(fā)送相應(yīng)警報信息；

5）配合機器人使用的手機APP，包含遠程控制機器開關(guān)及實時接收監(jiān)測數(shù)據(jù)和警報信息的功能；

6）催化劑在載體表面負載包括但不限于采用環(huán)氧樹脂粘合或采用溶膠凝膠燒結(jié)負載的方式；

7）反應(yīng)器內(nèi)部采用包括但不限于納米二氧化鈦P25或溶膠凝膠法制備出的光催化劑在紫外燈的照射作用下對VOC進行光催化降解處理；

8）該區(qū)域的VOC降到標準值以下，反應(yīng)器停止工作并返回至充電區(qū)進入充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)。

進一步的，本發(fā)明所述反應(yīng)器中：

所述光催化劑為納米級的TiO₂粒子。

所述紫外燈是波長為254nm，功率為18W的高壓汞燈。

所述傳感器為VOC傳感器及細顆粒物PM_2.5傳感器。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效益為：該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、實用性強、成本低。該發(fā)明通過使用溶膠凝膠法制備納米光催化劑，該方法在常溫常壓下進行，簡單易行且成本低。該發(fā)明所設(shè)計的光催化反應(yīng)器與傳統(tǒng)的吸附性反應(yīng)器相比其能夠?qū)OC徹底的氧化生成二氧化碳和水，不產(chǎn)生二次污染。

本處的技術(shù)方案所起到的實質(zhì)的技術(shù)效果及其實現(xiàn)過程為如下：本發(fā)明的裝置見圖1所示，包括反應(yīng)器感應(yīng)裝置及反應(yīng)器光催化裝置，反應(yīng)器傳感裝置通過控制運動系統(tǒng)來控制光催化反應(yīng)裝置。

運動系統(tǒng)受傳感系統(tǒng)的控制，傳感系統(tǒng)將VOC及PM2.5的數(shù)值傳感確定高濃度區(qū)域后將信息傳達給運動系統(tǒng)，運動系統(tǒng)啟動并自動移到至區(qū)域，運動系統(tǒng)將訊號傳遞至光催化反應(yīng)系統(tǒng)，光催化系統(tǒng)啟動，根據(jù)傳感器的數(shù)值進行分等級性降解或過濾。

本發(fā)明的方法通過下述實例做詳細說明。

1)將鈦酸四丁酯與正硅酸乙酯制成凝膠狀，用浸漬提拉法負載于預(yù)先處理好的泡沫鎳上，于烘箱中烘干后再于500℃下高溫煅燒3h。最終形成銳鈦礦相的二氧化鈦-二氧化硅負載型催化劑。

此方法的機理是鈦酸四丁酯在水解作用下生成TiO₂,加入正硅酸乙酯后形成半導(dǎo)體摻雜的TiO₂-SiO₂復(fù)合半導(dǎo)體納米催化劑，在500℃下煅燒形成銳鈦礦相TiO₂半導(dǎo)體。

將此方法獲得的負載型納米半導(dǎo)體摻雜催化劑組裝于如圖1所示的凈化設(shè)備中進行空氣凈化作業(yè)。

作為進一步的改進，將商業(yè)購買的平均粒徑為25nm的催化劑P25用環(huán)氧樹脂及其固化劑負載于多孔鋁箔紙上置于實施例1中的裝置中按照實施例1的反應(yīng)機理進行TVOC及PM_2.5的去除。

所述可連接互聯(lián)網(wǎng)的機器人電腦控制系統(tǒng)能夠連接中控系統(tǒng)，所述中控系統(tǒng)為手機、終端機等。所述顯示面板可切換顯示24小時內(nèi)的VOC濃度，方便對去除效率的直接觀測；該面板包含機器人所有控制單元的觸摸開關(guān)；該面板同時顯示環(huán)境溫度及濕度；該面板在空氣污染物濃度超標后將發(fā)出相應(yīng)級別的警報信號并提供相應(yīng)的處置建議，同時向手機APP發(fā)送相同信息。毫無疑問，互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方式并不限于以上的實現(xiàn)內(nèi)容，類似的實現(xiàn)方式均在本專利的保護范圍內(nèi)。

作為進一步的改進結(jié)構(gòu)，所述機器人運動系統(tǒng)能夠記錄行走路線以及行走時間，并能記錄多個地點和時間時刻下的VOC濃度和PM2.5濃度。本處的技術(shù)方案所起到的實質(zhì)的技術(shù)效果及其實現(xiàn)過程為如下：其能夠結(jié)合地點和時間對辦公室等的環(huán)境進行記錄，評價并且針對性進行凈化，避免了購置多個凈化器的需求，使得凈化器的使用效果更好。

方案二：

一種移動式智能空氣凈化機器人，其特征在于，包含機器人運動系統(tǒng)，所述機器人運動系統(tǒng)為掃地機器人，所述掃地機器人上方能放置空氣凈化部分，所述空氣凈化部分能夠可拆放置在掃地機器人上，所述空氣凈化部分為空氣凈化器，所述空氣凈化器包含蓄電池系統(tǒng)，蓄電池能夠給空氣凈化器供電。本處的技術(shù)方案所起到的實質(zhì)的技術(shù)效果及其實現(xiàn)過程為如下：結(jié)合圖2-圖3所示，毫無疑問，所述掃地機器人屬于現(xiàn)有技術(shù)，比如海爾的機器人等；空氣凈化器也屬于現(xiàn)有技術(shù)，但是二者的結(jié)合并沒有提出，采用本結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)性使得整體的實現(xiàn)效果更好。

結(jié)合圖2，所述空氣凈化器下方包含吸盤，吸盤能夠吸附在掃地機器人上方?？梢月?lián)合使用也可以單獨使用。

結(jié)合圖2和圖3，所述空氣凈化器的殼體上包含凹槽，凹槽中能放置加濕器以及負離子發(fā)生器。采用本結(jié)構(gòu)，還能移動式對房子進行加濕和增加負離子濃度。圖3作為優(yōu)選，凹槽中包含隔層，負離子發(fā)生器可以放在下方，加濕器可以放置在隔層的上方。

方案三：

一種移動式智能空氣凈化方法，其特征在于，利用如上任意一項所述的凈化機器人，包含如下步驟，

機器人邊運動邊檢測所在位置的PM2.5的濃度和/或VOC濃度，隨后判斷PM2.5的濃度和/或VOC濃度的最高點所在的位置，隨后機器人行至此處，開始凈化，凈化Tmin后，重新檢測并重新尋找最高點進行凈化。

方案四：

一種移動式智能空氣凈化方法，其特征在于，利用如上任意一項所述的凈化機器人，包含如下步驟，

1）在不進行工作時，反應(yīng)器置于充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)；

2）當(dāng)房間內(nèi)出現(xiàn)高濃度VOC/PM2.5區(qū)域時，傳感器可自動感應(yīng)該區(qū)域，發(fā)出報警并啟動反應(yīng)器運動系統(tǒng)移動至該區(qū)域；

3）傳感器根據(jù)此處VOC/PM2.5濃度的數(shù)值，選擇處理級別，進一步調(diào)整紫外燈開啟個數(shù)及進風(fēng)量；

4）機器人在探測到環(huán)境空氣質(zhì)量超標時發(fā)出警報，同時通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶手機APP發(fā)送相應(yīng)警報信息；

5）配合機器人使用的手機APP，包含遠程控制機器開關(guān)及實時接收監(jiān)測數(shù)據(jù)和警報信息的功能；

6）催化劑在載體表面負載包括但不限于采用環(huán)氧樹脂粘合或采用溶膠凝膠燒結(jié)負載的方式；

7）反應(yīng)器內(nèi)部采用包括但不限于納米二氧化鈦P25或溶膠凝膠法制備出的光催化劑在紫外燈的照射作用下對VOC進行光催化降解處理；

8）該區(qū)域的VOC降到標準值以下，反應(yīng)器停止工作并返回至充電區(qū)進入充電狀態(tài)或不工作狀態(tài)。

開創(chuàng)性地，以上各個效果獨立存在，還能用一套結(jié)構(gòu)完成上述結(jié)果的結(jié)合。圖中未示出部分細節(jié)。

需要說明的是，本專利提供的多個方案包含本身的基本方案，相互獨立，并不相互制約，但是其也可以在不沖突的情況下相互組合，達到多個效果共同實現(xiàn)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的范圍內(nèi)。