排泄物自动采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种排泄物自动采集设备。


背景技术：

2.粪便常规检查是一项非常基础且重要的检查，医生可以通过粪便常规检查的结果直观的了解到消化道疾病和肠道寄生虫病的状态。
3.目前，医院常见的粪便常规检查流程是：医生为患者开检查单，然后患者持检查单到检验科窗口领取排泄物的采集盒，待医疗人员将患者信息标签贴到采集盒上后，患者再自行前往公共卫生间对排泄物进行采集，最后，患者将采集到的排泄物送到粪便常规检查窗口，由医疗人员对排泄物进行检查。
4.但是，患者自行采集的方式存在一些弊端。第一，在进行排泄物采集时气味难闻外形难看，因此，不少人具有抵触心理，造成采集困难的问题；第二，患者通常会在公共卫生间进行采集，因此，采集到的排泄物容易受到环境污染，造成检查结果不准确的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种排泄物自动采集设备，能够方便患者采集排泄物，同时避免排泄物受到环境污染。
6.为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供一种排泄物自动采集设备，包括：马桶本体、图像识别组件和采集组件；
7.图像识别组件包括摄像头和与摄像头电连接的控制器；
8.摄像头设置在马桶本体的内胆后端的内侧壁上，用于采集用户的臀部图像，控制器用于根据臀部图像确定排泄物采集点；
9.采集组件包括壳体、设置在壳体内的传送组件和设置在传送组件上的采集盒支撑架；
10.采集盒支撑架用于放置采集盒，采集盒用于在排泄物采集点采集用户的排泄物，传送组件用于在控制器的控制下传送采集盒。
11.可选的，传送组件包括第一电机、齿条和齿轮；
12.采集盒支撑架设置在齿条上，齿轮与齿条啮合，齿轮与第一电机连接，第一电机与控制器连接，第一电机用于在控制器的控制下带动齿轮转动，进而带动齿条前后移动。
13.可选的，壳体内还包括用于塑封采集盒的塑封组件，塑封组件包括第二电机、升降台和设置在升降台正上方的塑封头；
14.升降台与第二电机连接，用于承载采集盒；第二电机与控制器连接，控制器还用于在采集盒位于升降台正上方的情况下，控制第二电机驱动升降台上升，以带动采集盒上升至塑封头的塑封位置；
15.塑封头用于对位于塑封位置的采集盒进行塑封。
16.可选的，排泄物自动采集设备还包括承物台，承物台与壳体的侧面连接，壳体与承
物台连接的一侧设置有出口，出口用于输送出塑封后的采集盒。
17.可选的，采集盒为一体式结构，采集盒包括大便腔和小便腔，大便腔和小便腔中间通过分隔板隔开。
18.可选的，排泄物自动采集设备还包括底座，马桶本体和采集组件均固定在底座上。
19.可选的，内胆中靠近臀部的侧壁或顶壁上固定设置有多个面向摄像头的视标点，视标点在空间中按照预定规律排列，视标点用于确定摄像头拍摄的臀部图像中肛门的位置。
20.可选的，视标点设有两排，两排视标点分别位于内胆的左右两侧，每个视标点相互等间距设置。
21.可选的，马桶本体还包括下水管，下水管与内胆的下端口连接，用于排水。
22.可选的，摄像头为红外摄像头，视标点可以反射红外摄像头发出的光线以在臀部图像中成像。
23.本技术提供的排泄物自动采集设备包括：马桶本体、图像识别组件和采集组件；图像识别组件包括摄像头和与摄像头电连接的控制器；摄像头设置在马桶本体的内胆后端的内侧壁上，用于采集用户的臀部图像，控制器用于根据臀部图像确定排泄物采集点；采集组件包括壳体、设置在壳体内的传送组件和设置在传送组件上的采集盒支撑架；采集盒支撑架用于放置采集盒，采集盒用于在排泄物采集点采集用户的排泄物，传送组件用于在控制器的控制下传送采集盒。本技术提供的技术方案，可以通过图像识别组件准确采集用户的排泄物，整个采集过程无需用户参与，可以提高用户采集排泄物的便捷性，同时排泄物自动采集设备为专用设备，还可以避免排泄物受到环境污染。
附图说明
24.图1为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备的结构示意图；
25.图2为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备的内部结构示意图；
26.图3为本技术实施例提供的采集盒支撑架和齿条的结构示意图；
27.图4为本技术实施例提供的采集盒的结构示意图；
28.图5为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备中视标点的位置示意图；
29.图6为本技术实施例提供的确定排泄物采集点的流程示意图。
30.附图标记说明：
31.1-马桶本体；
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3-采集组件；
32.4-底座；
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5-承物台；
33.11-内胆；
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12-桶身；
34.13-坐便圈；
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14-下水管；
35.21-摄像头；
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22-视标点；
36.31-壳体；
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33-采集盒支撑架；
37.35-采集盒；
38.51-出口；
39.321-第一电机；
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322-齿条；
40.323-齿轮；
41.341-第二电机；
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342-升降台；
42.343-塑封头；
43.351-大便腔；
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352-小便腔；
44.353-分隔板。
具体实施方式
45.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
47.图1为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备的结构示意图，图2 为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备的内部结构示意图，图3为本技术实施例提供的采集盒支撑架和齿条的结构示意图，图4为本技术实施例提供的采集盒的结构示意图，图5为本技术实施例提供的排泄物自动采集设备中视标点的位置示意图。
48.如图1-图5所示，该排泄物自动采集设备可以包括：马桶本体1、图像识别组件和采集组件3。其中，图像识别组件可以包括摄像头21和与摄像头21电连接的控制器(未示出)，摄像头21设置可以在马桶本体1的内胆 11后端的内侧壁上，用于采集用户的臀部图像，控制器用于根据臀部图像确定排泄物采集点。
49.采集组件3可以包括壳体31、设置在壳体31内的传送组件、设置在传送组件上的采集盒支撑架33和设置在壳体31内的塑封组件。壳体31可以与马桶本体1的后端连接，内胆11和壳体31之间可以开设有通道，传送组件可在控制器的控制下通过通道进行前后移动。采集盒支撑架33可以放置采集盒35，采集盒35可以在排泄物采集点采集用户的排泄物，塑封组件用于塑封采集盒。
50.控制器还分别与传送组件和塑封组件电连接，用户在着座后，摄像头 21可以开始拍摄用户的臀部图像。臀部图像中包括用户的肛门，控制器可以根据图像识别技术确定臀部图像中的肛门，并计算出肛门相对于摄像头 21的空间位置，由于摄像头21的位置是固定的，因此，控制器可以得到采集排泄物的最佳采集点(即排泄物采集点)。
51.控制器可以在根据臀部图像确定排泄物采集点后，控制传送组件带动采集盒支撑架33上的采集盒35向前移动至排泄物采集点；并在采集完成后，控制传送组件带动采集盒支撑架33上的采集盒35向后移动至壳体31 内，然后控制塑封组件塑封采集盒35。用户在使用排泄物自动采集设备的过程中，从着座到取塑封盒之间全部由排泄物自动采集设备自动完成，无需用户参与，因而可以增加用户采集排泄物的便捷性；同时排泄物自动采集设备为专用设备，因而还可以避免排泄物受到环境污染。
52.壳体31可以采用箱式结构，壳体31的顶部或侧面可以设置活动门板，方便工作人员对壳体31内部进行检修。
53.为了提高排泄物自动采集设备的刚性，排泄物自动采集设备还可以包括底座4，马
桶本体1和采集组件3都可以固定在底座4上。马桶本体1可以采用常见的马桶结构，例如主结构为内胆11和桶身12。马桶本体1还可以包括坐便圈13，以提高美观度和使用时的舒适性；坐便圈13可以设置在桶身12的顶部，坐便圈13的后端可以与桶身12铰接，方便开合。为了方便清洗内胆11，马桶本体1还可以包括下水管14，下水管与内胆的下端口连接，下水管14可以通过底座4与下水道连接，当需要用水清洗内胆11 时，清洗过的水可以通过下水管14流进下水道。
54.为了保护用户的隐私，本实施例的摄像头21可以采用红外摄像头21，进一步的，为了增加摄像头21的使用寿命，还可以采用具有防水功能的红外摄像头。本技术实施例的摄像头21可以设置在内胆11和壳体31之间开设的通道上方。控制器可以设置在壳体31内，具体的安装位置可以根据需求进行设置。
55.为了方便用户将采集盒35放置在采集盒支撑架33上，壳体31外表面还可以设置启动开关，启动开关可以连接控制器。当启动开关被用户触发时，控制器可以控制传送组件将采集盒支撑架33伸出至内腔中，用户可以直接将采集盒35放置在采集盒支撑架33上。通过设置启动开关，可以简洁明了的提示用户何如控制传送组件。或者，坐便圈13中可以设置感应器，感应器连接控制器，用户可以通过抬起坐便圈13的方式触发感应器，然后，控制器可以控制传送组件将采集盒支撑架33伸出至内腔中，用户可以直接将采集盒35放置在采集盒支撑架33上。通过在坐便圈13中设置感应器，可以简化壳体31外观，提高排泄物自动采集设备的美观度。
56.具体的，本技术实施例中的传送组件可以包括第一电机321、齿条322 和齿轮323。采集盒支撑架33可以设置在齿条322上，齿轮323与齿条322 啮合，齿轮323可以与第一电机321连接，第一电机321可以与控制器连接，第一电机321可以在控制器的控制下带动齿轮323转动，进而带动齿条322前后移动。在齿条322伸出时可以将采集盒支撑架33完全送至内腔中，在齿条322缩回时可以将采集盒支撑架33完全送至壳体31内部。第一电机321与齿轮323之间还可以通过传动部件传递动力，例如，采用皮带轮结构、齿轮323组结构或蜗轮蜗杆结构等。另外，传送组件也可以通过其他结构实现前后移动，例如齿轮链条结构等。
57.进一步的，为了减少齿条322在壳体31中占用的空间，传送组件中的普通齿条322还可以替换为两段式齿条，两段式齿条具有大行程，小体积的优点。具体的，两段式齿条可以包括上齿条和下齿条，齿轮323可以位于上齿条和下齿条之间，并分别与上齿条和下齿条相啮合。下齿条与壳体 31固定连接，齿轮323与支架固定连接，且上齿条可相对于支架滑动。齿轮323正转时可相对于下齿条向前滚动，并带动整个支架向前移动，在齿轮323滚动的同时还可以带动上齿条向前移动；齿轮323反转时可相对于下齿条向后滚动，并带动整个支架向后移动，在齿轮323滚动的同时还可以带动上齿条向后移动，因此，两段式齿条整体的伸出长度为上齿条的长度加下齿条的长度，在缩回时的长度为单个齿条的长度。
58.塑封组件可以包括第二电机341、升降台342和塑封头343。为了对采集盒35进行塑封，可以让升降台342带动塑封头343上下移动，也可以让升降台342带动采集盒35上下移动。本技术实施例采用的方式是让升降台 342带动采集盒35上下移动，具体的，塑封组件可以包括第二电机341、升降台342和设置在升降台342正上方的塑封头343。升降台342可以设置在采集盒支撑架33缩回壳体31时位置的正下方，升降台342可以与第二电机341连接，第二电机341可以与控制器连接，控制器还可以在采集盒 35位于升降台342正上方的情况下，
控制第二电机341驱动升降台342上升，以带动采集盒35上升至塑封头343的塑封位置，塑封头343可以对位于塑封位置的采集盒35进行塑封。在实际应用时，为了方便升降台342的上升和下降，升降台342台面的形状可以根据采集盒支撑架33的内框形状进行设计，且升降台342台面的面积需小于采集盒支撑架33的内框面积，以使升降台342可以穿过采集盒支撑架33。在采集盒35升上至塑封位置后，塑封头343内的塑封膜将压在采集盒35上，此时塑封头343可以对覆盖在采集盒35上的塑封膜进行局部加热，局部加热后的塑封膜将粘在采集盒35 上，然后升降台342再次上升一小段距离，以使塑封头343上的刀片将塑封膜切断，最后升降台342将带动塑封好的采集盒35下降。
59.为了提高排泄物自动采集设备使用的便利性，排泄物自动采集设备还可以包括承物台5和输出组件(未示出)，承物台5可以与壳体31的侧面连接，壳体31与承物台5连接的一侧可以设置有出口51，出口51用于输送出塑封后的采集盒35。输出组件可以包括第三电机和伸缩臂，伸缩臂可以和第三电机连接，并水平设置在壳体31内与出口51相对的一侧，第三电机可以与控制器连接，控制器还可以在采集盒35下降至与伸缩臂同一水平面的情况下，控制第三电机驱动伸缩臂伸出，将采集盒35从升降台342 上推送至承物台5上。通过设置承物台5和输出组件，排泄物自动采集设备可以自动输出塑封好的采集盒35，方便用户拿取。
60.由于粪便常规检查分为大便检查可小便检查，为了将用户的排泄物进行分离，参照图4，采集盒35可以是一体式结构，并包括大便腔351和小便腔352，大便腔351和小便腔352中间通过分隔板353隔开。传送组件可以将采集盒35移动至排泄物采集点，此时，用户的肛门正对大便腔351，尿道正对小便腔352，当用户进行排泄时，大便和小便可以分别落入不同的腔体内。
61.本技术实施例中，摄像头21可以周期性采集臀部图像，控制器还可以在根据臀部图像检测到用户的坐姿发生变化时，控制传送组件调整采集盒 35的位置。
62.为了提高控制器定位排泄物采集点的准确率，参照图5，内胆11中靠近臀部的侧壁或顶壁上可以固定设置有多个面向摄像头21的视标点22，所有视标点22均位于摄像头21的采集区域内并在空间中按照预定规律排列，用于确定摄像头拍摄的臀部图像中肛门的位置。摄像头21在采集臀部图像的时候，视标点可以反射红外摄像头发出的光线以在臀部图像中成像。可以采集到包括视标点22的臀部图像。控制器可以通过对臀部图像的处理获取肛门和视标点22之间的位置关系，视标点22相对于传送组件的位置关系是固定的，因此，控制器可以根据臀部图像中视标点22的位置信息更加准确的确定肛门和传送组件的位置关系，最终确定排泄物采集点。进一步的，内胆11中可以设有两排视标点22，两排视标点22分别位于内胆11的左右两侧，每个视标点22相互等间距设置，加强定位效果。
63.本技术实施例中采用图像识别技术可以准确识别用户的肛门，进而可以准确推算出用户的排泄物的排除位置，最终控制采集组件3采集排泄物。具体的图像识别过程可以参照图6，图6为本技术实施例提供的确定排泄物采集点的流程示意图。
64.第一步，控制器在获取到臀部图像后，可以对臀部图像依次进行图像滤波、图像增强和图像分割处理，得到臀部区域图像。
65.图像滤波是指利用高斯滤波算子，去除在图像采集过程中由拍摄时环境不够明亮、亮度不够均匀而产生的高斯噪声的过程。通过对臀部图像进行图像滤波可以便于后续的图像的识别。图像增强是指增加图像的清晰度和对比度。在本技术实施例中，臀部图像为
红外图像，可以利用灰度直方图均衡化的方式对臀部图像进行图像增强，该方式可以改变经图像滤波后的臀部图像中各像素的灰度值，使得该臀部图像的灰度分布发生变化，进而增大臀部图像的对比度，使处理后的臀部图像更加清晰，便于后续的图像分割。图像分割，即将人体臀部(包括肛门位置)的图像和背景进行分离处理。本实施例中，图像分割可以采用自适应阈值的方法，控制器可以根据臀部图像自动设定灰度图像的阈值，将臀部图像中感兴趣区域基于图像背景分离，将除了感兴趣区域以外的图像内容设置成背景，提取出整个人体臀部的图像区域，最终得到臀部区域图像。通过图像分割可以减少不必要的图像内容，提高后续图像处理的效率。
66.第二步，控制器可以将臀部区域图像和预设的人体肛门模板进行特征匹配，确定臀部区域图像中的肛门区域。
67.若特征匹配成功，则认为找到了肛门区域；若特征匹配失败，则认为肛门处已经出现排泄物，此时，需要对匹配失败的图像重新进行识别。在肛门出现排泄物的情况下，因为肛门区域有排泄物，所以使得有肛门区域的像素信息比其他区域的像素信息多，因此，控制器可以通过边缘检测的方式确定肛门区域的边缘，并将该边缘所包围形成得区域确定为肛门区域。
68.第三步，根据肛门区域确定肛门坐标。
69.控制器可以将肛门区域的中心坐标作为肛门坐标。具体的，控制器可以将肛门区域中每个像素点的横坐标之和，再除以像素点的数量，得到中心坐标的横坐标；将肛门区域中每个像素点的纵坐标之和，再除以像素点的数量，得到中心坐标的纵坐标，该中心坐标为肛门坐标。中心坐标的计算公式如下：
[0070][0071][0072]
其中，x
sum
为肛门区域中每个像素点的横坐标之和，x为中心坐标的横坐标，y
sum
为肛门区域中每个像素点的纵坐标之和，y为中心坐标的纵坐标， s为像素点数量。
[0073]
第四步，控制器可以根据臀部图像中视标点22的坐标和肛门坐标，确定排泄物采集点。
[0074]
首先，臀部图像中肛门的位置为肛门中心点相对视标点的位置，因此，控制器可以通过计算肛门分别相对每个视标点的距离来计算得出肛门的位置。具体的，控制器可以通过对臀部图像的处理获取视标点22的像素坐标，然后根据单应性矩阵映射的方式，将臀部图像中的像素坐标都可以转换为实际坐标，由于视标点22相对于传送组件的位置关系是固定的，而肛门坐标和视标点22坐标之间有一定的位置关系，因此，控制器可以将肛门坐标输出为实际的空间坐标。最后，根据肛门的空间坐标可以确定排泄物采集点。
[0075]
本技术提供的排泄物自动采集设备可以包括：马桶本体、图像识别组件和采集组件。图像识别组件包括摄像头和与摄像头电连接的控制器；摄像头设置在马桶本体的内胆后端的内侧壁上，用于采集用户的臀部图像，控制器用于根据臀部图像确定排泄物采集点；采集组件包括壳体、设置在壳体内的传送组件、设置在传送组件上的采集盒支撑架和设置在壳体内的塑封组件；壳体与马桶本体的后端连接，内胆和壳体之间开设有通道，传送组件可在控制器的控制下通过通道进行前后移动；采集盒支撑架用于放置采集盒，采集盒用于
在排泄物采集点采集用户的排泄物；塑封组件用于塑封采集盒。本技术提供的技术方案，可以通过图像识别组件准确采集用户的排泄物并对采集盒进行塑封，整个采集过程无需用户参与，可以提高用户采集排泄物的便捷性，同时排泄物自动采集设备为专用设备，还可以避免排泄物受到环境污染。
[0076]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0077]
另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0078]
此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0079]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。