人体自动循迹清洁装置及相应的清洁方法与流程

本发明属于护理器械领域，涉及一种自动清洁装置,具体地说是一种人体自动循迹清洁装置，同时本发明还提供了所述人体自动循迹清洁装置的清洁方法。

背景技术

随着科技的进步和社会的不断发展，人们的护理意识不断提高。对于受伤的病患或者全身瘫痪的病患而言，由于无法自由活动，因此日常生活无法自理，需要专门的护理人员对其进行相应的护理，保证其身体机能正常运行。对于上述人员来说，由于无法自由活动，其护理的重点与难点为排泄处理，而为病患处理排泄非常消耗护理人员的体力，因此现有技术中为了减轻护理人员的工作量，存在一些对病患进行自动清理的清理装置。但是由于病患需要被擦拭的部位不是一个平面，例如臀部或股沟，具有很深的缝隙，因此现有的装置仅仅是对病患的待清理部位进行简单的冲洗或擦拭，无法对缝隙进行有效清理，导致现有的自动清洁装置的清洁效果差，严重的还可能造成病患的感染。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种人体自动循迹清洁装置及相应的清洁方法，以令对病患的清洁效果更好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种人体自动循迹清洁装置，基于自动控制系统的控制，包括用于设置卷纸的给纸机构，所述给纸机构的一侧、与卷纸纸面相垂直的方向固设有在自动控制系统的控制下用于对卷纸进行折叠裁剪的切纸机构；还包括在自动控制系统的控制下旋转至给纸机构处取纸后用于对人体进行清洁的清洗擦拭机构，所述清洗擦拭机构上设有视觉采集机构，所述视觉采集机构采集的图像传递给自动控制系统，自动控制系统根据采集的图像信息自动生成运动轨迹，并控制清洗擦拭机构按照生成的运动轨迹清洗。

作为对本发明清洗擦拭机构的限定：所述清洗擦拭机构包括安装底座，所述安装底座上设有在自动控制系统的控制下可沿安装底座长度方向滑动的支撑杆，所述支撑杆未连接安装底座的一端设有在控制系统的控制下、以与支撑杆的连接点为圆心摆动的安装杆，所述安装杆未连接支撑杆的一端设有在自动控制系统的控制下能够沿水平面竖直翻转的安装座，安装座的一个侧面上设有用于抓取卷纸的抓手，与抓手相对的一侧面上固设有视觉采集机构以及喷头，所述喷头通过管道连接外部设置的水箱。

作为对本发明中清洗擦拭机构的进一步限定：所述安装底座上沿长度方向设有滑道，所述支撑杆通过由自动控制系统控制的进给机构可滑动设于滑道上；

所述支撑杆与安装杆之间通过由自动控制系统控制的旋转关节）连接。

作为对本发明中给纸机构的限定：给纸机构包括安装板，所述安装板上设有用于承载卷纸的转轴，转轴的正下方设有用于承接卷纸的托板。

作为对本发明中切纸机构的限定：所述切纸机构包括在自动控制系统的控制下用于对卷纸进行打折的折纸板，所述折纸板的作用面垂直于卷纸的纸面设置，还包括折纸完成后对卷纸进行剪切的切刀。

本发明还提供了一种人体自动循迹清洁装置的清洁方法，基于上述的人体自动循迹清洁装置实现，它包括依次进行的以下步骤：

一、视觉采样：视觉采样机构在自动控制系统的控制下对待清理的部分进行图像采样，采样完成后将传递给自动控制系统；

二、生成轨迹：自动控制系统对采集的图像信息进行分析，分析后生成运动轨迹，自动控制系统控制清洗擦拭机构按照生成的运动轨迹运动进行水清洗；

三、清洗后处理：清洗完成后，自动控制系统再次通过视觉采样机构对清洁后的部位进行图像采集，并分析清洁结果是否符合要求，如果符合要求则进入步骤四；如果清洁结果不符合要求，则重复步骤一至步骤二，直至清洁结果符合要求；

四、准备卷纸：自动控制系统控制切纸机构首先进行折纸，折纸到一定的数量后，自动控制系统控制切纸机构切断卷纸；

五、抓取卷纸：自动控制系统控制清洗擦拭机构移动到位，并抓取已经准备好的卷纸，抓取完成后自控控制系统控制清洗擦拭机构移动到被清洁的位置，擦拭被清洁位置的水迹；

六、清洁完成：擦拭完成后，自动控制系统控制清洗擦拭机构丢弃已用过的卷纸，并令所有机构复位。

作为对本发明中方法的限定：所述步骤四包括依次进行的以下步骤：

1）自动控制系统对采样照片的曝光和清晰度进行判断，如果不能满足需求，则重新视觉采样，如果满足需求则进入步骤（2）；

2）对合格的采用影像进行对比度调整，对影像中阴影和污渍类影像特征于使用者生理特征进行对比识别，移除使用者体表特征，保留阴影、污渍类影像特征；

3）对剩余的特征经线性轨迹拟合，生成行运动轨迹段；

4）根据清洗擦拭机构运动特点，将运动轨迹拟合成连续运动轨迹线条控制清洗擦拭机构按照运动轨迹进行擦拭清洗。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

本发明设有基于自动控制系控制的给纸机构、切纸机构、清洗擦拭机构，无需外部护理人员看管能够自动完成取纸、切纸、擦拭的全过程，自动化程度高，有效减轻了护理人员的工作强度，而本发明还设有基于自动控制系统控制的视觉采集机构，能够采集到被清洁部位的有效信息，自动控制系统通过采集到的图像信息能够自动生成路径，控制清洗擦拭机构按照生成的路径进行清洗，有效提高清理的效果，保证清理完成后的清洁度。

本发明的给纸机构、切纸机构、清洗擦拭机构结构简单，易实现，且每个机构的体积均比较小，能令组合后的整体结构体积小，便于安装。

本发明的清洁方法简单，且在生成运动轨迹之前自动控制系统对于视觉采样机构采集的图片数据进行分析处理，去除干扰信息，例如使用者皮肤上的伤疤、痣等，有效提高检测的精度以及后续生成的运动轨迹的有效性。

综上所述，本发明结构简单，有较强的实用性，有效降低护理人员劳动强度的同时能够提高清洁的效率。

本发明适用于智能马桶，或瘫痪病人的智能病床。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明；

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中给纸机构的结构示意图；

图3为本发明实施例1抓手利用卷纸擦拭时的使用状态示意图。

图中：1、安装底座；2、支撑杆；3、安装杆；4、安装座；5、抓手；6、滑道；7、旋转关节；8、安装板；9、转轴；10、托板；11、折纸板；12、切刀；13、张紧轮；14、滑块。

具体实施方式

实施例1人体自动循迹清洁装置

本实施例基于自动控制系统的控制，具体结构如图1-2所示，包括给纸机构、切纸机构、清洗擦拭机构。

其中给纸机构用于设置卷纸，其结构如图2所示，包括：安装板8，所述安装板8上固设有用于承载卷纸的转轴9，即所述的卷纸直接套装于转轴9上即可，本实施中的安装板8为正方形的板体，所述安装板8固设于相应的位置，例如墙体或马桶侧壁上，所述转轴9则位于正方形的安装板8的中心位置，而在转轴9的正下方设有用于承接卷纸的托板10，所述卷纸的自由端能够在外力的作用下于托板10上折叠。

所述切纸机构则包括折纸板11，所述折纸板11设于一支架上，所述支架在自动控制系统的控制下带动折纸板11沿垂直于卷纸纸面的方向来回移动，而卷纸在重力的作用下不断下垂，进而能够通过折纸板11将卷纸的自由端打折，而打折好的卷纸则直接放置于托板10上。卷纸打折一定的层数后，本实施例控制折纸板11对卷纸的自由端进行3次打折，即落于托板10上的卷纸有四层，之后通过支架上设置的切刀12将卷纸切断即可。

由于本实施例中的切刀12采用现有技术中的平面刀片，因此为了令切割过程更加顺畅，本实施例的给纸机构的安装板8上还设有张紧轮13，所述张紧轮13位于转轴9的下方且靠近切纸机构的方位，令卷纸刚好卡接于转轴9与张紧轮13之间，且卷纸的自由端包裹张紧轮13，即本转轴9与张紧轮13配合，令转轴9具有主动轴的作用，而切纸机构的切刀12以张紧轮13为着力点对卷纸进行切割。

所述清洗擦拭机构包括安装底座1，所述安装底座1上设有支撑杆2，所述支撑杆2在自动控制系统的控制下可沿安装底座1长度方向滑动，所述支撑杆2未连接安装底座1的一端设有安装杆3，所述安装杆3在控制系统的控制下能够以与支撑杆2的连接点为圆心水平摆动，而安装杆3未连接支撑杆2的一端设有安装座4，所述安装座4在自动控制系统的控制下能够沿水平面竖直翻转，所述安装座4的一个侧面上设有用于抓取卷纸的抓手5，与抓手5相对的一侧面上固设有视觉采集机构，还设有喷头，所述喷头通过管道与外部设置的水箱连接，且管道的入口处设有基于自动控制系统控制的水泵，用于将水抽取至喷头处，即通过喷头能够喷出一定压力的水流。本实施例的视觉采集机构采用现有技术中的摄像头，且摄像头的信号输出端连接自动控制系统。

本实施例为了实现上述清洗擦拭机构的效果，所述安装底座1上沿长度方向设有滑道6，所述支撑杆2通过由自动控制系统控制的进给机构（本实施例中采用的为电子控制的滑块14）可滑动设于滑道6上；而支撑杆2与安装杆3之间通过由自动控制系统控制的旋转关节7连接，本实施例中的旋转关节7采用旋转接头即可。此外，为了实现安装座4的竖直翻转，本实施例中的安装座4由基于自动控制系统控制的旋转马达驱动翻转。

本实施例的工作原理为：使用者通过自动控制系统给出启动信号，自动控制系统首先控制清洗擦拭机构旋转至待清理位置，此时清洗擦拭机构的安装座4设有视觉采集机构与喷头的一侧朝向待清理部位，由于视觉采集机构位于上方，因此通过视觉采集机构能够采集带清理部位的图像，并将采集到的图像传递给自动控制系统进行分析，自动控制系统通过分析得到运行路径，进而控制清洗擦拭机构沿自动控制系统得到的运行路径进行冲洗清理即可。

清洗完成后，自动控制系统控制切纸机构动作，令卷纸的自由端于托板10上折叠四层，然后控制切刀12动作切断卷纸，之后自动控制系统控制清洗擦拭机构的安装杆3与支撑杆2按照图1所示的箭头方向运动，将抓手5送到指定位置抓取卷纸（本实施例将抓手5送到托板10的上方，抓手5朝向下方抓取卷纸），抓手5抓取手纸后由自动控制系统控制其移动到带清理位置，此时抓手5仍然朝下设置，进而控制清洗擦拭机构的安装座4竖直翻转，令抓有卷纸的抓手5朝向上方，最后控制清洗擦拭机构对清洗好的部位如图3所示进行擦拭即可。清理完成后，自动控制系统再次控制抓手5翻转朝下，松开卷纸，将卷纸直接扔进马桶等废物收集装置内即可。

实施例2人体自动循迹清洁装置的清洁方法

本实施例基于实施例1所述的人体自动循迹清洁装置实现，它包括依次进行的以下步骤：

一、视觉采样：视觉采样机构在自动控制系统的控制下对待清理的部分进行图像采样，采样完成后将传递给自动控制系统；

二、生成轨迹：自动控制系统对采集的图像信息进行分析，分析后生成运动轨迹，自动控制系统控制清洗擦拭机构按照生成的运动轨迹运动进行水清洗；

本步骤中包括依次进行的以下步骤：

1）自动控制系统对采样照片的曝光和清晰度进行判断，如果不能满足需求，则重新视觉采样，如果满足需求则进入步骤2）；

2）对合格的采用影像进行对比度调整，对影像中阴影和污渍类影像特征于使用者生理特征进行对比识别，移除使用者体表特征，保留阴影、污渍类影像特征；本实施例中自动控制系统内已预先存储有使用者被清理部位清洁时的体态特征图，自动控制系统能够对视觉采集机构采集到的图像进行比对，因此可以去除使用者自带的体态特征，例如使用者的伤疤、黑痣等；

3）对剩余的特征经线性轨迹拟合，生成行运动轨迹段；

4）根据清洗擦拭机构运动特点，将运动轨迹拟合成连续运动轨迹线条控制清洗擦拭机构按照运动轨迹进行擦拭清洗；

三、清洗后处理：清洗完成后，自动控制系统再次通过视觉采样机构对清洁后的部位进行图像采集，并分析清洁结果是否符合要求，如果符合要求则进入步骤四；如果清洁结果不符合要求，则重复步骤一至步骤二，直至清洁结果符合要求；

四、准备卷纸：自动控制系统控制切纸机构首先进行折纸，折纸到一定的数量后，自动控制系统控制切纸机构切断卷纸；

五、抓取卷纸：自动控制系统控制清洗擦拭机构移动到位，并抓取已经准备好的卷纸，抓取完成后自控控制系统控制清洗擦拭机构移动到被清洁的位置，擦拭被清洁位置的水迹；

六、清洁完成：擦拭完成后，自动控制系统控制清洗擦拭机构丢弃已用过的卷纸，并令所有机构复位。