CN214474682U-一种自动智能洗手系统.docx

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1、CN 214474682 U权利要求书1/1页(19)中华人民共和国国家知识产权局回温1项回(12)实用新型专利国、”(10)授权公告号 CN 214474682 U(45)授权公告日2021.10.22#(21)申请号 202120810844 .8(22)申请日 2021 .04 .20(73)专利权人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人庄紫麟宋宝临孟令军李景怡潘丽君刘冬梅(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人陆丽莉何梅生(51)Int.Cl.G05D 27/02(2006 .01)A47K 7/04 (2(X)6 .0

2、1)A47K 10/48(2006 .01)A47K 5/12(2006 .01)权利要求书1页 说明书4页 附图2页(54)实用新型名称一种自动智能洗手系统(57)摘要本实用新型公开了一种自动智能洗手系统，包括：识别单元、电机驱动单元、语音播报单元、温度测量单元、CPU单元、喷洒单元，用于完成识别手型、喷洒、语音指导、烘干，测温功能。本实用新型能自动化、集成化、人性化地指导洗手流程，科学合理、便捷地提供全套手部清洁功能，从而提高实用性和功能性。1 .一种自动智能洗手系统，其特征包括：识别单元、电机驱动单元、语音播报单元、温度测量单元、CPU单元、龙头喷洒单元、烘干机；所述CPU单元与所述识别

3、单元相连，用于获取用户手型;所述CPU单元通过所述电机驱动单元与龙头喷洒单元相连，用于控制水的喷洒；所述CPU单元与所述语音播报单元相连，用于控制语音播报套件发出不同的语音指令；所述CPU单元与所述温度测量单元相连，用于获取喷洒水的温度；所述CPU单元与所述烘干机相连，用于控制手部烘干。2 .根据权利要求1所述的一种自动智能洗手系统，其特征是，所述CPU单元采用型号为STM32F103的处理器。3 .根据权利要求2所述的一种自动智能洗手系统，其特征是，所述识别单元采用OpenMV芯片，且与所述CPU单元的连接关系为：所述OpenMV芯片的VIN引脚、GND引脚分别与STM32F103处理器的3

4、 .3v引脚、GND引脚连接，用于供电；所述OpenMV芯片的P4引脚、P5引脚分别与STM32F103处理器的PB6引脚、PB7引脚连接，用于传输手型信号。4 .根据权利要求1所述的一种自动智能洗手系统，其特征是，所述电机驱动单元的控制器芯片的PB15引脚、PA8引脚、PB5引脚、PB4引脚、PB3引脚分别与各舵机相连,用于控制机械臂完成指定喷洒动作。5 .根据权利要求1所述的一种自动智能洗手系统，其特征是，所述语音播报单元采用cnTTS语音播报套件，并通过导线与所述CPU单元的PA6引脚和PA7引脚相连，用于传输控制信号。6 .根据权利要求1所述的一种自动智能洗手系统，其特征是，所述温度测

5、量单元采用ETC807型号的数显温度控制器，并与CJX2- 1210型号的交流接触器、K型管式热电偶和开关电源分别相连，其连接关系为：7 述数显温度控制器的1号端子、2号端子分别与开关电源的红线、蓝线连接；所述交流接触器的1L1端子与所述开关电源的红线连接，所述交流接触器的3L2端子、A2端子相连后与所述开关电源的蓝线连接，用于供电；所述数显温度控制器的4号端子与1号端子连接，5号端子与所述交流接触器的A1号端子连接，构成温度测量单元的主体部分；所述数显温度控制器的17号端子、18号端子分别与所述K型管式热电偶的红色接头、蓝色接头连接，用于测温。7 .根据权利要求1所述的一种自动智能洗手系统，

6、其特征是，所述烘干机的电源端口与所述CPU单元的VDD相连。CN 214474682 U说明书1/4页一种自动智能洗手系统技术领域0001本实用新型涉及手部自动清洁技术领域，为一种全自动型洗手系统。背景技术0002在当今疫情流行的时代背景下，个人及公共卫生得到空前重视。在手部清洁领域，绝大多数场合都是提供水龙头和消毒、洗手液，个人自行清洗。大多数人对洗手的清洁步骤和具体操作都不甚了解，导致清洁不到位。而现有的洗手装置功能欠缺、实用性不强、操作不方便、费水费力。发明内容0003本实用新型为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种多功能的全自动型洗手系统，以期能自动化、集成化、人性化地指导洗手流

7、程，科学合理、便捷地提供全套手部清洁功能，从而提高实用性和功能性。10004 本实用新型为达到上述发明目的，采用如下技术方案：0005本实用新型一种自动智能洗手系统的特点包括：识别单元、电机驱动单元、语音播报单元、温度测量单元、CPU单元、龙头喷洒单元、烘干机；0006所述CPU单元与所述识别单元相连，用于获取用户手型；0007所述CPU单元通过所述电机驱动单元与龙头喷洒单元相连，用于控制水的喷洒；10008所述CPU单元与所述语音播报单元相连，用于控制语音播报套件发出不同的语音指令；所述CPU单元与所述温度测量单元相连，用于获取喷洒水的温度；00W所述CPU单元与所述烘干机相连，用于控制手部

8、烘干。loom本实用新型所述的一种自动智能洗手系统洗手系统的特点也在于，所述CPU单元采用型号为STM32F103的处理器。所述识别单元采用OpenMV芯片，且与所述CPU单元的连接关系为：0013所述OpenMV芯片的VIN引脚、GND引脚分别与STM32F103处理器的3.3v引脚、GND引脚连接，用于供电；10014所述OpenMV芯片的P4引脚、P5引脚分别与STM32F103处理器的PB6弓|脚、PB7弓|脚连接，用于传输手型信号。10015所述电机驱动单元的控制器芯片的PB15引脚、PA8引脚、PB5引脚、PB4弓|脚、PB3弓|脚分别与各舵机相连，用于控制机械臂完成指定喷洒动作。

9、10016所述语音播报单元采用cnTTS语音播报套件，并通过导线与所述CPU单元的PA6弓|脚和PA7引脚相连，用于传输控制信号。10017所述温度测量单元采用ETC807型号的数显温度控制器，并与CJX21210型号的交流接触器、K型管式热电偶和开关电源分别相连，其连接关系为：10018所述数显温度控制器的1号端子、2号端子分别与开关电源的红线、蓝线连接；0019所述交流接触器的1L1端子与所述开关电源的红线连接，所述交流接触器的3L2端子、A2端子相连后与所述开关电源的蓝线连接，用于供电；0020所述数显温度控制器的4号端子与1号端子连接，5号端子与所述交流接触器的A1号端子连接，构成温度

10、测量单元的主体部分；10021所述数显温度控制器的17号端子、18号端子分别与所述K型管式热电偶的红色接头、蓝色接头连接，用于测温。0022所述烘干机的电源端口与所述CPU单元的VDD相连。0023与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：00241、本实用新型基于STM32单片机，具有操作方便、清洁度高，省水省力等优势，实现了全自动化手部清洁。100252、本实用新型的OpenMV识别单元，运用模糊识别和特征识别，能够识别用户手型。当用户的手部进入识别范围，OpenMV识别单元对手部轮廓进行识别，OpenMV芯片信号传递给电机，控制龙头喷洒的机械结构，实现了清水和洗手液的喷洒。00263、本

11、实用新型的电机驱动单元，可以实现机械臂无接触控制的多方向移动。OpenMV识别单元将识别的信息传递给电机，控制机械臂移动，实现了对用户手部进行多方位清洗。00274、本实用新型的温度测量单元，将热电偶和交流接触器相结合，实现了实时监控温度并且控制温度到设定值，使得设备喷洒的水温合适。00285、本实用新型的语音播报单元，通过CPU与各单元相连，监测洗手流程，实现对洗手流程的语音指导，帮助用户更便捷地使用洗手装置。附图说明0029图1为本实用新型整体硬件原理框图；0030图2为本实用新型的洗手流程图；I003U图3为本实用新型语音播报的信息传输原理图；0032图4为本实用新型结构封装引脚图。具体

12、实施方式0033本实施例中，如图1所示，一种自动智能洗手系统，可以实现自动感应洗手C前足正确洗手步骤，洗手流程图(如图2所示)，干手、水温自动调节、语音提示等等功能。包括：识别单元、电机驱动单元、语音播报单元、温度测量单元、CPU单元、龙头喷洒单元、烘干机；具体实施中，CPU单元采用型号为STM32F103的处理器。洗手流程图见图2。0034CPU单元与识别单元相连，用于获取用户手型；具体实施中，识别单元采用OpenMV芯片作为识别单元的核心，并用来检测手的位置变化，且与CPU单元的连接关系为：0035如图4所示，OpenMV芯片的VIN弓|脚、GND弓|脚分别与STM32F103处理器的3.

13、3v引脚、GND引脚连接，用于供电；0036OpenMV芯片的P4引脚、P5弓|脚分别与STM32F103处理器的PB6弓|脚、PB7引脚连接，用于传输手型信号。0037OpenMV芯片的I/O(JP)口与STM32F103处理器的VCC相连，用于将OpenMV芯片处理后的高电平或低电平信号传输给CPU单元的STM32F103芯片，输出对应的1或。逻辑值。0038 CPU单元通过电机驱动单元与龙头喷洒单元相连，用于控制水的喷洒；在具体实施中，龙头喷洒单元用来均匀喷洒清水、洗手液。电机驱动单元选择STM32F103单片机作为主控芯片，借助五个主要引脚控制电机多自由度的运动，进而控制喷头的工作。1

14、0039如图4所示，电机驱动单元借助机械臂与龙头喷洒单元相连。龙头喷洒单元与温度测量单元的热电偶相连，用于测量水温。电机驱动单元的控制器芯片的PB15引脚、PA8弓|脚、PB5引脚、PB4弓|脚、PB3弓|脚分别与各舵机相连，用于控制机械臂完成指定喷洒动作。0040识别单元和电机驱动单元通过CPU单元相连，OpenMV芯片将接收的信号传递给电机，控制龙头喷洒单元，从而让水开始喷洒。0041 CPU单元与语音播报单元相连，用于控制语音播报套件发出不同的语音指令；具体实施中，语音播报单元采用cnTTS语音播报套件，并通过导线与CPU单元的PA6引脚和PA7弓|脚相连，用于传输控制信号。0042识别

15、单元也与语音播报单元相连，当OpenMV识别到图像的变化，会将信号传递给与CPU单元相连的语音播报单元。0043 如图3所示，在具体实施中，语音播报单元用来及时提醒用户流程的顺序以及手部的移动（七步洗手法），给予用户良好的体验。信息传输将采用单片机的串口传输，通过单片机上的SPI通信来进行控制。0044如图4所示，语音播报单元TTS- V5的I/O的VDD引脚与STM32F103芯片的3.3V引脚相连，为了根据控制信号的高或低电平，来决定TTSV5是否工作。0045语音播报单元TTS- V5的I/O口的RX1即28弓脚为串口接收脚，接STM32F103芯片的的TXD引脚。0046语音播报单元TTS- V5的I/O的TX1即27引脚为串口发送