CN108255206A - 座便器和冲洗人体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能座便器。座便包括人体测量模块，能够对人体处于座圈中的部位进行三维测量，得到体表三维点云。包括人体部位识别模块，能够从体表三维点云和/或人体三维模型中识别出人体的各部位。包括冲洗控制模块，能够根据人体的各部位的空间位置改变冲洗喷头的位置以使冲洗水流能够准确地冲洗到人体需要清洗的部位。本发明同时公开了使用座便清洗身体的方法。本发明公开了一种适用于失重环境的实施例。本发明的座便能够根据使用者身体尺寸、坐的位置不同而自动调整冲洗喷头的位置。本发明的座便能够用于失重环境下，降低了宇航员如厕的难度。

Description

座便器和冲洗人体的方法
技术领域
本发明涉及一种洁具，尤其是座便器。
背景技术
座便器，又叫座便，是常用洁具，目前有能够在如厕后冲洗人体***等部位的智能座便。现有智能座便的冲洗喷头通常在固定位置喷水，无法自动根据如厕的人的身高、坐的位置改变喷头位置。有智能座便能够调节喷头前后位置，但是需要使用者手动调节，不是很方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种能自动判断人体各部位位置，并自动调节冲洗喷头的位置准确冲洗人体相应部位的座便器。
本发明的座便包括座便桶身、座圈、供水管路、排污模块、人体冲洗执行模块，冲洗执行模块包括冲洗喷头和伺服机构、驱动电路，冲洗执行模块能够前后移动以改变冲洗喷头和冲洗水流的位置。使用时，人坐于座圈上。包括至少一人体测量模块，人体测量模块能够对人体处于座圈中的部位进行三维测量，得到人体处于座圈中的部位的体表三维点云，人体测量模块能够建立人体处于座圈中的部位的人体三维模型。包括至少一人体部位识别模块，所述人体部位识别模块能够从所述体表三维点云和/或人体三维模型中识别出人体处于座圈中的各部位。包括至少一冲洗控制模块，能够根据人体处于座圈中的各部位的空间位置控制冲洗执行模块移动，改变喷头的位置以使冲洗水流能够准确地冲洗到人体需要清洗的部位。
冲洗控制模块能够建立冲洗水流的数学模型和/或三维模型，并根据体表三维点云和/或人体三维模型以及冲洗水流数学模型和/或三维模型建立冲洗喷头位置与水流接触人体部位和/或体表位置对应关系。当需要清洗人体时，确定要冲洗的人体部位，冲洗控制模块根据该对应关系控制冲洗执行模块/冲洗喷头移动到需要清洗的人体部位的对应冲洗喷头位置。即冲洗控制模块能够根据该对应关系确定出任一需要清洗人体部位所对应的冲洗喷头位置，当需要清洗某一部位时，冲洗控制模块控制冲洗喷头移动到该部位对应的冲洗喷头位置。
人体测量模块能够以三维激光扫描方式和/或TOF方式和/或双面立体视觉方式和/或结构光方式和/或超声波测量方式和/或其它公知方式测量人体表面形态，以获得人体三维数据，建立人体三维模型。
人体测量模块能够对人体各部位形态、皮肤表面光滑程度、皮肤颜色等进行检测，判断各部位是否处于正常状态。检测包括三维形态检测、可见光/红外光图像检测。优选的检测***部位是否有痔疮，检测人体下部皮肤是否有异常痣、色素沉着区域。人体测量模块能够记录多次检测结果并比较各次检测结果，判断人体各部位是否有进行性变化。优选的判断痔疮是否增大，异常痣是否持续增大，色素沉着区域是否扩大。
本发明的座便能够根据使用者身体尺寸、坐的位置不同而自动调整冲洗喷头的位置，使冲洗喷头总是能够准确地冲洗到需要清洗的部位，而不需要手动调节喷头位置或者挪动身体。本发明的座便能够用于失重环境下，解决了收集装置与人体部位的对正问题，降低了宇航员如厕的难度。
附图说明
图1是本发明座便的工作原理图；
图2是测量执行模块结构示意图；
图3是本发明的一个实施例原理图；
图4是本发明的一个实施例原理图；
图5是本发明座便的清洗人体方法流程图；
图6是本发明座便的清洗人体方法流程图；
图7是本发明座便的清洗人体方法流程图。
附图中相同的编号代表相同或相近的组成部分。
具体实施方式
图1中，人1坐在座便桶身2上，桶身上有座圈。座便包括至少一智能冲洗模块，智能冲洗模块包括至少一冲洗执行模块30，冲洗执行模块包括水泵、冲洗喷头、伺服机构等，冲洗喷头能够在伺服机构的带动下在空间中做三维方向上的运动和旋转，能够喷射水流冲洗人体。智能冲洗模块包括至少一控制模块20，控制模块20包括至少一测量模块，至少一人体部位识别模块22，至少一冲洗控制模块21。测量模块包括至少一测量控制模块23和至少一测量执行模块。测量执行模块包括至少一摄像头27、至少一线形激光器26、及公知的伺服机构和电路。摄像头和激光器被布置在座便桶身内侧，座圈下方/侧下方。当人坐在座圈上时，测量执行模块位于人体下部和/或侧下部，激光器发出的线形激光能够照射在座圈以里的人体上，摄像头能够拍摄座圈以里人体体表的图像。摄像头上布置有滤镜，能够透过激光波长的光线，而不能透过其它波长的光线，能够保护隐私。测量模块以三维激光扫描方式扫描测量人体，得到人体在座圈以里部位的体表的三维点云。测量控制模块能够根据体表的点云生成人体体表的三维模型。测量控制模块能够把点云和/或体表三维模型传递给人体部位识别模块，人体部位识别模块能够根据这些数据中识别出特定的人体部位，包括***、外生殖器、尿道等，并计算出这些部位的三维空间位置。人体部位的三维空间位置信息被传递给冲洗控制模块，冲洗控制模块能够根据要冲洗的部位的空间位置控制冲洗执行模块移动，改变冲洗喷头的空间位置，使喷头喷出的水流能够正确地冲洗在要冲洗的人体部位。
人体部位识别模块能够根据识别出的人体部位判断人的性别，能够根据点云和/或人体模型的尺寸判断人的大致年龄。冲洗控制模块能够根据人的性别、年龄选择冲洗方案。冲洗方案包括至少一成年女性冲洗方案、至少一女童冲洗方案、至少一男性冲洗方案。冲洗方案包括要冲洗部位的组合、先后顺序、水流方向、冲洗时间、水流强度。冲洗部位的组合包括冲洗哪几个部位，优选的组合包括外生殖器和***部位。优选的成年女性冲洗方案包括冲洗外***位和***，水流方向为从人体前侧向后侧方向。优选的当使用者为成年女性时自动选择成年女性冲洗方案。
当人坐在座便上后，测量模块能够多次测量人体。优选的测量间隔为不大于5秒。测量模块能够实时监测人的排便和/或排尿，并把信息传递给冲洗控制模块。冲洗控制模块能够根据排便和/或排尿信息判断人是大解还是小解，并据此选择冲洗方案。优选的女性小解时选择妇洗方案。
图2中，测量执行模块包括摄像头27、线形激光器26、及伺服机构和电路。摄像头和激光器安装在底座28上，底座能够围绕转轴29摆动。在伺服机构的带动下，摄像头和激光器能够一起摆动，对人体进行扫描拍摄。拍摄不同转角下的激光光斑图像，能够得到对应的点云。测量执行模块包括壳体40、透光窗41和刮水清洁机构41。壳体和透光窗密封连接，能够形成一个防水、防潮空间，摄像头、激光器、伺服机构、电路等布置在该空间内。刮水清洁机构能够除去透光窗上的水滴等，保持透光窗洁净。测量执行模块布置在桶身内部靠近座便侧壁的位置。测量执行模块还能够布置在滑轨上，在伺服机构的带动下沿滑轨移动，对人体实施扫描。还能够布置在推杆上，由推杆带动完成测量。
图3中，座便的智能冲洗模块包括至少一智能终端设备5和至少一驱控模块50。智能终端设备包括一座便控制应用，座便控制应用包括至少一人体部位识别模块，至少一冲洗控制模块，至少一测量控制模块。测量控制模块能够通过驱控模块控制测量执行模块25对人体实施三维测量，得到人体的三维数据，并能够生成人体局部模型。人体识别模块能够识别出人体各部位，并确定各部位的三维位置。冲洗控制模块能够根据人体部位的三维位置，通过驱控模块控制冲洗执行机构30对人体进行清洗。测量执行模块能够包括智能终端设备中的摄像头和/或深感摄像***。
本发明的座便能够用于失重环境下，例如宇航员在空间站中使用。图4中，座便包括至少一智能冲洗模块。智能冲洗模块包括至少一控制模块20，控制模块20包括至少一测量模块，至少一人体部位识别模块22，至少一收集冲洗模块。收集冲洗模块包括至少一收集冲洗执行模块35和至少一收集冲洗控制模块28。测量模块包括至少一测量控制模块23和至少一测量执行模块25。当使用座便时，测量模块能够持续对人体进行三维测量，获得人体表面点云，并能够检测到实时排便和/或排尿过程。检测方式包括测量到***/尿道口的变化，检测到排出的粪便和尿液流。测量模块能够建立人体三维模型。人体部位识别模块能够从点云和/或人体模型中识别出人体各部位，能够计算出人体***、尿道口等部位的三维空间位置。测量模块能够实时监测到人体排出的粪便和尿液流，当粪便/尿液被排出体外时，位于空中的粪便/尿液能够反射激光/可见光/超声波，而被测量机构探测到。收集冲洗控制模块能够根据测量模块和人体部位识别模块传递来的信息，控制收集冲洗执行模块移动到人体对应部位。收集冲洗执行模块包括一粪便收集机构、一尿液收集机构。粪便收集机构和尿液收集机构各包括一收集管，收集管一端为开口端，另一端连接到负压抽吸容器。负压抽吸容器能够产生负压，使***物被从开口端吸入收集管。收集管的开口端对正***部位和尿道口部位。收集冲洗执行模块包括一冲洗喷头，喷头能够布置在收集管开口端，优选的喷头出水孔呈环形布置在开口端内管壁上。喷头也能够不布置在收集管上。测量模块能够实时监测人的排便和/或排尿过程。当检测到人体排出粪便和/或排出尿液时，收集冲洗执行模块能够通过负压抽吸和/或气流吹等方式收集粪便/尿液。收集冲洗执行模块也能够持续产生负压抽吸人体***物。当启动冲洗功能时，收集冲洗执行模块能够冲洗人体相应部位并收集冲洗的水滴。本发明的座便能够用于失能人士，布置于轮椅坐垫下或床下。
图5中，使用本发明座便器清洗人体的过程包括步骤：
a、对人体进行三维测量，得到人体表面数据；
b、从人体表面数据中识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
c、移动冲洗执行模块，以冲洗需要清洗的部位。
图6中，清洗人体的过程包括步骤：
a、对人体进行三维测量，得到座圈内部的人体的体表数据；
b、根据体表数据建立人体的三维模型；
c、从三维模型中识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
d、移动冲洗喷头冲洗需要清洗的部位。
图7中，清洗人体的过程包括步骤：
a、对人体进行三维测量；
b、识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
c、建立冲洗喷头位置与水流接触到的人体体表位置的对应关系；
d、确定要清洗部位，依据该对应关系把冲洗喷头移动到需清洗人体部位的对应位置；
e、开始冲洗。

Claims (10)

1.一种座便，包括座便桶身、座圈、供水***、排污***、冲洗喷头，人能够坐于座圈上，其特征是：
包括至少一人体测量模块，所述人体测量模块能够对人体处于座圈中的部位进行三维测量，得到人体处于座圈中的部位的体表三维点云，人体测量模块能够建立人体处于座圈中的部位的人体三维模型；
包括至少一人体部位识别模块，所述人体部位识别模块能够从所述体表三维点云和/或人体三维模型中识别出人体处于座圈中的各部位；
包括至少一冲洗控制模块，所述冲洗控制模块能够根据人体处于座圈中的各部位的空间位置控制所述冲洗喷头移动到使冲洗水流能够冲洗到人体需要清洗部位的位置。
2.一种座便，包括座便桶身、座圈，人能够坐于座圈上，其特征是：
包括至少一智能终端设备，所述智能终端设备包括至少一人体部位识别模块，至少一冲洗控制模块，至少一测量控制模块；
所述测量控制模块能够通过驱控模块控制测量执行模块对人体实施三维测量；
所述人体部位识别模块能够识别出人体各部位，并确定各部位的三维位置；
所述冲洗控制模块能够根据人体部位的三维位置，通过驱控模块控制冲洗执行机构对人体进行清洗。
3.一种座便，其特征是，
包括至少一测量模块，所述测量模块能够持续对人体进行三维测量，能够检测实时排便和/或排尿过程；
包括至少一人体部位识别模块，能够从点云和/或人体模型中识别出人体各部位，能够计算出各部位的三维空间位置；
包括至少一收集冲洗模块，所述收集冲洗模块包括至少一收集冲洗执行模块和至少一收集冲洗控制模块；
所述收集冲洗控制模块能够根据测量模块和人体部位识别模块传递来的信息，控制收集冲洗执行模块移动到人体对应部位；
当检测到人体排便和/或排尿时，收集冲洗执行模块能够收集粪便/尿液；
当启动冲洗功能时，收集冲洗执行模块能够冲洗人体相应部位并收集冲洗的水滴。
4.如权利要求1、2、3所述的座便，其特征是：
人体部位识别模块能够根据识别出的人体部位判断人的性别和/或年龄；
冲洗控制模块能够根据人的性别和/或年龄选择冲洗方案。
5.如权利要求1、2、3所述的座便，其特征是：
测量模块能够实时监测人的排便和/或排尿过程；
冲洗控制模块能够根据排便和/或排尿信息选择冲洗方案。
6.如权利要求1、2、3所述的座便，其特征是：
人体测量模块能够对人体各部位形态和/或皮肤情况进行检测，判断各部位是否处于正常状态。
7.如权利要求6所述的座便，其特征是：
人体测量模块能够记录多次检测结果并比较各次结果，判断人体各部位是否有进行性变化。
8.使用如权利要求1至7所述的座便清洗人体的方法，其特征是包括以下步骤：
a、对人体进行三维测量；
b、从人体表面数据中识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
c、移动冲洗执行模块，以冲洗需要清洗的部位。
9.使用如权利要求1至7所述的座便清洗人体的方法，其特征是包括以下步骤：
a、对人体进行三维测量；
b、根据体表数据建立人体的三维模型；
c、从三维模型中识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
d、移动冲洗喷头冲洗需要清洗的部位。
10.使用如权利要求1至7所述的座便清洗人体的方法，其特征是包括以下步骤：
a、对人体进行三维测量；
b、识别出人体各部位，确定各部位的三维空间位置；
c、建立冲洗喷头位置与水流接触到的人体体表位置第对应关系；
d、确定要清洗部位，依据对应关系把冲洗喷头移动到需清洗人体部位的对应位置；
e、开始冲洗。
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