一种自动智能洗手系统的制作方法

1.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：

2.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。


技术实现要素：

3.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。
4.本实用新型为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
5.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；
6.所述cpu单元与所述识别单元相连，用于获取用户手型；
7.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；
8.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；
9.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；
10.所述cpu单元与所述烘干机相连，用于控制手部烘干。
11.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。
12.所述识别单元采用openmv芯片，且与所述cpu单元的连接关系为：
13.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；
14.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。
15.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。
16.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。
17.所述温度测量单元采用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：
18.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；
19.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；
20.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；
21.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。
22.所述烘干机的电源端口与所述cpu单元的vdd相连。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
24.1、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。
25.2、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。
26.3、本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。
27.4、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。
28.5、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
29.图1为本实用新型整体硬件原理框图；
30.图2为本实用新型的洗手流程图；
31.图3为本实用新型语音播报的信息传输原理图；
32.图4为本实用新型结构封装引脚图。
具体实施方式
33.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(满足正确洗手步骤，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。
34.cpu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：
35.如图4所示，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；
36.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。
37.openmv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0逻辑值。
38.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。
39.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。
40.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。
41.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引脚相连，用于传输控制信号。
42.识别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。
43.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。
44.如图4所示，语音播报单元tts
‑
v5的i/o口的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tts
‑
v5是否工作。
45.语音播报单元tts
‑
v5的i/o口的rx1即28引脚为串口接收脚，接stm32f103芯片的的 txd引脚。
46.语音播报单元tts
‑
v5的i/o口的tx1即27引脚为串口发送端，接stm32f103芯片的的 rxd引脚。
47.cpu单元与温度测量单元相连，用于获取喷洒水的温度；具体实施中，温度测量单元采用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：
48.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；
49.交流接触器的1l1端子与开关电源的红线连接，交流接触器的3l2端子、a2端子相连后与开关电源的蓝线连接，用于供电；
50.数显温度控制器的4号端子与1号端子连接，5号端子与交流接触器的a1号端子连接，构成温度测量单元的主体部分；
51.数显温度控制器的17号端子、18号端子分别与k型管式热电偶的红色接头、蓝色接头连接，用于测温。
52.在具体实施中，温度测量单元，帮助调节实时的水温，使得设备喷洒的水温合适。因为水温选择在不同季节、不同天气、不同环境下，人们使用水舒适体验不同，也可以手动调节水温。该设备具体采用热电偶、温度传感器、交流接触器的组合。
53.如图4所示，cpu单元与烘干机相连，用于控制手部烘干。且温度测量单元和烘干机的电源端口与cpu单元的stm32f103的供电端vdd相连。在具体实施中，烘干机，通过吹风机，在之前的洗手的过程后及时烘干，避免因为水分的残留带来的其他影响。基本由红外线发
射器、接收器、单稳态延时开关、固态继电器及电吹风等组成，组成简易自激多谐振荡器,由红外发射管向外发出调制红外光。由于设备并不是单用途的烘干机，并且考虑到洗手的步骤，所以可以相应地简化“自动感应”这一功能。
54.综上所述，本系统能实现识别手部轮廓，根据识别内容控制喷头喷洒清水和洗手液，同时对水温进行检测与调控，最后控制烘干机进行手部烘干，完成洗手流程，全程由语音播报单元进行语音指导，从而达到全自动手部清洁的功能。