CN110101329A - 一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫及其检测尿液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫及其检测尿液的方法，全自动尿检用淋尿检测马桶垫，包括马桶垫本体，马桶垫本体包括上盖和下盖，上盖、下盖之间形成安装空腔，安装空腔内设有摇臂电机，摇臂电机连有摇臂，摇臂的另外一端设有检测部，检测部包括试纸安装槽，试纸安装槽上设有检测传感器，检测传感器内设有检测电路板，检测电路板连有主电路板，安装空腔内对应试纸安装槽的试纸进入端设有试纸安装部，试纸安装部内装有试纸，试纸安装部另外一端设有U形推送杆，U形推送杆连有推送电机。本发明解决传统尿检过程中的种种不便，帮助用户在上厕所时对尿液进行检测，反馈给用户个人健康状况相关信息，便于人们对自身健康随时进行监测。

Description

一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫及其检测尿液的方法
技术领域
本发明涉及智能尿检马桶领域，尤其涉及一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫及其检测尿液的方法。
背景技术
随着科技的不断进步，智能马桶进入人们的视野已经有一段时间了。传统智能马桶的温水清洗、便圈加温和暖风烘干功能，大家已经见怪不怪。而将智能马桶作为健康测量功能的载体，无疑是一个较为新奇的想法。
如果能够通过如厕的日常接触就能获得个人健康数据，届时人们对身体健康的实时管理将会更加便捷。
尿液作为人体的排泄物之一，经常拿来作为人体健康检测的样本之一。传统的尿液检测称为尿常规检查，是需要到医院进行的一项常规检查，尿检过程中需要由患者自己去卫生间采集小便，之后带到科室窗口待检，会造成一些尴尬场面。除此之外，尿检需要患者早上不吃饭不喝水，留取第一次尿液标本送检较好。这样的检测方式为人们带来了诸多不便。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫及其检测尿液的方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，包括旋转安装在马桶上的马桶垫本体，所述马桶垫本体包括互相扣合连接的上盖和下盖，所述上盖、下盖之间形成安装空腔，所述下盖上设有摇臂电机，所述摇臂电机位于安装空腔内，所述摇臂电机连有摇臂，所述摇臂的另外一端设有检测部，所述下盖底部设有凹槽，所述摇臂、检测部置于所述凹槽内，所述摇臂在摇臂电机的带动下能够旋转至马桶内腔的前方，所述检测部包括试纸安装槽，所述试纸安装槽一端为试纸进入端且另外一端为冲洗端，所述试纸安装槽的冲洗端设有冲洗水管接头，所述冲洗水管接头通过管道及管道上的电磁阀与马桶的储水腔相连，所述试纸安装槽上设有检测传感器，所述检测传感器内设有检测电路板，所述检测传感器面向试纸安装槽的一面设有透明玻璃，所述检测电路板连有主电路板，所述主电路板位于安装空腔上，所述主电路板连有控制开关的按键，所述按键伸出上盖外，所述安装空腔内对应试纸安装槽的试纸进入端设有试纸安装部，所述试纸安装部内装有试纸，所述试纸安装部另外一端设有U形推送杆，所述U形推送杆未与试纸接触的一端设有推送齿条并通过推送齿条啮合有推送电机，所述推送电机固定在下盖上，所述摇臂电机、推送电机均与主电路板相连。
所述主电路板设有低压电源模块、MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块，所述低压电源模块外接有市电输入模块，所述低压电源模块分别与MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块相连并向MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块提供电源，所述MCU控制模块与WIFI通信模块通过USART串口进行通信交互，所述WIFI通信模块与外接设备相连，所述MCU控制模块与运动控制模块相连；所述检测传感器内的检测电路板设有传感器模块，所述传感器模块使用八组BH1745NUC传感器进行红绿蓝三色采集，并将信息通过IIC总线与MCU控制模块通信。
所述安装空腔内设有第一光电开关、第二光电开关，所述第一光电开关、第二光电开关均与主电路板相连，所述第一光电开关与U形推送杆位置对应，所述第二光电开关与摇臂位置对应。
所述检测部的试纸安装槽底部设有第二磁铁，所述凹槽内壁上设有与第二磁铁位置对应的第一磁铁。
所述安装空腔内对应U形推送杆的两根杆均设有滑轨。
所述安装空腔在U形推送杆上方设有护线板，所述推送电机与主电路板的连接导线安装在护线板内。
所述下盖底部设有若干支撑垫。
上述全自动尿检用淋尿检测马桶垫的检测尿液方法，具体步骤为：
开始，系统及外部设备初始化，设备自检，配置网络、连接服务器，就绪、等待用户操作；
长按按键，检测到按键长按，设备自检2s，判断试纸安装槽内有无试纸：如果有试纸，摇臂电机带动摇臂转出至马桶内腔至检测位；如果没有试纸，推送电机带动U形推送杆向试纸安装槽内推送试纸；推送完成后设备再次检测，判断试纸安装槽内有无试纸：如果没有试纸，U形推送杆归位发出警示音并关机；如果有试纸，U形推送杆归位，摇臂电机带动摇臂转出至马桶内腔至检测位；
摇臂转出至马桶内腔至检测位之后，如果5分钟无操作，冲洗水管接头连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部，如果用户淋尿，淋尿完毕之后，用户短按按键，摇臂晃动除去多余尿液，检测传感器的16个LED灯轮流开启，照射试纸相应检测块；灯亮时读取每组色彩传感器的RGB值；经过化学算法判定每个颜色块所对应的测量结果；将测量结果换算成医学上的检测指标；将检测指标结果通过WIFI通信模块发送至外接设备；
检测完毕后，冲洗水管接头连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部，检测传感器探头收回凹槽内，结束关机。
本发明的有益效果是：本发明解决传统尿检过程中的种种不便，帮助用户在上厕所时对尿液进行检测，提取出所需要的数据，反馈给用户个人健康状况相关信息，发送到相应的终端进行显示，便于人们对自身健康随时进行监测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为马桶垫本体的结构示意图；
图3为马桶垫本体底部的结构示意图；
图4为下盖及安装内腔的结构示意图；
图5为省略护线板后下盖及安装内腔的结构示意图；
图6为摇臂的结构示意图；
图7为摇臂上试纸安装槽的结构示意图；
图8为摇臂上冲洗水管接头的结构示意图；
图9为U形推送杆未推入试纸安装部时的结构示意图；
图10为U形推送杆推入试纸安装部时的结构示意图；
图11为本发明的原理框图；
图12为低压电源模块为MCU控制模块、传感器模块供电的电路框图；
图13为低压电源模块为MCU控制模块、传感器模块供电的电路原理图；
图14为低压电源模块为运动控制模块供电的电路框图；
图15为低压电源模块为运动控制模块供电的电路原理图；
图16为低压电源模块为WIFI通信模块供电的电路框图；
图17为低压电源模块为WIFI通信模块供电的电路原理图；
图18为MCU控制模块的连接框图；
图19为MCU控制模块的电路原理图；
图20为WIFI通信模块的电路原理图；
图21为运动控制模块的电路原理图；
图22为传感器模块的电路框图；
图23为传感器模块的电路原理图；
图24为本发明检测尿液的流程图；
图中：1-马桶；2-马桶垫本体；3-上盖；4-下盖；5-安装空腔；6-摇臂电机；7-摇臂；8-检测部；9-凹槽；10-试纸安装槽；11-冲洗水管接头；12-检测传感器；13-主电路板；14-按键；15-试纸安装部；16-U形推送杆；17-推送齿条；18-推送电机；19-第一光电开关；20-第二光电开关；21-第一磁铁；22-第二磁铁；23-滑轨；24-护线板；25-支撑垫；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图10所示，一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，包括旋转安装在马桶1上的马桶垫本体2，所述马桶垫本体2包括互相扣合连接的上盖3和下盖4，所述上盖3、下盖4之间形成安装空腔5，所述下盖4上设有摇臂电机6，所述摇臂电机6位于安装空腔5内，所述摇臂电机6连有摇臂7，所述摇臂7的另外一端设有检测部8，所述下盖4底部设有凹槽9，所述摇臂7、检测部8置于所述凹槽9内，所述摇臂7在摇臂电机6的带动下能够旋转至马桶1内腔的前方，所述检测部8包括试纸安装槽10，所述试纸安装槽10一端为试纸进入端且另外一端为冲洗端，所述试纸安装槽10的冲洗端设有冲洗水管接头11，所述冲洗水管接头11通过管道及管道上的电磁阀与马桶1的储水腔相连，所述试纸安装槽10上设有检测传感器12，所述检测传感器12内设有检测电路板，所述检测传感器12面向试纸安装槽10的一面设有透明玻璃，所述检测电路板连有主电路板13，所述主电路板13位于安装空腔5上，所述主电路板13连有控制开关的按键14，所述按键14伸出上盖3外，所述安装空腔5内对应试纸安装槽10的试纸进入端设有试纸安装部15，所述试纸安装部15内装有试纸，所述试纸安装部15另外一端设有U形推送杆16，所述U形推送杆16未与试纸接触的一端设有推送齿条17并通过推送齿条17啮合有推送电机18，所述推送电机18固定在下盖4上，所述摇臂电机6、推送电机18均与主电路板13相连。
所述主电路板13设有低压电源模块、MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块，所述低压电源模块外接有市电输入模块，所述低压电源模块分别与MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块相连并向MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块提供电源，所述MCU控制模块与WIFI通信模块通过USART串口进行通信交互，所述WIFI通信模块与外接设备相连，所述MCU控制模块与运动控制模块相连；所述检测传感器12内的检测电路板设有传感器模块，所述传感器模块使用八组BH1745NUC传感器进行红绿蓝三色采集，并将信息通过IIC总线与MCU控制模块通信。
所述安装空腔5内设有第一光电开关19、第二光电开关20，所述第一光电开关19、第二光电开关20均与主电路板13相连，所述第一光电开关19与U形推送杆16位置对应，所述第二光电开关20与摇臂7位置对应。
所述检测部8的试纸安装槽10底部设有第二磁铁22，所述凹槽9内壁上设有与第二磁铁22位置对应的第一磁铁21。
所述安装空腔5内对应U形推送杆16的两根杆均设有滑轨23。
所述安装空腔5在U形推送杆16上方设有护线板24，所述推送电机18与主电路板13的连接导线安装在护线板24内。
所述下盖4底部设有若干支撑垫25。
如图24所示，上述全自动尿检用淋尿检测马桶垫的检测尿液方法，具体步骤为：
开始，系统及外部设备初始化，设备自检，配置网络、连接服务器，就绪、等待用户操作；
长按按键14，检测到按键14长按，设备自检2s，判断试纸安装槽10内有无试纸：如果有试纸，摇臂电机6带动摇臂7转出至马桶内腔至检测位；如果没有试纸，推送电机18带动U形推送杆16向试纸安装槽10内推送试纸；推送完成后设备再次检测，判断试纸安装槽10内有无试纸：如果没有试纸，U形推送杆16归位发出警示音并关机；如果有试纸，U形推送杆16归位，摇臂电机6带动摇臂7转出至马桶内腔至检测位；
摇臂7转出至马桶内腔至检测位之后，如果5分钟无操作，冲洗水管接头11连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部8，如果用户淋尿，淋尿完毕之后，用户短按按键14，摇臂7晃动除去多余尿液，检测传感器12的16个LED灯轮流开启，照射试纸相应检测块；灯亮时读取每组色彩传感器的RGB值；经过化学算法判定每个颜色块所对应的测量结果；将测量结果换算成医学上的检测指标；将检测指标结果通过WIFI通信模块发送至外接设备；
检测完毕后，冲洗水管接头11连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部8，检测传感器12探头收回凹槽9内，结束关机。
低压电源模块为整机控制部分提供电源，其中包含三路3V的输出分别为MCU控制模块、WIFI通信模块、传感器模块提供电源；一路5V为运动控制模块提供电源。
如图12、13所示，输入DC5V电源，经过XC6420芯片，生成两路3V电源，其中VCC3V为MCU控制模块提供电源；SENSOR3V为传感器模块提供电源，两路电源隔离可以大大减少由电源传入的干扰信号。
如图14、15所示，输入DC5V电源，经过SGM6603芯片，产生一路电源，供运动控制模块的驱动电机使用，此路电源的通断由主控芯片控制。
如图16、17所示，输入DC5V电源，经过XC6228芯片，产生一路3V电源，供WIFI模块单独使用。
MCU控制模块是整套设备的中央控制单元，采用ST公司的STM32F030芯片处理。该芯片拥有48MHz主频、32KB的RAM、256KB的片上FLASH存储空间。
如图18、19所示，MCU控制模块与WIFI通信模块通过USART串口进行通信交互；MCU控制模块与FLASH通过串行SPI总线进行通信，用于存储状态信息等；MCU控制模块通过PWM控制16路LED光源，用于控制照射试纸的光强；MCU控制模块通过PWM控制蜂鸣器发出不同音阶，以便区分设备状态；MCU控制模块通过IIC总线控制色彩传感器的采集。
如图20所示，WIFI通信模块采用乐鑫信息科技上海股份有限公司的ESP8266解决方案，将设备配置为“Station”连入网络。
如图21所示，运动控制模块采用两片Allegro公司的A3906芯片，该芯片专用于小型步进电机的驱动。整套设备需要两个步进电机，摇臂电机6控制摇臂7的运动，推送电机18负责推送试纸，各自通过光电开关组成闭环控制。此外，电磁阀由MCU控制模块控制，满足冲洗要求。
如图22、23所示，传感器模块使用8组BH1745NUC传感器进行红绿蓝三色采集，并将信息通过IIC总线与MCU通信。
本发明解决传统尿检过程中的种种不便，帮助用户在上厕所时对尿液进行检测，提取出所需要的数据，反馈给用户个人健康状况相关信息，发送到相应的终端进行显示，便于人们对自身健康随时进行监测。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，包括旋转安装在马桶(1)上的马桶垫本体(2)，所述马桶垫本体(2)包括互相扣合连接的上盖(3)和下盖(4)，所述上盖(3)、下盖(4)之间形成安装空腔(5)，所述下盖(4)上设有摇臂电机(6)，所述摇臂电机(6)位于安装空腔(5)内，所述摇臂电机(6)连有摇臂(7)，所述摇臂(7)的另外一端设有检测部(8)，所述下盖(4)底部设有凹槽(9)，所述摇臂(7)、检测部(8)置于所述凹槽(9)内，所述摇臂(7)在摇臂电机(6)的带动下能够旋转至马桶(1)内腔的前方，所述检测部(8)包括试纸安装槽(10)，所述试纸安装槽(10)一端为试纸进入端且另外一端为冲洗端，所述试纸安装槽(10)的冲洗端设有冲洗水管接头(11)，所述冲洗水管接头(11)通过管道及管道上的电磁阀与马桶(1)的储水腔相连，所述试纸安装槽(10)上设有检测传感器(12)，所述检测传感器(12)内设有检测电路板，所述检测传感器(12)面向试纸安装槽(10)的一面设有透明玻璃，所述检测电路板连有主电路板(13)，所述主电路板(13)位于安装空腔(5)上，所述主电路板(13)连有控制开关的按键(14)，所述按键(14)伸出上盖(3)外，所述安装空腔(5)内对应试纸安装槽(10)的试纸进入端设有试纸安装部(15)，所述试纸安装部(15)内装有试纸，所述试纸安装部(15)另外一端设有U形推送杆(16)，所述U形推送杆(16)未与试纸接触的一端设有推送齿条(17)并通过推送齿条(17)啮合有推送电机(18)，所述推送电机(18)固定在下盖(4)上，所述摇臂电机(6)、推送电机(18)均与主电路板(13)相连。
2.根据权利要求1所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述主电路板(13)设有低压电源模块、MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块，所述低压电源模块外接有市电输入模块，所述低压电源模块分别与MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块相连并向MCU控制模块、WIFI通信模块、运动控制模块提供电源，所述MCU控制模块与WIFI通信模块通过USART串口进行通信交互，所述WIFI通信模块与外接设备相连，所述MCU控制模块与运动控制模块相连；所述检测传感器(12)内的检测电路板设有传感器模块，所述传感器模块使用八组BH1745NUC传感器进行红绿蓝三色采集，并将信息通过IIC总线与MCU控制模块通信。
3.根据权利要求2所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述安装空腔(5)内设有第一光电开关(19)、第二光电开关(20)，所述第一光电开关(19)、第二光电开关(20)均与主电路板(13)相连，所述第一光电开关(19)与U形推送杆(16)位置对应，所述第二光电开关(20)与摇臂(7)位置对应。
4.根据权利要求3所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述检测部(8)的试纸安装槽(10)底部设有第二磁铁(22)，所述凹槽(9)内壁上设有与第二磁铁(22)位置对应的第一磁铁(21)。
5.根据权利要求4所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述安装空腔(5)内对应U形推送杆(16)的两根杆均设有滑轨(23)。
6.根据权利要求5所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述安装空腔(5)在U形推送杆(16)上方设有护线板(24)，所述推送电机(18)与主电路板(13)的连接导线安装在护线板(24)内。
7.根据权利要求6所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫，其特征在于，所述下盖(4)底部设有若干支撑垫(25)。
8.一种如权利要求7所述的一种全自动尿检用淋尿检测马桶垫的检测尿液方法，其特征在于，具体步骤为：
开始，系统及外部设备初始化，设备自检，配置网络、连接服务器，就绪、等待用户操作；
长按按键(14)，检测到按键(14)长按，设备自检2s，判断试纸安装槽(10)内有无试纸：如果有试纸，摇臂电机(6)带动摇臂(7)转出至马桶内腔至检测位；如果没有试纸，推送电机(18)带动U形推送杆(16)向试纸安装槽(10)内推送试纸；推送完成后设备再次检测，判断试纸安装槽(10)内有无试纸：如果没有试纸，U形推送杆(16)归位发出警示音并关机；如果有试纸，U形推送杆(16)归位，摇臂电机(6)带动摇臂(7)转出至马桶内腔至检测位；
摇臂(7)转出至马桶内腔至检测位之后，如果5分钟无操作，冲洗水管接头(11)连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部(8)，如果用户淋尿，淋尿完毕之后，用户短按按键(14)，摇臂(7)晃动除去多余尿液，检测传感器(12)的16个LED灯轮流开启，照射试纸相应检测块；灯亮时读取每组色彩传感器的RGB值；经过化学算法判定每个颜色块所对应的测量结果；将测量结果换算成医学上的检测指标；将检测指标结果通过WIFI通信模块发送至外接设备；
检测完毕后，冲洗水管接头(11)连接管道上的电磁阀开启，储水腔供水，冲掉试纸并冲洗检测部(8)，检测传感器(12)探头收回凹槽(9)内，结束关机。
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