集成化智能流食器的制作方法

1.本发明涉及医疗辅助器材技术领域，具体是集成化智能流食器。


背景技术：

2.根据人口模型分析中国将在本世纪三十年代进入超老龄社会，高龄老年人口将在本世纪中叶前突破一亿规模；由此可见，医疗资源在当下乃至可预见的未来将严重稀缺；
3.目前市面上的流食器多为手动注射，手动注射虽然可以通过量管得具体的流食容量，但却难以控制所注射流食的流速，而且手动注射需要消耗本不充裕的医疗资源。
4.中国专利公开了一种卧床人士流食智能喂食器(授权公告号cn215938335u)，通过查阅不难发现这篇中的流食器只具备通过嘴型识别的xy滑轨粗略自动定位和不同流速注射，并且设备本身过于模块化，冗杂，不具有集成化、互联化以及个性化的特点。因此，本领域技术人员提供了集成化智能流食器，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供集成化智能流食器，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.集成化智能流食器，包括支撑架，所述支撑架的内部嵌入安装有电路板，所述电路板的内部安装有主控芯片，且电路板的内部位于主控芯片的一侧安装有蓝牙模块，所述电路板的内部位于蓝牙模块的一侧安装有串口屏幕模块，且电路板的内部位于主控芯片的另一侧安装有数字温湿度模块，所述支撑架的左侧表面安装有固定架，所述固定架的内部均匀安装有若干个流食瓶，所述支撑架的右端上表面安装有机械臂，所述机械臂的右端安装有固定板，所述固定板的内部贯穿安装有智能摄像头模组，且固定板的下方位于智能摄像头模组的右方安装有混合管，所述混合管的上表面均匀安装有若干个蠕动泵，且混合管的下表面安装有混合泵。
8.作为本发明再进一步的方案：所述混合管的内部一侧表面安装有加热棒，且混合管的外侧表面贯穿安装有测温模块。
9.作为本发明再进一步的方案：所述机械臂包括支撑座，所述支撑座的下表面安装有第一舵机，所述第一舵机的上端安装有转盘，所述转盘的上表面安装有第二舵机，所述第二舵机的前后两端共同安装有第一连接架，所述第一连接架的内部上表面安装有第三舵机，所述第三舵机的上端安装有第二连接架，所述第二连接架的上端内部安装有第四舵机，所述第四舵机的前后两侧表面均安装有第一连接板，两个所述第一连接板的右端之间安装有第五舵机，所述第五舵机的前后两端均安装有第二连接板，两个所述第二连接板的右端之间安装有安装板，所述安装板的左侧表面安装有第六舵机。
10.作为本发明再进一步的方案：所述支撑架和固定架均为亚克力材质，所述蠕动泵的上端贯穿连接于固定板，且蠕动泵的下端连接于混合管的内部。
11.作为本发明再进一步的方案：所述蠕动泵的数量与流食瓶的数量相等，所述混合
泵的上端连接于混合管的内部。
12.作为本发明再进一步的方案：所述支撑座的下端安装在支撑架的上表面上，所述转盘位于支撑座的上方。
13.作为本发明再进一步的方案：所述固定板位于安装板的右侧，所述第六舵机的右端安装在固定板的左侧表面上。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.本发明采用一体式亚克力装载模式，支撑架、电路板外部控制器盒、固定架均采用亚克力材质和3d打印件的方式制作组件，该装载方式使得整个机构为一体式，机械臂上的混合管、混合泵等可以悬挂于病床床头，该模式增强一体性的同时也增强了设备整体的可移动性，使其覆盖范围更广。
16.本发明采用了openmv4 h7智能摄像头模组，通过图像喂入进行算法训练使其实现由捕获眼部连续张合为设备起点信号，随后由跟踪算法通过增加偏移量进行嘴部定位使其移动到合适位置，再后蠕动泵开始将流食泵出，通过pwm调速使泵内直流电机可以以合适流速泵出，通过智能摄像头模组实现了自动精准定位、精确流速的功能。
17.本发明采用了jdy-31六针的蓝牙模块，通过该模块，设备可以在主控电路、机械臂和openmv4间进行信号传输，同时向移动端发送实时流食温度、混合泵在平面中的实时位置，移动端可以向设备发送更多个性化参数已控制本设备的运作更加符合实时情况，以此适配更多用户。
附图说明
18.图1为集成化智能流食器的结构示意图；
19.图2为集成化智能流食器中电路板的结构示意图；
20.图3为集成化智能流食器中混合管的剖视图；
21.图4为集成化智能流食器中机械臂的结构示意图；
22.图5为集成化智能流食器的流程示意图；
23.图6为集成化智能流食器中主控电路示意图；
24.图7为集成化智能流食器中智能摄像头模组的电路流程示意图；
25.图8为集成化智能流食器中机械臂的电路流程示意图；
26.图9为集成化智能流食器中测温模块的电路流程示意图。
27.图中：1、支撑架；2、电路板；3、主控芯片；4、蓝牙模块；5、串口屏幕模块；6、数字温湿度模块；7、固定架；8、流食瓶；9、机械臂；10、固定板；11、智能摄像头模组；12、混合管；13、蠕动泵；14、混合泵；15、加热棒；16、测温模块；17、支撑座；18、第一舵机；19、转盘；20、第二舵机；21、第一连接架；22、第三舵机；23、第二连接架；24、第四舵机；25、第一连接板；26、第五舵机；27、第二连接板；28、安装板；29、第六舵机。
具体实施方式
28.请参阅图1～9，本发明实施例中，集成化智能流食器，包括支撑架1，支撑架1的内部嵌入安装有电路板2，电路板2的内部安装有主控芯片3，且电路板2的内部位于主控芯片3的一侧安装有蓝牙模块4，电路板2的内部位于蓝牙模块4的一侧安装有串口屏幕模块5，且
电路板2的内部位于主控芯片3的另一侧安装有数字温湿度模块6，支撑架1的左侧表面安装有固定架7，支撑架1和固定架7均为亚克力材质，固定架7的内部均匀安装有若干个流食瓶8，支撑架1的右端上表面安装有机械臂9，机械臂9的右端安装有固定板10，固定板10的内部贯穿安装有智能摄像头模组11，且固定板10的下方位于智能摄像头模组11的右方安装有混合管12，混合管12的上表面均匀安装有若干个蠕动泵13，蠕动泵13的上端贯穿连接于固定板10，且蠕动泵13的下端连接于混合管12的内部，蠕动泵13的数量与流食瓶8的数量相等，蠕动泵13的上端通过管道与对应的流食瓶8连接，用于抽取流食，混合管12的下表面安装有混合泵14，混合泵14的上端连接于混合管12的内部，混合管12的内部一侧表面安装有加热棒15，且混合管12的外侧表面贯穿安装有测温模块16；流食在混合管12中混合，测温模块16用于检测流食的温度是否达标，加热棒15用于对流食进行加热处理；
29.电路板2外部安装有控制器盒，通过控制器盒嵌入安装在支撑架1的内部，支撑架1、控制器盒、固定架7采用亚克力材质和3d打印件的方式制作组件，再由组件拼装成型，从而形成整体一体化；
30.机械臂9包括支撑座17，支撑座17的下端安装在支撑架1的上表面上，支撑座17的下表面安装有第一舵机18，第一舵机18的上端安装有转盘19，转盘19位于支撑座17的上方，转盘19的上表面安装有第二舵机20，第二舵机20的前后两端共同安装有第一连接架21，第一连接架21的内部上表面安装有第三舵机22，第三舵机22的上端安装有第二连接架23，第二连接架23的上端内部安装有第四舵机24，第四舵机24的前后两侧表面均安装有第一连接板25，两个第一连接板25的右端之间安装有第五舵机26，第五舵机26的前后两端均安装有第二连接板27，两个第二连接板27的右端之间安装有安装板28，固定板10位于安装板28的右侧，安装板28的左侧表面安装有第六舵机29，第六舵机29的右端安装在固定板10的左侧表面上；
31.主控芯片3采用的是stm32f103zet6；
32.蓝牙模块4采用的是jdy-31，它是基于蓝牙3.0spp协议的数据传输模块，其通讯接口为uart接口，可支持windows、linux、android以及蓝牙间等数据穿透；该模块的无线工作频段为2.4ghz，调制方式为gfsk；模块作为数传模块，其最大的发射功率为8db，spp最大吞吐量为16k bytes/s，内置pcb发射天线后最大发射距离可达到30m；模块上电后默认从模式，波特率为9600，支持用户通过串口助手使用at指令更改模块主从模式、设备名字和波特率等，方便快捷；其可以在主控电路、机械臂9和智能摄像头模组11间进行信号传输，同时向移动端发送实时水温、蠕动泵14在平面中的实时位置；蓝牙模块4向移动端发送实时数据，用户也可在移动端调整流食温度、流食器合适流速与流食器位置；
33.数字温湿度模块6采用的是dht11模块，其可以检测环境温湿度，其与测温模块16电性连接，测温模块16采用的是ds18b20模块，其可以检测流食温度；dht11模块、ds18b20模块、蠕动泵13、加热棒15共同形成了流食温控传送模块，蠕动泵13由直流有刷电机的构成，ds18b20模块读写和温度转换的电源可从本身获得，无需外部电源，可提供9-12位温度数据，测温范围为-55～+125℃(在-10～+85℃精度为
±
5℃)；ds18b20模块都有1个独特的片序列号，可多个ds18b20连接在1根单线总线上，通过单线接口与单片机进行发送或接收信息，当温度低于或高于阈值时，dht11模块会驱动加热棒15与蠕动泵13工作；
34.智能摄像头模组11采用的是openmv4，具体可以用openmv4 h7 plus，其摄像头朝
下，其集成了mt9m114感光元件以及stm32h7处理器为核心，可支持40万像素的彩色图等多种图像格式；openmv4本身内置了人脸识别、瞳孔跟踪、颜色识别等机器视觉算法，结合其处理器引出的gpio、uart、pwm和dac等引脚口方便快速的实现不同的识别功能；openmv自带的usb通信接口搭配开发环境openmv ide，利用其本身搭载的micropython解释器，方便地使用micropython语言完成程序的编写、调试和下载；
35.第一舵机18为大扭力数字舵机，第二舵机20、第三舵机22、第四舵机24、第五舵机26和第六舵机29均为高精密数字舵机，机械臂9使用pwm脉冲信号对六个舵机进行角度的调节，其脉冲信号周期为20ms，占空比为0.5-2.5ms的脉宽电平对应着舵机的转动角度，其数值为500-2500；舵机控制板的核心是单片机，支持uar二次开发接口、蓝牙连接、usb接口等，机械臂单片机串口接收指令的格式为十六进制，其帧头为0x55 0x55，判断其帧头正确，则进行数据指令分析，执行相关动作操作。
36.在图5～8中：通过智能摄像头模组11的摄像头与其内置芯片，该模块的程序需要完成眼部张合的识别，并通过追焦算法实现在机械臂9移动过程中对患者眼部的实时追焦，机械臂9的动作需要由主控芯片3接收由智能摄像头模组11捕获的方位坐标并发送电平指令使其到达合适位置。
37.在图5、图6和图9中：需要由主控芯片3对测温模块16感应的温度信息接收并进行简单判断，以此启动加热棒15使流食温度保持在合适区间，随后驱动蠕动泵13以及混合泵14。
38.在图1～9中：主控芯片3进行设备总信息的收发并处理，智能摄像头模组11采用openmv4 h7 plus，需要大量眨眼照片对其进行神经网络训练以提升其对于抓捕眼睛张闭的准确率，同时openmv4对用户眼睛进行方位感知；随后通过信号传输与位置偏移量使机械臂9中的六个舵机进行各自的运行，从而带动混合管12上的混合泵14移动到合适位置；再后经过个性化设定时间，蠕动泵13将流食瓶8中的流食以设定流速输入混合管12中混合，从混合泵14中排出，从而流入患者的口中，从而完成整个流食流程；再经过合适时间，各工作模块复位并低功耗待机等待下次运作；在全过程中加热棒模块即加热棒15、温度测量模块即测温模块16与蓝牙模块4一直保持工作，流食加热模块与测量模块保证流食温度愈趋用户设置区间，蓝牙模块4实时发送流速、水温信息。
39.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.集成化智能流食器，包括支撑架(1)，其特征在于，所述支撑架(1)的内部嵌入安装有电路板(2)，所述电路板(2)的内部安装有主控芯片(3)，且电路板(2)的内部位于主控芯片(3)的一侧安装有蓝牙模块(4)，所述电路板(2)的内部位于蓝牙模块(4)的一侧安装有串口屏幕模块(5)，且电路板(2)的内部位于主控芯片(3)的另一侧安装有数字温湿度模块(6)，所述支撑架(1)的左侧表面安装有固定架(7)，所述固定架(7)的内部均匀安装有若干个流食瓶(8)，所述支撑架(1)的右端上表面安装有机械臂(9)，所述机械臂(9)的右端安装有固定板(10)，所述固定板(10)的内部贯穿安装有智能摄像头模组(11)，且固定板(10)的下方位于智能摄像头模组(11)的右方安装有混合管(12)，所述混合管(12)的上表面均匀安装有若干个蠕动泵(13)，且混合管(12)的下表面安装有混合泵(14)。2.根据权利要求1所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述混合管(12)的内部一侧表面安装有加热棒(15)，且混合管(12)的外侧表面贯穿安装有测温模块(16)。3.根据权利要求1所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述机械臂(9)包括支撑座(17)，所述支撑座(17)的下表面安装有第一舵机(18)，所述第一舵机(18)的上端安装有转盘(19)，所述转盘(19)的上表面安装有第二舵机(20)，所述第二舵机(20)的前后两端共同安装有第一连接架(21)，所述第一连接架(21)的内部上表面安装有第三舵机(22)，所述第三舵机(22)的上端安装有第二连接架(23)，所述第二连接架(23)的上端内部安装有第四舵机(24)，所述第四舵机(24)的前后两侧表面均安装有第一连接板(25)，两个所述第一连接板(25)的右端之间安装有第五舵机(26)，所述第五舵机(26)的前后两端均安装有第二连接板(27)，两个所述第二连接板(27)的右端之间安装有安装板(28)，所述安装板(28)的左侧表面安装有第六舵机(29)。4.根据权利要求1所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述支撑架(1)和固定架(7)均为亚克力材质，所述蠕动泵(13)的上端贯穿连接于固定板(10)，且蠕动泵(13)的下端连接于混合管(12)的内部。5.根据权利要求1所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述蠕动泵(13)的数量与流食瓶(8)的数量相等，所述混合泵(14)的上端连接于混合管(12)的内部。6.根据权利要求3所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述支撑座(17)的下端安装在支撑架(1)的上表面上，所述转盘(19)位于支撑座(17)的上方。7.根据权利要求3所述的集成化智能流食器，其特征在于，所述固定板(10)位于安装板(28)的右侧，所述第六舵机(29)的右端安装在固定板(10)的左侧表面上。

技术总结
本发明涉及医疗辅助器材技术领域，公开了集成化智能流食器，包括支撑架，所述支撑架的内部嵌入安装有电路板，所述电路板的内部安装有主控芯片，所述支撑架的右端上表面安装有机械臂，所述机械臂的右端安装有固定板，所述固定板的内部贯穿安装有智能摄像头模组，且固定板的下方位于智能摄像头模组的右方安装有混合管；本发明采用一体式亚克力装载模式，使得整个机构为一体式，同时增强了设备整体的可移动性；采用了OpenMV4H7智能摄像头模组，实现了自动精准定位、精确流速的功能；采用了JDY-31六针的蓝牙模块，通过该模块向移动端发送实时流食温度、混合泵在平面中的实时位置，移动端可以向设备发送更多个性化参数已控制本设备的运作更加符合实时情况。的运作更加符合实时情况。


技术研发人员：胡恒瑞
受保护的技术使用者：胡恒瑞
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/10/11