CN100357534C - 电子马桶和冲水系统 - Google Patents

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Abstract

一种功能性的电子马桶和冲水系统，该马桶和冲水系统能够根据与预定的小便和大便行为的正常持续时间进行比较的探测到的占用时间来控制冲水量，以便使用最适宜的冲水量，并且通过探测使用者坐的姿势或位置对其进行保护。为了实现这些功能，该电子马桶和冲水系统包括附着在马桶缸的外部用于探测使用者的传感器单元，用于通过比较所占用时间与预定的正常持续时间来发出指示小便或大便的控制信号的控制单元；用于根据上述控制单元发出的指示马桶容纳物性质的控制信号生成气泡的气泡发生器；与所述气泡发生器相连用于控制气泡供送的电磁阀；用于根据所述气泡发生器供送的气泡上浮或下沉的浮子；以及用于根据浮子的漂浮位置冲刷马桶的虹吸管盖。

Description

电子马桶和冲水系统
技术领域
本发明涉及一种安装在家中或公共休息室的功能性电子马桶和冲水系统。更具体地，所述电子马桶和冲水系统配备有用于探测马桶是否被占用的传感装置，用于将空气充满浮子的气泡生成和供送装置，用于根据通过比较探测到的占用时间与预设的时间阈值而得到的小便或大便的探测信号来清洗马桶缸的冲水装置，以及用于根据浮子的上浮或是下沉来打开或是关闭虹吸管盖的操作装置。
背景技术
一般来讲，用于小便和大便的抽水马桶包括作为主体的陶瓷马桶缸和设置在主体后面作为储水器的冲水箱。传统的抽水马桶所采用的方法是必须在水箱中注入一定量的水以彻底冲洗马桶缸中的容纳物。
最近，一种改进的自动马桶系统已经被引进安装在现代化的公共建筑中。这种自动抽水马桶采用控制系统，该控制系统具有红外传感器以探测马桶是否被占用并将探测到的信号传送给用于操作电磁阀的主控制单元，该电磁阀与安装在抽水马桶中的冲水阀相连。
如图1所示，介绍了冲洗马桶缸的另一种方法，其中安装在马桶盖上的红外传感器1探测马桶是否被占用，主控制单元2对探测到的信号进行处理，电机3通过连接链使虹吸管盖垂直提升。
用于冲水系统的传统电磁阀要求供水管线中具有高水压。因此，有可能在公共建筑中使用一种导向(pilot)型电磁阀，该电磁阀可以在具有低功耗的高水压下操作。相反，很难在住宅中使用的带有后置式水箱的普通抽水马桶中采用电磁阀，因为住宅供水管线中的水压相对较低。
尤其是，一种直接操作型的1英寸直径的安装在住宅浴室中的电磁阀已经被开发出来并且普遍生产，该电磁阀的水压和流量相对较低。然而，这种类型的阀有一个缺点，即由于低水压和低流量使其工作时间长而且不能完全除掉容纳物。
此外，有些传统的抽水马桶使用电机强制地供应适当的水量。但是这种系统具有连接机构复杂的缺点。因为电机是在潮湿的环境下运转，所以电机的耐用性始终是一个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种功能性电子抽水马桶，该马桶包括探测使用者并将探测信号传递给处理信号的控制器的传感器单元，将空气气泡充满浮子(float)的气泡生成和供应装置，以及通过浮标(buoy)的漂浮使虹吸管盖提升的冲水单元。
本发明的另一个目的是提供一种功能性电子抽水马桶，该马桶包括用于根据通过比较探测到的占用时间与预设时间阈值而得到的小便或大便的探测信号来清洗马桶缸的冲水装置，以及用于根据浮子的上浮或是下沉来打开或是关闭虹吸管盖的操作装置。
附图说明
图1是配备有传统机构的传统的抽水马桶；
图2是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的正视图；
图3是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的侧视图；
图4是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的方框图；
图5是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的控制流程图。
具体实施方式
为实现本发明的上述目的，所述的功能性电子抽水马桶和冲水系统包括连接在马桶缸外侧用于探测马桶是否被使用者占用的传感器单元，用于通过比较确定的占用时间与预定的时间阈值来发出小便或大便行为的控制信号的控制单元，用于根据控制单元发出的控制信号(小便还是大便)生成气泡的气泡发生器，与用于控制气泡供应的气泡发生器相连的电磁阀，用于根据气泡发生器供应的气泡而上浮或下沉的浮子或浮标，以及用于根据浮标的漂浮来冲刷马桶缸的虹吸管盖。
所述的功能性电子抽水马桶和冲水系统还包括限制支架，该支架用于根据由指示小便或大便行为的控制信号生成的气泡供应量来控制虹吸管盖的行程以及冲水量。
本发明还提供了音乐芯片，当使用者按下控制单元上的音乐按钮时，该音乐芯片将通过扬声器输出一段时间的音乐；以及家庭安全单元，在从传感单元探测到马桶被使用之后，如果使用者占用马桶的时间超过预设的占用时间限制(例如大便30分钟)，则该安全单元将通过紧急信号触发器自动呼叫监护人员。
电磁阀并行地通过T型连接器与气泡发生器连接，并通过软管进一步与浮标相连。在向浮标中供送气泡的过程中电磁阀的释放阀门始终是关闭的，而当气泡从浮标中排出时该阀门被打开。
下面将参考附图用实施例详细描述本发明的电子抽水马桶和冲水系统。
但是可以理解本发明并不局限于所公开的实施方式。
图2是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的正视图，图3是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的侧视图，图4是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的方框图，图5是本发明的功能性电子马桶和冲水系统的控制流程图。
本发明的功能性电子马桶和冲水系统包括用于探测马桶是否被使用者占用的传感器单元10，用于通过比较探测到的占用时间和预定的正常持续时间来控制并发出指示小便或大便的控制信号的控制单元20，用于根据所述控制单元20发出的指示马桶中容纳物性质的所述控制信号来生成气泡的气泡发生器30，用于根据所述气泡发生器30供应的气泡量而上浮或下沉的浮子40，用于根据所述浮子40的飘浮位置冲刷马桶缸的虹吸管盖50，以及用于控制气泡供应的电磁阀70。
参考图2和图3，详细描述所述电子抽水马桶和冲水系统。
传感器单元10位于马桶缸的下部用于连续地探测马桶是否被使用者占用。
所述传感器单元利用红外光束并接收反射光以探测是否有坐在正常位置的使用者。该传感器单元也能够探测到非正常的位置，例如落到地板上的位置。
当传感器单元10将探测到的信号传输给控制单元20时，所述控制单元开始计算占用时间以通过与预定时间进行比较而发出指示小便或大便行为的控制信号。
如图4所示，控制单元20包括含有计算单元24，输入-输出端口25，计时器26以及存储器单元27的微处理单元21，用于存储和播放一些音乐的音乐芯片22以及用于发出紧急电话呼叫的紧急信号触发器23。当使用者按下按钮时，将播放一段时间的音乐。紧急信号触发器23与紧急电话线相连接用于在传感器单元探测到使用者处于非正常位置时自动呼叫监护人员。
当传感器单元10探测到马桶座圈被占用并将信号传输到输入一输出端口25时微处理单元21被激活。然后，计时器26激活以计算占用时间以便发出指示小便或大便行为的控制信号。存储器单元27存储预定的持续时间用于对正常占用时间和探测到的时间进行比较。
然后，计算单元24接收来自计时器26的实际占用时间以及来自存储器单元27的正常持续时间的数据以进行比较从而确定马桶缸中容纳物的性质。存储器单元27存储按典型的人类盥洗行为预先分类的持续时间，例如使用者的占用时间，非占用时间，小便，大便行为或者小便大便行为时间的界线。
参考图5，详细描述了本发明的功能性电子马桶和冲水系统的流程图。当使用者占用马桶时，传感器单元10探测到占用并将探测到的信号传输给控制单元20。然后，计算单元24开始计算已过的占用时间。如果已过的占用时间超过了预定的正常持续时间(例如30分钟)，则计算单元24将启动紧急信号触发器23以向家庭安全系统100发出紧急信号。
家庭安全系统100包括电话调制解调器110以接通紧急电话号码，例如911，救援队或是亲属的电话号码。
如果使用者经过马桶并离开，或某些人在无意使用马桶却经过马桶时中断了传感器单元，则传感器单元10会持续发射并探测反射光束以连续地核实占用。如果传感器单元10连续10秒没有探测到马桶被占用，则计算单元24返回初始位置以重新设定为“未占用”状态。
如果传感器单元10探测到马桶的占用时间超过10秒，但少于120秒，则计算单元24将判断并发出小便的控制信号。如果传感器单元10探测到马桶的占用时间超过120秒，则计算单元24将判断并发出大便的控制信号。
在这里，时间控制被定义成“占用”，“未占用”或“小便和大便(BM)的临界状态”。然而，时间控制并不局限于这些术语。
如果使用者不想听到小便的声音或是只是希望有一个好心情，使用者可以按下控制单元20上面的音乐按钮。然后，存储在音乐芯片22中的音乐将通过扬声器130输出一段时间以掩盖噪音。
设计用来控制微处理单元21的8位的80C31-芯片适合用于控制单元20。
气泡发生器30根据从控制单元20发出的小便或大便的控制信号生成所需数量的气泡。
例如，气泡发生器30可能在小便时运转8秒钟，大便时运转12秒钟以生成一定量的气泡。
生成气泡的运转时间也可以根据不同的境况进行调整。
电磁阀70并行地通过T型连接器80与气泡发生器30连接并通过软管42进一步与浮子或浮标40相连。由气泡发生器30生成的气泡经过T型连接器到达浮子40。此时，在向浮标40供送气泡的过程中电磁阀70的释放阀门始终是关闭的(N.C.)。当电磁阀70收到控制单元20的信号排出气泡时，该释放阀门打开以排出浮子40中的气泡。
浮子或浮标40的顶端与软管42相连，并且在浮子或浮标40的底端形成有排入-排出口41。
一般情况下，浮子或浮标40中充满水以使其下沉。当气泡发生器30供送气泡时，在气泡充满浮子的同时浮子中的水通过排入-排出口41排出，使得浮子根据供气量上浮。
当电磁阀70的释放阀门打开时，水通过排入-排出口41充满浮子以使浮标40下沉。
虹吸管盖50与浮子或浮标40相连，用于根据控制信号控制冲水量。
此外，虹吸管盖50与限制支架60相连，用于根据发出的小便或大便的控制信号控制虹吸管盖50的开启行程的长度以及冲水量。
另外，虹吸管盖50与传统的控制杆90相连，用于在紧急情况下手动冲水。
参考图4和图5，详细描述实施例中的所述电子抽水马桶和冲水系统的操作过程。
在步骤2中，微处理单元21的输入-输出端口25和计时器26设置在其初始状态。在步骤4中，微处理单元21核实是否有一个低电平信号被传送到端口1_7，当使用者打算占用马桶时所述端口1_7被激活。
接下来，在步骤6中，微处理单元21的计时器26开始计算连续的低电平信号的持续时间。探测到的时间被记录并且与存储器单元27中的时间进行实时比较。在步骤8中，如果探测到的占用持续时间比预定的正常持续时间(例如30分钟)长，则微处理单元21将判定使用者处于紧急状态。在步骤7中，包括电话调制解调器110的家庭安全系统100启动紧急信号触发器23以将紧急信号发送到家庭安全系统100，例如911，救援队或是亲属的电活号码。
另一方面，微处理单元21中的存储器单元27记录探测到的实际时间直到传感器单元10接收到连续的高电平信号。
在步骤10中，微处理单元21的计算单元24识别连续的高电平信号。在步骤12中，计算单元24读取存储在存储器单元27中的数据以与所探测到的数据进行比较。如果使用者经过马桶并离开，或某些人在无意使用马桶却在经过马桶时中断了传感器单元，则传感器单元10会持续发射并探测反射光束以连续地核实占用。如果传感器单元10连续10秒没有探测到马桶被占用，则计算单元24返回初始位置以重新设定为“未占用”状态。
在步骤14中，如果传感器单元10探测到马桶的占用时间超过10秒，但少于120秒，则计算单元24将判断并发出小便的控制信号。如果传感器单元10探测到马桶的占用时间超过120秒，则计算单元24将判断并发出大便的控制信号。然后，气泡生成器30开始通过端口1_0向浮子中供送气泡。
在步骤15中，气泡生成器30根据微处理单元21通过端口1_0发出的大便控制信号生成所需的气泡12秒。在步骤16中，电磁阀70通过端口1_1打开10秒。在步骤17中，气泡生成器30根据微处理单元21通过端口1_0发出的小便控制信号生成所需的气泡8秒。在步骤18中，电磁阀70通过端口1_1打开10秒。
电磁阀70并行地通过T型连接器80与气泡发生器30连接并通过软管42进一步与浮子40相连。由气泡发生器30生成的气泡通过T型连接器80供送到浮子40。此时，在供送气泡的过程中如果电磁阀70的释放阀门处于关闭状态(N.C.)，则浮标40开始上浮。
在马桶的水箱中，总是保持一定的水位。与软管42相连的浮子40在底部有排入-排出口41。当气泡生成器30供送气泡以通过排入-排出口41排出水时，充满水的浮子40开始上浮。
浮子40与虹吸管盖50相连，用于根据控制信号控制冲水量。此外，虹吸管盖50与限制支架60相连，用于根据发出的小便或大便的控制信号控制虹吸管盖50的开启行程的长度以及冲水量。
另一方面，可以根据浮子的充气量控制冲水量。气泡生成器30通过小便时运转8秒、大便时12秒来供送气泡以充满浮子40。
微处理单元21通过端口1_1控制电磁阀7010秒以冲走马桶缸中的小便和大便容纳物。此时，浮子中的空气通过电磁阀70的释放阀门排出。
同时，当气泡被排出时浮子40将通过排入-排出口41充满水。然后，由于水箱中水压增加以及浮子40的位置降低虹吸管盖50关闭。
当水位达到预定位置时供水自动停止。
虽然本发明作为优选设计被描述，但是本发明可以在所公开的精神和范围内作进一步修改。因此本申请的目的在于利用其一般的原理涵盖本发明的任何变化、用途或者修改。此外，本申请的目的在于涵盖与所公开内容不同但在本发明所适用的领域内公知或习惯的且在所附的权利要求限定范围内的这些内容。
工业实用性
根据上述讨论，本发明具有以下效果，即电子马桶能够探测使用者，根据气泡发生器供送的适量的气泡控制浮子的位置并且根据探测到的小便或大便信号自动冲刷马桶缸。
本发明的另一个效果是能够根据与预定的正常持续时间进行比较的探测到的占用时间通过控制冲水量来减少水的过度浪费以使用最适宜的水量。
本发明的又一个效果是能够通过探测占用者坐的姿势或位置来保护使用者。如果占用时间超过了预定正常持续时间或者传感器单元探测到了占用者的异常位置，则该马桶系统会自动将紧急信号发送到救援队或者亲属。

Claims (4)

1.一种功能性的电子马桶和冲水系统，该马桶和冲水系统包括：
传感器单元(10)，附着在马桶缸的外部，用于探测使用者的占用；
控制单元(20)，用于通过比较所占用时间与预定的正常持续时间来控制和发出指示小便或大便的控制信号；
气泡发生器(30)，用于根据所述控制单元(20)发出的指示马桶容纳物性质的所述控制信号生成气泡；
电磁阀(70)，与所述气泡发生器(30)相连，用于控制气泡供送；
浮子(40)，用于根据所述气泡发生器(30)供送的气泡量而上浮或下沉；以及
虹吸管盖(50)，和所述浮子(40)相连，用于根据所述浮子(40)的上浮水位冲刷马桶缸。
2.如权利要求1所述的功能性的电子马桶和冲水系统，还包括：限制支架(60)，所述限制支架用于根据供送的气泡和发出的指示小便或大便的控制信号来控制所述虹吸管盖(50)的行程长度以及冲水量。
3.如权利要求1所述的功能性的电子马桶和冲水系统，还包括：
音乐芯片(22)，当使用者按下所述控制单元(20)上的音乐按钮时，所述音乐芯片通过扬声器(130)输出一段时间的音乐；以及
家庭安全单元(100)，在所述控制单元(20)开始计算占用时间之后，当使用者占用马桶的时间超过预设的正常持续时间时，所述家庭安全单元通过紧急信号触发器(23)自动将紧急信号发送给救援队或监护人员。
4.如权利要求1所述的功能性的电子马桶和冲水系统，其中所述的电磁阀(70)通过T型连接器(80)和软管(42)与所述气泡发生器(30)和所述浮子(40)并行连接，且在向所述浮子(40)供送气泡的过程中所述电磁阀(70)的释放阀门始终是关闭的，而当气泡从所述浮子(40)中排出时所述释放阀门被打开。
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