CN101289874A - 智能节水马桶及智能冲厕控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能节水马桶和智能冲厕控制方法，以克服现有马桶漏水、人为操作随意性大、不能自动控制冲水时间和冲水量的问题。该智能节水马桶包括水箱和水箱内的进水管、排水阀门、排水口，进水管上经三通连接注水管和压力管，压力管与排水阀门之间设置有开闭排水阀门的液压缸，注水管和压力管上分别设有注水电动阀和排水电动阀，并经信号输入输电路、出控制电路与红外传感器电连接。采用本发明不仅能彻底解决马桶漏水现象，而且还能实现按需要水量自动冲厕，并能使马桶在未使用时保持水箱无积水状态。

Description

智能节水马桶及智能冲厕控制方法

技术领域

本发明属于卫浴领域，确切的说是一种马桶，尤其涉及马桶水箱结构及智能冲厕控制方法。

背景技术

目前公知的坐式马桶均采用水箱蓄水，水箱内设一杠杆机构，其一端与控制阀门连接，另一端与橡胶排水阀门连接。控制阀门可为机械按键也可为电动按钮，机械按键方式是通过人为施力提起杠杆，电动按钮是通过启动电动机带动杠杆运行。如厕时，人为操作控制阀门(手动或电动)利用机械杠杆提起排水阀门进行冲厕，并可通过控制提起排水阀门的高低来实现大小水冲厕；冲厕后浮球下沉，进水阀打开进水，浮球上浮，当浮球上浮达到设计水位时，通过机构关闭进水阀。其存在的问题表现在：一、由于采用机械传动机构，机械磨损，易出现控制失灵现象，导致漏水；二、机械传动机构直接与排水阀门及进水阀，浮球等连接，由于水垢的兹生及长期的拉伸和压缩变形\老化\磨损，同样导致漏水；三、人为操作的随意性大，冲厕不净或过量冲水或不冲厕，冲厕不净或不冲厕则不卫生，而过量冲水则造成水资源浪费；四、冲水过程中水位下降，进水阀已经开启，冲水量不易控制；五、浮球控制机构占用空间大；六、马桶处于待用状态时，其水箱内一直注满水造成马桶漏水的根源，七、现有马桶排水阀门缺乏通用性，无法满足不同高度的水箱。

另外，现有马桶无法根据使用情况自动确定冲洗时间长短(即水量)。02135127.9“智能座便器”发明专利，该专利公开了红外传感器和冲洗控制电路、冲水时间控制电路，但没公开如何实现冲洗控制和时间控制，即只提供了一个设想却没有提供实现手段。

发明内容

本发明旨在针对现有马桶冲水结构存在的上述缺陷，提供一种智能节水马桶和智能冲厕控制方法，克服现有马桶漏水、人为操作随意性大、不能自动控制冲水时间和冲水量的问题，采用本发明不仅能彻底解决马桶漏水现象，而且还能实现按需要水量自动冲厕，并能使马桶在未使用状态时保持水箱无积水状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

智能节水马桶，包括水箱和水箱内的进水管、排水阀门、排水口，其特征在于：进水管经三通分别连接注水管和压力管；压力管与排水阀门之间设置有开闭排水阀门的液压缸；注水管和压力管上分别设有注水电动阀和排水电动阀，并与红外控制器电连接。

所述液压缸包括一个缸内设置有活塞的缸体和位于缸体下部的阀座，缸体内的活塞与一连杆紧固，连杆下端穿过缸体底部与排水口处的排水阀门连接，排水阀门与缸体底部之间设置有弹簧；活塞外围嵌有密封圈套与缸体底部之间形成密封液压腔，液压腔与压力管连通；阀座周边漏空，阀座内腔与水箱连通，其底部紧固在水箱排水口上。

所述红外控制器包括红外传感器、单片机、电源、输出控制电路，红外传感器经信号输入电路与单片机连接，单片机与输出控制电路电连接发送指令给输出控制电路；注水电动阀和排水电动阀与输出控制电路连接，执行单片机指令。

本发明设有水位控制机构，包括伸入水箱中的两根裸导线，其中一根与水位最高位置匹配；两裸导线的另一端经信号输入电路与单片机连接。

所述缸体的液压腔外壁设置有卸压孔，卸压孔处设置有流量控制旋钮。

所述连杆下端穿过缸体底部与排水口处的排水阀门连接，下部外壁设置有卸流槽，在弹簧收缩到预定最高位置时，卸流槽正好位于液压腔与阀座之间，使液压腔内的高压水与阀座内低压水连通。

所述的水箱内设置有溢流机构，包括溢流管和中空连杆，溢流管呈倒置U型软管，连杆为空心管，溢流管一端与空心连杆上端连通，顶部位置与水箱最高水位相匹配。

一种智能冲厕控制方法，进水管上经三通分别连接用于向水箱注水的注水管和向液压缸施水压的压力管，注水管和压力管上分别设置注水电动阀和排水电动阀，水箱内还设置水位控制机构；电动阀以及水位控制机构分别经输出控制电路和信号输入电路与红外控制器电连接，红外控制器包括红外传感器、单片机，其特征在于：

注水控制：红外传感器将感应到来人信号输入给单片机，单片机向输出控制电路发出注水指令，输出控制电路打开注水电动阀，向水箱注水；水位到达预定高度时，水位控制机构将回路连通的电信号输入给单片机，单片机向输出控制电路发出关闭注水电动阀指令，输出控制电路关闭注水电动阀；

排水控制：当使用结束后，红外传感器将感应到人离开信号输入给单片机，单片机向输出控制电路发出打开排水电动阀指令，输出控制电路打开排水电动阀，单片机并根据红外感应时间长短控制排水电动阀开启时间，向液压缸内灌水施压，活塞向上运动通过连杆提起排水阀门向外排水冲厕，感应时间越长排水电动阀开启时间越长，液压缸内灌水越多，排水阀门提起越高，排水量越大，反之亦然，排水冲厕后排水电动阀关闭；

复原控制：排水电动阀关闭后，在弹簧作用下液压缸内水压随卸压孔缓慢卸出，弹簧回位，排水阀门封闭排水口，调整流量控制旋钮可调节液压缸内水压卸压速度，达到控制复位时间长短。

本发明智能冲厕控制方法还包括误触控制：当红外传感器感应时间短于最小挡位时感应到人体离去，则发出误触信号给单片机，单片机判别后不发出注水电动阀启动电信号。

本发明的有益效果表现在：

一、多重措施保证节水

1、使用前，由于箱内处于无水状态，从根本上杜绝了现有马桶排水阀门漏水的现象；

2、冲厕时，根据使用时间长短判别使用方式为小便或大便，并籍此控制排水电动阀的开启大小和时间长短，排出适当的水量进行冲厕，由此减少了不必要的浪费；

3、由于采用水压方式的液压缸机构，不会出现机械传动存在的机械磨损大，易出现控制失灵等问题，避免由此导致漏水；

4、由于采用水压方式的液压缸机构，排水阀门不会长期承受拉伸和压缩，不易变形和老化，杜绝由于变形导致漏水；

二、由于采用红外感应智能控制，可自动进行冲水、排水、注水操作，不因人为操作的随意性造成冲厕不净或过量冲水或不冲厕，使马桶更卫生，并节约水资源；

三、冲水过程中注水电动阀不会开启，冲水量易得到控制；

四、不设置浮杯或浮球，更节约占用空间，并减少机械故障。

五、水箱内设置有与空心连杆上端连通的倒置U型溢流软管；通过调整倒置U型溢流软管顶部位置的高度，可与任意最高水位的水箱相匹配。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明电路结构框图

图中标记：

水箱1、进水管2、排水阀门3、排水口4、三通5、注水管6、压力管7、注水电动阀8、排水电动阀9、红外传感器10、活塞11、缸体12、阀座13、缸盖14、缸底15、单片机16、连杆17、弹簧18、液压腔19、卸压孔20、流量控制旋钮21、卸流槽22、裸导线23、溢流管24，输出控制电路25，电源26，螺帽27，密封垫28。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步展开说明。参见图1至图3：

实施例1

智能节水马桶，包括水箱1和水箱1内的进水管2、排水阀门3、排水口4，进水管2上经三通5连接注水管6和压力管7；压力管7与排水阀门3之间设置有开闭排水阀门3的液压缸。三通5的目的在于使进水管2的水能进入注水管6和排水管，达到此目的的其他结构/机构均可等同适用。注水管6和压力管7上分别设有注水电动阀8和排水电动阀9，并与红外控制器电连接。

红外控制器包括红外传感器10、单片机16、电源26、输出控制电路25，红外传感器经信号输入电路与单片机16连接，单片机16与输出控制电路电连接发送指令给输出控制电路；注水电动阀和排水电动阀与输出控制电路连接，执行单片机16指令；水位控制裸线经信号输入电路与单片机16连接输入水位控制信号。

所述红外控制器可为其他方式的感应控制器。上述电动阀作用在于执行由单片机16处理后输出到输出控制电路的指令，对注水管6和排水管进行开闭控制，因此亦可采用电磁阀达到同样的目的。而单片机亦可采用其他处理器替代。

实施例2

本发明智能节水马桶所述液压缸包括一个其内设置有活塞11的缸体12和位于缸体12下部排水口4处的阀座13，阀座13安装在水箱1排水口4处。缸体12上端设有缸盖14，下端设有缸底15。活塞11与一连杆17连接，连杆17向下穿过缸底15与排水口4处的排水阀门3连接，排水阀门3与缸底15之间设置有弹簧18；活塞外围嵌有密封圈套与缸体底15之间形成密封液压腔19，阀座13周边漏空。阀座13上端与缸体12衔接，所述的阀座包括一个上部周边漏空，下端有外螺纹中空的座体，和一个与座体下部外螺纹吻合的螺帽27及一个密封垫28组成，阀座通过螺帽及一个密封垫紧固在水箱底面排水口上。阀座周边漏空便于使阀座13内腔与水箱1连通。

实施例3

本发明智能节水马桶，为了使冲水后排水阀门3及活塞11返回原位，在缸体12液压腔19外壁设置卸压孔20，液压腔19内的水由卸压孔20流到缸体12外部，在弹簧18伸长力的作用下，排水阀门3重新封闭排水口4，卸压孔20处设置有流量控制旋钮21以控制卸压速度。

实施例4

本发明智能节水马桶，所述连杆17下部外壁设置有卸流槽22，在弹簧18收缩到预定最高位置处时卸流槽22正好位于缸体12底部处即缸体12与阀座13交界处，液压腔19内的水部分从卸流槽22流向阀座13内，以稳定液压腔19压力，使其无法超过设定高度极限。

实施例5

本发明智能节水马桶，所述的水位控制机构包括两根伸入水箱1中的裸导线23，其中至少一根与水位最高位置匹配；两裸导线23的另一端连结在控制电路中，并经信号输入电路与单片机16连接。此方式尽可能的减少了水箱1占用面积，以替代浮球或浮杯注水量控制机构，并弥补了机械传动方式存在的诸如易损坏、易失灵等缺陷。

实施例6

本发明智能节水马桶，所述液压缸设置有溢流机构，包括溢流管24和连杆17，溢流管24呈倒置U型软管，连杆17为空心管，连杆17上端穿过缸盖14与溢流管24一端连接，下端与排水阀门3中孔及排水口4连通；溢流管24另一端则与其他管件固定在一起。溢流管24顶部位置的高低与水箱1最高水位相匹配。

与水位控制机构相比，溢流机构为注水最高水位限位，而水位控制机构为注水最低水位限位。当水位控制机构失灵时可通过溢流机构保证水箱1不至漫溢。

实施例7

一种智能冲厕控制方法，采用上述实施例1至实施例5之智能节水马桶结构，即在上述实施例1至实施例5的基础之上实现。具体控制方法如以下实施例。

实施例8

注水控制：红外传感器10将感应到来人信号输入给单片机16，单片机16向输出控制电路发出注水指令，输出控制电路打开注水电动阀8，向水箱注水；水位到达预定高度即水淹至水箱1上部裸导线23时，水位控制机构将回路连通的电信号输入给单片机16，单片机16向输出控制电路发出关闭注水电动阀指令，输出控制电路发出控制信号给注水电动阀8使其关闭。

如果水位控制机构失灵，水箱1内水位继续上升，当淹没U型溢流管24顶部时，在连通器原理作用下，水便从溢流管24进入经空心连杆17流向排水口4。

实施例9

排水控制：当使用结束后，红外传感器10将感应到人离开信号输入给单片机16，单片机16向输出控制电路发出打开排水电动阀指令，输出控制电路打开排水电动阀9，单片机16并根据红外感应时间长短控制排水电动阀开启时间，向液压缸内灌水施压，推动活塞11向上运动。活塞向上运动通过连杆提起排水阀门，此时阀座13外侧的水便从阀座13的漏空处涌向排水口4处向外排水冲厕，感应时间越长排水电动阀开启时间越长，排水量越大，反之亦然，排水冲厕后排水电动阀关闭，活塞11不再上升。当液压腔19注水达到极限值即弹簧18压缩到设定极限值时，连杆17上的卸压槽22正好处于液压腔19与阀座13之间，便将液压腔19与外界连通，对液压腔19进行卸压。

实施例10

复原控制：排水电动阀9关闭后，活塞11停止上升，在液压缸弹簧18作用下液压舱19内的高压水随卸压孔20卸出，弹簧18回位，排水阀门3重新封闭排水口4，调整流量控制旋钮可调节复位时间长短。

实施例11

本发明智能冲厕控制方法还包括误触控制：当红外传感器感应时间短于最小挡位时感应到人体离去，则发出误触信号给单片机16，单片机16判别后不发出排水电动阀9启动电信号。

Claims (9)

1、智能节水马桶，包括水箱(1)和水箱(1)内的进水管(2)、排水阀门(3)、排水口(4)，其特征在于：进水管(2)经三通(5)连接注水管(6)和压力管(7)；压力管(7)与排水阀门(3)之间设置有开闭排水阀门(3)的液压缸；注水管(6)和压力管(7)上分别设有注水电动阀(8)和排水电动阀(9)，并与红外控制器电连接。

2、根据权利要求1所述的智能节水马桶，其特征在于：所述液压缸包括一个其内设置有活塞(11)的缸体(12)和位于缸体(12)下部排水口(4)处的阀座(13)，缸体(12)内的活塞(11)与一连杆(17)连接，连杆(17)向下穿过缸底(15)与排水口(4)处的排水阀门(3)连接，排水阀门(3)与缸底(15)之间设置有弹簧(18)；活塞(11)与缸体(12)底部之间的液压腔(19)与压力管(7)连通；阀座(13)周边漏空，阀座(13)内腔与水箱(1)连通，其底部紧固在水箱排水口(4)上。

3、根据权利要求1所述的智能节水马桶，其特征在于：所述红外控制器包括红外传感器(10)、单片机(16)、电源、输出控制电路，红外传感器经信号输入电路与单片机(16)连接，单片机(16)与输出控制电路电连接，并发送指令给输出控制电路；注水电动阀(8)和排水电动阀(9)与输出控制电路连接，执行单片机(16)指令；水位控制裸线经信号输入电路与单片机(16)连接。

4、根据权利要求3所述的智能节水马桶，其特征在于：还设有水位控制机构，包括两根伸入水箱中的裸导线(23)，其中至少一根与水位最高位置匹配；两裸导线(23)的另一端两经信号输入电路与单片机(16)连接。

5、根据权利要求1或2所述的智能节水马桶，其特征在于：所述缸体(12)在液压腔(19)外壁设置有卸压孔(20)，卸压孔(20)处设置有流量控制旋钮(21)。

6、根据权利要求1或2所述的智能节水马桶，其特征在于：所述连杆(17)下部外壁设置有卸流槽(22)，在弹簧(18)收缩到预定最高位置处时，卸流槽(22)正好位于液压腔(19)与阀座(13)交界处。

7、根据权利要求1、2或3所述的智能节水马桶，其特征在于：所述水箱(1)设置有溢流机构，包括溢流管(24)和连杆(17)，溢流管(24)呈倒置U型软管，连杆(17)为空心管，溢流管(24)一端与空心连杆(17)上端连接；溢流管(24)顶部位置的高低与水箱(1)最高水位相匹配。

8、一种智能冲厕控制方法，进水管(2)上连接用于向水箱(1)注水的注水管(6)和向液压缸施水压的压力管(7)，注水管(6)和压力管(7)上分别设置注水电动阀(8)和排水电动阀(9)，水箱(1)内还设置水位控制机构；电动阀以及水位控制机构分别经输出控制电路和信号输入电路与红外控制器电连接，红外控制器包括红外传感器、单片机(16)，其特征在于：

注水控制：红外传感器(10)将感应到的来人信号输入给单片机(16)，单片机(16)向输出控制电路发出注水指令，输出控制电路打开注水电动阀(8)，向水箱注水；水位到达预定高度时，水位控制机构将回路连通的电信号输入给单片机(16)，单片机(16)向输出控制电路发出关闭注水电动阀指令，输出控制电路关闭注水电动阀(8)；

排水控制：当使用结束后，红外传感器将感应到的人离开信号输入给单片机(16)，单片机(16)向输出控制电路发出打开排水电动阀(9)指令，输出控制电路打开排水电动阀(9)，单片机(16)并根据红外感应时间长短控制排水电动阀开启时间，向液压缸内灌水施压，活塞向上运动通过连杆提起排水阀门向外排水冲厕，感应时间越长排水电动阀(9)开启时间越长，排水量越大，反之亦然，排水冲厕后排水电动阀关闭；

复原控制：排水电动阀(9)关闭后，在弹簧(18)作用下液压缸内水压随卸压孔(20)缓慢卸出，弹簧(18)回位，排水阀门(3)封闭排水口(4)，调整流量控制旋钮可调节液压缸内水压卸压速度，达到控制复位时间长短。

9、根据权利要求8所述的一种智能冲厕控制方法，其特征在于：还包括误触控制：当红外传感器感应时间短于最小挡位时感应到人体离去，则发出误触信号给单片机(16)，单片机(16)判别后不发出排水电动阀(9)启动电信号。

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