CN107326993A - 一种自动清理消毒的马桶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动清理消毒的马桶，包括马桶体、马桶盖和马桶蓄水箱、毛刷清理部分、清洗液供液部分和控制电路部分；毛刷清理部分包括环形导轨、滑块、第一步进电机、电动推杆、气弹簧支撑杆、第二步进电机和毛刷，清洗液供液部分包括蓄水箱水泵、消毒液储放箱、消毒液水泵、液体混合器和多个喷头，控制电路部分包括总开关、接触开关、单片机控制单元和开关电源，所述开关电源一路输出端给单片机控制单元供电，开关电源二路输出端给蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机和电动推杆供电。自动马桶清理消毒装置代替了人工清理马桶，避免了传统洗马桶的繁琐的工作。
Description
技术领域
本发明涉及马桶制造技术领域，尤其涉及一种自动清理消毒的马桶，可电动冲洗、刷马桶。
技术背景
目前大多数马桶刷都是最简单的刷子，需要手动操作，其工作环境差，工作强度高，对劳动力会造成浪费。现在有少部分马桶刷是电动的，但这种毛刷必须手持，还不能完全实现自动清洗马桶。还有一部分智能马桶盖通过喷水实现对马桶的清洗，但却不能对马桶进行消毒。
清洗马桶问题一直是清洁工最棘手的问题，工作环境差，工作强度大。因此，特意研发一种自动马桶清理消毒装置，该装置清理消毒效果都很明显，有效的解决了清理马桶困难的问题，其应用前景非常广阔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动清理消毒的马桶，采用该装置简单快捷，单片机智能控制，实现对马桶的清理消毒功能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种自动清理消毒的马桶，包括马桶体、马桶盖和马桶蓄水箱，包括毛刷清理部分、清洗液供液部分和控制电路部分；
所述毛刷清理部分包括环形导轨、滑块、第一步进电机、电动推杆、气弹簧支撑杆、第二步进电机和毛刷，所述马桶盖的下侧面上设有安装槽，所述环形导轨固定在安装槽中，所述环形导轨上设有齿条，所述滑块沿着环形导轨滑动，所述第一步进电机固定在滑块上，所述第一步进电机的旋转轴上安装有齿轮，所述齿轮与环形导轨侧面的齿条组成齿轮副，所述电动推杆固定于滑块上且垂直于环形导轨所在平面，所述电动推杆的伸缩端与气弹簧支撑杆的一端垂直连接，所述气弹簧支撑杆的另一端与第二步进电机连接，所述第二步进电机的转轴上安装毛刷；
所述清洗液供液部分包括蓄水箱水泵、消毒液储放箱、消毒液水泵、液体混合器和多个喷头，所述蓄水箱水泵固定在马桶蓄水箱上，所述蓄水箱水泵的入水口通过管道与马桶蓄水箱连通，所述消毒液储放箱固定在马桶蓄水箱的侧面上，所述消毒液水泵固定在消毒液储放箱上，所述消毒液水泵的入水口通过管道与消毒液储放箱连通，所述液体混合器安装在马桶盖下表面上且其输入口通过管道与蓄水箱水泵的出水口、消毒液水泵的出水口连通，所述液体混合器的输出口通过管道与位于马桶盖下表面的所有喷头连通；
所述控制电路部分包括总开关、接触开关、单片机控制单元和开关电源，所述蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机和电动推杆与单片机控制单元电连接且由单片机控制单元控制它们的通断电，所述总开关和接触开关串联成支路且该支路的一端与开关电源的一路输出端连接，该支路的另一端与电阻单元的一端、单片机控制单元连接，所述电阻单元的另一端接地，所述接触开关安装在马桶盖的下表面的边缘且可与马桶体接触，所述开关电源一路输出端给单片机控制单元供电，所述开关电源二路输出端给蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机和电动推杆供电。
进一步地，包括毛刷加热部分，所述毛刷加热部分包括U形槽框、加热器和温度传感器，所述U形槽框固定在马桶盖的下表面上且U形槽框的开口朝向安装槽，所述U形槽框用于收纳毛刷清理部分收缩后的毛刷，所述U形槽框的内侧面设有温度传感器和加热器，所述温度传感器与单片机控制单元连接，所述加热器与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给加热器供电。
进一步地，所述U形槽框的上端面转动设有一固定片，所述固定片可旋转到U形槽框的正上方以限制毛刷清理部分从U形槽框脱出。
进一步地，包括紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯固定在马桶盖下表面上，所述紫外线消毒灯与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给紫外线消毒灯供电。
进一步地，所述单片机控制单元包括单片机、晶振电路、复位电路和驱动芯片ULN2003， 所述晶振电路和复位电路与单片机连接，所述驱动芯片ULN2003输入端与单片机连接，其输出端与蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机、电动推杆、紫外线消毒灯、加热器连接，所述驱动芯片ULN2003的电源端与开关电源的二路输出端连接。
与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 1.毛刷清理部分可自动刷马桶；2.使用清水和消毒液清洗马桶，并使用紫外线消毒灯，实现对马桶消毒；3.使用加热器，温度传感器，实现对毛刷的烘干；4.在马桶盖上有接触开关，当该装置清理消毒工作正在进行时打开马桶盖，该装置立刻做出应急处理；5.使用U形槽框，其可以储放毛刷，结构更加紧促。
附图说明
图1所示为本发明的外部结构示意图。
图2所示为本发明中的马桶盖的结构示意图。
图3所示为本发明中的单片机控制单元的应用电路图。
图中，标识如下：马桶体1、马桶盖2、马桶蓄水箱3、环形导轨4、滑块5、第一步进电机6、电动推杆7、气弹簧支撑杆8、第二步进电机9、毛刷10、蓄水箱水泵11、消毒液储放箱12、消毒液水泵13、液体混合器14、喷头15、总开关16、接触开关17、U形槽框18、加热器19、温度传感器20、固定片21和紫外线消毒灯22。
具体实现方式
为使本发明的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。
实施例1 参考图1一种自动清理消毒的马桶，包括马桶体1、马桶盖2和马桶蓄水箱3，包括毛刷清理部分、清洗液供液部分和控制电路部分；
所述毛刷清理部分包括环形导轨4、滑块5、第一步进电机6、电动推杆7、气弹簧支撑杆8、第二步进电机9和毛刷10，所述马桶盖2的下表面上设有安装槽，所述环形导轨4固定在安装槽中，所述环形导轨4上设有齿条，所述滑块5沿着环形导轨4滑动，所述第一步进电机6固定在滑块5上且第一步进电机6的旋转轴穿过设置在滑块5上的通孔，所述第一步进电机6的旋转轴上安装有齿轮，所述齿轮与环形导轨4上的齿条组成齿轮副，所述电动推杆7固定于滑块5上且垂直于环形导轨4所在平面，所述电动推杆7的伸缩端与气弹簧支撑杆8的一端垂直连接，所述气弹簧支撑杆8的另一端与第二步进电机9连接，所述第二步进电机9的转轴上安装毛刷10；
所述清洗液供液部分包括蓄水箱水泵11、消毒液储放箱12、消毒液水泵13、液体混合器14和多个喷头15，所述蓄水箱水泵11固定在马桶蓄水箱3上，所述蓄水箱水泵11的入水口通过管道与马桶蓄水箱3连通，所述消毒液储放箱12固定在马桶蓄水箱3的侧面上，所述消毒液水泵13固定在消毒液储放箱12上，所述消毒液水泵13的入水口通过管道与消毒液储放箱12连通，所述液体混合器14安装在马桶盖2下表面上且其输入口通过管道与蓄水箱水泵11的出水口、消毒液水泵13的出水口连通，所述液体混合器14的输出口通过管道与位于马桶盖2下表面的所有喷头15连通，为了向马桶体1内壁多个方位喷消毒液，多个喷头15呈弧形分布。
所述控制电路部分包括总开关16、接触开关17、单片机控制单元和开关电源，所述蓄水箱水泵11、消毒液水泵13、第一步进电机6、第二步进电机9和电动推杆7与单片机控制单元电连接且由单片机控制单元控制它们的通断电，所述总开关16和接触开关17串联成支路且该支路的一端与开关电源的一路输出端连接，该支路的另一端与电阻单元的一端、单片机控制单元连接，所述电阻单元的另一端接地，所述接触开关17安装在马桶盖2的下表面的边缘且可与马桶体1接触，所述开关电源一路输出端给单片机控制单元供电，所述开关电源二路输出端给蓄水箱水泵11、消毒液水泵13、第一步进电机6、第二步进电机9和电动推杆7供电。优选的，所述开关电源一路输出端输出直流5V电，所述开关电源二路输出端输出直流12V电。
在上述技术方案的基础上，还包括毛刷加热部分，所述毛刷加热部分包括U形槽框18、加热器19和温度传感器20，所述U形槽框18固定在马桶盖2的下表面上且U形槽框18的开口朝向安装槽，所述U形槽框18用于收纳毛刷清理部分收缩后的毛刷10，所述U形槽框18的内侧面设有温度传感器20和加热器19，所述温度传感器20与单片机控制单元连接，所述加热器19与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给加热器19供电。
进一步地，所述U形槽框18的上端面转动设有一固定片21，所述固定片21可旋转到U形槽框18的正上方以限制毛刷清理部分从U形槽框18脱出。
在上述技术方案的基础上，还包括紫外线消毒灯22，所述紫外线消毒灯22固定在马桶盖2下表面上，所述紫外线消毒灯22与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给紫外线消毒灯22供电。
进一步地，所述单片机控制单元包括单片机、晶振电路、复位电路和驱动芯片ULN2003， 所述晶振电路和复位电路与单片机连接，所述驱动芯片ULN2003输入端与单片机连接，其输出端与蓄水箱水泵11、消毒液水泵13、第一步进电机6、第二步进电机9、电动推杆7、紫外线消毒灯22、加热器19连接，所述驱动芯片ULN2003的电源端与开关电源的二路输出端连接。单片机控制单元最小系统如图3所示，包括单片机(STM32Fxxx)、晶振电路(高速外部时钟电路(HSL：C20、C21、Y2、R21)、(低速外部时钟电路LSE：C23、C24、Y3))、复位电路（R22、C22、R23、S3）组成，电源并联C26、C27、C28已达到很好的滤波。设计的最小系统中，高速外部时钟电路(HSL)中加一个1M的电阻R21，其作用是作为阻抗匹配,使晶体的驱动电路或晶体本身处于更良好的工作条件。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，（1）上电复位：STM32系列单片及为低电平复位，通常在复位引脚NRST上连接一个电容（C22）到GND，再连接一个电阻（R22）到VCC，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时NRST脚上有足够时间的低电平进行复位，随后回归到高电平进入正常工作状态。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容(C22)上并联一个开关，当开关按下时电容（C22）被放电、NRST也被拉到低电平，而且由于电容（C22）的充电，会保持一段时间的低电平来使单片机复位。
工作原理：先手动打开装置固定片21，再按下总开关16，同时接触开关17闭合（既马桶盖2闭合状态时按下总开关16），该装置进行工作。紫外线消毒灯22工作，电动推杆7先下降一小段，从U形槽框18中出来；然后第一步进电机6通电且转动，电动推杆7继续下降，毛刷10与马桶体1的内壁接触，随着马桶体1直径减小，气弹簧支撑杆8被压缩，同时第二步进电机9通电旋转且带动毛刷10转动，毛刷10对整个马桶体1的清理一遍后暂停。
在单片机控制下，蓄水箱水泵11和消毒液水泵13同时进行工作，消毒液和水在液体混合器14中混合后向喷头15流去，喷头15对马桶体1内壁喷水，从而对马桶进行消毒。
由单片机控制，过一段时间t1后，毛刷清理部分继续进行清理，蓄水箱水泵11继续工作，消毒液水泵13停止工作，进而用自来水对马桶进行冲洗。
由单片机控制，过时间t2后，蓄水箱水泵11和第二步进电机9停止工作，在第一步进电机6和电动推杆7作用下将毛刷10放置于U形槽框18中。
由单片机控制，经过时间t3后，加热器19开始工作，进而对毛刷10干燥，当温度传感器20检测到温度达到指定温度时，加热器19和紫外线消毒灯22停止工作，打开马桶盖2。将固定片21旋转到U形槽框18的正上方以限制毛刷10脱出，清理消毒工作结束。
当该装置正在工作时，马桶盖2被打开，接触开关17断开。由单片机控制消毒液水泵13、蓄水箱水泵11停止工作，喷头15停止喷射液体，同时紫外线消毒灯22和加热器19停止工作，毛刷清理部分在单片机控制下运行到原始位置，即毛刷10放置于U形槽框18中。当发生此情况时，只需要将马桶盖2关上，重新按下总开关16，再次重新启动装置即可。
最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本发明做出的任何修改和改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种自动清理消毒的马桶，包括马桶体、马桶盖和马桶蓄水箱，特征在于，包括毛刷清理部分、清洗液供液部分和控制电路部分；所述毛刷清理部分包括环形导轨、滑块、第一步进电机、电动推杆、气弹簧支撑杆、第二步进电机和毛刷，所述马桶盖的下侧面上设有安装槽，所述环形导轨固定在安装槽中，所述环形导轨上设有齿条，所述滑块沿着环形导轨滑动，所述第一步进电机固定在滑块上，所述第一步进电机的旋转轴上安装有齿轮，所述齿轮与环形导轨侧面的齿条组成齿轮副，所述电动推杆固定于滑块上且垂直于环形导轨所在平面，所述电动推杆的伸缩端与气弹簧支撑杆的一端垂直连接，所述气弹簧支撑杆的另一端与第二步进电机连接，所述第二步进电机的转轴上安装毛刷；所述清洗液供液部分包括蓄水箱水泵、消毒液储放箱、消毒液水泵、液体混合器和多个喷头，所述蓄水箱水泵固定在马桶蓄水箱上，所述蓄水箱水泵的入水口通过管道与马桶蓄水箱连通，所述消毒液储放箱固定在马桶蓄水箱的侧面上，所述消毒液水泵固定在消毒液储放箱上，所述消毒液水泵的入水口通过管道与消毒液储放箱连通，所述液体混合器安装在马桶盖下表面上且其输入口通过管道与蓄水箱水泵的出水口、消毒液水泵的出水口连通，所述液体混合器的输出口通过管道与位于马桶盖下表面的所有喷头连通；所述控制电路部分包括总开关、接触开关、单片机控制单元和开关电源，所述蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机和电动推杆与单片机控制单元电连接且由单片机控制单元控制它们的通断电，所述总开关和接触开关串联成支路且该支路的一端与开关电源的一路输出端连接，该支路的另一端与电阻单元的一端、单片机控制单元连接，所述电阻单元的另一端接地，所述接触开关安装在马桶盖的下表面的边缘且可与马桶体接触，所述开关电源一路输出端给单片机控制单元供电，所述开关电源二路输出端给蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机和电动推杆供电。
2.如权利要求1所述的一种自动清理消毒的马桶，其特征在于，包括毛刷加热部分，所述毛刷加热部分包括U形槽框、加热器和温度传感器，所述U形槽框固定在马桶盖的下表面上且U形槽框的开口朝向安装槽，所述U形槽框用于收纳毛刷清理部分收缩后的毛刷，所述U形槽框的内侧面设有温度传感器和加热器，所述温度传感器与单片机控制单元连接，所述加热器与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给加热器供电。
3.如权利要求2所述的一种自动清理消毒的马桶，其特征在于，所述U形槽框的上端面转动设有一固定片，所述固定片可旋转到U形槽框的正上方以限制毛刷清理部分从U形槽框脱出。
4.如权利要求1或者2所述的一种自动清理消毒的马桶，其特征在于，包括紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯固定在马桶盖下表面上，所述紫外线消毒灯与与单片机控制单元连接且由单片机控制单元控制通断电，所述开关电源二路输出端给紫外线消毒灯供电。
5. 如权利要求4所述的一种自动清理消毒的马桶，其特征在于，所述单片机控制单元包括单片机、晶振电路、复位电路和驱动芯片ULN2003， 所述晶振电路和复位电路与单片机连接，所述驱动芯片ULN2003输入端与单片机连接，其输出端与蓄水箱水泵、消毒液水泵、第一步进电机、第二步进电机、电动推杆、紫外线消毒灯、加热器连接，所述驱动芯片ULN2003的电源端与开关电源的二路输出端连接。
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