CN108612164B - 一种便器非接触式冲水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便器非接触式冲水系统及方法，涉及卫浴领域。该系统包括感应控制装置，感应控制装置包括：非接触式检测单元、处理单元和控制单元，非接触式检测单元包括用于获取动作信号的红外发射装置以及红外接收装置。处理单元用于接收非接触式检测单元获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果输出指令，控制单元依据指令输出对应的控制信号，并向冲水单元发送，通过获取用户的动作信号，可以实现无接触式的冲水操作，大幅改善现有便器需要手触式冲水带来的细菌交叉传染的弊端，该冲水方法操作简便，利于大规模推广。

Description

一种便器非接触式冲水系统及方法

技术领域

本发明涉及卫浴领域，具体涉及一种便器感应非接触式冲水系统及方法。

背景技术

目前，卫浴设备多采用接触式设计，由于卫浴设备在使用过程中，会与多人次直接接触，由此产生的细菌交叉污染情况也愈来愈多，因此，采用无接触式的智能式设计，通过无接触式的冲水控制方式控制冲水越来越必要。但目前尚未有针对便器(蹲便器或坐便器)的感应冲水系统及相应的感应冲水方法，亟待改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便器非接触式冲水系统，其可以实现用户的非接触式冲水，防止细菌交叉传染。

本发明的再一目的在于提供一种便器非接触式冲水方法，其可以非接触式的方式进行操作，避免细菌的交叉传染。

本发明的实施例是这样实现的：

一种便器非接触式冲水系统，包括便器、用于对便器冲水的冲水水箱以及感应控制装置，感应控制装置包括：非接触式检测单元、处理单元以及控制单元。非接触式检测单元用于获取动作信号，动作信号包括用户手势停留时间。处理单元用于接收非接触式检测单元获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令。控制单元用于所述指令并输出对应的控制信号。冲水水箱包括冲水单元，冲水单元安装于冲水水箱，冲水单元根据控制单元发送的控制信号执行打开或关闭操作。

在本发明的一部分实施例中，非接触式检测单元包括用于发射红外光的红外发射装置以及用于接收红外反射光的红外接收装置。

在本发明的一部分实施例中，非接触式检测单元包括检测窗口和手势感应PCB板，手势感应PCB板包括红外发射装置以及红外接收装置。

在本发明的一部分实施例中，检测窗口包括：手势感应窗和感应窗盖，手势感应窗具有供光线穿过的通孔，感应窗盖由透明材料制成并用于封闭通孔。

在本发明的一部分实施例中，还包括用于分隔红外发射器和红外接收器的分隔装置。

在本发明的一部分实施例中，分隔装置包括挡板，挡板沿通孔的轴线方向设置。

在本发明的一部分实施例中，系统还包括内置电源，用于为非接触式检测单元、处理单元以及控制单元供电，内置电源为直流电源。

一种便器非接触式冲水方法，应用于安装有感应控制装置的便器，感应控制装置包括非接触式检测单元、处理单元、控制单元以及冲水单元，方法包括：非接触式检测装置获取用户的动作信号，动作信号包括用户手势停留时间；处理单元接收非接触式检测单元获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令；控制单元接收所述指令并输出对应的控制信号；冲水单元根据控制单元发送的控制信号执行打开或关闭操作。

在本发明的一部分实施例中，处理单元接收检测单元获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令，包括：当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，处理单元输出进行冲水的指令；当停留时间小于第一时间阈值时，处理单元输出不进行冲水的指令。

在本发明的一部分实施例中，当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，处理单元输出进行冲水的指令，包括：当手势停留时间大于或等于第二时间阈值时，处理单元输出以第一流量进行冲水的指令；当手势停留时间小于第二时间阈值时，处理单元输出以第二流量进行冲水的指令。第一时间阈值小于第二时间阈值。

本发明的有益效果包括：采用上述的便器非接触式冲水系统，通过获取用户的动作信号，可以实现无接触式的冲水操作，大幅改善现有便器需要手触式冲水带来的细菌交叉传染的弊端，该冲水方法操作简便，利于大规模推广。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明第一实施例提供的便器非接触式冲水系统的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中固定件以及感应控制装置的拆分结构示意图；

图3是本发明第一实施例中提供的非接触式检测单元的拆分结构示意图；

图4是本发明第一实施例中感应控制装置的结构框图；

图5是本发明第一实施例中提供的冲水方法的流程图；

图6是本发明第二实施例中提供的冲水方法的流程图。

图标：100-便器非接触式冲水系统；101-便器；200-冲水水箱；210-箱盖；220-固定孔；300-固定件；304-塑料圈；305-固定筒；309-容纳腔；400-感应控制装置；401-非接触式检测单元；402-处理单元；403-控制单元；410-手势感应PCB板；411-通孔；420-手势感应窗；421-红外接收装置；422-红外发射装置；430-感应窗盖；440-控制器盒；441-控制电路板；450-挡板；500-冲水单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供一种便器非接触式冲水系统100，包括便器101，冲水水箱200、感应控制装置400以及可选的电源，电源优选为内置电源，例如内置的直流供电电池。其中，冲水水箱200用于对便器101冲水，执行清洁、冲便等操作。本实施例中，便器101为坐便器，冲水水箱200安装于坐便器上，冲水水箱200包括冲水单元500，冲水单元500指便器101用于冲水的部件，其设置于冲水水箱200内，由于冲水单元500并不属于本申请的核心内容，本领域技术人员可以通过市售产品获得，在此不做赘述。当冲水单元500处于打开状态时，冲水水箱200内的水可以冲入便器101内，当冲水单元500处于关闭状态时，冲水水箱200进入蓄水状态。

本实施例中，箱体为大致的长方体结构，其包括箱盖210，箱盖210上设置有固定孔220，感应控制装置400由固定件300固定于固定孔220内，用于非接触式的控制冲水单元执行打开或关闭操作，当冲水单元打开时，箱体内的水从出水口排出，进而可以应用于马桶冲水等。当冲水单元关闭操作时，箱体内可以进行蓄水，蓄水可以采用人工加注方式，也可以采用自动化的加注方式，例如通过与蓄水管连通，在蓄水管上设置自动化或手动的阀门进行蓄水。

具体地，固定孔220为一圆孔，其可以设置成贯穿箱盖210的通孔411，也可以设置成盲孔的形式。只需保证能容纳感应控制装置400即可。本实施例中，固定孔220为通孔。应当理解，固定孔220并不必须设置于箱盖210，在其他的实施方式中，固定孔220亦可以设置于箱体的其他部份。

参阅图2和图3，固定件300包括固定筒305以及塑料圈304，其中，固定筒305为一端封闭的筒状结构，塑料圈304用于将固定筒305固定于固定孔220，塑料圈304为环状，其外壁通过过盈配合方式固定于固定孔220处，塑料圈304的内壁设置有内螺纹，固定筒305的外壁设置有与内螺纹配合的外螺纹，固定筒305与塑料圈304螺纹连接形成固定。

固定筒305的封闭一端开设有一端开口的容纳腔309，容纳腔309的开口朝向固定筒305的外侧，即当固定筒305安装于塑料圈304后，开口朝向固定筒305的远离箱体的一侧。

请一并参阅图2、3和4，感应控制装置400包括：非接触式检测单元401、处理单元402以及控制单元403。

非接触式检测单元401是指通过非接触式的方式，实现检测功能的单元。非接触式检测单元401用于获取动作信号，用户无需进行直接触碰、点击、按压、挤压等操作，其动作信号即可被非接触式检测单元401捕捉。

动作信号包括但不限于用户手势停留时间。

其中，手势停留时间是指：用户的手或者用户手持的其他障碍物(如：书籍、移动终端等)连续反射红外发射装置422射出的红外光的时间。

具体地，本实施例中，非接触式检测单元401包括检测窗口和手势感应PCB板410，其中，检测窗口固定于冲水水箱200的箱体表面，优选为上表面。手势感应PCB板410被收纳于容纳腔309内并与检测窗口位置对应。手势感应PCB板410包括红外发射装置422以及红外接收装置421。其中，红外发射装置422向外发射红外光，红外接收装置421用于接收被反射回的红外光。

手势感应PCB板410为板状，红外发射装置422以及红外接收装置421设置于手势感应PCB板410的同侧，且红外发射装置422的出射端以及红外接收装置421的回收端朝向容纳腔309的开口方向设置。为了防止红外发射装置422与红外接收装置421之间出现干扰，优选的，红外发射装置422和红外接收装置421之间间隔一定距离。

手势感应PCB板410的尺寸与容纳腔309的尺寸相匹配，其可被容纳于容纳腔309内，并可以通过过盈配合或卡接方式固定。装配时，红外发射装置422的出射端以及红外接收装置421的回收端朝向容纳腔309的开口方向设置。

检测窗口包括：手势感应窗420和感应窗盖430，其中手势感应窗420的整体结构与容纳腔的开口匹配。手势感应窗420具有供光线穿过的通孔411，通孔411优选设置于手势感应窗420的中部，位置与红外发射装置422以及红外接收装置421对应即可。

感应窗盖430由透明材料制成，其形状与通孔411的形状相同，用于封闭通孔411，感应窗盖430固定于通孔411处，其可以透过光线，尤其是对红外光的透过率高。这样，由红外发射装置422发射的红外光可以经感应窗盖430射出，同时被反射回的红外光也可以从感应窗盖430进入容纳腔内被红外接收装置421捕捉。

为了防止红外发射装置422与红外接收装置间出现信号干扰，红外发射装置422和红外接收装置421之间设置有分隔装置，分隔装置用于在容纳腔内将红外发射装置422和红外接收装置421分隔开，避免红外发射装置422发射的红外光在未透过感应窗盖430之前就被红外接收装置421误接收，造成信号失真。

本实施例中，分隔装置包括挡板450，挡板450沿通孔411的轴线方向设置，挡板450位于容纳腔309内，红外发射装置422和红外接收装置421分别位于挡板450的两侧。

红外发射装置422和红外接收装置421获取用户动作信号的原理是：红外发射装置422一直保持发射状态，当用户用手或其他障碍物遮挡红外发射装置422的出射路径，向外发出的红外光被反射回来，此时红外接收装置421接收到反射光，通过接收到的反射光的信息(包括但不限于返回时间、返回区域、返回比例等)进而可以判断出用户执行了相应手势，便获取了用户的动作信号。

处理单元402，用于接收非接触式检测单元401获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令。

本实施例中，处理单元402和控制单元403均集成于控制电路板441，控制电路板设置于控制器盒440内，其中，控制电路板441安装于控制器盒440内，控制器盒440容纳于容纳腔309内，控制电路板441与红外发射装置422以及红外接收装置421形成信号连接。在非接触式检测单元401将动作信号传递给处理单元402后，处理单元402对动作信号和预设于处理单元402内的预设信号进行比较。

此处的预设信号可以是用户手势停留时间，根据需要，预设信号可以设置一个或至少两个，每个预设信号对应有一个控制信号。

处理单元402在将动作信号与预设信号进行比较后，获取比较结果并输出对应的指令给控制单元403。

控制单元403，用于接收处理单元402输出的指令，控制单元403接收指令后，将指令对应的控制信号发送给冲水单元500。冲水单元500是指坐便器用于冲水的部件，其设置于便器101的冲水水箱200内，本领域技术人员可以通过市售产品获得，由于冲水单元500并不属于本申请的核心内容，在此不做赘述。本实施例中，控制信号中包含冲水单元500打开/关闭信息以及流量信息。

冲水单元500在接收控制信号后，执行打开或关闭操作。

请参阅图5，本实施例中提供的便器非接触式冲水系统100的冲水方法包括：

步骤S101：非接触式检测装置获取用户的动作信号，动作信号包括用户手势停留时间。

需要说明的是，非接触式检测单元401也可以获取用户的其他动作信号。

步骤S102：处理单元402接收非接触式检测单元401获取的动作信号，将动作信号与至少一个预设信号进行比较，并根据比较结果输出对应的指令。

其中，预设信号是指预设于处理单元402内的信号，预设信号的数量根据实际是使用环境，可以是一个、两个或多个，对应的，每个预设信号均对应预置有一个控制信号，控制信号用于对控制单元403进行发送。较为优选的，预设信号与控制信号一一对应的关系，即一个预设信号只对应一个控制信号，一个控制信号也仅对应一个预设信号。

在其他实施方式中，所有的控制信号中的一个或多个，可以同时对应两个或多个的预设信号，即不同的预设信号所对应的控制信号相同。

步骤S103：控制单元403接收处理单元402输出的指令，输出对应的控制信号。

步骤S104：冲水单元500根据控制单元403发送的控制信号执行打开或关闭操作。

其中冲水单元500流量控制包括但不限于按以下两种方式进行：1、保持每次冲水单元500打开的时间相同，调节冲水单元500的阀门开度；2、保持每次冲水单元500的阀门开度相同，控制每次冲水单元500打开的时间。优选采用第二种方式，可以减少水冲入便器101的时间，提高冲洗效果。

本实施例提供的便器非接触式冲水系统100，可以实现用户无接触式的冲水操作，用户在便后，只需按照系统预定的方式在检测窗口上方进行相应的手势动作，非接触式检测单元401检测到该动作信号后，传递给处理单元402，处理单元402经比较后输出对应的指令发送给控制单元403，控制单元403将指令对应的控制信号发送给冲水单元500，冲水单元500即进行冲水。

第二实施例

本实施例提供一种便器101非接触式冲水方法，可应用于安装有感应控制装置400的便器101。本实施例中，采用第一实施例中的便器非接触式冲水系统100作为执行主体，其中便器非接触式冲水系统100的结构参阅第一实施例即可。本实施例与第一实施例的不同在于：用户在大便/小便后，可以通过做不同的手势动作，此时处理单元402针对不同的预设信号输出以不同流量进行冲水的动作信号，冲水单元500执行相应的大流量冲水或小流量冲水。

本实施例中，非接触式检测单元401捕捉的动作信号为用户的手势停留时间，此处手势停留时间为用户的手或者用户手持的其他障碍物(如：书籍、移动终端等)连续反射红外发射装置422射出的红外光的时间。预设信号包括：第一时间阈值。

图6示出了本实施例的流程图，参阅图6：本实施例提供的冲水方法包括：

步骤S201：非接触式检测单元401获取用户的动作信号，当非接触式检测单元401的红外接收装置421检测到回收的反射光，即判断用户进行了手势挥动。此时，非接触式检测单元401继续工作，获取用户的动作信号。

步骤S202：处理单元402接收检测单元获取的动作信号，将动作信号与第一时间阈值进行比较，获取比较结果并输出对应的指令。

具体的，根据比较结果的不同，处理单元402分别选择性的执行步骤S203或返回步骤S201，具体地：

当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，执行步骤S203。

步骤S203：处理单元402输出进行冲水的指令。

当停留时间小于第一时间阈值时，处理单元402输出不进行冲水的指令，即返回步骤S201。

实际应用过程中，第一时间阈值可以为0，也可以大于0，例如设置为小于等于1s。即当手势停留停留时间在大于等于第一时间阈值后，才会执行冲水操作，这样设置的优点在于：避免用户在不需要进行冲水时出现误操作，同时其动作信号又被非接触式检测单元401获取，系统自动执行冲水操作，节约用水。

进一步的，在冲水时，并不需要每次冲水都按相同的流量进行，例如在冲小便和冲大便时，所需水量并不相同，通过精细控制冲水水量可以达到节约用水的目的。

因此，预设信号还包括：第二时间阈值。步骤S203中，处理单元402将获取的手势停留时间与第二时间阈值进行比较，其中，第一时间阈值小于第二时间阈值。根据比较结果，选择性执行步骤S204或步骤S205。

当手势停留时间大于或等于第二时间阈值时，执行步骤S204。

步骤S204：处理单元402输出以第一流量进行冲水的指令。

当手势停留时间小于第二时间阈值时，执行步骤S205。

步骤S205：处理单元402输出以第二流量进行冲水的指令。

即当用户的手势停留时间大于等于第二时间阈值或小于第二时间阈值的两种情况下，分别以不同的流量进行冲洗。其中，第一流量可以小于或大于第二流量。例如：将第一流量设置为大于第二流量，当需要冲洗大便时，用户以大于等于第二时间阈值的停留时间进行动作，此时冲水单元500以第一流量进行冲水，需要冲小便时，用户以小于等于第二时间阈值且大于等于第一时间阈值的方式进行动作，此时，冲水单元500以第二流量进行冲水。同样地，也可以将第一流量设置为小于第二流量，当需要冲洗大便时，用户以小于第二时间阈值且大于等于第一时间阈值的方式进行动作，此时冲水单元500以第二流量进行冲水，需要冲小便时，用户以大于等于第二时间阈值的方式进行动作，此时，冲水单元500以第一流量进行冲水。

其中，第一时间阈值和第二时间阈值可以根据需要进行调节，例如，第一时间阈值设置为0-0.5s，第二时间阈值设置为1-3s等。

指令传递给控制单元403，而后控制单元403将指令对应的控制信号传递给冲水单元500，冲水单元500执行，冲水单元500执行完冲水后关闭，冲水水箱200重新蓄水。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种便器非接触式冲水系统，其特征在于，包括便器、用于对便器冲水的冲水水箱以及感应控制装置，所述冲水水箱包括箱盖，所述箱盖上设置有固定孔，所述感应控制装置固定于所述固定孔内，所述感应控制装置包括：

非接触式检测单元，用于获取动作信号，所述动作信号包括用户手势停留时间，所述非接触式检测单元包括检测窗口和手势感应PCB板，所述手势感应PCB板包括用于发射红外光的红外发射装置以及用于接收红外反射光的红外接收装置，所述检测窗口包括手势感应窗、感应窗盖以及用于分隔所述红外发射装置和所述红外接收装置的分隔装置，所述手势感应窗具有供光线穿过的通孔，所述感应窗盖由透明材料制成并用于封闭所述通孔；

处理单元，用于接收所述非接触式检测单元获取的动作信号，将所述动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令，所述至少一个预设信号包括第一时间阈值，当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，所述处理单元输出进行冲水的指令；当停留时间小于第一时间阈值时，所述处理单元输出不进行冲水的指令；以及

控制单元，用于接收所述指令并输出对应的控制信号，

所述冲水水箱包括冲水单元，所述冲水单元安装于所述冲水水箱，所述冲水单元根据所述控制单元发送的控制信号执行打开或关闭操作。

2.根据权利要求1所述的便器非接触式冲水系统，其特征在于，所述分隔装置包括挡板，所述挡板沿所述通孔的轴线方向设置。

3.根据权利要求1所述的便器非接触式冲水系统，其特征在于，所述系统还包括内置电源，用于为所述非接触式检测单元、所述处理单元以及所述控制单元供电，所述内置电源为直流电源。

4.一种便器非接触式冲水方法，应用于安装有感应控制装置的便器，冲水水箱用于对所述便器冲水，其特征在于，所述冲水水箱包括箱盖，所述箱盖上设置有固定孔，所述感应控制装置固定于所述固定孔内，所述感应控制装置包括非接触式检测单元、处理单元、控制单元以及冲水单元，所述方法包括：

所述非接触式检测单元获取用户的动作信号，所述动作信号包括用户手势停留时间，所述非接触式检测单元包括检测窗口和手势感应PCB板，所述手势感应PCB板包括用于发射红外光的红外发射装置以及用于接收红外反射光的红外接收装置，所述检测窗口包括手势感应窗、感应窗盖以及用于分隔所述红外发射装置和所述红外接收装置的分隔装置，所述手势感应窗具有供光线穿过的通孔，所述感应窗盖由透明材料制成并用于封闭所述通孔；

所述处理单元接收所述非接触式检测单元获取的动作信号，将所述动作信号与至少一个预设信号进行比较，获取比较结果并输出对应的指令，所述至少一个预设信号包括第一时间阈值，当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，所述处理单元输出进行冲水的指令；当停留时间小于第一时间阈值时，所述处理单元输出不进行冲水的指令；

所述控制单元接收所述指令并输出对应的控制信号；

所述冲水单元根据所述控制单元发送的控制信号执行打开或关闭操作。

5.根据权利要求4所述的便器非接触式冲水方法，其特征在于，所述当手势停留时间大于等于第一时间阈值时，所述处理单元输出进行冲水的指令，包括：

当手势停留时间大于或等于第二时间阈值时，所述处理单元输出以第一流量进行冲水的指令；

当手势停留时间小于第二时间阈值时，所述处理单元输出以第二流量进行冲水的指令；

所述第一时间阈值小于所述第二时间阈值。

Images