CN109730572A - 一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置，具体包括：马桶盖、转轴、电机、桥式电路单元、主控单元、角度反馈单元、市电接入单元和直流电单元。本发明同时提供了使用上述装置的方法。本发明的优点在于，在仅仅增加直流电单元及细小电路改造的很小成本情况下，利用智能马桶已有的电路结构，使得在无市电的情况下，马桶盖合盖可实现平稳下降的效果。

Description

一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置和方法

技术领域

本发明涉及智能卫浴技术领域，具体是一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置和方法。

背景技术

生活中马桶安装的盖板，为了防止盖板在盖合时因为本身重力而自由落下带来马桶盖与马桶本体快速撞击，通常厂家会提供阻尼装置。机械阻尼通常是通过轴和轴套之间添加缓冲阻尼脂，顺逆卡组合而成的，使用寿命有限。

在智能马桶场景下，通常安装有电机实现智能马桶盖的开合。如果机械阻尼失效，马桶盖在重力作用下高速下落撞击马桶本体，不仅会发出巨大声响影响体验和安全性，时间长了会造成电机转轴松动，从而影响电机的实用寿命，严重时甚至造成电机的损坏。

但是我们发现，在马桶盖在重力作用下向下盖合的过程中，实际上是一个马桶盖势能转换的过程，即将马桶盖势能转换为机械阻尼装置的动能。如果能够将马桶盖势能转换为电势能，即通过线圈磁场感应电流产生安培力，形成与马桶盖下降转轴转动方向相反的力偶矩，即可对转轴转动起阻尼作用，这样就能实现即使机械阻尼失效，也能实现马桶盖缓降的效果。

发明内容

为解决智能马桶机械阻尼失效的情况下也能实现马桶盖缓降的效果，本发明提出一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置和方法。

本发明提供的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置技术方案具体包括：马桶盖、转轴、电机、桥式电路单元、主控单元、角度反馈单元、市电接入单元和直流电单元。其中，1)所述马桶盖上连接有转轴，可通过转轴进行上翻或下合；2)所述转轴与电机和角度反馈单元连接，转轴可向所述角度传感单元反馈当前马桶盖开合角度，所述电机可用于控制所述转轴转动方向，从而控制马桶盖的上翻或下合。3)所述电机与桥式电路单元相连，同时与直流电单元连接并由其供电。所述桥式电路在主控单元控制下，可以工作在“马桶盖上翻”和“马桶盖下合”状态，对应调节向电机输出的驱动电流和整流电压，从而控制转轴的上翻和下合方向，以及速度。电机与直流电单元连接，在马桶盖下合带动转轴反转情况下产生微电流并可向直流电单元充电。4)所述桥式电路与主控单元相连，用于接收主控单元的控制信号。5)所述主控单元与桥式电路、角度反馈单元和直流电单元分别相连。在正常情况下，市电接入单元接入交流电市电，并经过直流电单元转换为直流电后向主控单元和电机供电。在市电接入单元不供电情况下，直流电单元可被充电后为主控单元和电机供电。

进一步的，所述电机包括电机驱动单元和电制阻尼电路。

进一步的，所述直流电单元为AC-DC转换电路，并且包含电容器组。

在智能马桶市电正常供电且马桶盖上翻的场景下，市电接入单元接入交流电，经过直流电单元后变成直流电，给主控单元和电机供电。用户发出马桶盖上翻指令后，所述主控单元接收所述角度传感器的信号，发出上翻驱动信号并通过所述桥式电路传至所述电机，此时桥式电路工作在“马桶盖上翻”状态。电机驱动单元驱动电机转动，电机带动所述转轴转动使马桶盖实现上翻。当马桶盖上翻开启至预定的角度时，所述主控单元控制发出间歇电流，电流使电机转子受到电磁阻尼作用，形成与原来转动方向相反的力偶矩，改变电机转速，增加电制阻尼，使马桶盖平稳上翻到位。

在智能马桶市电正常供电且马桶盖下合的场景下，市电接入单元接入交流电，经过直流电单元后变成直流电，给主控单元和电机供电。用户发出马桶盖下合指令后，所述主控单元接收所述角度传感器的信号，并根据马桶盖的位置角度信息进行判断，如果马桶盖处于打开状态，则发出下合驱动信号并通过桥式电路传至所述电机，此时桥式电路工作在“马桶盖下合”状态。电机驱动单元驱动电机转动，使马桶盖合盖。当马桶盖合盖至预定角度时，所述主控单元停止发送驱动信号，停止电机驱动，马桶盖利用自身重力进行合盖；当马桶盖利用自身重力进行合盖时带动的电机转速大于预定值时，所述主控单元发送间歇电流至所述电机，电流使电机转子受到电磁阻尼作用，形成与原来转动方向相反的力偶矩，改变电机转速，增加电制阻尼，从而达到安全的下降速度。

上述在市电正常的情况下，装置的工作流程不是本发明的主要内容。为解决在市电断电情况下的马桶盖缓降问题，本技术方案提出一种基于上述装置的支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法，包括如下步骤：

步骤S1：当无市电时，用户手动作向下合上马桶盖的动作时，马桶盖在外力和自身重力作用下，向下超过临界角度并触发转轴转动。

步骤S2：马桶盖带动转轴转动，转轴带动电机内的线圈转动产生感应电动势。此时电机线圈的外电路为闭合状态，在线圈中会产生感应微小直流电流。

步骤S3：微小直流电流为所述直流电单元充电；直流电单元充电后，为主控单元和电机提供直流电。

步骤S4：主控单元检测到市电接入单元处于断电状态，并从角度反馈单元获取当前盖板角度信息，控制桥式电路工作在“马桶盖上翻”状态，即电流使电机转子受到电磁阻尼作用，形成与原来转动方向相反的力偶矩，并带动转轴使得马桶盖下降速度变缓并停止。

步骤S5：马桶盖下降速度变缓并停止后，电机线圈停转，不再向直流电单元充电，电机阻尼消失，马桶盖在重力作用下又开始下降，回到步骤S2。

通过重复上述步骤，马桶盖在重力以及电机阻尼的作用下，形成下降、缓慢停止、下降、缓慢停止的循环过程，直至平稳合盖完成。

进一步的，所述马桶盖在外力和自身重力作用下向下超过的临界角度为盖板与水平面呈87度。

本发明的优点在于，在仅仅增加直流电单元及细小电路改造的很小成本情况下，利用智能马桶已有的电路结构，使得在无市电的情况下，马桶盖合盖可实现平稳下降的效果。这样，无论智能马桶是否具备机械阻尼装置，均可保护马桶盖避免在重力作用下落时快速撞击马桶造成损坏。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置示意图；

图2为本发明一具体实施方式的支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置和方法做详细说明。

请参考图1，为本发明的一具体实施方式的支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置示意图。

所述支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置，具备：1)马桶盖110，所述马桶盖110上连接有转轴111，可通过转动转轴111实现马桶盖110的上翻或下合；2)所述转轴111与电机112和角度反馈单元114连接，转轴111可向所述角度传感单元114反馈当前马桶盖开合角度，所述电机112可用于控制所述转轴111转动方向，从而控制马桶盖110的上翻或下合。3)所述电机112与桥式电路单元113相连，同时与直流电单元117连接并由其供电。电机112与直流电单元117连接，用于在马桶盖110下合带动转轴111反转情况下产生微电流并向直流电单元117充电。4)所述桥式电路单元113与主控单元115相连，用于接收主控单元的控制信号。所述桥式电路单元113在主控单元控制下，可以工作在“马桶盖上翻”和“马桶盖下合”状态，对应调节向电机112输出的驱动电流和整流电压，从而控制转轴111的上翻和下合方向，以及速度。5)所述主控单元115与桥式电路113、角度反馈单元114和直流电单元117分别相连。6)市电接入单元116与直流电单元117相连。在正常情况下，市电接入单元116接入交流电市电，并经过直流电单元117转换为直流电后向主控单元115和电机112供电。在市电接入单元116不供电情况下，直流电单元117可被充电后为主控单元115和电机112供电。

进一步的，所述电机112包括电机驱动单元和电制阻尼电路。

进一步的，所述直流电单元为AC-DC转换电路，并且包含电容器组。

请参考图2，为本发明一具体实施方式的支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法流程图。本方法具体包括如下步骤：

步骤S1：当无市电时，用户手动作向下合上马桶盖的动作，马桶盖在外力和自身重力作用下，下落并超过临界角度并触发转轴转动。

步骤S2：马桶盖带动转轴转动，转轴带动电机内的线圈转动产生感应电动势。此时电机线圈的外电路为闭合状态，在线圈中会产生感应微小直流电流。

步骤S3：微小直流电流为直流电单元充电；直流电单元充电后，为主控单元和电机提供直流电。

步骤S4：主控单元检测到市电接入单元处于断电状态，并从角度反馈单元获取当前盖板角度信息，控制桥式电路工作在“马桶盖上翻”状态，即电流使电机转子受到电磁阻尼作用，形成与原来转动方向相反的力偶矩，并带动转轴使得马桶盖下降速度变缓并停止。

步骤S5：马桶盖下降速度变缓并停止后，电机线圈停转，不再向直流电单元充电，电机阻尼消失，马桶盖在重力作用下又开始下降，回到步骤S2。

通过重复上述步骤，马桶盖在重力以及电机阻尼的作用下，形成下降、缓慢停止、下降、缓慢停止的循环过程，直至平稳合盖完成。

进一步的，所述马桶盖在外力和自身重力作用下向下超过的临界角度为盖板与水平面呈87度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置，其特征在于，包括：马桶盖、转轴、电机、桥式电路单元、主控单元、角度反馈单元、市电接入单元和直流电单元。其中：

所述马桶盖上连接有转轴，可通过所述转轴进行上翻或下合；

所述转轴与所述电机和所述角度反馈单元连接，转轴向角度传感单元反馈当前马桶盖开合角度，电机用于控制转轴转动方向，从而控制马桶盖的上翻或下合；

所述电机与所述桥式电路单元相连，同时与所述直流电单元连接并由其供电。在马桶盖下合带动转轴反转情况下电机产生微电流并向所述直流电单元充电。

所述桥式电路与主控单元相连，用于接收主控单元的控制信号。所述桥式电路在所述主控单元控制下，可以工作在“马桶盖上翻”和“马桶盖下合”状态，对应调节向所述电机输出的驱动电流和整流电压，从而控制所述转轴的上翻和下合方向，以及速度。

所述主控单元与桥式电路、角度反馈单元和直流电单元分别相连。在市电接入单元不供电情况下，直流电单元可被充电后为主控单元和电机供电。

2.根据权利要求1所述的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置，其特征在于，所述电机包括电机驱动单元和电制阻尼电路。

3.根据权利要求1所述的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的装置，其特征在于，所述直流电单元为AC-DC转换电路，并且包含电容器组。

4.一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：当无市电时，用户手动作向下合上马桶盖的动作，马桶盖在外力和自身重力作用下，下落触发转轴转动并超过临界角度。

步骤S2：马桶盖带动转轴转动，转轴带动电机内的线圈转动产生感应电动势。此时电机线圈的外电路为闭合状态，在线圈中会产生感应微小直流电流。

步骤S3：微小直流电流为直流电单元充电；直流电单元充电后，为主控单元和电机提供直流电。

步骤S4：主控单元检测到市电接入单元处于断电状态，并从角度反馈单元获取当前盖板角度信息，控制桥式电路工作在“马桶盖上翻”状态，即电流使电机转子受到电磁阻尼作用，形成与原来转动方向相反的力偶矩，并带动转轴使得马桶盖下降速度变缓并停止。

步骤S5：马桶盖下降速度变缓并停止后，电机线圈停转，不再向直流电单元充电，电机阻尼消失，马桶盖在重力作用下又开始下降，回到步骤S2，直至平稳合盖完成。

5.根据权利要求4所述的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法，其特征在于，马桶盖的合盖过程为：下降、缓慢停止、下降、缓慢停止的循环过程，直至平稳合盖完成。

6.根据权利要求4所述的一种支持智能马桶断电状态下盖板缓降的方法，其特征在于，所述马桶盖在外力和自身重力作用下向下超过临界角度为盖板与水平面呈87度。