CN110624119A - 用于马桶的深紫外线消毒系统 - Google Patents
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Abstract
用于马桶的深紫外线消毒系统，包括：控制装置，其具有水密性封装的外壳，外壳内设有控制电路以及为控制电路供电的充电电池；杀菌装置，其具有成薄片状的贴装件，贴装件的背面设有背胶，贴装件的正面安装有深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器；控制电路通过输入线缆为深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器提供工作电压，距离传感器和人体感应传感器则向控制电路反馈检测信号。与现有技术相比，本发明具有较好防水的结构处理，提供了简单的加装方式，无论是新安装的马桶或者是旧马桶都可以实施，采用距离检测配合人体检测技术，只有在马桶盖合上之后才会自动点亮深紫外灯进行杀菌，避免了人体眼睛直视紫外线而带来的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及马桶消毒技术，具体是用于马桶的深紫外线消毒系统。
背景技术
马桶是现代社会日常使用非常普遍的家居设施，在学校、医院、政府单位、机场等公共领域也广泛配置。从马桶诞生以来，大家的日常使用基本都大致相同，而马桶的结构也大致相同，由马桶盖、坐便环、底座及冲水槽等组成。
作为一种公用的家居，普通使用场景均为多人共用，而马桶使用的环境为厕所，或者厕所与浴室，其特点就是不会有阳光直照(太阳光主要为紫外线，是消毒杀菌最有效、快捷的方式)，而且马桶的安装环境潮湿，是非常容易产生细菌的场所，而作为马桶与人体直接接触的部件——坐便环就更是极易滋生细菌的部位，由于结构原因，清洁水冲洗不到，但坐便环又是每次都会接触不同的使用者，这样就更大了坐便环上的卫生风险。但目前市场上所有的与清洁马桶相关的产品，均没有解决这个问题，比如常见的马桶香薰包，无非是提供了一种气味覆盖；今年来流行的智能马桶盖，也只是针对马桶底座内部的自动冲洗，也是覆盖不到坐便环的消毒杀菌作用。
公开号为CN204849976U的中国发明，公开了一种紫外线消毒马桶，水箱下边左外侧设置有紫外线杀毒电控装置，马桶盖下面设置有紫外线灯管，能够自动对马桶内进行消毒。
授权公告号为CN104856605B的中国发明，公开了一种装有紫外线灯的马桶盖和座圈(即坐便环)组件，包括马桶盖及其下面的座圈，在所述马桶盖和座圈的内侧均装有多个紫外线灯，在该马桶盖内侧的边缘装有触发开关，该触发开关连接在紫外线灯的电源回路中。利用马桶盖内侧的紫外线灯可以对下面的座圈表面和马桶底部进行杀菌消毒；而座圈内侧和环状体外周的紫外线灯可以对马桶内壁杀菌消毒。这样，马桶内部全部区域和座圈表面均能够杀菌消毒，不留死角。使用完马桶后关闭板马桶盖即可压触触发开关开启紫外线灯杀菌一定时间后自动关闭紫外线灯，使用安全方便。
申请人对不限于以上提及的现有技术进行了研究，发现目前的现有技术多采用了在马桶盖上布置紫外光源，通过触发开关控制紫外光源对马桶的坐便环或马桶内部进行杀菌消毒。但是，现有技术还存在诸多不足之处：
(1)多为马桶盖自身结构进行重新设计，对于普通马桶盖无法兼容实施；
(2)仅采用机械式触发开关进行检测和控制，容错性不佳，易发生紫外光源工作失控事故；
(3)采用市电供电，存在布线施工不便以及电力安全隐患之虞。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的上述不足之处，提供了一种用于马桶的深紫外线消毒系统，具体方案如下。
用于马桶的深紫外线消毒系统，包括：
控制装置，其具有水密性封装的外壳，外壳内设有控制电路以及为控制电路供电的充电电池，外壳一侧安装有与控制电路连接的输出接口和充电接口，通过充电接口连接外部电源为充电电池充电；
杀菌装置，其具有成薄片状的贴装件，贴装件的背面设有背胶，贴装件的正面安装有深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器，贴装件的边沿安装有与深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器连接的输入线缆，输入线缆的末端具有与输出接口插拔配合的输入接口；输入接口与输出接口插接后，控制电路通过输入线缆为深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器提供工作电压，距离传感器和人体感应传感器则向控制电路反馈检测信号。
作为上述技术方案的改进，贴装件成环形，其左右两部对称的各设一个距离传感器，深紫外灯为沿贴装件间隔设置的多个深紫外LED。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)控制装置采用了可拆卸式的移动电源供电技术，具有较好防水的结构处理，充分的考虑了用户的使用方便性和安全性；
(2)杀菌装置采用背贴的后装结构设计，提供了简单的加装方式，无论是新安装的马桶或者是旧马桶都可以实施；
(3)采用距离检测配合人体检测技术，严格判断马桶盖是否合上，只有在马桶盖合上之后才会自动点亮深紫外灯进行杀菌，避免了人体眼睛直视紫外线而带来的伤害。
下面结合说明附图和具体实施方式对本发明做可选的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中控制装置的结构示意图的使用状态示意图。
图3是本发明的使用状态示意图。
图4本发明中中控模块的电路原理图。
图5本发明中距离传感器的电路原理图。
图6本发明中人体感应传感器的电路原理图。
图7本发明中开关模块的电路原理图。
图8本发明中驱动模块的电路原理图。
图9本发明中电流保护模块的电路原理图。
图10本发明中充电模块的电路原理图。
图11本发明中电量显示模块的电路原理图。
具体实施方式
如图1到图2所示，用于马桶的深紫外线消毒系统，包括：
控制装置1，其具有水密性封装的外壳11，外壳11内设有控制电路(图未示出)以及为控制电路供电的充电电池(图未示出)，外壳11一侧安装有与控制电路连接的输出接口12和充电接口13，通过充电接口13连接外部电源为充电电池充电；
杀菌装置2，其具有成薄片状的贴装件21，贴装件21的背面设有背胶，贴装件21的正面安装有深紫外灯22、距离传感器23和人体感应传感器24，贴装件21的边沿安装有与深紫外灯22、距离传感器23和人体感应传感器24连接的输入线缆25，输入线缆25的末端具有与输出接口12插拔配合的输入接口26；输入接口26与输出接口12插接后，控制电路通过输入线缆25为深紫外灯22、距离传感器23和人体感应传感器24提供工作电压，距离传感器23和人体感应传感器24则向控制电路反馈检测信号。
如图3所示，上述技术方案中所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，当其实施于图示的马桶9时，贴装件21的背面设有背胶，因此杀菌装置系采用背贴的后装结构安装在马桶盖91的内壁，提供了简单的加装方式，无论是新安装的马桶或者是旧马桶都可以实施；同样的，控制装置1也采用胶粘的方式固定在马桶9的水箱侧壁，输入线缆25也用胶粘的方式沿马桶外壁妥善布线；
马桶9未使用时，马桶盖91和坐便环92都下翻至水平位置，距离传感器23检测到马桶盖91和坐便环92合拢即向控制电路反馈检测信号，控制电路即开启深紫外灯22；由于贴装件21采用背贴的后装结构安装在马桶盖91的内壁，深紫外灯22工作时即可对坐便环92进行短波紫外线照射，以此实现消杀；
使用马桶9坐姿如厕时，采用距离检测配合人体检测技术，即使使用者的后背也将作用于距离传感器23，但人体感应传感器24会同时检测到人体并向控制电路反馈检测信号，控制电路即可控制深紫外灯22不开启，避免使用者受紫外线照射影响，比如人体眼睛直视紫外线而带来的伤害；
并且，控制装置1采用了可拆卸式的移动电源供电技术，具有水密性封装，具有较好防水的结构处理，充分的考虑了用户的使用方便性和安全性。
如图1和图3所示，在较佳的实施方式中，贴装件21成环形，其左右两部对称的各设一个距离传感器23，深紫外灯22为沿贴装件21间隔设置的多个深紫外LED。贴装件21成环形，即与坐便环92的形状匹配，使得深紫外灯22根据人体与坐便环92的实际接触位合理分布，消杀更准确。
如图4所示，控制电路具有中控模块，中控模块采用型号为CM9M145的集成电路U2；集成电路U2通过第6脚为距离传感器23和人体感应传感器24提供驱动信号，并通过第2脚和第3脚分别接收离传感器的检测信号，还通过第20脚接收人体感应传感器24的检测信号。
如图5所示，距离传感器23采用型号皆为SIR765的光电开关IR1和光电开关IR2，光电开关IR1的第1脚、第3脚并联连接充电电池的正极，光电开关IR1的第2脚连接有一个三极管Q6，三极管Q6的基极、集电极、发射极分别连接集成电路U2的第6脚、光电开关IR1的第2脚、接地；光电开关IR2的第1脚、第3脚并联连接充电电池的正极，光电开关IR2的第2脚连接有一个三极管Q8，三极管Q8的基极、集电极、发射极分别连接集成电路U2的第6脚、光电开关IR2的第2脚、接地；其中，光电开关IR1的第3脚还连接集成电路U2的第2脚，光电开关IR2的第3脚还连接集成电路U2的第3脚；
如图6所示，人体感应传感器24采用型号为RE200B-TO5的红外热释感应传感器，其第1脚、第2脚、第3脚分别连接集成电路U2的第20脚、充电电池的正极、接地。
如图7所示，控制电路具有开关模块，充电电池通过开关模块为深紫外灯22供电，而集成电路U2的第10脚则为开关电路输出电路开关控制信号；开关模块包括三极管Q2和MOS管Q5，MOS管Q5的源极连接充电电池的正极，MOS管Q5的漏极为深紫外灯22输出驱动电压，三极管Q2的集电极与MOS管Q5的栅极并联连接充电电池的正极，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极则连接集成电路U2的第10脚。
如图8所示，控制电路具有驱动模块，驱动模块采用型号为AP9193的集成电路U4,集成电路U4的第8脚接入开关模块输出的驱动电压，深紫外灯22并联于集成电路U4的第8脚与第4脚之间。
如图9和图10所示，控制电路具有电流保护模块和充电模块，电流保护模块通过充电接口13连接外部电源并为充电模块提供输入电压；充电模块采用型号为TP4056的集成电路U3，集成电路U3的第8脚接入电流保护模块提供的输入电压，第5脚则连接充电电池的正极为其提供充电电压，第7脚则连接集成电路U2的第12脚。
如图2和图11所示，控制电路具有电量显示模块，电量显示模块为安装在外壳11表面的五脚三位数码管14，五脚三位数码管14的第1脚至第5脚分别连接集成电路U2的第17脚至第13脚。
如图2和图4所示，外壳11表面安装有检测按钮15，集成电路U2的第1脚则通过一个检测开关S1接地，检测按钮15用于按压操作检测开关S1。
所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，两个距离传感器处于一直工作状态，信号脚IR_CHEC(集成电路U2的6脚)向距离传感器发射信号，信号脚IR1和IR2(集成电路U2的第2脚、第3脚)分别从距离传感器接收信号，信号脚IR_CHEC(集成电路U2的第6脚)持续发射一脉冲信号让距离传感器中的红外线二极管处于工作状态，当两个距离传感器同时检测到有障碍物时，信号脚IR1和IR2由高电平转为低电平，同时集成电路U2再检测人体感应信号RELO(集成电路U2的20脚)，如果该信号为高说明是人体为障碍物(即前述使用马桶坐姿如厕的情形)，此时集成电路U2会继续等待；如果RELO信号为低，说明没有人体为障碍物(即前述马桶未使用时的情形)，这样集成电路U2就会判断马桶盖是处于合上状态，就会一个高电平给信号脚EN(集成电路U2的10脚)去打开三极管Q2,从而让三极管Q2的集电极就会被拉低，这样，就会把MOS管Q5打开，给驱动模块中的集成电路U4供电；
深紫外灯的工作电压在7V左右，而集成电路U4为一颗恒流升压驱动IC，即可良好的驱动并联一组的深紫外灯；集成电路U3为充电电池进行充电管理，提供1A电流充电保护；信号脚VIN为外部提供的DC5V电输入端，信号脚B+为电池的正极；信号脚CHRG为电量检测信号，直接送到集成电路U3的第12脚，集成电路U3通过扫描这个脚的电压，来判断当前电池的电量，然后通过L1、L2、L3、L4、L5五个脚来驱动五脚三位数码管显示电量；
通过对集成电路U2的逻辑编程，用户只需要任何触发系统(合上马桶盖或者按动检测按钮)，五脚三位数码管就会点亮显示电量；J4即充电接口，采用标准的USB口，用户可以接入标准的DC5V电给电池充电，兼容市场上所有的DC5V适配器；输入接口与输出接口也可以采用标准的USB接口规范。
对于本领域的技术人员来说，可根据本发明所揭示的结构和原理获得其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，包括：
控制装置，其具有水密性封装的外壳，外壳内设有控制电路以及为控制电路供电的充电电池，外壳一侧安装有与控制电路连接的输出接口和充电接口，通过充电接口连接外部电源为充电电池充电；
杀菌装置，其具有成薄片状的贴装件，贴装件的背面设有背胶，贴装件的正面安装有深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器，贴装件的边沿安装有与深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器连接的输入线缆，输入线缆的末端具有与输出接口插拔配合的输入接口；输入接口与输出接口插接后，控制电路通过输入线缆为深紫外灯、距离传感器和人体感应传感器提供工作电压，距离传感器和人体感应传感器则向控制电路反馈检测信号。
2.如权利要求1所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，贴装件成环形，其左右两部对称的各设一个距离传感器，深紫外灯为沿贴装件间隔设置的多个深紫外LED。
3.如权利要求2所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，控制电路具有中控模块，中控模块采用型号为CM9M145的集成电路U2；集成电路U2通过第6脚为距离传感器和人体感应传感器提供驱动信号，并通过第2脚和第3脚分别接收离传感器的检测信号，还通过第20脚接收人体感应传感器的检测信号。
4.如权利要求3所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，距离传感器采用型号皆为SIR765的光电开关IR1和光电开关IR2，光电开关IR1的第1脚、第3脚并联连接充电电池的正极，光电开关IR1的第2脚连接有一个三极管Q6，三极管Q6的基极、集电极、发射极分别连接集成电路U2的第6脚、光电开关IR1的第2脚、接地；光电开关IR2的第1脚、第3脚并联连接充电电池的正极，光电开关IR2的第2脚连接有一个三极管Q8，三极管Q8的基极、集电极、发射极分别连接集成电路U2的第6脚、光电开关IR2的第2脚、接地；其中，光电开关IR1的第3脚还连接集成电路U2的第2脚，光电开关IR2的第3脚还连接集成电路U2的第3脚。
5.如权利要求3所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，人体感应传感器采用型号为RE200B-TO5的红外热释感应传感器，其第1脚、第2脚、第3脚分别连接集成电路U2的第20脚、充电电池的正极、接地。
6.如权利要求3所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，控制电路具有开关模块，充电电池通过开关模块为深紫外灯供电，而集成电路U2的第10脚则为开关电路输出电路开关控制信号；开关模块包括三极管Q2和MOS管Q5，MOS管Q5的源极连接充电电池的正极，MOS管Q5的漏极为深紫外灯输出驱动电压，三极管Q2的集电极与MOS管Q5的栅极并联连接充电电池的正极，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极则连接集成电路U2的第10脚。
7.如权利要求6所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，控制电路具有驱动模块，驱动模块采用型号为AP9193的集成电路U4,集成电路U4的第8脚接入开关模块输出的驱动电压，深紫外灯并联于集成电路U4的第8脚与第4脚之间。
8.如权利要求3所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，控制电路具有电流保护模块和充电模块，电流保护模块通过充电接口连接外部电源并为充电模块提供输入电压；充电模块采用型号为TP4056的集成电路U3，集成电路U3的第8脚接入电流保护模块提供的输入电压，第5脚则连接充电电池的正极为其提供充电电压，第7脚则连接集成电路U2的第12脚。
9.如权利要求8所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，控制电路具有电量显示模块，电量显示模块为安装在外壳表面的五脚三位数码管，五脚三位数码管的第1脚至第5脚分别连接集成电路U2的第17脚至第13脚。
10.如权利要求9所述的用于马桶的深紫外线消毒系统，其特征在于，外壳表面安装有检测按钮，集成电路U2的第1脚则通过一个检测开关S1接地，检测按钮用于按压操作检测开关S1。
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