CN111973044A - 一种马桶踏垫控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种马桶踏垫控制系统及其控制方法，马桶踏垫控制系统包括总控模块，控制电路，超声波模块，舵机，升降控制器，升降台，电源模块，以及数据库；本发明的控制系统的舵机带动超声波传感器转动，通过多角度发射超声波，经过总控模块的换算可以较为精确的获得用户的小腿长度；数据库中存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，由此可以精确控制踏垫上升的最佳高度，保证用户健康；总控模块中存储的安全升高范围，如果通过换算得到的升高高度超出了安全范围，则系统自动不进行操作，避免设备进行违反人体结构的危险操作，保证了用户的安全。

Description

一种马桶踏垫控制系统及其控制方法

技术领域

本发明智能家居领域，尤其涉及一种马桶踏垫控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，智能马桶已走进千家万户，许多用户也意识到坐式马桶使得肛直角角度减小、腹压降低，使得排便无力、大便易阻塞故不利于排便。因此也出现了可调整用户如厕时增大肛肠角度的现有技术，例如中国实用新型专利CN206964583U中公开了一种提升排便功能的马桶踏垫，通过手动调整踏垫的高度，调整到用户最舒服的如厕角度，使得排便更佳顺畅、健康；中国发明专利申请CN108852129 A提出了一种多功能马桶座凳及其使用方法，可以任意调整马桶坐凳的高度；中国发明专利CN109349954 A通过在马桶主体前侧下部设置脚踏组件供用户排便时踏脚，使身体呈蹲的状态，利于排便。

由此可见，现有技术中，出现了可调节高度的踏垫的技术，但多数控制，均为手动控制，且都是毫无根据的，然而事实是，不同身高、腿长的用户，对于需要升高的高度的需求是不一样的，现有技术无法精确控制最佳的升高高度，只能靠用户自己感觉；另外，在控制踏垫高度时，未考虑安全问题，尤其是当控制机制发生异常时，踏垫失控持续升高，当升高的高度大于马桶本身的高度时，有可能使得用户失去平衡，对于正在使用的用户来说是个极大的安全隐患。

综上，现有技术中存在踏垫的控制不够科学、智能，也没有考虑到用户使用安全的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种马桶踏垫控制系统及其控制方法。为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种马桶踏垫控制系统，包括总控模块，控制电路，超声波模块，舵机，升降控制器，升降台，电源模块，以及数据库；

总控模块与控制电路、数据库连接；控制电路与超声波模块、舵机、升降控制器连接；超声波模块固定在舵机上，并与总控模块连接；舵机固定于升降台一侧；升降控制器与升降台连接；

总控模块，用以处理超声波模块采集的数据，换算出用户小腿长度，查询数据库中存储的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，并发送控制信号至控制电路；

控制电路，用以接收总控模块发送的控制信号，进而控制超声波模块、舵机及升降控制器的动作；

超声波模块，用以探测用户腿部至超声波传感器的距离，并将数据传送至总控模块；

舵机，用以控制超声波模块测距时，超声波的发送方向；

升降控制器，用以控制升降台的抬升与落下；

升降台，在升降控制器的控制下，进行抬升与落下；

电源模块，用于为系统中各部件供电；

数据库存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系。

优选的，总控模块为STM32F103C8T6单片机。

优选的，超声波模块包括超声波传感器，超声波模块通过超声波发出与返回的时间长短，判断用户腿部与超声波传感器的距离。

优选的，舵机用以改变超声波传感器发射超声波的角度，获得用户腿部不同部位与超声波传感器的距离数据，进而换算出用户小腿长度。

优选的，超声波模块探测到有物体在限位区域内停留三秒以上，开始采集数据。

一种如上述马桶踏垫控制系统的控制方法，包括下列步骤：

S1)系统上电后，处于待机状态；

S2)当超声波模块的超声波传感器探测到有物体进入到限位区间内后，判断物体是否处于限位区间内三秒以上，若是，进入步骤S3)，若不是，返回步骤S1)；其中，限位区间是系统中设置一个固定的与超声波传感器的距离范围，只有当用户的脚踏入这个限位区间内并停留三秒钟以上时，设备才将启动运行，而原本此区域内的物体如果消失三秒钟以上，则被视为用户使用完毕，设备将会回到初始状态；

S3)控制电路控制舵机开始旋转，同时控制电路控制超声波模块多次发射超声波测得多组超声波发出及返回的时间数据；

S4)超声波模块测得的多组数据，经总控模块换算得到用户小腿长度，进一步查询数据库中的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系；上述用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系是通过调研以及理论模拟得到的；

S5)判断最佳上升高度是否符合总控模块中存储的安全升高范围，若是，进入步骤S6)，若不是，返回步骤S1)，等待下次采样；

S6)总控模块发送控制信号至控制电路，控制电路控制升降控制器驱动升降台上升；

S7)升降台上升最佳上升高度后停止上升动作，系统进入待机模式；

S8)当超声波传感器限位区间内的物体消失后，判断限位区域内处于没有物体的状态是否三秒以上，若是，进入步骤S9)，若不是，返回步骤S7)；

S9)总控模块发送控制信号至控制电路，进一步升降控制器驱动升降台下降至初始位置。

本发明的有益效果为：

(1)首先，本发明中的舵机带动超声波传感器转动，通过多角度发射超声波，获取多个用户腿部的数据，经过总控模块的换算可以较为精确的获得用户的小腿长度；

(2)其次，在精准获取用户小腿长度的基础上，本发明中的控制系统还设置有数据库，数据库中存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，由此可以精确控制踏垫上升的最佳高度，保证用户健康；另外还能保证同一用户每次使用时，上升的高度是一致的，用户体验较好；

(3)最后，总控模块中存储的安全升高范围，如果通过换算得到的升高高度超出了安全范围，则系统自动不进行操作，避免设备进行违反人体结构的危险操作，保证了用户的安全。

附图说明

图1是本发明马桶踏垫控制系统的结构示意图。

图2是本发明马桶踏垫控制系统的控制方法的流程示意图。

图3为本发明控制电路的电路图。

具体实施方式

以下结合实施例对发明做详细的说明：

本发明中控制系统的舵机带动超声波传感器转动，通过多角度发射超声波，获取多个用户腿部的数据，经过总控模块的换算可以较为精确的获得用户的小腿长度；在精准获取用户小腿长度的基础上，本发明中的控制系统还设置有数据库，数据库中存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，由此可以精确控制踏垫上升的最佳高度，保证用户健康；另外还能保证同一用户每次使用时，上升的高度是一致的，用户体验较好；总控模块中存储的安全升高范围，如果通过换算得到的升高高度超出了安全范围，则系统自动不进行操作，避免设备进行违反人体结构的危险操作，保证了用户的安全。

实施例1：

参照图1，作为本发明一种具体实施例，：一种马桶踏垫控制系统，其特征在于，包括总控模块1，控制电路2，超声波模块3，舵机4，升降控制器5，升降台6，电源模块7，以及数据库8。

所述总控模块1与所述控制电路2、所述数据库8连接；所述控制电路2与所述超声波模块3、所述舵机4、所述升降控制器5连接；所述超声波模块3固定在所述舵机4上，并与所述总控模块1连接；所述舵机4固定于所述升降台6一侧；所述升降控制器5与所述升降台6连接。

所述总控模块1，用以处理超声波模块3采集的数据换算出用户小腿长度，查询所述数据库8中存储的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，并发送控制信号至所述控制电路2；总控模块1为STM32F103C8T6单片机。

所述控制电路2，用以接收所述总控模块1发送的控制信号，进而控制所述超声波模块3、所述舵机4及所述升降控制器5的动作；控制电路的电路图参照图3所示。

所述超声波模块3，用以探测用户腿部至超声波传感器的距离，并将数据传送至所述总控模块1；所述超声波模块3包括超声波传感器，所述超声波模块3通过超声波发出与返回的时间长短，判断用户腿部与超声波传感器的距离；超声波模块3探测到有物体在限位区域内停留三秒以上，开始采集数据。

所述舵机4，用以控制所述超声波模块3测距时，超声波的发送方向；所述舵机4用以改变所述超声波传感器发射超声波的角度，获得用户腿部不同部位与超声波传感器的距离数据，进而换算出用户小腿长度。

所述升降控制器5，用以控制所述升降台6的抬升与落下。

所述升降台6，在所述升降控制器5的控制下，进行抬升与落下。

所述电源模块7，用于为系统中各部件供电。

所述数据库8存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系。

参照图2，一种如上述马桶踏垫控制系统的控制方法，包括下列步骤：

S1)系统上电后，处于待机状态；

S2)当超声波模块的超声波传感器探测到有物体进入到限位区间内后，判断物体是否处于限位区间内三秒以上，用户甲在踏垫上停留3秒后进入步骤S3)；

S3)控制电路控制舵机开始旋转，同时控制电路控制超声波模块多次发射超声波测得5组超声波发出及返回的时间数据；

S4)超声波模块测得的5组数据，经总控模块换算得到用户甲的小腿长度为45厘米，进一步查询数据库中的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，可以得到，在用户小腿长度为45厘米时，最佳上升高度为25厘米。

S5)总控模块判断最佳上升高度符合安全升高范围0-50厘米，进入步骤S6)；

S6)总控模块发送控制信号至控制电路，控制电路控制升降控制器驱动升降台上升；

S7)升降台上升最佳上升高度25厘米后停止上升动作，系统进入待机模式；

S8)用户甲在使用完马桶后，离开限位区间；超声波模块判断限位区域内处于没有物体的状态持续三秒以上，进入步骤S9)；

S9)总控模块发送控制信号至控制电路，进一步升降控制器驱动升降台下降至初始位置。

实施例2：

参照图1，一种马桶踏垫控制系统，与实施例1一致。

参照图2，一种如上述马桶踏垫控制系统的控制方法，包括下列步骤：

S1)系统上电后，处于待机状态；

S2)当超声波模块的超声波传感器探测到有物体进入到限位区间内后，判断物体是否处于限位区间内三秒以上，用户乙在踏垫上停留3秒后进入步骤S3)；

S3)控制电路控制舵机开始旋转，同时控制电路控制超声波模块多次发射超声波测得5组超声波发出及返回的时间数据；

S4)超声波模块测得的5组数据中有1组数据出现较大误差，经总控模块换算得到用户乙的小腿长度为75厘米，进一步查询数据库中的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，可以得到，在用户小腿长度为75厘米时，最佳上升高度为55厘米。

S5)总控模块判断最佳上升高度不符合安全升高范围0-50厘米，进入步骤S1)，等待下次采样；

S2)用户乙在踏垫上停留3秒后进入步骤S3)；

S3)控制电路控制舵机开始旋转，同时控制电路控制超声波模块多次发射超声波测得5组超声波发出及返回的时间数据；

S4)超声波模块再次测得的5组数据误差较小，经总控模块换算得到用户乙的小腿长度为50厘米，进一步查询数据库中的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，可以得到，在用户小腿长度为50厘米时，最佳上升高度为30厘米。

S5)总控模块判断最佳上升高度符合安全升高范围0-50厘米，进入步骤S6)；

S6)总控模块发送控制信号至控制电路，控制电路控制升降控制器驱动升降台上升；

S7)升降台上升最佳上升高度30厘米后停止上升动作，系统进入待机模式；

S8)用户乙在使用完马桶后，离开限位区间；超声波模块判断限位区域内处于没有物体的状态持续三秒以上，进入步骤S9)；

S9)总控模块发送控制信号至控制电路，进一步升降控制器驱动升降台下降至初始位置。

本发明中控制系统的舵机带动超声波传感器转动，通过多角度发射超声波，获取多个用户腿部的数据，经过总控模块的换算可以较为精确的获得用户的小腿长度；在精准获取用户小腿长度的基础上，本发明中的控制系统还设置有数据库，数据库中存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，由此可以精确控制踏垫上升的最佳高度，保证用户健康；另外还能保证同一用户每次使用时，上升的高度是一致的，用户体验较好；总控模块中存储的安全升高范围，如果通过换算得到的升高高度超出了安全范围，则系统自动不进行操作，避免设备进行违反人体结构的危险操作，保证了用户的安全。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种马桶踏垫控制系统，其特征在于，包括总控模块(1)，控制电路(2)，超声波模块(3)，舵机(4)，升降控制器(5)，升降台(6)，电源模块(7)，以及数据库(8)；

所述总控模块(1)与所述控制电路(2)、所述数据库(8)连接；所述控制电路(2)与所述超声波模块(3)、所述舵机(4)、所述升降控制器(5)连接；所述超声波模块(3)固定在所述舵机(4)上，并与所述总控模块(1)连接；所述舵机(4)固定于所述升降台(6)一侧；所述升降控制器(5)与所述升降台(6)连接；

所述总控模块(1)，用以处理超声波模块(3)采集的数据换算出用户小腿长度，查询所述数据库(8)中存储的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系，并发送控制信号至所述控制电路(2)；

所述控制电路(2)，用以接收所述总控模块(1)发送的控制信号，进而控制所述超声波模块(3)、所述舵机(4)及所述升降控制器(5)的动作；

所述超声波模块(3)，用以探测用户腿部至超声波传感器的距离，并将数据传送至所述总控模块(1)；

所述舵机(4)，用以控制所述超声波模块(3)测距时，超声波的发送方向；

所述升降控制器(5)，用以控制所述升降台(6)的抬升与落下；

所述升降台(6)，在所述升降控制器(5)的控制下，进行抬升与落下；

所述电源模块(7)，用于为系统中各部件供电；

所述数据库(8)存储有用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的马桶踏垫控制系统，其特征在于，所述总控模块(1)为STM32F103C8T6单片机。

3.根据权利要求1所述的马桶踏垫控制系统，其特征在于，所述超声波模块(3)包括超声波传感器，所述超声波模块(3)通过超声波发出与返回的时间长短，判断用户腿部与超声波传感器的距离。

4.根据权利要求3所述的马桶踏垫控制系统，其特征在于，所述舵机(4)用以改变所述超声波传感器发射超声波的角度，获得用户腿部不同部位与超声波传感器的距离数据，进而换算出用户小腿长度。

5.根据权利要求1所述的马桶踏垫控制系统，其特征在于，所述超声波模块(3)探测到有物体在限位区域内停留三秒以上，开始采集数据。

6.一种如权利要求1-5任一项所述系统的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1)系统上电后，处于待机状态；

S2)当所述超声波模块(3)的超声波传感器探测到有物体进入到限位区间内后，判断物体是否处于限位区间内三秒以上，若是，进入步骤S3)，若不是，返回步骤S1)；

S3)所述控制电路(2)控制所述舵机(4)开始旋转，同时所述控制电路(2)控制所述超声波模块(3)多次发射超声波测得多组超声波发出及返回的时间数据；

S4)所述超声波模块(3)测得的多组数据，经所述总控模块(1)换算得到用户小腿长度，进一步查询所述数据库(8)中的用户小腿长度与升降台的最佳上升高度之间的对应关系；

S5)判断所述最佳上升高度是否符合所述总控模块(1)中存储的安全升高范围，若是，进入步骤S6)，若不是，返回步骤S1)，等待下次采样；

S6)所述总控模块(1)发送控制信号至所述控制电路(2)，所述控制电路(2)控制所述升降控制器(5)驱动所述升降台(6)上升；

S7)所述升降台(6)上升所述最佳上升高度后停止上升动作，系统进入待机模式；

S8)当超声波传感器限位区间内的物体消失后，判断限位区域内处于没有物体的状态是否三秒以上，若是，进入步骤S9)，若不是，返回步骤S7)；

S9)所述总控模块(1)发送控制信号至所述控制电路(2)，进一步所述升降控制器(5)驱动所述升降台(6)下降至初始位置。

Images