CN112746655A - 一种冲水装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种冲水装置及其控制方法，冲水装置包括设置在便器上的水件、驱动电机、壳体、齿轮、齿条杆、卡箍、控制模块、供电模块和电机驱动模块，驱动电机、齿轮和齿条杆固定在壳体上，壳体固定在卡箍上，卡箍套接在水件的顶部，驱动电机与齿轮驱动连接，齿轮与齿条杆啮合传动，齿条杆活动设置在水件上方，供电模块分别与控制模块、电机驱动模块连接，电机驱动模块分别与控制模块、驱动电机连接。本发明的冲水装置通过设置控制模块、供电模块、电机驱动模块和驱动电机，可实现智能一体机才有的自动冲水功能，而且此冲水装置可实现无接触式控制，可避免病菌接触传播，更卫生，非常适用于公共地方，同时冲水装置结构简单易安装，无需对原有的水箱进行改动。
Description
技术领域
本发明涉及便器技术领域，特别涉及一种冲水装置及其控制方法。
背景技术
传统的便器一般通过按动冲水按键实现冲水，例如中国专利文献号CN101871230A于2010年10月27日公开了一种座便器水箱冲水按键，它包括基座和左右两个结构相同的按键部分，所述按键部分由手把、复位弹簧、转轴、连杆组成；其中，手把与基座之间通过转轴连接在一起，在手把和基座之间设有复位弹簧，复位弹簧一端支撑在基座上，另一端支撑在手把臂的卡柱上；手把和连杆之间通过销轴活动连接；连杆的另一端通过螺纹连接在触压顶杆上，并通过后者与座便器的冲水开关传动连接；但便器用在公共地方时，冲水按键被无数人接触，容易传播病菌，非常不卫生。
因此，有必要做进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单、使用方便、环保卫生、实用性强的冲水装置及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种冲水装置，包括设置在便器上的水件，其特征在于：还包括驱动电机、壳体、齿轮、齿条杆、卡箍、控制模块、供电模块和电机驱动模块，所述驱动电机、齿轮和齿条杆固定在壳体上，壳体固定在卡箍上，卡箍套接在水件的顶部，驱动电机与齿轮驱动连接，齿轮与齿条杆啮合传动，齿条杆活动设置在水件上方，供电模块分别与控制模块、电机驱动模块连接，电机驱动模块分别与控制模块、驱动电机连接。
所述壳体包括相互连接的前壳和后壳，齿轮和齿条杆安装在前壳上，前壳上设有通孔，驱动电机的输出轴穿过通孔后与齿轮驱动连接，输出轴与通孔之间设有密封件。
还包括电机壳，电机壳上设有固定柱，驱动电机上设有第一固定孔，固定柱插入第一固定孔内，电机壳上设有第二固定孔，前壳上设有第三固定孔，电机壳通过在第二固定孔和第三固定孔上设置紧固元件固定在前壳上。
所述后壳上设有卡扣，卡箍上设有扣孔，卡扣扣在扣孔上，卡箍的一端设有紧固部，卡箍通过在紧固部上设置紧固元件固定在水件上。
所述齿条杆包括一体设置的齿条和顶杆，齿条与齿轮啮合传动，以使齿条上下运动，齿条向下运动时顶杆顶动水件，从而实现冲水动作。
还包括按键冲水组件，按键冲水组件包括按键和活动杆组件，按键安装在活动杆组件上，活动杆组件活动设置在水件的上方，活动杆组件与按键之间设有复位弹簧，按键按下时通过活动杆组件顶动水件，从而实现冲水动作。
还包括无线感应模块，控制模块为感应控制模块、供电模块为电池电源管理模块、电机驱动模块为感应电机驱动模块，无线感应模块与感应控制模块连接。
所述控制模块为电源控制模块、供电模块为DC-DC电源模块、电机驱动模块为电源电机驱动模块，DC-DC电源模块连接外部电源。
按此目的设计的一种冲水装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、当人体手掌靠近无线感应模块的控制器时，无线感应模块发出信号到感应控制模块，感应控制模块发出正转信号到感应电机驱动模块，感应电机驱动模块驱动驱动电机正转；
B、驱动电机正转时通过齿轮驱动齿条杆向下运动，齿条杆向下运动时顶动水件，实现冲水动作，水件到达指定位置时感应控制模块控制驱动电机停止转动；
C、然后感应控制模块发出反转信号到感应电机驱动模块，感应电机驱动模块驱动驱动电机反转，驱动电机反转时通过齿轮驱动齿条杆向上运动，以使水件回到初始位置。
按此目的设计的一种冲水装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、当外部电源供电时，DC-DC电源模块启动，以使电源控制模块发出正转信号到电源电机驱动模块，电源电机驱动模块驱动驱动电机正转；
B、驱动电机正转时通过齿轮驱动齿条杆向下运动，齿条杆向下运动时顶动水件，实现冲水动作，水件到达指定位置时电源控制模块控制驱动电机停止转动；
C、然后电源控制模块发出反转信号到电源电机驱动模块，电源电机驱动模块驱动驱动电机反转，驱动电机反转时通过齿轮驱动齿条杆向上运动，以使水件回到初始位置。
本发明的冲水装置通过设置控制模块、供电模块、电机驱动模块和驱动电机，控制模块通过电机驱动模块驱动驱动电机转动，实现智能一体机才有的自动冲水功能，而且此冲水装置可实现无接触式控制，可避免病菌接触传播，更卫生，非常适用于公共地方，同时冲水装置结构简单易安装，无需对原有的水箱进行改动(可直接安装)，即便是狭窄的空间也能够安装自如，大大提高了其实用性，冲水装置适用于市面上大多数蹲便器和坐便器水箱，且可与各种智能坐便盖相互匹配使用，适用范围广，冲水装置的电机驱动部分可达到IPx6防水等级。
附图说明
图1为本发明第一、二实施例中便器的整体结构示意图。
图2为本发明第一、二实施例中便器的分解结构示意图。
图3为本发明第一、二实施例中冲水装置的整体结构示意图。
图4为本发明第一、二实施例中冲水装置的分解结构示意图。
图5为本发明第一、二实施例中冲水装置的部分结构分解图。
图6为本发明第一、二实施例中冲水装置的爆炸图。
图7为本发明第一、二实施例中电机和电机壳的装配结构示意图。
图8为本发明第一实施例中感应控制模块的电路结构图。
图9为本发明第一实施例中电池电源管理模块的电路结构图。
图10为本发明第一实施例中感应电机驱动模块的电路结构图。
图11为本发明第一实施例中无线感应模块的电路结构图。
图12为本发明第一实施例中无线感应模块的整体结构示意图。
图13为本发明第二实施例中电源控制模块的电路结构图。
图14为本发明第二实施例中DC-DC电源模块的电路结构图。
图15为本发明第二实施例中电源电机驱动模块的电路结构图。
图16为本发明第一、二实施例中冲水装置的连接原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
参见图1-图11和图16，本冲水装置，包括设置在便器1上的水件2、驱动电机3、壳体4、齿轮5、齿条杆6、卡箍7、控制模块、供电模块和电机驱动模块，驱动电机3、齿轮5和齿条杆6固定在壳体4上，壳体4固定在卡箍7上，卡箍7套接在水件2的顶部，驱动电机3与齿轮5驱动连接，齿轮5与齿条杆6啮合传动，齿条杆6活动设置在水件2上方，供电模块分别与控制模块、电机驱动模块连接，电机驱动模块分别与控制模块、驱动电机3连接。冲水装置安装时，先将卡箍7安装在水件2上，再将水件2装入便器1的水箱，然后将驱动电机3、齿轮5和齿条杆6安装在壳体4上，最后将壳体4卡装在卡箍7上。
壳体4包括相互连接的前壳11和后壳12，齿轮5和齿条杆6安装在前壳11上，前壳11上设有通孔11.1，驱动电机3的输出轴3.1穿过通孔11.1后与齿轮5驱动连接，输出轴3.1与通孔11.1之间设有密封圈14，密封圈14可防止水从输出轴3.1与通孔11.1之间的间隙进入壳体4内而影响齿轮5和齿条杆6的性能。
还包括电机壳13，电机壳13上设有固定柱13.1，驱动电机3上设有第一固定孔3.2，固定柱13.1插入第一固定孔3.2内，以使驱动电机3固定在电机壳13上，电机壳13上设有第二固定孔13.2，前壳11上设有第三固定孔11.2，电机壳13通过在第二固定孔13.2和第三固定孔11.2上设置螺丝固定在前壳11上，电机壳13将驱动电机3包覆在内，防止水进入驱动电机3内，本冲水装置设置多处防水结构，使得电机驱动部分可达到IPx6防水等级。
后壳12上设有卡扣12.1，卡箍7上设有扣孔7.1，卡扣12.1扣在扣孔7.1上，卡箍7的一端设有紧固部7.2，紧固部7.2为螺丝固定孔和螺母固定孔，将手拧螺丝21依次穿过螺丝固定孔和螺母固定孔，然后在螺母固定孔上装上螺母22，将手拧螺丝21锁定，以使卡箍7牢固安装在水件2的顶部。
齿条杆6包括一体设置的齿条6.1和顶杆6.2，齿条6.1与齿轮5啮合传动，以使齿条6.1上下运动，齿条6.1向下运动时顶杆6.2顶动水件2，从而实现冲水动作。
还包括按键冲水组件，按键冲水组件包括按键18和活动杆组件19，按键18安装在活动杆组件19上，活动杆组件19活动设置在水件2的上方，活动杆组件19与按键18之间设有复位弹簧20，按键18按下时通过活动杆组件19顶动水件2，从而实现冲水动作，按键18松开时，通过复位弹簧20实现按键18和活动杆组件19的复位，断电时用户可通过按键冲水组件实现手动冲水。
还包括无线感应模块20，控制模块为感应控制模块8、供电模块为电池电源管理模块9、电机驱动模块为感应电机驱动模块10，无线感应模块20与感应控制模块8连接。感应控制模块8采用中微-CMS79F112芯片，电池电源管理模块9使用3.7V/2200mA 18650充电锂电池作为电源供电，通过电池电源管理模块9，可以对锂电池进行充电管理、电量显示以及电压升压，采用的可充电锂电池作为电源，使用时间更长，更环保；驱动电机3采用的是DC5V直流有刷电机，通过感应电机驱动模块10，对驱动电机3进行供电、正反转控制以及堵转保护，驱动电机3通过变速箱传导控制冲水装置的动作。
冲水装置的控制方法，包括以下步骤：
A、当人体手掌靠近无线感应模块20的控制器时(距离控制器3cm左右)，无线感应模块20发出信号到感应控制模块8，感应控制模块8发出正转信号到感应电机驱动模块10，感应电机驱动模块10驱动驱动电机3正转，并根据冲水装置结构设定驱动电机3转动时间；
B、驱动电机3正转时通过齿轮5驱动齿条杆6向下运动，齿条杆6向下运动时顶动水件2，实现冲水动作，水件2到达指定位置时感应控制模块8控制驱动电机3停止转动(可根据便器1的水箱大小设定驱动电机3停止时间)；
C、然后感应控制模块8发出反转信号到感应电机驱动模块10，感应电机驱动模块10驱动驱动电机3反转，驱动电机3反转时通过齿轮5驱动齿条杆6向上运动，以使水件2回到初始位置，整个控制过程结束。
此控制方法通过无线感应模块20、感应控制模块8、感应电机驱动模块10和驱动电机3实现无接触式自动冲水功能。
第二实施例
参见图1-图7、图12-图16，本冲水装置，其不同于第一实施例之处在于：
控制模块为电源控制模块15、供电模块为DC-DC电源模块16、电机驱动模块为电源电机驱动模块17，DC-DC电源模块16连接外部电源。电源控制模块15采用中微-CMS79F111芯片。外部电源采用DC12V直流电源供电，通过DC-DC电源模块16，将DC12V电压转换为DC5V电压；驱动电机3采用DC5V直流有刷电机，通过电源电机驱动模块17，对驱动电机3进行供电、正反转控制以及堵转保护，驱动电机3通过变速箱传导控制冲水装置的动作。
冲水装置的控制方法，包括以下步骤：
A、当DC12V外部电源供电时，DC-DC电源模块16启动，以使电源控制模块15发出正转信号到电源电机驱动模块17，电源电机驱动模块17驱动驱动电机3正转，并根据冲水装置结构设定驱动电机3转动时间；
B、驱动电机3正转时通过齿轮5驱动齿条杆6向下运动，齿条杆6向下运动时顶动水件2，实现冲水动作，水件2到达指定位置时电源控制模块8控制驱动电机3停止转动(可根据便器1的水箱大小设定驱动电机3停止时间)；
C、然后电源控制模块8发出反转信号到电源电机驱动模块10，电源电机驱动模块10驱动驱动电机3反转，驱动电机3反转时通过齿轮5驱动齿条杆6向上运动，以使水件2回到初始位置，整个控制过程结束。
此控制方法可以跟任意控制系统相结合，只要控制系统提供DC12V电源供电，并控制电源的开断，就能完美结合本控制方法对便器冲水进行控制，例如可采用app或遥控等配合DC12V电源对冲水装置进行远程控制，实现无接触式自动冲水功能。
其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种冲水装置，包括设置在便器(1)上的水件(2)，其特征在于：还包括驱动电机(3)、壳体(4)、齿轮(5)、齿条杆(6)、卡箍(7)、控制模块、供电模块和电机驱动模块，所述驱动电机(3)、齿轮(5)和齿条杆(6)固定在壳体(4)上，壳体(4)固定在卡箍(7)上，卡箍(7)套接在水件(2)的顶部，驱动电机(3)与齿轮(5)驱动连接，齿轮(5)与齿条杆(6)啮合传动，齿条杆(6)活动设置在水件(2)上方，供电模块分别与控制模块、电机驱动模块连接，电机驱动模块分别与控制模块、驱动电机(3)连接。
2.根据权利要求1所述冲水装置，其特征在于：所述壳体(4)包括相互连接的前壳(11)和后壳(12)，齿轮(5)和齿条杆(6)安装在前壳(11)上，前壳(11)上设有通孔(11.1)，驱动电机(3)的输出轴(3.1)穿过通孔(11.1)后与齿轮(5)驱动连接，输出轴(3.1)与通孔(11.1)之间设有密封件(14)。
3.根据权利要求2所述冲水装置，其特征在于：还包括电机壳(13)，电机壳(13)上设有固定柱(13.1)，驱动电机(3)上设有第一固定孔(3.2)，固定柱(13.1)插入第一固定孔(3.2)内，电机壳(13)上设有第二固定孔(13.2)，前壳(11)上设有第三固定孔(11.2)，电机壳(13)通过在第二固定孔(13.2)和第三固定孔(11.2)上设置紧固元件固定在前壳(11)上。
4.根据权利要求3所述冲水装置，其特征在于：所述后壳(12)上设有卡扣(12.1)，卡箍(7)上设有扣孔(7.1)，卡扣(12.1)扣在扣孔(7.1)上，卡箍(7)的一端设有紧固部(7.2)，卡箍(7)通过在紧固部(7.2)上设置紧固元件固定在水件(2)上。
5.根据权利要求4所述冲水装置，其特征在于：所述齿条杆(6)包括一体设置的齿条(6.1)和顶杆(6.2)，齿条(6.1)与齿轮(5)啮合传动，以使齿条(6.1)上下运动，齿条(6.1)向下运动时顶杆(6.2)顶动水件(2)，从而实现冲水动作。
6.根据权利要求5所述冲水装置，其特征在于：还包括按键冲水组件，按键冲水组件包括按键(18)和活动杆组件(19)，按键(18)安装在活动杆组件(19)上，活动杆组件(19)活动设置在水件(2)的上方，活动杆组件(19)与按键(18)之间设有复位弹簧(20)，按键(18)按下时通过活动杆组件(19)顶动水件(2)，从而实现冲水动作。
7.根据权利要求6所述冲水装置，其特征在于：还包括无线感应模块(20)，控制模块为感应控制模块(8)、供电模块为电池电源管理模块(9)、电机驱动模块为感应电机驱动模块(10)，无线感应模块(20)与感应控制模块(8)连接。
8.根据权利要求6所述冲水装置，其特征在于：所述控制模块为电源控制模块(15)、供电模块为DC-DC电源模块(16)、电机驱动模块为电源电机驱动模块(17)，DC-DC电源模块(16)连接外部电源。
9.根据权利要求7所述冲水装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、当人体手掌靠近无线感应模块(20)的控制器时，无线感应模块(20)发出信号到感应控制模块(8)，感应控制模块(8)发出正转信号到感应电机驱动模块(10)，感应电机驱动模块(10)驱动驱动电机(3)正转；
B、驱动电机(3)正转时通过齿轮(5)驱动齿条杆(6)向下运动，齿条杆(6)向下运动时顶动水件(2)，实现冲水动作，水件(2)到达指定位置时感应控制模块(8)控制驱动电机(3)停止转动；
C、然后感应控制模块(8)发出反转信号到感应电机驱动模块(10)，感应电机驱动模块(10)驱动驱动电机(3)反转，驱动电机(3)反转时通过齿轮(5)驱动齿条杆(6)向上运动，以使水件(2)回到初始位置。
10.根据权利要求8所述冲水装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、当外部电源供电时，DC-DC电源模块(16)启动，以使电源控制模块(15)发出正转信号到电源电机驱动模块(17)，电源电机驱动模块(17)驱动驱动电机(3)正转；
B、驱动电机(3)正转时通过齿轮(5)驱动齿条杆(6)向下运动，齿条杆(6)向下运动时顶动水件(2)，实现冲水动作，水件(2)到达指定位置时电源控制模块(8)控制驱动电机(3)停止转动；
C、然后电源控制模块(8)发出反转信号到电源电机驱动模块(10)，电源电机驱动模块(10)驱动驱动电机(3)反转，驱动电机(3)反转时通过齿轮(5)驱动齿条杆(6)向上运动，以使水件(2)回到初始位置。
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