CN113812884A - 一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，包括储便杯、内装控制储便杯移动的移杯机构的底座、用于供给空储便杯的自动落杯器、用于将装了大小便的储便杯进行封装的自动封口器、将储便杯送往回收盒的下落通道以及将封口后储便杯集中的回收盒。所述无水便器的主体底面通过弹簧与底座固定，无水便器的接便腔内壁有一层纳米不沾涂层，接便腔外壁装有超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接，通过超声波振动使大便下落至储便杯。所述无水便器为座便器或蹲便器，本发明方便地将大小便封在杯中后集中运输处理，解决了现有冲水厕所用水浪费和大小便回收处理困难成本大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及卫生器具产品技术领域，尤其涉及一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器。
背景技术
冲水厕所的出现和使用，给人们的日常生活带来了极大的便利，是都市和城镇化的标志，也是近代人类文明的象征。但是其耗水量巨大，一个三口之家每年用于马桶的耗水量平均大约为40吨，当今世界水资源短缺，而生活用水特别是冲厕用自来水占据了较大比例。虽然很多技术人员也对冲水厕所做了改良，研发出了多种能够节约水资源的马桶，但还是没有从根本上解决水资源浪费的问题。
同时，目前抽水厕所有的直接将大小便排送至污水管道中，由于污水管道内的污秽成分较为复杂，混合了粪便污水、生活用水等，含有多种洗涤剂等化学成分，因此，排入污水管道中的粪便是不能够再被回收用作废料的，只能被排放到河道中自然分解。这样的处理方式是对一种重要肥料来源的严重浪费，且会对环境造成污染。在城市为方便集中回收，将大小便统一排放到化粪池内进行无害化处理，这样粪便处理设施管网的建设规模逐步扩大，建设成本十分巨大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，解决了现有冲水厕所用水浪费和大小便回收处理困难成本大的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，包括储便杯、内装控制储便杯移动的移杯机构的底座、用于供给空储便杯的自动落杯器、用于将装了大小便的储便杯进行封装的自动封口器、将储便杯送往回收盒的下落通道以及将封口后储便杯集中的回收盒，所述底座的上侧面有三个圆孔分别作为放杯口、下便口和封杯口，所述底座的下侧面有一个圆孔为集杯口；所述自动落杯器固定于所述放杯口的上方，所述自动封口器固定于所述封杯口的上方，所述无水便器的出便口位于所述下便口的上方，所述下落通道的进口位于所述集杯口的下方；所述移杯机构控制储便杯自所述放杯口下方依次通过下便口下方、封杯口下方到达集杯口上方后进入下落通道。
作为优选，所述底座内有框形支撑架，所述无水便器的主体底面通过弹簧与底座的支撑架固定。所述无水便器为座便器或蹲便器，所述无水便器的主体上装有控制盒，所述座便器还包括与控制盒转动连接的座圈和上盖，所述蹲便器还包括与控制盒转动连接的上盖，所述控制盒内有将座圈或上盖自动开闭的翻盖机构，所述无水便器的接便腔内壁上侧有一圈紫外线灯管，所述无水便器的主体内还装有臭氧发生器，其臭氧出口与接便腔连通，在上厕所后，翻盖机构将上盖自动合上，紫外线灯管和臭氧发生器工作，对接便腔自动进行一定时间的杀菌消毒。所述控制盒上装有红外感应头，当手移过时，翻盖机构将座圈自动翻起或盖下，方便男士小便。
作为优选，所述无水便器的接便腔内壁有一层纳米不沾涂层，所述无水便器的接便腔外壁装有超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接，通过超声波振动使大便下落到底座的储便杯内，不会粘在内壁上。
作为优选，所述无水便器的接便腔内壁上侧有一圈用于排臭味的抽气孔，所述抽气孔通过管道与墙壁的排气孔连接，所述排气孔处装有排气扇，所述无水便器上装有人体红外线感应器，当有人要使用时，自动开启排气扇将臭味从抽气孔排除室外。
作为优选，所述自动落杯器包括竖直的储杯筒、筒盖、筒内叠放的若干空储便杯和夹杯机构，所述储杯筒内的中部设有杯爪，所述夹杯机构包括竖直的螺杆、与螺杆连接的电机、与螺杆平行的滑轨、用于夹持储杯筒的两根电动夹臂机构，所述滑轨上设有滑块，所述滑块内固定有与螺杆连接的螺套，所述电动夹臂机构的驱动两根夹臂开合的电机设于所述滑块上。在放杯口下方移杯机构内设定位置上没有储便杯时，夹杯机构的夹臂夹住一个储便杯，再驱动其向下运动，使储便杯脱离储杯筒杯爪，松开夹臂后储便杯自动落入移杯机构设定位置上。
作为优选，所述自动封口器为热塑封口机，其下端具有塑封头和输送封口膜的辊轴，当所述人体红外线感应器识别到使用完成时，自动将储便杯移动到自动封口器下方，再将塑封头下移对所述装了大小便的储便杯进行封口。
作为优选，所述储便杯为塑料杯，在其成型时在塑料中掺有铁粉。所述储便杯在收集大小便后，在处理时，可通过微波照射使铁粉发热将塑料融化，最后储便杯自动破开将大小便放出。
作为优选，所述移杯机构为输送带形式，包括输送带、在输送带两侧各装一个主动轮和从动轮，驱动两个主动轮的两个移杯电机，从动轮和移杯电机与支撑架固定；在输送带的上下带各有一个开孔用于放置储便杯，且当一个开孔位于所述放杯口下方时，另一个开孔位于集杯口上方，使输送带转一周后实现两次大小便回收工作。
作为优选，所述移杯机构为转盘形式，包括转盘、驱动转盘转动的电机，在转盘上均布两个开孔用于放置储便杯，且当一个开孔位于所述放杯口下方时，另一个开孔位于集杯口上方，使转盘旋转一圈后实现两次大小便回收工作。在转盘上靠近两个开孔的地方有两个缺口，在两个开孔下方装有顶杆，在支撑架上固定有将开孔内储便杯顶出开孔的顶杆机构，使储便杯从缺口掉下进入下落通道。所述顶杆机构包括顶杆、竖直的螺杆、与螺杆连接的顶杯电机、与螺杆平行的滑轨，所述滑轨上设有滑块，所述滑块内固定有与螺杆连接的螺套，所述滑块与顶杆底端固定。
作为优选，所述无水便器内设有自动控制器，其与超声波发生器、人体红外线感应器、排气扇、红外感应头、翻盖机构、紫外线灯管、臭氧发生器、夹杯机构电机、移杯机构电机、塑封头和顶杆机构电机电连接，以实现使用过程中对超声波振动、抽臭气、翻盖、消毒、放杯、移杯、封口和顶杯的工作进行自动化控制。
作为优选，所述下落通道下端装有充气缓冲圈，以使无水便器在高层使用时，储便杯下落不至于过快。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1)本发明装置将大小便一同打包装入杯中密封，再通过管道落入回收箱内集中，这样便于回收和运输，且不会污染环境；2)在塑料杯中加入铁粉，这样虽然封口，在处理时可通过微波照射使铁粉发热将塑料融化，最后塑料杯自动破开将大小便放出，方便了大小便后续回收利用；3)无水便器不使用水，节水效果明显，且结构相对简单，制造成本较低，座便器和蹲便器都适用，具有很高的使用和推广价值；4)本发明全程使用过程自动，不需要操作非常方便，且通过抽气孔将便器内臭气抽走，没有异味使用户在使用过程中闻不到臭气，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器实施例1的立体结构示意图；
图2为本发明实施例1的半剖结构示意图；
图3为图2中的A-A剖视图的无水便器部分结构；
图4为图2中的B-B剖视图；
图5为本发明厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器实施例2的立体结构示意图；
图6为本发明实施例2的半剖结构示意图；
图7为图6中的A-A剖视图；
图8为图6中的B-B剖视图。
图中：
10-马桶主体、10a-接便腔、10b-出便口、11-上盖、12-控制盒、12a-红外感应头、13-座圈、14-紫外线灯管、15-抽气孔、16-超声波发生器、16a-超声波换能器、17-臭氧发生器、18-管道、20-底座、20a-放杯口、20b-下便口、20c-封杯口、20d-集杯口、21-自动落杯器、21a-筒盖、21b-储杯筒、21c-放杯电机、21d-杯爪、21e-第一螺杆、21f-第一滑轨、21g-第一滑块、21h-电动夹臂机构、22-自动封口器、22a-辊轴机构、22b-塑封头、22c-引导机构、23-下落通道、23a-缓冲圈、24-弹簧、25-主动轮、26-储便杯、27-输送带、27a-第一开孔、27b-第二开孔、28-支撑架、29-从动轮、29a-移杯电机、30-回收盒、40-转盘、40a-第一开孔、40b-第二开孔、40c-转盘电机、40d-缺口、5a-顶杯电机、5b-第二螺杆、5c-第二滑轨、5d-顶杆、5e-第二滑块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
实施例1
一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器的结构如图1、图2中所示，包括储便杯26、内装控制储便杯26移动的移杯机构的底座20、用于供给空储便杯的自动落杯器21、用于将装了大小便的储便杯进行封装的自动封口器22、将储便杯送往回收盒30的下落通道23以及将封口后储便杯集中的回收盒30。
底座20是一个箱体，在底座20的上侧面有三个圆孔分别作为放杯口20a、下便口20b和封杯口20c，在底座20的下侧面有一个圆孔为集杯口20d；自动落杯器21固定于放杯口20a的上方，自动封口器22固定于封杯口20c的上方，无水便器的出便口10b位于下便口20b的上方，下落通道23的进口位于集杯口20d的下方；使用时，移杯机构控制储便杯26自放杯口20a下方依次通过下便口20b下方、封杯口20c下方到达集杯口20d上方后进入下落通道23。
底座20内有框形支撑架28，无水便器的主体底面通过弹簧24与底座20的支撑架28固定。无水便器可以为蹲便器或座便器。在无水便器的主体上装有控制盒12，无水便器采用座便器形式还包括与控制盒12转动连接的座圈13和上盖11，无水便器采用蹲便器形式还包括与控制盒转动连接的上盖(未画蹲便器形式)，在控制盒12内有将座圈13或上盖11自动开闭的翻盖机构，在无水便器的接便腔内壁上侧有一圈紫外线灯管14，在无水便器的主体内还装有臭氧发生器17，其臭氧出口与接便腔10a连通，在上厕所后，翻盖机构将上盖11自动合上，紫外线灯管14和臭氧发生器17工作，对接便腔10a自动进行一定时间的杀菌消毒。在控制盒上还装有红外感应头12a，当手移过时，翻盖机构将座圈13自动翻起或盖下，方便男士小便。
在无水便器的接便腔10a内壁有一层纳米不沾涂层，无水便器的接便腔10a外壁装有超声波换能器16a，超声波换能器16a与超声波发生器16连接，通过超声波振动使大便下落到底座20的储便杯内，不会粘在内壁上。
如图2和图3所示，无水便器的接便腔10a内壁上侧有一圈用于排臭味的抽气孔15，所述抽气孔16通过管道18与墙壁的排气孔连接，在排气孔处装排气扇，无水便器上装有人体红外线感应器，可以设置在控制盒内，当有人要使用靠近时，自动开启排气扇将臭味从抽气孔排除室外。
自动落杯器21包括竖直的储杯筒21b、筒盖21a、筒内叠放的若干空储便杯和夹杯机构，在储杯筒21b内的中部设有杯爪21d，夹杯机构包括竖直的第一螺杆21e、与第一螺杆21e连接的放杯电机21c、与第一螺杆21e平行的第一滑轨21f、用于夹持储杯筒的电动夹臂机构21h，在第一滑轨21f上设有第一滑块21g，在第一滑块21g内固定有与第一螺杆21e连接的螺套，电动夹臂机构21h的驱动两根夹臂开合的电机设于第一滑块21g上。在放杯口20a下方移杯机构内设定位置上没有储便杯时，电动夹臂机构21h的夹臂夹住一个储便杯，再驱动其沿第一螺杆21e向下运动，使储便杯脱离储杯筒杯爪21d，松开夹臂后储便杯自动落入移杯机构设定位置上。
自动封口器22为热塑封口机，其包括下端的塑封头22b，输送封口膜的辊轴机构，控制塑封头22b上下移动的引导机构22c，当人体红外线感应器识别到使用完成离开时，自动将储便杯移动到自动封口器22下方，再将塑封头22b下移对装了大小便的储便杯进行封口。
自动落杯器21和自动封口器22的筒体都设有筒盖，方便补充储便杯和封口膜。
储便杯为塑料杯，在其成型时在塑料中掺有铁粉。储便杯在收集大小便后，在处理时，可通过微波照射使铁粉发热将塑料融化，最后储便杯自动破开将大小便放出。
移杯机构为输送带形式，如图2和图4所示，包括输送带27、在输送带27两侧各装一个主动轮25和从动轮29，驱动两个主动轮25的两个移杯电机29a，从动轮29和移杯电机29a与支撑架28固定；在输送带27的上下带各有一个开孔用于放置储便杯，分别为第一开孔27a和第二开孔27b，且当一个开孔比如第一开孔27a位于所述放杯口下方时，第二开孔27b位于集杯口上方，使输送带27转一周后实现两次大小便回收工作。
在无水便器内设有自动控制器，其与超声波发生器、人体红外线感应器、排气扇、红外感应头、翻盖机构、紫外线灯管、臭氧发生器、夹杯机构电机、移杯机构电机和塑封头电连接，以实现使用过程中对超声波振动、抽臭气、翻盖、消毒、放杯、移杯和封口的工作进行自动化控制。
下落通道23下端出口前装有充气缓冲圈23a，这样无水便器在高层使用时，储便杯下落不至于过快。
本发明的具体工作过程如下：装置安装通电后，自动控制器首先启动自动落杯器21放下一个储便杯到输送带27的开孔内，再通过移杯电机29a驱动输送带27使储便杯移动到下便口20b下方，等待用户使用。当用户需要如厕时，靠近蹲便器或座便器，人体红外线感应器识别到有人靠近后，自动控制器马上打开上盖11，并打开排气扇开始抽气，保证使用过程没有臭气。用户的大小便自蹲便器或座便器的出便口10b下落至储便杯26内。用户如厕完毕后离开，人体红外线感应器识别到无人后，自动控制器再启动移杯电机29a驱动输送带27使储便杯移动到封杯口20a下方，自动封口器22自动完成储便杯的封装。封装完成后，自动控制器再启动移杯电机29a驱动输送带27使储便杯移动到集杯口20d上方，此时倒立的储便杯会自动落入下落通道23进入回收盒30。同时，输送带上的另一个开口正好位于放杯口20a下方，自动控制器使自动落杯器21再放下一个储便杯，再将其移动到下便口20b下方，准备下一个用户使用。
蹲便器或座便器内的大小便通过超声波振动下落，由于内壁上有纳米不沾涂层，大小便不会残留在内壁上，由此成为无水便器，如厕后不用水冲洗，节约了水资源。打包入杯收集后的大小便可以方便地运输到工厂统一处理利用，处理中通过微波照射将杯融化实现破杯，非常方便。
实施例2
如图5、图6所示，本实施例的移杯机构采用转盘形式，包括转盘40、驱动转盘40转动的转盘电机40c，在转盘40上均布有两个开孔用于放置储便杯，分别为第一开孔40a和第二开孔40b，同时底座20的放杯口20a、下便口20b、封杯口20c和集杯口20d呈半圆弧形式定位，使转盘40旋转时，开孔依次通过放杯口20a、下便口20b、封杯口20c和集杯口20d，方便完成放杯、接便、封杯、收杯的工作。当一个开孔比如第一开孔40a位于放杯口下方时，第二开孔40b位于集杯口上方，这样一个开孔在将储便杯送往回收盒的同时，另一个开孔上的自动落杯器放下一个杯子，使转盘旋转一圈后实现两次大小便回收工作。
为了在转盘上顺利实现收杯，在开孔下方设置有顶出机构，将储便杯顶出开孔使其跌落至下落通道。如图7、图8所示，在转盘40上靠近两个开孔的地方有两个缺口40d，在两个开孔下方装有顶杆5d，在支撑架28上固定有将开孔内储便杯顶出开孔的顶杆机构，使储便杯从缺口40d掉下进入下落通道23。顶杆机构包括顶杆5d、竖直的第二螺杆5b、与第二螺杆5b连接的顶杯电机5a、与第二螺杆5b平行的第二滑轨5c，第二滑轨5c上设有第二滑块5e，第二滑块5e内固定有与第二螺杆5b连接的螺套，第二滑块5e与5d顶杆底端固定。
在无水便器内的自动控制器，与转盘电机和顶杆机构电机电连接，以实现使用过程中对转盘和顶杯工作进行自动化控制。
本实施例的原理如下：装置安装通电后，自动控制器首先启动自动落杯器放下一个储便杯到转盘40的第一开孔40a内，再通过转盘电机40c驱动转盘40转动使储便杯移动到下便口20b下方，等待用户使用。当用户需要如厕时，靠近蹲便器或座便器，人体红外线感应器识别到有人后，自动控制器马上打开上盖11，并打开排气扇开始抽气，保证使用过程没有臭气。用户的大小便自蹲便器或座便器的出便口10b下落至储便杯内。用户如厕完毕后离开，人体红外线感应器识别到无人后，自动控制器再启动转盘电机40c驱动转盘40转动使储便杯移动到封杯口20c下方，自动封口器22自动完成储便杯的封装。
封装完成后，自动控制器再启动转盘电机40c驱动转盘40转动使储便杯移动到顶杆机构的顶杆5d上方，此时顶杯电机5a带动第二螺杆5b转动，第二滑块5c自下而上移动，将储便杯向上推出直至其倒下后从缺口40d落入下落通道23进入回收盒30。推出后，顶杯电机5a反向转动，使得第二滑块5c向下移动回到原位，等待下次工作。同时，当第二开孔40b位于放杯口20a下方时，自动控制器使自动落杯器21再放下一个储便杯，再将其移动到下便口20b下方，准备下一个用户使用。
以上仅为本发明的具体实施例，但其技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决相同的技术问题，实现相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，包括储便杯、内装控制储便杯移动的移杯机构的底座、用于供给空储便杯的自动落杯器、用于将装了大小便的储便杯进行封装的自动封口器、将储便杯送往回收盒的下落通道以及将封口后储便杯集中的回收盒，
所述底座的上侧面有三个圆孔分别作为放杯口、下便口和封杯口，所述底座的下侧面有一个圆孔为集杯口；
所述自动落杯器固定于所述放杯口的上方，所述自动封口器固定于所述封杯口的上方，所述无水便器的出便口位于所述下便口的上方，所述下落通道的进口位于所述集杯口的下方；所述移杯机构控制储便杯自所述放杯口下方依次通过下便口下方、封杯口下方到达集杯口上方后进入下落通道。
2.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述底座内有框形支撑架，所述无水便器的主体底面通过弹簧与底座的支撑架固定；所述无水便器为座便器或蹲便器，所述无水便器的主体上装有控制盒，所述座便器还包括与控制盒转动连接的座圈和上盖，所述蹲便器还包括与控制盒转动连接的上盖；所述控制盒内有将座圈或上盖自动开闭的翻盖机构，所述无水便器的接便腔内壁上侧有一圈紫外线灯管，所述无水便器的主体内还装有臭氧发生器，其臭氧出口与接便腔连通；所述控制盒上装有红外感应头，当手移过时，翻盖机构将座圈自动翻起或盖下；
所述无水便器的接便腔内壁有一层纳米不沾涂层，所述无水便器的接便腔外壁装有超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接，通过超声波振动使大便下落到底座的储便杯内。
3.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述无水便器的接便腔内壁上侧有一圈用于排臭味的抽气孔，所述抽气孔通过管道与墙壁的排气孔连接，所述排气孔处装有排气扇，所述无水便器上装有人体红外线感应器。
4.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述自动落杯器包括竖直的储杯筒、筒盖、筒内叠放的若干空储便杯和夹杯机构，所述储杯筒内的中部设有杯爪，所述夹杯机构包括竖直的第一螺杆、与第一螺杆连接的放杯电机、与第一螺杆平行的第一滑轨、用于夹持储杯筒的电动夹臂机构，所述第一滑轨上设有第一滑块，所述第一滑块内固定有与第一螺杆连接的螺套，所述电动夹臂机构的驱动两根夹臂开合的电机设于所述第一滑块上。
5.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述自动封口器为热塑封口机，其下端具有塑封头和输送封口膜的辊轴。
6.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述储便杯为塑料杯，在其成型时在塑料中掺有铁粉。
7.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述移杯机构为输送带形式，包括输送带、在输送带两侧各装一个主动轮和从动轮，驱动两个主动轮的两个移杯电机，所述从动轮和移杯电机与支撑架固定；在输送带的上下带各有一个开孔用于放置储便杯，且当一个开孔位于所述放杯口下方时，另一个开孔位于集杯口上方。
8.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述移杯机构为转盘形式，包括转盘、驱动转盘转动的转盘电机，在转盘上均布两个开孔用于放置储便杯，且当一个开孔位于所述放杯口下方时，另一个开孔位于集杯口上方；
所述转盘上靠近两个开孔的地方有两个缺口，在两个开孔下方装有顶杆，在支撑架上固定有将开孔内储便杯顶出开孔的顶杆机构，使储便杯从缺口掉下进入下落通道；所述顶杆机构包括顶杆、竖直的第二螺杆、与第二螺杆连接的顶杯电机、与第二螺杆平行的第二滑轨，所述第二滑轨上设有第二滑块，所述第二滑块内固定有与第二螺杆连接的螺套，所述第二滑块与顶杆底端固定。
9.根据权利要求1、2、3、5、7或8所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述无水便器内设有自动控制器，其与超声波发生器、人体红外线感应器、排气扇、红外感应头、翻盖机构、紫外线灯管、臭氧发生器、夹杯机构电机、移杯机构电机、塑封头和顶杆机构电机电连接。
10.根据权利要求1所述的一种厕所大小便杯装式自动回收装置及无水便器，其特征是，所述下落通道下端装有充气缓冲圈。
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