CN202458173U - 智能座便器盖圈的自动翻转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能座便器盖圈的自动翻转装置，属于机械技术领域。它解决了现有的智能座便器盖圈翻转不便的问题。本智能座便器盖圈的自动翻转装置，包括便盖、便圈、具有自动翻转机构的便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置，自动翻转机构包括齿轮箱壳体、设置在齿轮箱壳体上的输入动力机构、能输出传动比恒定动力的齿轮组、角度探测控制系统和输出轴，输出轴可将动力机构的动力传递到便圈，其一端与齿轮组相连接，另一端与角度探测控制系统相连接。它通过增设了一个独立的便圈自动翻转装置，可以实现便盖的单独开启，也可以在便盖已开启的情况下，再使便圈开启，为人们的日常生活使用提供便利。它结构简单、操作简便。

Description

智能座便器盖圈的自动翻转装置

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种座便器，特别是一种智能座便器盖圈的自动翻转装置。

背景技术

座便器广泛应用于家庭、宾馆等场所，而在宾馆和公共场所，座便器的使用非常频繁，为了避免病菌交叉感染，大多数人在使用时都不愿意用手去翻动座便器便盖，有的甚至用脚踢动座便器便盖，即不文明，也容易损坏座便器。即使在家庭中使用，由于掀动座便器便盖需弯腰，对于上了年纪的老人或有腰椎病的患者来说使用存在着不便。

现有的智能型座便器，其虽然已经能够实现自动冲洗座便器或人体，但是便盖的翻转还是需要手动操作。随着国内经济状况和人们生活水平的日益提高，越来越多的人希望使用更加自动化及智能化的座便器，这样可减少人体与座便器的接触，使用起来更加卫生和方便。目前市场仅仅开发了智能座便器一体机自动翻转装置。这些装置均体积较大，占用整机空间较大；工作笨拙，容易出现卡滞和异常噪音；采用步进电机驱动，增大采购成本；而且仅能用于价格昂贵的智能座便器一体机，无法满足智能便盖的市场需求，不利于智能便盖的普及。同时还由于现有的自动翻转装置仅能对便盖进行翻转，便圈还需要手动进行，因而还没有实现完全的自动化操作。为了使用者便于操作，满足一些消费者对高档、智能型便盖的追求，开发智能座便器盖圈的自动翻转装置是市场需求的所向。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、操作简便的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其可以有效地避免不同使用者与座便器便盖的交叉接触，减少感染病菌的可能性，同时也可为老人及患者提供便利。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：智能座便器盖圈的自动翻转装置，包括便盖、便圈，其特征在于，还包括具有自动翻转机构的便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置，所述的便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置可分别带动便盖和便圈翻转，所述的自动翻转机构包括齿轮箱壳体、设置在齿轮箱壳体上的输入动力机构、能输出传动比恒定动力的齿轮组、角度探测控制系统和输出轴，所述的输出轴可将动力机构的动力传递到便圈，其一端与齿轮组相连接，另一端与角度探测控制系统相连接。

本技术方案相对于以往的座便器仅具有便盖自动翻转装置，而增设了一个独立的便圈自动翻转装置，可以实现便盖的单独开启，也可以在便盖已开启的情况下，再使便圈开启，为人们的日常生活使用提供便利。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的角度探测控制系统包括角度控制齿轮、角度控制PCB板和角度探测定位器，所述的角度控制齿轮与输出轴啮合连接。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的齿轮箱壳体包括相扣合的齿轮箱壳一和齿轮箱壳二，所述的齿轮箱壳一外侧面设有定位挡块和定位销孔，所述的限位挡块设置在齿轮箱壳一的内侧面，所述的齿轮箱壳二的外侧面设有螺丝固定孔。齿轮箱壳一通过定位挡块及定位销孔与座便器相固定，齿轮箱壳二通过设置螺丝固定孔与座便器相固定，上述结构的设置使得齿轮箱壳体能够更加快捷地进行定位，安装更加简便，节省空间。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的齿轮箱壳一的内侧面上设置有限位挡块。齿轮组内置在齿轮箱壳体内，最后一级的输出轴的转动角度受到限位挡块限制，使其保证在正常工作所需的角度上，避免发生过转。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的输入动力机构包括电机和联接在电机轴上的一级齿轮，所述的一级齿轮与所述的齿轮组啮合连接。电机转动时，一级齿轮转动带动后续的齿轮组进行联动，并将动力传递至输出轴。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的齿轮组包括与一级齿轮相啮合的二级齿轮和二级齿轮轴、和二级齿轮相啮合的三级齿轮和三级齿轮轴、和三级齿轮相啮合的四级齿轮和四级齿轮轴，和四级齿轮相啮合的五级输出齿轮，所述的五级输出齿轮与输出轴联接，所述的输出轴上套设有一扭簧。上述结构组成一套传动比恒定动力的齿轮组，在扭簧势能聚集增加的方向，可辅助便圈缓冲关闭；在扭簧势能释放减小的方向，可辅助电机使便圈容易打开。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的一级齿轮和二级齿轮之间具有相配合的斜齿结构。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置对称设置在座便器内部的左右两侧。本技术方案中，便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置除了外壳不一样，两者内部的齿轮组、电机全部通用，两者的安装位置可以互换而不影响使用效果，其结构简单、性能可靠，安装快捷，便于模块化和标准化生产。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置设置在座便器内部的同一侧。本技术方案中，便盖自动翻转装置和便圈自动翻转装置前后设置或上下叠置，两者的结构均相同，安装快捷，便于模块化和标准化生产。

在上述的智能座便器盖圈的自动翻转装置中，所述的电机为有刷直流电机。

与现有技术相比，本技术方案具有以下的优点：1、将翻转与手动翻盖翻圈结合，体积在目前行业最小，既节省了空间，可以将智能座便器设计小型化，利于产品的普及推广；2、自动翻转装置中内部的全部齿轮组、电机、除外壳不一样，其余全部为通用件，结构性能简单可靠，安装快捷，便于模块化和标准化。32、动力机构采用有刷直流电机，成本低廉，便于批量采购。并且静力矩小，在无电源状态下，盖圈上下自如，不会出现采用步进电机结构的卡滞、停滞现象。4、电机与齿轮组之间通过斜齿结构传动，具有噪音小，力矩大的优点。

附图说明

图1是本实用新型的安装结构示意图。

图2是本实用新型中自动翻转机构实施例一的局部剖面立体结构示意图。

图3是本实用新型中自动翻转机构实施例一的分解结构示意图。

图4是本实用新型中自动翻转机构实施例二的局部剖面立体结构示意图。

图5是本实用新型中自动翻转机构实施例二的分解结构示意图。

图6是本实用新型的控制过程原理图。

图7是本实用新型的电机驱动控制图。

图中，1、齿轮箱壳一；1a、定位挡块；1b、定位销孔；1c、限位挡块；2、齿轮箱壳二；2a、螺丝固定孔；3、电机：3a、电机轴；3b、一级齿轮；4、齿轮组；4a、二级齿轮轴；4b、二级齿轮；4c、三级齿轮轴；4d、三级齿轮；4e、四级齿轮轴；4f、四级齿轮；4g、五级输出齿轮；5、角度探测控制系统；5a、角度控制齿轮；5b、角度控制PCB板；5c、角度探测定位器；6、扭簧；7、输出轴；8、便盖；9、便圈；10、智能控制器壳体；11、便盖自动翻转装置；12、便圈自动翻转装置。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

参照图1，本实施例为智能座便器盖圈的自动翻转装置，包括便盖8、便圈9以及设置对称设置在智能控制器壳体10内部左右两侧的便盖自动翻转装置11和便圈自动翻转装置12，便盖自动翻转装置11和便圈自动翻转装置12各自具有一套自动翻转机构，可分别带动便盖8和便圈9翻转。本实施例仅图示了分别设置在智能控制器壳体10内两侧的结构，在实际应用中，便盖自动翻转装置11和便圈自动翻转装置12也可设置在同一侧。

参照图2和图3，图示为本实用新型的实施例一，本实施中的自动翻转机构包括相互配合的齿轮箱壳一1和齿轮箱壳二2、设置在齿轮箱壳体上的输入动力机构、能输出传动比恒定动力的齿轮组4、角度探测控制系统5和输出轴7，输出轴7可将电机3的动力传递到便盖8或便圈9，输出轴7一端与齿轮组4相连接，另一端与角度探测控制系统5相连接。

齿轮箱壳一1和齿轮箱壳二2相互配合将齿轮组4夹在内部相应固定位置。齿轮箱壳一1外侧面设有定位挡块1a和定位销孔1b，齿轮箱壳二2的外侧面设有螺丝固定孔2a，齿轮箱壳一1和齿轮箱壳二2通过上述的定位结构与智能控制器壳体10相固连。

输入动力机构包括电机3和联接在电机轴3a上的一级齿轮3b，一级齿轮3b与齿轮组4啮合连接，齿轮组4包括与一级齿轮3b相啮合的二级齿轮4b和二级齿轮轴4a、和二级齿轮4b相啮合的三级齿轮4d和三级齿轮轴4c、和三级齿轮4d相啮合的四级齿轮4f和四级齿轮轴4e，和四级齿轮4f相啮合的五级输出齿轮4g，五级输出齿轮4g与输出轴7联接，输出轴7上还套设有一扭簧6。输出轴7的转动角度被齿轮箱壳一1限制到工作所需的角度，角度探测控制系统5设置在齿轮箱壳一1外侧，电机3固定在齿轮箱壳二2外侧，这时动力的输入，可分别传递到角度探测控制系统5和输出轴7。这样即组成一套传动比恒定动力的齿轮组4，在扭簧6势能集聚增加的方向，可辅助便盖8或便圈9起到缓冲关闭；在扭簧6势能释放减小的方向，可辅助电机使便盖8或便圈9容易打开。本实施例中，一级齿轮3b和二级齿轮4b设置为相配合的斜齿结构，电机3采用的是有刷直流电机，角度探测定位器5使用日本专用角度探测定位器，与国内现有电位器不同，除精度和寿命外，它可以360度旋转，无死角，可以将角度细分范围做大，可以提高堵转保护的灵敏度。

参照图4和图5，图示为本实用新型的实施例二，本实施中的自动翻转机构与实施例一的结构大致相同，仅是齿轮箱壳一1和齿轮箱壳二2内部的齿轮组4、电机3的安装位置有所区别。即本实施例中输出轴7的转动角度被齿轮箱壳一1限制到工作所需的角度，角度探测控制系统5设置在齿轮箱壳一1外侧，电机3固定在齿轮箱壳二1外侧。

参照图6，图示为智能座便器盖圈的自动翻转装置的控制过程原理图。CPU为整个控制系统的核心器件，当人体靠近或离开时，通过“接近感应”模块，把距离信息传递给CPU，当CPU检测到人体靠近或离开设定位置距马桶前端20cm～30cm时，输出控制信号给“电机驱动”模块，从而控制便盖或便圈打开或关闭。即该控制器通过“数据通讯”模块，接受来自上位机的控制指令，当上位机发出电机控制指令后，CPU通过校验和译码，将正确的指令输出到“电机驱动”，从而控制便盖或便圈的开关动作。电机的状态，时刻通过“电机检测”模块传递给CPU，当检测到异常时，CPU输出一系列的保护指令，并通过“LED驱动”模块把故障信息显示出来。

参照图7，图示为实用新型的电机驱动控制图。“电机驱动”模块通过“H”桥方式驱动直流有刷电机。

“H”桥驱动的工作原理如下：当CPU输出控制Q1、Q4导通，Q2、Q3关闭时，12V电源通过Q1到电机，再经过Q4到地，形成完整回路，此时电机的电流方向为正向由左到右，通过电机的驱动带动座圈或便盖打开；当CPU控制Q2、Q3导通，Q1、Q4关闭时，12V电源经过Q2、Q3和电机形成回路，此时电机的电流方向为反向由右到左，通过电机驱动，带动座圈或便盖关闭；当CPU输出控制Q1、Q2关闭，Q3、Q4导通时，电机线圈通过Q3、Q4形成短路，此时电机工作于刹车状态，从而控制座圈或便盖在关闭时缓慢下降。当CPU输出控制Q1、Q2、Q3、Q4全部关闭时，电机两端悬空，此时工作于待机状态。

本实用新型的工作原理如下：

便盖自动翻转装置11和便圈自动翻转装置12由智能座便器中的控制板CPU控制。在工作过程中由角度探测定位器5c及时反馈检测信息给CPU，然后由CPU及时给电机3发出相关指令。

便前，当人体接近时，动作信号可由CPU收集相关传感信息后发出自动开启便盖1或便圈2指令。电机3在接收信号后开始运转，带动一级齿轮3b转动，从而带动了经过变速的附有辅助开启的扭簧6的输出轴7运转，与输出轴7连接的便盖开始向上开启转动。当输出轴7转过设定的角度时，直流电机电路断开，电机空载状态，由扭簧6的弹力逐渐释放继续转动，当输出轴7堵转位转到齿轮箱壳一11的限位挡块11c，输出轴7停止转动，便盖1或便圈2完成打开动作。

便后，当人体离开时，动作信号可由CPU收集相关信息后发出自动闭合便盖指令。电机3在接收信号后开始反方向运转，带动一级齿轮3b转动，从而带动了经过变速的附有辅助缓降的扭簧6的输出轴7运转，与输出轴7连接的便盖1或便圈2开始向下闭合转动。当输出轴7转过设定的角度时，直流电机电路短接，开始刹车效应，由扭簧6的弹力逐渐增大阻碍便盖1或便圈2继续转动，当输出轴7堵转位转到齿轮箱壳一1的限位挡块1c，输出轴7停止转动，便盖1或便圈2完成闭合动作，便盖1或便圈2自动开合的周期结束。

默认便盖1或便圈2打开的方向对应角度探测定位器5c为正方向，关闭的方向对应角度探测定位器5c负方向。当手动将便盖1或便圈2向上转动时，CPU检测到角度探测定位器5c为正方向后发出自动打开便盖指令，与手动打开方向相同。当手动将便盖1或便圈2向下转动时，CPU检测到角度探测定位器5c为负方向后发出自动关闭便盖指令，与手动打开方向相同，这是自动翻盖之外的手动操作，使得翻转动作轻松自如。

以翻盖为例，其控制过程如下：当CPU接收到来自上位机的开盖指令时，该指令经过译码处理，输出到电机控制模块。此时电机得电，并正向转动，从而带动齿轮箱，将便盖打开。运行过程中，如果遇到阻力或机械卡滞，电机检测模块将该异常传递给CPU，CPU经过计算输出一系列的保护指令和指示信息，并控制电机进入刹车保护模式，此时便盖在重力和电机刹车阻力的作用下，缓慢下降；关盖的操作步骤与开盖类似，CPU控制电机驱动模块，使电机反向转动，从而关闭便盖。遇到故障异常时，CPU控制电机进入待机状态，此时电机悬停在当前位置。当撤除故障阻力时，开盖遇到阻力一样，此时便盖在重力和电机刹车阻力的作用下，缓慢下降。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了齿轮箱壳一1、定位挡块1a、定位销孔1b、限位挡块1c、齿轮箱壳二2、螺丝固定孔2a、电机3、电机轴3a、一级齿轮3b、齿轮组4、二级齿轮轴4a、二级齿轮4b、三级齿轮轴4c、三级齿轮4d、四级齿轮轴4e、四级齿轮4f、五级输出齿轮4g、角度探测控制系统5、角度控制齿轮5a、角度控制PCB板5b、角度探测定位器5c、扭簧6、输出轴7、便盖8、便圈9、智能控制器壳体10、便盖自动翻转装置11、便圈自动翻转装置12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.智能座便器盖圈的自动翻转装置，包括便盖(8)、便圈(9)，其特征在于，还包括具有自动翻转机构的便盖自动翻转装置(11)和便圈自动翻转装置(12)，所述的便盖自动翻转装置(11)和便圈自动翻转装置(12)可分别带动便盖(8)和便圈(9)翻转，所述的自动翻转机构包括齿轮箱壳体、设置在齿轮箱壳体上的输入动力机构、能输出传动比恒定动力的齿轮组(4)、角度探测控制系统(5)和输出轴(7)，所述的输出轴(7)可将动力机构的动力传递到便圈(9)，其一端与齿轮组(4)相连接，另一端与角度探测控制系统(5)相连接。

2.根据权利要求1所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的角度探测控制系统(5)包括角度控制齿轮(5a)、角度控制PCB板和角度探测定位器，所述的角度控制齿轮(5a)与输出轴(7)啮合连接。

3.根据权利要求1所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的齿轮箱壳体包括相扣合的齿轮箱壳一(1)和齿轮箱壳二(2)，所述的齿轮箱壳一(1)外侧面设有定位挡块(1a)和定位销孔(1b)，所述的齿轮箱壳二(2)的外侧面设有螺丝固定孔(2a)。

4.根据权利要求3所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的齿轮箱壳一(1)的内侧面上设置有限位挡块(1c)。

5.根据权利要求1所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的输入动力机构包括电机(3)和联接在电机轴(3a)上的一级齿轮(3b)，所述的一级齿轮(3b)与所述的齿轮组(4)啮合连接。

6.根据权利要求5所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的齿轮组(4)包括与一级齿轮(3b)相啮合的二级齿轮(4b)和二级齿轮轴(4a)、和二级齿轮(4b)相啮合的三级齿轮(4d)和三级齿轮轴(4c)、和三级齿轮(4d)相啮合的四级齿轮(4f)和四级齿轮轴(4e)，和四级齿轮(4f)相啮合的五级输出齿轮(4g)，所述的五级输出齿轮(4g)与输出轴(7)联接，所述的输出轴(7)上套设有一扭簧(6)。

7.根据权利要求6所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的一级齿轮(3b)和二级齿轮(4b)之间具有相配合的斜齿结构。

8.根据权利要求1所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的便盖自动翻转装置(11)和便圈自动翻转装置(12)对称设置在智能控制器壳体(10)的左右两侧。

9.根据权利要求2所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的便盖自动翻转装置(11)和便圈自动翻转装置(12)设置在智能控制器壳体(10)内部的同一侧。

10.根据权利要求1所述的智能座便器盖圈的自动翻转装置，其特征在于，所述的电机(3)为有刷直流电机。

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