CN214965021U - 一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能坐便器技术领域，公开了一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，与智能坐便器的主控制器连接，包括：壳体；电阻应变片，其一侧贴于所述壳体的底部，另一侧贴于智能坐便器的座圈上，所述电阻应变片将座圈的微形变转化成电阻信号；电路板，设于所述壳体内，与所述电阻应变片电连接，将电阻应变片的电阻信号转换为数字信号；连接线，连接电路板及智能坐便器的主控制器。本实用新型结构简单、安装方便、灵敏度高，能够根据座圈发生的微小形变，判断座圈上是否有人着座，并且不易受潮湿环境和水滴的影响。

Description

一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块

技术领域

本实用新型涉及智能坐便器技术领域，特别涉及一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块。

背景技术

随着科技的进步和人们对舒适健康的生活的追求，智能坐便器以其独特而强大的功能进入大众视野，并受到人们的追捧。近些年，智能坐便器的类型越来越多样，具有的功能也越来越多，涉及的技术也越来越复杂。一般，智能坐便器都包括人体着座感应模块，用于检测坐便器是否有人落座，配合智能坐便器其它功能的实现，但现有技术中，智能坐便器的感应模块存在以下问题：①人体着座感应模块感应不够灵敏，导致某些情况下感应不到有人落座。②人体着座感应模块与座圈是一体式设计，若人体着座感应模块损坏则需要更换整个座圈，维修成本高。③现有的人体着座感应模块多使用电容式传感器来检测人体是否着座，而电容式传感器易受环境湿度和清洁度的影响，尤其是触摸式电容感应模块，其灵敏度易受水滴影响。

电阻式应变片一般以合金电阻丝绕成如栅栏的敏感栅，敏感栅粘贴在绝缘的基底上，电阻丝的两端焊接引出线，敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层。将应变片粘贴于被测对象的表面，在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，通过惠斯通电桥电路转换为相应的电压变化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，能够根据座圈发生的微小形变，判断座圈上是否有人着座，结构简单、安装方便、灵敏度高，不易受潮湿环境和水滴的影响。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：

一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，与智能坐便器的主控制器连接，包括：壳体；电阻应变片，其一侧贴于所述壳体的底部，另一侧贴于智能坐便器的座圈上，所述电阻应变片将座圈的微形变转化成电阻信号；电路板，设于所述壳体内，与所述电阻应变片电连接，将电阻应变片的电阻信号转换为数字信号；连接线，连接电路板及智能坐便器的主控制器。

进一步地，所述电路板包括：惠斯通电桥电路，与所述电阻应变片相连，将电阻应变片的电阻信号转换为模拟电压信号；单片机，与所述惠斯通电桥电路相连，将惠斯通电桥电路输出的模拟电压信号转换为数字信号；稳压电源电路，与所述单片机相连；接口电路，分别与所述的稳压电源电路和单片机相连，并外接所述的连接线。

进一步地，所述接口电路包括：电路接口P1、电阻R1、R2和三极管Q1；所述电路接口P1包括电压输入端、信号输出端和接地端；所述电压输入端分别与所述稳压电源电路和所述电阻R1的一端相连，所述信号输出端分别与三极管Q1的集电极和电阻R1的另一端相连，所述三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与单片机的I/O引脚相连。

进一步地，所述稳压电源电路包括：LDO稳压器以及电容C1、C2、C3、C4；所述LDO稳压器的输入端与接口电路和电容C1、C2的一端连接，其输出端与单片机的VDD引脚和电容C3、C4的一端连接，所述稳压器的接地端和电容C1、C2、C3、C4的另一端均接地。

进一步地，所述电阻应变片为单臂式电阻应变片；所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2、电阻R3、R4、R5；所述电阻应变片接口P2上设有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚分别与单片机的INN引脚和电阻R5的一端相连，所述第二引脚与电阻R4的一端连接，并接地，所述电阻R4的另一端分别与单片机的INP引脚和电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5的另一端连接，并接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD。

或者，所述电阻应变片为半桥式电阻应变片；所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2、电阻R3、R4；所述电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一引脚与电阻R3的一端相连，并接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD，所述第二引脚与单片机的INN引脚相连，所述第三引脚与电阻R4的一端相连，并接地，所述电阻R4的另一端分别与电阻R3的另一端和单片机的INP引脚相连。

或者，所述电阻应变片为全桥式电阻应变片；所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2；电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，所述第一引脚接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD，所述第二引脚与单片机的INP引脚相连，所述第三引脚与单片机的INN引脚相连，所述第四引脚接地。

进一步地，所述单片机为具有高精度模数转换器的单片机，所述单片机的INN引脚和INP引脚之间连接有一电容C5。

进一步地，所述电路板灌胶密封安装在壳体内。

进一步地，所述电阻应变片通过防水胶贴于所述壳体的底部和座圈上。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型采用电阻应变片作为检测人体是否落座的传感器，分辨能力高，能够测出极微小的应变，具有良好的绝缘性能、抗潮性能，能够在潮湿环境中工作，生产成本低。本实用新型安装方便，便于拆卸维修或者更换，使用时，只需将其贴于智能坐便器的座圈的相应位置即可。

附图说明

图1为实施例一的立体结构示意图一。

图2为实施例一的立体结构示意图二。

图3为实施例一的电气原理图。

图4为实施例二的电气原理图。

图5为实施例三的电气原理图。

图6为实施例一的电阻应变片的示例图。

图7为实施例二的电阻应变片的示例图。

图8为实施例三的电阻应变片的示例图。

其中：1.壳体、2.电阻应变片、3.电路板、4.连接线、5.惠斯通电桥电路、6.单片机、7.稳压电源电路、8.接口电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

实施例一

如图1～3和图6所示，为本实用新型的一个优选实施例。本实施例的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，与智能坐便器的主控制器连接，包括壳体1、电阻应变片2、电路板3和连接线4，电阻应变片2的一侧通过防水胶贴在壳体1的底部，另一侧通过防水胶贴在智能坐便器的座圈上，电路板3灌胶密封安装在壳体1内，与电阻应变片2电连接，连接线4连接电路板3和智能坐便器的主控制器。其中，电路板3上设有依次连接的惠斯通电桥电路5、单片机6、稳压电源电路7和接口电路8，接口电路8还与单片机6连接。电阻应变片2与惠斯通电桥电路5相连，连接线4与接口电路8相连。

电阻应变片2将人体着座时引起的座圈的微形变转化成电阻信号。

惠斯通电桥电路5将该电阻信号转换为模拟电压信号。

单片机6将惠斯通电桥输出的模拟电压信号转换为数字信号，并进行算法处理，再依次通过接口电路8和连接线4将信号传输给主控制器。

稳压电源电路7将从接口电路8输入的电源经过稳压后输出给单片机6和惠斯通电桥电路5供电。

使用时，可直接将该具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块贴在智能坐便器的座圈的相应位置上，安装方便。

本实施例中，电阻应变片2为单臂式电阻应变片。单片机6是型号为HX6002C的具有高精度模数转换器的单片机，其GND引脚接地。

接口电路8包括电路接口P1、电阻R1、R2和三极管Q1，电路接口P1包括电压输入端、信号输出端和接地端，电压输入端分别与稳压电源电路7和电阻R1的一端相连，信号输出端分别与三极管Q1的集电极和电阻R1的另一端相连，三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与单片机6的P06引脚相连。

稳压电源电路7包括LDO稳压器以及电容C1、C2、C3、C4，LDO稳压器的输入端与接口电路8的电路接口P1的电压输入端和电容C1、C2的一端连接，其输出端与单片机6的VDD引脚和电容C3、C4的一端连接，稳压器的接地端和电容C1、C2、C3、C4的另一端均接地。

惠斯通电桥电路5包括电阻应变片接口P2、电阻R3、R4、R5。单臂式电阻应变片等效为一个电阻。电阻应变片接口P2上设有第一引脚和第二引脚，第一引脚分别与单片机6的INN引脚和电阻R5的一端相连，第二引脚与电阻R4的一端连接，并接地，电阻R4的另一端分别与单片机6的INP引脚和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R5的另一端连接，并接入经过稳压电源电路7稳压的电压VDD。单片机6的INN引脚和INP引脚之间还连接有一电容C5，电容C5属于高精度ADC的输入部分，起差模滤波作用。

实施例二

如图4、图7所示，本实施例与实施例一的结构相似，其与实施例一的不同之处在于，本实施例的电阻应变片2为半桥式电阻应变片，半桥式电阻应变片等效为两个电阻，此时，惠斯通电桥电路5包括电阻应变片接口P2、电阻R3、R4，电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚和第三引脚，第一引脚与电阻R3的一端相连，并接入经过稳压电源电路7稳压的电压VDD，第二引脚与单片机6的INN引脚相连，第三引脚与电阻R4的一端相连，并接地，电阻R4的另一端分别与电阻R3的另一端和单片机6的INP引脚相连。

实施例三

如图5、图8所示，本实施例与实施例一的结构相似，其与实施例一的不同之处在于，本实施例的电阻应变片2为全桥式电阻应变片，全桥式电阻应变片等效为四个电阻，已经是完整的惠斯通电桥形态，此时，惠斯通电桥电路5包括电阻应变片接口P2，电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，第一引脚接入经过稳压电源电路7稳压的电压VDD，第二引脚与单片机6的INP引脚相连，第三引脚与单片机6的INN引脚相连，第四引脚接地。

电阻应变片2具有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能，分辨能力高，能够测出极微小的应变，误差小，尺寸小，重量轻，测量范围大，能够在各种严酷环境中工作，价格低廉、品种多样，便于选择和大量使用。通过检测人体着座时引起座圈产生微小形变，来判断人体是否着座，不会像触摸电容式感应模块受到水滴的影响，使用时，只需将该具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块贴到座圈的相应位置即可，安装方便，便于拆卸维修或更换。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，与智能坐便器的主控制器连接，其特征在于，包括：

壳体；

电阻应变片，其一侧贴于所述壳体的底部，另一侧贴于智能坐便器的座圈上，所述电阻应变片将座圈的微形变转化成电阻信号；

电路板，设于所述壳体内，与所述电阻应变片电连接，将所述电阻应变片的电阻信号转换为数字信号；

连接线，连接所述的电路板及所述智能坐便器的主控制器。

2.根据权利要求1所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电路板包括：

惠斯通电桥电路，与所述电阻应变片相连，将所述电阻应变片的电阻信号转换为模拟电压信号；

单片机，与所述惠斯通电桥电路相连，将所述惠斯通电桥电路输出的模拟电压信号转换为数字信号；

稳压电源电路，与所述单片机相连；

接口电路，分别与所述的稳压电源电路和单片机相连，并外接所述的连接线。

3.根据权利要求2所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述接口电路包括：电路接口P1、电阻R1、R2和三极管Q1；所述电路接口P1包括电压输入端、信号输出端和接地端；

所述电压输入端分别与所述稳压电源电路和所述电阻R1的一端相连，所述信号输出端分别与三极管Q1的集电极和电阻R1的另一端相连，所述三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与单片机的I/O引脚相连。

4.根据权利要求2或3所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述稳压电源电路包括：LDO稳压器以及电容C1、C2、C3、C4；

所述LDO稳压器的输入端与接口电路和电容C1、C2的一端连接，其输出端与单片机的VDD引脚和电容C3、C4的一端连接，所述稳压器的接地端和电容C1、C2、C3、C4的另一端均接地。

5.根据权利要求2所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电阻应变片为单臂式电阻应变片；所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2、电阻R3、R4、R5；

所述电阻应变片接口P2上设有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚分别与单片机的INN引脚和电阻R5的一端相连，所述第二引脚与电阻R4的一端连接，并接地，所述电阻R4的另一端分别与单片机的INP引脚和电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5的另一端连接，并接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD。

6.根据权利要求2所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电阻应变片为半桥式电阻应变片；

所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2、电阻R3、R4；

所述电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一引脚与电阻R3的一端相连，并接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD，所述第二引脚与单片机的INN引脚相连，所述第三引脚与电阻R4的一端相连，并接地，所述电阻R4的另一端分别与电阻R3的另一端和单片机的INP引脚相连。

7.根据权利要求2所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电阻应变片为全桥式电阻应变片；

所述惠斯通电桥电路包括：电阻应变片接口P2；

电阻应变片接口P2上设有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，所述第一引脚接入经过稳压电源电路稳压的电压VDD，所述第二引脚与单片机的INP引脚相连，所述第三引脚与单片机的INN引脚相连，所述第四引脚接地。

8.根据权利要求5～7任意一项所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述单片机为具有高精度模数转换器的单片机，所述单片机的INN引脚和INP引脚之间连接有一电容C5。

9.根据权利要求1所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电路板灌胶密封安装在壳体内。

10.根据权利要求1所述的具微形变检测的智能坐便器人体着座感应模块，其特征在于，所述电阻应变片通过防水胶贴于所述壳体的底部和座圈上。

Images