專利名稱：電子馬桶和沖水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種安裝在家中或公共休息室的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)。更具體地，所述電子馬桶和沖水系統(tǒng)配備有用于探測馬桶是否被占用的傳感裝置，用于將空氣充滿浮子的氣泡生成和供送裝置，用于根據(jù)通過比較探測到的占用時間與預設的時間閾值而得到的小便或大便的探測信號來清洗馬桶缸的沖水裝置，以及用于根據(jù)浮子的上浮或是下沉來打開或是關閉虹吸管蓋的操作裝置。
背景技術：
一般來講，用于小便和大便的抽水馬桶包括作為主體的陶瓷馬桶缸和設置在主體后面作為儲水器的沖水箱。傳統(tǒng)的抽水馬桶所采用的方法是必須在水箱中注入一定量的水以徹底沖洗馬桶缸中的容納物。
最近，一種改進的自動馬桶系統(tǒng)已經(jīng)被引進安裝在現(xiàn)代化的公共建筑中。這種自動抽水馬桶采用控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有紅外傳感器以探測馬桶是否被占用并將探測到的信號傳送給用于操作電磁閥的主控制單元，該電磁閥與安裝在抽水馬桶中的沖水閥相連。
如圖1所示，介紹了沖洗馬桶缸的另一種方法，其中安裝在馬桶蓋上的紅外傳感器(1)探測馬桶是否被占用，主控制單元(2)對探測到的信號進行處理，電機(3)通過連接鏈使虹吸管蓋垂直提升。
用于沖水系統(tǒng)的傳統(tǒng)電磁閥要求供水管線中具有高水壓。因此，有可能在公共建筑中使用一種導向(pilot)型電磁閥，該電磁閥可以在具有低功耗的高水壓下操作。相反，很難在住宅中使用的帶有后置式水箱的普通抽水馬桶中采用電磁閥，因為住宅供水管線中的水壓相對較低。
尤其是，一種直接操作型的1英寸直徑的安裝在住宅浴室中的電磁閥已經(jīng)被開發(fā)出來并且普遍生產(chǎn)，該電磁閥的水壓和流量相對較低。然而，這種類型的閥有一個缺點，即由于低水壓和低流量使其工作時間長而且不能完全除掉容納物。
此外，有些傳統(tǒng)的抽水馬桶使用電機強制地供應適當?shù)乃?。但是這種系統(tǒng)具有連接機構復雜的缺點。因為電機是在潮濕的環(huán)境下運轉，所以電機的耐用性始終是一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功能性電子抽水馬桶，該馬桶包括探測使用者并將探測信號傳遞給處理信號的控制器的傳感器，將空氣氣泡充滿浮子(float)的氣泡生成和供應裝置，以及通過浮標(buoy)的漂浮使虹吸管蓋提升的沖水單元。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種功能性電子抽水馬桶，該馬桶包括用于根據(jù)通過比較探測到的占用時間與預設時間閾值而得到的小便或大便的探測信號來清洗馬桶缸的沖水裝置，以及用于根據(jù)浮子的上浮或是下沉來打開或是關閉虹吸管蓋的操作裝置。


圖1是配備有傳統(tǒng)機構的傳統(tǒng)的抽水馬桶；圖2是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的正視圖；圖3是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的側視圖；圖4是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的方框圖；圖5是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的控制流程圖。
具體實施例方式
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，所述的功能性電子抽水馬桶和沖水系統(tǒng)包括連接在馬桶缸外側用于探測馬桶是否被使用者占用的傳感器單元，用于通過比較確定的占用時間與預定的時間閾值來發(fā)出小便或大便行為的控制信號的控制單元，用于根據(jù)控制單元發(fā)出的控制信號(小便還是大便)生成氣泡的氣泡發(fā)生器，與用于控制氣泡供應的氣泡發(fā)生器相連的電磁閥，用于根據(jù)氣泡發(fā)生器供應的氣泡而上浮或下沉的浮子或浮標，以及用于根據(jù)浮標的漂浮來沖刷馬桶缸的虹吸管蓋。
所述的功能性電子抽水馬桶和沖水系統(tǒng)還包括限制支架，該支架用于根據(jù)由指示小便或大便行為的控制信號生成的氣泡供應量來控制虹吸管蓋的行程以及沖水量。
本發(fā)明還提供了音樂芯片，當使用者按下控制單元上的音樂按鈕時，該音樂芯片將通過揚聲器輸出一段時間的音樂；以及家庭安全單元，在從傳感單元探測到馬桶被使用之后，如果使用者占用馬桶的時間超過預設的占用時間限制(例如大便30分鐘)，則該安全單元將通過緊急信號觸發(fā)器自動呼叫監(jiān)護人員。
電磁閥并行地通過T型連接器與氣泡發(fā)生器連接，并通過軟管進一步與浮標相連。在向浮標中供送氣泡的過程中電磁閥的釋放閥門始終是關閉的，而當氣泡從浮標中排出時該閥門被打開。
下面將參考附圖用實施例詳細描述本發(fā)明的電子抽水馬桶和沖水系統(tǒng)。
但是可以理解本發(fā)明并不局限于所公開的實施方式。
圖2是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的正視圖，圖3是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的側視圖，圖4是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的方框圖，圖5是本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的控制流程圖。
本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)包括用于探測馬桶是否被使用者占用的傳感器單元(10)，用于通過比較探測到的占用時間和預定的正常持續(xù)時間來控制并發(fā)出指示小便或大便的控制信號的控制單元(20)，用于根據(jù)所述控制單元(20)發(fā)出的指示馬桶中容納物性質(zhì)的所述控制信號來生成氣泡的氣泡發(fā)生器(30)，用于根據(jù)所述氣泡發(fā)生器(30)供應的氣泡量而上浮或下沉的浮子(40)，用于根據(jù)所述浮子(40)的飄浮位置沖刷馬桶缸的虹吸管蓋(50)，以及用于控制氣泡供應的電磁閥(70)。
參考圖2和圖3，詳細描述所述電子抽水馬桶和沖水系統(tǒng)。
傳感器單元(10)位于馬桶缸的下部用于連續(xù)地探測馬桶是否被使用者占用。
所述傳感器利用紅外光束并接收反射光以探測是否有坐在正常位置的使用者。該傳感器也能夠探測到非正常的位置，例如落到地板上的位置。
當傳感器(10)將探測到的信號傳輸給控制單元(20)時，所述控制單元開始計算占用時間以通過與預定時間進行比較而發(fā)出指示小便或大便行為的控制信號。
如圖4所示，控制單元(20)包括含有計算單元(24)，輸入—輸出端口(25)，計時器(26)以及存儲器單元(27)的微處理單元(21)，用于存儲和播放一些音樂的音樂芯片(22)以及用于發(fā)出緊急電話呼叫的緊急信號觸發(fā)器(23)。當使用者按下按鈕時，將播放一段時間的音樂。緊急信號觸發(fā)器(23)與緊急電話線相連接用于在傳感器探測到使用者處于非正常位置時自動呼叫監(jiān)護人員。
當傳感器(10)探測到馬桶座圈被占用并將信號傳輸?shù)捷斎搿敵龆丝?25)時微處理單元(21)被激活。然后，計時器(26)激活以計算占用時間以便發(fā)出指示小便或大便行為的控制信號。存儲器單元(27)存儲預定的持續(xù)時間用于對正常占用時間和探測到的時間進行比較。
然后，計算單元(24)接收來自計時器(26)的實際占用時間以及來自存儲器單元(27)的正常持續(xù)時間的數(shù)據(jù)以進行比較從而確定馬桶缸中容納物的性質(zhì)。存儲器單元(27)存儲按典型的人類盥洗行為預先分類的持續(xù)時間，例如使用者的占用時間，非占用時間，小便，大便行為或者小便大便行為時間的界線。
參考圖5，詳細描述了本發(fā)明的功能性電子馬桶和沖水系統(tǒng)的流程圖。當使用者占用馬桶時，傳感器(10)探測到占用并將探測到的信號傳輸給控制單元(20)。然后，計算單元(24)開始計算已過的占用時間。如果已過的占用時間超過了預定的正常持續(xù)時間(例如30分鐘)，則計算單元(24)將啟動緊急信號觸發(fā)器(23)以向家庭安全系統(tǒng)(100)發(fā)出緊急信號。
家庭安全系統(tǒng)(100)包括電話調(diào)制解調(diào)器(110)以接通緊急電話號碼，例如911，救援隊或是親屬的電話號碼。
如果使用者經(jīng)過馬桶并離開，或某些人在無意使用馬桶卻經(jīng)過馬桶時中斷了傳感器，則傳感器(10)會持續(xù)發(fā)射并探測反射光束以連續(xù)地核實占用。如果傳感器(10)連續(xù)10秒沒有探測到馬桶被占用，則計算單元(24)返回初始位置以重新設定為“未占用”狀態(tài)。
如果傳感器(10)探測到馬桶的占用時間超過10秒，但少于120秒，則計算單元(24)將判斷并發(fā)出小便的控制信號。如果傳感器(10)探測到馬桶的占用時間超過120秒，則計算單元(24)將判斷并發(fā)出大便的控制信號。
在這里，時間控制被定義成“占用”，“未占用”或“小便和大便(BM)的臨界狀態(tài)”。然而，時間控制并不局限于這些術語。
如果使用者不想聽到小便的聲音或是只是希望有一個好心情，使用者可以按下控制單元(20)上面的音樂按鈕。然后，存儲在音樂芯片(22)中的音樂將通過揚聲器(130)輸出一段時間以掩蓋噪音。
設計用來控制微處理單元(21)的8位的80C31-芯片適合用于控制單元(20)。
氣泡發(fā)生器(30)根據(jù)從控制單元(20)發(fā)出的小便或大便的控制信號生成所需數(shù)量的氣泡。
例如，氣泡發(fā)生器(30)可能在小便時運轉8秒鐘，大便時運轉12秒鐘以生成一定量的氣泡。
生成氣泡的運轉時間也可以根據(jù)不同的境況進行調(diào)整。
電磁閥(70)并行地通過T型連接器(80)與氣泡發(fā)生器(30)連接并通過軟管(42)進一步與浮子或浮標(40)相連。由氣泡發(fā)生器(30)生成的氣泡經(jīng)過T型連接器到達浮子(40)。此時，在向浮標(40)供送氣泡的過程中電磁閥(70)的釋放閥門始終是關閉的(N.C.)。當電磁閥(70)收到控制單元(20)的信號排出氣泡時，該釋放閥門打開以排出浮子(40)中的氣泡。
浮子或浮標(40)的頂端與軟管(42)相連，并且在浮子或浮標(40)的底端形成有排入—排出口(41)。
一般情況下，浮子或浮標(40)中充滿水以使其下沉。當氣泡發(fā)生器(30)供送氣泡時，在氣泡充滿浮子的同時浮子中的水通過排入—排出口(41)排出，使得浮子根據(jù)供氣量上浮。
當電磁閥(70)的釋放閥門打開時，水通過排入—排出口(41)充滿浮子以使浮標(40)下沉。
虹吸管蓋(50)與浮子或浮標(40)相連，用于根據(jù)控制信號控制沖水量。
此外，虹吸管蓋(50)與限制支架(60)相連，用于根據(jù)發(fā)出的小便或大便的控制信號控制虹吸管蓋(50)的開啟行程的長度以及沖水量。
另外，虹吸管蓋(50)與傳統(tǒng)的控制桿(90)相連，用于在緊急情況下手動沖水。
參考圖4和圖5，詳細描述實施例中的所述電子抽水馬桶和沖水系統(tǒng)的操作過程。
在步驟2中，微處理單元(21)的輸入—輸出端口(25)和計時器(26)設置在其初始狀態(tài)。在步驟4中，微處理單元(21)核實是否有一個低電平信號被傳送到端口1_7，當使用者打算占用馬桶時所述端口1_7被激活。
接下來，在步驟6中，微處理單元(21)的計時器(26)開始計算連續(xù)的低電平信號的持續(xù)時間。探測到的時間被記錄并且與存儲器單元(27)中的時間進行實時比較。在步驟8中，如果探測到的占用持續(xù)時間比預定的正常持續(xù)時間(例如30分鐘)長，則微處理單元(21)將判定使用者處于緊急狀態(tài)。在步驟7中，包括電話調(diào)制解調(diào)器(110)的家庭安全系統(tǒng)(100)啟動緊急信號觸發(fā)器(23)以將緊急信號發(fā)送到家庭安全系統(tǒng)(100)，例如911，救援隊或是親屬的電話號碼。
另一方面，微處理單元(21)中的存儲器單元(27)記錄探測到的實際時間直到傳感器單元(10)接收到連續(xù)的高電平信號。
在步驟10中，微處理單元(21)的計算單元(24)識別連續(xù)的高電平信號。在步驟12中，計算單元(24)讀取存儲在存儲器單元(27)中的數(shù)據(jù)以與所探測到的數(shù)據(jù)進行比較。如果使用者經(jīng)過馬桶并離開，或某些人在無意使用馬桶卻在經(jīng)過馬桶時中斷了傳感器，則傳感器(10)會持續(xù)發(fā)射并探測反射光束以連續(xù)地核實占用。如果傳感器(10)連續(xù)10秒沒有探測到馬桶被占用，則計算單元(24)返回初始位置以重新設定為“未占用”狀態(tài)。
在步驟14中，如果傳感器(10)探測到馬桶的占用時間超過10秒，但少于120秒，則計算單元(24)將判斷并發(fā)出小便的控制信號。如果傳感器(10)探測到馬桶的占用時間超過120秒，則計算單元(24)將判斷并發(fā)出大便的控制信號。然后，氣泡生成器(30)開始通過端口1_0向浮子中供送氣泡。
在步驟15中，氣泡生成器(30)根據(jù)微處理單元(21)通過端口1_0發(fā)出的大便控制信號生成所需的氣泡12秒。在步驟16中，電磁閥(70)通過端口1_1打開10秒。在步驟17中，氣泡生成器(30)根據(jù)微處理單元(21)通過端口1_0發(fā)出的小便控制信號生成所需的氣泡8秒。在步驟18中，電磁閥(70)通過端口1_1打開10秒。
電磁閥(70)并行地通過T型連接器(80)與氣泡發(fā)生器(30)連接并通過軟管(42)進一步與浮子(40)相連。由氣泡發(fā)生器(30)生成的氣泡通過T型連接器(80)供送到浮子(40)。此時，在供送氣泡的過程中如果電磁閥(70)的釋放閥門處于關閉狀態(tài)(N.C.)，則浮標(40)開始上浮。
在馬桶的水箱中，總是保持一定的水位。與軟管(42)相連的浮子(40)在底部有排入—排出口(41)。當氣泡生成器(30)供送氣泡以通過排入—排出口(41)排出水時，充滿水的浮子(40)開始上浮。
浮子(40)與虹吸管蓋(50)相連，用于根據(jù)控制信號控制沖水量。此外，虹吸管蓋(50)與限制支架(60)相連，用于根據(jù)發(fā)出的小便或大便的控制信號控制虹吸管蓋(50)的開啟行程的長度以及沖水量。
另一方面，可以根據(jù)浮子的充氣量控制沖水量。氣泡生成器(30)通過小便時運轉8秒、大便時12秒來供送氣泡以充滿浮子(40)。
微處理單元(21)通過端口1_1控制電磁閥(70)10秒以沖走馬桶缸中的小便和大便容納物。此時，浮子中的空氣通過電磁閥(70)的釋放閥門排出。
同時，當氣泡被排出時浮子(40)將通過排入—排出口(41)充滿水。然后，由于水箱中水壓增加以及浮子(40)的位置降低虹吸管蓋(50)關閉。
當水位達到預定位置時供水自動停止。
雖然本發(fā)明作為優(yōu)選設計被描述，但是本發(fā)明可以在所公開的精神和范圍內(nèi)作進一步修改。因此本申請的目的在于利用其一般的原理涵蓋本發(fā)明的任何變化、用途或者修改。此外，本申請的目的在于涵蓋與所公開內(nèi)容不同但在本發(fā)明所適用的領域內(nèi)公知或習慣的且在所附的權利要求限定范圍內(nèi)的這些內(nèi)容。
工業(yè)實用性根據(jù)上述討論，本發(fā)明具有以下效果，即電子馬桶能夠探測使用者，根據(jù)氣泡發(fā)生器供送的適量的氣泡控制浮子的位置并且根據(jù)探測到的小便或大便信號自動沖刷馬桶缸。
本發(fā)明的另一個效果是能夠根據(jù)與預定的正常持續(xù)時間進行比較的探測到的占用時間通過控制沖水量來減少水的過度浪費以使用最適宜的水量。
本發(fā)明的又一個效果是能夠通過探測占用者坐的姿勢或位置來保護使用者。如果占用時間超過了預定正常持續(xù)時間或者傳感器探測到了占用者的異常位置，則該馬桶系統(tǒng)會自動將緊急信號發(fā)送到救援隊或者親屬。
權利要求
1.一種功能性的電子馬桶和沖水系統(tǒng)，該馬桶和沖水系統(tǒng)包括傳感器單元(10)，附著在馬桶缸的外部，用于探測使用者的占用；控制單元(20)，用于通過比較所占用時間與預定的正常持續(xù)時間來控制和發(fā)出指示小便或大便的控制信號；氣泡發(fā)生器(30)，用于根據(jù)所述控制單元(20)發(fā)出的指示馬桶容納物性質(zhì)的所述控制信號生成氣泡；電磁閥(70)，與所述氣泡發(fā)生器(30)相連，用于控制氣泡供送；浮子(40)，用于根據(jù)所述氣泡發(fā)生器(30)供送的氣泡量而上浮或下沉；以及虹吸管蓋(50)，和所述浮子(40)相連，用于根據(jù)所述浮子(40)的上浮水位沖刷馬桶缸。
2.如權利要求1所述的功能性的電子馬桶和沖水系統(tǒng)，還包括限制支架(60)，所述限制支架用于根據(jù)供送的氣泡和發(fā)出的指示小便或大便的控制信號來控制所述虹吸管蓋(50)的行程長度以及沖水量。
3.如權利要求1所述的功能性的電子馬桶和沖水系統(tǒng)，還包括音樂芯片(22)，當使用者按下所述控制單元(20)上的音樂按鈕時，所述音樂芯片通過揚聲器(130)輸出一段時間的音樂；以及家庭安全單元(100)，在所述控制單元(20)開始計算占用時間之后，當使用者占用馬桶的時間超過預設的正常持續(xù)時間時，所述家庭安全單元通過緊急信號觸發(fā)器(23)自動將緊急信號發(fā)送給救援隊或監(jiān)護人員。
4.如權利要求1所述的功能性的電子馬桶和沖水系統(tǒng)，其中所述的電磁閥(70)通過T型連接器(80)和軟管(42)與所述氣泡發(fā)生器(30)和所述浮子(40)并行連接，且在向所述浮子(40)供送氣泡的過程中所述電磁閥(70)的釋放閥門始終是關閉的，而當氣泡從所述浮子(40)中排出時所述釋放閥門被打開。
全文摘要
一種功能性的電子馬桶和沖水系統(tǒng)，該馬桶和沖水系統(tǒng)能夠根據(jù)與預定的小便和大便行為的正常持續(xù)時間進行比較的探測到的占用時間來控制沖水量，以便使用最適宜的沖水量，并且通過探測使用者坐的姿勢或位置對其進行保護。為了實現(xiàn)這些功能，該電子馬桶和沖水系統(tǒng)包括附著在馬桶缸的外部用于探測使用者的傳感器單元，用于通過比較所占用時間與預定的正常持續(xù)時間來發(fā)出指示小便或大便的控制信號的控制單元；用于根據(jù)上述控制單元發(fā)出的指示馬桶容納物性質(zhì)的控制信號生成氣泡的氣泡發(fā)生器；與所述氣泡發(fā)生器相連用于控制氣泡供送的電磁閥；用于根據(jù)所述氣泡發(fā)生器供送的氣泡上浮或下沉的浮子；以及用于根據(jù)浮子的漂浮位置沖刷馬桶的虹吸管蓋。
文檔編號E03D11/00GK1688775SQ03823780
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權日2002年9月4日
發(fā)明者張熙碩, 林昌植 申請人:張熙碩