能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器的製作方法

2023-04-27 06:29:26

專利名稱：能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於採用紅外熱釋電感應、紅外接收發射以及微電子技術的用水控制裝置，適於對水電用量的自動控制，尤其適於對衛生間坐便器用水及通風器、照明燈通電的自動控制。
背景技術：
傳統的坐便器平時是滿箱上水，其儲水量一般為9-13升，而且大多是不分大小便衝水，造成水資源的浪費，再則便後需按鍵衝洗，帶來操作上的不便，特別是賓館、公廁等公共場所，難以做到便後必衝，衛生狀況存在隱患。本申請人在專利號分別為「ZL00246223.0、ZL01278600.4」，名稱分別為「能區分大小便供水的節水型坐便器控制裝置」、「新型能區分大小便供水的節水型坐便器水箱控制裝置」的專利中，公開了一種通過熱釋電紅外傳感或紅外發射、接收方式感應人體信號送至單片機主控電路，再控制接在自來水出水管與坐便器水箱入口之間的電磁閥或脈衝水閥動作，實現按大小便需要給水箱上水的技術。上述技術還未能解決便器自動衝水的問題。

發明內容
本實用新型就是要解決上述已有技術存在的問題，提供一種能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，該坐便器即能自動區分大小便供水，又能實現便後自動衝洗，節水衛生。
本實用新型的技術方案如下保留原坐便器、水箱等的基本結構，並保持ZL01278600.4的專利技術中，電子控制盒內的電路構成設置可感受人體信號的信號接收與放大電路、單片機主控電路、開關執行電路逐級連接，還設有電源電路，開關執行電路分別接上水控制閥、通風器、照明燈等的基本構成，本實用新型的結構特徵在於上水控制閥2裝在水箱進水口，水箱出水口處與坐便器之間裝有衝水控制閥4，在水箱內裝有水位測試開關3，衝水控制閥、水位測試開關分別接電子控制盒中的開關執行電路V、單片機主控電路1V。
所述可感受人體信號的信號接收與放大電路可以是紅外熱釋電動態感應電路I，也可以是紅外發射與接收靜態感應電路II，還可以是上述二種方式的結合；所述供電電源可以是直流，也可以是交流再經整流。所述上水控制閥、衝水控制閥可以是脈衝電磁閥或洗衣機電磁閥，也可以是非脈衝直通或彎通電磁閥。所述開關執行電路的構成與所驅動的控制閥類型相適應，即由正負脈衝輸出電路構成的開關執行電路驅動脈衝電磁閥，驅動非脈衝電磁閥的電路是串接開關管的繼電器電路或可控矽控制電路。所述的單片機主控電路中還接有可調節供水時間和點擊供水的輕觸開關(QK1、QK2)；所述照明燈為自控夜間照明燈。所述水位測試開關至少有2-3個金屬檢測點，即至少包括可檢測6升水位檔、3升水位檔水位高度以及公共端的3個檢測導體，或者僅包括可檢測3升檔水位高度與公共端的2個檢測導體。
本實用新型的主要優點是(1)保持了能區分大小便自動上水的優點，節水效果明顯，可節水1/2-2/3；(2)在水箱進出口裝控制閥，並受控於單片機，實現便後自動衝水，又加裝水位測試開關，使得上水、衝水達到無人幹預，有利保持衛生；(3)可自動控制換氣扇與晚間照明的開閉。總之該裝置智能化程度高，有利於節水和環保。


圖1是本實用新型總體構成示意圖圖2是電子控制盒的電路結構框圖圖3-1是紅外熱釋電動態感應電路I、紅外發射與接收靜態感應電路II、電源電路VI的電路原理圖圖3-2是單片機主控電路IV、由正負脈衝輸出電路構成的開關執行電路V、輕觸開關III(QK1、QK2)、水位測試開關3(3K1、3K2、3G)以及晚間照明燈自控的電路原理圖圖4是由串接開關管的繼電器電路構成的開關執行電路原理圖圖5是僅有紅外熱釋電動態感應電路構成信號接收與放大電路的原理圖，圖中虛線所框部分為換氣扇控制電路圖6是僅有紅外發射與接收靜態感應電路構成信號接收與放大電路的原理圖圖中1-水箱，2-進水電磁閥，3-水位測試開關，3K1、3K2、3G-金屬導體，4-衝水電磁閥，5-電子控制盒，6-換氣扇，7-照明燈，8-照明燈，9-自來水管，I、II-信號接收與放大電路，III-輕觸開關，IV-單片機主控電路，V-開關執行電路，VI-電源電路
具體實施方式
實施例1參見圖1，所述水位測試開關其結構是垂直方向置於水箱內的絕緣棒外圍，依不同上水量在水箱內的各水位高度上繞有金屬導體3K1、3K2、3G，金屬導體分別用導線接入單片機IC1的I/O埠；水位測試開關的結構還可是僅有分別用導線接入單片機IC1的I/O埠的固定在水箱內不同水位高度上的金屬導體。
本實施例中，金屬導體採用金屬圈或金屬片。
參見圖3-2，所述晚間照明燈控制電路的構成是設有光敏管LED-2、串接三極體T7的光敏控制電路，光敏管LED-2白天呈高電阻，三極體T7截止，而晚間光敏管呈低電阻，三極體T7開通，上述可判斷白天、夜間的光敏電阻信號輸入單片機IC1，還設有受控於開關管T8的由可控矽SCR串接照明燈LAMP構成的點燈電路，開關管T8的基極接單片機IC1的一個I/O輸出埠。光敏控制電路將白天低電平、晚間電平變化的信號輸入單片機IC1，供其判斷，控制點燈電路的開關管在夜間導通使照明燈LAMP工作。
參見圖3-2，所述正負脈衝輸出電路的結構是設有一對PNP型三極體T1、T2及二對NPN型三極體T3、T4、T5、T6，各三極體的基極分別接單片機IC1相應的I/O輸出端，三極體T1、T3、T5的集電極相接，三極體T2、T4、T6的集電極相接，上水電磁閥的線圈L1跨接在三極體T1和T3、T2和T4的集電極之間，衝水電磁閥線圈L2跨接在三極體T1和T5、T2和T6的集電極之間，三極體T1、T2的發射極接電源正極，三極體T3、T4、T5、T6的發射極接電源負極。脈衝電磁閥L1、L2最初處於關閉狀態，接收正向脈衝時自動打開，接收反向脈衝時自動關閉，正、反向脈衝信號由單片機I/O端輸出，當開關管T1、T4導通時，進水電磁閥L1得到正向脈衝打開，則水箱上水，當水位達到水位測試開關的3K2(3升)或3K1(6升)位置時，3K2接通或3K1、3K2都接通，此信息送入單片機IC1，單片機發出控制信息，開關管T2、T3導通，進水電磁閥L1得到反向脈衝，則關閉；同理，當用廁完畢，單片機發出控制信息，開關管T1、T6導通，衝水電磁閥L2得到正向脈衝自動打開，衝水完畢時，水位測試開關將信息輸入單片機，則開關管T2、T5導通，衝水電磁閥L2得到反向脈衝則關閉。
參見圖3-1，在紅外熱釋電動態感應電路I中，人體紅外感應信號通過探頭BH的S端輸出，經菲涅耳透鏡，及三極體VT1、運算放大器IC2二級放大、濾波後，送電壓比較器IC3輸入端3，與輸入2端的基準電壓比較，若有人體感應時，2端電壓小於3端電壓，比較器IC3的輸出端6輸出高電平，則開關管VT2導通並向單片機輸出有效信號；無人體感時端6輸出低電平，開關管VT2截止。在紅外發射與接收靜態感應電路II中，鎖相環IC4調製產生的頻率fo＝1/1.1RC經六反相器中D4、D5、D6及紅外發光管VD1、三極體T1、電阻R*電路輻射紅外光脈衝。人體感應反射信號經紅外光敏管VD2接收，使紅外光脈衝轉變為紅外電脈衝，再經六反相器中D1、D2、D3三級放大，如果該信號頻率與鎖相環固有頻率fo相同，則鎖相環IC4的8端向單片機IC1輸出低電平有效信號。
實施例2參見圖5，其信號接收與放大電路僅採用紅外熱釋電動態感應電路，其餘結構與實施例1相同，感應範圍為8-10m。
實施例3參見圖6，信號接收與放大電路僅採用紅外發射與接收靜態感應電路，其餘結構與實施例1相同，感應範圍為0.5-1m。
實施例4參見圖4，開關執行電路由三條開關管串接繼電器的支路構成，各開關管T13、T14、T15的基極分別經電阻R3、R2、R1接單片機IC1的I/O輸出埠，RB3、RB2、RB1，各開關管的集電極分別接繼電器J3、J4、J5的線圈，各繼電器的接點J3.1、J4.1、J5.1分別串接上水電磁閥LA、衝水電磁閥LR以及換氣扇L。其餘結構與實施例1相同。
單片機IC1可採用任何型號的八位單片機，本實施例採用PIC16C54(CF745)晶片，運算放大器IC2型號為CA3140，電壓比較器IC3採用CA3140型，六反相器D1-D6選用74HC04(CD4069)型，鎖相環IC4為LM567型。
權利要求1.一種能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，包括坐便器及其水箱，電子控制盒，水箱自動上水的控制閥，電子控制盒內的電路構成是設置可感受人體信號的信號接收與放大電路、單片機主控電路、開關執行電路逐級連接，還設有電源電路，開關執行電路分別接上水控制閥、通風器、照明燈，其特徵在於上水控制閥(2)裝在水箱進水口，水箱出水口處與坐便器之間裝有衝水控制閥(4)，在水箱內裝有水位測試開關(3)，衝水控制閥、水位測試開關分別接電子控制盒中的開關執行電路、單片機主控電路。
2.根據權利要求1所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述可感受人體信號的信號接收與放大電路可以是紅外熱釋電動態感應電路，也可以是紅外發射與接收靜態感應電路，還可以是上述二種方式的結合；所述供電電源可以是直流，也可以是交流再經整流。
3.根據權利要求1所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述上水控制閥、衝水控制閥可以是脈衝電磁閥或洗衣機電磁閥，也可以是非脈衝直通或彎通電磁閥。
4.根據權利要求1所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述開關執行電路的構成與所驅動的控制閥類型相適應，即由正負脈衝輸出電路構成的開關執行電路驅動脈衝電磁閥，驅動非脈衝電磁閥的電路是串接開關管的繼電器電路或可控矽控制電路。
5.根據權利要求1或4所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述正負脈衝輸出電路的結構是設有一對PNP型三極體(T1、T2)及二對NPN型三極體(T3、T4、T5、T6)，各三極體的基極分別接單片機(IC1)相應的I/O輸出端，三極體(T1、T3、T5)的集電極相接，三極體(T2、T4、T6)的集電極相接，上水電磁閥的線圈(L1)跨接在三極體(T1和T3、T2和T4)的集電極之間，衝水電磁閥線圈(L2)跨接在三極體(T1和T5、T2和T6)的集電極之間，三極體(T1、T2)的發射極接電源正極，三極體(T3、T4、T5、T6)的發射極接電源負極，電磁閥接收正向脈衝時開啟，接收反向脈衝時關閉。
6.根據權利要求1所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述水位測試開關其結構是垂直方向置於水箱內的絕緣棒外圍，依不同上水量在水箱內的各水位高度上繞有金屬導體(3K1、3K2、3G)，金屬導體分別用導線接入單片機(IC1)的I/O埠；水位測試開關的結構還可是僅有分別用導線接入單片機(IC1)I/O埠的固定在水箱內不同水位高度上的金屬導體。
7.根據權利要求1或6所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述水位測試開關至少有2-3個金屬檢測點，即至少包括可檢測6升水位檔、3升水位檔水位高度以及公共端的3個檢測導體，或者僅包括可檢測3升檔水位高度與公共端的2個檢測導體。
8.根據權利要求1所述的能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，其特徵在於所述的單片機主控電路中還接有可調節供水時間和點擊供水的輕觸開關(QK1、QK2)；所述照明燈為自控夜間照明燈，其控制電路的構成是設有光敏管(LED-2)、串接三極體(T7)的光敏控制電路，光敏管(LED-2)白天呈高電阻，三極體(T7)截止，而晚間光敏管呈低電阻，三極體(T7)開通，上述可判斷白天、夜間的光敏電阻信號輸入單片機(IC1)，還設有受控於開關管(T8)的由可控矽(SCR)串接照明燈(LAMP)構成的點燈電路，開關管(T8)的基極接單片機(IC1)的一個I/O輸出埠。
專利摘要能區分大小便自動衝洗的節水型坐便器，屬於採用紅外感應和微電子技術的用水控制裝置，適於對衛生間水電用量的自動控制。主要特徵是在坐便器水箱進、出水口分別安裝受控於電子控制盒的上水、衝水電磁閥，水箱內裝有水位測試開關，電子控制盒電路由可感應人體信號的信號接收與放大電路、單片機主控電路、開關執行電路逐級連接構成。本實用新型可實現按大小便按需要區別供水，以及便後自動衝洗，無須人工幹預，解決了傳統坐便器浪費水資源和不能保證便後即衝的問題，其智能化程度高，節水效果顯著，也有利保持衛生。
文檔編號E03D5/00GK2576822SQ0225651
公開日2003年10月1日 申請日期2002年9月20日 優先權日2002年9月20日
發明者譚啟仁 申請人:譚啟仁