一种智能坐便器的自动打包换袋装置的制作方法

1.本实用新型涉及智能坐便器，特别涉及一种智能坐便器的自动打包换袋装置。


背景技术：

2.随着随着科技的进步和人们生活水平的提高，智能家居逐步改变着人们的生活方式。然而，在智能坐便器领域，目前市面上的产品更多的是针对传统冲刷式马桶进行智能开发。通过对在马桶盖上安装传感器和电路控制，使其有别于传统坐便器，在水流量、温度，清洗等方面给用户更舒适和人性化的体验。但对于一些特殊人群和特定环境条件，如自驾、婴幼儿及行动不便的孕妇及老人方便等情况时，传统的固定式、冲刷式马桶并不适用。在上诉的一些特定场合，目前市面上存在一些可便携的坐便器，使用后，通常的处理方式是直接清洗排泄物的容器，或使用塑料袋，对排泄物进行打包清理。然而，不管是直接清洗还是套用塑料袋，整个过程都十分麻烦，且不卫生。因此，本专利提供了一种塑料袋检测、自动打包换袋的控制方法，结合智能垃圾桶产品结构，能够检测出坐便器中塑料袋的情况，并根据检测到的信息执行打包换袋功能，解决了坐便器使用之后人工清理麻烦、不卫生等问题，十分便利。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种智能坐便器的自动打包换袋装置及控制方法，本实用新型的技术方案是这样实施的：
4.一种智能坐便器的自动打包换袋装置，包括控制系统和自动打包换袋系统；所述控制系统包括接收端、发射端和控制中枢；所述自动打包换袋系统包括便槽、滚轮下拉装置、热熔封口切割模块、收拢杆和电机驱动组件；所述控制系统位于所述自动打包换袋系统上，所述发射端和所述接收端位于所述便槽内，所述电机驱动组件上设置有电源灯，所述控制中枢设置有控制键、状态指示灯和蜂鸣器。
5.优选地，所述发射端和所述接收端采用红外传感器或超声波传感器。
6.优选地，所述控制中枢包括mcu和红外发射接收电路；所述红外发射接收电路包括放大电路和调制解调电路，
7.优选地，所述控制系统还包括透明罩；所述透明罩盖于所述接收端和所述发射端上。
8.优选地，所述透明罩材质为玻璃或塑料。
9.优选地，所述热熔封口切割模块还包括温度传感器；所述温度传感器位于所述热熔封口切割模块内部；所述控制中枢还包括热熔指示灯。
10.优选地，所述温度传感器为ntc温度传感器。
11.优选地，所述自动打包控制系统还包括两个位置传感器，所述位置传感器一个位于收拢杆的初始位置，另一个位于收拢杆与所述热熔封口切割模块贴合处。
12.本装置的控制方法，包括如下步骤：
13.开机：初始状态状态指示灯、电源灯、热熔指示灯全暗，开机时电源灯显示当前电量；
14.初始扫描：开机后控制系统扫描便槽底部是否有垃圾袋，若有，状态指示灯红色闪烁，控制键无法控制自动打包；若没有，状态指示灯绿色，控制键控制自动打包换袋系统开始执行打包；判断电量是否充足，若充足，执行打包过程，若不充足，电源灯闪烁，控制键无法控制打包；
15.打包过程如下：
16.下拉：滚轮下拉装置执行下拉动作，将垃圾袋下拉至打包范围；
17.收拢：收拢杆聚合，将塑料袋袋口挤压贴合；判断收拢杆是否到位，若不到位，状态指示灯红灯闪烁，蜂鸣器持续报警；若收拢到位，执行热熔切割；
18.热熔切割：热熔封口切割模块将塑料袋热熔切割；
19.复位：收拢杆回到初始位置；判断收拢杆是否到位，若不到位，状态指示灯红灯闪烁，蜂鸣器持续报警；若收拢到位，执行再次下拉；
20.再次下拉：滚轮下拉装置执行下拉动作，将垃圾袋下拉形成新的收纳空间；
21.状态结束：蜂鸣器响2秒；
22.其中，热熔切割过程如下：
23.初始加热：热熔封口切割模块的加热片加热，然后判断加热片是否到达温度下限值；若加热片到达初始加热温度进行二次加热；若加热片未到达温度下限值，判断是否超过设定初始加热时间；若超过初始加热时间，热熔指示灯闪烁，停止加热并报警；若未超过初始加热时间，继续加热至温度下限值；
24.二次加热：加热片继续加热，然后判断加热片是否到达温度上限值，若到达温度上限值则停止加热，使加热片温度降低但不低于温度下限值，若未达到温度上限值继续加热至温度上限值；
25.切割过程：判断加热片到达温度上限值后是否超过设定切割时间，若未超过设定切割时间则停止加热，并判断加热片是否降至温度下限值，若加热片未降至温度下限值继续停止加热，若加热片降至温度下限值，则继续进行二次加热过程；若超过设定时间，停止加热，并判断加热片是否降至冷却温度，加热片到达冷却温度则执行复位步骤，加热片未到达冷却温度则继续停止加热。
26.优选地，根据加热片的温度，增长趋势，波动幅度等因素进行分析测算，通过微积分算法调节，把温度偏差控制在设定范围内。
27.实施本实用新型的技术方案可解决现有技术中坐便器使用不方便，且不卫生的技术问题；实施本实用新型的技术方案，通过检测系统结合自动打包换袋系统，可实现实时检测便槽内垃圾袋的状态，并进行自动打包换袋的技术效果。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
30.图1为控制系统的安装结构示意图；
31.图2为塑料袋下拉过程示意图；
32.图3为自动打包换袋结构示意图；
33.图4为自动打包换袋控制流程；
34.图5为热熔切割过程控制。
35.在上述附图中，各图号标记分别表示：
36.控制系统
37.1-1，接收端
38.1-2，发射端
39.1-3，控制中枢
40.自动打包换袋系统
41.2-1，便槽
42.2-2，滚轮下拉装置
43.2-3，热熔封口切割模块
44.2-4，收拢杆
45.2-5，电机驱动组件
46.2-6，位置传感器
具体实施方式
47.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
48.实施例
49.在一种具体的实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，一种智能坐便器的自动打包换袋装置，包括控制系统和自动打包换袋系统；控制系统包括接收端 1-1、发射端1-2和控制中枢1-3；自动打包换袋系统包括便槽2-1、滚轮下拉装置2-2、热熔封口切割模块2-3、收拢杆2-4和电机驱动组件2-5；控制系统位于自动打包换袋系统上，发射端1-2和接收端1-1位于便槽2-1内，电机驱动组件 2-5上设置有电源灯，控制中枢1-3设置有控制键、状态指示灯和蜂鸣器。
50.在本实施例中，滚轮下拉装置2-2下方设有收拢杆2-4和热熔封口切割模块 2-3，控制系统安装在自动打包换袋系统上，控制着整个坐便器的电路系统，而发射端1-2和接收端1-1也均可通讯的控制中枢1-3和控制系统连接。并且，在控制系统的作用下，发射端1-2能发射信号，接收端1-1接收发射端1-2发出的信号。这样，当便槽2-1中存放有打包好的塑料袋时，发射端1-2发射出的信号被塑料袋阻挡，使得接收端1-1形成第一感应信号，并将第一感应信号传输到控制系统，进而控制蜂鸣器报警，提醒用户此时便槽2-1中的塑料袋的情
况，便于用户更换便槽2-1内的塑料袋。本实施例中设定检测时间为2秒/次。图1仅展示一种控制系统的安装示意图，但不限制于控制系统安装于便槽2-1的侧边、底部、后部等方位，以达到更好的检测效果。
51.根据便槽2-1中需要存放的塑料袋个数，可以将控制系统的检测距离进行调节，以适应不同的用户需求。本实施例配备的是筒状长条状塑料袋，塑料袋长约 8米，因此，按照一天一次的频率，打包一次为25cm左右，一卷塑料袋可以使用1个月左右。即在一个月时间内，用户不需要更换塑料袋。当垃圾袋用完了，只需更换空的垃圾袋储藏盒，方便快捷又卫生。
52.在一种优选的实施方式中，发射端1-2和接收端1-1采用红外传感器或超声波传感器。
53.本实施方式中，发射端1-2和接收端1-1采用红外传感器，红外传感器具有体积小、成本低、控制稳定等特点，适用于该产品的检测要求。当然也可以选择超声波传感器等相关测距辨物传感器，这点并不限定。
54.在一种优选的实施方式中，控制中枢1-3包括mcu和红外发射接收电路；红外发射接收电路包括放大电路和调制解调电路，
55.在本实施方式中，控制系统还包括有mcu(microcontroller unit，微控制单元)、红外发射接收电路，该红外发射接收电路由放大电路、调制解调电路等组成，通过mcu产生的调制载波发送至发射端1-2，发射端1-2发射的红外线遇到障碍物(塑料袋)干扰时则反射回来被接收端1-1接收，经过控制中枢1-3处理后，则能检测出塑料袋的位置。当发射端1-2发射的载波信号无障碍物(垃圾袋)干扰时，接收端1-1接收到的调制载波较弱，甚至为零，则判断便槽2-1中无塑料袋。
56.在一种优选的实施方式中，控制系统还包括透明罩；透明罩盖于接收端1-1 和发射端1-2上。透明罩材质为玻璃或塑料。
57.为了更好地保护控制系统，在本实施例中，还对接收端1-1和发射端1-2位置处做了防水防尘处理。即设置了透明罩，将接收端1-1和发射端1-2分别放入透明罩内，由于透明罩为透明特性，能够使红外线穿过，进而便于实现垃圾袋的位置检测。透明罩的材质可以为塑料，也可以为玻璃，可根据实际情况和技术发展进行有需要的选择。
58.在一种优选的实施方式中，热熔封口切割模块2-3还包括温度传感器；温度传感器位于热熔封口切割模块2-3内部；控制中枢1-3还包括热熔指示灯。
59.对于装有排泄物的塑料袋来说，密封性是非常重要的因素。因此，仅仅依靠时间去控制温度来保证热熔效果，难以满足该装置的应用要求，因此本实施方式采用温度传感器直接读取热熔温度，并通过程序控制实时反馈，达到指定的热熔温度要求。并通过热熔指示灯实时显示热熔封口切割模块2-3的状态。
60.在一种优选的实施方式中，温度传感器为ntc温度传感器。
61.本实施方式中的温度传感器选用ntc温度传感器，该温度传感器主要由ntc 热敏电阻和导线及接插件组合而成，是常用的温度传感器，价格便宜，安装方便，广泛运用于家庭电器、温控场合的温度测量与控制。除选用ntc温度传感器作为温控检测外，也可选择热电偶型温度传感器。但是此类传感器虽然测试温度范围大，但是成本高，精度和稳定性也没有明显优势。因此，考虑到该产品的温控范围，优选ntc温度传感器作为本装置的温度传感
器。
62.在一种优选的实施方式中，自动打包控制系统还包括两个位置传感器2-6，位置传感器2-6一个位于收拢杆2-4的初始位置，另一个位于收拢杆2-4与热熔封口切割模块2-32-3贴合处。
63.本实施例中的控制方法如下：
64.开机：初始状态状态指示灯、电源灯、热熔指示灯全暗，开机时电源灯显示当前电量；
65.初始扫描：开机后控制系统扫描便槽2-1底部是否有垃圾袋，若有，状态指示灯红色闪烁，控制键无法控制自动打包；若没有，状态指示灯绿色，控制键控制自动打包换袋系统开始执行打包；判断电量是否充足，若充足，执行打包过程，若不充足，电源灯闪烁，控制键无法控制打包；
66.打包过程如图4和图5所示，
67.下拉：滚轮下拉装置2-2执行下拉动作，将垃圾袋下拉至打包范围；
68.收拢：收拢杆2-4聚合，将塑料袋袋口挤压贴合；判断收拢杆2-4是否到位，若不到位，状态指示灯红灯闪烁，蜂鸣器持续报警；若收拢到位，执行热熔切割；
69.热熔切割：热熔封口切割模块2-3将塑料袋热熔切割；
70.复位：收拢杆2-4回到初始位置；判断收拢杆2-4是否到位，若不到位，状态指示灯红灯闪烁，蜂鸣器持续报警；若收拢到位，执行再次下拉；
71.再次下拉：滚轮下拉装置2-2执行下拉动作，将垃圾袋下拉形成新的收纳空间；
72.状态结束：蜂鸣器响2秒；
73.其中，热熔切割过程如下：
74.其中，热熔切割过程如下：
75.初始加热：热熔封口切割模块2-3的加热片加热，然后判断加热片是否到达温度下限值；若加热片到达初始加热温度进行二次加热；若加热片未到达温度下限值，判断是否超过设定初始加热时间；若超过初始加热时间，热熔指示灯闪烁，停止加热并报警；若未超过初始加热时间，继续加热至温度下限值；
76.二次加热：加热片继续加热，然后判断加热片是否到达温度上限值，若到达温度上限值则停止加热，使加热片温度降低但不低于温度下限值，若未达到温度上限值继续加热至温度上限值；
77.切割过程：判断加热片到达温度上限值后是否超过设定切割时间，若未超过设定切割时间则停止加热，并判断加热片是否降至温度下限值，若加热片未降至温度下限值继续停止加热，若加热片降至温度下限值，则继续进行二次加热过程；若超过设定时间，停止加热，并判断加热片是否降至冷却温度，加热片到达冷却温度则执行复位步骤，加热片未到达冷却温度则继续停止加热。
78.当满足打包换袋动作条件时，按下执行按键，开始执行打包流程。为防止误触导致意外打包，本实施例设定执行指令为按键长按2秒，也可根据实际使用习惯可调整按键时间和按键方式。当按键启动后，控制中枢1-3控制电机驱动组件 2-5的电机运行，带动滚轮下拉装置2-2进行顺时针转动，通过减速机构将力传递到末端两个相互啮合的齿轮带动两个滚轮向内侧按照相同速度，相对方向转动。因为塑料袋夹在两个滚轮之间，因此，滚轮转动
能够将塑料袋向下拉扯，通过电路中的时钟设置控制电机驱动组件2-5的转动时间，再根据输出转速n和滚轮的周长c，计算出每次塑料袋的下拉长度l，即为本装置中每次塑料袋的打包长度。垃圾袋下拉至指定长度后，控制中枢1-3会控制电机驱动组件2-5的另一个电机转动，通过减速箱皮带的传动作用，推动收拢杆2-4向热熔封口切割模块 2-3靠拢。在靠近热熔封口切割模块2-3处设有一个位置传感器2-6(位置传感器2-6可选择微动开关、观点传感器等其他检测元器件)，当收拢杆2-4接触到传感器后，程序则发送指令表示已到达指定位置，电机驱动组件2-5停止运动，此时收拢杆2-4和热熔封口切割模块2-3两面刚好贴合，塑料袋则被紧紧夹在热熔封口切割模块2-3和收拢杆2-4之间。然后开始执行热熔封口操作。在热熔封口切割模块2-3中间部位，有一块尖锐的凸起结构，该结构能将塑料袋热熔部位切割成上下密封的两部分。热熔切割后，下面部分为需要处理的装有排泄物的塑料袋，上面部分为新的塑料袋。热熔密封切割结束后，电机驱动组件2-5控制收拢杆2-4开始反向运动，带动收拢杆2-4回复到初始位置。初始位置也设有一个位置传感器2-6，当收拢杆2-4到达该位置时，位置传感器2-6发生信号变化，电机驱动组件2-5停止转动。如此，一次打包流程就结束。
79.为了提高新的塑料袋的初始深度，本实施例在收拢杆2-4复位后，增加了再次下拉的控制流程，将新的塑料袋从切口的部位再往下拉一段距离，以增加新塑料袋的深度和容量。
80.在封口切割过程中，如图5所示，当收拢杆2-4收拢于热熔封口切割模块2-3 后，热熔封口切割模块2-3的加热片开始加热。
81.在程序控制中设定热熔切割的最低温度和最高温度，如图5所示，当温度大于设定的最低温度时，进入保温状态，此时开始计时。在本实施例中，设定的保温时长为20s，保温状态设有温度的上限值温度(即初始加热温度)和下限值温度(即二次加热温度)。根据不同塑料袋的热熔效果可以调整保温时间和保温温度。当开始执行热熔封口切割流程后，加热片发热升温，温度到达下限值温度时，进入保温时间段，加热片持续加热，开始计时。当加热片温度达到上限值温度时，加热片停止加热，开始自然冷却。当冷却到下限值温度时，控制电路又开始对加热片通电，使之发热。如此反复，使加热片在保温时间内，热熔温度一直保持在一个设定的温度区间内。该温度区间则是塑料袋达到熔融状态密封的最佳温度范围。在热熔过程中，控制系统一直在计算时间，当时间达到20秒，则表示热熔保温过程结束，加热片不再加热。此时塑料袋的压合部分已经在热熔封口切割模块2-3的作用下，融合在一起。并且，中间部位被热熔封口切割模块2-3上的尖锐“刀片”分割开，形成上下两个密封条。然后，继续冷却一段时间，直到热熔部位温度渐渐冷却到低于冷却温度要求，电机驱动组件2-5开始逆向转动，带动收拢杆2-4复位。冷却温度要小于等于塑料袋固化温度，否则，塑料袋在熔融状态下，受到收拢杆2-4复位过程中的拉扯可能导致热封面效果不理想，造成泄漏。
82.本实施例中设定的加热片在加热40s时，足以到达200℃以上。而对于一般的塑料袋而言，熔化温度控制在130-150℃(根据材质和成分的不同会有差异)。因此在流程开始时本实施例设定了一个加热保护，以防止温度传感器失效导致加热片一直加热，破坏电路和整个装置。
83.在一种优选的实施方式中，为了提高装置热熔切割塑料袋的效率，在复位过程中
可同时进行再次下拉过程，因为复位时塑料袋已经被打包完成，此时收拢杆 2-4的收拢与滚轮下拉装置2-2下拉塑料袋形成新的打包空间并不干预，以此，可以极大的提高打包塑料袋的效率。
84.在一种优选的实施方式中，根据加热片的温度，增长趋势，波动幅度等因素进行分析测算，通过微积分算法调节，把温度偏差控制在设定范围内。
85.由于温度传感器对于加热片温度的采集存在一定的滞后性，所以，在控制上需要根据加热片的温度，增长趋势，波动幅度等因素进行分析测算，通过微积分算法调节，把温度偏差控制在合理的范围之内，更加实时、准确的反应实际温度值，有利于塑料袋实现更好的热熔密封效果。
86.需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：包括控制系统和自动打包换袋系统；所述控制系统包括接收端、发射端和控制中枢；所述自动打包换袋系统包括便槽、滚轮下拉装置、热熔封口切割模块、收拢杆和电机驱动组件；所述控制系统位于所述自动打包换袋系统上，所述发射端和所述接收端位于所述便槽内，所述电机驱动组件上设置有电源灯，所述控制中枢设置有控制键、状态指示灯和蜂鸣器。2.根据权利要求1所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述发射端和所述接收端采用红外传感器或超声波传感器。3.根据权利要求2所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述控制中枢包括mcu和红外发射接收电路；所述红外发射接收电路包括放大电路和调制解调电路。4.根据权利要求3所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述控制系统还包括透明罩；所述透明罩盖于所述接收端和所述发射端上。5.根据权利要求4所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述透明罩材质为玻璃或塑料。6.根据权利要求5所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述热熔封口切割模块还包括温度传感器；所述温度传感器位于所述热熔封口切割模块内部；所述控制中枢还包括热熔指示灯。7.根据权利要求6所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述温度传感器为ntc温度传感器。8.根据权利要求7所述的一种智能坐便器的自动打包换袋装置，其特征在于：所述自动打包控制系统还包括两个位置传感器，所述位置传感器一个位于收拢杆的初始位置，另一个位于收拢杆与所述热熔封口切割模块贴合处。

技术总结
本实用新型提供了一种智能坐便器的自动打包换袋装置，包括控制系统和自动打包换袋系统；所述控制系统包括接收端、发射端和控制中枢；所述自动打包换袋系统包括便槽、滚轮下拉装置、热熔封口切割模块、收拢杆和电机驱动组件；所述控制系统位于所述自动打包换袋系统上，所述发射端和所述接收端位于所述便槽内，所述电机驱动组件上设置有电源灯，所述控制中枢设置有控制键、状态指示灯和蜂鸣器。其中本实用新型的有益效果是：结合智能垃圾桶产品结构，能够检测出坐便器中塑料袋的情况，并根据检测到的信息执行打包换袋功能，解决了坐便器使用之后人工清理麻烦、不卫生等问题，十分便利。利。利。


技术研发人员：王磊 张奖
受保护的技术使用者：灵鹿智能科技（台州）有限公司
技术研发日：2021.04.26
技术公布日：2022/5/25