一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的制作方法

本发明涉及一种智能卫浴技术领域，具体为一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构。

背景技术：

智能坐便器在满足将污物收集用一定量的水排出的基本功能的前提下，使得使用者有更舒适的如厕体验，例如温水清洗功能。jisa4422:2011（日）对于该功能的要求是：水温要求35℃~45℃；冲洗水量不少于200ml/min；冲洗力不少于0.06n；冲洗面积不少于80mm²。其中，冲洗力和冲洗面积是对人体肛门部位清洁的最低保证。但是，现有技术的温水洗净并不能达到人们预期的干净。比如，冲洗完成后，用洁白的卫生纸擦拭肛门部位，卫生纸仍然有部分黄斑存在。也就是说，在人体能承受的冲洗力极限下，如何能更洁净，是温水洗净功能的改进方向。

toto公司公开的一种卫生洗净装置（jp2017179707a，20171005），规划了人体肛门左右及前后10mm往复直线移动的zigzag路径，且对于人体肛门附近的着水点区域80细分为左侧区域80b、中央区域80a和右侧区域80b，中央区域80a的喷射水压增加，喷射口移动速度加快，保证洗净的前提下减少用水量。使用者局部刺激感强烈、喷射水量感增多，洗净感增强。但是，这一前提建立在使用者坐姿标准的前提下，如果坐姿靠前、靠后，靠左或者靠右，稍有误差，则失去作用。况且使用者使用温水洗净功能时，通常会前后移位臀部以达到最佳洗净的目的，尽管如此，也达不到理想的干净程度。

而喷射水流引入超声波，面临如下难题：通常于接近直管的末端壳体安装超声振动装置，该超声振动装置通过管壁壳体振动在射流中产生的超声波，该喷杆是伸缩移动在导轨上的，最终清洗位置也通常需要往复移动来喷射水流，也就是说，喷杆的移动、导向均要受到喷杆末端压电陶瓷的高频振动的影响。尤其在清洗位置，喷杆是位于导轨末端的悬臂梁，喷杆末端的振动幅度更大而影响使用和体验。

综上，在喷杆引入超声射流的前提下，如何保证喷杆不受振动影响地能伸缩移动且在伸出状态下往复移动，是温水洗净功能急需解决的难题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的提供一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，解决在喷杆引入超声射流的前提下，如何保证喷杆不受振动影响地能伸缩移动且在伸出状态下往复移动的问题。

本发明是这样实现的，一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，包括

包括射流机构，所述射流机构为以一定横截面沿直线轴线延伸的延伸体，射流机构尾部连接超声发生装置，所述射流机构通过水泵连接水源，所述超声发生装置在射流机构内产生超声波，用于以一定压力朝向人体部位喷射超声射流；

所述射流机构通过往复移动机构耦合连接驱动机构；所述射流机构、往复移动机构、驱动机构共同设于导向结构中。

所述射流机构同轴地耦合连接驱动机构，所述驱动机构驱动射流机构沿其直线轴线在伸出位置和缩回位置之间滑动，在伸出位置，超声发生装置和水泵同时启动，所述射流机构朝向人体部位射出超声射流或者所述射流机构在往复移动的同时向人体部位射出超声射流；在缩回位置，射流机构缩回到导向机构中。

进一步地，所述导向结构包括固定套管，固定套管包括同轴或平行轴设置且顺序相连的导向管和驱动装配管。

进一步地，导向机构还包括导向管内壁相对设置的多列导轮对，导轮对的滚轮同时抵接射流机构的外壁。

进一步地，驱动机构包括可旋转地设于驱动装配管中的套筒螺母，螺杆环螺旋配合于套筒螺母中构成丝杠螺母副；套筒螺母连接动力源。

进一步地，所述动力源为驱动装配管一端同轴固定连接的驱动马达，驱动马达的输出轴连接行星齿轮，行星齿轮的外齿圈同轴地固定连接于套筒螺母一端。

进一步地，往复移动机构包括固定于螺杆环内孔的枢轴，枢轴固定连接偏心板，偏心板在距离枢轴一偏移距离处枢转连接铰接臂，铰接臂另一端枢转连接于射流机构尾部。

进一步地，所述往复移动机构包括半齿轮和滑动设于螺杆环的齿条圈，齿条圈包括平行的上齿条和下齿条，半齿轮的齿同时只能与上齿条或下齿条的一者啮合。

进一步地，驱动马达外套设静音盖，静音盖内设轴定位套，所述静音盖开口卡接于套筒螺母时，轴定位套套接于驱动马达的输出轴外定位。

进一步地，射流机构包括顺序连接的喷杆和切换阀，喷杆同轴线地设有至少一个射流通道，切换阀与射流通道同轴线地设有超声发生装置，或者切换阀垂直于射流通道轴线地设有超声发生装置。

进一步地，在导向管内壁相对嵌件一体成型有导槽体，导槽体设有燕尾槽，导槽体作为嵌入件与导向管一体成型时保证燕尾槽与导向管旋转轴线的同轴度小于0.01mm。

本发明通过主要改进以下几点来达到“在喷杆引入超声射流的前提下，如何保证喷杆不受振动影响地能伸缩移动且在伸出状态下往复移动”的目的，

1、丝杠螺旋副与往复移动机构协同

（1）伸出/缩回利用丝杠螺旋副，伸出时往复移动利用往复移动机构

通过同轴安装的驱动马达54经行星齿轮机构减速通过行星齿轮的外齿圈旋转带动套筒螺母51，套筒螺母51的旋转带动螺杆环52直线移动，即通过丝杠螺旋副53完成射流机构10的伸出/缩回。伸出到喷杆卡止位时，往复移动机构40,400旋转，带动射流机构10做往复移动。

（2）螺杆环中设往复移动机构，完美结合丝杠螺旋副和往复移动机构

现有技术中有采用实现喷杆伸缩移动的驱动马达正反转来实现往复移动，但是该实现方式使得驱动马达经常性的处于正转反转的交替循环中，对马达磨损特别大，容易烧坏驱动马达。本发明采用螺杆环52中安装枢轴41，枢轴41带动偏心板42转动，偏心板42通过偏心位置的枢转轴经铰接臂43连接射流机构10尾部从而实现往复移动，螺杆环52内孔可以实现偏心转轴的旋转，而偏心转轴45带动射流机构往复移动。具体地，偏心转轴距离枢轴的距离为偏移距离e，偏心转轴在直线轴线l0上的极限位置之间的间距为2e。该间距2e为往复移动距离。

、导向管、驱动装配管的同轴或平行轴地一体连接，提供导向的同时容纳丝杠螺母副

导向管32、驱动装配管33同轴地一体连接，或者平行轴地一体连接，导向管32、驱动装配管33不但起伸缩移动的导向作用，同时在伸缩移动行程内提供丝杠螺母副53的装配空间，在驱动装配管33顶端同轴安装驱动马达。

、同轴或垂直轴地安装超声，均能适用丝杠螺母副和往复移动的驱动

与射流通道同轴地安装超声发生装置20，则适用导向管32与驱动装配管33同轴一体连接，驱动装配管33中容纳装配丝杠螺母副53。与射流通道垂直地安装超声发生装置20，则适用导向管32与驱动装配管33平行轴地一体连接，在驱动装配管33中需多设置一降震套筒，消除垂直于轴向的振动。

、驱动马达54、涡轮电机48均噪声封闭

驱动马达54由消音盖57封闭马达声音，而涡轮电机48本身置于滑槽调整并固定而被封闭噪声，伸缩移动的丝杠螺母副本身又具有轴向限位作用，导轮对具有导向作用，因此，驱动马达54、涡轮电机48均噪声封闭，为直喷杆运动机构提供静音效果。

所述超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，丝杠螺旋副与往复移动机构协同配合，二者与射流机构共同导向配置于固定套管中，部件高度集成化，在喷杆引入超声射流的前提下喷杆不受振动影响地能伸缩移动且在伸出状态下往复移动达到静音级别。

附图说明

图1为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的主剖视图。

图2为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的图1的a-a剖视图。

图3为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的图1的b-b剖视图。

图4为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的图1的b-b剖视图（伸出位置安装涡轮电机）。

图5为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的往复移动伸出位置的主剖视图。

图6为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例1的往复移动缩回位置的主剖视图。

图7为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例2的主剖视图。

图8为本发明一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构的实施例3的主剖视图。

10射流机构，11喷杆，12切换阀，12.1入水通道，12.2出水通道，13射流通道，14射流弯道，15超声室，16降震套筒

20超声发生装置，21超声换能器，22变幅杆，23导波头，24封液室，25气体封闭室，26支撑壁

30导向结构，31固定套管，32导向管，33驱动装配管，34导轮对，35导槽体，36燕尾槽，37定位块，38卡止壁

40往复移动机构，41枢轴，42偏心板，43铰接臂，44伸缩轴，45偏心转轴，46第一锥齿轮，47第二锥齿轮，48涡轮电机

400往复移动机构，401半齿轮，402齿条圈，403导滑槽，404上齿条，405下齿条

50驱动机构，51套筒螺母，52螺杆环，53丝杠螺母副，54驱动马达，55行星齿轮，56轴定位套，57静音盖

34.1底座，34.2辊轴，34.3压板，34.3导向辊，34.4轴承，34.5压盖，34.6毛毡

55.1太阳轮，55.2行星轮，55.3外齿圈,55.4行星架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，包括射流机构10，所述射流机构10为以一定横截面沿直线轴线l0延伸的延伸体，射流机构10尾部连接超声发生装置20，所述射流机构10通过水泵连接水源，所述超声发生装置20在射流机构内产生超声波，用于以一定压力朝向人体部位喷射超声射流uf。

所述射流机构10同轴地耦合连接驱动机构50，所述驱动机构50驱动射流机构沿直线轴线l0在伸出位置和缩回位置之间滑动，在伸出位置，超声发生装置和水泵同时启动，所述射流机构朝向人体部位射出超声射流；在缩回位置，射流机构缩回到导向机构中。

射流机构10包括同轴线延伸且顺序连接的喷杆11、切换阀12，喷杆11同轴线地设有至少一个射流通道13，喷杆11尾部同轴线地连通切换阀12，切换阀12设有连通阀腔的一个入水通道12.1和至少一个出水通道12.2，出水通道12.2连通射流通道13。

所述射流机构10通过往复移动机构40耦合连接驱动机构50；所述射流机构10、往复移动机构40、驱动机构50共同设于导向结构30中。

所述导向结构30包括固定套管31，固定套管31包括同轴或平行轴设置且顺序相连的导向管32和驱动装配管33。导向管32和驱动装配管33连接处设有卡止壁38。还包括导向管32内壁相对设置的多列导轮对34，导轮对34的滚轮同时抵接喷杆11的外壁。在导向管32内壁相对嵌件一体成型有导槽体35，导槽体35设有燕尾槽36，导槽体35作为嵌入件与导向管32一体成型时保证燕尾槽36与导向管32旋转轴线的同轴度小于0.01mm。导轮对34包括定位块37，导轮对34通过定位块37滑动配合于燕尾槽36中。因喷杆11横截面不一定是圆形的，因此，x轴向与y轴方向的导轮对34尺寸不同。

入水通道12.1通过软管连接水源，软管从导向管32中伸入驱动管33然后接入切换阀12的入水通道12.1(图中未示出)。

所述导轮对34包括底座34.1，所述底座的两侧板上设有方形槽，辊轴34.2的两端通过压板34.3压在所述方形槽内固定；在辊轴34.2上固定装配有导向辊34.3，导向辊34.3内孔装有轴承34.4，所述轴承34.4外设有压盖34.5，所述压盖34.5的外圆周面设有凹槽，所述凹槽中设有毛毡34.6，两侧压盖34.5之间的轴向长度l与底座34.1的侧板之间的距离l1过盈配合。

驱动机构50包括可旋转地设于驱动装配管33中的套筒螺母51，螺杆环52螺旋配合于套筒螺母51中构成丝杠螺母副53，所述丝杠螺母副优选采用滚珠螺旋副，优选采用4级以上精度等级。所述丝杠螺母副53将套筒螺母51的回转运动转换为射流机构10在固定套管31内的直线移动直到卡止壁38止动为止。

驱动丝杠螺母副53的动力源为：驱动装配管33一端同轴固定连接的驱动马达54，驱动马达54的输出轴连接行星齿轮55，行星齿轮55包括太阳轮55.1、行星轮55.2和外齿圈55.3，行星轮55.2装设在行星架55.4上，外齿圈55.3同轴地固定连接于套筒螺母51一端。驱动马达54经行星齿轮55减速后通过外齿圈旋转输出。该外齿圈固定连接套筒螺母51后，可驱动丝杠螺母副53。

所述动力源有两种旋转输出，第一输出模式，行星架55.4固定时，驱动马达54的输出轴带动太阳轮55.1旋转，太阳轮55.1通过固定的行星齿轮带动外齿圈减速旋转输出；第二输出模式，外齿圈固定时，驱动马达54的输出轴带动太阳轮55.1旋转，太阳轮55.1通过外齿圈带动行星架55.4减速旋转输出。

驱动马达54外套设静音盖57，静音盖57内设轴定位套56，所述静音盖55开口卡接于套筒螺母51时，轴定位套56套接于驱动马达54的输出轴外定位。

由于螺纹对射流机构10在轴向上的限位作用，使得射流机构10的轴向定位不受超声振动的影响；导向管32长度至少大于喷杆11总长度的1/3，而导向管32对喷杆11轴向移动的导向作用，将超声振动对于悬臂梁的震颤作用大大减少至静音级别。

往复移动机构40包括固定于螺杆环52内孔的枢轴41，枢轴41固定连接偏心板42，偏心板42在距离枢轴41一偏移距离e处的偏心转轴45枢转连接铰接臂43，铰接臂43另一端枢转连接射流机构10的尾部；偏心转轴45与枢轴41的偏移距离e的两倍，即2e为往复移动的距离。

枢轴转动的动力源为两种方式，方式一：在射流机构位于伸出位置设置时正对枢轴41固定安装涡轮电机48及联轴器，枢轴41端部横截面为正方形，当射流机构10位于伸出位置时，枢轴41端部卡接联轴器，涡轮电机48转动带动枢轴转动，如图4所示。该方式要求在伸出位置时，枢轴41位于套筒螺母51的端部外侧一间隙距离（图中未示出）。方式二：枢轴41设有第一锥齿轮46，行星架55.4连接伸缩轴44。伸缩轴44末端设有第二锥齿轮47，第二锥齿轮47配合第一锥齿轮46，动力源在第二输出模式时，将行星架及伸缩轴的转动转换为枢轴41的转动。

由于超声波在水中有效距离为300-400mm，所以射流机构总轴向长度小于300mm，超声射流在出喷嘴到达人体部位也有100mm左右的距离。

本实施例的主要技术要点：

射流机构10连接往复移动机构40，往复移动机构40连接丝杠螺母副53的螺杆环，丝杠螺母副53的套筒螺母51连接行星齿轮55的外齿圈，行星齿轮55的太阳轮连接驱动马达的输出轴。驱动马达54同轴地固定连接于驱动装配管33的一端。驱动装配管33与导向管32同轴或平行轴地连续一体连接。

实施例2

改进了往复移动机构，其他与实施例1相同。

一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，所述往复移动机构400包括半齿轮401和齿条圈402，螺杆环52设有导滑槽403，齿条圈402滑动设于导滑槽403中。齿条圈402包括平行的上齿条404和下齿条405，半齿轮401的齿同时只能与上齿条404或下齿条405的一者啮合。所述往复移动机构400还包括固定于螺杆环52内孔的枢轴41，枢轴41固定连接半齿轮401，齿条圈402在距离枢轴41一偏移距离处可旋转地连接铰接臂43，铰接臂43另一端枢转连接射流机构10的尾部。

实施例3

对于平行轴的固定套管，除了丝杠螺母副及同轴连接的驱动马达外，还加设了抵消振动的导套。其他结构与实施例2相同。

一种超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，切换阀12顶壁垂直于射流通道轴线地设有超声发生装置20，切换阀12包括射流弯道14，所述射流弯道14具有竖直入口通道和与竖直入口通道圆弧过渡地一体连通的水平出口通道，竖直入口通道垂直于喷杆轴线，水平出口通道与喷杆同轴线延伸；竖直入口通道的入口设于切换阀的顶壁，入口通道一体连通超声室15，超声室15具有锥形部15.1，导波头23包括锥形头23.1，锥形头23.1配合在锥形部15.1中，超声室15连通切换阀。切换阀12同轴固定连接除震套筒16，降震套筒16滑动设于套筒螺母51中。

所述超声射流洗净装置的直喷杆运动结构，丝杠螺旋副与往复移动机构协同配合，二者与射流机构共同导向配置于固定套管中，在喷杆引入超声射流的前提下喷杆不受振动影响地能伸缩移动且在伸出状态下往复移动且射出超声射流时噪音在30分贝左右，达到静音级别。