专利名称：带有覆盖层的自动马桶座的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有覆盖层(protective cover)的自动马桶座，尤其涉及用于这种自动马桶座的驱动机构。
带有覆盖层的自动马桶座已也为人们熟知，这样的马桶座已在EP402438B1中公开，这项先前的技术的马桶包括可自动升降的座；纸钳，设计该纸钳是用来从安装在箱子中的纸架上剥去保护性纸，然后用这张纸覆盖座。该自动马桶座通过单独的驱动马达控制，该驱动马达操纵该座的转动以及该纸钳的运动。
然而，该单独的马达的设计要求特别复杂的运动，包括必须用精确时间来操纵凸轮盘(cam plate)。提供了一种在座向上转动的同时允许该单独的驱动马达驱动纸钳从纸架上剥离一个覆盖层的机构。一旦纸钳抓到纸，驱动马达就继续运转通过适当控制的凸轮盘并设置运动中的座的转动动作，以使座向下旋转到预定的位置，在该位置上有防护纸。当使用结束后，该过程反向，因此首先纸钳将被释放，同时座处于允许覆盖层能在保证冲水期间从座上去除的较低位置，然后，一旦纸钳被释放，该座向上转动到提升位置并停留在那里。
这是一种非常麻烦的驱动操作，并且，带有适当的机械延迟时序的相关机构的生产是极其昂贵的。另一个缺点是，因为这种众所周知的装配使用了一种复杂的机构。必须使用气压弹簧来保证当座向下转动时所产生的加速力是可捕获和控制的，以避免座高速敲打抽水马桶的边缘。这种装配的另一个缺点是，由于使用了单独的驱动马达而不易控制。结果比方说座的转动运动速度不能调整，而且座的转动与抓纸马达或其它类似元件的运动之间的时间间隔也不能调整。换句话说，这种给定了构筑条件的安排既不能简化也不能调整。而且，由于缺少智能控制，不利的是相关的附加机构，诸如用于在冲水过程中放消毒剂的附加机构不能被控制。
因而需要有一种用于带有覆盖层的自动马桶座的驱动机构，该覆盖层能以其确实改进的成本效率、简易性和安全性被生产和使用。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于带有覆盖层的自动马桶的驱动机构，该覆盖层能以其确实改进的成本效率、简易性和安全性被生产和使用。
通过提供一种具有机械上相互独立作用的两个电驱动器的自动马桶座，可实现本发明的这些和其它目的，其中一个马达连接到座，另一个操纵纸钳。两个马达都是通过适当的传感器和程序化的微处理器控制装置所控制。这种特别的技术模型有其优点，即，由于将一个驱动马达用于座的转动驱动，而与此机械独立地将另一个马达用于抓取覆盖层从而将装配分离，可以完全相互独立地操纵两个驱动器，并且可以通过程序化的微处理器控制所述驱动器的链接。利用微处理器控制部件，就可以相互独立地调整两个驱动器并能根据现场条件(例如马桶座安装的地方)来调整它们。
在本发明的优选实施例中，期望置于马桶座控制部分中的微处理器能被适当的个人电脑或类似物从外部编程。最好，编程是通过红外控制部件来完成，通过该红外控制部件，内置的微处理器的相关功能能被无线程序化。无论该发明以何种方式应用，重要的是要注意独特的驱动特性和定时可以用专用的适配器(adaptations)来精确程序化。这一点是前面提到的EP40243B1中公开的马桶不可能实现的。用那种装置，转轴驱动设备与其凸轮盘及其机构固紧，这样对转轴特性、定时或别的参数所作的任何改变都需要对凸轮盘做替换或修改。前面所提到的驱动马达的各种特性的程序化也包括对相关传感器进行程序化的可能性，以便比如对工作范围进行调整。
如果用于马桶座转动的转轴马达使用直流马达，则可获得非常有利的结果，因为这种马达在每分种较低的转数下可有很高的转矩。这是很有帮助的，因为仅需由减速齿轮减一点速，以便对马桶座的适当转动运动比如从10rpm(转/分)开始调整直流马达的速度。使用直流马达的一个更大的好处是，万一发生事故电压降，转矩特性不会明显地改变。如果发生了这种电压降(超过了正常允许范围)，则按预先安排直流马达相应地减少它的每分钟转矩，从而在马桶向下运动期间如果直流马达的操作电压被减少了相应的量值，则将使马桶座产生微弱的转动。结果，直流马达减弱了向下的转动，而不再需要用于减少这种转动的气压弹簧，结果也大大地节约了成本。
使用抓纸马达从竖起的纸架上抓住并夹紧保护性座覆盖层时同样也能发现一类似的好处。在这里使用相对小的齿轮传动马达，诸如办公机械中发现的那些，其中在马达上用凸缘安装了齿轮箱并且提供了适当的减速。这种马达可以合理的成本生产，并且自动马桶座的全部结构比使用现有技术的马桶座的生产成本最多减少50％。
下面简述马桶座的自动控制操作。合上电门后，控制器初始化马桶并提升座。一旦传感器1感应到手，则座向后运动并靠紧纸架，然后向前旋转几微米放开纸架。抓纸马达紧接着抓住纸并且该座下降到水平位置。经过一段调整期(这个期间仅当传感器3没有感应到人的存在时才计算)，或者在传感器2感应到手后，纸被放开，并且冲水过程被触发(被马达或被阀门)。然后，消毒泵运行了一段调整期，冲水结束，然后座再次被提升。若传感器2在座没有处于水平位置时即被触发，那么该马桶仅被冲水和消毒。若传感器3感应到人的存在但座没有处于水平位置，那么控制器就假定有人站着小便。若这个人没有冲水就离开，那么控制器单独驱动冲水过程。在最后一次冲水约24小时后，发生一次自动冲水以防马桶干枯。
从下列参照附图的详细描述中，本发明及其特定优点和特征将变得更加明显。
图1是按照本发明的带有覆盖层的自动马桶的投影图；图2是图1中的自动马桶座的俯视图；图3是用于图1中的自动马桶座的保护性座覆盖层的投影图；图4是图1中的自动马桶座的侧视图；图5是图1中的自动马桶座的正视图；图6a至6c是表示图1中的自动马桶座抓纸机构操作的侧视图；图7是通过传感器#1表示两个马达方位的时序图；图8是通过传感器#2表示其它服务单元的方位的时序图；图9是图1中的带有覆盖层的自动马桶座的功能图；和图10是表示图1中的自动马桶座的微处理器的连接的概略方框图。
一种按照本发明的自动马桶座40在图1到图6中示出。首先，参照图1到图6，马桶座11用转轴连到水平方位的抽水马桶10，这一点就不再详尽描述。在该马桶座11后装有箱体12，在该箱体12中留有放置纸架(paper stack)8的空间13，在纸架8中，排列着保护性座覆盖层，彼此列成一行而叠放。每次使用时，最前面的保护性马桶座覆盖层30被一夹钳9抓离纸架8，并用以覆盖马桶座11的表面，这将在后面描述。箱体12可做成类似冲水箱的样子，以便放置相应量的冲冼水。然而，这并非必不可少的操作，因为箱体12也可省去而代以相应的磁阀，这样冲冼水被适当的有源磁阀直接排放到抽水马桶中。
在箱体12的上部装有第一传感器1、传感器1触发自动马桶座40的整个运动。这样，如果一用户走近马桶并使传感器1触发，则整个进程开始运转，这一点将参照图9在下文中示出。第二传感器2是可选择的而并非达到本发明目的所必不可少的。第二传感器2只有在用户决定提起座来使用马桶比如把它用作一个小便池(利用提起的马桶座11)时，第二传感器2才投入使用。这种情况下，传感器2用以触发冲水过程而不需调整马桶座的轴机构或者运行中的纸钳的抓取机构。
然而，传感器1和传感器2可用于在不需被接触的相对短距离内工作，并且比如可由用户的手触发。第三传感器3安装在箱体12的前面(正面)，用来甚至在相当大距离内探测人体的存在。这样，虽然传感器1和传感器2必须有意地被触发，但传感器3可用来探测人体的存在。这有它的好处，即，如果用户坐在马桶座上并以正常方式使用该马桶，或者将座提起用作小便池，那么在该用户离开传感器感应区时，即该用户离开抽水马桶10时，马桶就会自动冲洗。因此，如果该用户忘记冲洗，传感器3的设计确保当该用户离开马桶时能自动发生冲洗过程。
按照本发明，该马桶的结构将在下面作进一步描述。该马桶座11底部的转轴一侧有一个驱动轴7。该驱动轴7被一齿轮传动机件6的齿轮所约束(最好参看图1和图4)，该齿轮传动机构通过安装在箱体12中的转轴马达驱动。正如前面提到的，该转轴马达5最好采用微处理器控制的直流马达。在该座的上方的自由可转动顶端，也装有一个抓纸马达4，该马达通过一相连的转轴杆(转动杠杆14和离心杠杆15)来导引夹钳9，最好在该夹钳的前面有一增摩覆盖层并可在纸架8的最外层纸30上形成摺痕和折痕，夹钳夹住这个折，然后确保是第一张起摺且夹紧的纸张并且确保把它放在该马桶座11的表面。还可以用一单独的马达在转动杠杆14和驱动轴7之间进行转换操作。这种情况下该微处理器将控制这种转换操作。
当该马桶座转轴以箭头18的方向向下转动时，该覆盖层的顶端确保在马桶座11的顶部(前部)，而该覆盖层的剩余部分自动移离纸架8且自动覆盖该马桶座的剩余表面。在此过程中，抓纸机构以这样一种方式工作，即，马达4连同杠杆14、15的旋转杆上的驱动轴16一起运转。图4中的方位18就这样描述了马桶座11的前端的运动过程。
图9列出了程序控制的操作过程。一旦该装置被传感器1触发而动作，该信号被传给转轴马达5，使得马桶座11以箭头17逆时针方向靠近纸架8并压紧该纸架。夹钳9开始以弹性压触纸架8中的最前面的纸。在该马桶座11靠着纸架8后(此后纸架8被座11的一个附加的微小转轴运动所压紧)，座11再次被轻轻提离纸架8，但并不失去弹性压触。其后，抓纸马达4开始运动，并驱动夹钳9以及它的转轴14、15，并在纸架8的最前面纸张30中形成一摺并夹住这个折。这些先前描述的座马达的靠紧和提升是在图9中的位置19得到确实的。然后，在位置20，引入一时间延迟，然后利用时钟后沿触发位置21的抓纸马达。抓纸马达到位置22停止夹纸并将其紧紧握持。接着转轴马达5在位置23向下旋转，同时抓纸马达4维持在抓取位置。这样，在位置24，马桶座处于向下旋转位置，并由保护性座覆盖层覆盖。该马桶现在便可以使用了。
在停止使用该马桶时，用户如位置25所述触发传感器2，传感器2控制抓纸马达4，该马达打开夹钳9，然后在位置26有一时钟延迟，并启动冲洗过程。随着冲洗过程的进行或结束，在位置27冲洗剂也可排进抽水马桶中。这可以通过比如电磁阀的导引来完成。也可通过适当的水泵马达来确保导引过程，该水泵马达从一适当的存储容器中虹吸消毒剂并将其排放到抽水马桶中。一旦冲洗在位置26完成，并且如果合适的话，在位置27完成消毒后，转轴马达5在位置28开始运动，即转轴马达5旋转座11以箭头17的方向逆时针向上回转，直到它最初的位置。
正如前面所述，提供的附加的传感器3在用户使用完马桶而忘记驱动传感器2时触发一自动过程。消毒剂最好在冲洗结束之前不长时间放入以确保冲洗完后消毒剂仍然留在抽水马桶中。最好，冲洗水量可被调整。转轴马达5在冲洗结束后开始运动。从图1中可以看到传感器1触发转轴马达5，该马达随后转动马桶座到竖立位置。该马桶座在该方向更强有力地靠紧纸架并随后被提升。该抓纸马达4接着开始运动并抓取最前面的纸张。
图10是说明微处理器31的接口的概略图。微处理器31在12伏，1.5Amp电压源37下工作，电压源37通过一电容器38使电压平稳。微处理器31有连接到3个传感器1、2、3的电压输入，并且有一接口33，该接口最好是一个RS232串行接口。微处理器31具有连接到消毒泵39、冲洗阀或马达41、抓纸马达4、座马达5和蜂鸣器36的电压输出。微处理器31也有连接到数字存储器32的输出和输入，该存储器最好是非易失性EEPROM存储器。
还是参照图10，计算机或使用一RS232/V.24串行链接的终端设备可用来编程自动马桶40的操作参数。计算机35有一调制解调器34连接到串行接口33，接口33连到微处理器31。该计算机最好使用Microsoft WINDOWS＇95操作系统的“超级终端”程序。计算机35和串行接口33之间的串行链路43的参数最好为9600波特(baud)、无奇偶校验位、8位数据位、1位停止位、并且无信号交换。在Windows′95超级终端程序中，这些串行链路43参数是规定的，除非选择“无流量控制”而不是“无信号交换”。当终端和PC之间的连接已建立时，就可改变上面所述的参数或报告参数的当前值。
参数T1到T9如图7和图8的时序图所示。这些参数存储在非易失性存储器(EEPROM)32中，这样即便是电源掉电也可保存这些参数。T1是座马达5举起座的时间，该时间最好是2.25秒并可在0到12.75秒范围内调整。T2是座马达5降低座11的时间，该时间最好是2.75秒并可在0到12.75秒范围内调整。T3是座马达5接触纸架8的时间，该时间最好是0.25秒并可在0到12.75秒范围内调整。T4是抓纸马达5固定或放松纸的时间，该时间最好是0.25秒并可在0到12.75秒范围内调整。T5是消毒泵39在冲水结束前启动的时间，该时间最好是0.50秒并可在0到12.75秒范围内调整。T6是消毒泵39运转以分配消毒剂的时间，该时间最好是0.25秒并可在0到12.75秒范围内调整。T7是运行冲水马达或流水阀41的流水时间，如果该时间值为0，则最好用一参数来调节该时间，该时间最好是0.50秒并可在0到12.75秒范围内调整。T8是冲水马达必须运转操作冲水的时间。如果该时间值为0，最好不使用冲水马达而代以“PRESTO”冲水阀，如果这个值是255，则最好连接自动定时冲水阀。T8最好有0到12.75秒的可调范围。T9是人走开马桶40直到马桶自动冲水的时间，该时间最好为15秒并可在0到4.25分钟范围内调整。
另外，在提起座后放松夹钳的反向运转时间最好是0.15秒并可在0到12.75秒范围内调整。在抓取纸张的过程中，放松夹钳的反向运转时间最好是0.1秒并可在0到12.75秒范围内调整。
用于调整参数的时间最好存储在诸如“tic”的非易失性存储器32中。马桶40的内部时基最好使用一种晶体稳压23Hz频率。如果使用20Hz频率的时基，一个“tic”将等于1/20秒或50毫秒。
该可编程处理器最好有2种基本模式操作模式和程序模式。在合上电源后，处理器31处于操作模式；这意味着如果传感器感应到任何东西都会通过马达和阀门作相应的操作。换句话说，处于工作模式时该马桶正常运转。程序模式是当处理器从串行接口识别到任何指令时激活的。在程序模式下，处理器不再对传感器作出反应。最好通过指令来监视传感器的状态。也可以调整传感器1、2、3触发的距离。在所有的设置都完成后，为了回复到操作模式需要使用另外的预置指令。
因此，因为包括传感器在内的所有的电气元件可依次被IR程序或相连的个人计算机从外部程序化，这样就实现了全自动处理控制。结果，此文中公开了一种真正适用广、通用强的自动马桶，并且该发明容易适应不同的建筑条件。
因此，本发明提供了一种用于带有覆盖层的自动马桶座的驱动机构，该覆盖层能以确实改进的成本效率、简易性和安全性而被生产和使用。
尽管对本发明已经参照特殊的组件的装配、特征等作了描述，但这些并穷举各种可能的装配或特征，并且对于本领域技术人员来讲，确实可对本发明做多种其它修改和变化。
权利要求
1．一种自动马桶座，包括一马桶座，其可转动地连接到一抽水马桶；一转轴马达，用于自动升降所述马桶座；多个覆盖层；一覆盖层夹钳，用于夹取所述覆盖层及用所述覆盖层覆盖所述马桶座；一覆盖层夹钳马达，用于驱动所述覆盖层夹钳；多个传感器，用于监视自动马桶座周围情况和产生表示所监视情况的信号；及一微处理器控制器，用于根据所述传感器所产生的信号控制所述转轴马达和所述覆盖层夹钳马达。
2．如权利要求1所述的自动马桶，其中，所述转轴马达包括一直流马达。
3．如权利要求1所述的自动马桶，其中，所述覆盖层夹钳马达包括一齿轮传动马达。
4．如权利要求1所述的自动马桶，还包括用于对所述微处理器进行编程的输入设备。
5．如权利要求4所述的自动马桶，其中，所述输入设备包括对所述微处理器进行无线编程的红外输入设备。
6．如权利要求4所述的自动马桶，其中，所述输入设备包括一计算机和一调制解调器。
7．一种自动马桶，包括一马桶座，其可转动地连接到一抽水马桶；一直流转轴马达，用于自动升降所述马桶座；多个覆盖层；一覆盖层夹钳，用于夹取所述覆盖层和用所述覆盖层覆盖所述马桶座；多个传感器，用于监视所述自动马桶的周围情况并产生表示所监视情况的信号；一微处理器控制器，用于根据所述传感器产生的信号控制所述转轴马达；及一输入设备，用于对所述微处理器进行编程。
8．如权利要求7所述的自动马桶，还包括用于驱动所述覆盖层夹钳的齿轮传动覆盖层夹钳马达。
9．如权利要求7所述的自动马桶，其中，所述输入设备包括用于对所述微处理器进行无线编程的红外输入设备。
10．一种用于驱动自动马桶的驱动机构，所述自动马桶具有能自动升降的座、覆盖层及用该覆盖层抓取和覆盖该座的覆盖层夹钳，对所述驱动机构的改进之处包括控制座的转轴马达；驱动所述覆盖层夹钳的覆盖层夹钳马达；和一微处理器控制器和多个用于控制所述转轴马达和所述覆盖层夹钳马达的传感器。
11．如权利要求10所述的用于自动马桶的驱动机构，其中，用以控制所述座的转轴马达包括一直流马达。
12．如权利要求10所述的用于自动马桶的驱动机构，其中，所述覆盖层夹钳马达包括一齿轮传动马达。
13．如权利要求10所述的用于自动马桶的驱动机构，还包括对所述微处理器进行编程的输入设备。
14．如权利要求13所述的用于自动马桶的驱动机构，其中，所述输入设备包括用于对所述微处理器进行无线编程的红外输入设备。
15．一种自动马桶，包括一马桶座，其可转动地连接到一抽水马桶；一直流转轴马达，用于自动升降所述马桶座，所述直流转轴马达减慢了所述马桶座的向下转动动作；多个覆盖层；一覆盖层夹钳，用于夹取所述覆盖层及用所述覆盖层覆盖所述马桶；及多个传感器，用于监视所述自动马桶周围情况并且产生表示所监视情况的信号。
16．如权利要求15所述的用于自动马桶的驱动机构，还包括一微处理器控制器，用于根据所述传感器所产生的信号对所述转轴马达进行控制。
17．如权利要求15所述的用于自动马桶的驱动机构，还包括一用于对所述微处理器进行编程的输入设备。
18．一种用于操作自动马桶的方法，所述自动马桶具有马桶座、一堆带有最外层纸张的覆盖纸张、第一马达、第二马达和一传感器，所述方法包括步骤提升所述马桶座到竖直位置并靠紧所述覆盖纸张从而用第一马达压住所述覆盖纸张；夹住所述覆盖纸张，以便用所述第二马达在所述覆盖纸张的最外层纸张上形成一折；夹住所述折；降低所述马桶座以使所述最外层纸张盖住所述马桶座；触发所述传感器；及冲洗所述自动马桶。
19．如权利要求18所述的用于操纵带马桶座的自动马桶的方法，还包括步骤根据由一微处理器所产生的信号控制所述转轴马达和所述覆盖层夹钳马达。
20．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，其中，所述传感器是通过手的运动来手动触发的。
21．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，其中，所述传感器是自动触发的。
22．如权利要求21所述的操纵自动马桶的方法，其中，所述传感器是通过检测人的存在而自动触发的。
23．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，还包括步骤在冲洗所述自动马桶后对其进行消毒。
24．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，还包括步骤在冲洗所述自动马桶后提升所述马桶座。
25．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，还包括步骤远程改变所述自动马桶的操作参数。
26．如权利要求25所述的操纵自动马桶的方法，其中，远程改变所述自动马桶的操作参数的步骤是利用计算机完成的。
27．如权利要求25所述的操纵自动马桶的方法，其中，远程改变所述自动马桶的操作参数的步骤是利用一红外输入设备完成的。
28．如权利要求18所述的操纵自动马桶的方法，其中，所述自动马桶具有第一传感器，并且所述方法还包括在提升所述马桶座之前触发所述第一传感器的步骤。
29．一种用于操作自动马桶的方法，所述自动马楹具有一马桶座、一堆带最外层纸张的覆盖纸张、一马达和一传感器，所述方法包括步骤提升所述马桶座到直立位置并紧靠所述覆盖纸张，以利用所述第一马达压紧所述覆盖纸张；夹住所述覆盖纸张，以使所述马桶座抓住所述覆盖纸张的最外层一张；降低所述马桶座，以便所述最外层纸张覆盖住所述马桶座；触发所述传感器；冲洗所述自动马桶；和利用一微处理器控制所述的提升所述马桶座和夹取所述覆盖纸张的步骤。
30．如权利要求29所述的用于操作自动马桶的方法，还包括步骤对所述微处理器进行编程以改变所述自动马桶的操作参数。
全文摘要
一种带有两个相互独立工作的电气驱动器的自动马桶座。一个马达连到该座而另一个马达操纵一抓纸夹钳。这两个马达由传感器和智能微处理器控制器控制。由于将一个驱动马达用于座的转动驱动,而与此独立地将另一个马达用于抓取覆盖层,从而将装配分离,可以完全相互独立地操纵两个驱动器,并且可以通过智能微处理器控制链接所述驱动器。利用智能微处理器控制部件,就可以相互独立地调整两个驱动器并能根据现场条件来调整它们。
文档编号A47K13/10GK1234213SQ99102338
公开日1999年11月10日 申请日期1999年2月13日 优先权日1998年2月16日
发明者罗曼·施雷克 申请人:罗施控股有限公司