全自动粪尿分离无水坐便马桶及其使用方法与流程

本发明涉及公共卫生技术领域，尤其涉及一种无需用水冲洗马桶、同时做到粪尿分离、并且可以将排泄物分类密封打包、最终实现集中存放处理的全自动坐便马桶及其使用方法。

背景技术：

联合国千年发展目标2012报告指出：“发展中地区将近一半人口无法获得改善的卫生设施。15％世界人口处于根本没有卫生设施可用的环境生活。在印度约有6.5亿人露天排便，占了全世界露天排便人数的60％。排泄物会污染食物和水源，引发肠道疾病，造成每年150万未满五岁的儿童丧生，比艾滋病和疟疾共同造成的死亡人数还高。

在中国，一些农村城镇仍然使用旱厕，卫生条件差，夏天蚊蛆四窜、苍蝇乱飞、臭气熏天、不堪入目，冬天寒风刺骨，苦不堪言。即便如此，相当多的农村城镇学校仍然由于蹲位少，存在如厕困难的问题。

冲水厕所是都市和城镇化的标志，也是近代人类文明的象征。由于冲水厕所建设需要投资庞大的建筑管道网络配套系统、管道维护及技术复杂昂贵的高耗能污水处理运营系统，冲水厕所的数量和位置受到限制，世界上只有在比较发达地区得到普及。

我们发明了全自动粪尿分离无水坐便马桶，无需上下水建筑管道网络配套系统，有望从源头解决冲水厕所对江河湖海环境污染问题，大大降低污水处理厂的负担。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种粪尿分离、干净卫生、节约水资源、环保效果显著的全自动粪尿分离无水坐便马桶及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的全自动粪尿分离无水坐便马桶，包括：

坐便器，所述坐便器配设有大便盒和小便盒；

处理箱，所述处理箱位于所述坐便器的后侧，且所述处理箱的前端部分与所述坐便器连通；

所述处理箱内集成有：

传送组件，所述传送组件用以输送大便盒和小便盒；

塑封组件，所述塑封组件用以塑封大便盒和小便盒的上部开口端；

储存箱，所述储存箱用以运输、并存储塑封后的大便盒和小便盒；

所述传送组件包括沿所述坐便器前后方向往复运动的第一传送组件、以及沿所述坐便器左右方向运动的第二传送组件；

所述第一传送组件的前端至少部分沿伸至所述坐便器内，所述第一传送组件的后端与所述第二传送组件部分重合；

所述塑封组件置于所述第二传送组件的输出端一侧，且所述第二传送组件向所述塑封组件一侧运动时，所述第二传送组件的至少部分位于所述塑封组件的下方；

所述储存箱与所述塑封组件相连，且所述第二传送组件能够将其上的大便盒和小便盒运输至所述储存箱内；

所述处理箱上设置有控制箱，所述控制箱内的控制器控制所述传送组件、塑封组件、储存箱的工作，且所述控制箱的外部具有与所述控制器电连接的控制面板。

进一步的，所述第一传送组件包括传送带机构、以及控制所述传送带机构运动的驱动电机；

所述传送带机构的上表面具有两个便盒支撑架，所述大便盒和小便盒放置于所述便盒支撑架上；

所述驱动电机受控于所述控制器，所述驱动电机带动所述传送带机构向前方移动将大便盒和小便盒运输至所述坐便器的下方、以及带动所述传送带机构向后方移动将大便盒和小便盒运输至所述第二传送组件内；

所述第二传送组件包括液压缸机构，所述液压缸机构的缸杆的端部具有托盘，所述液压缸机构的缸杆向所述塑封组件方向伸出时，所述托盘托举所述大便盒或所述小便盒向所述塑封组件移动，并将所述大便盒或所述小便盒置于所述密封组件的正下方。

进一步的，所述液压缸机构的缸体处具有微调液压缸，所述微调液压缸控制所述液压缸机构的上下位移。

进一步的，所述液压缸机构的缸杆处连接有倾倒液压缸，所述倾倒液压缸的缸杆与所述托盘的底面固连，且所述托盘铰接于所述液压缸机构的缸杆处，并通过所述倾倒液压缸的缸杆的伸出与水平面呈一定角度地往复运动。

进一步的，所述倾倒液压缸带动所述托盘的运动角度为0°-15°。

进一步的，所述塑封组件为塑封机，所述塑封机通过塑料复合膜或铝箔复合膜或PP膜或PE膜或PET膜或PS膜塑封所述大便盒和小便盒。

进一步的，所述储存箱具有两个腔室，一个腔室为与所述第二传送组件连通的收集腔、另一个腔室为与所述收集腔连通的储存腔；

所述储存箱内安装有第三传送组件，所述第三传送组件为沿所述储存箱竖直方向传送的环形传送带，且所述环形传送带上通过销轴间隔铰接有多个置物格，所述第二传送组件的托盘托举所述大便盒和所述小便盒进入所述置物格，并通过倾倒液压缸将所述大便盒和小便盒放置于所述置物格上；

所述环形传送带一半置于所述收集腔内、另一半置于所述储存腔内，且所述收集腔与所述第二传送组件的连接端处形成有进入口，所述第二传送组件通过所述进入口进入所述置物格。

进一步的，所述处理箱内安装有传感器组；

所述传感器组包括：

检测第二传送组件的托盘上表面与大便盒和/或小便盒的底面高度差的高度传感器；

检测位于所述进入口处的所述置物格是否有大便盒或小便盒的便盒检测传感器；

所述高度传感器和便盒检测传感器均与所述控制器通信连接。

进一步的，所述小便盒和大便盒均为非透明塑料盒体，不止塑料盒，还包括一次性可降解盒，铝塑、纸塑盒等；

所述小便盒长度为20厘米，宽度为20厘米，高度为8厘米；

所述大便盒长度为20厘米，宽度为20厘米，高度为18厘米。

进一步的，所述大便盒内填充有吸附剂，且所述大便盒内放置有卫生纸和消毒湿巾。

本发明公开的全自动粪尿分离无水坐便马桶的使用方法，包括如下步骤：

1、大便：

S1、如厕人将一次性大便盒和小便盒放置在便盒支撑架上，小便盒在前，大便盒在后，并将大便盒内的卫生纸和消毒湿巾取出；

S2、如厕人大便之后将用过的卫生纸和消毒湿巾放入大便盒内，并按控制面板上的控制按钮对大便盒和小便盒进行处理，大便盒和小便盒通过处理箱的传送组件运输至处理箱的塑封组件处；

S3、塑封组件对大便盒和小便盒进行塑封作业；

S4、第二传送组件将塑封后的大便盒和小便盒运输至储存箱储存、并集中处理；

2、女性小便：

S1、如厕人将一次性小便盒放置在位于前方的便盒支撑架上；

S2、如厕人小便之后按控制面板上的控制按钮对小便盒进行处理，小便盒通过处理箱的传送组件运输至处理箱的塑封组件处；

S3、塑封组件对小便盒进行塑封作业；

S4、第二传送组件将塑封后的小便盒运输至储存箱储存、并集中处理；

3、男性小便：

S1、如厕人手持小便盒，并直接排泄至小便盒内；

S2、如厕人小便后将小便盒放置在便盒支撑架上，并按控制面板上的控制按钮对小便盒进行处理，小便盒通过处理箱的传送组件运输至处理箱的塑封组件处；

S3、塑封组件对小便盒进行塑封作业；

S4、第二传送组件将塑封后的小便盒运输至储存箱储存、并集中处理。

在上述技术方案中，本发明提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶：

1、在坐便器后方设计了自动传送一次性大便盒和小便盒的处理箱，该处理箱代替了原始的水箱结构，使得该设备无需上下水建筑管道网络配套系统，有望从源头上解决冲水厕所对江河湖海的环境污染问题，大大降低污水处理的负担，并利用传送组件、塑封组件和储存箱对使用后的便盒集中回收处理；

2、本发明实现了粪尿分离、全自动能密封大小便的坐便马桶的设计；

3、本发明可以让人们顺利的完成大小便的如厕过程，并完成对大小便的自动分离收集自动密封自动储藏，既无需水冲，也消除了臭味，避免蚊蛆苍蝇、寄生虫、交叉感染及水污染问题，具有很强的现实意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的主视图；

图2为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的俯视图一；

图3为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的俯视图二；

图4为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的第一传送组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的第二传送组件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的储存箱的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的第三传送组件和置物格的连接结构示意图；

图8为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的坐便器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶的塑封组件的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1、坐便器；2、处理箱；3、便盒支撑架；4、小便盒；5、大便盒；6、第一传送组件；7、第二传送组件；8、托盘；9、塑封组件；10、收集腔；11、储存腔；12、驱动电机；13、微调液压缸；14、倾倒液压缸；15、储存箱；16、第三传送组件；17、置物格；18、塑封带导论组件；19、塑封带；20、塑封压板；21、入厕口；22、开放结构。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1-9所示；

本发明的全自动粪尿分离无水坐便马桶，包括：

坐便器1，坐便器1配设有大便盒5和小便盒4；

处理箱2，处理箱2位于坐便器1的后侧，且处理箱2的前端部分与坐便器1连通；

处理箱2内集成有：

传送组件，传送组件用以输送大便盒5和小便盒4；

塑封组件9，塑封组件9用以塑封大便盒5和小便盒4的上部开口端；

传送组件包括沿坐便器1前后方向往复运动的第一传送组件6、以及沿坐便器1左右方向运动的第二传送组件7；

第一传送组件6的前端至少部分沿伸至坐便器1内，第一传送组件6 的后端与第二传送组件7部分重合；

塑封组件9置于第二传送组件7的输出端一侧，且第二传送组件7向塑封组件9一侧运动时，第二传送组件7的至少部分位于塑封组件9的下方；

处理箱2上设置有控制箱，控制箱内的控制器控制传送组件、塑封组件9、储存箱15的工作，且控制箱的外部具有与控制器电连接的控制面板。

本实施例中处理箱2内还集成有储存箱15，储存箱15用以运输、并存储塑封后的大便盒5和小便盒4；储存箱11与塑封组件9相连，且第二传送组件7能够将其上的大便盒5和小便盒4运输至储存箱11内。

具体的，本发明公开了一种无需水冲、节约水资源、实现粪尿分离、将粪尿集中处理的全自动坐便马桶，其主要包括外部形状与现有技术中坐便马桶类似的坐便器1，而且为了使用的舒适度，本实施例中的坐便器1 形状为椭圆形筒体，且坐便器1的材质可为工程塑料、金属、木材、陶瓷等；本实施例公开的坐便器1与现有技术的主要区别在于，该坐便器1下部没有排水管道，仅为一个上端开放、下端封闭的槽状结构，其中，更为具体的结构为，该坐便器1的后侧没有挡板，为开放结构，这样设计的主要目的在于可以确保处理箱2内的传送组件能够将大便盒5和小便盒4运输至坐便器1的槽内、或将大便盒5和小便盒4运输至后方的处理箱2内进行二次加工处理。

另外，处理箱2内集成有多个功能组件，分别为用以传输大便盒5和小便盒4的传送组件、用以塑封大便盒5和小便盒4的塑封组件9、以及用以储存塑封后的大便盒5和小便盒4的储存箱15；

根据设计，本实施例的传送组件需要满足两个功能，一个是沿坐便器 1前后方向沿伸的第一传送组件6，其主要是将大便盒5和小便盒4输送至坐便器1内、以及将大便盒5和小便盒4输送至处理箱2内；另一个是沿坐便器1左右方向沿伸的第二传送组件7，其主要是将大便盒5和小便盒4 运输至塑封组件9的下方，以便继续后续工序。

更优选的，坐便器1的后侧为开放结构22，第一传送组件6包括传送带机构、以及控制传送带机构运动的驱动电机12；其中，传送带机构的上表面具有两个便盒支撑架3，大便盒5和小便盒4放置于便盒支撑架3上；

驱动电机12受控于控制器，驱动电机12带动传送带机构向前方移动将大便盒5和小便盒4运输至坐便器1的下方、以及带动传送带机构向后方移动将大便盒5和小便盒4运输至第二传送组件7内；

第二传送组件7包括液压缸机构，液压缸机构的缸杆的端部具有托盘8，液压缸机构的缸杆向塑封组件9方向伸出时，托盘8托举大便盒5或小便盒4向塑封组件9移动，并将大便盒5或小便盒4置于密封组件9的正下方。

本实施例具体公开了处理箱2中的传送组件的一种实施方式，其中，第一传送组件6采用了传送带的结构，第二传送组件7采用了液压缸伸缩结构，具体结构如上所述。操作时，如厕人根据需要选择性地将大便盒5 和/或小便盒4放置在第一传送组件6的便盒支撑架3上，并开始如厕；结束后，操作控制面板上的按钮，第一传送组件6就会将便盒收纳入处理箱 2中，并在第一传送组件6和第二传送组件7的配合下，将便盒输送至工艺下游的塑封组件9的正下方。

其中，上述的液压缸机构的缸体处具有微调液压缸13，微调液压缸13 控制液压缸机构的上下位移。进一步的，液压缸机构的缸杆处连接有倾倒液压缸14，倾倒液压缸14的缸杆与托盘8的底面固连，且托盘8铰接于液压缸机构的缸杆处，并通过倾倒液压缸14的缸杆的伸出与水平面呈一定角度地往复运动。微调液压缸13是为了保证托盘8能与便盒处于一个水平面，让托盘8在运动过程能够顺利进入便盒的下部，并在托盘8接触完全接触便盒后，实现微量的上移，将便盒托举起来；而本实施例中的倾倒液压缸14主要是控制托盘8的倾斜，便于后期将塑封后的便盒放置在储存箱 15内。本实施例中的微调液压缸13和倾倒液压缸14都以缸杆的伸缩来控制运动，结构简单、操作方便，控制系统成熟。

其中，上述方案中倾倒液压缸14带动托盘8的运动角度为0°-15°。

更优选的，上述方案中塑封组件9为塑封机，塑封机通过塑料复合膜或铝箔复合膜或PP膜或PE膜或PET膜或PS膜塑封所述大便盒5和小便盒4。

另外，上述方案中储存箱15具有两个腔室，一个腔室为与第二传送组件7连通的收集腔10、另一个腔室为与收集腔10连通的储存腔11；

储存箱15内安装有第三传送组件16，第三传送组件16为沿储存箱15 竖直方向传送的环形传送带，且环形传送带上通过销轴间隔铰接有多个置物格17，第二传送组件16的托盘8托举大便盒5和小便盒4进入所置物格17，并通过倾倒液压缸14将大便盒5和小便盒4放置于置物格17上；

环形传送带一半置于收集腔10内、另一半置于储存腔11内，且收集腔10与第二传送组件7的连接端处形成有进入口，第二传送组件7通过进入口进入置物格17。

本发明的一个主要发明点在于粪、尿分别单独密封，将使用后的便盒集中存放后人工处理，分别单独密封后的便盒主要通过本实施例中的储存箱15实现，为了储存更多的便盒、以及真正做到自动控制，本实施例的储存箱15采用了双腔室结构，具体结构如上所述。其中，起到传送作用的是环形传送带，该环形传送带在接收了便盒后，能够通过旋转将便盒运输至储存箱15内储存，其中，储存的方式可以在储存箱15内另行设计抓取部件对便盒进行抓取放置，或者直接将置物格17倾斜一定角度即可将便盒放下，采用倾斜放下的方式储存时，需要在储存腔11内设计便盒的滑动轨道，确保收纳后的便盒不会对环形传送带造成阻碍。

为了实现自动控制，本实施例中处理箱内安装有传感器组；

传感器组包括：

检测第二传送组件7的托盘8上表面与大便盒5和/或小便盒4的底面高度差的高度传感器；

检测位于进入口处的置物格17是否有大便盒5或小便盒4的便盒检测传感器；

高度传感器和便盒检测传感器均与控制器通信连接。

另外，本实施例中的储存腔11最好设计成部分透明的结构，一方面可以根据控制器的检测确定储存腔11内是否填充满，另一方面可以通过肉眼观察储存腔11内存放便盒的情况。

优选的，本实施例中小便盒5和大便盒4均为非透明塑料盒体，或可降解塑料，铝塑、纸塑盒等；

小便盒4长度为20厘米，宽度为20厘米，高度为8厘米；

大便盒5长度为20厘米，宽度为20厘米，高度为18厘米。其中，大便盒5内填充有吸附剂，且大便盒5内放置有卫生纸和消毒湿巾。吸附剂是钠石灰、碱石灰、烧碱、KOH或者LiOH，吸附剂的作用是吸附大便气味。

坐便器1的中部具有入厕口21，坐便器1的后侧为开放结构22，通过开放结构22，第一传送组件6至少部分位于该入厕口21内，且大便盒5 和小便盒4均位于入厕口21内；同时，坐便器1的长50厘米，外延宽35 厘米，内延宽28厘米，高40厘米；

密封组件9中的密封带19的宽度至少能够将大便盒5和小便盒4同时塑封。

具体的，为了满足马桶的功能，本实施例中处理箱2与坐便器1的后侧贴靠，处理箱2的前侧具有与坐便器1的开放结构22位置、大小向匹配的开口，第一传送组件6能够穿过开口和开放结构22；

另外，为了便于后期清洗和维修，本实施例中的处理箱2和坐便器1 最好设计成可拆卸结构，利用紧固件或密封件固连，后期清洗和维修时，能够更加便捷。

本发明公开的全自动粪尿分离无水坐便马桶的使用方法，包括如下步骤：

1、大便：

S1、如厕人将一次性大便盒5和小便盒4放置在便盒支撑架3上，小便盒4在前，大便盒5在后，并将大便盒5内的卫生纸和消毒湿巾取出；

S2、如厕人大便之后将用过的卫生纸和消毒湿巾放入大便盒5内，并按控制面板上的控制按钮对大便盒5和小便盒4进行处理，大便盒5和小便盒4通过处理箱2的传送组件运输至处理箱2的塑封组件9处；

S3、塑封组件9对大便盒5和小便盒4进行塑封作业；

S4、第二传送组件7将塑封后的大便盒5和小便盒4运输至储存箱15 储存、并集中处理；

2、女性小便：

S1、如厕人将一次性小便盒4放置在位于前方的便盒支撑架3上；

S2、如厕人小便之后按控制面板上的控制按钮对小便盒4进行处理，小便盒4通过处理箱2的传送组件运输至处理箱2的塑封组件9处；

S3、塑封组件9对小便盒4进行塑封作业；

S4、第二传送组件7将塑封后的小便盒4运输至储存箱15储存、并集中处理；

3、男性小便：

S1、如厕人手持小便盒4，并直接排泄至小便盒4内；

S2、如厕人小便后将小便盒4放置在便盒支撑架上，并按控制面板上的控制按钮对小便盒4进行处理，小便盒4通过处理箱2的传送组件运输至处理箱2的塑封组件9处；

S3、塑封组件9对小便盒4进行塑封作业；

S4、第二传送组件7将塑封后的小便盒4运输至储存箱15储存、并集中处理。

整个过程非常简单，既避免了冲水马桶需要上下水设施的麻烦，也消除了臭味，避免蚊蛆苍蝇、寄生虫、交叉感染及水污染问题。

作为本发明的另一种变形结构：

根据分析上述方案的结构和原理，不难发现，上述的马桶结构更适合在公共场所使用的结构，因此，为了适应家用或其他空间有限的地方，本实施例中的处理箱2可以没有上述的储存箱15，仅包括传送组件和塑封组件9，而在家用中，如厕人将塑封后的便盒集中收纳，并外带后期处理；具体的处理方式与上述方案类似，这里不再详细阐述。

另外，作为本实施例一种能够实现的塑封组件的结构为：

参见图9所示，其包括集成于处理箱2内的塑封机主体，该塑封机主体内部具有带动塑封带19运动、并将塑封带19置于便盒上部的塑封带导轮组件18，便盒的上部具有能够将塑封带19压实、塑封于便盒上的塑封压板20。利用塑封压板20不断将送入该装置内的便盒进行塑封，然后继续后续操作(公共场所的马桶为进入储存箱15；空间有限或家用的马桶为直接排出由如厕人放置在特定的地方)。

在上述技术方案中，本发明提供的全自动粪尿分离无水坐便马桶：

1、在坐便器1后方设计了自动传送一次性大便盒5和小便盒4的处理箱2，该处理箱2代替了原始的水箱结构，使得该设备无需上下水建筑管道网络配套系统，有望从源头上解决冲水厕所对江河湖海的环境污染问题，大大降低污水处理的负担，并利用传送组件、塑封组件9和储存箱15对使用后的便盒集中回收处理；

2、本发明实现了粪尿分离、全自动能密封大小便的坐便马桶的设计；

3、本发明可以让人们顺利的完成大小便的如厕过程，并完成对大小便的自动分离收集自动密封自动储藏，既无需水冲，也消除了臭味，避免蚊蛆苍蝇、寄生虫、交叉感染及水污染问题，具有很强的现实意义。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。