用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统的制作方法
【专利摘要】一种用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统包括：非接触式传感器、马达组件、处理电路。处理电路被配置成从非接触式传感器接收信号并基于该信号检测在检测区域内的物体。非接触式传感器缺乏通向检测区域的光路。在一些实施例中，非接触式传感器是投射电容式传感器。处理电路被配置成：一旦检测到物体就启动马达组件，马达组件被配置成：当被处理电路启动时就启动马桶的冲洗。
【专利说明】用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统
【技术领域】
[0001]本申请要求于2012年11月2日提交的美国临时申请N0.61/722019和于2013年2月6日提交的美国临时申请N0.61/761623的权益，上述专利文献以其整体通过引用并入本文。
[0002]本申请涉及一种用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统。
【背景技术】
[0003]用于马桶的非接触式冲洗系统通常利用光学传感器(即，红外光传感器)在靠近该马桶的检测区域中检测是否有人。光学传感器的一个缺点是必须在所述传感器与所述检测区域之间具有光路。
【发明内容】
[0004]本公开内容的一个实施例是一种用于马桶的非接触式致动(即，非接触式冲洗)系统。该系统包括:非接触式传感器；马达组件；和处理电路。该处理电路可以被配置成从所述非接触式传感器接收信号，并基于来自传感器的信号检测处于检测区域中的物体。所述处理电路可进一步配置为当检测到物体时启动马达组件。所述马达组件可被配置成:当被处理电路启动时就启动马桶的冲洗。有利的是，所述非接触式致动系统可被完全隐藏在用于马桶的闭合的蓄水箱内，其中，所述非接触式传感器缺乏通向检测区域的光路。
[0005]在一些实施例中，所述非接触式传感器是投射电容式传感器。该投射电容式传感器可投射电磁场经过闭合的蓄水箱的表面，从而限定蓄水箱外的检测区域。在一些实施例中，闭合的蓄水箱的所述表面可以是蓄水箱的盖。在该实例中，检测区域可以被限定在蓄水箱的盖上方。在其他实施例中，投射电容式传感器可就位而将电磁场投射经过闭合的蓄水箱的不同表面(例如，侧面)。
[0006]处理电路可被配置成:检测物体(例如电磁场吸收物体或导电物体)在检测区域内的存在，并且当检测到所述物体时启动所述马达组件。被检测的物体可以是用户的手或前臂，并且用户可以通过将其手移动入检测区域来启动马桶的冲洗，而并不接触马桶、蓄水箱或致动系统。所述处理电路可被配置成:监控自从马达组件已经被启动以来的时间，并且如果该时间处于一时间阈值内，则防止马达组件的再启动。
[0007]所述非接触式致动系统可进一步包括:壳体，在该壳体中容纳有所述传感器、所述马达组件、所述处理电路；和定位支架，该定位支架用于可调节地附接至所述壳体并且将所述致动系统定位在所述蓄水箱内。在一些实施例中，所述定位支架可以调节所述致动系统相对于所述蓄水箱的上表面的位置。
[0008]在一些实施例中,所述非接触式致动系统进一步包括:轮组件，所述轮组件被连结至所述马达组件并且被配置成当所述马达组件被启动时转动。所述轮组件可被连结到一链条，该链条附接至蓄水箱内的冲洗机构，并且所述轮组件的转动可导致所述链条启动所述冲洗机构。在一些实施例中，所述链条可被直接附接到冲洗阀，诸如舌形阀、覆盖所述蓄水箱的出口的罐型密封件、或阀球。
[0009]在一些实施例中，所述处理电路可以检测所述轮组件何时已经完成一个完整的旋转，并且当检测到一个完整的旋转时停用所述马达组件。例如，所述非接触式致动系统可包括:连结到处理电路的簧片开关，并且当所述轮组件已经完成一个完整的旋转时，位于轮组件边缘处的磁体可启动所述簧片开关。处理电路可采用马达控制布局，来确保轮组件的可重复位置控制。例如，处理电路可被配置成:通过短接马达组件的电导件，主动使马达组件失效。
[0010]在一些实施例中，轮组件可被替换成可转动的杆或臂，所述杆或臂连结到所述马达组件，并被配置成当所述马达组件被启动时转动。所述杆或臂可连接到一链条，该链条附接到蓄水箱内的冲洗机构，并且所述杆或臂的转动可导致所述链条启动所述冲洗机构。在一些实施例中，链条可直接附接到冲洗阀，例如舌形阀、覆盖蓄水箱出口的罐型密封件、或阀球。
[0011]所述非接触式致动系统可进一步包括:连结到马达组件的电源，并且所述处理电路可以通过为马达组件提供来自电源的电流来启动所述马达组件。所述处理电路可被配置成:监控提供给马达组件的电流或者由马达组件施加的转矩，并且如果电流超过一电流阈值或转矩超过一转矩阈值，则启动一个或多个安全预防措施。所述安全预防措施可包括:停用所述马达组件、限制提供给马达组件的电流、限制由马达组件施加的转矩、启动警告指示器。在一些实施例中，电源可包括一个或多个电池，并且当电池需要更换时，处理电路可启动警告指示器(例如，由小型扬声器所提供、由LED所提供，等等)。
[0012]在一些实施例中，所述处理电路可预测由用户执行的姿势，并基于所预测的姿势启动一个或多个补充行为。所述补充行为可包括:启动短冲洗、启动长冲洗、分配除臭剂、启动清洁过程。
[0013]在一些实施例中，所述非接触式致动系统可进一步包括一个或多个附加的非接触式传感器，并且所述处理电路被配置成基于从所述传感器接收的多个信号来在不同姿势之间进行分辨。在一些实施例中，所述处理电路可包括无线电接收器。除了被电容式传感器驱动的非接触式致动之外，所述系统还可被配置成:基于由无线电接收器接收的无线电信号来启动所述马达组件。
[0014]本公开内容的另一实施方式是一种用于马桶的非接触式致动系统，该系统包括:第一非接触式传感器、马达组件、和处理电路。所述第一非接触式传感器缺乏通向检测区域的光路。该处理电路被配置成:从所述第一非接触式传感器接收第一信号，并基于所述第一信号检测在检测区域内的物体。所述处理电路被进一步配置成:一旦检测到所述物体则启动所述马达组件，并且所述马达组件被配置成:当被处理电路启动时启动所述马桶的冲洗。
[0015]在一些实施例中,所述第一非接触式传感器是投射电容式传感器和微波传感器中的一种。在一些实施例中，所述致动系统被完全隐藏在用于马桶的闭合的蓄水箱内。在一些实施例中，所述第一非接触式传感器被电短接到所述马达组件。在其他实施例中，所述第一非接触式传感器被电短接到容纳于用于马桶的蓄水箱内的水。
[0016]在一些实施例中，所述非接触式致动系统进一步包括第二非接触式传感器。在此类实施例中，所述处理电路被进一步配置成:从所述第二非接触式传感器接收第二信号。所述第一和第二信号包括测量值和时间值。处理电路被进一步配置成:确定第一测量值是否超过第一阈值以及第二测量值是否超过第二阈值。处理电路响应于第一测量值超过第一阈值并且第二测量值超过第二阈值，将第一时间值和第二时间值之间的差值与时间阈值进行比较。然后，处理电路可基于上述比较确定在所述检测区域内是否检测到物体。
[0017]在一些实施例中，致动系统被完全隐藏在闭合的马桶蓄水箱内。非接触式传感器可以是投射电容式传感器或微波传感器。非接触式传感器可以是投射电容式传感器，其被配置成:投射电磁场穿过闭合的蓄水箱的表面，其中，所述电磁场限定蓄水箱外的检测区域。闭合蓄水箱的所述表面可以是蓄水箱的盖。检测区域可以被限定在蓄水箱盖上方。
[0018]在一些实施例中，处理电路被配置成:检测物体在检测区域内的存在，并且当检测到所述物体时启动所述马达组件。所述物体可以是电磁场吸收物体或导电物体。所述物体也可以是用户的手或前臂。用户通过将手或前臂移动入检测区域来冲洗马桶，而并不接触马桶、蓄水箱或致动系统。
[0019]在一些实施例中，所述处理电路被配置成:监控自从马达组件已经被启动以来的时间，并且如果该时间处于一时间阈值内，则防止马达组件的再启动。
[0020]在一些实施例中，定位支架被配置成:可调节地附接至所述壳体并且将所述致动系统定位在所述蓄水箱内。所述定位支架被配置成:调节所述致动系统相对于所述蓄水箱的上表面的位置。
[0021]在一些实施例中，轮组件被连结至马达组件并且被配置成当所述马达组件被启动时转动。所述轮组件被配置成:连结到一链条，该链条附接至蓄水箱内的冲洗机构，其中，所述轮组件的转动导致所述链条启动所述冲洗机构。所述链条被直接附接到冲洗阀，该冲洗阀覆盖所述蓄水箱的出口。在一些实施例中，所述冲洗阀是舌形阀或罐型密封件。
[0022]在一些实施例中，所述处理电路被配置成:检测所述轮组件何时已经完成一个完整的旋转，并且当检测到一个完整的旋转时停用所述马达组件。簧片开关可连结到处理电路，其中，当所述轮组件已经完成一个完整的旋转时，在轮组件中的磁体启动所述簧片开关。所述处理电路可被配置成:当所述簧片开关被启动时主动停下所述马达组件。主动停下所述马达包括将电导件短接到所述马达组件。处理电路可以被配置成:将所述马达组件拉动到期望的转动位置，其中，所述处理电路使用马达控制布局来确保可重复的位置控制。
[0023]在一些实施例中，杆或臂被连结到所述马达组件，并且当所述马达组件被启动时转动。所述杆或臂可被配置成:连结到一链条，该链条附接到蓄水箱内的冲洗机构，其中，所述杆或臂的转动导致所述链条启动所述冲洗机构。
[0024]在一些实施例中，电源连结到马达组件，其中，所述处理电路通过为马达组件提供来自电源的电流来启动所述马达组件。所述处理电路监控提供给马达组件的电流或者由马达组件施加的转矩，并且如果电流超过一电流阈值或转矩超过一转矩阈值，则启动一个或多个安全预防措施。所述安全预防措施可包括:停用所述马达组件、限制提供给马达组件的电流、限制由马达组件施加的转矩、和/或启动警告指示器。电源包括一个或多个电池。电池可以是“C”电池、“AA”电池、9伏电池、12伏电池、或可再充电电池。电池可以是上述列举的组合。在一些实施例中，处理电路被配置成:当电池需要更换时启动警告指示器。
[0025]在一些实施例中，处理电路被配置成:预测由用户执行的姿势，并基于所预测的姿势来启动一个或多个补充行为。所述补充行为可包括:启动短冲洗、启动长冲洗、分配除臭齐U、启动清洁过程。在一些实施例中，可以使用一个或多个附加的非接触式传感器。处理电路基于从所述传感器接收的多个信号来预测所述姿势。在一些实施例中，所述处理电路包括无线电接收器并被配置成:基于由无线电接收器接收的无线电信号来启动所述马达组件。
[0026]在一些实施例中，用于马桶的非接触式致动系统包括:投射电容式传感器、马达组件、处理电路，处理电路被配置成从传感器接收信号并基于该信号启动马达组件。马达组件被配置成当被处理电路启动时启动马桶的冲洗。致动系统被完全隐藏在不透光的表面后面。投射电容式传感器被配置成投射电磁场穿过不透光表面，从而使电磁场在所述表面的相反于所述传感器的一侧上限定检测区域。所述投射电容式传感器位于用于马桶的闭合的蓄水箱内，并缺乏通向检测区域的光路。
[0027]在一些实施例中，一种用于马桶的非接触式致动系统包括:第一非接触式传感器、马达组件、和处理电路，该处理电路被配置成:从所述第一非接触式传感器接收第一信号。处理电路基于所述第一信号检测在检测区域内的物体。所述第一非接触式传感器缺乏通向检测区域的光路。所述处理电路被配置成:一旦检测到所述物体则启动所述马达组件，并且所述马达组件被配置成:当被处理电路启动时启动所述马桶的冲洗。所述第一非接触式传感器可以是投射电容式传感器和微波传感器中的一种。所述第一非接触式传感器可以被电短接到所述马达组件。所述第一非接触式传感器可以被电短接到容纳于用于马桶的蓄水箱内的水。所述致动系统被完全隐藏在用于马桶的闭合的蓄水箱内。所述系统还包括第二非接触式传感器。所述处理电路被配置成:从所述第二非接触式传感器接收第二信号。所述第一信号包括第一测量值和第一时间值，所述第二信号包括第二测量值和第二时间值。处理电路确定第一测量值是否超过第一阈值以及第二测量值是否超过第二阈值。处理电路响应于第一测量值超过第一阈值并且第二测量值超过第二阈值，将第一时间值和第二时间值之间的差值与时间阈值进行比较。处理电路基于上述比较确定在所述检测区域内是否检测到物体。
[0028]本公开内容的另一种实现方式是一种用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统。该系统包括投射电容式传感器以及马达组件，该马达组件具有用于连结到马桶的冲洗阀的连结器。该系统还包括定位支架，该定位支架具有将定位支架固定在蓄水箱内的第一安装件和将投射电容式传感器固定在蓄水箱内及马桶的不透明表面之后的第二安装件。该系统还包括电路，该电路将马达组件连结到投射电容式传感器。所述系统可以被隐藏在马桶的闭合的蓄水箱内。
[0029]在一些实施例中，投射电容式传感器缺乏通向检测区域并通向检测区域内的物体的光路。在一些实施例中，投射电容式传感器被配置为:投射电磁场经过闭合的蓄水箱的表面，其中，所述电磁场限定蓄水箱外的所述检测区域。
[0030]在一些实施例中，所述定位支架的第一安装件是U形狭槽。在一些实施例中，所述定位支架的第二安装件是多个狭槽。所述多个狭槽可以被配置为承接挂钩。在一些实施例中，所述多个狭槽被设置在至少两个竖直隔开的行中，由此，所述投射电容式传感器的高度能够通过选择所述多个狭槽中的一行来调节。
[0031]在一些实施例中，所述定位支架的第一安装件的第一端部终止于一法兰中，所述第一安装件的第二端部被连结到所述定位支架的所述第二安装件。
[0032]在一些实施例中，该系统进一步包括壳体，该壳体具有挂钩并被第二安装件固定。所述壳体可以容纳所述马达组件，并且所述壳体可以具有罩，该罩装配在所述壳体的开口上。在一些实施例中，所述罩连结到所述壳体，并在打开位置和关闭位置之间转动。所述壳体和所述罩可以保护内部构件。
[0033]在一些实施例中，所述连结器是具有连结元件的轮组件。所述轮组件可以连结到所述马达组件。所述轮组件的连结元件通过一链接件可以连结到蓄水箱内的冲洗机构。所述轮组件的转动可以导致所述链接件致动所述冲洗机构。在一些实施例中，所述链接件是被直接附接到冲洗阀的链条，该冲洗阀盖住所述蓄水箱的出口。
[0034]在一些实施例中，所述轮组件包括磁体和簧片开关，该簧片开关连结到将马达组件连结到投射电容式传感器的所述电路。当所述轮组件已经完成一个完整旋转时，所述磁体可以启动所述簧片开关。
[0035]在一些实施例中，所述连结器是连结到马达组件且被配置成当马达组件被启动时转动的杆或臂。所述杆或臂可以被配置成连结到一链接件，该链接件附接到所述蓄水箱内的冲洗机构。所述杆或臂的转动可以导致所述链接件启动所述冲洗机构。
[0036]在一些实施例中，该系统包括第二投射电容式传感器。
[0037]上述内容为概要，因此必然存在简化、归纳和细节的省略。因此，本领域技术人员可以理解，上述概要仅仅是示意性的，并非意在以任何方式进行限制。在此描述的其他方面、创新性特征、器件和/或方法的优势，如权利要求书所单独限定的，将在本文结合附图的详细阐述中变得明晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1A是图示根据示例性实施例的非接触致动系统的立体图的附图，所述非接触致动系统包含在壳体中，壳体包括罩和定位支架。
[0039]图1B示出根据示例性实施例的图1A的非接触致动系统的替换性实施例。
[0040]图2A是更为详细地图示根据示例性实施例的壳体的立体图的附图。
[0041 ] 图2B示出根据示例性实施例的图2A的壳体的替换性实施例。
[0042]图3A是更为详细地图示根据示例性实施例的罩的立体图的附图。
[0043]图3B示出根据示例性实施例的图3A的罩的替换性实施例。
[0044]图3C示出根据示例性实施例的图3A的罩的进一步实施例。
[0045]图4A是更为详细地图示根据示例性实施例的定位支架的立体图的附图。
[0046]图4B示出根据示例性实施例的图4A的定位支架的替换性实施例。
[0047]图5A是图示根据示例性实施例的在图2A的壳体和图4A的定位支架之间的连接的附图。
[0048]图5B是图示根据示例性实施例的在图2B的壳体和图4B的定位支架之间的连接的附图。
[0049]图6A是图示出根据示例性实施例的图4A的定位支架的附图，其中该定位支架从马桶蓄水箱的侧壁悬挂并将图1A的非接触式致动系统定位在蓄水箱内。
[0050]图6B是图示出根据示例性实施例的图4B的定位支架的附图，其中该定位支架从马桶蓄水箱的侧壁悬挂并将图1B的非接触式致动系统定位在蓄水箱内。
[0051]图7A是根据示例性实施例的框图，该框图示出在非接触式致动系统的各构件之间的电连接和通信路径。
[0052]图7B是根据示例性实施例的附图，该附图示出定位在马桶蓄水箱内的非接触式致动系统的多个传感器。
[0053]图7C是根据示例性实施例的进程的流程图，该进程用于解释从图7B中所示的多个传感器接收的输入信号，并基于所接收的信号确定是否启动冲洗。
[0054]图7D是一进程的流程图，该进程用于解释由多个传感器接收的输入信号并基于所预测的用户姿势来确定将要采取的行为。
[0055]图8是根据示例性实施例的附图，该附图图示出用于启动马桶冲洗的轮组件的立体图。
[0056]图9A是根据示例性实施例的图1A的非接触式致动系统的附图，该系统带有罩，该罩开口而显示出内部构件。
[0057]图9B是根据示例性实施例的附图，该附图图示出图1B的非接触式系统的分解视图。
[0058]图9C是根据示例性实施例的图1A的非接触式致动系统的附图，该系统带有罩，该罩开口而显示出内部构件。
[0059]图1OA图示出根据示例性实施例的非接触式致动系统的第一替换性配置，该系统使用替换性安装支架和电子配置结构。
[0060]图1OB从侧向视角图示出图1OA的替换性配置结构，而无分解视图。
[0061]图1OC图示出图1OA的替换性配置结构，不带蓄水箱。
[0062]图1OD图示出图1OA的替换性配置结构，注重于壳体内部及其中的各构件。
[0063]图1lA图示出根据示例性实施例的非接触式致动系统的第二替换性配置结构，该系统使用被中空杆支撑的枢转传感器主体，该中空杆附接到现有的冲洗阀。
[0064]图1lB图示出显示有枢转传感器主体的图1lA的替换性配置结构。
[0065]图1lC以系统的内部视角图示出图1lA的替换性配置结构。
[0066]图1lD图示出相对于马桶蓄水箱的图1lA的替换性配置结构。
[0067]图1lE以俯视视角图示出定位在马桶蓄水箱内的图1lA的替换性配置结构。
[0068]图12A图示出根据示例性实施例的非接触式致动系统的第三替换性配置结构，该系统使用被虚实相中的现有充水阀支撑的紧凑的传感器封箱。
[0069]图12B图示出图12A的替换性配置结构，其中该视图示出壳体内的各构件。
[0070]图12C以壳体的内部视角图示出图12A的替换性配置结构，系统被定位在蓄水箱内。
[0071]图12D图示出图12A图示的替换性配置结构的蓄水箱内的定位。
[0072]图12E以等角投影视角图示出图12A所图示的替换性配置结构的蓄水箱内的定位。
[0073]图13A图示出根据示例性实施例的非接触式致动系统的第四替换性配置结构，在该系统中，传感器电子封箱可竖直旋转。
[0074]图13B图示出图13A的替换性配置结构，其中，传感器主体被定位以在蓄水箱盖上方形成检测区域。
[0075]图13C图示出图13A的替换性配置结构，其中，传感器主体被定位以沿着蓄水箱的一个侧面形成检测区域。
[0076]图13D图示出图13A的替换性配置结构的截面图。
[0077]图13E图示出图13A的替换性配置结构的壳体内的各构件。
[0078]图13F图示出根据示例性实施例的相对于马桶蓄水箱的非接触式致动系统的实施例的俯视图。
[0079]图13G图示出根据示例性实施例的关于马桶蓄水箱的非接触式致动系统的实施例的侧视图。
[0080]图13H图示出根据示例性实施例的关于马桶蓄水箱的非接触式致动系统的实施例的不透明盖的俯视图。
[0081]图131图示出根据示例性实施例的关于马桶蓄水箱的非接触式致动系统的实施例的不透明蓄水箱的等角视图。
[0082]图13J图示出根据示例性实施例的关于马桶蓄水箱的非接触式致动系统的实施例的侧视图。
[0083]图14是图示出根据改变的示例性实施例的多个不同的光学传感器位置的附图。
[0084]图15是图示出如何采用改进型非接触冲洗系统实施例来改造马桶的流程图。
【具体实施方式】
[0085]在进一步论述非接触致动系统和/或其构件的细节之前，应该注意的是，本说明书中所引用的术语“前”、“后”、“后部”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“左”、“右”仅仅用于依据各附图中的相对朝向来标识不同元件。这些术语并不意在将相应元件限于所描述内容，因为各种不同元件可以在不同应用中呈不同朝向。
[0086]应进一步注意的是，术语“连结”意味着两个构件彼此直接或间接地接合。此类接合可以是实质上静止的或实质上可移动的，并且/或者此类接合可以允许在两个构件之间进行流体流动、电导通、电信号或其他类型信号传递、或通信/联通。此类接合可以采用两个构件来实现，或者两个构件以及其他中间构件彼此一体形成为单一单件体来实现，或者采用两个构件来实现，或者两个构件以及任何其他中间构件彼此附接来实现。这种接合可以是实质上永久的，或者可替代地，可以是实质上可移除的或者是实质上可松脱的。
[0087]大致参照附图，示出了根据各种示例性实施例的用于马桶的非接触致动系统。非接触致动系统可容纳于保护性壳体内，并安装在封闭的马桶蓄水箱中。保护性壳体可封装非接触式传感器、马达组件、电源。非接触式传感器可以是投射(projected)电容式传感器、微波传感器、电磁传感器、或其他类型的能够检测物体而不要求在传感器和物体之间设置光路(例如，视线)的传感器。
[0088]非接触式传感器可以发出电磁场或微波发射，穿过蓄水箱的不透光表面并进入蓄水箱外的检测区域。在一些实施例中，检测区域可处于蓄水箱盖上方。一旦在检测区域中检测到物体，则非接触致动系统可以启动马达组件，从而导致轮组件旋转。轮组件可以经由链条或其他连结关联件连接到蓄水箱中的冲洗阀(例如，阀球、“舌形阀”、或罐阀)。轮组件的旋转可以打开冲洗阀并导致马桶的致动(例如，冲洗)。
[0089]在一些实施例中，非接触致动系统可通过定位支架安装在蓄水箱内。定位支架可被配置为装配于竖直蓄水箱表面的上表面上(例如，前表面、后表面、侧表面等等)。定位支架可附接到壳体，以便将非接触致动系统紧固于封闭的蓄水箱内。定位支架可被配置成在各种不同位置附接到壳体，以便控制非接触式传感器的竖直位置。例如，可以优选的是，将传感器定位成尽可能靠近蓄水箱盖。定位支架的可适配性可以便于在具有各种盖厚度的马桶中执行非接触致动系统。
[0090]在将非接触致动系统安装于蓄水箱内之后，不透光的盖可以被放置在蓄水箱上，从而从视觉上遮盖非接触致动系统。优选地，非接触致动系统可完全被容纳于封闭的蓄水箱中。所有构件一包括所有移动构件(例如轮组件、马达组件)、电源和非接触式传感器一可以被完全从视觉上得以隐藏。用户可以通过在蓄水箱盖上挥手来冲洗马桶。非接触致动系统可检测到在盖上的用户之手，而无需在传感器和检测区域之间的光路。
[0091]现在参照图1A,示出根据示例性实施例的非接触致动系统100。所示出的系统100包括壳体102、罩104、轮组件150和定位支架180。壳体102可在一端被罩104闭合。壳体102和罩104可形成用于系统100的闭合件，并保护系统100的电子元件免受外部源的侵害或污染(例如，水损害、物理损害、化学损害等等)。在一些实施例中，壳体102和罩104可以是耐水的或防水的，从而便于在潮湿环境下操作系统100。例如，系统100可定位在马桶蓄水箱内，并且/或者局部或全部地浸没在水中。定位支架180可附接到壳体102，以用于将系统100紧固在蓄水箱内并紧固到竖直蓄水箱表面。轮组件150可将系统100连结于蓄水箱底部的冲洗阀。在一些实施例中，链条或其他连结装置可附接到轮组件150并附接到冲洗阀。轮组件150的旋转可以拉动链条并打开冲洗阀，从而启动马桶的冲洗。
[0092]图1B示出系统100的替换性实施例。该实施例图示出可以将另外的壳体和支架设计和/或形状用于系统100。壳体102相比于图1A所示实施例较为细长。壳体102的尺寸可以改变以适应在该实施例中所描述的设计或几何选择。参照图1B，壳体102具有两个圆形挂钩。支架180具有狭槽，狭槽被配置来接收圆形挂钩。狭槽防止壳体102相对于支架180转动。狭槽进一步允许壳体102相对于支架180定位于不同高度处。
[0093]现在参照图2A,更为详细地示出根据示例性实施例的壳体102。所示的壳体102包括外壳101、罩轴103、定位挂钩105、端口 107、密封通道108。外壳101可形成壳体102的其一端具有开口的外表面。在一些实施例中，夕卜壳101可由聚合材料制成,例如苯乙烯-丙烯腈-丁二烯(ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、或其他聚合或弹性材料。在其他实施例中，夕卜壳101可由金属、陶瓷或任何其他合适材料制成。外壳101可包含系统100的电兀件或机械元件中的至少一些，并保护此类元件免受外部源的损害或污染。
[0094]罩轴103可提供在壳体102和罩104之间的轴向连结。罩轴103可限定一轴线，罩104关于该轴线在打开位置和关闭位置之间转动。在一些实施例中，罩轴103可以是从外壳101的上边缘偏置的杆或棒。罩轴103可以在第一端和第二端之间纵向延伸,第一和第二端中的每一端可附接到外壳101。在其他实施例中，罩轴103可以是铰链、枢转接头、或其他类型的轴承，提供在壳体102和罩104之间的可转动联接。
[0095]挂钩105显示为水平突出件，从外壳101的侧表面向外延伸。挂钩105可以被配置成装配入定位支架180中的对应狭槽，用于将壳体102附接到定位支架180。在一些实施例中，挂钩105可以防止壳体102相对于定位支架180转动。例如，挂钩105可以是纤细的矩形突出件，被配置为装配入定位支架180中的矩形狭槽。挂钩105的矩形形状可防止壳体102相对于定位支架180转动。在其他实施例中，多个挂钩105可从外壳101伸出。所述多个挂钩105可通过在多个位置连结相应构件防止壳体102和定位支架180之间的转动。在一些实施例中，挂钩105可装配入位于沿定位支架180的不同高度处的若干可用狭槽中的一个。通过选择挂钩105所插入的特定狭槽，用户可以调节壳体102相对于定位支架180的高度。这种调节可便于将系统100安装在马桶蓄水箱内的不同高度处，并提供改进的传感潜能(sensing potential)。
[0096]仍然参照图2A，壳体102示出为包括端口 107。端口 107可以是固态物体可延伸穿过的孔、孔口、狭槽、通道或其他开口。在示例性实施例中，端口 107可允许在容纳于壳体102内的马达组件和壳体102外部的致动机构(例如，传统的“舌形阀”、罐阀、阀球等等)之间的物理、机械或其他连结。例如，杆或轴可延伸穿过端口 107，并将壳体102内的马达组件连接到轮组件150。启动马达组件可导致轮组件150转动，从而触发致动机构。端口 107可包括密封件、轴承或其他中间元件，以便于操作马达组件和/或保护系统100免受外部源的损害或污染，外部源可包括马桶蓄水箱中的水。
[0097]在一些实施例中，壳体102进一步包括密封通道108，该密封通道108沿着外壳101中的开口的外周界。密封通道108可以是锯齿部，周界密封件可插入该锯齿部中。当罩104处于关闭位置时，周界密封部可提供在外壳101和罩104之间的耐水或防水挡隔。
[0098]现在参照图2B，示出壳体102的替换性实施例。在图2B中，罩轴103示出为两个分离的轴节。每个轴节显示为独立地连接到外壳101。另外，图2B中，挂钩105显示为一对圆形挂钩，而非单一的矩形挂钩(如图2A所示)。挂钩105和轴节103可以处于壳体102的同一侧或不同侧。壳体102可以是细长的，如图所示，或者改变为适应设计或几何选择。
[0099]现在参照图3A，更为详细地示出根据示例性实施例的罩104。罩104可被配置成装配在壳体102中的开口上，从而形成闭合件，在该闭合件中可容纳系统100的各种电元件。罩104可以保护系统100免受外部源侵害(例如，水侵害、污染、物理侵害、化学侵害、电磁辐射)以及外部源侵害(例如过热产生、电侵害等等)。罩104显示为包括铰链111和夹件 109。
[0100]铰链111显示为从罩104边缘伸出。铰链111可用于将罩104 (例如，可松脱地或永久地)连结到罩轴103。在铰链111和罩轴103之间的连结可限定一轴线，罩104可围绕该轴线在打开位置和关闭位置之间转动。夹件109可以通过接合壳体102的边缘，将罩104保持、锁定或紧固在关闭位置。在一些实施例中，夹件109可被配置成:当罩104处于关闭位置时，在壳体102和罩104之间保持期望的压力或钳夹力。所述钳夹力可确保，壳体102和罩104提供围绕系统100的其他构件的耐水或防水和/或防污染阻隔。
[0101]图3B示出罩104的替换性实施例。该替换性实施例可允许将罩104与壳体102一起使用，其中，壳体102具有两个分离的罩轴103。分离的罩轴103形成罩104转动所围绕的轴线。罩104在打开和关闭位置之间转动。随着罩104处于关闭位置，本实施例可提供围绕系统100的耐水或防水和/或防污染阻隔。
[0102]图3C示出罩104的进一步实施例。夹件109从罩104进一步伸出，以允许更容易的操作以及位置标记。另外，夹件109可以通过接合壳体102的突出结构二将罩104保持、锁定或紧固在关闭位置。
[0103]现在参照图4A，更为详细地示出根据示例性实施例的定位支架180。定位支架180显示为包括多个定位狭槽182。狭槽182可被配置成接收定位挂钩105，以用于将定位支架180附接至壳体102。每个狭槽182显示为包括宽部183和窄部184。挂钩185可被插入宽部183，然后水平移动到窄部184。所述多个狭槽182显示为在沿着定位支架180的各不同高度处水平设置。每个狭槽182可定位在不同高度处。与狭槽182相关的多个高度可用于调节壳体102相对于定位支架180的位置。定位支架180可配置成与多个挂钩105 —起操作。
[0104]在一些实施例中，定位支架180可具有特定形状，该特定形状允许壳体102被紧固、定位、定向或附接至各种不同的表面、凸缘、和/或不规则形状物体。例如，定位支架180可具有“U形”狭槽186。狭槽186可被配置成装配在马桶蓄水箱壁(例如，前壁、后壁、侧壁等等)的上边缘上。类似地，定位支架180可包括法兰187，以帮助紧固定位支架180并有助于其在马桶蓄水箱的上边缘上的定位。在其他实施例中，在桥接配置中，定位支架180可在两个或更多个蓄水箱壁节段之间延伸。
[0105]现在参照图4B，示出定位支架180的替换性实施例。在图4B中，对于每个高度增量，狭槽182显示为成对的狭槽，而非单一狭槽。成对的狭槽可被配置成接收如图2B所示的成对的圆形挂钩105。定位支架180显示为不设置法兰187。法兰187可从支架180的一些实施例中排除，以适应设计或几何依据(例如，以改进而容易进行支架安装，在有限空间内安装时限制支架的轮廓，提供清晰和/或笔直的线条，等等)。
[0106]现在参照图5A，根据示例性实施例，定位支架180显示为附接到壳体102。在图示的配置中，挂钩105显示为插入狭槽182的最低处。这种配置可用于将壳体102定位在马桶蓄水箱的相对低的位置(例如，较为靠近蓄水箱底部)。图示的配置可使用来适配具有相对厚蓄水箱盖的马桶。为调节壳体102的竖直位置，挂钩105可插入不同的狭槽182。例如，挂钩105可从狭槽182最低处移出并插入更高狭槽中的一个。这种调节可便于将壳体102安装在马桶蓄水箱内的不同高度处，和/或适配于各种不同的蓄水箱盖厚度。
[0107]图5B示出图4B的定位支架180附接到图2B的壳体102。支架180具有配置成接收圆形挂钩的狭槽。支架180进一步配置成允许壳体102被定位于相对支架180的不同高度处。
[0108]在一些实施例中，定位支架180可以是除图4A和4B所示之外的类型。定位支架180可完全位于蓄水箱内。定位支架180可采用吸盘或粘合剂附接到蓄水箱的内表面。例如，定位支架可采用粘合剂附接到蓄水箱盖，从而允许调节投射(projected)电容式传感器。在一些实施例中，定位支架可以是三脚架。定位支架可以自由(free)驻留在蓄水箱上，或者可以紧固于蓄水箱中其他构件，例如进水阀。例如，定位支架可以是三脚架，其中，一条支脚采用托架或束带紧固于进水阀。定位支架也可以采用粘合剂或吸盘紧固于蓄水箱。定位支架可具有任意数量的支脚。在一些实施例中，定位支架可以是由多个或更多个支脚支撑的托梁。定位支架也可以是平台，该平台通过与蓄水箱的两个或更多个壁过盈配合而被支撑。该定位支架将具有用于位于蓄水箱中的装备(例如进水阀)的开口。基于平台的定位支架将具有的优势在于无需支撑支脚、粘合剂或吸盘，并将完全位于蓄水箱内。
[0109]在一些实施例中，定位支架180可用于定位系统100的单一构件，而非所有构件和壳体102。定位支架也可以用于定位系统的一组构件或构件子集。例如，定位支架可定位投射(projected)电容式传感器和处理电路。继续该实例，马达组件、轮组件和电源可位于进水阀上。在一些实施例中，多个定位支架可用于系统100的多种不同构件。例如,一个定位支架可将投射(projected)电容式传感器定位在蓄水箱盖附近，而第二定位支架将马达组件、处理电路、轮组件和电源紧固在冲洗阀附近。各构件可无线连接或有线连接。
[0110]现在参照图6A，根据示例性实施例，定位支架180显示为被安装在马桶蓄水箱190的后壁192上。U形狭槽186显示为插在后壁192的上边缘上，将系统100紧固在蓄水箱190内。蓄水箱盖(未示出)可放置在蓄水箱190顶部上，完全遮挡蓄水箱190内的系统100。有利的是，由于可能希望将系统100就位于尽可能靠近蓄水箱盖，定位狭槽182可允许调节系统100的竖直位置。系统100相对于蓄水箱盖的靠近放置可帮助检测蓄水箱盖上方的检测区域中的物体。
[0111]图6B示出安装在马桶蓄水箱的后壁上的图1B的系统100。壳体102的形状可改变，以使得壳体102装配在马桶蓄水箱内。壳体102可具有改变的尺寸，以适配马桶蓄水箱的一种特定模式。在一些实施例中，壳体102可被配置成具有允许壳体适配多个马桶蓄水箱的尺寸。壳体102的尺寸可被优化以允许壳体102适配马桶蓄水箱可能的最宽范围或者马桶蓄水箱设计的最宽子集。定位支架180可从替换性实施例选择，以在马桶蓄水箱内提供所希望的壳体102高度调节和定位。
[0112]现在参照图7A,示出根据示例性实施例的系统100的框图。系统100显示为包括传感器110、包含处理器122和存储器124的处理电路120、电源130、马达组件140。系统100进一步显示为包括轮组件150、簧片开关160、通信接口 170。
[0113]在操作中，传感器110可产生指示检测区域内存在物体(例如，用户的手或前臂)的信号，并将信号传送给处理电路120。处理电路120通过启动马达组件140来响应，从而导致轮组件160转动。轮组件150可经由连结链条或其他连结机构连结到冲洗阀(例如，舌形阀、罐型密封件等等)，从而使轮组件150的转动启动马桶的冲洗(例如，通过提升覆盖蓄水箱底部的出水口的舌形阀或密封件)。
[0114]在一些实施例中，传感器110是投射(projected)电容式传感器。传感器110可使用投射电容技术来检测在靠近传感器110的检测区域内吸收电磁场的物体的存在。例如，传感器110可包括限定电容器一半的电极、板、或其他传导性或半导体物体。传感器110可将电磁场从电极投射入检测区域，并产生指示相对于地面的电容的信号。在检测区域内的吸收电磁场的物体(例如，用户的手、前臂或其他部位)可有效地形成电容器的第二半部，从而使物体朝向或远离传感器110的运动改变测得的电容。
[0115]在一些实施例中，传感器110可被短路电接(例如，接地、连接、连结等等)至马桶蓄水箱内的一个或多个物体。例如，限定电容器一个半部的电极或板可被短接至马达组件140、轮组件150或壳体102的侧面。将传感器110连接至此类构件，可通过将短路构件用作电容器半部的附加表面，来增大传感器110的检测区域(即，感测场)。有利的是，如此在感测场中的增大可降低或消除马桶蓄水箱内的水位的改变对于传感器110产生的信号的效应(例如，通过允许传感器Iio随时“看见”7jc )。在一些实施例中，传感器110可短接(例如，电连接，接地等等)到蓄水箱内的水，从而防止水位的增大或减小影响测得的电容。
[0116]有利的是，投射电容技术在系统100中的使用消除了对于在传感器110和检测区域之间的光路或视线的必要。由传感器110产生的电磁场可穿透包括蓄水箱盖的玻璃或其他材料，从而允许传感器110传感器110 “看穿”蓄水箱的不透光结构。在其他实施例中，传感器110可以是微波传感器、磁传感器、或能够检测物体存在的其他类型的传感器，而无需光路。通过消除对于在传感器110和检测区域之间的光路的需要，传感器110可完全隐藏在不透光的蓄水箱内(例如，在蓄水箱主体内部不设置传感器窗或孔)。这一优势可帮助改型当前的带有系统100的马桶，而无需替换或改造任何当前的部件(例如，替换蓄水箱盖、在蓄水箱中钻孔、替换手柄等等)。
[0117]在一些实施例中，系统100可放置在蓄水箱外。例如，系统100可与“内壁(in-wall) ”箱一起使用，并可安装在邻近壁内箱的固体或不透明壁之内。可选地，系统100可安装在天花板、底板、橱柜、或其他靠近马桶的结构内。在一些实施例中，光路可存在于传感器110和检测区域之间。然而，并不需要光路。
[0118]在一些实施例中，系统100的传感器可位于远离系统100的其余部件(例如，电源、马达组件、处理电路)的位置。在一些实施例中，传感器位于由定位框架所定位的蓄水箱中，而处理电路和电源位于蓄水箱外。传感器可以无线或有线连接至处理电路。处理电路可位于定位支架的伸出蓄水箱外的部分上、橱柜中、墙壁中、或其他任意位置。马达组件可有线或无线连接到处理电路。马达组件也连接到电源。在一些实施例中，电源可位于蓄水箱外并连接到位于蓄水箱中的马达组件。马达组件和投射电容式传感器可彼此分离，而此二者仍在蓄水箱中。例如，投射电容式传感器可位于定位支架的在蓄水箱内的部分，并且马达组件可位于充水阀上。
[0119]在一些实施例中，系统100的所有构件可位于蓄水箱中，但不会位于单一壳体102内。可以使用多个壳体，其中，每个构件位于其各自壳体中，或者一些构件共享一壳体。例如，投射电容式传感器可位于蓄水箱附近，与定位支架保持就位或者直接附接到蓄水箱盖(例如，采用粘合剂、吸盘等等)。继续本实例，马达组件可位于充水阀上，而电源和处理电路驻留在蓄水箱的底部上。各构件可被无线或有线连接。其他位置可能用于每个构件，包括附接到蓄水箱表面(例如，采用粘合剂、采用吸盘等等)、附接到充水阀、或附接到任意类型的定位支架。
[0120]仍然参照图7A，系统100可进一步包括处理电路120。处理电路120可以是电子器件包中配置用来操作和控制传感器Iio和马达组件140的部分。处理电路120可包括印刷电路板(PCB)，其具有包含于其中的处理器122和存储器124。处理器122可被操作为通用的处理器、特定用途集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理元件、或其他合适的电子处理元件。
[0121]存储器124可包括一个或多个器件(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器)，用于存储数据和/或计算机代码，以用于完成和/或便于执行本公开内容所描述的各种进程、层、和模块。存储器124可以包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器124可包括数据库元件、目标代码元件、脚本元件、或其他任意类型的用于支持各种活动的信息结构以及本公开内容所描述的信息结构。根据示例性实施例，存储器124通信连接到处理器122，并包括用于执行(例如处理器122)在此描述的一个或多个进程的计算机指令。
[0122]在一些实施例中，处理电路120可通信连接到传感器110和马达组件140。处理电路120可解释由传感器110产生的信号，并确定是否基于所述信号启动马达组件140。在一些实施例中，处理电路120可被配置为监控自从马达组件140最近被启动的时间。一旦接收到来自传感器110的检测信号，处理电路120可将自从马达组件140最近被启动的时间与时间阈值进行比较。如果自从最近启动的时间小于时间阈值，处理电路120可防止马达组件140再启动。时间阈值可防止对马桶再行冲洗，直至已经经过足够时间来允许再对蓄水箱充水。
[0123]仍然参照图7A，系统100可进一步包括马达组件140。马达组件140可以是通用的电动马达(例如，有刷直流马达)，其被配置成响应于电流来转动轴。马达的轴可延伸穿过外壳101中的端口 107，并可连接到壳体102外的致动机构。马达组件140可被配置成接收交流电或直流电，并可包括电压转换器或交流/直流转换器。马达组件140可包括限制电流或限制转矩的马达，以防止在转动受阻的情况下使系统100受损。在其他实施例中，马达组件140可包括离合器或其他转矩敏感的元件，其被配置成:如果输出转矩超过一阈值，则允许马达内的马达杆和电磁转子之间的滑动。马达组件140可包括步进电机、有刷直流马达、无刷直流马达、交流感应马达等等。马达组件140可进一步包括齿轮箱。齿轮箱可提供在轮组件150和马达之间的机械连接。齿轮箱可以与马达一起提供足以转动轮组件150的转矩量。所述转矩量可通过或马达或齿轮箱或此二者组合的变动来选定。通过这一选定过程，所述转矩量可被优化用于特定应用。齿轮箱也可被选择以确保转矩不超过转矩阈值。
[0124]在一些实施例中，处理电路120可被配置成监控由马达组件140执行的转矩或者提供给马达组件140的电流。处理电路120可被配置成:如果电流超过电流阈值或转矩超过转矩阈值，则启动一个或多个安全预防措施。安全预防措施可包括停用马达组件140、限制提供给马达组件140的电流、限制由马达组件140施加的转矩、和/或启动警报指示器(例如，压电扬声器、LED或其他灯，等等)。
[0125]仍然参照图7A，系统100可进一步包括电源130。电源130可提供动力给马达组件140以及系统100的其他电子元件。在一些实施例中，处理电路120可确定是否基于从传感器110接收的信号将动力从电源130传送给马达组件140。电源130可包括容纳于壳体102内的电池(例如，“AA”电池、“C”电池、9伏电池、12伏电池、可再充电电池等等)。在一些实施例中，处理电路120可被配置成启动警报指不器(例如压电扬声器、LED或其他灯等等)，以通知用户电池需要更换或已发生其他故障(例如，马达停动、传感器不响应、等等)。在一些实施例中，电源130可包括功率转换器(例如，电压转换器、交流/直流转换器等等)。在一些实施例中，电源130可从壳体102之外的能量源(例如,连接到传统电网的电源插座)接收动力。在其他实施例中，电源(例如电池)被容纳在壳体102内。
[0126]仍然参照图7A，在一些实施例中，系统100可包括通信接口 170。通信接口 170可包括有线或无线接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、有线端口等等)，用于引导在系统100和外部源之间的数据通信。在示例性实施例中，通信接口 170可以是无线电接收器。通信接口 170可用作补充触发器，用于在经由传感器110接收的信号之外启动冲洗。例如，用户可以将信号(例如，经由远程控制、有限控制面板、接触传感器、或任意其他输入器件)传送到通信接口 170。所传送的信号可被处理电路120解释，并用作用于启动马达组件140的基础。在一些实施例中，通信接口 170可进一步用于将警报信号(例如，指示电池需要更换或者已经出现其他错误)发送到外部系统。
[0127]在一些实施例中，系统100可包括两个或更多个传感器110。现在参照图7B，根据不例性实施例，系统100显不为包括第一传感器IlOa和第二传感器110b。传感器11a、IlOb可以是一对投射电容式传感器、一投射电容式传感器加上一个不同类型的传感器(例如，微波、红外、磁等等)、或一对非电容式传感器。每个传感器IlOaUlOb可以需要也可以不需要通向检测区域的光路。在图示的实施例中，传感器IlOaUlOb显示定位在马桶蓄水箱190内。也可以使用其他不同传感器位置(例如，邻近蓄水箱；在天花板中、在地板中、或在马桶附近的墙壁中；在橱柜中，等等)。一个或多个传感器可位于马桶蓄水箱外。在一些实施例中，传感器I IOa安装在蓄水箱的第一表面上，传感器I IOb安装在蓄水箱的第二表面上(例如，经由相应的定位支架180、粘合剂化合物、或其他定位装置)。蓄水箱的安装表面可以是相对的表面(例如，左和右、前和后、上和下)，或者是相邻的表面(例如，前和左、前和右、右和后等等)。传感器也可以被定位在蓄水箱盖的下侧。传感器IlOaUlOb可具有重叠的或分离的检测区域。
[0128]处理电路120可以基于从两个传感器110a、I IOb接收的输入来确定是否启动马达组件140。有利的是，多个传感器110可以为处理电路120提供能力来检测物体正在移动通过一个或多个检测区域所沿着的方向。例如，传感器110a、IIOb可以是接近传感器，每个接近传感器基于所检测物体与传感器之间的距离产生信号。处理电路120可解释来自传感器IlOaUlOb的信号，并基于传感器信号来确定物体是否更靠近传感器IlOa还是更靠近传感器110b。如果物体初始被确定为更靠近传感器IlOa并且随后被确定更靠近传感器110b，则处理电路120可预测物体正在从更靠近传感器IlOa的一点经过检测区域向更靠近传感器IlOb的一点移动。
[0129]在一些实施例中，传感器可以检测和记录多个不同参数和值。所记录的值可以包括物体正移动通过检测区域的速度、物体在检测区域中的持续时间、或物体进入多个检测区域的顺序。这些记录下的值可用于预测与系统的不同功能相对应的各种用户姿势。这些功能可包括短冲、长冲、提升或下降马桶座或罩、分配除臭剂、以及启动清洗循环。
[0130]多个传感器110可帮助处理电路120识别和/或分辨经由传感器IlOaUlOb接收的各种不同类型的输入。例如，在一些实施例中，处理电路120可被配置成判断用户所执行的姿势。姿势可包括在马桶蓄水箱上挥手(例如，水平地、竖直地、对角地、画圈地等等)。多个传感器110可为处理电路120提供足够的输入以将“从左向右”挥手与“从右向左”挥手区分开。在一些实施例中，处理电路120可基于判断的姿势启动一个或多个补充行为。补充的行为可包括启动低量冲洗、启动高量冲洗、分配杀菌剂或除臭剂、启动清洗过程、提升或下降马桶座或盖，等等。
[0131]在一些实施例中，可以包括进一步的一个或多个传感器，以监控马桶座和/或罩的位置。用户姿势可被定义为:当姿势被一个或多个投射电容式传感器检测到时，该姿势提升或降低马桶座和/或罩。单一姿势可以是提升和降低马桶座和/或罩，而通过马桶座和/或罩的挡墙状态来确定行为。例如，位置传感器可确定马桶座处于向下位置。执行恰当姿势(例如，在传感器上长时间停顿)的用户将触发马桶座提升。同一座位置传感器现在将马桶座记录为正在被提升。当用户再次执行同一姿势(例如，在传感器上长时间停顿)时，马桶座将被下降。
[0132]在一些实施例中，由用户执行的姿势可包括“从左向右”挥手和“从右向左”挥手。由用户执行的姿势也可以包括用户的手或前臂的竖直、水平和圆形运动。在一些实施例中，由用户执行的姿势可包括:针对被确定的时长，在传感器上短停顿、在传感器上长停顿、或任意数量的停顿。例如，用户在传感器上的短停顿可对应于启动马达组件进行短冲。用户在传感器上的长停顿可启动长冲。更长的停顿可启动清洗循环或除臭剂释放。姿势的停顿组可用在具有一个或多个传感器的实施例中。
[0133]多个传感器110也可为处理电路120提供足够的输入，以将用户姿势与可能潜在影响从传感器IlOaUlOb接收的信号的其他各种因素区分开。例如，马桶蓄水箱中的水位会影响从传感器IlOaUlOb接收的信号。随着蓄水箱中的水位上升和下降(例如，由于对蓄水箱充水和冲洗马桶)，从传感器IlOaUlOb接收的信号可以增强或减弱。然而，如果来自两个传感器IlOaUlOb的信号一起增强或减弱(例如，同时地、成比例地等等)，处理电路120可将此类增强或减弱归因于水位的变化而非用户姿势。在一些实施例中，一个传感器(例如传感器IlOa)可用于监控蓄水箱中的水位，而另一传感器(例如传感器IlOb)可用于检测蓄水箱盖上方的用户输入。处理电路120可使用从一个传感器接收的输入来校准或调解从另一传感器接收的输入，以补偿除用户姿势之外可能影响传感器信号的因素。
[0134]现在参照图7C，根据示例性实施例，示出进程700的流程图，进程700用于解释从多个传感器(例如传感器110a、IIOb)接收的信号。进程700可通过处理电路120来使用，以基于上述输入，识别或分辨由传感器IlOaUlOb检测的各种输入，并启动一个或多个行为(例如启动马达组件140、启动高或低量冲洗等等)。在一些实施例中，进程700可用于将用户姿势(例如在蓄水箱上挥手)与蓄水箱中水位的升高或降低区分开。进程700可用于将输入与非用户意向的输入(例如，并非意在冲洗马桶的由传感器产生的电磁场的变化)区分开。
[0135]进程700显不为包括:从第一传感器接收第一信号，包括第一时间值I^1和第一测量值Z1(步骤702)。第一传感器可以是传感器110a、110b其中任一或者不同的传感器。在一些实施例中，第一传感器是投射电容式传感器、微波传感器、或能够检测物体而无需在传感器和被检测物体之间光路的另一非接触式传感器。在其他实施例中，第一传感器可以是红外传感器、可见光传 感器、或其他类型的光学传感器。测量值Z1可以是指示被检测物体和第一传感器之间距离的传感器读取值、被检测物体相对于第一传感器的速度、或物体(例如，用户的手或前臂或电磁场吸收物体)正在移动至第一传感器的检测区域的任意其他检测值。时间值h可以是指示测量值Z1被测量的时刻的数据值。
[0136]进程700进一步显示为包括:将测量值Z1与第一阈值进行比较(步骤704)。第一阈值可以是静态值(例如，由用户所指定、在存储器中所存储、等等)或者是动态值(例如，基于最近测量的历史所适应性确定的，等等)，以指示用于测量值Z1的阈值。测量值Z1大于第一阈值，可表示物体已经移动到检测区域。然而，测量值Z1大于第一阈值，也可归因于马桶蓄水箱中水位的变化。如果第一测量值Z1不大于第一阈值，则进程700显示为包括重复步骤702。
[0137]如果第一测量值Z1大于第一阈值，则进程700显示为包括:从第二传感器接收第二信号，包括第二时间值t2和第二测量值Z2 (步骤706)。第二传感器可以是传感器110a、I IOb中的任一或者不同的传感器。在一些实施例中，第二传感器是投射电容式传感器、微波传感器、或能够检测物体而无需传感器和被检测物体之间光路的另一非接触式传感器。在其他实施例中，第二传感器可以是红外传感器、可见光传感器、或其他类型的光学传感器。测量值Z2可以是指示被检测物体和第二传感器之间距离的传感器读取值、被检测物体相对于第二传感器的速度、或物体(例如，用户的手或前臂或电磁场吸收物体)正在移动到第二传感器的检测区域的指示值。时间值t2可以是指示测量值Z2被测得的时刻的数据值。在一些实施例中，步骤702和步骤706可以同时进行。
[0138]进程700进一步显示为包括:将测量值Z2与第二阈值进行比较(步骤708)。第二阈值可以是用于第二测量值Z2的静态或动态阈值。第二阈值可以等于第一阈值、小于第一阈值、或大于第一阈值。测量值Z2大于第二阈值，可表明物体已经移动到检测区域。然而，测量值Z2大于第二阈值，也可能归因于马桶蓄水箱中水位的变化。如果第二测量值Z2不大于第二阈值，则进程700显示为包括重复步骤706。在一些实施例中，步骤704和步骤708可同时进行。
[0139]如果第二测量值Z2大于第二阈值，则进程700显示为包括将时间值A和t2之间的差值与时间阈值进行比较(步骤710)。时间值&和〖2之间的差值(例如，t1-t2)可表明第一和第二传感器是顺序地还是同时地检测到物体。如果t1-t2超出时间阈值，则可以确定第一和第二传感器已经顺序地检测到物体(例如，在蓄水箱盖上水平挥手)(步骤712)。如果trt2不超过时间阈值，则可以确定第一和第二传感器已经同时检测到物体(例如，蓄水箱中水位均一地上升或下降)(步骤714)。进程700显示为包括:如果检测为顺序的，则启动马达组件(步骤712);以及如果检测为同时的，则不启动马达组件(步骤714)。在一些实施例中，&和&之间的差值可以与时间阈值进行比较。然而，可以使用处理电路120来确定是否已经发生了用户所执行的姿势。在一些实施例中，每次接受到测量信号，则进程700可重复再执行。
[0140]现在参照图7D，根据示例性实施例，示出进程800的流程图，进程800用于解释从多个传感器(例如，传感器IlOaUlOb)接收的信号。进程800可被处理电路120用来基于此类输入识别或分辨由传感器IlOaUlOb所检测的各种输入，并启动一个或多个行为(例如，启动马达组件14 0、启动高或低量冲洗、等等)。测量值Z1和Z2可以是指示被检测物体和第一传感器之间距离的传感器读取值、被检测物体相对于第一传感器的速度、或物体(例如，用户的手或前臂或电磁场吸收物体)正在移动到第一传感器的检测区域的任意其他指示值。时间值&和12可以是指示测量值被测得的时刻的数据值。在一些实施例中，系统100采用第一投射电容式传感器检测物体，第一时间值^和第一测量值Z1被记录(步骤802)。第一测量值Z1与第一阈值进行比较(步骤804)。物体采用第二投射电容式传感器进行检测，并且记录第二时间值t2和第二测量值Z2 (步骤806)。第二测量值与第二阈值进行比较(步骤808)。在第一时间值好第二时间值之间的差值与时间阈值进行比较(步骤810)。确定物体是否在检测区域内被检测到。用户姿势的预测基于时间和测量值被确定(步骤812)。取决于预测到何种姿势，启动对应行为(步骤814)。例如，如果预测“由右至左”挥手，则可以启动短冲。在一些实施例中，可以采用多个投射电容式传感器来执行高分辨率检测方案。可以检测到的姿势包括水平移动、竖直移动、对角线移动、画圈等等，对应行为可包括低量冲洗、启动高量冲洗、分配杀菌剂或除臭剂、启动清洗过程、提升或下降马桶座或盖等等。
[0141]现在参照图8,根据示例性实施例,示出轮组件150的详细视图。轮组件150示出为包括圆盘158 ( 即，轮)、轴向连结件156、连结元件154、和磁体152。圆盘158可经由轴向连结件156连结到马达组件140的轴。轮组件150可位于壳体102外，并可配置成响应于处理电路120启动马达组件140而围绕轴向连结件156转动。[0142]连结元件154可被配置成经由连结链条或其他连结装置附接到冲洗阀(例如，舌形阀、罐型密封件等等)，从而使轮组件150的转动启动马桶的冲洗(例如，通过提升覆盖在蓄水箱底部的出水口的舌形阀或密封件)。在一些实施例中，在连结元件154和冲洗阀之间的连结可以是直接连结(例如，不需要额外的中间构件)。有利的是，在轮组件150和冲洗阀之间的直接连结可有助于使系统100适于与具有多个蓄水箱配置的多种不同的马桶模型一起使用。换句话说，范围较广的当前的马桶可采用系统100翻新以包含非接触冲洗特征。
[0143]在其他实施例中，轮组件150可以被替换而具有连结到马达组件140轴的可转动杆或臂。杆或臂可被配置成响应于处理电路120启动马达组件140而枢转。所述杆或臂可包括类似于连结元件154的连结元件，其被配置成经由连结链条或其他连结装置附接到冲洗阀(例如，舌形阀、罐型密封件等等)，从而使所述杆或臂的枢转启动马桶的冲洗(例如，通过提升覆盖蓄水箱底部的出水口的舌形阀或密封件)。
[0144]轮组件150显示为进一步包括磁体152。磁体152可定位在圆盘158上，从而使轮组件150的转动导致磁体152围绕轴向连结件156转动。在一些实施例中，处理电路120可被配置成检测轮组件150何时已经完成一个完整的旋转，并可在一个完整的旋转已经检测到时停用马达组件140。磁体152可以帮助处理电路120确定轮组件150何时完成一个完整的旋转。例如，再次参照图7A，系统100可包括簧片开关160，其通信连接到处理电路120。簧片开关160可被包含作为处理电路120的电路元件，或者可以从处理电路120外部与处理电路120通信。簧片开关160可以被定位在壳体102内，这样，一旦轮组件150已经完成一个完整的旋转，则磁体152触发簧片开关160。
[0145]处理电路120可被配置成从簧片开关160接收信号，并基于所述信号停用马达组件140。在一些实施例中，马达组件140可被允许转移到期望的转动位置。在其他实施例中，处理电路120可采用马达控制技术来确保可重复的位置控制。例如，当簧片开关160被磁体152触发时，处理电路120可通过短接通向马达组件140的电导件来主动使马达组件140失效。马达控制布局还可包括反馈环控制、反电动势传感器、开环控制、嵌入式处理器、集成电路等等。可重复的位置控制可用来确保马达组件140和轮组件150停止在期望位置，即便存在由电源130(例如，部分损耗的电池)传送可变电压的可能性。在一些实施例中，处理电路120可被配置为启动马达组件140，从而使冲洗阀保持在打开位置达一定时长，该时长被预估以确保马桶的完整冲洗。马达控制布局可以被应用来确保完整的冲洗，并避免冲洗阀的过早关闭。在一些实施例中，处理电路120可被配置成启动马达组件140，从而在一定时间量中发生轮组件150的完整旋转，该时间量被要求确保冲洗阀保持打开达足够时间量。处理电路120可启动马达组件140,从而使轮组件150的转动速度足够慢或足够快以实现完整的冲洗。
[0146]在一些实施例中，处理电路120可被配置成:转动轮组件150，当冲洗阀保持打开时暂停，并使轮组件150返回至其初始位置。这种暂停可基于固定暂停时间值(例如，两秒)或者指定应用的编程暂停时间值，或者被系统100的用户确定的其他时间值(例如，通过由通信接口 170接收的信号设定)。在一些实施例中，系统100的用户可通过操作包含在系统100中的开关来选择暂停时间值。例如，变光开关或其他开关可被配置以改变暂停时间值。[0147]在一些实施例中，可以使用凸轮来确保冲洗阀被保持打开达一确定的暂停时间值。暂停时间值可通过选择改变轮廓的凸轮而变化。暂停时间值也可通过凸轮轮廓和轮组件150的转动速度的组合来改变。轮组件150的转动速度可以根据用户输入被改变，或者被预先确定。
[0148]在一些实施例中，可以使用步进电机来控制轮组件150的转动。步进电机可以与处理电路120和/或马达控制布局一起使用。步进电机也可以与用户限定的暂停时间值、预定的暂停时间值、凸轮等一起使用。步进电机可以实现期望的转动速度。步进电机也可用于在期望的转动位置暂停达暂停时间值。
[0149]现在参照图9A，根据示例性实施例，示出系统100的内部视图。图9中所示的系统100的另外的构件包括电源封装件132，其用于容纳电源130和壳体密封件106。电源封装件132可以保持、支撑或容纳电源130。电源封装件132可以提供将电源130与马达组件140相连的电导件。在一些实施例中，封装件132可包括电压转换器、交流/直流转换器、或其他功率处理元件。
[0150]密封件106可以是围绕外壳101中开口的周界密封件。在一些实施例中，密封件106可以被配置成沿着壳体102的上周界装配于通道108内。密封件106可帮助壳体102和罩104，在罩104处于关闭位置时提供耐水或防水和/或防污染阻隔。密封件106可防止来自马桶蓄水箱的水泄露进壳体102并潜在地损害系统100的电元件。
[0151]仍然参照图9A，在一些实施例中，包含处理电路120的PCB可位于罩104中。传感器110、簧片开关160、和/或通信接口 170也可位于罩104中。马达组件140和电源封装件132被显示为定位在壳体102内。在一些实施例中，电导件126 (例如，管脚、导线、端子、适配器、弹簧等等)可将位于罩104中的系统100的电元件与马达组件140和电源130相连。图9B示出图1B中所示的系统100的分解视图。分解视图中所包含的是壳体密封件106，其就位于壳体通道108中，以帮助为系统100提供耐水或防水和/或防污染阻隔。O形环151用于通过与轮组件150和端口 107 —起形成阻隔来为系统100提供阻隔。图9C示出与图9A所示实施例类似的另一实施例的内部视图。
[0152]现在参照图1OA-D，根据示例性实施例，示出非接触电容式致动系统的的第一替换性配置结构200。配置结构200可包括:包含处理电子件202的主封箱201、可包含齿轮箱的马达组件140、和处于主封箱内的电源封装件132。主封箱可被安装(例如，安装在侧壁上)在马桶蓄水箱内，并可在蓄水箱盖盖住蓄水箱时被完全隐藏在蓄水箱内。
[0153]处理电子件202可包括处理电路，该处理电路具有处理器和存储器，如参照图7A所述。处理电子件可进一步包括投射电容式传感器，对于穿过蓄水箱并进入蓄水箱外的检测区域的电磁场，投射电容式传感器对此进行保护。处理电子件可被配置用于从传感器接收信号，并基于所述信号启动马达和齿轮箱。电源封装件132可将动力提供给马达和齿轮箱，并可使用各种不同类型的电池作为电源130，包括AA、AAA、C、D、12伏、9伏。
[0154]配置结构200可进一步包括轮组件150，轮组件150连结到链条203，链条203直接连接到冲洗阀204。马达和齿轮箱在被处理电子件启动时导致轮组件转动，从而经由链条提升冲洗阀。连接到轮组件的链条可补充或替代另一致动机构，例如传统的手柄、螺线管、杠杆、或另一自动冲洗机构。
[0155]现在参照图11A-E，根据示例性实施例，示出非接触电容式致动系统的第二替换性配置结构300。在配置结构300中，主封箱201 (例如，投射电容式传感器、处理电路和马达组件)可位于枢转传感器主体205内。主封箱201可被中空杆206支撑，中空杆206装配入与冲洗阀204相连结的杆支撑件207。电源130 (例如，一个或多个电池)可位于中空杆206内，用于向主封箱提供动力。传感器可定位在主封箱一侧上，并可将电磁场发射进入蓄水箱前方的或蓄水箱一侧的检测区域。传感器方向可经由枢转传感器主体205的转动而被调节。马达组件140可被连接到轮组件150。轮组件150的转动可拉动与冲洗阀204相连的链条203，从而启动马桶的冲洗。
[0156]现在参照图12A-E，根据示例性实施例，示出非接触电容式致动系统的第三替换性配置结构400。在配置结构400中，主封箱201 (例如，投射电容式传感器、处理电路、马达组件)被容纳在一紧凑的封装件内，该封装件被蓄水箱内的当前的充水阀401所支撑。有利的是，配置结构400的紧凑涉及和最少硬件可以与较大比例的当前马桶模型相兼容。因此，当前的马桶可与配置结构400或在此描述的其他实施例一起工作，从而采用隐藏的非接触电容式传感器来操作。
[0157]现在参照图13A-E，根据示例性实施例，示出非接触电容式致动系统的第四替换性配置结构500。在配置结构500中，传感器电子封箱(例如，投射电容式传感器和处理电路)被容纳在枢转传感器主体205内。枢转传感器主体205可围绕主封箱201 (例如，齿轮箱、马达、电源)转动。枢转传感器主体可允许将传感器的朝向在第一位置和第二位置之间调节，在第一位置处传感器朝向向上，在第二位置处传感器朝向向下。有利的是，取决于主封箱201的安装位置，被传感器限定的检测区域可被定制以从蓄水箱沿几乎任意方向发散。在一些实施例中，枢转传感器主体可围绕主封箱旋转至少180度。
[0158]图13F-J从多个视角示出系统100的另一实施例，其放置于马桶蓄水箱内。系统100采用定位支架180附接到蓄水箱的后竖直表面。检测区域位于蓄水箱的不透明盖上方。系统100的各构件被视觉隐藏。
[0159]现在参照图14，根据示例性实施例，图形600图示出许多可能的传感器位置以及朝向。图形600图示六个传感器位置(例如，位置1-5和10)，在这些位置处，被投射电容式传感器投射的电磁场被向上引导经过蓄水箱盖。图形600还图示四个传感器位置(例如，位置6-9)，在这些位置处，被投射电容式传感器投射的电磁场被水平引导经过蓄水箱的前
壁或侧壁。
[0160]现在参照图15，所图示的流程图示出进程1500，用于采用改进的非接触式冲洗系统实施例来改造现有的马桶。首先，定位支架附接在马桶蓄水箱内(步骤1502)。投射电容式传感器、马达组件、处理电路位于马桶蓄水箱内(步骤1504)。在一些实施例中，投射电容式传感器、马达组件、处理电路处于附接到定位支架的壳体内。在其他实施例中，一个或多个构件可就位为与其他构件隔开，并连接到其他构件。一个或多个构件可位于蓄水箱外侧。至少投射电容式传感器附接到定位支架。投射电容式传感器(即，壳体传感器)相对于定位支架定位，以限定关于马桶蓄水箱的检测区域。马达组件连结到冲洗阀(步骤1506)。马桶蓄水箱被盖住(步骤1508)。投射电容式传感器可以不设置通向检测区域的光路。物体在检测区域中被感测(步骤1510)。这一步骤导致物体从上方穿过期望的检测区。如果物体被检测到(步骤15212)，则马达组件将被处理电路启动(步骤1518)，并且马桶将响应于来自投射电容式传感器的信号而被冲洗。如果在“在期望的检测区域中感测到物体”这一步骤中穿过期望检测区的物体未被检测到，则投射电容式传感器的定位必须被调节。在这种情况下，蓄水箱被揭盖(步骤1514)。然后，传感器位置相对于定位支架被调节(步骤1516)。蓄水箱被盖上(步骤1508)。物体穿过期望的检测区域(步骤1510)。如果检测到物体(步骤1512)，则马达组件被处理电路启动(步骤1512)。如果物体未被检测到，则再次开始循环，传感器相对于定位支架的位置被再次改变。
[0161]在各个示例性实施例中所处的系统和方法的构造和配置仅仅是示意性的。尽管在本公开内容中仅仅详细描述了若干实施例，但可以进行多种改造(例如，尺寸、度量、结构、各元件的形状和比例、参数值、安装配置、材料使用、颜色、朝向等等的改变)。例如，元件的位置可以反转或另行改变，并且分立元件的属性或数量或者位置可以被改变或变化。相应地，所有此类改造意在被涵盖于本公开内容的范围内。任意进程或方法的次序或顺序可以根据替换性实施例来改变或重排。在不偏离本公开内容范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和配置结构上进行其他替换、改造、改变和省略。
[0162]本公开内容考虑到在任意机器可读的媒介上用于完成各种操作的方法、系统和程序。本公开内容的各实施例可以使用当前的计算机处理器执行，或通过用于合适系统的专用计算机处理器来执行(结合用于这一目的或另一目的)，或通过硬连线系统执行。在本公开内容的范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括用于携载或具有机器可执行指令或存储于其上的数据结构的机器可读媒介。此类机器可读媒介可以是任意合适的媒介，其可被通用或专用计算机或其他带有处理器的机器所访问。举例而言，此类机器可读媒介可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器、或其他磁存储器件、或其他任意可用于携带或存储期望程序代码(形式为机器可读指令)或数据结构并且能够被通用或专用计算机或其他带有处理器的机器所访问的媒介。当通过网络或其他通信连接(或者是硬接线、无线，或者硬接线或无线的组合)将信息传送或提供给机器时，机器正确地将该连接视为机器可读媒体。因此，任意此类连接被正确地称为机器可读媒介。上述的组合也可以被涵盖在机器可读媒介的范围内。机器可读指令例如包括如下指令和数据，这些指令和数据导致通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行特定功能或功能组。
[0163]尽管附图示出方法步骤的特定次序，但步骤次序可以不同于所描述的次序。而且，两个或更多个步骤可以同时进行或者部分同时进行。此类改变将取决于所选的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有此类改变落在本公开内容的范围内。同样地，软件运行可以采用带有规则基础逻辑和其他逻辑的标准编程技术来实现，以完成不同的连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤。
【权利要求】
1.一种用于具有蓄水箱的马桶的非接触式致动系统，该系统包括: 投射电容式传感器； 马达组件，该马达组件具有用于连结到马桶的冲洗阀的连结器； 定位支架，该定位支架具有将定位支架固定在蓄水箱内的第一安装件和将投射电容式传感器固定在蓄水箱内及马桶的不透明表面之后的第二安装件；和 电路，该电路将马达组件连结到投射电容式传感器， 其中，所述系统被隐藏在马桶的闭合的蓄水箱内。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述投射电容式传感器被配置为:投射电磁场经过闭合的蓄水箱的表面，其中，所述电磁场限定蓄水箱外的所述检测区域。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位支架的第一安装件是U形狭槽。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位支架的第二安装件是多个狭槽，其中，所述多个狭槽被配置为承接挂钩。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个狭槽被设置在至少两个竖直隔开的行中。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位支架的第一安装件的一个端部终止于一法兰中，所述第一安装件的第二端部被连结到所述第二安装件。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括: 壳体，该壳体具有挂钩并被第二安装件固定，其中，所述壳体容纳所述马达组件，并且所述壳体具有罩，该罩装配在所述壳体的开口上，其中，所述罩连结到所述壳体，并在打开位置和关闭位置之间转动。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连结器是具有连结元件的轮组件，其中，所述轮组件连结到所述马达组件，所述轮组件的连结元件通过一链接件连结到蓄水箱内的冲洗机构，所述轮组件的转动导致所述链接件致动所述冲洗机构。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述链接件被直接附接到冲洗阀，该冲洗阀盖住所述蓄水箱的出口，并且所述链接件是链条。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述轮组件进一步包括磁体，并且设置一簧片开关连结到将马达组件连结到投射电容式传感器的所述电路，并且当所述轮组件已经完成一个完整旋转时，所述磁体启动所述簧片开关。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连结器是连结到马达组件且被配置成当马达组件被启动时转动的杆或臂，其中，所述杆或臂被配置成连结到一链接件，该链接件附接到所述蓄水箱内的冲洗机构，其中，所述杆或臂的转动导致所述链接件启动所述冲洗机构。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括第二投射电容式传感器。
【文档编号】E03D1/34GK203795558SQ201320687600
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】M·吕特根, P·W·登青, J·C·海德布兰德, B·D·伦泽曼, C·C·加雷尔斯, J·L·斯陶贝尔, E·M·普拉特 申请人:科勒公司