一种无尾智能坐便器的制作方法

本发明涉及卫生洁具领域，具体涉及一种无尾智能坐便器。

背景技术：

现在智能坐便器应用范围越来越广，智能坐便器具有清洗、烘干等功能，极大地方便了使用者，为使用者带来了很好的体验。然而，现有的智能坐便器均需接市电，而旧卫生间一般不会在坐便器位置设置市电电源，这就导致智能坐便器的应用受到限制。更为重要的是，智能坐便器由于存在电加热元器件，因此功率较大，一般的电池很难胜任，因此，通过电池为智能坐便器供电的问题始终没有得到解决。再则，如果通过电池能够为智能坐便器供电，还需要解决自动充电问题，以减少人的劳动，使消费者能够得到更好的使用体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种无尾智能坐便器，使坐便器边没有安装市电的卫生间也能使用智能坐便器，同时还解决自动充电及自动充电情况下坐便器使用过程中出现的电池状态显示、电池召回等问题，方便人们的使用。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无尾智能坐便器，包括坐便器本体、电池单元、供电单元、负载单元、控制单元和人机交互单元；所述的电池单元与供电单元可分离地电连接；电池单元分为供电状态和非供电状态，与供电单元电连接时为供电状态，与供电单元分离时为非供电状态；电池单元处于供电状态时直接或间接地为供电单元、负载单元、控制单元和人机交互单元供电；所述的供电单元位于坐便器本体，并与负载单元、控制单元和人机交互单元电连接；供电单元在电池单元处于供电状态时还与电池单元电连接，以将电池单元的电能直接或间接地供给负载单元、控制单元和人机交互单元；所述的负载单元位于坐便器本体，并与供电单元和控制单元电连接；在电池单元处于供电状态时，负载单元受控于控制单元，将电池单元通过供电单元提供的电能转换为机械能和/或热能；所述的控制单元位于坐便器本体，并与供电单元、负载单元和人机交互单元电连接；控制单元检测坐便器使用状态以生成和存储坐便器使用状态信息并发送给人机交互单元；控制单元并接收人机交互单元发送的负载单元控制指令转换为控制参数以控制负载单元；控制单元还存储负载单元控制参数以生成负载单元状态信息并发送给人机交互单元；所述的人机交互单元与供电单元、控制单元电连接；人机交互单元接收控制单元发送的坐便器使用状态信息、负载单元状态信息以显示；人机交互单元还接收和识别人为设定的动作并形成负载单元控制指令发送给控制单元。

进一步地，所述的电池单元输出直流电，且电压小于或等于36V，功率大于或等于1200W。

进一步地，所述的负载单元包括冲洗部，所述的冲洗部包括冲洗水过水管、冲洗水喷射单元、步进电机、冲洗水流量控制阀、两个以上的第一加热电阻、数量与第一加热电阻相同的第一控制开关组件；所述的冲洗水过水管和冲洗水喷射单元连通，供冲洗水通过；所述的冲洗水喷射单元用于喷射冲洗水并由步进电机驱动而伸出或缩回；所述的步进电机与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元；所述的冲洗水流量控制阀与冲洗水过水管和/或冲洗水喷射单元连接，用于控制冲洗水流量；冲洗水流量控制阀与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元；所述的第一加热电阻设于冲洗水过水管，用于加热冲洗水；各第一加热电阻分别与第一控制开关组件串联后再并接于供电单元输出端；第一控制开关组件与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元。

进一步地，无尾智能坐便器还包括充电单元和备用电池单元；所述的电池单元还与控制单元通过无线通讯方式连接以发送信息和接收指令；电池单元的非供电状态包括充电状态、待充电状态和待供电状态；电池单元处于供电状态且电池单元电量低于人为设定的待充电电量时向控制单元发送充电请求；电池单元处于供电状态或待供电状态时接收控制单元发送的充电指令切换至待充电状态；电池单元处于待充电状态时接收充电单元发射的充电指引信号向充电单元靠拢并在与充电单元建立电连接时切换至充电状态；电池单元处于充电状态时通过充电单元获取并存储电能；电池单元处于充电状态且电池单元电量高于人为设定的待供电电量时切换至待供电状态，或者电池单元处于充电状态或待充电状态时接收控制单元发送的供电指令切换至待供电状态；电池单元处于待供电状态时接收供电单元发射的供电指引信号向供电单元靠拢并在与供电单元建立电连接时切换至供电状态；电池单元还向控制单元发送电池单元电量信息；所述的备用电池单元位于坐便器本体，并与供电单元电连接；备用电池单元在电池单元处于非供电状态时直接或间接地为供电单元、控制单元和人机交互单元供电；所述的充电单元远离坐便器本体，并与市电连接；充电单元在电池单元处于充电状态时为电池单元充电；充电单元在电池单元处于供电状态、待充电状态和待供电状态时发射充电指引信号；所述的供电单元还与备用电池单元电连接；供电单元在电池单元处于非供电状态时消耗备用电池单元的电能发射供电指引信号，并将备用电池单元的电能直接或间接地供给控制单元和人机交互单元；所述的控制单元还与电池单元通过无线通讯方式连接以发送指令和接收信息；控制单元接收电池单元发送的电池单元电量信息并发送给人机交互单元；控制单元并检测供电单元与电池单元之间的连接状态以生成电池单元状态信息发送给人机交互单元；控制单元还接收人机交互单元发送的电池单元控制指令转换为充电指令或供电指令发送给电池单元；控制单元还接收电池单元发送的充电请求，并在坐便器座垫受压小于人为设定值时向电池单元发送充电指令；所述的人机交互单元还接收控制单元发送的电池单元电量信息和电池单元状态信息并显示；人机交互单元并接收和识别人为设定的动作以形成电池单元控制指令发送给控制单元。

进一步地，所述的电池单元包括移动部、电池部、电池管理部、电池移动管理部和电池单元无线通讯部；所述的移动部用于承载电池部、电池管理部、电池移动管理部和电池单元无线通讯部，并受电池移动管理部控制移动；所述的电池部采用可充电电池并与电池管理部电连接；电池部在电池单元处于充电状态时获取和存储电能，并在电池单元处于供电状态时释放电能；所述的电池管理部与电池部和电池移动管理部电连接；电池管理部测量电池部的电压和电流，转换为电池单元电量信息并发送给电池移动管理部；所述的电池移动管理部与电池管理部、电池单元无线通讯部和移动部电连接；所述的电池移动管理部接收电池管理部发送的电池单元电量信息并发送给电池单元无线通讯部；电池移动管理部并将电池单元电量信息中的电池单元电量与人为设定的待充电电量及待供电电量比较，当电池单元电量降低至低于待充电电量时，电池移动管理部生成充电请求并发送给电池单元无线通讯部，当电池单元电量升高至高于待供电电量时，电池移动管理部接收供电指引信号并感知障碍以控制移动部向供电单元靠拢；当接收到电池单元无线通讯部发送的充电指令且电池单元处于供电状态或待供电状态时，电池移动管理部接收充电指引信号并感知障碍以控制移动部向充电单元靠拢；当接收到电池单元无线通讯部发送的供电指令且电池单元处于充电状态或待充电状态时，电池移动管理部接收供电指引信号并感知障碍以控制移动部向供电单元靠拢；所述的电池单元无线通讯部与电池移动管理部电连接，并与控制单元通过无线通讯方式连接以发送信息和接收指令；电池单元无线通讯部接收电池移动管理部发送的电池单元电量信息和充电请求并发送给控制单元；电池单元无线通讯部还接收控制单元发送的充电指令和供电指令并发送给电池移动管理部。

进一步地，所述的备用电池单元包括备用电池部；所述的备用电池部采用可充电电池；当电池单元处于供电状态时，电池单元通过供电单元向备用电池部充电。

进一步地，所述的充电单元包括充电部、充电指引信号发射部和充电状态管理部；所述的充电部与市电和充电状态管理部电连接，用于对电池单元充电；所述的充电指引信号发射部与充电状态管理部电连接，用于发射充电指引信号；所述的充电状态管理部与充电部和充电指引信号发射部电连接，用于检测电池单元是否与充电部电连接，如电池单元与充电部无电连接则控制充电指引信号发射部发射充电指引信号。

进一步地，所述的人机交互单元包括显示驱动部、显示部和控制部；所述的显示驱动部将控制单元发送的坐便器使用状态信息、负载单元状态信息、电池单元状态信息和电池单元电量信息转换为显示驱动信号并发送给显示部；所述的显示部按照显示驱动器发送的显示驱动信号显示；所述的控制部接收和识别人为设定的动作并形成负载控制指令或电池单元控制指令发送给控制单元；所述的人为设定的动作包括显示屏多点触控或手指按压按钮。

进一步地，所述的电池单元电压为24V，功率为1500W；所述的备用电池单元输出直流电，电压大于3.3且小于5V；所述的供电单元输出端电压分别为24V、12V、5V和3.3V。

进一步地，所述的供电单元包括5V输出部和3.3V输出部；所述的5V输出部用于将电池单元的24V电压降压至5V并输出；所述的3.3V输出部包括5V输入端、3.8V输入端、第一二极管、第二二极管、低压降线性稳压器、第一电容、第二带极性电容、第三电容和3.3V输出端；所述的5V输入端接5V输出部的输出端，并串接第一二极管后接低压降线性稳压器的输入管脚；所述的3.8V输入端接备用电池单元，并串接第二二极管后也同时接低压降线性稳压器的输入管脚；低压降线性稳压器的输入管脚经第一电容后接地；低压降线性稳压器的接地管脚和0管脚接地；低压降线性稳压器的输出管脚接3.3V输出端、第二带极性电容的正极和第三电容的一端；第二带极性电容的负极和第三电容的另一端接地。

进一步地，所述的负载单元还包括座垫部、烘干部和预冲水部；所述的座垫部包括座垫、第二加热电阻和第二控制开关组件；第二加热电阻设置于座垫内；第二加热电阻和第二控制开关组件串联后接于供电单元输出端，第二控制开关组件与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元；所述的烘干部包括第三加热电阻、第三控制开关组件、烘干风机和第四控制开关组件，第三加热电阻设于烘干风机出风口，第三加热电阻与第三控制开关组件串联后接于供电单元输出端，烘干风机与第四控制开关组件串联后接于供电单元输出端，第三控制开关组件和第四控制开关组件分别与供电单元和控制单元电连接并分别受控于控制单元；所述的预冲水部包括预冲水过水管和预冲水流量控制阀；所述的预冲水过水管用于供预冲水通过；所述的预冲水流量控制阀与预冲水过水管连接，用于控制预冲水流量；所述的预冲水流量控制阀与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元。

进一步地，所述的控制单元包括冲洗水温度传感部、座垫温度传感部、座垫压力传感部、烘干风温度传感部、电池单元供电检测部、控制单元无线通讯部和中心控制器；冲洗水温度传感部、座垫温度传感部、座垫压力传感部、烘干风温度传感部、电池单元供电检测部和控制单元无线通讯部分别与中心控制器电连接；所述的冲洗水温度传感部用于测量冲洗水温度信息并发送至中心控制器，冲洗水温度传感部包括冲洗水温度传感器，冲洗水温度传感器设于冲洗水过水管内；所述的座垫温度传感部用于测量座垫温度信息并发送至中心控制器，座垫温度传感部包括座垫温度传感器，座垫温度传感器设于座垫内；所述的座垫压力传感部用于测量座垫压力信息并发送至中心控制器，座垫压力传感部包括座垫压力传感器，座垫压力传感器设于座垫内；所述的烘干风温度传感部用于测量烘干风温度信息并发送至中心控制器，烘干风温度传感部包括烘干风温度传感器，烘干风温度传感器设于烘干风机出风口；所述的电池单元供电检测部还与供电单元电连接，用于测量供电单元与电池单元之间的连接状态信息并发送至中心控制器；所述的控制单元无线通讯部还与电池单元通过无线通讯方式连接以发送指令或接收信息；控制单元无线通讯部接收电池单元发送的电池单元电量信息或充电请求并发送给中心控制器；控制单元无线通讯部还接收中心控制器发送的充电指令和供电指令并发送给电池单元；所述的中心控制器还与第一控制开关组件、步进电机、冲洗水流量控制阀、第二控制开关组件、第三控制开关组件、第四控制开关组件、预冲水流量控制阀、供电单元和人机交互单元电连接；中心控制器接收人机交互单元发送的电池单元控制指令转换为充电指令或供电指令发送给控制单元无线通讯部；中心控制器并接收控制单元无线通讯部发送的电池单元电量信息发送给人机交互单元；中心控制器并接收坐便器使用状态信息发送给人机交互单元；所述的坐便器使用状态信息包括冲洗水温度传感部发送的冲洗水温度信息、座垫温度传感部发送的座垫温度信息和烘干风温度传感部发送的烘干风温度信息；中心控制器还接收座垫压力传感部发送的座垫压力信息并存储；中心控制器接收电池单元供电检测部发送的供电单元与电池单元之间的连接状态信息并生成电池单元状态信息发送给人机交互单元；电池单元状态信息内容为供电状态和非供电状态；在电池单元处于非供电状态时，中心控制器关断第一控制开关组件、第二控制开关组件、第三控制开关组件、第四控制开关组件，控制步进电机复位，关闭冲洗水流量控制阀和预冲水流量控制阀，不再对负载单元控制指令作出反应，并控制供电单元发射供电指引信号；在电池单元处于供电状态时，中心控制器接收人机交互单元发送的负载单元控制指令并转换为控制参数控制负载单元；所述的负载控制指令包括冲洗水温度调节指令、冲洗水喷射单元位置调节指令、冲洗水压力调节指令、冲洗指令、座垫温度调节指令、烘干风温度调节指令、烘干指令和停止指令；所述的控制参数包括第一控制开关组件占空比参数、步进电机步进参数、冲洗水流量控制阀启闭参数、第二控制开关组件占空比参数、第三控制开关组件占空比参数、第四控制开关组件启闭参数和预冲水流量控制阀启闭参数；在电池单元处于供电状态时，中心控制器并存储步进电机步进参数、冲洗水流量控制阀启闭频率参数、第四控制开关组件启闭参数和预冲水流量控制阀启闭频率参数以生成负载单元状态信息发送给人机交互单元；所述的负载单元状态信息包括冲洗水喷射单元位置信息、冲洗水流量信息、烘干风启闭信息和预冲水流量信息；在电池单元处于供电状态时，中心控制器并控制供电单元不再发射供电指引信号；在电池单元处于供电状态时，中心控制器还接收控制单元无线通讯部发送的充电请求，并在座垫压力小于人为设定的压力值时生成充电指令发送至控制单元无线通讯部。

本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：

1、通过电池单元为智能坐便器供电，解决坐便器附近没有市电电源时安装和使用智能坐便器问题。电池单元可与供电单元分离，从而能够为电池单元充电或更换。

2、将电池单元电压设为36V以下，使人们在使用时更加安全。将电池单元输出功率设为1200W以上，便于满足加热电阻的加热功率要求。

3、由于无尾智能坐便器采用了低电压、大功率的电池单元，从而导致通过电流较大，而一般的加热电阻无法满足要求，因此需要增大加热电阻截面积才能防止电流过大时烧断。而电阻丝截面积过大，电阻阻值将变小，为了满足加热要求，就需要加长加热电阻长度，从而导致无法适当地安装在冲洗水过水管处。为了解决这个问题，通过并联分流的方式，用多根并联的加热电阻分流，则加热电阻截面无需过大，长度也无需过长。这是低电压大功率使用条件下，满足加热元件加热效率的一种方法。

4、加热电阻并联后，每根电阻串联一个第一控制开关组件，并分别与控制单元连接受控于控制单元，能够更加精细地控制每根加热电阻的开关，提高加热电阻的可控性。

5、采用步进电机控制冲洗水喷射单元位置，更加准确和方便。

6、通过设置可以自己寻找充电座的电池，实现自动充电。但自动充电情况下，一旦电池离开坐便器，即无法显示信息，或对智能坐便器进行控制，因此设置了备用电池，便于在电池离开坐便器充电时能正确地显示和控制。

7、通过电池单元与控制单元之间建立无线通讯，可以让电池单元实时地将电池单元电量反馈给控制单元，并供人机交互单元显示，同时也使通过人机交互单元控制电池充电或回坐便器供电成为可能。

8、在电池单元设置电池管理部和电池移动管理部，同时统一由电池移动管理部与电池单元无线通讯部连接并发送和接收信息，便于存储信息，减少信息和控制回路。

9、备用电池可以充电，使备用电池无需人为更换，从而减少因备用电池忘记更换而使显示和控制均无法实现的情况。

10、充电单元在未充电状态下发射充电寻的指引信号，使电池单元一旦接获控制单元发送的充电指令，就能向充电单元靠拢，既能避免在充电状态下发射指引信号造成电能浪费，又能避免充电单元与控制单元或电池单元间通过无线交互跟踪电池单元是否处于待充电状态而导致无线交互过于复杂。

11、一般智能坐便器无显示屏，但是配备了电池的智能坐便器因为需要显示电池电量所以设有显示屏，因此需要显示屏驱动部。

12、供电单元输出电压设为24V、12V、5V和3.3V，分别对应了不同性质的载荷，便于与市售的元器件匹配。其中24V主要提供发热载荷使用，12V主要提供机械载荷使用，5V主要提供控制部件使用，而3.3V主要提供逻辑电路使用。

13、通过5V输入端与3.8V输入端并联接入低压降线性稳压器的输入端，实现了备用电池单元与电池单元的无缝对接，即电池单元离开坐便器时，备用电池单元无缝地为控制单元供电。

14、负载单元包括座垫部、烘干部和预冲水部，实现了智能坐便器的各种主要功能。

15、控制单元通过检测座垫压力以判断坐便器是否在使用，从而作为电池单元能否离开坐便器充电的依据，实现了对电池单元充电的自动控制。

16、通过检测电池单元是否与供电单元连接，从而判断电池单元状态，使控制单元得以在备用电池单元供电时关闭负载单元。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一中无尾智能坐便器示意图；

图2为本发明实施例二中无尾智能坐便器示意图；

图3为本发明实施例二中各部件连接关系示意图；

图4为本发明实施例二中电池单元结构示意图；

图5为本发明实施例二中充电单元结构示意图；

图6为本发明实施例二中供电单元5V输出部电路图；

图7为本发明实施例二中供电单元3.3V输出部电路图；

图8为本发明实施例二中供电单元12V输出部电路图；

图9为本发明实施例二中备用电池单元充电电路图；

图10为本发明实施例二中中心控制器芯片示意图；

图11为本发明实施例二中中心控制器连接关系示意图；

图12为本发明实施例二中中心控制器与第一、第二或第三控制开关组件及第一、第二、第三加热电阻连接电路图；

图13为本发明实施例二中中心控制器与步进电机连接电路图；

图14为本发明实施例二中中心控制器与冲洗水流量控制阀连接电路图；

图15为本发明实施例二中中心控制器与第四控制开关组件及烘干风机连接电路图；

图16为本发明实施例二中中心控制器与预冲水流量控制阀连接电路图；

图17为本发明实施例二中中心控制器与冲洗水温度传感部连接电路图；

图18为本发明实施例二中中心控制器与座垫温度传感部连接电路图；

图19为本发明实施例二中中心控制器与座垫压力传感部连接电路图；

图20为本发明实施例二中中心控制器与烘干风温度传感部连接电路图；

图21为本发明实施例二中中心控制器与电池单元供电检测部连接电路图；

图22为本发明实施例二中中心控制器与控制单元无线通讯部连接电路图；

图23为本发明实施例二中中心控制器与人机交互单元显示驱动部及显示部连接电路图；

图24为本发明实施例二中中心控制器与人机交互单元控制部连接电路图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例一中，无尾智能坐便器包括坐便器本体1、电池单元4、供电单元2、负载单元、控制单元和人机交互单元。

电池单元4与供电单元2可分离地电连接；电池单元分为供电状态和非供电状态，与供电单元2电连接时为供电状态，与供电单元2分离时为非供电状态；电池单元4处于供电状态时直接或间接地为供电单元2、负载单元、控制单元和人机交互单元供电；供电单元2位于坐便器本体1的下部，并与负载单元、控制单元和人机交互单元电连接；供电单元2在电池单元4处于供电状态时还与电池单元4电连接，以将电池单元4的电能直接或间接地供给负载单元、控制单元和人机交互单元；负载单元位于坐便器本体1内，并与供电单元2和控制单元电连接；在电池单元4处于供电状态时，负载单元受控于控制单元，将电池单元4通过供电单元2提供的电能转换为机械能和/或热能；控制单元位于坐便器本体内，并与供电单元2、负载单元和人机交互单元电连接；控制单元检测坐便器使用状态以生成和存储坐便器使用状态信息并发送给人机交互单元；控制单元并接收人机交互单元发送的负载单元控制指令转换为控制参数以控制负载单元；控制单元还存储负载单元控制参数以生成负载单元状态信息并发送给人机交互单元；人机交互单元与供电单元、控制单元电连接；人机交互单元接收控制单元发送的坐便器使用状态信息、负载单元状态信息以显示；人机交互单元还接收和识别人为设定的动作并形成负载单元控制指令发送给控制单元。

图2至图24说明了本发明实施例二的技术方案。

如图2所示，实施例二中的无尾智能坐便器包括坐便器本体1、电池单元4、备用电池单元、充电单元3、供电单元2、负载单元、控制单元和人机交互单元。

它们之间的连接关系可以从图3中看出。电池单元在供电状态下与供电单元电连接；在充电状态下与充电单元电连接；在待供电状态下，从充电单元向供电单元运动；在待充电状态下，从供电单元向充电单元运动。供电单元与备用电池单元、负载单元、控制单元和人机交互单元电连接。控制单元还与负载单元和人机交互单元电连接。而电池单元则与控制单元通过无线通讯方式连接(图中未示出)。

下面从每个部件的角度一一介绍：

一、电池单元

在图2中我们看到，供电单元2位于坐便器本体1下部，而充电单元3远离坐便器本体1。电池单元4与供电单元2和充电单元1可分离地电连接。

电池单元还与控制单元通过无线通讯方式连接以发送信息和接收指令。

电池单元分为供电状态和非供电状态，与供电单元电连接时为供电状态，与供电单元分离时为非供电状态；电池单元的非供电状态还包括充电状态、待充电状态和待供电状态。

如图4所示，电池单元包括移动部、电池部、电池管理部、电池移动管理部和电池单元无线通讯部。移动部用于承载电池部、电池管理部、电池移动管理部和电池单元无线通讯部，并受电池移动管理部控制移动。

电池部采用可充电电池并与电池管理部电连接；电池部在电池单元处于充电状态时获取和存储电能，并在电池单元处于供电状态时释放电能。本实施例中，电池部采用24V/1500W的可充电锂电池。

电池管理部与电池部和电池移动管理部电连接；电池管理部测量电池部的电压和电流，转换为电池单元电量信息并发送给电池移动管理部。

电池移动管理部与电池管理部、电池单元无线通讯部和移动部电连接；所述的电池移动管理部接收电池管理部发送的电池单元电量信息并发送给电池单元无线通讯部；电池移动管理部并将电池单元电量信息中的电池单元电量与人为设定的待充电电量及待供电电量比较，当电池单元电量降低至低于待充电电量时，电池移动管理部生成充电请求并发送给电池单元无线通讯部，当电池单元电量升高至高于待供电电量时，电池移动管理部接收供电指引信号并感知障碍以控制移动部向供电单元靠拢；当接收到电池单元无线通讯部发送的充电指令且电池单元处于供电状态或待供电状态时，电池移动管理部接收充电指引信号并感知障碍以控制移动部向充电单元靠拢；当接收到电池单元无线通讯部发送的供电指令且电池单元处于充电状态或待充电状态时，电池移动管理部接收供电指引信号并感知障碍以控制移动部向供电单元靠拢。电池移动管理部的自动寻的功能现在已经是现有技术，本专利并不将重点放在自动寻的功能上。

电池单元无线通讯部与电池移动管理部电连接，并与控制单元通过无线通讯方式连接以发送信息和接收指令；电池单元无线通讯部接收电池移动管理部发送的电池单元电量信息和充电请求并发送给控制单元；电池单元无线通讯部还接收控制单元发送的充电指令和供电指令并发送给电池移动管理部。

电池单元处于供电状态时直接或间接地为供电单元、负载单元、控制单元和人机交互单元供电；电池单元处于供电状态且电池单元电量低于人为设定的待充电电量时向控制单元发送充电请求。

电池单元处于供电状态或待供电状态时接收控制单元发送的充电指令切换至待充电状态。

电池单元处于待充电状态时接收充电单元发射的充电指引信号向充电单元靠拢并在与充电单元建立电连接时切换至充电状态。

电池单元处于充电状态时通过充电单元获取并存储电能；电池单元处于充电状态且电池单元电量高于人为设定的待供电电量时切换至待供电状态；或者电池单元处于充电状态或待充电状态时接收控制单元发送的供电指令切换至待供电状态。

电池单元处于待供电状态时接收供电单元发射的供电指引信号向供电单元靠拢并在与供电单元建立电连接时切换至供电状态；电池单元还向控制单元发送电池单元电量信息。

二、备用电池单元

所述的备用电池单元位于坐便器本体，并与供电单元电连接；备用电池单元在电池单元处于非供电状态时直接或间接地为供电单元、控制单元和人机交互单元供电。

备用电池单元包括备用电池部；所述的备用电池部采用可充电电池；本实施例中，备用电池部采用3.8V可充电锂电池，输出直流电。当电池单元处于供电状态时，电池单元通过供电单元向备用电池部充电。

电池单元通过供电单元向备用电池部充电的电路见图9。图9中，5V电源为供电单元从电池单元24V电压经过降压变换后得到，该降压变换的电路图在图6中给出，之后会予介绍。TP4054芯片为锂电池充电管理芯片，其输出端BAT管脚接备用电池部的正极，3.8V备用电池部的接线端子1为备用电池部的正极。图9中，R14为1.5KΩ，用以设定充电电流为650mA。

三、充电单元

充电单元远离坐便器本体，并与市电连接。充电单元在电池单元处于充电状态时为电池单元充电；充电单元在电池单元处于供电状态、待充电状态和待供电状态时发射充电指引信号。具体而言，充电单元包括充电部、充电指引信号发射部和充电状态管理部；所述的充电部与市电和充电状态管理部电连接，用于对电池单元充电；所述的充电指引信号发射部与充电状态管理部电连接，用于发射充电指引信号；所述的充电状态管理部与充电部和充电指引信号发射部电连接，用于检测电池单元是否与充电部电连接，如电池单元与充电部无电连接则控制充电指引信号发射部发射充电指引信号。

充电单元亦为现有技术，本专利并不将重点放在充电单元上。

四、供电单元

供电单元位于坐便器本体，并与备用电池单元、负载单元、控制单元和人机交互单元电连接。供电单元在电池单元处于供电状态时还与电池单元电连接，以将电池单元的电能直接或间接地供给负载单元、控制单元和人机交互单元。

供电单元在电池单元处于非供电状态时消耗备用电池单元的电能发射供电指引信号，并将备用电池单元的电能直接或间接地供给控制单元和人机交互单元。

当电池单元处于供电状态时，供电单元还用于接收电池单元的电能向备用电池部充电。

本实施例中，供电单元输出电压包括24V、12V、5V和3.3V，并相应地设有5V输出部、12V输出部和3.3V输出部。由于电池单元供电电压为24V，因此24V电压输出即为直接接电池单元获得。

图6示出了5V输出部。5V输出部用于将电池单元的24V电压降压至5V输出。MP9942为降压变换芯片。其中反馈电阻R6设为41.2KΩ，R7设为7.68KΩ，使得芯片输出为5V。其中芯片FB管脚比较电压为0.8V。

图8示出了12V输出部。12V输出部用于将电池单元的24V电压降压至12V输出。同样，MP9942为降压变换芯片。其中反馈电阻R12设为60.4KΩ,R13设为4.3KΩ，使得芯片输出为12V。其中芯片FB管脚比较电压为0.8V。

图7示出了3.3V输出部。3.3V输出部包括5V输入端、3.8V输入端、第一二极管D1、第二二极管D2、低压降线性稳压器XC6201P331P、第一电容C1、第二带极性电容C2、第三电容C3和3.3V输出端。5V输入端接5V输出部的输出端，并串接第一二极管后接低压降线性稳压器XC6201P331P的输入管脚；所述的3.8V输入端接备用电池单元，并串接第二二极管C2后也同时接低压降线性稳压器XC6201P331P的输入管脚；低压降线性稳压器XC6201P331P的输入管脚经第一电容C1后接地；低压降线性稳压器XC6201P331P的接地管脚和0管脚接地；低压降线性稳压器XC6201P331P的输出管脚接3.3V输出端、第二带极性电容C2的正极和第三电容C3的一端；第二带极性电容C2的负极和第三电容C3的另一端接地。

五、负载单元

负载单元包括冲洗部、座垫部、烘干部和预冲水部。

冲洗部包括冲洗水过水管、冲洗水喷射单元、步进电机、冲洗水流量控制阀、两个以上的第一加热电阻、数量与第一加热电阻相同的第一控制开关组件；所述的冲洗水过水管和冲洗水喷射单元连通，供冲洗水通过；所述的冲洗水喷射单元用于喷射冲洗水并由步进电机驱动而伸出或缩回；所述的步进电机与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元；所述的冲洗水流量控制阀与冲洗水过水管和/或冲洗水喷射单元连接，用于控制冲洗水流量；冲洗水流量控制阀与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元；所述的第一加热电阻设于冲洗水过水管，用于加热冲洗水；各第一加热电阻分别与第一控制开关组件串联后再并接于供电单元输出端；第一控制开关组件与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元。

图12示出了单个第一加热电阻与单个第一控制开关组件串联后接供电单元及第一控制开关组件受控于控制单元的电路图。其中，Q4、Q5和Q6为MOS管。中心控制器输入高电平时，Q4导通，控制Q5导通，再控制大电流MOS管Q6跟着导通。中心控制器输出低电平时，则反之。

图13示出了步进电机与控制单元连接的电路图。其中中心控制器的输出的信号MT-A1、MT-A2、MT-B1、MT-B2分别控制四个三极管的基极。当MT-A1输出高电平时，芯片STA401A的第一组三极管导通，对步进电机的第一绕组施加电压，让步进电机转动一格。当MT-A1改为低电平，MT-B1改为高电平，则让步进电机再转动一格。当MT-B1改为低电平，MT-A2改为高电平，则让步进电机再转动一格。当MT-A2改为低电平，MT-B2改为高电平，则让步进电机再转动一格。如此循环，可以控制步进电机旋转。

图14示出了冲洗水流量控制阀与控制单元连接的电路图。SPX3070/A为桥式电路。通过IA、IB脚的信号控制OA、OB输出。当向IA输入高电平，IB低电平时，OA输出为正，OB输出为负，此时电磁阀导通；当向IA输入低电平，IB高点评时，OA输出为负，OB输出为正，此时电磁阀关断。

座垫部包括座垫、第二加热电阻和第二控制开关组件；第二加热电阻设置于座垫内；第二加热电阻和第二控制开关组件串联后接于供电单元输出端，第二控制开关组件与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元。

座垫部单个第二加热电阻与第二控制开关组件串联后接供电单元及第二控制开关组件受控于控制单元的电路图与图12相同。

烘干部包括第三加热电阻、第三控制开关组件、烘干风机和第四控制开关组件，第三加热电阻设于烘干风机出风口，第三加热电阻与第三控制开关组件串联后接于供电单元输出端，烘干风机与第四控制开关组件串联后接于供电单元输出端，第三控制开关组件和第四控制开关组件分别与供电单元和控制单元电连接并分别受控于控制单元。

单个第三加热电阻与第三控制开关组件串联后接供电单元及第三控制开关组件受控于控制单元的电路图与图12相同。

烘干风机、第四控制开关组件、供电单元和中心控制器连接电路图见图15。图15中Q2为MOS管。中心控制器输出高电平时，Q3导通，从而使Q2导通，烘干风机开始工作。中心控制器输出低电平时，风扇停止工作。

预冲水部包括预冲水过水管和预冲水流量控制阀；所述的预冲水过水管用于供预冲水通过；所述的预冲水流量控制阀与预冲水过水管连接，用于控制预冲水流量；所述的预冲水流量控制阀与供电单元和控制单元电连接并受控于控制单元。

图16示出了预冲水流量控制阀与控制单元连接的电路图。其中，SPX3070/A为桥式电路。通过IA、IB脚的信号控制OA、OB输出。当向IA输入高电平，IB低电平时，OA输出为正，OB输出为负，此时电磁阀导通；当向IA输入低电平，IB高点评时，OA输出为负，OB输出为正，此时电磁阀关断。

六、人机交互单元

人机交互单元与供电单元、控制单元电连接；人机交互单元接收控制单元发送的坐便器使用状态信息、负载单元状态信息以显示；人机交互单元还接收和识别人为设定的动作并形成负载单元控制指令发送给控制单元。人机交互单元还接收控制单元发送的电池单元电量信息和电池单元状态信息并显示；人机交互单元并接收和识别人为设定的动作以形成电池单元控制指令发送给控制单元。

本实施例中，人机交互单元包括显示驱动部、显示部和控制部。

显示驱动部将控制单元发送的坐便器使用状态信息、负载单元状态信息、电池单元状态信息和电池单元电量信息转换为显示驱动信号并发送给显示部。

显示部按照显示驱动器发送的显示驱动信号显示。本实施例中，显示部为4*14LCD屏。

显示驱动部、显示部与控制单元的连接电路图由图23示出。显示驱动部采用HT1621B芯片，接收中心控制器的CS、RD、WR、DAT信号，输出COM和SEG信号点亮液晶屏。

控制部接收和识别人为设定的动作并形成负载控制指令或电池单元控制指令发送给控制单元；所述的人为设定的动作包括显示屏多点触控或手指按压按钮。

本实施例中，控制部为按钮组。其与控制单元连接关系如图24所示。中心控制器依次循环给COL1/COL2/COL3/COL4这4个引脚输出带内部上拉的高电平脉冲信号，在给每个信号输出高电平的期间内，检测ROW1/ROW2/ROW3/ROW4这4个引脚的状态，若为高电平，则说明对应COL和ROW交叉点的按键被按下。其中S1和S2用于控制冲洗水喷射单元的位置；S3和S4用于控制冲洗水水压；S5用于停止烘干和冲洗；S6用于冲洗；S7用于预冲水；S8用于烘干、S9用于设定冲洗水温度或烘干风温度、S10用于设定座垫温度、S11用于童洗、S12用于亮灯、S13用于电池召回或充电。

七、控制单元

控制单元位于坐便器本体，并与供电单元、负载单元和人机交互单元电连接。控制单元还与电池单元通过无线通讯方式连接以发送指令和接收信息。

控制单元检测坐便器使用状态以生成和存储坐便器使用状态信息并发送给人机交互单元；控制单元接收电池单元发送的电池单元电量信息并发送给人机交互单元；控制单元并检测供电单元与电池单元之间的连接状态以生成电池单元状态信息发送给人机交互单元；控制单元并接收人机交互单元发送的负载单元控制指令转换为控制参数以控制负载单元；控制单元还存储负载单元控制参数以生成负载单元状态信息并发送给人机交互单元；控制单元还接收人机交互单元发送的电池单元控制指令转换为充电指令或供电指令发送给电池单元；控制单元还接收电池单元发送的充电请求，并在坐便器座垫受压小于人为设定值时向电池单元发送充电指令。

控制单元包括冲洗水温度传感部、座垫温度传感部、座垫压力传感部、烘干风温度传感部、电池单元供电检测部、控制单元无线通讯部和中心控制器。冲洗水温度传感部、座垫温度传感部、座垫压力传感部、烘干风温度传感部、电池单元供电检测部和控制单元无线通讯部分别与中心控制器电连接。

冲洗水温度传感部用于测量冲洗水温度信息并发送至中心控制器，冲洗水温度传感部包括冲洗水温度传感器，冲洗水温度传感器设于冲洗水过水管内。

冲洗水温度传感部与中心控制器的连接电路图如图17所示。

座垫温度传感部用于测量座垫温度信息并发送至中心控制器，座垫温度传感部包括座垫温度传感器，座垫温度传感器设于座垫内。

座垫温度传感部与中心控制器的连接电路图如图18所示。

座垫压力传感部用于测量座垫压力信息并发送至中心控制器，座垫压力传感部包括座垫压力传感器，座垫压力传感器设于座垫内。

座垫压力传感部与中心控制器的连接电路图如图19所示。

烘干风温度传感部用于测量烘干风温度信息并发送至中心控制器，烘干风温度传感部包括烘干风温度传感器，烘干风温度传感器设于烘干风机出风口。

烘干风温度传感部与中心控制器的连接电路图如图20所示。

电池单元供电检测部还与供电单元电连接，用于测量供电单元与电池单元之间的连接状态信息并发送至中心控制器。

电池单元供电检测部与中心控制器的连接电路图如图19所示。其中，VCC-24接供电单元VCC-24输出端，直接反映电池单元是否接入供电单元。VCC-24V得电，Q1为MOS管导通，中心控制器信号为低电平，反之，VCC-24无电，Q1截止，中心控制器信号为高电平。

控制单元无线通讯部还与电池单元通过无线通讯方式连接以发送指令或接收信息；控制单元无线通讯部接收电池单元发送的电池单元电量信息或充电请求并发送给中心控制器；控制单元无线通讯部还接收中心控制器发送的充电指令和供电指令并发送给电池单元。

控制单元无线通讯部采用Zi gbee通讯协议。其与中心控制器的连接由图22示出。图22中，中心控制器配置ZB-I SP、ZB-DEF、ZB-SLEEP、ZB-WAKE、ZB-RST信号。中心控制器通过ZB-RX和ZB-TX用以与Zi gbee模块ZM516X通信。

中心控制器采用STM32F103VC芯片，其管脚及连接如图10所示。中心控制器的连接关系如图11所示。中心控制器除与冲洗水温度传感部、座垫温度传感部、座垫压力传感部、烘干风温度传感部、电池单元供电检测部和控制单元无线通讯部外，还与第一控制开关组件、步进电机、冲洗水流量控制阀、第二控制开关组件、第三控制开关组件、第四控制开关组件、预冲水流量控制阀、供电单元和人机交互单元电连接。

中心控制器接收人机交互单元发送的电池单元控制指令转换为充电指令或供电指令发送给控制单元无线通讯部；中心控制器并接收控制单元无线通讯部发送的电池单元电量信息发送给人机交互单元；中心控制器并接收坐便器使用状态信息发送给人机交互单元；所述的坐便器使用状态信息包括冲洗水温度传感部发送的冲洗水温度信息、座垫温度传感部发送的座垫温度信息和烘干风温度传感部发送的烘干风温度信息；中心控制器还接收座垫压力传感部发送的座垫压力信息并存储。

中心控制器接收电池单元供电检测部发送的供电单元与电池单元之间的连接状态信息并生成电池单元状态信息发送给人机交互单元；电池单元状态信息内容为供电状态和非供电状态。

在电池单元处于非供电状态时，中心控制器关断第一控制开关组件、第二控制开关组件、第三控制开关组件、第四控制开关组件，控制步进电机复位，关闭冲洗水流量控制阀和预冲水流量控制阀，不再对负载单元控制指令作出反应，并控制供电单元发射供电指引信号。

在电池单元处于供电状态时，中心控制器接收人机交互单元发送的负载单元控制指令并转换为控制参数控制负载单元；所述的负载控制指令包括冲洗水温度调节指令、冲洗水喷射单元位置调节指令、冲洗水压力调节指令、冲洗指令、座垫温度调节指令、烘干风温度调节指令、烘干指令和停止指令；所述的控制参数包括第一控制开关组件占空比参数、步进电机步进参数、冲洗水流量控制阀启闭参数、第二控制开关组件占空比参数、第三控制开关组件占空比参数、第四控制开关组件启闭参数和预冲水流量控制阀启闭参数；在电池单元处于供电状态时，中心控制器并存储步进电机步进参数、冲洗水流量控制阀启闭频率参数、第四控制开关组件启闭参数和预冲水流量控制阀启闭频率参数以生成负载单元状态信息发送给人机交互单元；所述的负载单元状态信息包括冲洗水喷射单元位置信息、冲洗水流量信息、烘干风启闭信息和预冲水流量信息；在电池单元处于供电状态时，中心控制器并控制供电单元不再发射供电指引信号；在电池单元处于供电状态时，中心控制器还接收控制单元无线通讯部发送的充电请求，并在座垫压力小于人为设定的压力值时生成充电指令发送至控制单元无线通讯部。

实施例二中的技术方案能够取得以下技术效果：通过电池单元为智能坐便器供电，解决坐便器附近没有市电电源时安装和使用智能坐便器问题。电池单元可与供电单元分离，从而能够为电池单元充电或更换。将电池单元电压设为36V以下，使人们在使用时更加安全。将电池单元输出功率设为1200W以上，便于满足加热电阻的加热功率要求。由于无尾智能坐便器采用了低电压、大功率的电池，从而导致通过电流较大，而一般的加热电阻无法满足要求，因此需要增大加热电阻截面积才能防止电流过大时烧断。而电阻丝截面积过大，电阻阻值将变小，为了满足加热要求，就需要加长加热电阻长度，从而导致无法适当地安装在冲洗水过水管处。为了解决这个问题，通过并联分流的方式，用多根并联的加热电阻分流，则加热电阻截面无需过大，长度也无需过长。这是低电压大功率使用条件下，满足加热元件加热效率的一种方法。加热电阻并联后，每根电阻串联一个第一控制开关组件，并分别与控制单元连接受控于控制单元，能够更加精细地控制每根加热电阻的开关，提高加热电阻的可控性。采用步进电机控制冲洗水喷射单元位置，更加准确和方便。通过设置可以自己寻找充电座的电池，实现自动充电。但自动充电情况下，一旦电池离开坐便器，即无法显示信息，或对智能坐便器进行控制，因此设置了备用电池，便于在电池离开坐便器充电时能正确地显示和控制。通过电池单元与控制单元之间建立无线通讯，可以让电池单元实时地将电池单元电量反馈给控制单元，并供人机交互单元显示，同时也使通过人机交互单元控制电池充电或回坐便器供电成为可能。在电池单元设置电池管理部和电池移动管理部，同时统一由电池移动管理部与电池单元无线通讯部连接并发送和接收信息，便于存储信息，减少信息和控制回路。备用电池可以充电，使备用电池无需人为更换，从而减少因备用电池忘记更换而使显示和控制均无法实现的情况。充电单元在未充电状态下发射充电寻的指引信号，使电池单元一旦接获控制单元发送的充电指令，就能向充电单元靠拢，既能避免在充电状态下发射指引信号造成电能浪费，又能避免充电单元与控制单元或电池单元间通过无线交互跟踪电池单元是否处于待充电状态而导致无线交互过于复杂。一般智能坐便器无显示屏，但是配备了电池的智能坐便器因为需要显示电池电量所以设有显示屏，因此需要显示屏驱动部。供电单元输出电压设为24V、12V、5V和3.3V，分别对应了不同性质的载荷，便于与市售的元器件匹配。其中24V主要提供发热载荷使用，12V主要提供机械载荷使用，5V主要提供控制部件使用，而3.3V主要提供逻辑电路使用。通过5V输入端与3.8V输入端并联接入低压降线性稳压器的输入端，实现了备用电池单元与电池单元的无缝对接，即电池单元离开坐便器时，备用电池单元无缝地为控制单元供电。负载单元包括座垫部、烘干部和预冲水部，实现了智能坐便器的各种主要功能。控制单元通过检测座垫压力以判断坐便器是否在使用，从而作为电池单元能否离开坐便器充电的依据，实现了对电池单元充电的自动控制。通过检测电池单元是否与供电单元连接，从而判断电池单元状态，使控制单元得以在备用电池单元供电时关闭负载单元。

上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。