中式坐蹲便器

1.本发明属于产品设计，涉及交互及绿色设计，尤其涉及在满足人机工学的角度下，打造更加符合不同使用者尺度的设计。


背景技术：

[0002][0003]
生活当中，马桶被广泛应用于家庭和公共卫生间，是国内外使用的最为普遍的卫生产品之一。在经济与科技的双重推动下，各类智能马桶也得到了人们的喜爱。享用干净、卫生、设施完备的厕所，从以往的只是一种简单的生理需求逐渐转变到人们群众对于美好生活的需要，并且也是使得生活品质和整个社会文明程度得以提升的需要。
[0004]
如厕方式从蹲便到坐便的发展过程，也是逐渐符合人们行为文化和人机工学的发展历程。智能坐便器也是在普通坐便器基础上添加了诸多智能的元素，从而在满足人们基本使用需求的同时，生理及心理需求也得以实现。智能坐便器逐渐成为了诸多家庭的首选，尽管相对价格较高，但是需求却一直在不停增长。
[0005]
但是这类坐便产品也存在着诸多问题：
[0006]
1、人体最佳排便姿势无法满足。参与排便控制的组织系统有很多，不同的排便姿势与习惯也会影响到排便需求及效率。坐便器虽然可以高度提升人们排便的舒适度，但对于排便效率来说却有所影响；蹲便器虽然符合人体的排便规律，但久蹲会带来更多身体负荷。
[0007]
2、公共卫生环境令人担忧。现如今，坐便器慢慢的在公共卫生间中得到普及，但公共使用的卫生问题颇为显著，用户的臀部与坐便圈直接接触带来的病菌传播使得很多人会蹲在坐便器上，不仅有摔伤的危险，同时增加了清洁的负担。
[0008]
3、智能马桶的造价及维护的成本高，并不适用于公共场所。现如今的智能马桶为了满足人们的使用需求，自动清洁、杀菌等功能层出不穷，但是清洁步骤繁琐且时间较长都是需要再次考究的问题。
[0009]
4、对于特殊人群的考虑不周全。老年人及儿童都是需要照顾的特殊群体，儿童的生活习惯正处于培养阶段以及老年人身体机能的逐渐下降，会出现的头晕、跌倒等危险都是如厕产品需要关注的课题。
[0010]
在这种背景下，人们对于一款舒适且满足人们行为习惯和人机工学的如厕产品的需求越来越强烈。


技术实现要素：

[0011]
本发明针对公共建筑内如厕卫生问题，设计出一款综合蹲便健康和坐便舒适两者优点的坐蹲便器，提高便器使用的科学性、先进性以及有效性，优化用户舒适卫生的如厕体验。
[0012]
本发明采用的技术方案为中式坐蹲便器，u形便池主体包括u形主体结构8， u形主
体结构8的前端为w形腿部接触面3，u形主体结构8的后端为水箱；所述的u形主体结构8中间为便池，便池的内腔壁为曲线急陡防溅结构；u形主体结构8的两侧不设任何支撑结构；便池的内腔壁上设有注水孔，注水孔与水箱连接。
[0013]
所述的曲线急陡防溅结构从两侧往中部曲线急陡下凹，控制人体距离便池底部的最小限度为8cm，便池上的排水孔9深埋并且后置；w形腿部接触面3下部为前缘格挡，前缘格挡加宽加厚，前缘格挡里侧兜出深凹曲线防止回溅。
[0014]
水箱外部设有上下旋转轴6，上下旋转轴6与背部支撑臂7的一端连接用以上下调整背部支撑臂7；背部支撑臂7的另一端与背部支撑板1通过前后旋转轴 2连接用以前后调整背部支撑板1，实现背部的自适应调整。
[0015]
进一步地，所述的水箱上设有水箱盖4。
[0016]
进一步地，所述的水箱中设有内部排水系统5。
[0017]
进一步地，所述的排水孔9与虹吸式排水管道56连接。
[0018]
进一步地，所述的内部排水系统5包括注入阀门51、注入浮物52、溢流管 53、冲水阀54、水流水道55、虹吸式排水管道56和链子57；注水孔通过水流水道55与水箱连通，水流水道55与水箱连接处设有冲水阀54；冲水阀54通过链子57与上下旋转轴6连接；冲水阀54与注入浮物52连接，注入浮物52与注入阀门51连接；冲水阀54一侧还与溢流管53连接。
[0019]
本发明的有益效果为：
①
以人为本为核心的产品设计。该发明在设计中始终以人为本，从使用者的行为文化角度出发，关注使用者的如厕心理需求，遵循便器安全性、有效性、健康性、舒适性的人机设计原则，针对现在国内如厕产品在使用姿势和方式的不足，综合蹲便健康和坐便省力的优点对便器进行创新型设计，设计出一款中式坐蹲便器。本发明相较于传统蹲便增加了便器的使用舒适性，相较于坐式马桶减少了身体与便器的接触面积，提高卫生水平，适用于公共场所的如厕空间当中。
②
以安全健康为核心的结构设计。该发明基于人机工学原理与国人如厕行为分析，参照《中国成年人人体尺寸》标准，以人体静态尺寸、重量、姿势等因素为依据，考虑人体最佳排便直肠角约束和已有的如厕习惯如厕方式，将传统坐便座位板移除，设计出一种全新的u型便池和附加背部支撑板的主体结构。该结构通过u型槽边与支撑板的位置约束，一方面辅助了人体关节承载力，可减小50％肌肉主动力水平；另一方面保证使用者腹部与腿部之间形成约 35
°‑
45
°
角的挤压关系，从而使人体u型耻骨直肠肌可以顺利将直肠钩拉住 100
°‑
110
°
，促进健康顺利排便。
③
可推广的市场前景。本产品结构简单，使用方便，增加的可调节装置，能够很好地满足不同人群在公共建筑内如厕的要求，性价比较高。在结构造型上和使用方式上颠覆性创新，设计合理，具有极大市场优势，能够在同质化严重的马桶市场上脱颖而出，可以批量化生产，极具市场潜力。
附图说明
[0020]
图1为本发明——坐蹲便器的结构示意图。
[0021]
图2为本发明——坐蹲便器的断面结构示意图。
[0022]
图3为坐便、蹲便以及坐蹲便的受力分析图。
[0023]
图4为本发明剖面图。
[0024]
图5为本发明细节图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图给出本发明的具体实施方式。
[0026]
中式坐蹲便器主要分为坐蹲便池主体和背撑两部分构成。为人体提供合理有效的支持，并根据不同用户的需求进行相应的人机设计变化，保证安全与舒适，满足用户的人性化需要。坐蹲便主体具有稳定支撑性，平稳牢固，可以安全地支撑人体，与人体接触部分结构形态符合人机工学，使用过程舒适不疲劳，不易撞击和摔倒。背撑部分配合人体尺寸，为使用者背部提供稳定支撑，与使用者背部接触界面有防滑设计，大大减轻如厕时身体负担，保证舒适性。
[0027]
中式坐蹲便器，u形便池主体包括u形主体结构8，u形主体结构8的前端为w形腿部接触面3，u形主体结构8的后端为水箱；所述的u形主体结构8 中间为便池，便池的内腔壁为曲线急陡防溅结构；u形主体结构8的两侧不设任何支撑结构；便池的内腔壁上设有注水孔，注水孔与水箱连接。
[0028]
所述的曲线急陡防溅结构从两侧往中部曲线急陡下凹，控制人体距离便池底部的最小限度为8cm，便池上的排水孔9深埋并且后置；w形腿部接触面3下部为前缘格挡，前缘格挡加宽加厚，前缘格挡里侧兜出深凹曲线防止回溅。
[0029]
水箱外部设有上下旋转轴6，上下旋转轴6与背部支撑臂7的一端连接用以上下调整背部支撑臂7；背部支撑臂7的另一端与背部支撑板1通过前后旋转轴 2连接用以前后调整背部支撑板1，实现背部的自适应调整。
[0030]
进一步地，所述的水箱上设有水箱盖4。
[0031]
进一步地，所述的水箱中设有内部排水系统5。
[0032]
进一步地，所述的排水孔9与虹吸式排水管道56连接。
[0033]
进一步地，所述的内部排水系统5包括注入阀门51、注入浮物52、溢流管 53、冲水阀54、水流水道55、虹吸式排水管道56和链子57；注水孔通过水流水道55与水箱连通，水流水道55与水箱连接处设有冲水阀54；冲水阀54通过链子57与上下旋转轴6连接；冲水阀54与注入浮物52连接，注入浮物52与注入阀门51连接；冲水阀54一侧还与溢流管53连接。内部排水系统为常规的马桶排水结构，本发明将链子57与上下旋转轴6进行连接，使得水箱内的水在用户使用时，能够使用前冲洗以及使用后冲洗，能够进行两次冲水处理；上下旋转轴6在用户靠上或者离开背部支撑臂7时，能够控制冲水阀54对u形主体结构 8进行冲洗；链子57还可以更改为红外感应或者其他感应式控制排水。
[0034]
本发明产品整体总长度为780mm，最大宽度为540mm，最小宽度为390mm，最大高度为750mm，腘窝支撑处高度为400mm。
[0035]
本发明首先将传统马桶的座位板移除，结合马桶形状和蹲便形状重新设计成一种u型便池，坐蹲便的前端面即腿弯接触面呈现w曲线形态。在使用过程中用户背部贴紧便器的背撑部位，臀部悬起，将腰部到大腿部位与便器分离，腿弯依靠w型接触面支撑稳定身体，小腿自然下垂。这样的如厕姿势使用户的腹部与腿部之间形成约35
°‑
45
°
角的挤压关系，从而让人体u型耻骨直肠肌可以顺利将直肠钩拉住至100
°‑
110
°
角的状态，这在生理上会大大提高排便效率。在受力上，w型腿弯接触面适度做宽，并且在表面可增加防滑软垫，曲腿夹力加上后背卡靠，二者合力，构成臀部悬起的固定体态，肛门肌肉放松，形成多点支撑：腿弯上托支撑、脚和后背前顶防下坠支撑。使用靠背增加支撑点，受力主要集中在腿弯和大腿前端
部位，两脚着地起到辅助支撑和受力作用，这种如厕姿势分散了腿部和脚部的受力，极大减少腿部压力，既方便用户双腿服帖、放松下垂，也可减少人体膝关节承载和小腿肌肉主动力水平，提高如厕体验舒适性。在坐蹲便的使用过程中用户的身体与u型便池的接触面积主要是接近膝盖的大腿小部分区域(可能衣物阻隔皮肤)和背部与支撑板接触区域(可能衣物阻隔皮肤)，这样在一定程度上避免了用户与产品的大面积直接接触，给用户带来更加舒适干净的体验感，满足国人们在公共建筑内如厕的卫生需求。
[0036]
本发明的便池内腔壁曲线急陡防溅。为避免身体跟便器有所接触，便器左右翼设计成从前后往中部曲线急陡下凹，以此来控制人体距离便器底部的最小限度为8cm，同时便器虹吸式排水管(口)深埋并且后置。坐蹲便左右翼中间曲线急剧下凹的造型设计，既可有效防止如厕者排便少造成的排泄物溅落污染，也能有效防止如厕者排泄多而造成排泄物与臀部的粘接。其次，便器前部和后部曲线急陡，内膛曲率大的造型设计更有助于大小便下行至下水口，相较于现有马桶更易清除，避免污染。同时，坐蹲便前缘格挡设计成加宽加厚壁厚，格挡里侧兜出深凹曲线，防止小便回溅到用户的身体上，造成污秽。
[0037]
w形腿部接触面、u形主体结构、水箱盖以及预留的排水孔等结构采用注浆成型，两侧预留小孔，以螺纹连接的方式连接上下旋转轴上下旋转轴采用销连接的方式连接背部支撑臂，背部支撑臂采用销连接的方式连接前后旋转轴，前后旋转轴与背部支撑板也采用销连接的方式进行结构连接。内部排水系统嵌入马桶的预留水箱内，采用虹吸的冲水原理。
[0038]
移除了两侧座位板而形成的u形便池主体内部设有排水孔，在使用坐蹲便的过程中用户腿部靠在w形腿部接触面上，腿部呈现w曲线形态。前后旋转轴和上下旋转轴根据用户如厕时背部的形态进行调节，使得背部贴紧便器的背部支撑板，臀部悬起，将腰部到大腿部位与便器分离，腿弯依靠w型接触面支撑稳定身体，小腿自然下垂。这样的如厕姿势使用户的腹部与腿部之间形成约35
°‑
45
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角的挤压关系，从而让人体u型耻骨直肠肌可以顺利将直肠钩拉住至100
°‑
110
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角的状态，这在生理上会大大提高排便效率。在受力上，w型腿弯接触面曲腿夹力加上背部支撑板，二者合力，构成臀部悬起的固定体态，肛门肌肉放松，形成多点支撑：腿弯上托支撑、脚和后背前顶防下坠支撑。使用靠背增加支撑点，受力主要集中在腿弯和大腿前端部位，两脚着地起到辅助支撑和受力作用，这种如厕姿势分散了腿部和脚部的受力，极大减少腿部压力，既方便用户双腿服帖、放松下垂，也可减少人体膝关节承载和小腿肌肉主动力水平，提高如厕体验舒适性。在坐蹲便的使用过程中用户的身体与u型便池的接触面积主要是接近膝盖的大腿小部分区域(可能衣物阻隔皮肤)和背部与支撑板接触区域(可能衣物阻隔皮肤)，这样在一定程度上避免了用户与产品的大面积直接接触，给用户带来更加舒适干净的体验感，满足国人们在公共建筑内如厕的卫生需求。
[0039]
本发明在便器靠背部位设置了背部支撑板，背撑板部分长度为450mm，高度为132mm，整体造型采用贴合人体背部形态的弧形且向内收缩的造型设计，背部接触界面有防滑设计，为用户背部提供稳定支撑，解决了用户在使用蹲便如厕时所产生的易疲劳问题，同时又能辅助其在如厕过程中采用趋近最利于排泄的人体姿势，大大减轻如厕时身体负担，保证舒适性。靠背也在一定程度上起到了安全防护的作用，如若用户使用不当或有所疏忽，靠背支撑可以避免用户滑落到便器内部。背撑接触面至腘窝支撑处水平距离设计为350mm，为满足不同人的人机尺寸需求，在背撑增加可调节装置，在使用过程中不同使用者可根据自身人机尺寸和舒适度进行前后上下四个方向的自主调整，使蹲坐便能够适用于更多人，
增加应用性。
[0040]
本发明造型语言明确易懂，整体设计采用流水线条，外形简约、流畅、美观，可以适用于公共场所如厕空间当中，与如厕环境形成良好融合。本发明注重产品整体的曲线美，圆润柔和的外形与光滑的材质融合使得产品更加时尚简洁，并且可以削弱硬质材料给用户带来的冷漠感和距离感，增加亲和感。
[0041]
本发明制作材料主要采用陶瓷或不锈钢，这类材料被广泛应用到卫浴产品中的原因主要是来自于它们自身的特点。这类材料耐热、耐水性能强，材质舒适，安全性能高，耐久性好，表面光洁，方便后期清洗和保养。
[0042]
本发明的使用方式为省力蹲坐式，贴近用户如厕时心智模型，使用姿势仍基本采用坐式，用户只需在原来坐式的基础上稍微调整臀部与腿部夹角即可使用。为避免小便飞溅，用户不宜站立使用，因此主要适用于女性及蹲姿排便(用于大便)的男性群体。便池的尺寸可依据不同用户的人机尺寸调整设计，针对儿童将以儿童的人机尺寸进行合理地缩小，针对老年人可增加扶手握把等结构以增强使用安全性。为优化应用场景，便器一般靠墙安装，放置方向与墙面平行。
[0043]
下面重点介绍关键部分的使用及实现方法：
[0044]
1、坐蹲便池主体
[0045]
坐蹲便主体将原有大部分的马桶上的座位板移除，结合马桶原有形状以及蹲便形状通过拆分、组合等手法，设计成一种u型便池，并且将腿弯接触面打造为 w型且做抬高处理。在保证w型腿弯接触面干净卫生的情况下进行如厕，极大地提高了卫生水平，保证国人们的健康。运用在公共卫生间当中，可以充分减少各种不卫生的情况发生，保证安全健康如厕。坐蹲便池主体示意图3。
[0046]
2、背撑
[0047]
中式坐蹲便器后部的背撑是为了保证人们在如厕时可以最大限度的减少腿部压力，提高如厕舒适感，选择弧形背撑，符合人体背部弧形线条。使用时，背撑可以进行上下以及前后四个方向的调节，无论是儿童或是老人，亦或是男人或是女人，都可以根据自身的需求，进行符合自身舒适度的调节和掌控。解决了用户使用蹲便如厕的易疲劳问题的同时能使如厕姿势趋近最利于排泄的人体姿势，既舒适又健康。
[0048]
使用中式坐蹲便器，包括以下步骤：
[0049]
首先，在如厕前期保证w型腿部接触面干净、整洁、卫生的前提下进行如厕。其次，调节背撑装置，不同使用者根据自身人机尺寸和舒适度进行前后上下四个方向的自主调整，使蹲坐便能够适用于自己。再次，如厕时臀部悬起，从腰部到大腿与便器分离，避免肢体直接接触便器，满足国人们公共建筑内如厕的卫生需求。最后，在以上步骤及中式坐蹲便器的辅助下，可以大大提高国人们如厕时所关注到的卫生及安全问题。