筒膜式污物包装设备及方法与流程

本发明属于洁具技术领域，具体地来说，是一种筒膜式污物包装设备及方法。

背景技术：

便器，即便溺之器，是一种历史悠久的卫浴用具。随着社会的发展，便器的种类日益丰富，目前已形成以蹲便器与坐便器为代表的两大类产品，为不同的人群提供可选之具。

便器于用户的便溺过程承载排泄物，于排泄结束后由清水实现对便器的清洗与排泄物的冲除，需要大量耗费洁净水。同时，排泄物接触便器，容易于便器的开口腔内残留，容易造成便器内的细菌滋生，不利于保持洁净环境并增加便器的清洁难度。此外，冲水过程需要人为操作，加重了用户的操作负担，且存在忘记冲厕的可能，于缺水地区或停水时段殊乏实现可能。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种筒膜式污物包装设备及方法，利用筒式膜材实现对污物的自动包装，防止污物与便器发生接触，降低污染可能与清洁难度，无水清洁而节约用水，具有排污彻底、高效洁净、节能环保等优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种筒膜式污物包装设备，包括：

导流腔，用于使筒式膜材保持张开而导流污物；

牵引封装单元，具有用于牵引所述筒式膜材的位置移动及用于收束封合所述筒式膜材的受用段之端口的张合运动，所述筒式膜材沿所述污物的流动方向依次贯穿所述导流腔与所述牵引封装单元；

分切单元，用于实现所述筒式膜材的受用段与未用段的分离。

作为上述技术方案的改进，所述导流腔的输入端沿所述污物的流动方向逐渐收缩。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牵引封装单元包括牵引封口机构，所述牵引封口机构包括：

第一保持件，可沿所述污物的流动方向往复运动；

复数个张合瓣，分别设置于所述第一保持件上，所述复数个张合瓣环绕于所述筒式膜材的受用段之外周侧，并可滑动地相互接近而使所述筒式膜材的受用段之端口收束；

封合器，设置于所述第一保持件或所述张合瓣上，用于使所述筒式膜材的受用段的收束端口封合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述复数个张合瓣沿所述污物的流动方向间距分布于所述第一保持件上，并可滑动地相互交错而使所述筒式膜材的受用段之端口收束。

作为上述技术方案的进一步改进，所述封合器包括具有分居所述筒式膜材的受用段之端口两侧的第一封合端与第二封合端，所述第一封合端与所述第二封合端滑动接近而实现所述筒式膜材的受用段之端口的钉合或胶合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一封合端具有压合部，所述第二封合端具有用于夹持封装钉的夹持部，所述压合部与所述第二封合端压合而实现所述封装钉的压折闭合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二封合端还具有活动压合件，所述活动压合件可滑动地保持于所述夹持部上，用于驱动所述封装钉接近所述压合部而压折闭合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述封合器还包括用于供给封装钉的供给容器，所述供给容器的输出端与所述夹持部保持相对。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牵引封装单元包括定位夹持机构，所述定位夹持机构包括复数个夹持瓣，所述复数个夹持瓣环绕于所述筒式膜材的受用段之外周侧，并可滑动地相互接近而实现对所述筒式膜材的受用段的定位夹持。

作为上述技术方案的进一步改进，所述分切单元包括分切刀具及用于驱动所述分切刀具旋转或直线往复的驱动源。

一种筒膜式污物包装方法，包括：

使筒式膜材一端保持筒式张开而形成受用段；

使所述受用段保持于当前位置并实现其自由端开口的收束封合而形成用于装载污物的载物腔，所述受用段一端开口一端封合；

使所述受用段的开口端移动至分切位置，收束封合所述受用段的开口端后，使所述受用段与下一受用段分离。

本发明的有益效果是：

利用导流腔使筒式膜材保持筒式张开而导流污物，由筒式膜材隔离便器与污物而避免接触污染，筒式膜材沿污物的流动方向依次贯穿导流腔与牵引封装单元，由牵引封装单元位置移动牵引筒式膜材移动而实现自动送料，由牵引封装单元张合运动收束封合筒式膜材的受用段之端口而使污物封闭于受用段的内腔中，由分切单元分切筒式膜材的受用段与下一受用段，使装载污物的受用段脱离而予以回收处理，作业过程自动化程度高，非接触式过程而易于清洁，无水清洁而节约用水，具有排污彻底、高效洁净、节能环保等优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的第一示意图；

图2是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的第二示意图；

图3是图2中筒膜式污物包装设备的a处放大示意图；

图4是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的牵引封口机构的第一结构的仰视示意图；

图5是图4中筒膜式污物包装设备的牵引封口机构的第一结构的局部放大示意图；

图6是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的牵引封口机构的第一结构的俯视示意图；

图7是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的封合器的仰视示意图；

图8是图7中筒膜式污物包装设备的牵引封口机构的封合器的局部放大示意图；

图9是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的牵引封口机构的第二结构示意图；

图10是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的定位夹持机构的第一结构的俯视示意图；

图11是本发明实施例1提供的筒膜式污物包装设备的定位夹持机构的第二结构示意图；

图12是本发明实施例2提供的筒膜式污物包装方法的步骤流程图。

主要元件符号说明：

1000-筒膜式污物包装设备，1100-导流体，1110-导流腔，1200-牵引封装单元，1210-牵引封口机构，1211-第一保持件，1212a-驱动丝杠，1212b-丝杠螺母，1212c-同步挠性件，1212d-同步轮，1213-张合瓣，1213a-拼接部，1214-封合器，1214a-第一封合端，1214a1-压合部，1214a2-定位母端，1214b-第二封合端，1214b1-夹持部，1214b2-活动压合件，1214b3-定位公端，1214c-供给容器，1215a-第一导向轨件，1215b-第一滑块，1215c-第一主动轮，1215d-第一从动轮，1215e-第一挠性件，1215f-第一齿轮，1215g-第一齿条，1220-定位夹持机构，1221-第二保持件，1222-夹持瓣，1222a-夹持拼接部，1223a-第二导向轨件，1223b-第二滑块，1223c-第二主动轮，1223d-第二从动轮，1223e-第二挠性件，1223f-第二齿轮，1223g-第二齿条，1300-分切单元，1310-分切刀具，1320-驱动源，1400-机架，1500-驱动器件，m(a)-封装钉。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对筒膜式污物包装设备及方法进行更全面的描述。附图中给出了筒膜式污物包装设备及方法的优选实施例。但是，筒膜式污物包装设备及方法可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对筒膜式污物包装设备及方法的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在筒膜式污物包装设备及方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～3，本实施例公开一种筒膜式污物包装设备1000，包括导流腔1110、牵引封装单元1200与分切单元1300，实现对污物的自动包装与无水化排污。

导流腔1110用于使筒式膜材保持张开而导流污物。换言之，筒式膜材包覆于导流腔1110的周面上，基于导流腔1110的导向张开作用而张开形成通流流道，以便污物通过。同时，导流腔1110兼具对污物的导流作用，以便污物沿预定的排污方向顺利流动。

其中，筒式膜材为成卷设置的连续膜材，可连续放卷而实现自动送料，从而保证包装作业的连续性。可以理解，筒式膜材卷放时呈收卷状态，而于张开后具有开口筒体结构，由筒式张开而形成受用段。可见，受用段为筒式膜材上可容污物进入其中的材料段。

示范性地，导流腔1110为贯通设置于导流体1100内的腔体。其中，导流体1100可径为便器本体，导流腔1110则径为便器本体的开口腔；或者，导流体1100架设于便器本体的开口腔并隔离保护于开口腔的表面。于此，开口腔的表面与污物之间由受用段隔离，从而避免污染、降低清洁难度，实现高效彻底的洁净排污。

导流腔1110的结构形式众多，示范性地，导流腔1110的输入端沿污物的流动方向逐渐收缩。于收缩结构下，导流腔1110的输入端对污物的集约导流作用更为显著，加速污物的流动而提高收集效率。示范性地，导流腔1110沿铅垂方向延伸，上端为输入端而下端为输出端。

其中，收缩结构可通过多种方式实现，例如是圆台构造或棱台构造。棱台是指棱锥的底面与一个截面之间的部分，在一个较佳的实施例中，棱台为棱锥的底面与平行于底面的一个截面之间的部分。圆台是指用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，所得到的底面与截面之间的部分。示范性地，圆台构造或棱台构造的轴向与铅垂方向重合，利用污物的自重而加速导流。

牵引封装单元1200具有位置移动，用于牵引筒式膜材而实现后者的连续式自动送料，并使受用段进入对应的作业工位；牵引封装单元1200具有张合运动，用于收束封合筒式膜材的受用段之端口，使该端口的周壁贴紧并完全封闭。其中，筒式膜材沿污物的流动方向依次贯穿导流腔1110与牵引封装单元1200，依次接受导向张开与牵引封合作业。可以理解，于筒膜式污物包装设备1000中，筒式膜材的受用段的延伸方向，亦即污物的流动方向。

牵引封装单元1200的结构形式众多，包括机械手、气动夹爪等类型。示范性地，牵引封装单元1200包括牵引封口机构1210。请结合参阅图4～8，其中，牵引封口机构1210包括第一保持件1211、复数个张合瓣1213与封合器1214，分别用于实现牵引、收束与封合作用。

其中，第一保持件1211可沿筒式膜材的受用段的延伸方向往复运动。可以理解，第一保持件1211连接有用于驱动其往复运动的驱动器件1500。驱动器件1500的形式众多，包括旋转电机、直线电机、伸缩缸、电推杆、电缸等类型。

示范性地，第一保持件1211通过丝杠传动机构连接于驱动器件1500。其中，丝杠传动机构包括驱动丝杠1212a与可螺旋旋转地保持于驱动丝杠1212a上的丝杠螺母1212b，驱动丝杠1212a由驱动器件1500驱动旋转，丝杠螺母1212b连接于第一保持件1211上。在丝杠传动机构为复数个的情形下，复数个丝杠传动机构通过同步机构连接于驱动器件1500，保证各丝杠传动机构的同步性。其中，同步机构包括复数个同步轮1212d与张紧连接复数个同步轮1212d的同步挠性件1212c。于复数个同步轮1212d中，一者直连于驱动器件1500上而为主动轮，余者一一对应地连接于驱动丝杠1212a端部而为从动轮。

复数个张合瓣1213分别设置于第一保持件1211上，随第一保持件1211一并移动。同时，复数个张合瓣1213环绕于筒式膜材的受用段之外周侧，并可滑动地相互接近而使筒式膜材的受用段之端口收束。其中，张合瓣1213可为片体、块体等类型，示范性地可为夹片。沿受用段的延伸方向，复数个张合瓣1213的位置分布可有多种选择。

第一种示范，复数个张合瓣1213沿受用段的延伸方向间距分布于第一保持件1211上，并可滑动地相互交错而使筒式膜材的受用段之端口收束。换言之，沿受用段的延伸方向，复数个张合瓣1213错位分布而互不交叠，沿滑动方向互不干涉，可分别滑动地接近受用段的开口处(包括其自由端及其连接于下一受用段的一端)并压迫后者，使后者的周壁受压贴紧而实现收束。其中，任一张合瓣1213的滑动方向与受用段的延伸方向互不平行。在一个至简的实施例中，张合瓣1213的数量为2并包围于受用段的端口之外周侧，其滑动方向共线而相反。

第二种示范，复数个张合瓣1213沿受用段的延伸方向至少部分交叠地分布于第一保持件1211上，并可滑动地相互拼合而使筒式膜材的受用段之端口收束。于拼合到位时，复数个张合瓣1213之间相互抵紧地紧密嵌合，使受用段之端口收束于其间。示范性地，复数个张合瓣1213分别具有拼接部1213a，通过拼接部1213a实现精确拼接。在一个至简的实施例中，张合瓣1213的数量为2并包围于受用段的端口之外周侧，其滑动方向共线而相反。

示范性地，张合瓣1213的往复滑动通过直线运动机构实现。其中，直线运动机构包括第一导向轨件1215a与第一滑块1215b，第一滑块1215b可直线往复运动地保持于第一导向轨件1215a上。二者中的一者与张合瓣1213连接，而另一者与第一保持件1211连接，从而实现张合瓣1213与第一保持件1211之间的相对滑动。

可以理解，张合瓣1213的往复滑动由驱动器件1500驱动。示范性地，张合瓣1213可通过传动机构而连接于驱动器件1500上，传动机构的形式包括挠性传动、丝杠传动、齿轮齿条等类型。

示范性地，张合瓣1213可通过第一挠性传动机构而连接于驱动器件1500上。其中，第一挠性传动机构包括第一主动轮1215c、第一从动轮1215d及张紧连接二者的第一挠性件1215e。根据第一挠性件1215e的类型，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，第一主动轮1215c与第一从动轮1215d为链轮、带轮或绳轮中的一种，第一挠性件1215e为传动带、传动链和传动绳中的一种。示范性地，在张合瓣1213的数量为2时，2个张合瓣1213可由同一第一挠性传动机构驱动而滑动接近或滑动远离。

请参阅图9，示范性地，张合瓣1213通过齿轮齿条机构连接于驱动器件1500上。其中，齿轮齿条机构包括相互啮合的第一齿轮1215f与第一齿条1215g，二者中的一者安装于第一保持件1211上，另一者安装于张合瓣1213上。

补充说明，于复数个张合瓣1213的作用下，受用段之端口被夹持于张合瓣1213之间。复数个张合瓣1213随第一保持件1211同步滑动，带动受用段之端口同步移动，从而实现对受用段的牵引作用。

封合器1214设置于第一保持件1211或张合瓣1213上，用于使筒式膜材的受用段的收束端口封合。换言之，当受用段的端口于张合瓣1213的作用下而收束到位时，封合器1214作用于受用段的端口而使后者的周壁连接锁定，周壁无法分离而实现封闭。

其中，封合器1214可采用钉合、胶合等方式实现封合目的。于钉合方式下，受用段的端口周壁由封装钉m(a)连接封闭；于胶合方式下，受用段的端口周壁受热胶合或由粘接剂胶合。

示范性地，封合器1214包括具有分居筒式膜材的受用段之端口两侧的第一封合端1214a与第二封合端1214b，二者之间具有相对滑动。第一封合端1214a与第二封合端1214b滑动接近而使封装钉m(a)穿透受用段之端口后压折闭合，实现钉合目的；或者，第一封合端1214a与第二封合端1214b滑动接近而使受用段之端口受热熔接，或喷胶使之粘合，实现胶合目的。示范性地，第一封合端1214a与第二封合端1214b设置于相同或不同的张合瓣1213上。

示范性地，第一封合端1214a具有压合部1214a1，第二封合端1214b具有用于夹持封装钉m(a)的夹持部1214b1。当第一封合端1214a与第二封合端1214b滑动接近时，封装钉m(a)与受用段之收束端口逐渐接近连接，压合部1214a1与第二封合端1214b压合而实现位于二者之间的封装钉m(a)的压折闭合，实现封合目的。

示范性地，第二封合端1214b还具有活动压合件1214b2，活动压合件1214b2可滑动地保持于夹持部1214b1上，用于驱动封装钉m(a)接近压合部1214a1而压折闭合。示范性地，夹持部1214b1具有槽体结构，其接近第一封合端1214a的一端保持开口。当活动压合件1214b2滑动时，封装钉m(a)于槽体内滑动并自槽体开口端顶出而穿透受用段，并于活动压合件1214b2与压合部1214a1的压合作用下压折闭合。示范性地，活动压合件1214b2由驱动器件1500驱动。

示范性地，第一封合端1214a与第二封合端1214b中一者具有定位母端1214a2，另一者具有定位公端1214b3。定位母端1214a2与定位公端1214b3轴孔插接，实现第一封合端1214a与第二封合端1214b的精确定位。

示范性地，封合器1214还包括用于供给封装钉m(a)的供给容器1214c，供给容器1214c的输出端与夹持部1214b1保持相对，以便封装钉m(a)落入夹持部1214b1而实现夹持。示范性地，供给容器1214c为沿铅垂方向布置的钉槽，钉槽下端开口与夹持部1214b1的入口端保持相对，使封装钉m(a)可于自重驱动下落入夹持部1214b1。示范性地，供给容器1214c与第二封合端1214b安装于不同的张合瓣1213上，当复数个张合瓣1213滑动接近到位时，供给容器1214c的输出端与夹持部1214b1的输入端相对连接。

请结合参阅图1～3及图10，示范性地，牵引封装单元1200包括定位夹持机构1220，定位夹持机构1220包括复数个夹持瓣1222，复数个夹持瓣1222环绕于筒式膜材的受用段之外周侧，并可滑动地相互接近而实现对筒式膜材的受用段的定位夹持，使受用段保持于正确位置，以便牵引封口机构1210的牵引封口作业。

示范性地，复数个夹持瓣1222沿受用段的延伸方向至少部分交叠地分布于第一保持件1211上，并可滑动地相互拼合而使受用段的目标段落被定位夹紧于当前位置。示范性地，复数个夹持瓣1222分别具有夹持拼接部1222a，通过夹持拼接部1222a实现精确拼接。在一个至简的实施例中，夹持瓣1222的数量为2并包围于受用段的目标段落之外周侧，其滑动方向共线而相反。

示范性地，夹持瓣1222的往复滑动通过直线运动机构实现。其中，直线运动机构包括第二导向轨件1223a与第二滑块1223b，第二滑块1223b可直线往复运动地保持于第二导向轨件1223a上。二者中的一者与夹持瓣1222连接，而另一者与第二保持件1221连接，从而实现夹持瓣1222与第二保持件1221之间的相对滑动。

可以理解，夹持瓣1222的往复滑动由驱动器件1500驱动。示范性地，夹持瓣1222可通过传动机构而连接于驱动器件1500上，传动机构的形式包括挠性传动、丝杠传动、齿轮齿条等类型。

示范性地，夹持瓣1222可通过第二挠性传动机构而连接于驱动器件1500上。其中，第二挠性传动机构包括第二主动轮1223c、第二从动轮1223d及张紧连接二者的第二挠性件1223e。根据第二挠性件1223e的类型，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，第二主动轮1223c与第二从动轮1223d为链轮、带轮或绳轮中的一种，第二挠性件1223e为传动带、传动链和传动绳中的一种。示范性地，在夹持瓣1222的数量为2时，2个夹持瓣1222可由同一第二挠性传动机构驱动而滑动接近或滑动远离。

请参阅图11，示范性地，夹持瓣1222通过齿轮齿条机构连接于驱动器件1500上。其中，齿轮齿条机构包括相互啮合的第二齿轮1223f与第二齿条1223g，二者中的一者安装于第二保持件1221上，另一者安装于夹持瓣1222上。

分切单元1300用于实现筒式膜材的受用段与未用段的分离，其分切方式包括机械切割、激光切割等类型。示范性地，于机械切割方式下，分切单元1300包括分切刀具1310及用于驱动分切刀具1310旋转或直线往复的驱动源1320。驱动源1320的形式众多，包括旋转电机、液压马达等类型。

示范性地，筒膜式污物包装设备1000还包括机架1400，用于承载安装前述的导流体1100、牵引封装单元1200与分切单元1300。

实施例2

请参阅图12，本实施例公开一种筒膜式污物包装方法，包括以下步骤：

步骤a：使筒式膜材一端保持筒式张开而形成受用段。例如，于用户排泄前，筒式膜材套设于导流腔1110的周面上并贯穿导流腔1110，由导流腔1110以导向张开作用而实现筒式张开，保证污物的通流流道贯通，避免对便器本体的表面造成污染，降低清洁难度、保证高洁净度，无需耗水而节约用水，节能环保特性突出。

步骤b：使所述受用段保持于当前位置并实现其自由端开口的收束封合而形成用于装载污物的载物腔，所述受用段一端开口一端封合。例如，牵引封口机构1210利用自身的张合运动使受用段的自由端开口收束封合。其中，受用段的自由端是指受用段沿污物流动方向的末端。示范性地，利用定位夹持机构1220的定位夹持作用实现对受用段的定位，使之保持于正确位置。可以理解，步骤b执行于准备排泄之前，为用户排泄做好污物装载准备。

步骤c：使所述受用段的开口端移动至分切位置，收束封合所述受用段的开口端后，使所述受用段与下一受用段分离。可以理解，步骤c执行于排泄完成之后，此时载物腔内已装载全部污物。

牵引封口机构1210利用自身的位置移动使受用段同步迁移，使受用段的开口端进入分切位置。可以理解，在此过程中，筒式膜材上邻接于受用段的下一材料段进入导流腔1110而筒式张开，形成下一受用段。

于分切位置，牵引封口机构1210利用自身的张合运动使受用段的开口端收束封合，使载物腔两端均完全封闭，避免污物泄漏。随即，分切单元1300执行分切动作，使已装载污物的受用段与下一受用段分离，实现已装载污物的受用段收集处理并使下一受用段进入下一污物包装过程。示范性地，可由真空泵的抽吸作用，加速已装载污物的受用段的回收处理。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。