智能厕纸机的制作方法

本发明涉及卫生纸的配给器，尤其涉及一种智能厕纸机。

背景技术：

目前，在公共厕所的厕间中，为了便于人们使用卫生纸，通常都会在马桶附近安装一个厕纸盒，该厕纸盒内部设置有滚轴，该滚轴上套设有纸筒，该纸筒可绕滚轴转动并其上还形成有引出端，该引出端一般均露出于厕纸盒，由此人们在需要使用卫生纸时，只需拽拉引出端，该纸筒即会绕滚轴转动，使得纸筒上的卫生纸被不断拉出以供人们使用。

但是，由于人们拉拽力量不等，经常会出现拉拽出大量卫生纸的情形，由于该纸筒并无法实现反转，故会浪费大量卫生纸，大大降低了卫生纸的使用效率。

当然，也存在一些无自控能力的孩童或素质不佳的使用者，故意造成卫生纸浪费的情况。

为了解决这个问题，中国实用新型说明书(授权公告号：cn202821162u)公开了一种自动厕纸机。它包括滚轴以及套设在滚轴上的纸筒，该纸筒具有引出端；该自动厕纸机还包括主动轴、从动轴、输送带和具有预设转动圈数的步进电机，该输送带绕设在主动轴和从动轴之间，该步进电机与主动轴传动相连，该纸筒的引出端贯穿于主动轴与从动轴之间并可随主动轴的转动而运动。它能实现一个固定长度的自动出纸，从而避免了卫生纸被浪费的情形。

我们发现虽然上述自动厕纸机还具有如下缺陷：

1、没有进一步公开上述电机是如何启动，如果是按钮式启动则容易造成不卫生的情况。

2、虽然每次启动电机的厕纸出纸长度固定，但是电机的启动次数并未受到限制，仍然容易造成浪费的情况。

3、无法统计每个厕间的实际出纸长度，无法了解纸盒是否缺纸的情况，也无法实现智能化的缺纸提醒。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能厕纸机，主要解决现有自动厕纸机无法智能、安全、卫生的控制何时出纸，以及无法智能的控制和统计出纸长度，以及无法实现缺纸提醒的问题，它有利于实现厕纸机的智能化出纸，避免厕纸浪费，特别有利于对公共厕所的厕纸使用的统筹化和智能化管理，提供公共服务质量，拓宽这些公共设施的商业化支持来源。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种智能厕纸机，它包括壳体，壳体内具有供纸卷放入的空间，还具有电机，其特征在于：该电机通过传动机构连接并驱动至少一对送纸辊，这对送纸辊的相对转动可以将夹设在送纸辊的厕纸均匀输出；该壳体上具有用于人体部位接近智能厕纸机后感应出纸的出纸距离感应模块，该电机的输出轴上设置有用于采集出纸长度的出纸测速模块；该电机由电机控制模块连接驱动；该出纸距离感应模块、出纸测速模块和电机控制模块均由主控制器控制连接。

所述的智能厕纸机，其特征在于：该壳体上还具有用于判断人体是否进入厕间的人体感应模块、判断人体是否在厕间内的人体距离感应模块；该人体感应模块、人体距离感应模块均由主控制器控制连接。

所述的智能厕纸机，其特征在于：在壳体内的纸卷放置空间内还具有缺纸感应模块，该缺纸感应模块由主控制器控制连接。

所述的智能厕纸机，其特征在于：在智能厕纸机上有一个显示窗，该显示窗内具有缺纸状态led；该缺纸状态led由主控制器控制连接。

所述的智能厕纸机，其特征在于：该电机连接带动的同步轮，该同步轮通过同步带连接带动齿轮进行转动，齿轮进一步带动同步轮运动进行匀速出纸。

所述的智能厕纸机，其特征在于：该同步轮至少包括两个由齿轮带动的相向运动的送纸齿轮，两个送纸齿轮均连接带动一根送纸辊，这两根送纸辊的相对转动可以将夹设在送纸辊间的厕纸均匀输出。

所述的智能厕纸机，其特征在于：该送纸辊为平行设置。

所述的智能厕纸机，其特征在于：该齿轮直接或间接带动了四个送纸齿轮，其中，由齿轮带动第一送纸齿轮逆时针旋转或顺时针旋转，第一送纸齿轮啮合带动第四送纸齿轮之间相对运动使连接二者的轴带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸；另外，由齿轮同时带动第二送纸齿轮逆时针旋转或顺时针旋转，第二送纸齿轮啮合带动第三送纸齿轮之间相对运动使连接二者的轴带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸。

所述的智能厕纸机，其特征在于：第一送纸齿轮和第四送纸齿轮带动送纸辊的外径与第二送纸齿轮和第三送纸齿轮带动送纸辊外径不同。

所述的智能厕纸机，其特征在于：在智能厕纸机上有出纸按键和收纸按键，该出纸按键和收纸按键由按键模块连接控制。

鉴于上述技术特征，本发明具有如下有益效果：

1、本发明智能厕纸机的壳体上具有用于人体部位接近智能厕纸机后感应出纸的出纸距离感应模块，该电机的输出轴上设置有用于采集出纸长度的出纸测速模块；该电机由电机控制模块连接驱动；该出纸距离感应模块、出纸测速模块和电机控制模块均由主控制器控制连接。因此，可以通过无接触的感应人体部位后进行自动出纸，出纸的长度和总量由出纸测速模块感应并通过主控制器计算进行统计和控制。再者，主控制器还可以通过其他方式实现二次或多次出纸(如：使用者通过扫描二维码等条码，在通过主控制器控制电机控制模块实现二次或多次出纸)。需要特别说明的是，由于出纸的长度和总量由出纸测速模块感应，并由主控制器智能控制，因此出纸的长度是可以实现智能调节的。比如：感应出纸为50cm，第二次扫码出纸为30cm。

2、本发明智能厕纸机的壳体上还具有用于判断人体是否进入厕间的人体感应模块、判断人体是否在厕间内的人体距离感应模块；该人体感应模块、人体距离感应模块均由主控制器控制连接。因此，可以在判断人体进入厕间后通过语音等方式来告知此智能厕纸机的使用方式，在判断人体离开厕间时，通过厕纸机的电源模块使各用电器件处于省电模式。

3、本发明智能厕纸机，在壳体内的纸卷放置空间内还具有缺纸感应模块，该缺纸感应模块由主控制器控制连接。在智能厕纸机上有一个显示窗，该显示窗内具有缺纸状态led；该缺纸状态led由主控制器控制连接。因此，可以在厕纸机缺纸的情况下提示使用者，还可以通过主控制器将缺纸信息统一发送到管理中心，以便维护人员及时加纸。

4、本发明智能厕纸机的供纸机构包括电机，电机连接带动的同步轮，该同步轮通过同步带连接带动齿轮进行转动，齿轮进一步带动同步轮运动进行匀速出纸。因此，整个出纸过程均为自动控制，不需要人手去直接接触启动，卫生、安全。

5、本发明智能厕纸机供纸机构的同步轮至少包括两个由齿轮带动的相向运动的送纸齿轮，两个送纸齿轮均连接带动一根送纸辊，这两根送纸辊的相对转动可以将夹设在送纸辊间的厕纸均匀输出。作为优选，该送纸辊为平行设置。这种同步运动的送纸辊的送纸方式，出纸速度稳定，纸张平整。

6、作为一种优选的供纸机构，该齿轮直接或间接带动了四个送纸齿轮，其中，由齿轮带动第一送纸齿轮逆时针旋转或顺时针旋转，第一送纸齿轮啮合带动第四送纸齿轮之间相对运动使连接二者的轴带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸；另外，由齿轮同时带动第二送纸齿轮逆时针旋转或顺时针旋转，第二送纸齿轮啮合带动第三送纸齿轮之间相对运动使连接二者的轴带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸。更优选的，第一送纸齿轮和第四送纸齿轮带动送纸辊的外径与第二送纸齿轮和第三送纸齿轮带动送纸辊外径不同，可以确保厕纸呈张紧状态的均匀输出。

7、在智能厕纸机上有出纸按键和收纸按键，该出纸按键和收纸按键由按键模块连接控制。这个操作功能主要是在换纸时使用。

附图说明

图1是本发明智能厕纸机一较佳实施例的立体图一。

图2是本发明智能厕纸机一较佳实施例的立体图二。

图3是本发明智能厕纸机的电机驱动供纸机构的结构示意图。

图4是本发明智能厕纸机的电气控制结构原理图。

图5是本发明智能厕纸机中一种人体感应模块的电气原理图。

图6是本发明智能厕纸机中一种出纸距离感应模块的电气原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-3所示，它是本发明一种智能厕纸机一较佳实施例的结构示意图。如图所示：它包括壳体，壳体内具有供纸卷放入的导槽11，还具有电机10，电机10连接带动的同步轮12，该同步轮12通过同步带13连接带动齿轮14进行转动，齿轮14进一步带动同步轮运动进行匀速出纸。厕纸通过导槽11引入同步轮间。

该同步轮至少包括两个由齿轮14带动的相向运动的送纸齿轮，两个送纸齿轮均连接带动一根送纸辊，这两根送纸辊(优选为平行设置)的相对转动可以将夹设在辊间的厕纸均匀输出。

如图2、3所示，本实施例中，齿轮14直接或间接带动了四个送纸齿轮a21、a22、a23、a24，其中，由齿轮14带动送纸齿轮a21逆时针旋转或顺时针旋转，送纸齿轮a21啮合带动送纸齿轮a24之间相对运动(顺时针旋转或逆时针旋转)使连接二者的轴a11、a14带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸。另外，由齿轮14同时带动送纸齿轮a22逆时针旋转或顺时(顺时针旋转或逆时针旋转)针旋转，送纸齿轮a22啮合带动送纸齿轮a23之间相对运动使连接二者的轴a12、a13带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸，这组的运动方向与轴a11、a14带动的方向相同。作为可选方式，由于a11、a14带动送纸辊的外径与轴a12、a13带动送纸辊外径有所不同，因此，同步轮进行给整体运动实现同步运动，可以确保厕纸呈张紧状态的均匀输出。

当然，本发明的供纸机构中的同步带也可以采用链轮等传动件，送纸齿轮也可以采用其他驱动轮或由传动件控制的同步运动机构。这些传动件、同步运动机构构成传动机构。总之，本发明智能厕纸机供纸机构的最基本结构为：电机通过传动机构连接并驱动至少一对送纸辊，这两根送纸辊的相对转动可以将夹设在送纸辊的厕纸均匀输出。

另外，该智能厕纸机还包括如下功能结构：

1、在智能厕纸机上有两个按键k01、k02，按键k02实现出纸，按键k01实现收纸。

2、在厕所停电时智能厕纸机内部有电池16(如：锂电池)可保证一定时间内的使用。

3、在智能厕纸机上有一个显示窗18可以看到厕纸的信息，缺纸状态led20文字提示亮起。

4、在智能厕纸机的下方有一个锁位19，由保洁人员或专业人员使用钥匙进行更换厕纸或维修。壳体上设置的合页21旋转打开智能厕纸机。厕纸机内，有剩余用纸时，更换厕纸人员，按键k02出纸按键，把剩余厕纸取出，换厕纸人员把新厕纸放入，把厕纸一边放入导槽11内，按一下按键k01，把厕纸传到出纸口处。具体的：更换厕纸人员按下k01按键输出命令，此时电机10带动同步轮12转动，同时通过同步带13链接带动齿轮14进行转动，齿轮14直接或间接带动了四个送纸齿轮a21、a22、a23、a24，其中，由齿轮14带动送纸齿轮a21逆时针旋转或顺时针旋转，送纸齿轮a21啮合带动送纸齿轮a24之间相对运动(顺时针旋转或逆时针旋转)使连接二者的轴a11、a14带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸。另外，由齿轮14同时带动送纸齿轮a22逆时针旋转或顺时(顺时针旋转或逆时针旋转)针旋转，送纸齿轮a22啮合带动送纸齿轮a23之间相对运动使连接二者的轴a12、a13带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸，这组的运动方向与轴a11、a14带动的方向相同。作为可选方式，由于a11、a14带动送纸辊的外径与轴a12、a13带动送纸辊外径有所不同，因此，同步轮进行给整体运动实现同步运动，可以确保厕纸呈张紧状态的均匀输出。

5、当智能厕纸机没有厕纸时，缺纸感应模块105会感应到厕纸机内有无厕纸遮挡(有遮挡代表厕纸机内有厕纸，无遮挡代表厕纸机内无厕纸)。

如图4所示，该智能厕纸机的电气控制部分结构是：该电机10的输出轴上设置有码盘传感器15(即出纸测速模块104)，该智能厕纸机1上还设置有用于判断人体是否进入厕间的人体感应模块101、判断人体是否在厕间内的人体距离感应模块102、用于人体手部(或其它部位)接近智能厕纸机后感应出纸的出纸距离感应模块103、用于感应智能厕纸机内是否缺纸的缺纸感应模块105。还包括，用于控制电机10转动的电机控制模块106，用于控制显示功能(配合显示窗18内的led20)的显示模块107，用于控制无线通讯的无线通讯模块108(如：wifi模块)，用于控制发声器件17的音频解码功能的音频解码模块109，电源模块110，连接电池16的电源管理模块111，用于实现按键控制的按键模块112，时钟模块113。以及连接控制上述人体感应模块101、人体距离感应模块102、出纸距离感应模块103、出纸测速模块104、缺纸感应模块105、电机控制模块106、显示模块107、无线通讯模块108、音频解码模块109、电源模块110、电源管理模块111、配合按键(如：按键k01、k02)实现手动控制的按键模块112、时钟模块113的主控制器100(如：arm处理器)。

作为一种可选方式，该电气部分还可以增加远程通讯模块(如：485接口，图中未示)，以实现远程通信。

进一步的，上述电气结构中：

该主控制器100可采用st公司stm32f105型号，采用cortex-m3内核，cpu最高速度达72mhz。256kb片上flash存储器、64kbsram和14个通信接口。

该人体感应模块101是利用热释电红外传感器由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。如：该人体感应模块101可采用eg4001。eg4001是一款专为热释电红外传感器信号放大及处理输出的数模混合专用芯片，内部集成了运算放大器、双门限电压比较器、参考电压源、延时时间定时器和封锁时间定时器及状态控制器等，其结构如图5所示。

输入信号需接入到运放的反相输入端，使第一级运放工作于反相比例放大状态，第一级增益参数是由r2和r3进行设定，绝对增益为a1＝r3/r2，第一级运放增益a1＝r3/r2＝(3.0*106)/(10*103)＝300。c2为隔直电容，c3为高频抗干扰滤波电容。eg4001仅需一个外接电容c4和一个上拉电阻r4可设置振荡器的工作频率.

该人体距离感应模块102可采用st意法半导体专利flightsense技术的激光测距传感器vl53l0x。vl53l0x是目前市场上最小的飞行时间(tof)传感器，它完全集成并嵌入一个符合人体安全的激光传感器，先进的滤波器和超快光子探测阵列。不到30ms即可提供最长2米的绝对距离读值(单位为mm)，快速模式：50hz快速测距操作，高精度，低功耗，4.4×2.4×1mm回流焊封装，先进的环境光抑制的设计，采用940nm不可见光。数字i2c接口进行数据读取。

vl53l0x包含基于一个spad(单光子雪崩二极管)感应器陈列和一个符合人体一级安规的vcsel(垂直腔面发射激光器)的集成940nm光源，与嵌入式微控制器上运行的算法一起使用时，可以直接确定以毫米为单位的目标物体的距离，即使是在具有挑战性的工作条件下，并且与目标反射率无关。

该出纸距离感应模块103是利用红外对管折射原理，如图6所示：模块由红外发射管和红外接收管组成，红外发射和接收朝着同一个方向进行，当有物体遮挡时，接收管会接收到发射管发出的信号，从而改变输出状态。

该缺纸感应模块105是利用红外对管对射原理，模块由红外发射管和红外接收管组成，红外发射和接收相对，当有物体遮挡时，接收管就不会接收到发射管发出的信号，从而改变输出状态。其结构与出纸距离感应模块103一致，只是安装方式不同。

该出纸测速模块104是利用对射式光电开关遮挡导通的原理，在电机10的主动轴上安装码盘传感器15，主动轴旋转时，码盘传感器15也随之旋转，光电开关会记录码盘传感器15转动的个数，从而推算出电机转动的圈数，来达到控制出纸的长度。

本发明智能厕纸机可以实现如下功能：

人体距离感应模块102、出纸距离感应模块103、出纸测速模块104、缺纸感应模块105、电机控制模块106、显示模块107、无线通讯模块108、音频解码模块109、电源模块110、电源管理模块111、配合按键(如：按键k01、k02)实现手动控制的按键模块112、时钟模块113的主控制器100(如：arm处理器)。

通过人体感应模块101判断人体是否进入厕间，并通过人体距离感应模块102进一步判断在厕间内，此时通过发声器件17(如：扬声器)播放背景音乐。

需要用纸时，需伸手到出纸距离感应模块103位置，并保持遮挡，此时电机10带动同步轮12转动，同时通过同步带13链接带动齿轮14进行转动，齿轮14直接或间接带动了四个送纸齿轮a21、a22、a23、a24，其中，由齿轮14带动送纸齿轮a21逆时针旋转或顺时针旋转，送纸齿轮a21啮合带动送纸齿轮a24之间相对运动(顺时针旋转或逆时针旋转)使连接二者的轴a11、a14带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸。另外，由齿轮14同时带动送纸齿轮a22逆时针旋转或顺时(顺时针旋转或逆时针旋转)针旋转，送纸齿轮a22啮合带动送纸齿轮a23之间相对运动使连接二者的轴a12、a13带动送纸辊同步转动来输入、输出厕纸，这组的运动方向与轴a11、a14带动的方向相同。作为可选方式，由于a11、a14带动送纸辊的外径与轴a12、a13带动送纸辊外径有所不同，因此，同步轮进行给整体运动实现同步运动，可以确保厕纸呈张紧状态的均匀输出。

其中：由码盘传感器15感应出纸长度，同时码盘传感器15通过主控制器100并通过电机控制模块106控制电机10输出厕纸长度。

在实际使用当中，本申请的智能厕纸机可以实现如下特殊功能：

电机10带动同步带12会出一定距离的纸张(如：50cm)会通过发声器件17语音提醒来提示人是否需要更多的纸。如果需要更多地厕纸请扫描厕纸机外壳上(或厕间内的其它位置)贴设的条码(如：二维码可关注公众号)，经过一系列的后台信息采集和许可授权后，电机10带动同步带12会再输出一定距离的厕纸。

当人如厕完毕后，智能厕纸机会通过通过人体感应模块101感应人入厕完毕。从而可以减少公共场合厕所用纸的浪费率，节约环保。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。