一种智能马桶的控制方法与流程

本发明涉及马桶领域，尤其涉及一种智能马桶的控制方法。

背景技术：

随着科技的发展以及人类生活质量的提高，人类生活也日趋智能化，例如智能马桶的诞生，现有技术的智能马桶可以实现自动清洁、自动冲水、自动开盖等功能，其中智能马桶的自动翻盖功能一般是直接通过红外感应人体是否在监测范围内，若人体在监测范围内，则控制马桶实现自动翻盖，但是马桶一般是和淋浴房以及洗脸盆等一起安装在卫生间内，若只是单纯的采用红外感应或微波感应控制马桶自动翻盖，则会经常出现误判断的行为，例如使用者只是想使用洗脸盆而经过感应的控制范围内，而马桶由于监测到人体会控制其自动翻盖，可见，这种方式只能控制其自动打开面盖，无法根据使用者的需要去打开面盖或面盖与座圈同时打开。

而现有技术的智能马桶的自动冲水一般只是通过红外感应、微波感应或者只是单纯通过座圈压力监测人离开后进行大排冲水，这样的技术不够智能，有可能会出现误冲水的可能，导致水源浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能马桶的控制方法,解决现有技术中智能马桶误冲水的问题。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种智能马桶的控制方法，解决使用者要全程参与或部分参与到面盖、座圈、冲水等操作中。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能马桶的控制方法，包括以下步骤：

a、监控单元实时感应其监控范围内是否有人，若监控单元感应到有人在监控范围内，则手势控制单元开启；

b、手势控制单元实时采集手势信号，并根据手势信号控制电机驱动单元工作；

当所述手势信号为第一手势信号时，所述电机驱动单元驱动面盖翻转；

当所述手势信号为第二手势信号时，所述电机驱动单元驱动面盖和座圈翻转；

c、监控单元感应使用者是否离开，若使用者离开监控单元的监控范围，则电机驱动单元驱动面盖和座圈盖合；

d、冲水单元控制马桶自动冲水。

作为上述方案的改进，所述智能马桶还包括落座感应模块和时间监控模块，所述落座感应模块感应使用者是否落座，所述时间监控模块用于监控使用者落座的时间；

若所述手势信号为第一手势信号，且落座感应模块没有感应到使用者落座，则冲水单元选择小排量冲水；

若所述手势信号为第一手势信号，落座感应模块感应到使用者落座，且时间监控模块监控使用者落座的时间小于预设值，则冲水单元选择小排量冲水；

若所述手势信号为第一手势信号，落座感应模块感应到使用者落座，且时间监控模块监控使用者落座时间大于等于预设值，则冲水单元选择大排量冲水；

若所述手势信号为第二手势信号，则冲水单元选择小排量冲水。

作为上述方案的改进，所述冲水单元设有小排量冲水档和大排量冲水档；

当步骤b中的手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号，则步骤d中的冲水单元选择大排量冲水档进行冲水；

当步骤b中的手势控制单元采集的手势信号为第二手势信号，则步骤d中的冲水单元选择小排量冲水档进行冲水。

作为上述方案的改进，在步骤b中，所述手势控制单元通过电容感应金属片实时采集手势信号。

作为上述方案的改进，所述电容感应金属片采用模内注塑工艺安装于所述面盖内；

或者，所述电容感应金属片采用压铸工艺安装于所述面盖内；

或者，所述电容感应金属片通过内盖盖合于所述面盖上。

作为上述方案的改进，所述电容感应金属片安装于所述座圈内，所述电容感应金属片为安装于座圈内的导热铝箔。

作为上述方案的改进，所述监控单元通过微波感应头或红外感应头实时感应其监控范围内是否有人，所述微波感应头或红外感应头安装于智能马桶的便器主体内。

作为上述方案的改进，所述电机驱动单元包括第一电机驱动单元和第二电机驱动单元，所述第一电机驱动单元控制所述面盖旋转，所述第二电机驱动单元控制所述座圈旋转。

作为上述方案的改进，所述第一电机驱动单元和第二电机驱动单元均包括电机、减速齿轮箱和霍尔开关，所述电机驱动减速齿轮箱工作，所述减速齿轮箱驱动相应的面盖或者座圈旋转，所述面盖和座圈内均安装有与霍尔开关相适配的强磁铁，所述霍尔开关控制所述电机停止工作。

作为上述方案的改进智能马桶的面盖设有具有夜间照明功能的照明显示屏；若监控单元探测到人体，则照明显示屏亮起，且照明显示屏显示出手势信号对应的功能图案，当手势控制单元采集到某个手势信号时，则照明显示屏上对应的功能图案显示加亮状态。

实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

采用本发明的控制方法时，通过监控单元监控人体是否在使用范围内，需要使用时，通过不同的手势选择打开面盖或者面盖、座圈打开，其中，监控单元实时控制，若其监测到人体完成使用后离开探测范围，则面盖和座圈均盖合，此时方能进行冲水，可见，采用本发明的智能马桶时，必须要先通过手势开启座圈或者面盖，只有经过此动作后，后续方能冲水，而通过手势开启座圈或者面盖的精确度高，且使用者开启座圈或者面盖一般都是需要使用智能马桶，所以不会出现冲水误判断。

此外，本发明通过监控单元实时监控人体是否在其感应范围内，可以提高智能马桶控制的精确度，例如，在安装马桶时打开了面盖或者座圈，或者使用者在使用中打开了面盖或座圈，而在安装或者使用过程中智能马桶突然断电，当电路接通后，首先通过监控单元监控人体是否离开，只有当人体离开后面盖和座圈方能盖合，并进行随后的冲水程序，可见，采用本发明的控制方法不会出现在安装过程以及使用过程中出现误判而导致面盖和座圈盖合。

附图说明

图1是本发明智能马桶的控制方法的流程图；

图2是本发明智能马桶的控制方法的具体工作流程图；

图3是本发明的控制方法采用电容感应金属片时的电容感应控制电路框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见附图1至附图3，本发明公开了一种智能马桶的控制方法，具体包括下述步骤。

s1：监控单元实时感应其监控范围内是否有人，若监控单元感应到有人在监控范围内，则手势控制单元开启。其中，所述监控单元作为一个初步的监控，只有当监控单元感应到有人在监控范围内，所述手势控制单元方能启动，可以提高手势控制单元工作的精确性，且对手势控制单元有一个保护作用。

其中，所述监控单元优选通过微波感应头或红外感应头实时感应其监控范围内是否有人，所述微波感应头或红外感应头安装于智能马桶的便器主体内；将感应头安装在智能马桶的便器主体内可以达到防潮的目的，且便器主体作为整个智能马桶的主要体积部位，将感应头安装在其内可以实现感应头位于整个智能马桶的中心线上，此时，更利于控制感应头的探测范围与距离，此外，本发明将感应头安装在智能马桶的便器主体内可以更好的进行智能马桶的结构以及外观的设计。

s2：手势控制单元实时采集手势信号，并根据手势信号控制电机驱动单元工作；

当所述手势信号为第一手势信号时，所述电机驱动单元驱动面盖翻转；此为智能马桶的第一使用状态；

当所述手势信号为第二手势信号时，所述电机驱动单元驱动面盖和座圈翻转；此为智能马桶的第二使用状态。

本发明通过不同的手势选择是面盖翻转还是面盖和座圈均翻转，当使用者挥出第一手势信号时，则电机驱动单元驱动面盖翻转，以使面盖处于打开状态、座圈处于初始的水平状态，此时，一般是男士大便时使用，或者是女士大便和小便时使用，当使用者挥出第二手势信号时，则电机驱动单元驱动面盖和座圈均翻转，以使面盖和座圈均处于打开状态，此时，一般是男士小便时使用，本发明通过不同的手势选择两种使用状态，通过此两种状态对后续的自动冲水有重要的作用。

在步骤s2中，所述手势控制单元优选通过电容感应金属片实时采集手势信号。本发明通过电容感应金属片感应手势，其中，所述电容感应金属片可以通过手扬非接触的方式实现感应，且此感应方式的感应精度高，不容易受外界干扰。

其中，所述电容感应金属片优选采用以下两种安装方式：

电容感应金属片的第一种安装方式，将所述电容感应金属片安装于面盖内，当电容感应金属片安装在面盖内时，可以将led指示灯与电容感应金属片一同安装在面盖内，采用此安装方式时，优选通过以下三种加工工艺；

第一种加工工艺，所述电容感应金属片采用模内注塑工艺安装于所述面盖内；具体的，可以先按照面盖的外形做个骨架零件，再把电容感应金属片放置在骨架零件上，最后将布置好的骨架零件放入模具内并以模内注塑的方式嵌入面盖内，另外，采用此加工工艺时，可以将用于连接电容感应金属片的连接导线以及led指示灯均采用此种方式进行安装；

第二种加工工艺，所述电容感应金属片采用压铸工艺安装于所述面盖内；具体的，可以先按照面盖的外形做个骨架零件，再把电容感应金属片放置在骨架零件上，最后将布置好的骨架零件放入模具内以压铸的方式嵌入面盖内，另外，采用此加工工艺时，可以将用于连接电容感应金属片的连接导线以及led指示灯均采用此种方式进行安装。

第三种加工工艺，所述电容感应金属片通过内盖盖合于所述面盖上，具体的，先把电容感应金属片与其它需要安装在面盖上的显示模块等装配在面盖内表面上，再用所述内盖把电容感应金属片及其它部件盖上，此种工艺成熟，也方便以后的维修。

本发明通过上述三种加工工艺将电容感应金属片以嵌入面盖的形式安装于面盖内，可以提高电容感应金属片安装的便捷性，且当电容感应金属片安装于面盖内时，电容感应金属片不会受到外界灰尘或者污水的影响，且整体外形也美观。

此外，采用电容感应金属片时，可以在便器主体上安装与电容感应金属片连接的主控板，其中电容感应金属片与主控板通过连接导线连接，电容感应金属片在长期使用过程中无需更换电池，当然，本发明也可以采用无线连接的方法将整个电容感应金属片都安装在面盖上，但是采用无线连接时，需要采用电池，所以工作距离很短，此时不能做到非接触控制，所以本发明优选采用导线连接。

电容感应金属片的第二种安装方式，所述电容感应金属片安装于所述座圈内，所述电容感应金属片为安装于座圈内的导热铝箔。需要说明的是，智能坐便器一般都会设置加热铝箔进行加热，本发明第二种安装方式例将电容感应金属片直接用导热铝箔来实现，不仅节省材料，简化结构，由于导热铝箔的面积大，还可以提高感应精度。

此外，所述电机驱动单元优选采用分开控制的方式控制面盖和座圈旋转，此时，所述电机驱动单元包括第一电机驱动单元和第二电机驱动单元，所述第一电机驱动单元控制所述面盖旋转，所述第二电机驱动单元控制所述座圈旋转。本发明采用两个独立的第一电机驱动单元和第二电机驱动单元可以实现面盖和座圈分别打开或者同时打开，从而提高本发明智能马桶的智能性。

进一步地，所述第一电机驱动单元和第二电机驱动单元均包括电机、减速齿轮箱和霍尔开关，所述电机驱动减速齿轮箱工作，所述减速齿轮箱驱动相应的面盖或者座圈旋转，所述面盖和座圈内均安装有与霍尔开关相适配的强磁铁，所述霍尔开关通过与强磁铁的配合控制所述电机是否停止工作。采用本发明的第一电机驱动单元和第二电机驱动单元时，当面盖或者座圈转到一定角度后，所述霍尔开关检测到强磁场的存在，所述电机停止工作，此时，所述面盖或座圈处于完全被打开的状态，此外，本发明还可以在主控板上设置阻力检测单元，当阻力检测单元检测到强阻力时，电机停止运转，此时，面盖或座圈回落回原位。

其中，所述霍尔开关安装于电机内，通过霍尔开关与面盖内的强磁铁之间的配合用于检测面盖和座圈的位置，且本发明结合电容感应金属片感应，当霍尔开关检测到相应的面盖打开，则所述电容感应模块就会关闭，可见，采用本发明的控制方法，只要面盖不在闭合状，电容感应都不能启动，例如，当使用者通过第一手势打开了面盖后，此时电容感应模块就会处于关闭状态，使用者在使用过程中就不会引起系统的误判，，给使用者带来不便。

此外，本发明的控制方法通过霍尔开关的霍尔效应是否正常来判断下一步工作，当霍尔效应正常，则表示面盖处于闭合状，此时通过监控单元探测人体，并通过手势控制单元采集手势信号，当霍尔效应异常，则表示面盖或者座圈在由于某种原因处于异常打开状态，此时通过监控单元探测到人体离开后冲水，即不管是否有人使用过智能马桶，只要面盖或者座圈打开过都必须要进行人体离开后的闭盖和冲水动作，以便下一次的正常使用。

参见附图3，其为本发明采用电容感应金属片时的电容感应控制电路框图，所述电容感应控制电路包括设有微处理器的pcb板、由逻辑矩阵构成的脉冲产生电路、滤波电路、电荷采集电路和电荷比较及放大电路，工作时，所述微处理器控制脉冲产生电路产生脉冲信号，经过滤波电路后发送到电容感应金属片，所述电容感应金属片将感应到的电荷变化经静电放大电路(简称esd电路)及滤波电路处理后，再经电荷采集电路采集后送到电荷比较及放大电路，经过放大后的信号送到所述微处理器中，所述微处理器还通过电机控制电路连接和控制所述电机，本发明通过微控制芯片控制所述脉冲产生电路产生固定频率及占空比的脉冲，通过所述滤波电路处理后送入所述电容感应金属片，以使其和周围的物体间产生交变的电场，当周围的物体相对静止时，通过滤波电路整理和电荷采集电路采集的电荷的量是固定的，当有人体尤其是人手接近时，由于人体中的液体占了70％，人体自身带有一定的电荷，人手在接近感应电容金属片时，其上的电荷会与感应电容金属片产生电容差，此时，所述感应接头采集到这种电荷变化后，经滤波电路和电荷采集电路再由电荷比较及放大电路后送到所述微处理器中，由所述微处理器中的数模转换电路转换后与阀值比较，如果高于阀值就通过所述电机控制电路控制所述电机工作，低于阀值就不作处理，本发明的电荷采集电路要在微处理器的控制下不断跟踪环境的变化，完全做到了自动和稳定。

s3：监控单元感应使用者是否离开，若使用者离开监控单元的监控范围，则电机驱动单元驱动面盖和座圈盖合；当手势信号为第一手势信号时，所述面盖打开，面盖处于盖合状态，在此步骤中，只需要将面盖盖合即可实现面盖和座圈均盖合；当手势信号为第二手势信号时，所述面盖和座圈均打开，在此步骤中，需要通过电机驱动机构驱动面盖和座圈盖合。在步骤s3中，需要面盖和座圈均盖合。

s4：冲水单元控制马桶自动冲水。

采用本发明的控制方法时，通过监控单元监控人体是否在使用范围内，需要使用时，通过不同的手势选择打开面盖或者面盖、座圈打开后，使用者方能使用，其中，监控单元实时控制，若其监测到人体完成使用后离开探测范围，则面盖和座圈均盖合，此时方能进行冲水，可见，采用本发明的智能马桶时，必须要先通过手势开启座圈或者面盖，只有经过此动作后，后续方能冲水，而通过手势开启座圈或者面盖的精确度高，且使用者开启座圈或者面盖一般都是需要使用智能马桶，所以不会出现冲水误判断。

本发明将座圈和面盖的开启与冲水相互关联，可以提高判断的准确性，减少误判，还可以让使用者在开盖与冲水期间无须接触马桶，减少交叉感染的风险；而且在日常生活中使用者常常手中会拿着手机或书本等物品，这时会有操作上的一些不便，也可以避免有上完厕所后忘记冲水这种尴尬情况发生。此外，本发明采用电容感应金属片作为手势感应时，是非接触的感应方式，此时，人体的任意部位在感应区内都能控制面盖以及座圈的打开。

需要说明的是，现有技术的智能马桶每次的冲水量都相同，而实际使用时小便所需的水量较少，大便所需的水量较大，若要满足大便冲水，则智能马桶的冲水量需要设置成水量较大的大便冲水量，此时，小便冲水时用了过多的水量，必然会导致水源浪费。

为了解决上述问题，本发明通过以下两种实施方式来控制智能马桶两个水位的排水。

第一种实施方式，所述智能马桶还包括落座感应模块和时间监控模块，所述落座感应模块感应使用者是否落座，所述时间监控模块用于监控使用者落座的时间；其中所述冲水单元设有小排量冲水档和大排量冲水档，冲水单元的小排量冲水档和大排量冲水档是根据马桶的自动冲水阀来控制的，其中，马桶的自动冲水阀可在程序里设定为通过电磁阀开启的时间长短来控制小排量冲水或者大排量冲水；

若所述手势信号为第一手势信号，且落座感应模块感应到使用者不落座，即落座感应模块没有感应到使用者落座，则冲水单元选择小排量冲水；当手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号时，面盖为打开状态，座圈为水平状台，若使用者不落座，此时一般是指男士小便，所以选择小排量冲水；

若所述手势信号为第一手势信号，落座感应模块感应到使用者落座，且时间监控模块监控使用者落座的时间小于预设值，则冲水单元选择小排量冲水，当手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号时，面盖处于打开状态，座圈处于水平状态，当使用者落座的时间小于预设值，一般是指女士小便，所以也选择小排量冲水；

若所述手势信号为第一手势信号，落座感应模块感应到使用者落座，且时间监控模块监控使用者落座时间大于等于预设值，则冲水单元选择大排量冲水。当手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号时，面盖处于打开状态，座圈均处于水平状态，当落座时间大于等于预设值，一般是指男女大便，所以选择大排量冲水。

若所述手势信号为第二手势信号，则冲水单元选择小排量冲水，当手势控制单元采集的手势信号为第二手势信号时，面盖和座圈均打开，此时一般是指男士小便，所以选择小排量冲水。

采用此实施方式的智能马桶时，通过判断使用者打开马桶的手势和是否落座以及落座时间判断大小便，可以节省小便时的冲水量，从而达到节水的目的。

第二种实施方式，此种实施方式根据男士使用马桶的特殊性来设计，其中所述冲水单元设有小排量冲水档和大排量冲水档；冲水单元的小排量冲水档和大排量冲水档是根据马桶的自动冲水阀来控制的，其中，马桶的自动冲水阀可在程序里设定为通过电磁阀开启的时间长短来控制小排量冲水或者大排量冲水。

当步骤s2中的手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号，则步骤s4中的冲水单元选择大排量冲水档进行冲水；当手势控制单元采集的手势信号为第一手势信号，所述电机驱动单元只驱动面盖翻转，此时，座圈处于水平的原始状态，根据正常使用情况，可以判定此为男士大便，所以步骤s4中的冲水单元选择对应的大排量冲水档对马桶进行冲刷；

当步骤s2中的手势控制单元采集的手势信号为第二手势信号，则步骤s4中的冲水单元选择小排量冲水档进行冲水；当手势控制单元采集的手势信号为第二手势信号，所述电机驱动单元驱动面盖和座圈均打开，根据正常使用情况，可以判定此为男士小便，所以步骤s4中的冲水单元选择对应的小排量冲水档对马桶进行冲刷。

第二种实施方式的智能马桶一般为男士用马桶，其通过面盖和座圈的翻转得出男士是大便或小便，从而为冲水单元提供信息，以使冲水单元根据面盖和座圈的翻转状态选择大排量冲水档或小排量冲水档，可见，本发明采用手势控制与监控模块相结合不但可以准确地实现自动翻盖，而且能很准确地根据使用者的开盖方式得出冲水单元的冲水档位，其控制方法简单，且相互之间巧妙结合。一般在公共场所都会分男士专用，比如医院、车站等公共厕所。

此外，需要说明的是，为了提供智能马桶使用的舒适性，本发明的智能马桶还包括音乐播放单元，当所述手势信号为第三手势信号时，所述手势控制单元控制所述音乐播放单元工作。采用本发明的控制方法的智能马桶也可以根据产品需要设计其他的工作单元，例如通过第四手势信号控制马桶除湿单元工作，通过第五手势信号控制马桶除臭单元工作，设计人员可以根据具体要求进行多种手势控制。

需要说明的是，现有技术的马桶的显示一般只是很小范围的亮灯显示，其不能作为夜间等使用，且现有技术带有夜灯的马桶一般是将夜灯安装在马桶内部，照射范围一般都是马桶陶瓷体的内部，合上盖后外面是没有什么光的，而且大多数都是手动开关，如果要晚上起到照明作用就得常亮，而且要把面盖打开。

为了解决上述问题，本发明在智能马桶的面盖设有具有夜间照明功能的照明显示屏；夜间使用时，可以通过照明显示屏照亮马桶周边。

具体使用时，若监控单元探测到人体，则照明显示屏亮起，即可以作为照明使用，此时，照明显示屏显示出手势对应的功能图案，当手势控制单元采集到某个手势信号时，则照明显示屏上对应的功能图案显示加亮状态。其中功能图案即相应的手势对应的图案。

采用本发明的照明显示屏时，由于是通过监控单元是否探测到人体作为照明显示屏是否开启的条件，所以其自动化程度高，夜间无需人工打开其他照明灯具即可上厕所，此外，本发明通过在照明显示屏上显示手势控制单元来显示使用者使用的手势，方便使用者确认操作是否正确，且照明显示屏上的功能图案可以作为手势导向图。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。