一种自动喷洒节水小便器及其使用方法与流程

本发明属于小便池技术领域，具体涉及一种自动喷洒节水小便器及其使用方法。

背景技术：

众所周知，小便器是男士公共厕所中必不可少的器具，市面上的感应式小便器一次冲水量大约1-2l，虽然看似单人单次冲水量很小，但如果考虑到各个公共场所的人流量，则各大城市在男士小便器上所用水量也是十分巨大。而目前市面上的感应式小便器有节水的效果，但其存在有一下缺点：每次使用采用两段式冲水，每个人使用时均需要冲水，这种冲水模式造成了水资源的浪费。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种自动喷洒节水小便器及其使用方法解决了现有小便器浪费水资源的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种自动喷洒节水小便器，包括便池主体、进水管、排水管、水箱、降解液存储箱、加压装置、控制电路装置、红外感应器、喷洒头、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；

所述便池主体的安装面固定于墙面上，其上部安装有冲水结构，其下部设置为小便池，所述冲水结构安装在便池主体的内部，其包括水箱、降解液存储箱、加压装置、控制电路装置、红外感应器、喷洒头、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述小便池底部设置有排水管，所述进水管穿设于墙体之中，并与水箱连接，所述进水管上设置有第一电磁阀，所述水箱中设置有加压装置，所述降解液存储箱的底部通过第二电磁阀连接至水箱的顶部，所述降解液存储箱的顶部与便池主体的顶部连接，所述喷洒头通过第三电磁阀连接至水箱的底部，所述红外感应器安装于冲水便池主体上部，且其红外感应面与便池主体安装面的对应面重叠，所述控制电路装置与红外感应器连接；

所述降解液存储箱上设置有降解液加注盖，所述降解液加注盖用于从便池主体外部向降解液存储箱内添加降解液。

进一步地，所述加压装置包括固定支座、固定外套杆、活动内套杆、旋转轴、弹簧、传动链、滑轮、支撑杆和浮板；

所述固定支座固定在水箱的内部顶端，所述固定支座上设置有固定外套杆，所述固定外套杆为中空圆柱体，其内表面设置有若干凸起的导向条，所述活动内套杆为圆柱体，其表面设置有若干导向槽，所述导向条与导向槽数量相同，且一一对应连接，所述活动内套杆一端设置有限位块且与传动链的一端连接，其另一端通过支撑杆与浮板连接，所述传动链的另一端通过滑轮与旋转轴的旋转端连接，所述旋转轴的固定端与固定支座连接，所述弹簧的一端与旋转轴的旋转端连接，其另一端固定于水箱的内侧壁。

进一步地，所述控制电路装置内设有电源，所述电源分别输出+5v、+12v和+24v的直流电压。

进一步地，所述控制电路装置包括控制芯片u1；

所述控制芯片u1的xtal1引脚分别与接地电容c1和晶振x1的一端连接，所述控制芯片u1的xtal2引脚分别与接地电容c2和晶振x1的另一端连接，所述控制芯片u1的rest引脚分别与接地电容c3、按键k1的一端和电阻r1的一端连接，所述按键k1的另一端接地，所述电阻r1的另一端与+5v电压连接。

进一步地，所述控制电路装置还包括光耦op1、光耦op2、光耦op3和模数转换芯片u2；

所述光耦op1控制端的正极分别与电阻r3的一端和+5v电压连接，所述光耦op1控制端的负极分别与电阻r3的另一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与控制芯片u1的p3.2引脚连接，所述光耦op1受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d1的负极和继电器j1线圈侧的一端连接，所述光耦op1受控端的发射极与电阻r4的一端接，所述电阻r4的另一端分别与接地电阻r5和三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极分别与二极管d1的正极和继电器j1线圈侧的另一端连接，所述继电器j1开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j1开关侧的另一端与电磁阀y1的一端连接，所述电磁阀y1的另一端接地；

所述光耦op2控制端的正极分别与电阻r7的一端和+5v电压连接，所述光耦op2控制端的负极分别与电阻r7的另一端和电阻r6的一端连接，所述电阻r6的另一端与控制芯片u1的p3.3引脚连接，所述光耦op2受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d2的负极和继电器j2线圈侧的一端连接，所述光耦op2受控端的发射极与电阻r8的一端接，所述电阻r8的另一端分别与接地电阻r9和三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管q2的集电极分别与二极管d2的正极和继电器j2线圈侧的另一端连接，所述继电器j2开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j2开关侧的另一端与电磁阀y2的一端连接，所述电磁阀y2的另一端接地；

所述光耦op3控制端的正极分别与电阻r11的一端和+5v电压连接，所述光耦op3控制端的负极分别与电阻r11的另一端和电阻r10的一端连接，所述电阻r10的另一端与控制芯片u1的p3.4引脚连接，所述光耦op3受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d3的负极和继电器j3线圈侧的一端连接，所述光耦op3受控端的发射极与电阻r12的一端接，所述电阻r12的另一端分别与接地电阻r13和三极管q3的基极连接，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极分别与二极管d3的正极和继电器j3线圈侧的另一端连接，所述继电器j3开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j3开关侧的另一端与电磁阀y3的一端连接，所述电磁阀y3的另一端接地；

所述模数转换芯片u2的ref+引脚分别与其vvc引脚、控制芯片u1的ea引脚、+5v电压、极性电容c5的正极和红外传感器u3的vcc引脚连接，所述模数转换芯片u2的analogin引脚分别与接地电容c4和红外传感器u3的vout引脚连接，所述模数转换芯片u2的ref-引脚和gnd引脚均接地，所述红外传感器u3的gnd引脚和极性电容c5的负极均接地，所述模数转换芯片u2的clk引脚与控制芯片u1的p2.0引脚连接，所述模数转换芯片u2的do引脚与控制芯片u1的p2.1引脚连接，所述模数转换芯片u2的cs引脚与控制芯片u1的p2.2引脚连接。

进一步地，所述红外传感器u3作为红外感应器，所述电磁阀y1作为第一电磁阀，所述电磁阀y2作为第二电磁阀，所述电磁阀y3作为第三电磁阀。

进一步地，所述控制芯片u1采用的型号为at89c51，所述模数转换芯片u2采用的型号为tlc1549，所述红外传感器u3采用的型号为gp2d12，所述光耦op1、光耦op2和光耦op3采用的型号均为pc817c。

进一步地，所述支撑杆采用的材质为铝合金，所述滑轮上设置有与传动链连接的轮齿。

进一步地，所述降解液存储箱设置液位监测装置，所述液位监测装置包括四运算放大芯片u4，所述四运算放大芯片u4的第1引脚通过电阻r18与发光二极管d4的正极连接，所述发光二极管d4与电极片es5连接且接地；所述四运算放大芯片u4的第2引脚分别与电阻r14的一端和电极片es1连接；所述四运算放大芯片u4的第3引脚分别与其第5引脚、第10引脚、第12引脚、电阻r22的一端和二极管d8的负极连接，所述二极管d8正极接地；所述四运算放大芯片u4的第4引脚分别与电阻r14的另一端、电阻r15的一端、电阻r16的一端、电阻r17的一端、电阻r22的另一端和+12v电压连接；所述四运算放大芯片u4的第6引脚分别与电极片es2和电阻r15的另一端连接；所述四运算放大芯片u4的第7引脚通过电阻r19与发光二极管d5的正极连接，所述发光二极管d5的负极接地；所述四运算放大芯片u4的第8引脚通过电阻r20与发光二极管d6的正极连接，所述发光二极管d6的负极接地；所述四运算放大芯片u4的第9引脚分别与电阻r17的另一端和电极片es4连接；所述四运算放大芯片u4的第11引脚接地；所述四运算放大芯片u4的第13引脚分别与电阻r16的另一端和电极片es3连接；所述四运算放大芯片u4的第14引脚通过电阻r21与发光二极管d7的正极连接，所述发光二极管d7的负极接地；

所述电极片es1设置在降解液存储箱内部的90％高度处，所述电极片es2设置在降解液存储箱内部的50％高度处，所述电极片es3设置在降解液存储箱内部的20％高度处，所述电极片es4设置在降解液存储箱内部的10％高度处，所述电极片es5设置在降解液存储箱内部底壁上；

所述发光二极管d4、发光二极管d5、发光二极管d6和发光二极管d7作为降解液存储箱的液位指示灯且均设置在便池主体外表面上。

一种自动喷洒节水小便器的使用方法，包括以下步骤：

s1、设置计数器c＝0，设置计时器t＝0，并开始计时；

s2、判断计时器t的计时是否大于t个小时，若是则进入步骤s5，否则进入步骤s3；

s3、通过红外传感器判断50cm内是否有人停留超过s秒，若是，则通过控制芯片u1计数一次，使计数器c的值加一，并进入步骤s4，否则返回步骤s2；

s4、判断计数器c的值是否大于n，若是，则进入步骤s5，否则返回步骤s2；

s5、控制第三电磁阀打开，通过加压装置使水箱内的水通过喷洒头进行便池冲洗，通过排水管将废水排出；

s6、等待n秒过后，控制第三电磁阀关闭，并控制第二电磁阀打开，通过降解液存储箱向水箱内滴入若干降解液，等待m秒过后，控制第二电磁阀关闭；

s7、控制第一电磁阀打开，通过进水管向水箱进行注水，等待c秒后，控制第一电磁阀关闭，且返回步骤s1。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设置降解液存储箱存储降解液，然后在水箱的水中混入一定量的降解液，通过降解液分解尿液，不仅使小便池长期保持清洁，而且去除了异味。

(2)本发明的水箱中设置有加压装置，通过加压装置进行加压，将小便池冲洗得更加干净，且节约了水资源。

(3)本发明通过设置红外感应装器，自动感应是否有使用者，并通过控制芯片u1控制出水，方便快捷，且有效的节约了水资源。

(4)本发明通过在降解液存储箱内设置液位指示电路和在便池主体外表面设置指示灯，使工作人员可以及时添加降解液。

(5)本发明结构简单，易于实施，应用空间广阔，能够有效节约水资源，并保持小便池的清洁。

附图说明

图1为本发明中自动喷洒节水小便器的结构图；

图2为本发明中加压装置示意图；

图3为本发明中控制电路装置电路图；

图4为本发明中第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀控制电路图；

图5为本发明中红外感应器电路图；

图6为本发明中的液位监测装置电路图；

图7为本发明自动喷洒节水小便器的使用方法流程图；

其中：1-便池主体、2-进水管、3-排水管、4-水箱、5-降解液存储箱、6-加压装置、7-控制电路装置、8-红外感应器、9-喷洒头、10-第一电磁阀、11-第二电磁阀、12-第三电磁阀、13-固定支座、14-固定外套杆、15-活动内套杆、16-旋转轴、17-弹簧、18-传动链、19-滑轮、20-支撑杆、21-浮板。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

下面结合附图详细说明本发明的实施例。

如图1所示，一种自动喷洒节水小便器，包括便池主体1、进水管2、排水管3、水箱4、降解液存储箱5、加压装置6、控制电路装置7、红外感应器8、喷洒头9、第一电磁阀10、第二电磁阀11和第三电磁阀12；

所述便池主体1的安装面固定于墙面上，其上部安装有冲水结构，其下部设置为小便池，所述冲水结构安装在便池主体1的内部，其包括水箱4、降解液存储箱5、加压装置6、控制电路装置7、红外感应器8、喷洒头9、第一电磁阀10、第二电磁阀11和第三电磁阀12，所述小便池底部设置有排水管3，所述进水管2穿设于墙体之中，并与水箱4连接，所述进水管2上设置有第一电磁阀10，所述水箱4中设置有加压装置6，所述降解液存储箱5的底部通过第二电磁阀11连接至水箱4的顶部，所述降解液存储箱5的顶部与便池主体1的顶部连接，所述喷洒头9通过第三电磁阀12连接至水箱4的底部，所述红外感应器8安装于冲水便池主体1上部，且其红外感应面与便池主体1安装面的对应面重叠，所述控制电路装置7与红外感应器8连接；

所述降解液存储箱5上设置有降解液加注盖，所述降解液加注盖用于从便池主体1外部向降解液存储箱5内添加降解液。

如图2所示，，所述加压装置6包括固定支座13、固定外套杆14、活动内套杆15、旋转轴16、弹簧17、传动链18、滑轮19、支撑杆20和浮板21；

所述固定支座13固定在水箱4的内部顶端，所述固定支座13上设置有固定外套杆14，所述固定外套杆14为中空圆柱体，其内表面设置有若干凸起的导向条，所述活动内套杆15为圆柱体，其表面设置有若干导向槽，所述导向条与导向槽数量相同，且一一对应连接，所述活动内套杆15一端设置有限位块且与传动链18的一端连接，其另一端通过支撑杆20与浮板21连接，所述传动链18的另一端通过滑轮19与旋转轴16的旋转端连接，所述旋转轴16的固定端与固定支座13连接，所述弹簧17的一端与旋转轴16的旋转端连接，其另一端固定于水箱4的内侧壁。所述控制电路装置7内设有电源，所述电源分别输出+5v、+12v和+24v的直流电压。

在本实施例中，加压装置6的工作原理为：当水箱4内的水位上升时，通过浮板21产生的浮力使活动内套杆15沿导向条向上移动，此时活动内套杆15带动传动链18一起移动，通过滑轮19配合传动链18移动，通过传动链18带动旋转轴16开始旋转，进而使弹簧17拉伸，产生弹性势能；当水箱4的水位下降时，浮板21产生的浮力开始减小，弹簧17所拥有的弹性势能开始释放，此时弹性势能转化为压力。

在本实施例中，浮板21设置为矩形，其四边到水箱4内壁的最近距离为5mm。在水箱4内部设置有降解液运输管，降解液运输管的一端通过第二电池阀11与降解液存储箱5连接，其另一端固定在水箱4的一侧壁上，所述降解液运输管与水箱内壁贴合。

如图3-图5共同所示，所述控制电路装置7包括控制芯片u1。

所述控制芯片u1的xtal1引脚分别与接地电容c1和晶振x1的一端连接，所述控制芯片u1的xtal2引脚分别与接地电容c2和晶振x1的另一端连接，所述控制芯片u1的rest引脚分别与接地电容c3、按键k1的一端和电阻r1的一端连接，所述按键k1的另一端接地，所述电阻r1的另一端与+5v电压连接。

在本实施例中，按键k1作为复位按钮，可以将控制电路装置7内的电路进行复位。

所述控制电路装置7还包括光耦op1、光耦op2、光耦op3和模数转换芯片u2；所述光耦op1控制端的正极分别与电阻r3的一端和+5v电压连接，所述光耦op1控制端的负极分别与电阻r3的另一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与控制芯片u1的p3.2引脚连接，所述光耦op1受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d1的负极和继电器j1线圈侧的一端连接，所述光耦op1受控端的发射极与电阻r4的一端接，所述电阻r4的另一端分别与接地电阻r5和三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极分别与二极管d1的正极和继电器j1线圈侧的另一端连接，所述继电器j1开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j1开关侧的另一端与电磁阀y1的一端连接，所述电磁阀y1的另一端接地。

所述光耦op2控制端的正极分别与电阻r7的一端和+5v电压连接，所述光耦op2控制端的负极分别与电阻r7的另一端和电阻r6的一端连接，所述电阻r6的另一端与控制芯片u1的p3.3引脚连接，所述光耦op2受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d2的负极和继电器j2线圈侧的一端连接，所述光耦op2受控端的发射极与电阻r8的一端接，所述电阻r8的另一端分别与接地电阻r9和三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管q2的集电极分别与二极管d2的正极和继电器j2线圈侧的另一端连接，所述继电器j2开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j2开关侧的另一端与电磁阀y2的一端连接，所述电磁阀y2的另一端接地。

所述光耦op3控制端的正极分别与电阻r11的一端和+5v电压连接，所述光耦op3控制端的负极分别与电阻r11的另一端和电阻r10的一端连接，所述电阻r10的另一端与控制芯片u1的p3.4引脚连接，所述光耦op3受控端的集电极分别与+12v电压、二极管d3的负极和继电器j3线圈侧的一端连接，所述光耦op3受控端的发射极与电阻r12的一端接，所述电阻r12的另一端分别与接地电阻r13和三极管q3的基极连接，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极分别与二极管d3的正极和继电器j3线圈侧的另一端连接，所述继电器j3开关侧的一端与+24v电压连接，所述继电器j3开关侧的另一端与电磁阀y3的一端连接，所述电磁阀y3的另一端接地。

所述模数转换芯片u2的ref+引脚分别与其vvc引脚、控制芯片u1的ea引脚、+5v电压、极性电容c5的正极和红外传感器u3的vcc引脚连接，所述模数转换芯片u2的analogin引脚分别与接地电容c4和红外传感器u3的vout引脚连接，所述模数转换芯片u2的ref-引脚和gnd引脚均接地，所述红外传感器u3的gnd引脚和极性电容c5的负极均接地，所述模数转换芯片u2的clk引脚与控制芯片u1的p2.0引脚连接，所述模数转换芯片u2的do引脚与控制芯片u1的p2.1引脚连接，所述模数转换芯片u2的cs引脚与控制芯片u1的p2.2引脚连接。

所述红外传感器u3作为红外感应器8，所述电磁阀y1作为第一电磁阀10，所述电磁阀y2作为第二电磁阀11，所述电磁阀y3作为第三电磁阀12。

所述控制芯片u1采用的型号为at89c51，所述模数转换芯片u2采用的型号为tlc1549，所述红外传感器u3采用的型号为gp2d12，所述光耦op1、光耦op2和光耦op3采用的型号均为pc817c。

所述支撑杆20采用的材质为铝合金，所述滑轮19上设置有与传动链18连接的轮齿。

如图6所示，所述降解液存储箱5设置液位监测装置，所述液位监测装置包括四运算放大芯片u4，所述四运算放大芯片u4的第1引脚通过电阻r18与发光二极管d4的正极连接，所述发光二极管d4与电极片es5连接且接地；所述四运算放大芯片u4的第2引脚分别与电阻r14的一端和电极片es1连接；所述四运算放大芯片u4的第3引脚分别与其第5引脚、第10引脚、第12引脚、电阻r22的一端和二极管d8的负极连接，所述二极管d8正极接地；所述四运算放大芯片u4的第4引脚分别与电阻r14的另一端、电阻r15的一端、电阻r16的一端、电阻r17的一端、电阻r22的另一端和+12v电压连接；所述四运算放大芯片u4的第6引脚分别与电极片es2和电阻r15的另一端连接；所述四运算放大芯片u4的第7引脚通过电阻r19与发光二极管d5的正极连接，所述发光二极管d5的负极接地；所述四运算放大芯片u4的第8引脚通过电阻r20与发光二极管d6的正极连接，所述发光二极管d6的负极接地；所述四运算放大芯片u4的第9引脚分别与电阻r17的另一端和电极片es4连接；所述四运算放大芯片u4的第11引脚接地；所述四运算放大芯片u4的第13引脚分别与电阻r16的另一端和电极片es3连接；所述四运算放大芯片u4的第14引脚通过电阻r21与发光二极管d7的正极连接，所述发光二极管d7的负极接地。

所述电极片es1设置在降解液存储箱5内部的90％高度处，所述电极片es2设置在降解液存储箱5内部的50％高度处，所述电极片es3设置在降解液存储箱5内部的20％高度处，所述电极片es4设置在降解液存储箱5内部的10％高度处，所述电极片es5设置在降解液存储箱5内部底壁上。

在本实施例中，四运算放大芯片u4采用的型号为lm324，通过设置液位监测装置，可以通过发光二极管d4、发光二极管d5、发光二极管d6和发光二极管d7分别观察降解液存储箱5内的降解液液面是否超过内部高度的90％、50％、10％和20％。

所述发光二极管d4、发光二极管d5、发光二极管d6和发光二极管d7作为降解液存储箱5的液位指示灯且均设置在便池主体1外表面上。

如图7所示，一种自动喷洒节水小便器的使用方法，包括以下步骤：

s1、设置计数器c＝0，设置计时器t＝0，并开始计时；

s2、判断计时器t的计时是否大于t个小时，若是则进入步骤s5，否则进入步骤s3；

s3、通过红外传感器8判断50cm内是否有人停留超过s秒，若是，则通过控制芯片u1计数一次，使计数器c的值加一，并进入步骤s4，否则返回步骤s2；

s4、判断计数器c的值是否大于n，若是，则进入步骤s5，否则返回步骤s2；

s5、控制第三电磁阀12打开，通过加压装置6使水箱4内的水通过喷洒头9进行便池冲洗，通过排水管3将废水排出；

s6、等待n秒过后，控制第三电磁阀12关闭，并控制第二电磁阀11打开，通过降解液存储箱5向水箱4内滴入若干降解液，等待m秒过后，控制第二电磁阀11关闭；

s7、控制第一电磁阀10打开，通过进水管2向水箱4进行注水，等待c秒后，控制第一电磁阀10关闭，且返回步骤s1。

在本实施例中，t设定为12，n设定为8，n设定为4，m设定为2，c设定为4，s设定为15，且通过喷洒头9排出的水量与通过进水管2注入的水量相同。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设置降解液存储箱5存储降解液，然后在水箱4的水中混入一定量的降解液，通过降解液分解尿液，不仅使小便池长期保持清洁，而且去除了异味。

(2)本发明的水箱4中设置有加压装置6，通过加压装置进行加压，将小便池冲洗得更加干净，且节约了水资源。

(3)本发明通过设置红外感应装器8，自动感应是否有使用者，并通过控制芯片u1控制出水，方便快捷，且有效的节约了水资源。

(4)本发明通过在降解液存储箱,5设置液位指示电路和在便池主体外表面设置指示灯，使工作人员可以及时添加降解液。

(5)本发明结构简单，易于实施，应用空间广阔，能够有效节约水资源，并保持小便池的清洁。