一种重力感应自动冲水装置研究

檀南泽

摘 要：本文首先分析红外感应冲水蹲便器、机械式自动冲水蹲便器及市场上传统自动冲水器的不足，然后介绍了一种重力感应自动冲水装置，主要分析了其原理和构成，并探讨其优势。通过研究可知，该自动冲水装置节能环保，能有效满足人们的使用要求。

关键词：蹲便器;自动冲水装置;重力感应

中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）10-0038-02

Abstract： Firstly， the shortcomings of infrared induction flushing and squatting toilet， mechanical automatic flushing and squatting toilet and traditional automatic flushing toilet in the market were analyzed. Then， a gravity induction automatic flushing device was introduced， its principle and structure were analyzed， and its advantages were discussed. Through the research， it can be seen that the automatic flushing device can save energy and protect the environment， and can effectively meet people's use requirements.

Keywords： squatting toilet;automatic flushing device;gravity induction

随着世界人口的不断增加和经济物质迅猛发展，卫生环境问题越来越得到人们的重视。而作为人流量超级多的公共场所，尤其是卫生间，卫生问题一直是广大人民的一块心病。因此，本文主要介绍一种针对蹲厕的自动冲水装置，以解决生活中一系列厕所清洁问题。

1 技术背景

在日常生活中，最常见的自动冲水系统是手动按压式冲水器，其原理是通过按压止水阀的开关，打开止水阀，将水箱里的水通过水管放出来，达到一定流量后，止水阀就自动关闭，从而达到冲刷厕所的目的。这种手动按压式冲水器原理简单，但过程麻烦，需要人工干预。手动按压式冲水器仅在公共厕所中得到普及。

而在高级酒店、会所以及装饰豪华的建筑中，其自动冲水装置采用最先进的红外感应技术与微电脑控制技术。其原理是在原冲水器上加一个红外感应器和控制电路，红外感应器可以检测现场，当红外线检测到有人的时候，红外感应器将信号传递给控制电路，电路开关打开，蓄水槽开始蓄水，等到人离开后，止水阀打开，将蓄水槽里的水放出，达到冲刷厕所的目的。如果没人进入厕所，整个控制电路将不会工作，进入休眠状态，始终不会蓄水和放水，这样就实现了“无人职守，自动管理，有人则冲，无人则停”的卫生、智能的节水效果。但该技术也存在诸多问题，如红外感应器造价昂贵，且红外有时感应不准确等。

目前，我国市场上有以下两种自动冲水蹲便器，分别为红外感应式冲水蹲便器和机械式自动冲水蹲便器。仅有较少公厕使用了红外感应式冲水蹲便器。这种自动冲水系统虽然较为先进，但也存在一些弊端，例如，制造成本高，容易被人为或者自然毁坏，维修起来比较困难，投入的人工精力较多，电力消耗较大。

因此，目前国内有很多学者在努力研制出一款机械式的自动冲水蹲便器。这种蹲便器无需用电驱动，只需要靠人体的重力就能实现自动冲水。但是，机械式自动冲水蹲便器还没有可以实际使用的产品。之前曾有一款机械式自動冲水蹲便器申请专利成功，但这种机械式自动冲水蹲便器结构十分复杂、造价也十分昂贵，普遍实施难度较大，所以一直未投入大量生产制造中[1]。

2 原理与特性

该装置通过在蹲厕的底部安装重力感应装置，当人们离开后，厕所底部的重力感应器就会开始工作，当感应器感受到异物挤压时会自动启动冲水装置，打开止水阀，将水箱里的水放出，不需要人工干预，实现了智能冲水的目的。与此同时，蹲便池的脚踩处也装有重力感应装置。如果有人脚踩在两边，其就会受到人体重力的挤压，当重力感应器感受到外力挤压时，就会干预底部重力感应器工作，将底部重力感应器断路，使其无法工作，避免了人们在上厕所的过程中就开始冲水的尴尬场面。同时，底部重力感应器也装有计时装置，以防止人们刚离开就开始冲刷，导致人们躲闪不及，水渍溅到身上。

该产品的造价不像红外感应器那么昂贵，价格也比较亲民，而且使用方法较为简单，在家里或者是公共场合安装起来也非常方便。此外，这款自动冲水装置的结构也异常简单。在蹲厕脚踩的两侧分别安装一个重力传感器，重力传感器的连接电路连接着后面的水箱，当给两侧的重力感应器施加压力时，水箱就会开始工作，进入蓄水状态。当水箱充满水后，人还没有走开，排泄物还在给予底部重力感应器压力时，水阀依旧不会打开，当水箱里的水达到一定高度时，水箱会停止蓄水，防止水溢出，同时也节约了水资源。当人离开时，压力撤去，止水阀打开，将水箱里的水尽数放出，从而实现自动冲水的目的[2]。

3 零件结构

该设计的自动冲水装置包括水箱、水箱盖、三个重力感应器、水管、导线和计时器等。

其中两个重力感应器分别装在蹲便池的脚踩处，当感受到重力挤压，单个感受器感受到压力是无法形成回路的。重力感应器连接的是后方水箱的自动蓄水系统，当水蓄满时，自动切断回路。另一个重力感应器连接的是蹲便器的底部，同时连接后面的水箱。其与两侧的重力感应器是并联的电路，即两侧重力感应器工作时，底部重力感应器是断路的。当人们上完厕所离去时，两侧的重力感应器断路，中间的重力感应器感受到重力挤压时实现自动冲水，直至重力挤压失去为止。

4 自动感应冲水蹲便器与其他蹲便器的比较

水资源的浪费情况在人们的生活中随处可见。据观察，公共场所卫生间所安装的蹲便器大多数是自动按压式或者脚踏式，极少部分是感应式自动冲水蹲便器。而自动按压式冲水器或者是脚踏式自动冲水器这两种方法都不卫生，且处理不干净，人们通常都是按压一次或者只冲刷一次就会离去，并不会回头查看厕所是否冲刷干净，这是一个较大的弊端。

红外感应自动冲水蹲便器一次冲水量为3～5L，水资源浪费现象较为严重。红外感应自动冲水蹲便器是通过红外感应的方式感应热源，从而发出电信号，如果红外感应器感应错误，错把别的热源当为人体散发出的热源，就会造成大量水资源浪费。此外，人体红外感应器必须通电才能正常运行，其还增加了一个电费成本，且在停电等没有电量供给的突发情况下，对整个厕所的运行状况具有非常大的影响。

蹲便感应冲水器是利用红外线感应原理，当人体出现在蹲便器的红外线感应区域范围内，红外线感应器就会接收到人体发出的感应信号，然后红外感应器将接收到的信号传递给控制中心，然后通过控制中心来控制止水阀的开启，从而实现冲水。但其也存在较大弊端，即当人刚蹲下方便时，红外感应冲水系统就会开始工作，较多的水量和比较大的水冲力，很可能会将水溅在人的身体上，不仅不卫生，而且水资源浪费较为严重。

本文设计的这款自动冲水装置，不需要人们手动操作，全面实现自动化，其会在使用者离去30s后自动冲水，不仅方便了上厕所的人们，而且有利于保证公共卫生间的环境卫生;在人刚蹲下方便时，冲水系统不会立即工作，更不会将水溅到人的身体部位，其能实现在人们完全离去后开始自动冲水。此外，该系统也不会造成水资源浪费，用水量恰好能将异物冲刷干净。

5 结语

本文设计的针对蹲厕的自动冲水装置解决了人们使用厕所后不主动冲水或者冲刷不干净的问题，能取代红外线自动冲水蹲便器及机械式自动冲水蹲便器，实现节能环保。

参考文献：

[1]莫盛秋.一种蹲式便池自动冲水阀的设计[J].常州信息职业技术学院学报，2012（4）：20-22.

[2]韩滨，李颖.新型脚踏式蹲便器的研制[J].机械，2006（6）：58-59.