从专利角度分析卫浴产品在智能化方面的技术趋势

陈韦态

(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100160)

0 引言

智能卫浴指区别于传统的五金陶瓷洁具，将电控、数码、自动化等现代科技运用到卫浴产品中，使卫浴产品功能更加强大、高效，提升了卫浴的舒适性和便利性，并有利于节能环保事业建设，是构建智能家居的重要组成部分。目前，水龙头、马桶、沐浴花洒、洗漱台领域均实现了不同程度的智能化。智能卫浴的智能化来源于创新，然而创新的载体主要在于专利技术，本文主要集中探讨智能卫浴中的核心专利技术。

1 智能卫浴整体专利申请情况

如图1、图2所示，目前(数据截至2020年4月15日)，卫浴领域的智能化专利技术主要集中在马桶、洗漱用品、水龙头、花洒和浴霸，智能马桶仍然是创新主体关注的热点，其专利申请量(指发明和新型)达4 300余件；从IPC国际专利分类的层面来看，卫浴领域的专利技术主要涉及马桶构造、智能检测、分析和诊断、智能控制和调节、污水处理、消毒处理和排污管道等结构和功能改进，从这个层面来看，马桶构造仍然是创新热点。

图1 智能卫浴专利申请分布 图2 智能卫浴主要国际分类领域专利申请分布

2 卫浴智能化专利技术

2.1 水龙头

关于水龙头智能化专利技术，目前创新领域主要涉及智能显示(如显示水温、酸碱度、污染物、广告或新闻等)、智能感应(如触控、声控和远程智控)、智能调节(调流量、温度、压力、高度或角度等)和智能出水(增压式、水帘式、环形式)技术主题，还有一些特殊创新，如自发电、防跑水、测水质、净水型、恒温型、防冻型、防烫型、自闭型、分体式、物联式等。以下以典型创新加以举例说明，例如基于健康目的改进后的水龙头能对自来水进行消毒杀菌，对水质进行智能检测并显示，检测出水的质量是否安全标准，此类检测显示技术主要综合运用了检测探头(如检测酸碱度、浑浊度等)与检测芯片、显示芯片等技术，再加上消毒器(如臭氧)、紫外杀菌、滤网等技术措施改善水质；水龙头的开关方式从传统的机械开关逐渐演变为智能触控、声控、感应开关，此外，远程智控技术的水龙头开关已在家用、工业以及农业灌溉领域有所应用，极大提高了便捷性。

对于水龙头智能调节技术，可以通过自动调节水流量达到节约用水的目的，可以通过自动调节压力实现不同冲洗对象的需求，还可以通过自动调节高度和角度提升使用的便捷性。

在加热水龙头的供电方面，由于电源供电需要增设变压器，需要在水龙头内设置较大的空间，势必造成水龙头的体积庞大，也有发明人提出采用将充电装置设置在水龙头水管内，通过水管内的水流流动推动发电机的叶轮装置来发电，发电后通过整流等常规的电路对蓄电池充电，再通过蓄电池对整个系统供电，从而提供了稳定的电力供应。

在水龙头的结构方面，采用软管结构实现可伸缩的分体式结构，方便将水龙头拉出主体实现洗头、洗面和其他洗漱操作，此种结构在市场上也比较常见。

2.2 马桶

在智能卫浴专利技术中，提出智能马桶专利申请的数量是最多的，创新主体比较热衷于此领域的技术改进，说明马桶智能化技术具备较广阔的市场前景。

从实现的功能角度来讲，马桶的智能化方向可归结为暖风烘干、自动除臭、静音落座、自动出纸、尿液检测、臀部清洁、下身清净、移动清洁、座圈保温、自调高度、自动翻圈翻盖等。例如对于自动翻圈翻盖型，目前，自动翻盖技术比较成熟，但是男性小便时，需要手动翻圈，为防止小便淋洒到座圈，手碰座圈难免不卫生，尤其小孩小便时，没有翻圈意识，导致座圈沾满尿液。在自动翻盖的基础上，实现自动翻圈，现有专利技术已能解决了上述手动翻圈不方便和不卫生的问题。

又如马桶圈盖大小是固定的，但是使用者的体型却有大有小，尤其是儿童，不同的用户使用同一尺寸的马桶圈盖难免会感到不适，已有创新主体提出通过控制器控制驱动电机控制马桶圈盖的开口大小，从而使每个人都拥有一个合适的马桶圈盖，提高了使用舒适度。在自调高度的发明中，老人或者身体有残疾的人身体不好，在使用马桶时难以坐下，久坐后又难以站起来，都需要其他人帮助，很不方便，通过设置辅助装置自动调节马桶高度，通过设置自动控制装置辅助站立，现有专利技术已能解决上述问题。

在一些除臭专利中，已出现了通过人体感应器检测使用者对座圈产生的压力，自动启动风机进行抽臭气；在座圈保温方面，目前专利申请中较为常见的是热水保温和电加热保温；在出纸方面，现有专利实现了自动出纸，保证了纸张的干燥、卫生、方便，有利于公共场所免费供纸装置的有效管理。此外，还出现了扫码出纸、出纸长度预设等功能；还有人提出设置指纹识别，防止儿童如厕时误触控制面板，导致智能马桶启动一些不该启动的功能，增加了智能马桶使用的安全性。

2.3 沐浴器

在沐浴器的智能化方面，已出现了沐浴机器人技术，能够辅助体弱人群完成坐着洗、站着洗和转着洗的操作，帮助人洗澡，完成搓背、去污、按摩和擦干等动作，具备沐浴搀扶、调姿、姿态自适应等功能，能有效降低护理强度和人工成本，同时也能提升护理质量，使体弱人群能够在单人协助的情况下享受到舒适、自由、相对独立的沐浴环境。

此外，在一些多功能智能沐浴系统中，用户能够通过移动终端以无线通信的方式远程控制沐浴系统执行命令，实现水温、水速、沐浴头高度和沐浴模式的多功能调节，另外还具备音乐播放、数据存储和设定沐浴时间进行预热的功能，区别于以往的机械式旋钮按键控制以及触摸式感应控制，不但操作方便，而且能够精准地控制沐浴的功能参数，使人们在使用过程中的舒适性得到提高。

在沐浴花洒的改进方面，集中在智能娱乐(音乐、视频等)、智能数显、智能温度调节、智能防滴水等功能改进。此外，在部分专利技术中，采用智能升降旋转装置，通过身高探头，可以探测淋浴者的身高，从而通过系统内的摩擦轮自动调节弯管的高度，使莲蓬头达到最佳高度，并且通过位置探头，可以探测淋浴者所站位置，系统通过内部的旋转轮调整弯管的摆动角度，使淋浴水花可以准确喷淋到淋浴者的身上；智能化的定位，让淋浴体验感更佳；对于花洒的控制，目前也出现了语音、触控等智控方式。

2.4 洗漱器具

在智能洗漱器具方面，主要功能集中在自动挤出牙膏和提供洗漱水、自动排水等；另外，还有自动调节洗漱面盆高度的专利申请，不再需要使用者手动调整洗漱面盆的高度，而是通过高度感应探头自动识别使用者的高度，进而控制洗漱面盆升降至合适的高度，为使用者提供了极大的方便。

3 展望

相关创新主体在今后卫浴技术的研发过程中，应密切关注以下三个方向。

1)以“健康主题”为切入点，例如水龙头的水质监测或水质改善等、马桶的尿液检测或老弱病残辅助装置等。

2)以“追求实现便捷性的功能”为切入点，例如智能显示、智能响应的优化、远程物联等功能性的升级。

3)以”追求结构极简、功能极佳”的结构设计为切入点，例如改善电加热水龙头庞大主体缺陷，功能不减或性能明显提升等方面。