门控式公共卫生间自动冲水马桶

公共卫生间冲水控制系统随着时代的进步而不断改进。从最初的人工冲水，到拉闸式、脚踏式冲水，再到较新的红外感应自动冲水等。

然而，通过个人体验和社会调查，我发现这些方式都存在一定的不足，主要反映在因不主动冲水导致不够卫生，手柄、踏板、红外感应失灵造成的水资源浪费，以及自动冲水设备复杂、价格昂贵导致经济性较差且不利推广等。

我从环境卫生保护与资源节约出发，尝试设计并制作了一种新型的公共卫生间自动冲水马桶。

一、研究目标

出于方便、卫生、节约及便于推广的角度，我提出并设计了一种全新的门控式公共卫生间自动冲水马桶，即一种利用门轴的自然转动来控制公共卫生间自动冲水的装置，实现人使用卫生间出门时自动冲且仅冲一次水的目标。

二、研究内容

通过分析人进出卫生间的行为习惯，利用人进出时门的两个不同转向的运动，确保仅在人用完卫生间后，向外推门时冲且仅冲一次水，而进入向内推门时不引发冲水装置。并且为保证人进出后引发的门的自动关合，设计了配套的门的自动回归装置。

三、研究方法

在前期研究阶段，采用资料分析法收集和分析公共卫生间自动冲水装置相关资料，制定工作计划。

在社会调查阶段，采用问卷调查法制作调查问卷，开展社会调查活动，形成社会调查报告。

在方案设计阶段，采用方案对比分析法，先完成一种由门把手控制的自动冲水马桶的设计，然后参与讨论一种压控的自动冲水马桶的设计，最终通过不断探索和完善，完成一种全新的门控式公共卫生间自动冲水马桶，满足了方便、卫生、节约及便于推广的要求。

在模型制作阶段，采用实践检验法完成模型制作，验证方案和设计的可行性。

四、研究方案

如图1所示，门控式公共卫生间自动冲水马桶包括低压电路1、高压电路2、电机3、马桶4，且前述装置依次连接，其中电机3的作用是带动马桶4运动的制动装置，低压电路1指微电流控制电路，高压电路2指的是220伏的工作电路。

马桶自动冲水装置还包括转动门轴5，它能带动门板做180°运动，门板上装有自动回复装置，当门板关闭时，转动门轴5和门板处于自由状态。

由一滑动导电装置11和一固定的弧形金属体12组成的滑动开关装置安装于低压电路1，滑动开关装置的通断用于控制低压电路1的闭合。

如图2所示，滑动导电装置11由一根导电的金属条（游离部）11a和一个塑料杆（支撑部）11b组成，所述金属条11a固定于塑料杆11b且二者呈90°夹角（支撑部11b和游离部11a之间的夹角也可以为锐角或钝角），塑料杆11b置于转动门轴5上方并与其轴向连接。

当门板处于自由状态即关闭时，转动门轴5也处于自由状态，金属条11a与弧形金属体12未接触，低压电路未接通。当门板从外向里打开后，转动门轴5随着门板转动，塑料杆11b随转动门轴5转动，带动金属条11a远离弧形金属体12，低压电路1、高压电路2一直处于断开状态，马桶4不进行抽水。

优化的方案是当门板处于自由状态即关闭时，金属条11a与弧形金属体12分离保持一定的角度，此方案是为了避免当门板闭合后又向外反弹一定角度时，低压电路接通而导致马桶4进行不必要的抽水状况发生。如图3所示。

反之，当门板从里向外打开时，塑料杆11b随转动门轴5转动，进而带动金属条11a运动，金属条11a在运动过程中与弧形金属体12碰触，此时电路接通，直至门板打开到最大状态即向外旋转90°时，金属条11a与弧形金属体12一直保持接触状态。低压电路1接通，使得高压电路2进行工作，最终通过电机3带动马桶4进行抽水。如图4所示。

五、研究成果

1.立意新颖实用，提出并设计了全新的利用门轴的自然转动来控制公共卫生间自动冲水的方法。经查新，没有同样的成果公开发表和使用过。基于本设计的“马桶自动冲水装置”于2012年9月17日由国家知识产权局授予实用新型专利权，专利号批准号为22012091000656060。

2.技术科学合理。自动冲水系统包括转动门轴、低压滑动开关电路、高压制动电路和马桶等部件，通过转动门轴的运动带动滑动开关装置的闭合，从而引发高压电路控制马桶冲水，并且已完成模型制作，证明方案和设计的可行。

3.研究全面理性。从最初的社会调查，到中间一轮轮方案的改进，再到最终方案的形成，项目目标准确、思维清晰、逻辑严密，并全面记录了研究过程，形成了丰富的科学研究成果。

4.成果实用经济。项目成果与以前同类产品设计相比，不仅节水、避免浪费且制作成本低、便于推广，结构简单、不易损坏且维修成本低，符合环境卫生保护与资源节约的社会发展要求，具有较好的市场前景。