門控式公共衛生間自動沖水馬桶

公共衛生間沖水控制系統隨著時代的進步而不斷改進。從最初的人工沖水，到拉閘式、腳踏式沖水，再到較新的紅外感應自動沖水等。

然而，通過個人體驗和社會調查，我發現這些方式都存在一定的不足，主要反映在因不主動沖水導致不夠衛生，手柄、踏板、紅外感應失靈造成的水資源浪費，以及自動沖水設備復雜、價格昂貴導致經濟性較差且不利推廣等。

我從環境衛生保護與資源節約出發，嘗試設計并制作了一種新型的公共衛生間自動沖水馬桶。

一、研究目標

出于方便、衛生、節約及便于推廣的角度，我提出并設計了一種全新的門控式公共衛生間自動沖水馬桶，即一種利用門軸的自然轉動來控制公共衛生間自動沖水的裝置，實現人使用衛生間出門時自動沖且僅沖一次水的目標。

二、研究內容

通過分析人進出衛生間的行為習慣，利用人進出時門的兩個不同轉向的運動，確保僅在人用完衛生間后，向外推門時沖且僅沖一次水，而進入向內推門時不引發沖水裝置。并且為保證人進出后引發的門的自動關合，設計了配套的門的自動回歸裝置。

三、研究方法

在前期研究階段，采用資料分析法收集和分析公共衛生間自動沖水裝置相關資料，制定工作計劃。

在社會調查階段，采用問卷調查法制作調查問卷，開展社會調查活動，形成社會調查報告。

在方案設計階段，采用方案對比分析法，先完成一種由門把手控制的自動沖水馬桶的設計，然后參與討論一種壓控的自動沖水馬桶的設計，最終通過不斷探索和完善，完成一種全新的門控式公共衛生間自動沖水馬桶，滿足了方便、衛生、節約及便于推廣的要求。

在模型制作階段，采用實踐檢驗法完成模型制作，驗證方案和設計的可行性。

四、研究方案

如圖1所示，門控式公共衛生間自動沖水馬桶包括低壓電路1、高壓電路2、電機3、馬桶4，且前述裝置依次連接，其中電機3的作用是帶動馬桶4運動的制動裝置，低壓電路1指微電流控制電路，高壓電路2指的是220伏的工作電路。

馬桶自動沖水裝置還包括轉動門軸5，它能帶動門板做180°運動，門板上裝有自動回復裝置，當門板關閉時，轉動門軸5和門板處于自由狀態。

由一滑動導電裝置11和一固定的弧形金屬體12組成的滑動開關裝置安裝于低壓電路1，滑動開關裝置的通斷用于控制低壓電路1的閉合。

如圖2所示，滑動導電裝置11由一根導電的金屬條（游離部）11a和一個塑料桿（支撐部）11b組成，所述金屬條11a固定于塑料桿11b且二者呈90°夾角（支撐部11b和游離部11a之間的夾角也可以為銳角或鈍角），塑料桿11b置于轉動門軸5上方并與其軸向連接。

當門板處于自由狀態即關閉時，轉動門軸5也處于自由狀態，金屬條11a與弧形金屬體12未接觸，低壓電路未接通。當門板從外向里打開后，轉動門軸5隨著門板轉動，塑料桿11b隨轉動門軸5轉動，帶動金屬條11a遠離弧形金屬體12，低壓電路1、高壓電路2一直處于斷開狀態，馬桶4不進行抽水。

優化的方案是當門板處于自由狀態即關閉時，金屬條11a與弧形金屬體12分離保持一定的角度，此方案是為了避免當門板閉合后又向外反彈一定角度時，低壓電路接通而導致馬桶4進行不必要的抽水狀況發生。如圖3所示。

反之，當門板從里向外打開時，塑料桿11b隨轉動門軸5轉動，進而帶動金屬條11a運動，金屬條11a在運動過程中與弧形金屬體12碰觸，此時電路接通，直至門板打開到最大狀態即向外旋轉90°時，金屬條11a與弧形金屬體12一直保持接觸狀態。低壓電路1接通，使得高壓電路2進行工作，最終通過電機3帶動馬桶4進行抽水。如圖4所示。

五、研究成果

1.立意新穎實用，提出并設計了全新的利用門軸的自然轉動來控制公共衛生間自動沖水的方法。經查新，沒有同樣的成果公開發表和使用過。基于本設計的“馬桶自動沖水裝置”于2012年9月17日由國家知識產權局授予實用新型專利權，專利號批準號為22012091000656060。

2.技術科學合理。自動沖水系統包括轉動門軸、低壓滑動開關電路、高壓制動電路和馬桶等部件，通過轉動門軸的運動帶動滑動開關裝置的閉合，從而引發高壓電路控制馬桶沖水，并且已完成模型制作，證明方案和設計的可行。

3.研究全面理性。從最初的社會調查，到中間一輪輪方案的改進，再到最終方案的形成，項目目標準確、思維清晰、邏輯嚴密，并全面記錄了研究過程，形成了豐富的科學研究成果。

4.成果實用經濟。項目成果與以前同類產品設計相比，不僅節水、避免浪費且制作成本低、便于推廣，結構簡單、不易損壞且維修成本低，符合環境衛生保護與資源節約的社會發展要求，具有較好的市場前景。