從專利角度分析衛浴產品在智能化方面的技術趨勢

陳韋態

(國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心，北京 100160)

0 引言

智能衛浴指區別于傳統的五金陶瓷潔具，將電控、數碼、自動化等現代科技運用到衛浴產品中，使衛浴產品功能更加強大、高效，提升了衛浴的舒適性和便利性，并有利于節能環保事業建設，是構建智能家居的重要組成部分。目前，水龍頭、馬桶、沐浴花灑、洗漱臺領域均實現了不同程度的智能化。智能衛浴的智能化來源于創新，然而創新的載體主要在于專利技術，本文主要集中探討智能衛浴中的核心專利技術。

1 智能衛浴整體專利申請情況

如圖1、圖2所示，目前(數據截至2020年4月15日)，衛浴領域的智能化專利技術主要集中在馬桶、洗漱用品、水龍頭、花灑和浴霸，智能馬桶仍然是創新主體關注的熱點，其專利申請量(指發明和新型)達4 300余件；從IPC國際專利分類的層面來看，衛浴領域的專利技術主要涉及馬桶構造、智能檢測、分析和診斷、智能控制和調節、污水處理、消毒處理和排污管道等結構和功能改進，從這個層面來看，馬桶構造仍然是創新熱點。

圖1 智能衛浴專利申請分布 圖2 智能衛浴主要國際分類領域專利申請分布

2 衛浴智能化專利技術

2.1 水龍頭

關于水龍頭智能化專利技術，目前創新領域主要涉及智能顯示(如顯示水溫、酸堿度、污染物、廣告或新聞等)、智能感應(如觸控、聲控和遠程智控)、智能調節(調流量、溫度、壓力、高度或角度等)和智能出水(增壓式、水簾式、環形式)技術主題，還有一些特殊創新，如自發電、防跑水、測水質、凈水型、恒溫型、防凍型、防燙型、自閉型、分體式、物聯式等。以下以典型創新加以舉例說明，例如基于健康目的改進后的水龍頭能對自來水進行消毒殺菌，對水質進行智能檢測并顯示，檢測出水的質量是否安全標準，此類檢測顯示技術主要綜合運用了檢測探頭(如檢測酸堿度、渾濁度等)與檢測芯片、顯示芯片等技術，再加上消毒器(如臭氧)、紫外殺菌、濾網等技術措施改善水質；水龍頭的開關方式從傳統的機械開關逐漸演變為智能觸控、聲控、感應開關，此外，遠程智控技術的水龍頭開關已在家用、工業以及農業灌溉領域有所應用，極大提高了便捷性。

對于水龍頭智能調節技術，可以通過自動調節水流量達到節約用水的目的，可以通過自動調節壓力實現不同沖洗對象的需求，還可以通過自動調節高度和角度提升使用的便捷性。

在加熱水龍頭的供電方面，由于電源供電需要增設變壓器，需要在水龍頭內設置較大的空間，勢必造成水龍頭的體積龐大，也有發明人提出采用將充電裝置設置在水龍頭水管內，通過水管內的水流流動推動發電機的葉輪裝置來發電，發電后通過整流等常規的電路對蓄電池充電，再通過蓄電池對整個系統供電，從而提供了穩定的電力供應。

在水龍頭的結構方面，采用軟管結構實現可伸縮的分體式結構，方便將水龍頭拉出主體實現洗頭、洗面和其他洗漱操作，此種結構在市場上也比較常見。

2.2 馬桶

在智能衛浴專利技術中，提出智能馬桶專利申請的數量是最多的，創新主體比較熱衷于此領域的技術改進，說明馬桶智能化技術具備較廣闊的市場前景。

從實現的功能角度來講，馬桶的智能化方向可歸結為暖風烘干、自動除臭、靜音落座、自動出紙、尿液檢測、臀部清潔、下身清凈、移動清潔、座圈保溫、自調高度、自動翻圈翻蓋等。例如對于自動翻圈翻蓋型，目前，自動翻蓋技術比較成熟，但是男性小便時，需要手動翻圈，為防止小便淋灑到座圈，手碰座圈難免不衛生，尤其小孩小便時，沒有翻圈意識，導致座圈沾滿尿液。在自動翻蓋的基礎上，實現自動翻圈，現有專利技術已能解決了上述手動翻圈不方便和不衛生的問題。

又如馬桶圈蓋大小是固定的，但是使用者的體型卻有大有小，尤其是兒童，不同的用戶使用同一尺寸的馬桶圈蓋難免會感到不適，已有創新主體提出通過控制器控制驅動電機控制馬桶圈蓋的開口大小，從而使每個人都擁有一個合適的馬桶圈蓋，提高了使用舒適度。在自調高度的發明中，老人或者身體有殘疾的人身體不好，在使用馬桶時難以坐下，久坐后又難以站起來，都需要其他人幫助，很不方便，通過設置輔助裝置自動調節馬桶高度，通過設置自動控制裝置輔助站立，現有專利技術已能解決上述問題。

在一些除臭專利中，已出現了通過人體感應器檢測使用者對座圈產生的壓力，自動啟動風機進行抽臭氣；在座圈保溫方面，目前專利申請中較為常見的是熱水保溫和電加熱保溫；在出紙方面，現有專利實現了自動出紙，保證了紙張的干燥、衛生、方便，有利于公共場所免費供紙裝置的有效管理。此外，還出現了掃碼出紙、出紙長度預設等功能；還有人提出設置指紋識別，防止兒童如廁時誤觸控制面板，導致智能馬桶啟動一些不該啟動的功能，增加了智能馬桶使用的安全性。

2.3 沐浴器

在沐浴器的智能化方面，已出現了沐浴機器人技術，能夠輔助體弱人群完成坐著洗、站著洗和轉著洗的操作，幫助人洗澡，完成搓背、去污、按摩和擦干等動作，具備沐浴攙扶、調姿、姿態自適應等功能，能有效降低護理強度和人工成本，同時也能提升護理質量，使體弱人群能夠在單人協助的情況下享受到舒適、自由、相對獨立的沐浴環境。

此外，在一些多功能智能沐浴系統中，用戶能夠通過移動終端以無線通信的方式遠程控制沐浴系統執行命令，實現水溫、水速、沐浴頭高度和沐浴模式的多功能調節，另外還具備音樂播放、數據存儲和設定沐浴時間進行預熱的功能，區別于以往的機械式旋鈕按鍵控制以及觸摸式感應控制，不但操作方便，而且能夠精準地控制沐浴的功能參數，使人們在使用過程中的舒適性得到提高。

在沐浴花灑的改進方面，集中在智能娛樂(音樂、視頻等)、智能數顯、智能溫度調節、智能防滴水等功能改進。此外，在部分專利技術中，采用智能升降旋轉裝置，通過身高探頭，可以探測淋浴者的身高，從而通過系統內的摩擦輪自動調節彎管的高度，使蓮蓬頭達到最佳高度，并且通過位置探頭，可以探測淋浴者所站位置，系統通過內部的旋轉輪調整彎管的擺動角度，使淋浴水花可以準確噴淋到淋浴者的身上；智能化的定位，讓淋浴體驗感更佳；對于花灑的控制，目前也出現了語音、觸控等智控方式。

2.4 洗漱器具

在智能洗漱器具方面，主要功能集中在自動擠出牙膏和提供洗漱水、自動排水等；另外，還有自動調節洗漱面盆高度的專利申請，不再需要使用者手動調整洗漱面盆的高度，而是通過高度感應探頭自動識別使用者的高度，進而控制洗漱面盆升降至合適的高度，為使用者提供了極大的方便。

3 展望

相關創新主體在今后衛浴技術的研發過程中，應密切關注以下三個方向。

1)以“健康主題”為切入點，例如水龍頭的水質監測或水質改善等、馬桶的尿液檢測或老弱病殘輔助裝置等。

2)以“追求實現便捷性的功能”為切入點，例如智能顯示、智能響應的優化、遠程物聯等功能性的升級。

3)以”追求結構極簡、功能極佳”的結構設計為切入點，例如改善電加熱水龍頭龐大主體缺陷，功能不減或性能明顯提升等方面。