智能节水两用马桶.docx
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智能节水两用马桶
机电工程学院
2015-2016学年第2学期
科目：
科技创新与社会实践（创新设计）
题目：
智能节水两用马桶
学号：
1401111009
姓名：
李遵军
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
2014级1班
摘要
智能节水两用马桶是一个节能、两用、智能化的新型产品。
本设计采用多种机械构造与电子电路结合共同实现产品功能，以边腿反转90度结构为重点实现蹲坐两用设计，采用单稳态延时电路实现延时冲厕功能，从而实现自动冲厕功能。
本项目设计结构简单，制作成本低，控制效果高，因此性价比较高。
智能节水两用马桶非常为人受用创新项目既能照顾到普罗大众的需求，又能为老人、小孩、孕妇提供便利，解决了家庭最终解决智能、节水、两用这三个问题。
在整个设计过程中，选用性价比较高的标准件，便于推广且能保证将成本控制在较低的范围内，广泛推广可具有巨大的经济效益。
从图纸规划入手，重点研究机械结构设计、电子电路设计，实现智能化，该实用新型组装成型后进行各项数据测试，达到预期目标为准。
关键词:
和谐；智能；节水
Abstract
Intelligentwater-savingandwater-savingtoiletisanenergy-saving,dual-purpose,intelligentnewproduct.ThisdesignUSESavarietyofmechanicalstructureandelectroniccircuitwithrealizingtheproductfunction,focusingonthesidelegsturn90degreesstructureimplementationsquatamphibiousdesign,USESthemonostabledelaycircuitimplementationdelayflushingfunction,soastorealizeautomaticflushingfunction.Theprojectdesignstructureissimple,theproductioncostislow,thecontroleffectishigh,sothepriceratioishigher.Intelligentwater-savingdual-purposeclosestoolisausefulinnovationprojectcannotonlycatertothedemandofthemasses,andprovideconveniencefortheelderly,children,pregnantwomen,solvethefamilyeventuallysolveintelligence,watersaving,andthesethreequestions.Intheentiredesignprocess,andtheuseofhighcostperformancestandardparts,easytopromoteandguaranteethecostcontrolinthelowerrange,widelycanhavehugeeconomicbenefits.Fromdrawingprogram,focusesonthemechanicalstructuredesign,electroniccircuitdesign,realizetheintelligent,theutilitymodeltotestthedataaftermolding,assembly,andachievetheirgoals.
Keywords:
Harmonious；Capacity；Watersaving
目录
第一章智能两用马桶研究现状1
第二章节水两用马桶的设计1
2.1简介1
2.2选材1
2.3创新点1
创新点1：
1
创新点2：
1
创新点3：
1
2.4基本原理2
2.5工作流程2
2.6NE555电路图原理设计3
2.7智能节水两用马桶作用4
2.8智能节水两用马桶的推广5
2.9智能节水两用马桶的意义5
第三章组图5
3.1总体视图5
3.4两用系统视图6
第四章设计小结7
参考文献8
第一章智能两用马桶研究现状
水为万物之源，万物之本，现今社会水资源非常的珍贵，基于把生活废水实现二次利用的想法，我们提出智能节水两用马桶项目，预期成果对社会发展或行业技术进步的支作用，根据国内外技术现状和发展趋势市场需求分析，智能节水两用马桶非常为人受用创新项目既能照顾到普罗大众的需求，又能为老人、小孩、孕妇提供便利，解决了家庭最终解决智能、节水、两用这三个问题。
为了解决这些问题，在研究中将分作图纸规划机械结构设计、电子电路设计、原材料购买、项目组装成型、项目试验六个步骤，从图纸规划入手，重点研究机械结构设计、电子电路设计，实现智能化，该实用新型组装成型后进行各项数据测试，达到预期目标为准。
第二章节水两用马桶的设计
2.1简介
节水两用马桶的设计在于智能、节水、两用。
产品结构简单、环保、实现两用功能。
在整个设计过程中，选用性价比较高的标准件，便于推广且能保证将成本控制在较低的范围内，广泛推广可具有巨大的经济效益。
2.2选材
为克服现有马桶技术缺陷，本实用新型提供一种成本低、适用范围广、结构简单、智能化的智能节水两用马桶，机械结构采用T型钢结构、边腿反转90度结构、弹簧结构、钢架结合而成，电子冲厕装置采用延时电路与电磁阀相结合共同实现，主要研究了边腿反转90度机构、自动竖立结构、NE555延时电路的设计。
分析用户对智能节水两用马桶的需求，提出采用弱电控制强电的功能。
延时电路采用NE555延时电路，实现弱电控制强电的功能。
2.3创新点
创新点1：
智能体现在本项目不再人工进行手动冲厕，利用边腿反转90度结构与弹簧结构结合实现自动弹起，弹起后与行程开关进行碰撞使行程开关闭合，延时电路得电实现自动冲水。
创新点2：
节水主要体现在废水二次回收利用，废水过滤后存放在水箱中，延时电路与电磁阀实现控制冲厕时间，已达到节水效果。
创新点3：
两用是本项目的主要创新点，具有蹲坐两用两种功能，既能照顾到普罗大众的需求，又能为老人、小孩、孕妇提供便利，解决了家庭成员的不同需求。
2.4基本原理
智能节水两用马桶项目主要是为了方便各种人在入厕时因为马桶样式而发愁以及在冲马桶时浪费的水资源，利用洗漱废水，经过隔离网过滤，储存到水箱中，当水达到一定水箱体积时，多余废水通过废水管道流入下水道；冲厕装置采用延时电路与电磁阀相结合共同实现，延时电路采用NE555单稳态延时电路，蹲坐两用马桶采用T型钢结构、边腿反转90度结构、弹簧结构、钢架结合而成，将T型钢通过膨胀螺丝固定在墙面上，将边腿反转结构固定在T型钢件上，利用弹簧结构实现自动竖立。
当入厕使用后，马桶盖通过弹簧结构自动竖立在墙面一侧，在墙面一侧加一行程开关，利用边腿反转90度结构与弹簧结构结合弹起，马桶盖触碰到行程开关后，NE555单稳态延时电路启动，继电器吸合，电磁阀打开，冲厕装置打开实现冲水，延时结束，继电器断开，电磁阀闭合，冲厕结束。
相反，有人入厕前喜欢冲厕，当把马桶盖按下的时候，实现厕前冲水。
采用智能自动竖立功能，避免了掀马桶盖的麻烦，实现自动竖立的功能；采用自动延时冲水功能，实现了二次废水利用，使马桶更加人性化。
NE555单稳态延时电路延时时间可根据电阻与电容的计算进行调节，从而实现小电流控制大电流的功能。
2.5工作流程
2.6NE555电路图原理设计
图1电路原理图
图2NE555内部原理图
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为低电平。
它的各个引脚功能如下：
1脚：
外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：
低触发端TR。
3脚：
输出端Vo
4脚：
是直接清零端。
当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：
高触发端TH。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：
外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表1所示。
表1555定时器的功能表
清零端
高触发端TH
低触发端TR
Q
放电管T
功能
0
X
X
0
导通
直接清零
1
0
1
X
保持上一状态
保持上一状态
1
1
0
1
截止
置1
1
0
0
1
截止
置1
1
1
1
0
导通
清零
接通电源后，未加负脉冲，而C充电，Vc上升，当Vc=2Vcc/3时，RS电路输出为低电平，放电管T导通，Vc快速放电，使Vc=0。
这样，在加负脉冲前，输出为低电平，即Vo=0，这是电路的稳态。
在t=t0时刻Vi负跳变（Vi端电平小于Vcc/3），而Vc=0（TH端电平小于2Vcc/3），所以输出Vo翻为高电平，T截止VC充电。
按指数规律上升。
t=t1时，负脉冲消失。
t=t2时Vc上升到2Vcc/3（此时TH端电平大于2Vcc/3，TR端电平大于Vcc/3）Vo又自动翻为低电平。
[3]在tw这段时间电路处于暂稳态。
t>t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。
延时时间：
T=0.7R1*C1
2.7智能节水两用马桶作用
本创新项目涉及一款智能节水两用马桶，预期成果对社会发展或行业技术进步的支撑作用，国内外技术现状和发展趋势，根据市场需求分析，智能节水两用马桶非常为人受用，在现今社会水资源非常的珍贵，基于把生活废水实现二次利用的想法，我们提出智能节水两用马桶项目，智能节水两用马桶就解决了这个问题，本实用新型既能照顾到普罗大众的需求，又能为老人、小孩、孕妇提供便利，解决了家庭成员的不同需求。
节能两用马桶在于节约水资源和使用方便，在现今马桶已经在人们的生活、工作、学习中占领重要地位。
每次冲厕都要浪费珍贵的淡水，这就是严重的浪费水资源。
而我们所研究的马桶的节水装置就是针对这一点把我们日常生活用水储存起来在冲厕时所使用，这样虽然每次节约的水不多，但时间一长就是一个恐怖的数字。
2.8智能节水两用马桶的推广
智能节水两用马桶项目，预期成果对社会发展或行业技术进步的支撑作用，国内外技术现状和发展趋势，根据市场需求分析，智能节水两用马桶非常为人受用。
本项目结构简单，具有两用功能，适合各家庭成员的使用。
产品结构简单、环保、实现两用功能。
在整个设计过程中，选用价格低的标准件，便于推广且能保证将成本控制在较低的范围内，广泛推广可具有巨大的经济效益。
该智能节水两用马桶实用新型结构简单、使用便捷，而且节约能源。
2.9智能节水两用马桶的意义
在现今社会水资源非常的珍贵，基于把生活废水实现二次利用的想法，我们提出废水二次利用，节水两用马桶的节水系统在这方面做得无疑是非常好，把每次在洗手洗脸的废水储存起来当冲厕所的水无疑是非常节约的，如果广泛的利用起来那么节约下来的水将是非常多的，也对水资源做出了巨大的贡献。
智能节水两用马桶项目，既能照顾到普罗大众的需求，又能为老人、小孩、孕妇提供便利。
智能节水两用马桶项目，预期成果对社会发展或行业技术进步的支撑作用，国内外技术现状和发展趋势，根据市场需求分析，智能节水两用马桶非常为人受用。
本项目结构简单，具有两用功能，适合各家庭成员的使用。
第三章组图
3.1总体视图
图3原理图
1水龙头
2脸盆
3水箱
4多余废水排出口
5水位线
6冲水口
7电磁阀3.2节水系统视图
图4节水系统图
3.4两用系统视图
图4系统视图a图6系统视图b
第四章设计小结
在这次创作设计智能节水两用马桶的过程中，我们透过多次的试验与探究，不但明白了很多科学原理，还训练了我们的解难能力，加强自信心，培养对科学探究的精神，并提高了逻辑思维的能力。
此外，在这次课题设计中，亦加深了我们的环保意识，更重要的是，我们学会了如何沟通和明白到团结协作的重要。
总括而言，这次活动给予我们一次很宝贵的经验。
参考文献
[1]刘全忠.电子技术[M].北京：
高等教育出版社，2004.
[2]曾志新.吕明主编.机械制造技术基础[M].武汉：
武汉理工大学业出版社，2011.
[3]刘林.AutoCAD2008中文版高级应用教程[M].广东.华南理工大学出版社，2008.
[4]何庭蕙主编.工程力学[M].广东：
华南理工大学出版社，2007.
[5]王中发.机械设计[M].北京：
北京理工大学出版社，2007.
[6]姜柳林.机械设计[M].北京：
高等教育出版社,1998.
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