技术摘要：
一种低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马桶或便盆，由八个功能模块组成。其中：有一个希望大小的上部敞开空间容纳塑料袋，塑料袋用于接纳排泄物；用等离子体清除大小便时散发的难闻气味并杀灭细菌、病毒；用红外线传感器、声音识别传感器与空气质量传感器自动识  全部
背景技术：
众所周知，智能马桶是一次卫生革命，自从智能马桶发明以来，人类终于能够在家 居环境便捷解决“拉撒”问题，除了不再受臭味、细菌病毒困扰外，还能享受自动臀部清洁的 便利。但是，在无水且相对密闭，或相对较小空间如医院病床、汽车等交通工具内，解决“拉 撒”时的味觉、视觉、排泄物的清洁和保存、臀部自动擦拭问题，却是一个世界性的难题。即 使发达国家的美国医院，病人在病床上使用的仍然是简陋的老式大便盆，使用过程中的味 觉，使用后清洁时的味觉和视觉都是非常不友善的；要解决汽车和坦克驾驶员、战斗机飞行 员，特别是女性在驾驶或飞行时的大小便问题，即使是超级科技大国的美军，也没有理想的 解决方案。 为了解决上述问题，工程技术人员设计了各种解决方案。中国专利网上，一种技术 路线是便携式大便盆配合使用大小便固化剂之类物质，除了成本高外，也没有臀部自动清 洁功能；另一种技术路线是便携式大便盆配塑料袋收紧和密封机构，如专利号为 CN2007002287(WO2008049304A1)的专利，但它要人工收紧和密封塑料袋，没有臀部自动清 洁功能，对排便臭气的处理是用排气管道抽到汽车窗外(不言而喻，这一点决定它无法在医 院病床上和坦克内使用)；用纸巾自动清洁臀部(擦屁股)的技术难度，远远超过用水，例如， 日本公司在中国申请的CN201080041491.4和CN201680015768.3号的专利，需要设计生产专 门的擦拭头和多关节的机器手，结构复杂因而成本高，不适合在便携式轻便马桶或便盆上 使用。 随着科学技术的发展和人类文明水平的提高，市场上迫切需要一种价格低廉、易 于普及、能在无水且相对密闭，或相对较小空间如医院病床、汽车、坦克等交通、作战车辆内 使用的便携式轻便智能马桶或便盆。 有鉴于此，完成了本发明。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种低成本分析粪便提示疾病的便携式轻 11 CN 111568283 A 说　明　书 2/15 页 便智能马桶或便盆，能用等离子体清除大小便时散发的难闻气味并杀灭细菌、病毒，因而排 便时没有臭味散发；用红外线传感器、声音识别传感器与空气质量传感器自动识别大小便 模式以及判别大小便是否结束；大便结束后用纸巾自动擦拭臀部；排便过程中用颜色传感 器分析大小便颜色，并由语音电路给出可能的疾病提示；可自动收紧、密封接纳排泄物的塑 料袋，排便和便后清洁的全过程没有不友善的味觉和视觉，达到真正的卫生要求；在非大小 便时还可以作为空气净化器或负离子发生器使用。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 所述的低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马桶或便盆由八个功能模块 组成，其中： 排泄物接纳排模块——有一个希望大小的上部敞开空间容纳塑料袋，且该上部敞 开空间可从便携式轻便智能马桶或便盆本体中取出，易于清洗；塑料袋用于接纳排泄物； 高效除臭模块——产生等离子体清除大小便时散发的难闻气味并杀灭细菌、病 毒； 塑料袋袋口收紧密封模块——用于便后自动收紧和密封接纳排泄物的塑料袋袋 口； 大小便识别模块——用红外线传感器、声音识别传感器、空气质量传感器判别大 小便模式以及判别大小便是否结束； 臀部擦拭模块——用于大便后用纸巾自动清洁臀部； 粪便分析疾病提示模块——排便过程中用颜色传感器分析大小便颜色，并由语音 电路给出可能的疾病提示； 空气净化或负离子发生模块——高效除臭装置在非大小便使用时可以作为空气 净化器或负离子发生器使用； 智能电子控制模块——控制整个系统有序工作。 所述的低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马桶或便盆外形见图1(a)、图 1(b)；塑料袋接纳盆形状、等离子或负离子放电室结构、塑料袋袋口收紧机构见图2(a)、 (b)、(c)；塑料袋袋口收紧绳构造见图3(a)、(b)；臀部擦拭机构构造、大小便识别红外线传 感器、声音识别传感器、颜色传感器安装位置见图4；纸巾传送机构结构见图5；等离子或负 离子发生器电极结构见图6；等离子或负离子发生器高频高压双极性方波脉冲发生器及与 离子发生器电极的连接关系见图7；控制系统电原理方框图见图8。 所述的低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马桶或便盆包括梨形的马桶 壳体，该马桶壳体上连接着马桶座圈、马桶盖，如图1所示；马桶壳体、马桶座圈、马桶盖由环 保材料如PP聚丙烯、或高密度聚乙烯(HDPE)、或ABS、或聚乙烯(PE)制成。 其中： 所述的马桶座圈由马桶座圈本体与马桶座圈面板构成，马桶座圈本体与马桶座圈 面板是一体化成型的； 马桶座圈面板与常规马桶类似，供使用者坐便； 马桶座圈面板上有肛门位置定位标志线； 马桶座圈本体下口与所述的马桶壳体上口间为承/插口配合(图1中未示出)，有利 于提高马桶的整体强度； 12 CN 111568283 A 说　明　书 3/15 页 马桶座圈本体外侧两边通过锁扣与所述的马桶壳体连接(图1中未示出)。 所述的马桶盖是与便槽形状相同的平盖或嵌盖。 所述的马桶壳体底部平直，内部有前后两个区域：前区容积小且封闭，后区容积大 且上部敞开，前后两个区域间为公共壁；如图2所示。 在马桶壳体后区内有上部敞开的塑料袋接纳盆；其中： 所述的塑料袋接纳盆形状是梨形，底部类似常规大便盆前深后浅，其内放置一次 性使用的排泄物接纳塑料袋；塑料袋接纳盆上方的开口部位有U型槽，用于放置塑料袋袋口 收紧绳，见图2(b)； 塑料袋接纳盆通过所述的马桶壳体内底面上的定位凸缘物实现与马桶壳体的嵌 入式连接，可方便取出，见图2(c)。 所述的塑料袋由防臭、不透水的塑料袋、尼龙袋或铝塑袋制成。 所述的塑料袋接纳盆与所述的塑料袋构成所述的排泄物接纳模块。 在马桶壳体前区有等离子或负离子放电室和电器仓；其中： 所述的放电室通过所述的公共壁上中部的百叶窗与马桶后区连通，该百叶窗是放 电室的入风口，见图2(c)； 百叶窗叶片倾斜向下，以避免水分直接进入放电室； 百叶窗后面安装有过滤器、风机、等离子体发生器(图2(c)中未示出)： 所述的公共壁上还安装有空气质量传感器，见图2(c)； 空气质量传感器通过信号调理电路与微处理器模拟/数字转换器(ADC)口连通； 放电室出风口在马桶壳体侧面前部下方；在出风口有过滤器(图2(c)中未示出)； 放电室的形状可延长等离子体与臭味物质的作用时间； 所述的风机在使用者大小便时将臭味从塑料袋接纳盆上方吸入放电室，等离子体 瞬间分解排便时产生的氨，硫化氢等臭味物质，并杀灭细菌、病毒后，将净洁空气从出风口 排出；用这种结构避免等离子体直接接触人体私部。 所述的放电室、过滤器、风机、等离子体发生器、空气质量传感器构成高效除臭模 块。 所述的电器仓内有塑料袋袋口收紧电机(步进电机一)，见图2(c)；电器仓内还有 电源、电路板等(图2(c)中未示出)等元器件。 所述的收紧电机、塑料袋接纳盆上方开口部位的U型槽及槽内的塑料袋袋口收紧 绳构成塑料袋袋口收紧密封模块，用于自动收紧、密封装有排泄物的塑料袋。 其中： 所述的塑料袋袋口收紧电机通过驱动控制电路与微处理器I/O口连通； 所述的塑料袋袋口收紧绳分为不完全体、完全体两种形态，见图3(a)、(b)，其中： 不完全体塑料袋袋口收紧绳由柔软细绳和压紧连接器两段连接而成；完全体塑料 袋袋口收紧绳由不完全体塑料袋袋口收紧绳、商品化自锁式尼龙扎带连接构成环形结构， 其中： 自锁式尼龙扎带是在日用品商店能够买到的廉价扎线带(一般为白色，又称为自 锁式捆绑带、自锁式束线带)，其特征是窄而薄的扎带一面光滑，另一面上有纵向卡槽，槽内 纵向有很多齿，扎带的一头有锁头(卡扣)，锁头上有通孔供扎带穿过，孔内有止退舌头，扎 13 CN 111568283 A 说　明　书 4/15 页 带穿过锁头，越扎越紧，止退舌头自锁固定，防止扎带退出。 不完全体塑料袋袋口收紧绳的制作、安装由轻便智能马桶或便盆生产厂家完成： 用钢丝、或塑料、或尼龙、或棉麻等材料制成柔软细绳； 在柔软细绳的一端上固定有一个由不锈钢片制成的压紧连接器，该压紧连接器未 连接柔软细绳的一端可由用户在使用现场用手掰开或压紧； 将以上步骤得到的不完全体塑料袋袋口收紧绳无压紧连接器的一端固定并缠绕 在收紧电机(步进电机一)转动轴皮带轮上； 将不完全体塑料袋袋口收紧绳有压紧连接器的一端通过所述的公共壁上的收紧 绳出入孔从电器仓伸入马桶壳体后区以供用户使用。 环形完全体塑料袋袋口收紧绳由用户在应用现场完成并使用： 第一步：取商品化自锁式尼龙扎带一根； 第二步：将不完全体塑料袋袋口收紧绳有压紧连接器的那一端穿过自锁式尼龙扎 带的锁头的通孔，继续拉收紧绳使其有足够的长度； 第三步：掰开压紧连接器后插入该商品化自锁式尼龙扎带的尾部，再压紧后构成 环形塑料袋袋口收紧绳； 第四步：将环形结构完全体收紧绳放入塑料袋接纳盆开口部位的U型槽内； 第五步：取一次性排泄物接纳塑料袋放入塑料袋接纳盆，袋底在下，袋口向上； 第六步：用手指将塑料袋袋口高出接纳盆的部分反转到塑料袋接纳盆与马桶壳体 之间。 塑料袋袋口收紧、密封工作由智能马桶或便盆系统完成： 智能马桶或便盆系统微处理器发指令控制收紧电机(步进电机一)旋转； 缠绕在收紧电机(步进电机一)转动轴皮带轮上的收紧绳越收越紧，柔软细绳、压 紧连接器、尼龙扎带先后穿过锁头的通孔，至此自锁式尼龙扎带的锁紧机构开始发挥作用： 越扎越紧且通孔内止退舌头顶住尼龙扎带纵向的齿完成自锁固定，防止扎带退出，从而自 动完成塑料袋袋口收紧、密封工作。 当智能马桶或便盆系统自动完成塑料袋袋口收紧密封动作后，排泄物接纳塑料袋 仍然在塑料袋接纳盆中，自锁式尼龙扎带仍然与柔软细绳连成一体；用户在取出排泄物接 纳塑料袋前，从收紧绳出入孔向外拉收紧绳直到露出压紧连接器，用户掰开压紧连接器可 将自锁式尼龙扎带与柔软细绳分开，这样可取出排泄物接纳塑料袋又不破坏其密封性；因 此，一端带压紧连接器的柔软细绳是可以重复使用的，而连接的自锁式尼龙扎带则是一次 性使用的。 在普通钢丝、或塑料、或尼龙、或棉麻等材料制成的柔软细绳一端固定压紧连接 器，将商品化自锁式尼龙扎带的尾部插入压紧连接器后压紧形成环形塑料袋袋口收紧绳， 是实现塑料袋袋口低成本收紧密封设计的关键，是本发明最重要的特征之一。 所述的马桶壳体两侧上部安装有大小便识别红外线传感器、循环旋转擦拭运动机 构；电器仓上部安装有擦拭头驱动电机、纸巾传送机构、声音识别传感器、颜色传感器，见图 4。 所述的大小便识别红外线传感器、声音识别传感器、空气质量传感器构成所述的 大小便识别模块，用于判别大小便模式以及判别大小便是否结束。 14 CN 111568283 A 说　明　书 5/15 页 其中： 所述的大小便识别红外线传感器是对射式红外线传感器，由红外线发射管与红外 线接收管构成；两个红外线发射管相隔离2～3cm安装在马桶壳体后区上部的一侧，两个红 外线接收管相隔离2～3cm安装在马桶壳体后区上部的相对一侧，如图4(a)所示； 两对红外线传感器检测大小便的原理基于大小便的粗细(直径)不同，一个红外线 接收管收到信号和另一个红外线接收管无信号(小便未经过此红外线传感器光路)，系统判 别是小便模式；两个红外线接收管同时收到信号，系统判别是大便模式； 大小便识别红外线传感器兼具擦拭头位置检测功能。 所述的声音识别传感器由硬件、软件两部分组成，用于检测小便声，其中： 所述的硬件部分包括麦克风、信号调理电路、微处理器，其中： 所述的麦克风安装在擦拭头上电初始化位置上部(图4(a)中未示出)； 麦克风拾音孔朝向所述的马桶塑料袋接纳盆； 麦克风连接所述的信号调理电路输入端； 所述的信号调理电路输出端与微处理器模拟/数字转换器(ADC)端口相连； 所述的软件部分主要包括数字小便声样本存储单元、模拟/数字转换器(ADC)程序 模块和声音识别程序模块，其中： 所述的数字小便声样本是男或女在所述的塑料袋接纳盆内小便时的小便声，经快 速沃尔什变换(FWT)后所得的幅度和功率谱； 模拟/数字转换器(ADC)程序模块是公知的技术，不再赘述； 所述的声音识别程序模块首先对模拟/数字转换器输出的数字声音进行快速沃尔 什变换(FWT)，然后分析变换结果的幅度、功率谱，再将结果与存储的男或女数字小便声样 本比较，相似率大于等于80％时，判别为小便声；相似率小于80％时，判别为噪音；在声音识 别过程中，每隔15s进行一次这样的变换和判别，一共进行三次，三中取二作为最终识别结 果；这样可排除其它噪音，如说话声、汽车马达声等的干扰。 所述的空气质量传感器开始工作后，智能马桶或便盆系统根据检测到的臭味数 值，结合两对红外线传感器和声音识别传感器的检测结果，可判别大小便是否结束。 所述的循环旋转擦拭运动机构、擦拭头驱动电机、大小便识别红外线传感器、纸巾 传送机构构成所述的臀部擦拭模块，见图4(a)。 其中： 所述的循环旋转擦拭运动机构包括：主动轮、从动轮、传动带、横梁、擦拭头；其中： 两套主动轮、从动轮和传动带，分别安装在马桶壳体前后区上部的左右两侧；传动 带的安装位置保证运动时擦拭头能接触人体肛门； 所述的主动轮、从动轮和传动带由钢、不锈钢、聚氨酯、尼龙等制成； 所述的主动轮、从动轮可以有齿(链轮)或者无齿(普通皮带轮)； 所述的传动带是闭合(首尾相接)的常规微型链条、或微型单面齿形带、或微型坦 克链、或普通微型皮带等；如图4(b)所示。 在左右两条传动带上固定一个与传动带成90°的横梁，横梁上固定有擦拭头；其 中： 所述的横梁由不锈钢、环保材料如PP聚丙烯、或高密度聚乙烯(HDPE)、或ABS、或聚 15 CN 111568283 A 说　明　书 6/15 页 乙烯(PE)制成； 所述的擦拭头由质地柔软的食品级硅胶，或医用级硅胶等环保材料制成； 擦拭头是内部下凹、四周凸起的椭长方形板，下凹部分为长方形，面积刚好放置一 份标准商品化小纸巾，最佳为5cm×7cm；下凹部分前后左右侧壁高度相等，且低于一份标准 商品化小纸巾的厚度； 擦拭头下底部通过弹性不锈钢片与所述的横梁连接，擦拭头可取下清洁。 所述的擦拭头驱动电机(步进电机二)的转动部件与所述的两个主动轮相连。 循环旋转擦拭运动是指擦拭头而言：擦拭头上电初始化位置、关机位置都在所述 的马桶壳体最前凸起部分，这部分位于电器仓上方，在塑料袋接纳盆范围之外，见图1(a)、 图2(c)、图4(a)，所以擦拭头不会影响大小便正常进行；在初始化位置取得擦拭纸巾后，擦 拭头驱动电机驱动擦拭头沿着传动带从前向后运动经过肛门完成一次擦拭，擦拭头继续沿 着传动带水平运动，经过后面从动轮后擦拭头将上面朝下，纸巾因重量原因掉入排泄物接 纳盆；擦拭头再继续运动经过主动轮后，将重新上面朝上，在初始化位置停下，等待再次取 纸巾动作； 综上所述，实现臀部自动擦拭低成本设计的关键是使用了两套由微型主动轮、微 型从动轮和微型传动带组成的循环旋转擦拭运动机构，在循环旋转过程中完成取纸、臀部 擦拭、废纸释放各个动作。这是本发明最重要的特征之二。 所述的纸巾传送机构由擦拭纸巾盒、拨纸机构、纸巾传送成败检测电路组成；其 中： 所述的擦拭纸巾盒是一个纵长方体的容器，容器底面最佳为5cm×7cm，以收纳上 下重叠的标准商品化小纸巾，如图5所示；擦拭纸巾盒位于所述的马桶壳体最前凸起部分， 与擦拭头的上电初始化位置平行并列，见图4(a)；凸起部分有盖子(图1(a)、(b)未示出)，使 用者打开盖子，可放入纸巾；其中： 擦拭纸巾盒上部可以有弹性器件给纸巾一定压力(图5未示出)； 擦拭纸巾盒底部三边有一条缝，缝的高度等于一叠标准商品化小纸巾的高度为 3mm，靠近擦拭头一侧的纵缝可供一份小纸巾滑出，另外两侧的纵缝和横缝供拨纸杆移动； 擦拭纸巾盒底部安装位置略高于擦拭头初始化位置上部； 擦拭纸巾盒由环保材料如PP聚丙烯、或高密度聚乙烯(HDPE)、或ABS、或聚乙烯 (PE)制成。 所述的拨纸机构由拨纸杆驱动电机(步进电机三)、将转动变为平动的器件齿轮- 齿条或蜗轮-蜗杆、拨纸杆组成；其中： 所述的拨纸杆驱动电机的齿轮或蜗轮驱动齿条或蜗杆；拨纸杆与齿条或蜗杆成90 度刚性连接。 拨纸杆是薄长杆，其长度略长于标准商品化小纸巾长度；薄长杆的横截面是个矩 形，矩形的短边即长杆厚度，等于一叠标准商品化小纸巾的高度为3mm；矩形的长边即长杆 宽度，可等于一叠标准商品化小纸巾高度的3倍； 拨纸杆可由塑料或尼龙或金属材料制成。 收到纸巾传送指令后，拨纸杆驱动电机旋转，齿条或蜗杆带动拨纸杆移动，从而刮 动一叠标准商品化小纸巾，使其滑出擦拭纸巾盒底部纵缝，移动到所述的擦拭头的下凹部 16 CN 111568283 A 说　明　书 7/15 页 分；拨纸杆驱动电机反转，将拨纸杆移出擦拭纸巾盒，准备下一次刮纸。 由上可见，实现纸巾传送低成本设计的关键，是使用标准商品化小纸巾，并用拨纸 杆将该纸巾从擦拭纸巾盒底部纵缝中拨出，滑入擦拭头的下凹部分，这是本发明最重要的 特征之三。 所述的纸巾传送成败检测电路由反射式红外线对管、擦拭头、纸巾组成，反射式红 外线对管安装在擦拭头初始化位置上部(图4未示出)； 众所周知，纸巾是白色的，因此只需将擦拭头颜色制成黑色，或深咖啡色等，就可 根据黑色、白色辨别的原理进行纸巾传送成败检测；用反射式红外线对管辨别黑色、白色是 公知的技术，不再赘述； 纸巾检测的反射式红外线传感器还兼具擦拭头停放位置检测、臀部擦拭次数计数 功能； 纸巾传送成功，才可进入臀部自动擦拭阶段；纸巾传送失败，智能马桶或便盆系统 给出报警声，提示使用者手动擦拭。 考虑到成本、可靠性等因素，本发明没有设计纸巾盒空检测，使用者每次安装排泄 物接纳塑料袋时，很容易发现纸巾盒是否为空。 所述的粪便分析疾病提示模块由颜色传感器、语音电路组成； 其中： 颜色传感器优选可编程彩色光到频率的转换器； 颜色传感器前面安装有凸透镜； 颜色传感器凸透镜的主光轴向下指向所述的塑料袋接纳盆前底部； 颜色传感器接微处理器I/O口，用于分析大小便颜色； 所述的颜色传感器安装在擦拭头上电初始化位置上部(图4(a)中未示出)。 所述的语音电路优选一次性编程(OTP)语音集成电路，其中： 语音集成电路接微处理器I/O口； 语音集成电路输出端接喇叭，或者通过功率放大器接喇叭。 在声音识别传感器检测到有效的小便声后，用颜色传感器分析小便颜色，并根据 检测到的颜色，由语音集成电路给出小便颜色正常或者有某种疾病的提示语，见表1。 表1 17 CN 111568283 A 说　明　书 8/15 页 用大小便识别红外传感器检测大便，大便过程中每隔30s检测一次大便颜色，由语 音集成电路给出大便颜色正常或者有某种疾病的提示语，见表2。 表2 大便颜色 语音集成电路提示 黄色，或黄褐色，或棕黄色 大便颜色正常 深褐色或咖啡色 食物中肉、或脂肪太多 红色 下消化道痔疮、或肛裂、或直肠肿瘤 黑色，或深褐色，或紫色 上消化道溃疡出血、或胃肿瘤 灰白色或白色 胆道阻塞，或胰腺问题 绿色 消化不良 所述的空气净化或负离子发生模块与高效除臭模块共用等离子或负离子发生器、 高频高压双极性方波发生器。 其中： 所述的等离子或负离子发生器，可采用常规的针-板式电极、或线-板式电极、或 线-筒式电极等；图6中所示是线-板式电极。 所述的高频高压双极性方波发生器由低压直流电源E、一个充电电阻R、两个储能 电容C1和C2、两个位于放电回路中的开关管T1和T2、脉冲升压变压器Tr组成，如图7所示，其 中： 所述的脉冲升压变压器Tr有两个共用一个抽头且同名端(同极性端)一致的初级 18 CN 111568283 A 说　明　书 9/15 页 绕组和一个次级绕组； 所述的两个开关管T1和T2分别与所述的两个初级绕组串联后，再分别与所述的两 个储能电容C1和C2并联，两个开关管通过驱动控制电路与微处理器I/O口连通； 两个开关管交替导通，控制两个储能电容交替放电，从而给脉冲升压变压器两个 初级输入低压双极性方波脉冲；经脉冲变压器升压后，得到高频高压双极性方波脉冲； 所述的次级绕组两根输出端分别接等离子或负离子发生器的两个电极，图7中所 示为线-板式电极与变压器Tr次级绕组的连接关系，其中：次级绕组有同名端(同极性端)的 输出端连接线-板式电极的线电极；次级绕组无同名端(同极性端)的输出端连接线-板式电 极的板电极(地电极)。 用微处理器控制两个开关管T1和T2交替导通、截止，线-板式电极产生等离子体； 用微处理器控制T2开关管截止，T1开关管周期性截止、导通，线-板式电极产生负 离子。 利用同一个高频高压双极性方波发生器电路和同一个离子发生器电极，分时产生 等离子、负离子以适应除臭、杀菌、空气净化或负离子保健的不同需求，是本发明最重要的 特征之四。 所述的智能电子控制模块由按键、LED指示灯、喇叭、微处理器(单片机)等组成，见 图8。 其中： 所述的按键用于反映使用者的意图，以便与智能马桶或便盆交互；本机设置有“电 源”、“智能马桶”、“臀部擦拭”、“塑料袋收紧密封”、“空气净化”、“负离子”六个按键，其中： “电源”按键为微处理器系统供电，一段时间后如果没有别的按键按下，微处理器 将处于休眠状态以节约电能； “智能马桶”按键用于单独大便或者大小便混合模式，智能马桶或便盆系统为大小 便识别、除臭、臀部擦拭、塑料袋收紧密封功能模块供电，自动完成大小便识别、除臭、臀部 擦拭、塑料袋收紧密封各个动作； “臀部擦拭”按键用于女性用户单独小便模式，智能马桶或便盆系统只为臀部擦拭 和排泄物塑料袋收紧密封功能模块供电，只完成臀部擦拭动作和排泄物塑料袋收紧密封动 作； “塑料袋收紧密封”按键用于男性用户单独小便模式、或呕吐模式，或单独大便或 大小便混合模式但取纸巾失败后的手动擦拭模式，智能马桶或便盆系统只为塑料袋收紧密 封功能模块供电，只完成塑料袋收紧密封动作； “空气净化”按键用于空气净化模式，智能马桶或便盆系统只为空气净化功能模块 供电，只完成空气净化动作； “负离子”按键用于负离子产生模式，智能马桶或便盆系统只为负离子功能模块供 电，只完成负离子产生动作； 为了便于在黑暗、微光环境下操作，将六个按键分不同地方安装：“智能马桶”、“臀 部擦拭”、“塑料袋收紧密封”按键安装在马桶壳体最前凸起部分附近；“电源”、“空气净化”、 “负离子”按键在马桶壳体前部侧面，见图1(b)。 所述的LED指示灯用于指示智能马桶或便盆系统工作模式： 19 CN 111568283 A 说　明　书 10/15 页 红色LED：指示智能马桶或便盆系统处于智能马桶模式； 绿色LED：指示智能马桶或便盆系统处于负离子发生器模式； 蓝色LED：指示智能马桶或便盆系统处于空气净化模式； 黄色LED：指示智能马桶或便盆系统直流电源有无。 LED指示灯和喇叭安装在本发明前面板，其中： 所述的喇叭除了提示使用者是否有某种疾病外，还用于向使用者传递智能马桶或 便盆系统对工作模式的判断、对下阶段动作的提示，包括： 一声短音：系统完成初始化，已经正常启动； 两声短音：判断为小便模式，系统不会启动臀部自动擦拭模块； 两声长音：判断为大便模式，系统将会启动臀部自动擦拭模块； 两声短音，停顿后两声长音：判断为大小便混合模式，系统将会启动臀部自动擦拭 模块； 祝你平安音乐声：系统开始启动臀部自动擦拭，擦拭结束声音才停止； 三声长音：系统开始启动塑料袋袋口收紧密封模块； 四声连续短音：取纸巾失败。 所述的微处理器(单片机)是整个低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马 桶或便盆系统的核心，控制智能马桶或便盆各个元器件有序工作； 微处理器控制的纸巾传送方法及过程： 步骤一：上电或臀部擦拭过程中，擦拭头停在初始化位置； 步骤二：纸巾检测的反射式红外线传感器进行擦拭头停放位置检测，即检测擦拭 头与纸巾盒是否对齐： 为假：执行步骤三； 为真：执行步骤四； 步骤三：擦拭头驱动电机(步进电机二)正、反向运动调整擦拭头停放位置；再检测 擦拭头停放位置： 为假：继续执行步骤三； 为真：执行步骤四； 步骤四：拨纸杆驱动电机(步进电机三)正转，齿条或蜗杆带动拨纸杆移动，刮动一 叠标准商品化小纸巾，使其滑出擦拭纸巾盒底部纵缝，移动到所述的擦拭头的下凹部分； 步骤五：拨纸杆驱动电机(步进电机三)反转，拨纸杆移出擦拭纸巾盒，准备下一次 刮纸。取纸巾动作结束。 微处理器对臀部自动擦拭的控制方法及过程： 步骤一：纸巾检测反射式红外线传感器检测擦拭头内是否有纸巾： 为假：执行步骤二； 为真：记数1；执行步骤四； 步骤二：纸巾传送；再检测纸巾是否传送成功： 为假：执行步骤三； 为真：记数1；执行步骤四； 步骤三：系统发四声连续短音，表明取纸巾失败，提示用户手动擦拭； 20 CN 111568283 A 说　明　书 11/15 页 步骤四：系统发祝你平安音乐声，表示系统开始启动臀部自动擦拭；擦拭头驱动电 机(步进电机二)正转，驱动两个主动轮，带动两传动带运动，擦拭头从前向后运动，经过肛 门时完成第一次臀部擦拭；纸巾检测反射式红外线传感器持续检测擦拭头是否返回初始化 位置： 为假：继续执行步骤四，擦拭头继续运动，经过从动轮后擦拭头将上面朝下，脏纸 巾释放：擦拭头再运动经过主动轮； 为真：执行步骤五； 步骤五：擦拭头在初始化位置停止； 步骤六：纸巾传动； 步骤七：纸巾检测反射式红外线传感器检测纸巾是否传送成功： 为真：记数加1，执行步骤八； 为假：执行步骤三； 步骤八：擦拭头驱动电机(步进电机二)正转，驱动两个主动轮，带动两传动带运 动，擦拭头从前向后运动，经过肛门时完成第二次臀部擦拭；纸巾检测反射式红外线传感器 持续检测擦拭头是否返回初始化位置： 为假：继续执行步骤八，擦拭头继续运动，释放脏纸巾，经过主动轮； 为真：执行步骤九； 步骤九：擦拭头在初始化位置停止； 步骤十：纸巾传动； 步骤十一：纸巾检测反射式红外线传感器检测纸巾是否传送成功： 为真：记数加1，执行步骤十二； 为假：执行步骤三； [0200] 步骤十二：微处理器检测擦拭次数是否等于2： [0201] 为真；进行第三次擦拭：擦拭头驱动电机(步进电机二)正转； [0202] 大小便识别红外传感器检测擦拭头是否经过肛门： [0203] 为假：擦拭头从前向后经过肛门完成一次擦拭； [0204] 为真：擦拭头驱动电机(步进电机二)停止，然后擦拭头驱动电机(步进电机二)反 转，擦拭头从后向前运动一小段距离，即擦拭头从后向前擦拭一次； [0205] 大小便识别红外传感器再检测擦拭头是否经过肛门： [0206] 为假：擦拭头继续完成从后向前擦拭； [0207] 为真：擦拭头驱动电机(步进电机二)停止，然后正转，擦拭头再从前向后经过肛门 完成一次擦拭； [0208] 纸巾检测反射式红外线传感器持续检测擦拭头是否返回初始化位置： [0209] 为假：继续执行步骤十二； [0210] 为真：擦拭头在初始化位置停止；执行步骤十三； [0211] 步骤十三：擦拭次数记数清0； [0212] 系统停止发祝你平安声，臀部擦拭束结。 [0213] 微处理器使用两对对射式红外线传感器、空气质量传感器和声音识别传感器判别 大小便模式以及大便是否结束的方法和步骤： 21 CN 111568283 A 说　明　书 12/15 页 [0214] 步骤一：智能马桶或便盆系统检查智能马桶按键状态： [0215] 按下：执行步骤二； [0216] 未按下：等待，进入低功耗模式； [0217] 步骤二：系统为两对对射式红外线传感器、空气质量传感器、声音识别传感器供 电，启动定时器计算空气质量传感器预热时间(比如为3分钟)； [0218] 步骤三：两红外发射管发射信号； [0219] 步骤四：等待两红外接收管接收信号，延迟一段时间后判断； [0220] 步骤五：判断： [0221] 如果： [0222] 一个红外线接收管收到信号；或者 [0223] 一个红外线接收管无信号；或者 [0224] 两个红外线接收管无信号；和 [0225] 声音识别传感器判别是小便声； [0226] 系统判断是单独小便模式，执行步骤六； [0227] 如果： [0228] 两个红外线接收管同时收到信号；和 [0229] 声音识别传感器未判别是小便声； [0230] 系统判断是单独大便模式，执行步骤七； [0231] 如果： [0232] 只有一个红外接收管断续收到信号；或者 [0233] 两红外接收管同时或断续接收到信号；和 [0234] 声音识别传感器判别是小便声： [0235] 系统判断是大小便混合模式，执行步骤八： [0236] 步骤六：系统发两声短音，告知用户系统判断为单独小便模式； [0237] 声音识别传感器继续检测小便声： [0238] 为真：等待； [0239] 为假：系统启动塑料袋袋口收紧密封模块；小便过程结束。 [0240] 步骤七：系统发两声长音，告知用户系统判断为单独大便模式，执行步骤九； [0241] 步骤八：系统发两声短音，停顿后两声长音，告知用户系统判断为大小便混合模 式，执行步骤九； [0242] 步骤九：判别空气质量传感器预热时间是否结束， [0243] 为假：继续等待； [0244] 为真：接收空气质量数据即臭味数值； [0245] 步骤十：判别： [0246] 如果： [0247] 臭味数值持续增加超过某门限值；和/或 [0248] 两红外接收管同时或断续接收到信号； [0249] 系统判定为持续大便； [0250] 如果： 22 CN 111568283 A 说　明　书 13/15 页 [0251] 臭味数值持续减少下降到某门限值以下；和 [0252] 两红外接收管同时无信号； [0253] 系统判定为大便模式结束；执行步骤十一； [0254] 步骤十一：系统发祝你平安音乐，告知用户系统开始启动臀部自动擦拭模块，擦拭 结束声音才停止； [0255] 步骤十二：执行臀部自动擦拭和检测臀部擦拭次数： [0256] 次数未到：继续； [0257] 次数到：执行步骤十三； [0258] 步骤十三：系统停止发祝你平安音乐； [0259] 步骤十四：在以上任一步骤时，如果使用者认为系统判断错误，或者使用者又想继 续大小便，可按智能马桶按键重新开始。 [0260] 本发明的安全性： [0261] 使用自备9V干电池、或通过汽车点烟器插口使用12V汽车蓄电池、或通过12V电源 适配器使用交流电源、或用24V转12V电源适配器使用坦克、装甲车24V蓄电池。电源电压远 低于36V安全电压，以确保使用者人身安全。 [0262] 不使用容易自燃的锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池，以确保交通工具、家庭 或医院安全。 [0263] 等离子体不直接接触人体私部，以避免可能的潜在危险。 [0264] 本发明的工业实用性： [0265] 绝大部分元器件都能在市场上直接购买到，容易生产制造、成本低且设计生产周 期短。 [0266] 本发明的有益效果是： [0267] 提供一种低成本分析粪便提示疾病的便携式轻便智能马桶或便盆，能用等离子体 清除大小便时散发的难闻气味并杀灭细菌、病毒，因而排便时没有臭味散发；用红外线传感 器、声音识别传感器与空气质量传感器自动识别大小便模式以及判别大小便是否结束；大 便结束后用纸巾自动擦拭臀部；排便过程中用颜色传感器分析大小便颜色，并由语音电路 给出可能的疾病提示；可自动收紧、密封接纳排泄物的塑料袋，排便和便后清洁的全过程没 有不友善的味觉和视觉，达到真正的卫生要求；在非大小便时还可以作为空气净化器或负 离子发生器使用。 附图说明 [0268] 图1(a)、(b)为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆外形图。 [0269] 图2(a)、(b)、(c)为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆塑料袋接纳盆形状、 等离子体放电室结构、塑料袋袋口收紧机构图。 [0270] 图3(a)、(b)为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆不完全体塑料袋袋口收 紧绳、完全体塑料袋袋口收紧绳构造图。 [0271] 图4(a)、(b)为图1(a)A-A、B-B剖面图，给出了本发明低成本便携式轻便智能马桶 或便盆臀部擦拭机构构造、大小便识别红外线传感器安装位置图。 [0272] 图5为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆纸巾传送机构结构图。 23 CN 111568283 A 说　明　书 14/15 页 [0273] 图6为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆等离子或负离子发生器电极结构 图。 [0274] 图7为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆等离子或负离子发生器高频高压 双极性方波发生器及与离子发生器电极的连接关系图。 [0275] 图8为本发明低成本便携式轻便智能马桶或便盆控制系统电原理方框图。 [0276] 图中： [0277] 1-1 .马桶盖，1-2.马桶座圈，1-3 .马桶壳体，1-4 .出风口，1-5 .智能马桶、臀部擦 拭、塑料袋收紧密封按键，1-6.喇叭，1-7.指示灯，1-8.马桶壳体最前部凸起，1-9.肛门位置 定位标志线，1-10.电源、空气净化、负离子按键。 [0278] 2-1.塑料袋接纳盆，2-2.U型槽，2-3.定位凸缘物，2-4.收紧绳出入口，2-5.空气质 量传感器，2-6.过滤器与风机，2-7.放电室，2-8.入风口，2-9.电器仓，2-10.公共壁，2-11. 收紧电机。 [0279] 3-1.卡扣(锁头)，3-2.止退舌头，3-3.齿，3-4.纵向卡槽，3-5.自锁式尼龙扎带尾 部，3-6.压紧连接器，3-7.通孔，3-8.柔软细绳。 [0280] 4-1.擦拭头，4-2.横梁，4-3.对射式红外线传感器，4-4.转动变平动器件，4-5.传 动带，4-6.主动轮，4-7.拨纸杆驱动电机，4-8.拨纸杆，4-9.擦拭纸巾盒，4-10.擦拭头初始 化、关机位置，4-11.主动轮连接杆，4-12.擦拭头驱动电机，4-13.从动轮，4-14.传动带运动 方向。 [0281] 5-1.擦拭纸巾盒横缝，5-2.纸巾，5-3.擦拭纸巾盒纵缝。 [0282] 6-1.线电极，6-2.板电极。