智慧环保公厕生物降解槽

技术领域

本发明涉及厕所技术领域，特别涉及智慧环保公厕生物降解槽。

背景技术

原有的厕所排泄物处理方式一般采用水压冲洗入污水管网，通过在原有便槽后面或者上方安装储水箱，入厕人员入厕完毕后按压冲厕开关来冲洗便槽，将排泄物排入污水管网再做进一步处理。这种处理的缺陷在于原有排泄物处理方式需要接入污水管网，用水量大，需要一些市政设施的支持，不太环保也比较浪费水资源，无法在设施不完善或者类似景区山上等有限环境的地方布置公厕。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了智慧环保公厕生物降解槽。通过其生物降解功能直接降解公厕排泄物，使得厕所无排放物易于管理和布置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

智慧环保公厕生物降解槽，包括便槽本体，所述便槽本体的正面上设置有便槽，所述便槽的一端底部设置有排泄物排出通道，还包括自动开合装置和自动降解装置，所述自动开合装置设置在所述便槽本体的背面上，且所述自动开合装置用于打开/关闭所述排泄物排出通道，所述自动降解装置设置在所述便槽本体的下侧，且所述自动降解装置与所述排泄物排出通道的排出侧配合，所述自动开合装置和所述自动降解装置均与微控制器电连接；

所述自动降解装置包括盖板、支撑框架、料池、输送搅拌组件、第一传动件和第一动力件，所述支撑框架上设置有与所述支撑框架上侧配合的所述盖板，所述盖板上设置有与所述排泄物排出通道配合的进料口，所述盖板上设置有用于排出所述料池内部气体的排风管道，所述进料口与所述料池连通，所述料池中设置有用于搅拌排泄物的所述输送搅拌组件，所述输送搅拌组件通过所述第一传动件与所述第一动力件连接，所述第一动力件与所述微控制器的输出端电连接，所述料池上设置有排料口，所述排料口上设置有与所述排料口配合的封堵组件。

进一步地，所述料池包括侧板、第一端板和第二端板，所述侧板的截面呈半圆状，所述侧板的两端分别设置有与所述侧板内壁密封固定连接的所述第一端板和所述第二端板，所述第一端板、第二端板和所述侧板均与所述盖板密封配合，所述输送搅拌组件的一端与所述第一端板密封连接，所述输送搅拌组件的另一端穿过所述第二端板后与所述第一传动件相连，且所述输送搅拌组件与所述第二端板之间密封连接。

进一步地，所述输送搅拌组件包括第一绞龙和第二绞龙，所述第一绞龙的两侧呈对称设置有所述第二绞龙，所述第一绞龙的输入轴与所述第一传动件相连，所述第一绞龙与所述第二绞龙之间通过第二传动件相连。

进一步地，所述第二传动件包括第一齿轮、第二齿轮和链条，所述第一齿轮设置在所述第一绞龙上，所述第二齿轮设置在所述第二绞龙上，两个所述第二齿轮连接在所述链条的内侧，所述第一齿轮连接在所述第一齿轮的外侧。

进一步地，所述料池中设置有温度传感器和加热组件，所述料池的两侧呈对称设置有固定在所述料池内部的所述加热组件，所述温度传感器与所述微控制器的输入端电连接，所述加热组件与所述微控制器的输出端电连接。

进一步地，所述排风管道上设置有排气风扇。

进一步地，所述自动开合装置包括加高框架、固定杆、轨道、活动门组件、第三传动件、第二动力件和蹲位传感器，所述加高框架固定设置在所述便槽本体的背面上，所述加高框架的内部固定设置有两根互相平行的所述固定杆，所述固定杆上固定设置有两个互相平行的轨道，所述活动门组件设置在所述轨道上且可在所述轨道滑动，所述活动门组件通过所述第三传动件与所述第二动力件相连，所述第二动力件固定设置在所述固定杆，所述活动门组件设置在所述排泄物排出通道与所述进料口之间，当所述活动门组件移动到所述排泄物排出通道时，所述进料口与所述活动门组件密封配合，所述蹲位传感器与所述微控制器的输入端电连接，所述第二动力件与所述微控制器的输出端电连接。

进一步地，所述活动门组件包括左活门以及与所述左活门配合的右活门，所述左活门和所述右活门的两端均设置在所述轨道上。

进一步地，所述第三传动件包括左活门齿条、右活门齿条和中间齿轮，所述左活门齿条与所述左活门固定连接，所述右活门齿条与所述右活门固定连接，所述左活门齿条和所述右活门齿条分别设置在所述中间齿轮的两侧且与所述中间齿轮配合，所述中间齿轮与所述第二动力件连接。

进一步地，所述便槽的另一端底部设置有排尿口，所述排尿口上设置有过滤网，所述排尿口的排出侧设置有接引口。

本发明的有益效果是：

(1)本发明在排泄物收纳方式的改进：有人时，自动开合装置中的左活门和右活门自动打开，排泄物直接落入自动降解装置中进行降解，人离开时，左活门和右活门自动关闭，使得厕所环保无异味。

(2)本发明在排泄物处理方式的改进：排泄物在料池内通过搅拌与初期配料混合，再依靠微生物分解，通过温控系统达到最佳使用温度，使得排泄物降解率达到90％以上，使得这种处理方式的厕所无污染，不使用水冲洗，无排放，易于管理。

(3)本发明在整个处理流程自动化设计，全部由传感器配合微控制器自动控制，管理者只需要保证基本的清洁和卫生即可。

(4)本发明在配合公厕使用后，公厕布置方便，占地小，特别适合布置在景区、山上或者人口密集的城市。

(6)本发明的降解槽可采用模块化组装，方便维护。

附图说明

图1为便槽本体的正面结构图；

图2为自动开合装置在便槽本体背面设置的结构图；

图3为自动降解装置的立体结构图；

图4为自动降解装置的侧视结构图；

图5为自动降解装置的俯视结构图；

图6为无盖板自动降解装置的立体结构图；

图7为无盖板自动降解装置的立体结构图；

图8为无盖板自动降解装置的俯视结构图；

图9为链条传动示意图；

图10为图6的A处放大结构图；

图11为自动降解装置的背面结构图

图12为图11的B处放大结构图。

图中，1-便槽本体，2-排泄槽，3-排泄物排出通道，4-盖板，5-支撑框架，6-第一传动件，7-第一动力件，8-进料口，9-排风管道，10-排料口，11-侧板，12-第一端板，13-第二端板，14-第一绞龙，15-第二绞龙，16-第一齿轮，17-第二齿轮，18-链条，19-加热组件，20-排气风扇，21-加高框架，22-固定杆，23-轨道，24-第二动力件，25-左活门，26-右活门，27-左活门齿条，28-右活门齿条，29-中间齿轮，30-排尿口，31-过滤网，32-接引口，33-排料口盲板，34-锁紧箍，35-螺栓，36-蒙皮，37-微型脚轮，38-轴承座，39-小孔，40-防滑条。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：

智慧环保公厕生物降解槽，包括便槽本体1，便槽本体1的正面上设置有排泄槽2，排泄槽2的一端底部设置有排泄物排出通道3，还包括自动开合装置和自动降解装置，自动开合装置设置在便槽本体1的背面上，且自动开合装置用于打开/关闭排泄物排出通道3，自动降解装置设置在便槽本体1的下侧，且自动降解装置与排泄物排出通道3的排出侧配合，自动开合装置和自动降解装置均与微控制器电连接；自动降解装置包括盖板4、支撑框架5、料池、输送搅拌组件、第一传动件6和第一动力件7，支撑框架5上设置有与支撑框架5上侧配合的盖板4，盖板4上设置有与排泄物排出通道3配合的进料口8，盖板4上设置有用于排出料池内部气体的排风管道9，进料口8与料池连通，料池中设置有用于搅拌排泄物的输送搅拌组件，输送搅拌组件通过第一传动件6与第一动力件7连接，第一动力件7与微控制器的输出端电连接，料池上设置有排料口10，排料口10上设置有与排料口10配合的封堵组件。排风管道9上设置有排气风扇20。料池通过螺栓35固定在支撑框架5上。其中，自动开合装置与便槽本体1是一个整体，而自动降解装置位于自动开合装置的下方，并且进料口8位于排泄物排出通道3的正下方，进料口8与排泄物排出通道3之间有一段距离，自动降解装置整体可以从自动开合装置的下侧取出来，取和装的过程中可以通过微型脚轮37滚动，微型脚轮37为现有技术。

盖板4上的进料口8是向便槽本体1侧突出的，排泄物排出通道3中的排泄物直接通过进料口8进入到料池中。第一传动件6与第一动力件7都设置在电机安装室内，电机安装室内和料池都设置与支撑框架5的内部的。支撑框架5是整个降解槽的支撑架，其采用不锈钢空心方管焊接而成，重量相对来说比较轻，也能够很好的防锈蚀。进料口8位于槽体正上方中间部位，进料口8上方正对排泄物排出通道3，当便槽本体1上的活动门组件打开，排泄物由进料口8落入料池中进行分解。盖板4安装于支撑框架5的上侧面上，盖板4采用可拆设计，这样设计是为了方便其他结构的安装，但其他结构安装完毕后盖上盖板4并在对应的螺丝孔安装螺钉固定即可。排风管道9位于进料口8的旁边是安装排气风扇20的地方，排风管道9的截面为圆形。第一传动件6为现有技术中的涡轮蜗杆减速机，第一动力件7为现有技术中的电机，电机安装在电机安装室内，其是降解槽物料混合的动力来源，微控制器通过一些逻辑来控制电机的启停。电机采用变频控制，自带过载保护，还能根据实际情况调整转速。涡轮蜗杆减速机位于电机安装室内，其紧挨电机并与电机转动轴90°直连。涡轮蜗杆减速机是动力传达机构，其核心作用是将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大的转矩。在降解槽中使用减速机后我们只需要使用小功率的电机就可以得到想要的转矩。这样电机传动轴与减速机就可以90°安装连接，这样做可以大大的减小电机安装室的空间。在支撑框架5的外侧设置有蒙皮36，蒙皮36采用不锈钢材料安装在整个支撑框架5的表面，蒙皮使得支撑框架5上的各种机械结构不外露，也能起到一定的保护作用。在支撑框架5的下侧设置有微型脚轮37，微型脚轮37安装于支撑框架5底部两侧，每侧安装有四个微型脚轮37。有了这八个微型脚轮37便可以很轻松的推入和滑出降解槽，大大方便了物料投放和降解槽的维护。降解槽底部配有微型脚轮37，方便降解槽的移动。封堵组件与排料口10共同组成排料机构，封堵组件包括排料口盲板33和锁紧箍34，排料口盲板33与排料口10的内壁配合且可密封连接，锁紧箍34的作用是将排料口盲板33锁紧在排料口10中。锁紧箍34采用现有技术中的快速卡箍，方便快速的打开排料口盲板33。当需要排料时打开排料口盲板33，第一绞龙14带动物料快速的从排料口10中排出。

在一些实施例中，料池包括侧板11、第一端板12和第二端板13，侧板11的截面呈半圆状，侧板11的两端分别设置有与侧板11内壁密封固定连接的第一端板12和第二端板13，第一端板12、第二端板13和侧板11均与盖板4密封配合，输送搅拌组件的一端与第一端板12密封连接，输送搅拌组件的另一端穿过第二端板13后与第一传动件6相连，且输送搅拌组件与第二端板13之间密封连接。料池位于降解槽中心区域，其占据了支撑框架5中的大部分空间，料池是放置降解料和排泄物的地方，也是排泄物分解的场所。料池采用不锈钢材料和圆弧形设计，不锈钢耐锈蚀，圆弧形设计保证了池内污物和降解料在绞龙的搅拌能充分混合分解，解决了方形设计中边角处物料不易混合流动的难题。

在一些实施例中，输送搅拌组件包括第一绞龙14和第二绞龙15，第一绞龙14的两侧呈对称设置有第二绞龙15，第一绞龙14的输入轴与第一传动件6相连，第一绞龙14与第二绞龙15之间通过第二传动件相连。第二传动件包括第一齿轮16、第二齿轮17和链条18，第一齿轮16设置在第一绞龙14上，第二齿轮17设置在第二绞龙15上，两个第二齿轮17连接在链条18的内侧，第一齿轮16连接在第一齿轮16的外侧。排料口10设置在第一端板12上且位于第一绞龙14下方。第一绞龙14和第二绞龙15的两端都通过轴承座38后与第一端板12和第二端板13相连。第一绞龙14和第二绞龙15上的传动轴通过偏心轴承安装在料池中部(使用偏心轴承可以降低安装难度，即使轴安装有一点不同心也不影响，轴分内轴和外轴，外轴通过定位销与内轴相连，这样做内外轴可以方便分离)，我们这里有一个第一绞龙14和两个第二绞龙15横穿料池，涡轮蜗杆减速机输出轴带动第一绞龙14转动，然后通过链条18带动两个第二绞龙15转动。通过链条传动示意图可以看到中间轴与两边的轴转动方向相反，在轴上装绞龙后两侧的轴推动物料和污物背向排料口，中间轴推动物料和污物朝向排料口10(绞龙形状设计为螺旋式结构可以减小绞龙所受阻力，还能推动物料和污物朝设定的方向运动)，所以考虑到物料和污物在料池内能够平衡的混合，排料能够快速，两侧的绞龙比较稀疏，中间的绞龙比较密集。

在一些实施例中，料池中设置有温度传感器和加热组件19，料池的两侧呈对称设置有固定在料池内部的加热组件19，温度传感器与微控制器的输入端电连接，加热组件19与微控制器的输出端电连接。为应付寒冷环境下生物降解功效，料池正面两侧放置有加热组件19，加热组件19为加热放置管，加热放置管采用石墨烯加热技术的加热系统，此种加热方式能耗低。温度传感器为现有技术，该系统还可以自动根据设定温度来启动或者关闭加热系统。加热放置管作为加热材料的载体可以保护好加热材料，加热放置管加工有很多小孔39能够更好的使热量传递出去，石墨烯加热材料放进加热放置管里面，物料被搅动起来后能够更好的均匀加热。温度传感器将信号传递给微控制器，微控制器根据温度传感器的信息进行处理，如果需要加热，此时微控制器控制加热组件19进行加热。加热放置管的端部设置有与加热放置管内壁配合的挡板41。

在一些实施例中，自动开合装置包括加高框架21、固定杆22、轨道23、活动门组件、第三传动件、第二动力件24和蹲位传感器，加高框架21固定设置在便槽本体1的背面上，加高框架21的内部固定设置有两根互相平行的固定杆22，固定杆22上固定设置有两个互相平行的轨道23，活动门组件设置在轨道23上且可在轨道23滑动，活动门组件通过第三传动件与第二动力件24相连，第二动力件24固定设置在固定杆22，活动门组件设置在排泄物排出通道3与进料口8之间，当活动门组件移动到排泄物排出通道3时，进料口8与活动门组件密封配合，蹲位传感器与微控制器的输入端电连接，第二动力件24与微控制器的输出端电连接。安装时，必须使进料口8位于排泄物排出通道3的正下方。其中，蹲位传感器为现有技术中可感应到人体的传感器，比如超声波传感器，蹲位传感器将感应到的人的信息传递给微控制器，微控制器控制第二动力件24执行动作，第二动力件24驱动第三传动件带动活动门组件运动。

在一些实施例中，活动门组件包括左活门25以及与左活门25配合的右活门26，左活门25和右活门26的两端均设置在轨道23上。第三传动件包括左活门齿条27、右活门齿条28和中间齿轮29，左活门齿条27与左活门25固定连接，右活门齿条28与右活门26固定连接，左活门齿条27和右活门齿条28分别设置在中间齿轮29的两侧且与中间齿轮29配合，中间齿轮29与第二动力件24连接。其中，左活门25和右活门26设置在排泄物排出通道3的排出侧，在蹲位传感器的检测下，左活门25和右活门26在有人大便时打开，无人大便时闭合，这样能够有效的隔离下方排泄物，其采用双向开合设计，这样设计开合速度比传统单向设计快一倍。其中，第二动力件24为驱动电机，第三传动件为齿条传动机构，齿条传动机构位于便槽本体1的背面，左活门齿条27和左活门25的两个齿条中间与中间齿轮29啮合，中间齿轮29与驱动电机的输出轴相连。驱动电机和微控制器放置于便槽本体1的背面，当放置于厕所内的蹲位传感器检测到便槽本体1上有人员入厕时输出一个信号给微控制器，微控制器控制驱动电机转动产生动力，通过齿条传动机构控制左活门25和右活门26开合。

在一些实施例中，排泄槽2的另一端底部设置有排尿口30，排尿口30上设置有过滤网31，排尿口30的排出侧设置有接引口32。其中，排尿口30的输出端设置有排输管道，排尿口30是尿液单独排出的通道，通道口设置有过滤网31，过滤网31可以防止杂物由此口进入堵塞下级排输管道。

便槽本体1的结构采用一体式设计，材料选用304不锈钢，非常适合用于厕所环境，其正表面加工有防滑条40，防滑条40可以起到防滑作用。

以微控制器、温度传感器和蹲位传感器等组成的控制系统，控制系统自带逻辑编程功能和网络通信功能，可以做到各系统动作逻辑的标准化，也可以根据现场实际情况通过网络端下发指令修改个动作逻辑。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。