CN112302123B - 一种水路切换结构及切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水路切换结构及切换方法，包括：水路切换单元、驱动杆单元、动力单元和旋转单元，其中，所述的水路切换单元包括由上至下叠加的上盖、转动盘和下盖，其中，上盖具有进水口，转动盘具有过水孔，下盖具有至少两个出水口，所述的转动盘能够转动从而使过水孔和下盖的出水口处于对齐或是错位状态；所述的旋转单元包括一转轴，所述的转轴和水路切换单元的转动盘形成同步转动的连接关系；所述的动力单元用于使驱动杆单元移动；所述的驱动杆单元用于驱动旋转单元工作。本发明可以节省切换时间和提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水路切换结构及切换方法。
背景技术
智能马桶的水路，包括冲洗陶瓷本体的和冲洗人体的。冲洗陶瓷本体的包括从陶瓷本体中上部位冲洗的刷圈水和底部冲刷的喷射水。现有的冲洗陶瓷的水路切换，一般是用电磁阀来控制，电磁阀为电子元器件，与水路直接接触有电泄露风险。而个别采用半机械式的电机驱动球阀，虽然电机与水路无直接接触，但是一次切换需要时间为4-5S。时间较长，无法达成冲刷功能最佳效果。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种水路切换结构，其包括：水路切换单元、驱动杆单元、动力单元和旋转单元，其中，
所述的水路切换单元包括由上至下叠加的上盖、转动盘和下盖，其中，上盖具有进水口，转动盘具有过水孔，下盖具有至少两个出水口，所述的转动盘能够转动从而使过水孔和下盖的出水口处于对齐或是错位状态；
驱动杆单元包括上下平行设置的上杆和下杆，上、下杆之间用竖杆连接；
所述的动力单元用于使驱动杆单元移动；
所述的旋转单元包括一转轴，所述的转轴和水路切换单元的转动盘形成同步转动的连接关系；且所述的转轴上还设有和转轴形成同步转动的第一转动体和第二转动体；所述的下杆同第一转动体联动从而能够驱动第一转动体朝一方向转动第一角度；所述的上杆和一齿轮啮合，所述的齿轮上啮合有支杆，所述的支杆和第二转动体之间设有能够驱动第二转动体转动第二角度的弹性机构；所述的第二角度和第一角度的转动方向相同；
所述弹性机构包括弹性体，每个弹性体的另一端设有连接杆，连接杆上套接有弹簧；每个连接杆的一端分别和支杆的末端连接。
在一实施例中，所述的第一角度和第二角度之和为90度。
在一实施例中，所述支杆包括四个。
在一实施例中，所述的弹性体由连接在一起能够分开或合并的两个小段组成。
在一实施例中，所述的第一转动体包括中心盘，所述的中心盘和转轴的顶部固定连接；其边缘沿圆周方向均匀设四个凸起部，所述的凸起部包括由中心盘的边缘逐渐向外延伸的圆滑边，以及圆滑边远端和边缘处直线连接的直边。
在一实施例中，所述的第二转动体为方形，中心设有非圆形的轴孔，方形的每个角顺其一边延伸设有突出部；每个突出部上顶有一弹性体。
在一实施例中，所述的动力单元包括电机和摆动杆，所述的电机能够驱动摆动杆顺时针或逆时针旋转，所述摆动杆的摆动能够带动驱动杆单元移动。
在一实施例中，所述的齿轮啮合有四条支杆，这四条支杆绕齿轮均匀分布，第一杆和第三杆平行，分别设在齿轮的左右两侧；第二杆和第四杆平行，分别设在齿轮的上下两侧；齿轮的上半部和上杆啮合，下半部和这四条支杆啮合。
在一实施例中，四条支杆均为L形，包括和齿轮啮合的水平部分，还包括竖直部分，其中，竖直部分均位于远离齿轮的一端。
在一实施例中，支杆分为上下两排，前后侧的一排，左右侧的另一排，不同排的支杆在齿轮外周上沿轴线方向错开。
本发明的另一目的，在于提供一种水路切换结构的使用方法，包括如下步骤：
1)动力单元工作，带动驱动杆单元移动；
2)驱动杆第一的下杆带动第一转动体旋转第一角度，从而带动转轴同方向转动第一角度；转轴的转动，带动第二转动体和转动盘同步同方向转动第一角度；其中，转动盘的转动，带动转动盘的过水孔位置和下盖的位置发生一错位；
上杆带动齿轮转动，从而使和该齿轮啮合的四条支杆分别朝远离齿轮的方向移动；这四条支杆进而带动连接杆朝远离第二转动体的方向移动，弹簧被压缩；在第一转动体转动第一角度之后，弹簧释放，弹性机构作用于第二转动体，使第二转动体转动第二角度；并且，弹簧也带动连接杆移动，从而带动支杆分别朝靠近齿轮的方向移动复位。进而使驱动杆单元向右复位；
3)重复步骤1)和2)，至转轴完成360度旋转，转动盘的过水孔位置相对于下盖的位置循环一周。
本技术方案与背景技术相比，具有如下优点：
1、本发明以杠杆原理缩短驱动行程，驱动行程结束后以弹簧的弹力来进行第二段行程，可以大幅度降低切换的时间。
2.现有的电磁阀结构，由于电磁阀直接接触水路，因此，水、电路混合。而本发明可以将电路与水路实现完全隔离，水路切换工作全部由机械化零件完成，电机只需在水路以外提供一段驱动即可，可以提高安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为一本发明的结构示意图。
图2为旋转单元的状态之一。
图3为旋转单元的状态之二。
图4为旋转单元的状态之三。
图5为旋转单元的状态之四。
图6为旋转单元中的齿轮和四条支杆的配合示意图。
图7为上盖的结构示意图。
图8为转动盘的结构示意图。
图9为下盖的结构示意图。
图10为水路切换单元100的额配合示意图。其中，A至E分别为不同的配合状态。
图11为第一转动体的结构示意图。
图12为第二转动体的结构示意图。
具体实施方式
请查阅图1，一种水路切换结构，包括水路切换单元100、驱动杆单元200、动力单元300和旋转单元400。
参见图7至图9，所述的水路切换单元100包括由上至下叠加的上盖110、转动盘120和下盖130。其中，上盖110的轴心位置设有第一轴孔111，第一轴孔111和上盖边缘中间设有进水口112。
转动盘120的中间设有非圆形的第二轴孔121，第二轴孔121和转动盘边缘之间设有过水孔122。其中所述的非圆形可以是椭圆形、方形、三角形、异型等各种形状。
下盖130上分别设有第一刷圈水出口131、第二刷圈水出口133以及一个喷射水出口132。
参见图10，水路切换单元100的工作原理如下：水从上盖110的进水口112进入，然后从转动盘的过水孔122流出。参见图10A.在初始位置，过水孔122和下盖130上的任一出水都不重合，此时，水路切换单元100不出水；参见图10B，转动盘顺时针转动一角度，过水孔122和第一刷圈水出口131重合，此时，水路切换单元100为刷圈水出水；参见图10C，转动盘顺时针转动一角度，过水孔122和喷射水出口132重合，此时，水路切换单元100为喷射水出水；参见图10D，转动盘顺时针转动一角度，过水孔122和第二刷圈水出口133重合，此时，水路切换单元100为刷圈水出水；参见图10E.转动盘顺时针转动一角度，回到了初始位置，过水孔122和下盖130上的任一出水都不重合，此时，水路切换单元100不出水。
参见图1至图6，驱动杆单元200包括上下平行设置的上杆210和下杆220，上、下杆的右端用以竖杆230连接，且竖杆230的下端超出下杆220一长度，在此超出的部分设有杠杆支点240。竖杆230的下端正下方设动力单元300，在本实施例中，所述的动力单元包括电机310和摆动杆320，所述的电机310能够驱动摆动杆320顺时针或逆时针旋转，从而能够使驱动杆单元200能够向左或向右移动。
旋转单元400包括齿轮410和转轴420，所述的齿轮410上顺时针方向依次啮合四条支杆，分别是第一杆411、第二杆412、第三杆413和第四杆414。这四条支杆绕齿轮均匀分布，参见图6，第一杆411和第三杆413平行，分别设在齿轮的左右两侧；第二杆412和第四杆414平行，分别设在齿轮的上下两侧。齿轮410的上半部和上杆210啮合，下半部和这四条支杆啮合。且第一杆411和第三杆413在齿轮的一高度，第二杆412和第四杆414在另一高度，这样，运动时彼此之间不会互相干扰。
四条支杆均为L形，除了和齿轮啮合的水平部分，还包括竖直部分，其中，竖直部分均位于远离齿轮的一端。
转轴420的下半部***水路切换单元100的转动盘120的第二轴孔121内，且两者形成同步转动连接关系的固定连接。转轴420的顶端和第一转动体430固定连接。所述的第一转动体430包括中心盘431，所述的中心盘431和转轴420的顶部固定连接；其边缘沿圆周方向均匀设四个凸起部432，所述的凸起部432包括由中心盘431的边缘逐渐向外延伸的圆滑边434，以及圆滑边434远端和边缘处直线连接的直边433。
第一转动体430的下方设有第二转动体440，所述的第二转动体440套于转轴420的中上部，且第二转动体440同转轴420两者之间形成同步转动的连接关系。参见图12，所述的第二转动体大体上为方形，中心设有非圆形的轴孔441，方形的每个角顺其一边延伸设有突出部442。
每个突出部442上顶有一弹性体470，在本实施例中，所述的弹性体470由连接在一起两个小段471和472组成。这两个小段之间可分开一角度从而形成一夹角，且分开之后，能够自动复位(优选地，可以是沿这两个小段的一侧边设弹片，两个小段分别设在弹片的左右两端)。每个弹性体470的另一端设有连接杆450，连接杆450上套接有弹簧460。每个连接杆的另一端分别和齿轮410上啮合的四条支杆的竖直部分末端连接。
本发明的原理如下：
1.动力单元300的电机310工作，电机的输出轴带动摆动杆320顺时针旋转，带动驱动单元以杠杆支点240为圆心逆时针旋转，驱动杆单元200向左移动。
2.如图2所示，下杆220带动第一转动体430逆时针旋转第一角度，从而带动转轴420逆时针转动第一一角度；转轴420的转动，带动第二转动体440和转动盘120同步逆时针转动第一角度。其中，转动盘120的转动，带动如图10A-E所示的水路切换；
上杆210带动齿轮410转动，从而使和该齿轮啮合的四条支杆(411-414)分别朝远离齿轮的方向移动。这四条支杆进而带动连接杆450朝远离第二转动体440的方向移动，弹簧460被压缩。且在此过程中，第二转动体440的四个突出部442作用于弹性体470上，使两个小段张开一角度，如图3所示。当第二转动体440逆时针转动第一角度之后，第二转动体440的突出部442越过弹性体470，弹性体的两个小段自动复位，如图4所示。在弹簧460的作用力下，弹性体被向内拉动，顶住第二转动体440的逆时针方向上的上一突出部，驱动第二转动体转动第二角度，从而，转轴共完成了90度旋转；并且，弹簧也带动连接杆450移动，从而带动四条支杆(411-414)分别朝靠近齿轮的方向移动复位。进而使驱动杆单元200向右复位。
此为一个运动周期，一个运动周期驱动第一转动体430、第二转动体440、转动盘120旋转90°，四个运动周期为一个冲刷周期。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种水路切换结构，其特征在于：包括水路切换单元、驱动杆单元、动力单元和旋转单元，其中，
所述的水路切换单元包括由上至下叠加的上盖、转动盘和下盖，其中，上盖具有进水口，转动盘具有过水孔，下盖具有至少两个出水口，所述的转动盘能够转动从而使过水孔和下盖的一出水口处于对齐或是错位状态；
驱动杆单元包括上下平行设置的上杆和下杆，上、下杆之间用竖杆连接；
所述的动力单元用于使驱动杆单元移动；
所述的旋转单元包括一转轴，所述的转轴和水路切换单元的转动盘形成同步转动的连接关系；且所述的转轴上还设有和转轴形成同步转动的第一转动体和第二转动体；所述的下杆同第一转动体联动从而能够驱动第一转动体朝一方向转动第一角度；所述的上杆和一齿轮啮合，所述的齿轮上啮合有支杆，所述的支杆和第二转动体之间设有能够驱动第二转动体转动第二角度的弹性机构；所述的第二角度和第一角度的转动方向相同；
所述弹性机构包括弹性体，每个弹性体的一端设有连接杆，连接杆上套接有弹簧；每个连接杆的另一端分别和支杆的末端连接。
2.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的第一角度和第二角度之和为90度。
3.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的弹性体由连接在一起能够分开或合并的两个小段组成。
4.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的第一转动体包括中心盘，所述的中心盘和转轴的顶部固定连接；其边缘沿圆周方向均匀设四个凸起部，所述的凸起部包括由中心盘的边缘逐渐向外延伸的圆滑边，以及圆滑边远端和边缘处直线连接的直边。
5.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的第二转动体为方形，中心设有非圆形的轴孔，方形的每个角顺其一边延伸设有突出部；每个突出部上顶有一弹性体。
6.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的动力单元包括电机和摆动杆，所述的电机能够驱动摆动杆顺时针或逆时针旋转，所述摆动杆的摆动能够带动驱动杆单元移动。
7.根据权利要求1所述的一种水路切换结构，其特征在于：所述的齿轮啮合有四条支杆，这四条支杆绕齿轮均匀分布，第一杆和第三杆平行，分别设在齿轮的左右两侧；第二杆和第四杆平行，分别设在齿轮的上下两侧；齿轮的上半部和上杆啮合，下半部和这四条支杆啮合。
8.根据权利要求7所述的一种水路切换结构，其特征在于：四条支杆均为L形，包括和齿轮啮合的水平部分，还包括竖直部分，其中，竖直部分均位于远离齿轮的一端。
9.根据权利要求8所述的一种水路切换结构，其特征在于：支杆分为上下两排，前后侧的一排，左右侧的另一排，不同排的支杆在齿轮外周上沿轴线方向错开。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种水路切换结构的使用方法，包括如下步骤：
1）动力单元工作，带动驱动杆单元移动；
2）驱动杆的下杆带动第一转动体旋转第一角度，从而带动转轴同方向转动第一角度；转轴的转动，带动第二转动体和转动盘同步同方向转动第一角度；其中，转动盘的转动，带动转动盘的过水孔位置和下盖的位置发生一错位；
上杆带动齿轮转动，从而使和该齿轮啮合的四条支杆分别朝远离齿轮的方向移动；这四条支杆进而带动连接杆朝远离第二转动体的方向移动，弹簧被压缩；在第一转动体转动第一角度之后，弹簧释放，弹性机构作用于第二转动体，使第二转动体转动第二角度；并且，弹簧也带动连接杆移动，从而带动支杆分别朝靠近齿轮的方向移动复位，进而使驱动杆单元向右复位；
3）重复步骤1）和2），至转轴完成360度旋转，转动盘的过水孔位置相对于下盖的位置循环一周。
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