专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  名刊精选  >  《科学24小时》

《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

旨在向全国广大群众,特别是具有中等文化程度的广大青年,普及科学技术知识,繁荣科普创作,启迪思想,...

文章数

坐便器的人生思考——从普通到智能

2013-12-24 21:39:00

坐便器的人生思考——从普通到智能

浙江省新昌中学金超翰指导教师 章亚钧

 

坐便器,俗称马桶,是人类历史上最伟大的发明之一。美国诗人弗罗斯特曾经说过:人的出生和死亡都在床上,但其余的时间都在马桶上思考。

 

[朴实无华和高端大气]

在卫生条件极其不佳的过去,坐便器对于中国人来说似乎是一种奢侈品。但在如今,它们已经走进了千家万户,很多农村地区也使用上了抽水马桶,有些家庭甚至会配备两三个。

目前,许多家庭用的都是普通的虹吸式坐便器。虹吸式坐便器冲水噪音小,但一定要先蓄水至很高的水位,才能将污物冲洗干净,所以要具备一定水量才可达到冲净的目的,每次至少要用8 升水,非常不环保。当然,我们在使用过程中也应该会有感觉:普通坐便器的冲水量都是固定的,无法进行智能化冲洗,极其耗费水资源。此外,由于虹吸式坐便器的特殊构造,如果不及时清洁,就会散发出阵阵异味,影响家庭的居住环境与健康状况。

虽然目前市场上有一些智能坐便器,它们的科技含量很高,外观也非常时尚,能够解决以上一系列问题,但普及率并不高。它们的价格十分惊人,动辄上万,一款仅具备基本功能的智能坐便器也至少需要6000 多元。这种产品可以说是有价无市,啧啧称奇的人不少,真正会购买的却不多。

 

[低调的奢华]

为什么没有一款价格亲民、功能完备的智能坐便器呢?

为什么不能让智能坐便器走进千家万户呢?

也许高昂的价格是门槛之一,复杂的更换程序也是无法回避的问题,那我们为什么不能从普通的虹吸式坐便器入手,进行一些改装和创新,在原有的基础上“创造”出一款智能坐便器呢?

我把我的想法告诉了爸爸妈妈和章老师,他们都认为我的想法值得付诸实践,如果开发成功,一定会有较大的市场。章老师告诉我,改造技术并不是最大的难题,如何在保证质量的情况下控制成本,才是关键。

25243

经过一个多月的尝试和研究,我终于在老师的帮助下,成功设计出一套坐便器改装方案,只要在普通坐便器的基础上,稍加结构改变,并增加一些零件装置即告完成,而这些零件装置的成本只有100 元左右。这套设计方案的优势在于,不仅控制了成本,而且很好地利用了原有的坐便器,避免了许多不必要的浪费和麻烦。

在研究虹吸式坐便器的过程中,我们发现储水箱里原有的两个孔洞可以用来安装阀门,而这个阀门可以用来区分大小水量。为了把这种人为按动的方式改成智能化自主操作方式,就必须通过电机来实现按钮的升降。完成后,只要安装两个电机,就能轻易执行智能化控制水量的功能。当然,我们还为这款智能坐便器添加了许多其他功能,具体如下:

控制面板:

很多电子产品在发生故障时,由于没有设计最原始的手动按键,导致了设备彻底瘫痪,无法正常使用。我们因此又为产品设计了手动按键,按键实现了大小水量的可选性。

红外检测:

它的功能在于自动检测是否有人正在使用或已使用完毕。

单片微型计算机:

根据红外检测到的时间长短,单片微型计算机能够自主判断使用者的如厕时间,并向各类机械装置发送信号,控制开启电机的时间长短及行程长短,以此来控制放水阀门的大小和时间长短,达到节约用水的目的。此装置还具有自主排除干扰信号的功能,能够排除诸如人在附近走动等干扰活动所产生的信号。

25244

25245

为了更方便地对普通坐便器进行改装,我们在线路设计方面,除了采用自主设计的控制面板和红外检测装置外,还将电机的线路经进水管线置于蓄水箱中。这样不仅能保证智能坐便器的使用安全,也能改善坐便器的整体外观,节省空间。

在改装完成的多次试验中,它的表现一直非常惊艳。

通过应用机电一体化的方法,在原有坐便器的基础上增加红外线检测和电子改造,是我这款产品的亮点。通过实地走访和市场调查,我这款改造成本不足百元的产品,得到了普通百姓的广泛认可。

 

[继续进击的脚步]

经过改装后的坐便器,在冲水和节水功能上完全可以实现智能化,根本不需要人工参与,节水的效率也非常可观。在改造之初,每一次冲水都需要耗费13升左右的水资源,而现在,只需5升左右即可,我未来的目标是把每次冲水量控制在3升左右。

除了继续优化节水功能外,我还打算在接下来的研究中进一步完善我的产品,考虑到如厕时的实际需要,实现座圈加热、暖风干燥、杀菌等一系列功能都是我未来主要的研究方向。




上一篇:从“人工肾”到“肾移植”
下一篇:风光背后的隐忧——直击世界著名核潜艇事故
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台