廖紋熠 郝 潔 靳雨欣 王詩雨

（東北林業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150040）

隨著社會的發(fā)展，水資源逐漸短缺，節(jié)水變得越來越重要。公共廁所作為一個(gè)比較浪費(fèi)水資源的公共設(shè)施，發(fā)明一種節(jié)水的廁所顯得尤為重要。同時(shí)隨著人們對生活的要求越來越高，廁所符合人機(jī)工程學(xué)，給人們帶來更舒適更便捷的使用感受也顯得越來越重要。目前的廁所沖水分為手按式、腳踩式和紅外線感應(yīng)式，手按式比較不衛(wèi)生，腳踩式需要轉(zhuǎn)身沖水，紅外線感應(yīng)式容易產(chǎn)生誤判。并且目前的廁所壁面都采用陶瓷，陶瓷雖然表面很光滑，但是還是會出現(xiàn)大便黏壁的情況，造成大量水資源的浪費(fèi)以及給清潔工作帶來負(fù)擔(dān)。同時(shí)所有廁所蹲位都采用平面，這樣人的重力會全部到加到腿上，容易造成腿部發(fā)麻。

1 設(shè)計(jì)說明

本設(shè)計(jì)針對現(xiàn)有公廁容易造成腿部壓力、用水量大、衛(wèi)生差的現(xiàn)象進(jìn)行改良，以達(dá)到節(jié)水、舒適、干凈的效果?？紤]到人蹲便時(shí)，腿部承受壓力較大，對廁所蹲位傾斜度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以減小腿部壓力?？紤]到節(jié)水問題以及公共廁所衛(wèi)生問題，對蹲便內(nèi)壁采取向下傾斜處理，并在蹲便內(nèi)壁的陶瓷面上覆蓋低表面能涂層，這樣排泄物依靠自重，便可以向下水道流去，節(jié)省大量水資源?？紤]沖水的干凈衛(wèi)生、方便、準(zhǔn)確，采用壓力傳感裝置，將沖水裝置設(shè)立到廁所蹲位上，實(shí)現(xiàn)腳踏式?jīng)_水。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對節(jié)水方面，對蹲便壁采取向下傾斜20°～30°處理，并在蹲便內(nèi)壁的陶瓷面上覆蓋低表面能涂層（聚四氟乙烯膜）。針對手動(dòng)沖廁所不衛(wèi)生，紅外光沖廁所識別不準(zhǔn)確，給人們帶來困擾，將沖水開關(guān)控制系統(tǒng)改到右腳腳踏板上，為一個(gè)綠色的按鈕裝置，其下面連接壓力傳感器，當(dāng)使用者踩按鈕裝置，會帶動(dòng)其下的壓力傳感器，傳遞到水箱的電磁閥進(jìn)行沖水。針對人們上廁所蹲的時(shí)間太長會產(chǎn)生腿麻，為了減小人們腿部壓力，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)相關(guān)的研究，將廁所蹲位傾斜7°～12°。同時(shí)為了防止人們可能由于廁所蹲位傾斜而產(chǎn)生腳滑的問題，在腳踏板上設(shè)立四道小凸起，同時(shí)增加了卡腳凸起（如圖1）。

圖1

2.2 技術(shù)指標(biāo)

本產(chǎn)品為陶瓷表面，用電鍍將低表面能涂料（聚四氟乙烯膜）覆蓋到在蹲便內(nèi)壁的陶瓷表面。

2.2.1 該廁所尺寸為50*63*25cm。

2.2.2 蹲廁后沿高度為3cm，蹲廁向前傾斜7～12°，蹲廁一側(cè)距離墻面30cm 。

2.2.3 蹲廁內(nèi)壁向下傾斜20°到30°

2.2.4 右腳腳踏板上面偏前方設(shè)立沖水按鈕，沖水方式為壓力傳感，帶動(dòng)水箱的電磁閥進(jìn)行工作。

3 創(chuàng)新性及前景分析

3.1 創(chuàng)新性分析

當(dāng)人們上廁所的時(shí)候，由于廁所壁傾斜了20°～30°，人們的排泄物會在重力的作用向下滑動(dòng)，同時(shí)由于廁所內(nèi)壁上面覆蓋有低表面能涂料（聚四氟乙烯膜），糞便在廁所內(nèi)壁的附著能力會大大降低，從而用少量的水，便可以將廁所沖刷干凈，達(dá)到節(jié)水的目的。

廁所蹲位進(jìn)行了7°～12°的傾斜，可以減輕人們腿部壓力，從而有效緩解人們由于長時(shí)間蹲便造成的腿麻問題。同時(shí)為了防止由于傾斜而造成的腳滑，在腳踏板上各增加了四道凸起，增大了摩擦力，并且增加了卡腳的凸起，給人們提供安全保障。當(dāng)人們上完廁所在站起來的時(shí)候，踩上右腳踏板上的綠色按鈕再松開，便可以由按鈕帶動(dòng)下面的壓力傳感器，從而使電磁閥的沖水開關(guān)打開進(jìn)行沖水，方便快捷又衛(wèi)生。

3.2 前景分析

隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，廁所要考慮到使用者使用時(shí)的舒適以及對水資源的節(jié)約?，F(xiàn)階段公共廁所的沖水方式普遍是用手按壓或紅外線感應(yīng)沖水，并不是非常的實(shí)用。同時(shí)人蹲便時(shí)，腿部承受壓力較大，時(shí)間長很容易腿麻，對于行動(dòng)不方便的人來說很有可能發(fā)生意外，現(xiàn)有廁所并沒有解決這種情況。本設(shè)計(jì)運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)、材料與機(jī)械的相關(guān)知識，使公共廁所更加地人性化，更加節(jié)約用水。本設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)較為成熟，便于使用推廣，且具有耐用性。本設(shè)計(jì)能切實(shí)地改善人們生活中使用公共廁所的問題，既能使使用者有更舒適的體驗(yàn)也能節(jié)約水資源，具有較好的發(fā)展前景。

4 結(jié)論

本設(shè)計(jì)提出一種針對現(xiàn)有公共廁所存在的問題的解決方案，能夠解決公共廁所沖水不便捷、大量用水、人們長時(shí)間下蹲腿麻等問題。本設(shè)計(jì)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)、壓力傳感技術(shù)以及低表面能涂層材料，在解決問題的同時(shí)增加產(chǎn)品的實(shí)用性和可行性，為人們生活提供便利。

當(dāng)今社會，公共廁所設(shè)施雖已完善，但還存在著一些問題。本設(shè)計(jì)旨在通過小小的改變有效解決生活中常見的問題，使產(chǎn)品更加便于人們使用。我們始終相信，設(shè)計(jì)的力量可以讓生活更美好，科技引領(lǐng)未來，設(shè)計(jì)改變生活。