隨著社會的進步和技術(shù)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量越來越高，生活環(huán)境也需隨著社會的進步不斷。廁所，尤其是公共廁所的環(huán)境是我們生活環(huán)境中很重要的一部分，干凈的廁所環(huán)境有益于我們的生活，但公共廁所的人員流動量大、進出頻繁，使用率高，有些人上完廁所后沒有沖水的習(xí)慣或忘記沖水，也有一些人有潔癖，不愿接觸沖水裝置，這就導(dǎo)致了現(xiàn)在的公共廁所環(huán)境很糟糕目前也有自動沖水的蹲便器，分為紅外感應(yīng)式?jīng)_水蹲便器和機械式自動沖水蹲便器。

現(xiàn)有少數(shù)公廁使用了紅外感應(yīng)式?jīng)_水蹲便器，但是這種蹲便器還存在成本高、易壞、維修困難和需要消耗電能等問題?；谀壳皣鴥?nèi)還是以火力發(fā)電為主，節(jié)約用電就是保護環(huán)境，無需用電就顯得重要。因此國內(nèi)有很多人在致力于一款機械式自動沖水蹲便器，這種蹲便器不需要用電來驅(qū)動，只需要靠人體的重力來實現(xiàn)自動沖水功能。

因此，從環(huán)境衛(wèi)生與節(jié)約能源出發(fā)，設(shè)計一種新型的公共廁所用機械式自動沖水蹲便器，也比較有應(yīng)用前景。

1自動沖水蹲便器的整體結(jié)構(gòu)

設(shè)計的自動沖水蹲便器包括水箱蓋、水箱、浮球閥、水管、踏塊、進水閥、出水閥和底座等。整個蹲便器系統(tǒng)可以做成一個整體，便于在公共場合安裝和維修。

為實現(xiàn)自動沖水功能，在左腳下設(shè)置一個進水閥，右腳下設(shè)置一個出水閥，進水閥和出水閥分別由腳下的踏塊觸發(fā)。當(dāng)有人來使用時，人的二個腳會正好踩在踏塊上面，此時，出水閥關(guān)閉，進水閥打開，水箱開始充水，若水充滿時使用者還沒離開，浮球閥就會自動關(guān)閉進水，以防止水溢出。當(dāng)人使者用完離開時，進水閥在彈簧的作用下自動關(guān)閉，出水閥在彈簧的作用下自動打開，實現(xiàn)自動沖水。自動沖水無須用電器控制，節(jié)約了電能。同時結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于維修。

2關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該自動沖水蹲便器的無能源自動沖水功能主要是由二個水閥(一個進水閥和一個出水閥)實現(xiàn)的。

2.1進水閥

進水閥包括閥體、閥芯、閥蓋、調(diào)節(jié)螺母、彈簧等，進水閥在常態(tài)下是關(guān)閉的，當(dāng)人踩在踏板上時，由于人體自身重力的作用帶動踏板向下運動從而帶動閥芯向下移動，進水閥口打開，水自進水口通過進水管進入水箱，開始蓄水。卸荷槽開在進水閥的出水口，軸肩用于控制閥芯的位置，通過調(diào)節(jié)螺母可以改變彈簧長度，從而調(diào)節(jié)閥芯被踩下需要的力，各口設(shè)有密封圈。

22出水閥

出水閥的結(jié)構(gòu)也主要由閥體、閥芯和彈簧組成，出水閥在常態(tài)下閥口是打開的。當(dāng)有人踩上出水閥踏板時，閥芯下移，出水閥口關(guān)閉，直到人離開時出水閥閥芯在彈簧作用下上移，閥口打開，水箱里的水自出水管流出來，沖到便池。同進水閥一樣，出水閥軸肩用于控制閥芯的位置，通過調(diào)節(jié)螺母可以改變彈簧長度，各口設(shè)有密封圈。

2.3水箱及浮球閥

本設(shè)計采用水箱主要有兩個方面的原因：第 一，安裝方便，本設(shè)計的水箱背部帶有一滑槽可以與安裝在墻壁上的滑槽相配合，安裝時只需要通過相互配合的滑槽滑動即可。維修方便，因為水箱是可以隨意拆卸的，所以當(dāng)水箱出現(xiàn)什么問題時，可以直接將水箱卸下來維修或者換一個水箱考慮到一些人上廁所的時間比較長，這樣的話可能會導(dǎo)致水箱中的水過多甚至溢出，為此設(shè)計了一個浮球閥。

24踏塊

該蹲便器左右基座的中間位置分別安上踏板和水閥，為避免絆腳，踏板采用倒角設(shè)計。設(shè)計只要超過1kg的力就可以將彈簧壓下，閥芯高度為20mm，踏塊凸出高度為21mm，鞋底在凸塊反作用力下形成微小凹槽也能使閥芯壓下。

根據(jù)設(shè)計，加工了一臺1：1的實驗蹲便器進行實驗。通過實驗測得水箱充滿水的時間大概為15s左右，如果水的壓力大只需要少時間就能充滿。踏板踩下很輕松，使用者不會感覺腳下有踏塊的存在，與正常使用普通的蹲便器無異。當(dāng)人使用完離開時，水箱水自動沖出，達(dá)到預(yù)期設(shè)計目的。