智能马桶-调研报告

大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 无忧 新型马桶设计 调研 报告 课题概述 课题名称 课题名称 无忧 新型马桶设计 课题内容 课题内容 伴随着生活品质的逐渐上升 人们的健康问题越来越严峻 便秘这一 问题一直困扰着人们 人们也开始越来越重视便秘这一问题 而选择什么样的马桶就 至关重要 无忧新型马桶设计 想要通过改良市面上的普通马桶 优化其部分功能 解决了人们在老式马桶上容易便秘 同时脚易麻的问题 同时也新增解决当人们在停 水时期 冲马桶困难的问题 以及老年人如厕后站立困难等诸多问题 最终实现马桶 真正的 无忧 性 课题目标 课题目标 对马桶的外部造型 使用方式 冲水方式做出全新的设计 主要目标 就是解决人们在使用马桶时期的种种不便 以 无忧 作为设计的主题 重点注重马 桶的结构性和合理性以及合理的人机结构 加入更加人性化的设计理念 帮助便秘者 老年人以及孕妇解决实际困难 实现马桶的 无忧 同时从材质的选择 新能源的 利用 功能的组合 进一步体现出产品的人性化和实用性 课题意义 课题意义 通过对现有马桶的调查研究 创新设计出一款以功能创新 外观精致 使用简易 解决各种使用问题的 无忧 马桶 使得便秘患者 老年人以及孕妇安全 舒适的使用 同时也进一步推广了人性化的家居设计 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 第一章 调研与分析 1 1 确定调研方向 主要调研方式 网络 文献和实地调研 网络调研一些马桶设计 了解现有的马桶都具体有哪些种类 造型 主要功能 规格尺寸大小以及材质的使用 并且深入研究其各种马桶的利与弊 做出总结 分析当下一些马桶冲厕的方法 选择其中最节约水 冲厕效果好的方法 并加以 用之 分析现代马桶坐的姿势 并研究最佳的如厕做法 测量具体数据 并加以总结 分析现代马桶对于老年人的利与弊 总结不足的地方 并想办法加以解决 根据分析结果对新型马桶进行研究与概念设计 并对设计方案进行展示与说明 1 1 2 马桶的介绍 1 2 1 现代马桶行业现状 现代新型马桶 起源于日本 现流行于日本和韩国 日本以 72 的普及率 韩国以 45 的普及率 成为新型马桶全球最大的消费国 产品技术出口国 中国自 1998 年便 洁宝首次生产和制造出第一台智能分体便盖以来 国内定位的目标消费人群几乎都是 高收入人群 当时的市场定位是正确的 自 2005 年 TOTO 发布第一台一体式智能马桶 以来 这个行业便都以 TOTO 为导向 全国 50 家制商中 90 以上的企业以一体式智能马 桶为主打产品 2007 年到现在是一体式智能马桶高速增长的时期 截止 2012 年底一体 式智能马桶全国销量为 100 万台左右 分体式便盖自 2005 2012 年在国内则只有 1 2 家企业在一直维持 日本松下和西安良治 他们的目标消费人群为中老年人群 表现 在推广的手法和策略上 现时市面上分体机主要推广的渠道为区域专卖店或少数家用 电气渠道 普通民众对产品了解途径较少 且分销商市场推广力度不足等因素 导致 其销售量增长较慢 1 2 2 现代马桶的市场前景 几年随着房地产的快速发展 以及人们观念的变化 更多地追求生活品质和健康 享受 使得家居业蓬勃成长 同时智能化产品也被大部分消费者所接受 在倡导科技 环保节能人居环境的今天 智能家居已经成为了未来的一大趋势 而智能洁具也有机 会大范围地普及到普通消费者百姓之中 随着现代智能马桶功能的日臻完善 人们对它的青睐度也会愈来愈大 其市场前 景应该非常广阔 并且随着它的普及 价钱将会下调 技术进一步提升 售后服务将 加倍完善 未来几年 普及率会有很大的提升 从市面上 TOTO 卫洗丽 系列产品受 到普通消费者的推崇就可以看出 智能洁具已开始进入普通工薪阶层的家庭 集多功 能 个性化 人性化于一体的智能马桶 营造出新型高品质生活 必将受到消费者的 青睐 1 2 3 市场现有国产品牌产品分析 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 从国内各大城市的卫浴市场上看到的国产品牌智能马桶 普遍存在以下问题 1 产品款式单一 不够丰富 各家公司只有几种款式可供客户选择 其中早期开发 的款式已比较老土已不适合市场需求 2 产品定位不清晰 价格区间不明显 两款 价格差异不大 3 产品功能区分不清晰 没有配置区分 4 陶瓷结构复杂 不 利于生产及成本偏高 1 2 4 马桶产品的发展方向 A 未来低价位简捷智能马桶及智能盖板将成为卫浴的主流产品 智能马桶的生产 技术以成熟并受到消费者的欢迎 也渐渐成为市场的主流 但价格高昂 如果我们能 开发出一种价格低廉简捷实用 节水安装方便的智能马桶 推陈出新 会给传统的马 桶带来一场全新的变革 我相信能占领市场普及到百姓家庭 企业也为百姓造福 为 公司创利润 B 将从单一洁具产品向医疗保健型产品转变 智能马桶基本都拥有座便盖加热 温水洗净 暖风干燥及杀菌等功能 采用微电脑控制 舒适卫生 如在寒冷地区 如 果是冬天 恒温座便盖令使用者告别冰冷的马桶 任何时候坐上去都是暖暖的 便后 还会吹出温暖的风将屁股烘干 智能盖板带来的不仅是舒适 还有健康 温水冲洗和 烘干可有效保持关键部位的清洁 大大减少妇科疾病和肛肠类痔疮疾病的产生机会 如我们再加以功能性改造 走出传统的模式 从单一洁具产品转向医疗保健产品 使 产品更多人性化的接近 我想将是市场的一个亮点 也是智能理念的一新发展 C 智能操作更加人性化 自动化 例如 可将所有功能设定在一个流程实现 轻 松使用 还可增加音乐夜间照明功能 在白天可有音乐抑制便声的羞涩和烦恼 也可 以音乐放松心情 很多的创作和奇想来源于马桶和浴缸 在晚上上洗手间时 可免除 开灯的繁琐 起夜如厕不会影响到家人休息 而节能设计使它也不会过多耗电且具有 光感启动蓝色夜光功能 这类感应灯光设计 让你在睡眼惺忪时 也能放心地如厕 其它可作为产品的基本配置来开发的功能还有 自动翻盖 MP3 音乐 一键无忧全自动 冲洗 洗便功能 通便功能 女性专用清洗 温水按摩功能 清洗位置可调 水温可 调 触媒除臭 五档暖风烘干 节能记忆开关 红外遥控 喷头自动保洁 座圈长效 抗菌 可调保暖座圈 座式自动感应 便捷式安装 手动冲水 夜灯功能 彩色 LED 显示等 D 产品精致化 轻量化将是方向之一 智能马桶精美别致也是一种趋势 外型时 尚 体积小 重量轻的产品将会更受 80 后这一消费主力的青睐 高科技 方便 卫生 的产品也一定会越来越受到大众消费者的追捧 1 3 马桶的冲厕类型和优缺点介绍 1 3 1 直冲式马桶 直冲式座便器是利用水流的冲力来排出脏污 一般池壁较陡 存水面积较小 这 样水力集中 圈的周围落下的水力加大 冲污效率高 利用被压缩的空气形成的很大 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 的推力 冲水速度快 冲力大 强排污 速度快 用水少 不易泄漏 直冲式 因为 使用的是水流瞬间强大的动能 所以冲击管壁的声音比较大 后排水多为直冲式 而 直冲式马桶下水管道直径大 容易冲下较大的赃物 优点优点 直冲式座便器冲水管路简单 路径短 管径粗 一般直径在 9 至 10 厘米 利用水的重力加速度就可以将便冲干净 冲水的过程短 与虹吸式相比从冲污能力上 来说 直冲式座便器没有返水弯 采取直冲 容易冲下较大的污物 在冲刷过程中不 容易造成堵塞 卫生间里不用备置纸篓 从节水方面来说 也比虹吸式座便器好 缺点缺点 直冲式座便器最大的缺陷就是冲水声大 还有由于存水面较小 易出现结 垢现象 防臭功也能不如虹吸式座便器 另外 直冲式座便器目前在市场上品种比较 少 选择不如虹吸式座便器大 1 3 2 虹吸式马桶 虹吸式座便器的结构是排水管道呈 型 在排水管道充满水后会产生一定的水 位差 借冲洗水在便器内的排污管内产生的吸力将便便排走 由于虹吸式座便器冲排 是不是借助水流冲力 所以池内存水面较大 冲水噪音较小 虹吸式座便器还分为旋 涡式虹吸 喷射式虹吸两种 优点优点 虹吸式座便器的最大优点就是冲水噪音小 称之为静音 从冲污能力上来 说 虹吸式更容易冲掉黏附在马桶表面的污物 因为虹吸的存水较高 防臭效果优于 直冲式 现在市场上虹吸式座便器品种繁多 买座便器会有更多的选余地 缺点缺点 虹吸式座便器冲水时先要放水至很高的水面 然后才将污物冲下去 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 升至 9 升水 相对来说比较费 水 虹吸式的排水管径也就 56 公分左右 冲水时容易堵塞 所以手纸不能直接扔在马 桶里中 安装虹吸式座便器一般还要配备纸篓和搋子 图 1 1 直冲式和虹吸式座便器对比 1 3 3 虹吸式马桶的分类 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 A 旋涡式虹吸 这种座便器冲水口设于座便器底部的一侧 冲水时水流沿池壁形成旋涡 这样会加大水流对池 壁的冲洗力度 也加大了虹吸作用的吸力 更利于将马桶内脏东西排出 B B 喷射式虹吸 在虹吸式座便器上做了进一步改进 在马桶内底部增加一个喷射副道 对准排污口的中心 冲 水时 水一部分从便圈的周围的布水孔流出 一部分由喷射口喷出 这种座便器是在虹吸的基础上 借助较大的水流冲力 将污物快速冲走 1 4 马桶使用调查 1 4 1 便秘的介绍 随着社会品质的提高与社会压力的增大 很多人开始出现便秘的情况 便秘主要 分为两大类 慢传输型和出口梗阻型 1 1 慢传输型便秘 慢传输型便秘 是由于肠道收缩运动减弱 使粪便从盲肠到直肠的移动减慢 或由于左半结肠的不协调运动而引起 最常见于年轻女性 在青春期前后发生 其特 征为排便次数减少 每周排便少于 1 次 少便意 粪质坚硬 因而排便困难 肛直 肠指检时无粪便或触及坚硬粪便 而肛门外括约肌的缩肛和用力排便功能正常 全胃 肠或结肠传输时间延长 缺乏出口梗阻型的证据 如气囊排出试验和肛门直肠测压正 常 增加膳食纤维摄入与渗透性通便药无效 糖尿病 硬皮病合并的便秘及药物引起 的便秘多是慢传输型 2 2 出口梗阻型便秘 出口梗阻型便秘 是由于腹部 肛门直肠及骨盆底部的肌肉不协调导致粪便 排出障碍 在老年患者中尤其常见 其中许多患者经常规内科治疗无效 出口梗阻型 可有以下表现 排便费力 不尽感或下坠感 排便量少 有便意或缺乏便意 肛门直 肠指检时直肠内存有不少泥样粪便 用力排便时肛门外括约肌可能呈矛盾性收缩 全 胃肠或结肠传输时间显示正常 多数标记物可潴留在直肠内 肛门直肠测压显示 用 力排便时肛门外括约肌呈矛盾性收缩或直肠壁的感觉阈值异常等 很多出口梗阻型便 秘患者也合并存在慢传输型便秘 尤其对于精神压力大的人群 还有老年人 孕妇 更容易出现便秘的情况 所以 在排便时 必须选择对的方式与坐姿 防止便秘的产生 1 4 2 正确排便的坐姿 从生理结构上来说 蹲着排便更顺畅 但如今 多数家庭都安装的坐便器 所以 要寻找出坐马桶的最佳姿势 据调查显示 当直肠肌与直肠形成的肛肠角度越大 直 肠越直时 排便越顺畅 坐着时 肛肠角约为 80 90 度 蹲着时 肛肠角可达到 100 110 度 此外 下蹲时腹部压力大 可促进排便 尤其是有心脑血管疾病的人 蹲 式排便可减少发生意外的几率 如下图所示 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 图 1 2 正确与错误的坐姿角度对比 在国外 出现一种名叫蹲凳的马桶配件 这款设备不仅从生理上实现了最佳的排 便姿势 同时又可以让使用者非常轻松地享受整个过程 而不用直面蹲马步的痛苦 这款方便神器去年在美国电视节目中推出后销量飙升了 5 倍 如下图所示 图 1 3 蹲凳的使用图 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 图 1 4 蹲凳的细节图 图 1 5 美国电视节目图 1 5 马桶人机结构调查 马桶是如厕过程中是最重要的工具 马桶的舒适性对整个厕所的舒适性影响巨大 所以 在设计过程中 十分有必要利用 人机工程学原理 以人体尺寸 人体重量 坐姿以及体压等因素 为根据进行设计 根据生理学 站立中的人体 踝关节 膝关 节 还有臀部都有一些肌肉处于静态受力状态当人们坐下时 这部 分肌肉负荷就被解 除了 为的是降低人体耗能 减轻血液负担 但这样增大了人体臀部的压力 所以 怎么坐 是马桶设计的关键 在马桶的设计理论上 我们可以参考汽车座椅的部分 原理 汽车座椅应是处在工作状态的人最不易感到疲劳的形态 1 5 1 压力分布 根据人机工程学原理 腰锥承受人上体的全部重量 同时承受人体运动的弯腰等 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 活动产生腰曲变形 腰椎部分很容易受到 损伤 因此 在座椅设计中 要给予使用人 员腰椎的依托感 贴和感和稳定感 马桶长时间使用会造成不舒适感 在造成这种不 舒适感前 臀部所受的压力是不同的 坐骨粗壮 能承受比其周围 肌肉更大的压力 大腿底部有大血管和神经系统 压力过大会影 响血液循环和神经传导而导致腿部发麻 坐垫上的压力按照臀 部不同部位不同压力的原则来分布 即坐骨处压力最大 向四周 逐渐减小 至大腿部位时压力降至最低值 但是马桶作为座椅与传统座椅有一点不同 在于 人在使用马桶时 承重部位并非坐骨 马桶的功能要求使得人体的坐骨位 置必 须处于悬空状态 承重的功能主要由大腿根部及两侧完成 这部分本身功能并非承重 与坐骨差别很大 所以很容易影响血 液循环 造成下肢麻木 使人感到疲劳 1 5 2 座高 马桶坐面前缘高度 简称坐高 的设计要点是 小腿基本 水平 小腿垂直置放 在地面上 使小腿的重量获得支撑 胭窝不收压 臀部边缘即胭窝后部的大腿获 得支撑 中国成年男女 小腿加足高 50 百分位数分别为 P 50 男 413mm P 50 女 382 mm 加上穿鞋修 正量 男 25mm 女 20 mm 穿裤修正量 6mm 就可算出适合中国中等身材男子 女子的座高值 按比 小腿 加足高 10mm 计算 适合 5O 百分位数身高男子的座高 413mm 25 6 mm 10mm 422 mm 适合 50 百分位数身高女子的座高 382mm 20 6 mm 10mm 386mm 同样可查得男子 95 女子 5 小腿加足高数值 P 95 男 448mm p 5 女 342mm 从而可算出适合 95 身高男子的座高 448mm 25 6 mm 10mm 457mm 适合 5 身高女子的座高 342mm 20 6 mm 10mm 346mm 把这两个数据四舍五人为圆整的数值 就得到了一 个工作椅基本数据 即中国男女通用座高尺寸的调节范围为 350 到 460mm 高身材男子和低身材女子适宜的座高差值很大 达 460 mm 350 110mm 之多 但 是由于常见马桶座高不可调节 我们势必要进行有选择性的放弃 已知人们的身高分 布成正态分布 平均身高的人占大多数 所以我们取 350mm 及 460mm 的平均值 也就 是 405mm 从脊柱形态体压几方面综合来看 一般而言 椅座高比适宜值稍低一些 我 们取 400mm 为最终尺寸 1 5 3 座宽 已知 马桶的宽度不应小于臀宽 中国成年男女 臀宽 5 0 百分位数分别为 P 50 男 321 P 50 女 344 考虑到穿裤修正量 6mm 适合 50 百分位数臀宽男子的 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 坐宽为 321 mm 6mm 327mm 适合 50 百分位数臀宽女子的坐宽为 344 mm 6mm 350mm 同时女子 95 百分位数 为最大坐姿臀宽为 382 6 388mm 取整 390mm 所以马桶宽度应该至少 390mm 1 5 4 座面 由生物力学分析 最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移 使上体略向上后倾斜 保持上体与大腿间角在 90 115 度 同时小腿向前伸 大腿与小腿应达到一定角度 因此马桶的合理座面倾角 可取 0 5 度 常取 34 度 另外 根据厕所的微气候环境调整座椅表面的温度特性 可以适当调节人体代谢 达到增加舒适性的目的 如提高马桶垫材料的呼吸能力 增加材料的透气性等 通过对已知的人体工学数据分析 我们能够得到一个大概的马桶设计原型 但是 这也只是我们设计工作的一个方向 在实际情况下 还有更多复杂的情况需要考虑 比如马桶在家用环境下以及在公共场合环境下是具有明显差异的 公共厕所中的马 桶 最被人们关心的是它的卫生情况 设计出一款具有 自清洁能 力的马桶也是十分必要 的 同时 常见马桶并非能够像座椅一样高度可调 这也是马桶设计的一个出发点 1 6 马桶其他功能调查 1 6 1 马桶的防溅与防 粘 功能 马桶的防溅功能 选座便器时要想达到防溅的目的 一要挑下水口尽量靠后的 老 式的座便器下水口基本都在后面 那时也没有防溅之说 二是存水水面要小 这就需 要到装好的人家去看了 只注重了下水口靠后 忽视了存水的问题 结果还是没达到 防溅的目的 三是座便器内膛的坡度要小 这样靠前的水面浅 也能起到防溅的功能 以上三点其实都是和水面有关 厂家设计防溅座便器时 只要控制好水面 在特定的 地方保持有浅浅的水 就能达到防溅的功能 还能 防粘 1 6 2 马桶的防臭功能 马桶返味一般来源于两个方面 一是下水道的返味 对于阻断下水道的臭味 一 般较正规厂家的产品基本能达到要求 用水密封气体还是比较有保障的 如果真是下 水道的返味 那大多不是座便器本身的问题 应该是安装上的问题 如果水封不合格 深度不够 就会降低座便器的防臭能力 水道中的污物发酵产生的废气会通过不合格 的水封溢出返味 一般直冲式座便器水封小 防臭 防粘功能不如虹吸的 返味的另一原因是使用过程中产生的气味 这要靠座便器本身解决了 那就是选 存水多的品种 使用时让水把便便物完全淹没住 就能起到部分防味的作用 但这样 的座便器绝对不防溅 所以说 马桶的防溅功能与防臭功能成反比 要求马桶的防味 首先要安装规范 其次是选存水多的座便器 比如虹吸式座便器 或使用过程中开排 风扇及中途冲水 要求防溅 就选存水少些的座便器 比如直冲式的 1 6 3 马桶的节水功能 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 直冲式座便器冲水管径粗 路径短 能在短时间内轻松地把秽物冲净 比较节水 虹吸式座便器的管道管径细长 使用时先要放水至很高的水面 然后才将污物冲下去 所以一般虹吸式冲水时要想达到冲净的目的 必须具备一定水量才行 一般要用 8 9 升水 相对来说比较废水 1999 年国家四部委联合发文 要求从 2000 年 12 月 1 日起 在大中城市新建住宅 中禁止使用一次冲洗用水量在 9 升以上的座便器 推广使用一次用水量不大于 6 升水 的节水型座便器 但对于虹吸式座便器来说 如果都做成 3 6 升的话 有的座便器的 冲水率就会不够 直接影响冲水效果 有的座便器产品标明是 6 升冲水量 而实际用 水量超出 未真正达到节水的标准 一般双按键的座便器比较节水 用搬把冲水的大 都是虹吸式座便器 大小便冲水都是同等水量 用水量多 比较废水 1 6 4 马桶的盖板 目前市面上的盖板材质一般可分为 ABS 塑料 PP 材质 亚克力 脲醛 树脂 座便器的形状规格要根据卫生间面积来选择 内部宽敞 选择的余地就大 要是 卫生间面积小 就要选择尺寸小的座便器 座便器的长度短小 才能显得地方宽敞 过道不显得窄 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 第 2 章 调研总结 2 1 分析资料 1 考虑节约用水 减少噪音 冲厕干净 不遗留等因素 选择最适合现代人群的 冲厕方式 2 需要考虑此次调研用户的生活习性 产品实用性 还有对其生活方式调研 使 用人群的使用状态 动作等 3 确保节约空间的使用方式 最大化的利用有限的空间发挥更多的功能 4 此类设计面对的主要人群 现代追求生活品质的人群 老年人及孕妇 确保体 力差的人群使用的安全性 还有便秘人群等 5 确保符合大部分人群的人机结构 测量好各项数据 保证人使用马桶的舒适性 以及利于排便的设计思想 6 现代马桶存在的普遍问题就是马桶噪音大 如厕后体力差的人不方便站立 很 容易突然站起后晕倒 为防止上述问题的发生 可以在新型马桶上加以创新 增添扶 手 确保安全性 2 2 材料总结 在调研过程中我发现解决便秘和预防便秘是非常重要的 我们需要从各个方便实 现对便秘产生的抑制 随人们生活质量日益提高 与精神压力的增大 我们需要格外 重视便秘这一问题 而且现在随着人口老年化 许多老人在上厕所后站立都有很大的 不便 让老人们安全的如厕也是必须要解决的问题 所以 我将本次设计的名字成为 无忧 就是为了解决人们在马桶上各种不方便的问题 在设计中 要考虑现代人 的生理与心理的双重需要 选择最为合适的材料 功能 节约资源 同时确保可靠与 实用 同时还要确保人机交互的完美设计 满足大部分人群的审美需要 提高人们的 生活品质 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 论文 实习 调研 报告 第 3 章 设计定位 3 1 设计定位 根据实际和网上调研将本课题的设计内容定位为新型马桶设计 主要以简洁的造 型 舒适的人机尺寸 良好的使用性能 强大的功能满足人们对于现代马桶的需要 一方面解决老年人 孕妇以及便秘人群的便秘 如厕后站立困难的问题 另一方面还 解决了停水时期 冲厕困难的问题 提高人们的生活品质 针对人群的特点和使用习惯 设计并研究马桶内容 把产品设计成为解决人们实 际问题的 无忧 马桶 主要设计部分 马桶的整体造型和部分功能 3 2 外形及功能设计 在外形上首先要符合现代人群的审美需要 主要以白色基调为主 部分细节需要 不同的颜色搭配 智能控制键也要美观 同时在夜晚可以发出