Автоматический автономный туалет для домашних животных
AUTOMATIC AUTONOMOUS TOILET FOR PETS

Заявляемое изобретение относится к предметам для ухода за домашними животными, в частности к автоматическому туалету для домашних животных, для создания комфорта, санитарной гигиены и удобства содержания домашних животных.
Уровень техники.
Известны туалеты для домашних животных различных конструкций, например, так называемые одноразовые, (US 6095088 «Приспособление для наполнителя туалета для домашних животных») в том числе специальные лотки и коробки, которые частично заполняют песком, опилками или другими наполнителями, для поглощения мочи и экскрементов. К одноразовым туалетам относится также туалет для домашних животных включающий одноразовый пакет с наполнителем, имеющий фальц для получения большего объема в развернутом состоянии (Патент РФ №164307).
При этом использование таких туалетов требует очистки вручную с заменой наполнителя, что крайне неудобно при использовании их в домашних условиях в санитарно-гигиеническом отношении. А применение наполнителя может вызывать появление пыли и налипание на лапы животных при его выходе из туалета.
Частично эту проблему решает использование лотков, состоящих из двух частей, верхний из которых является съемным, при этом наполнитель находится в нижней части, что обеспечивает лучшую санитарную обработку лотка, и предотвращает налипание наполнителя на лапы животного.
Отдельную группу составляют технические решения, в которых для сбора экскрементов используется, например, пеленка. В частности, в патентной заявке US 2009241850, раскрыт туалет для домашних животных, включающий корпус с горизонтальной платформой и механизм перемещения пеленки с двумя осями, установленными в корпусе с противоположных поперечных сторон платформы, и приводом перемотки, перемещающим располагаемую в рулоне на первой оси чистую пеленку на платформу и пеленку с экскрементами вдоль платформы в рулон на второй оси.
Улучшить санитарно-гигиенические условия позволяет, например, туалет для комнатных животных, выполненный в виде приемника-накопителя отходов, которым может служить унитаз, накладной крышки с люком, закрытым одно- или двустворчатой поворотной дверцей с отверстием, перекрываемым в исходном положении шиберной заслонкой, кинематически связанной с крышкой и подпружиненной относительно створки (Патент РФ №2203537).
В настоящее время существует потребность в туалетах для домашних животных с очисткой без помощи человека, что решается с использованием частичной автоматизации, при которой отсутствует необходимость удаления экскрементов вручную.
Известен автоматический туалет для домашних животных, включающий в себя основание прямоугольной конструкции в виде емкости с бортами и днищем, а также воронкой для слива, над которой размещена решетка, кроме того, устройство содержит бачок с размещенным в нем запорным механизмом с клапаном, при этом емкость и бачок соединены друг с другом, устройство также содержит рамку, выполненную в виде прямоугольной конструкции, причем рамка подвижно соединена с основанием посредством оси с возможностью изменения угла наклона; к емкости с противоположной стороны от бачка присоединен сифон слива, причем емкость выполнена с наклонными бортами с закругленными углами у дна и закреплена с бачком на рамке, кроме того, устройство содержит механизм контроля перемещения емкости, размещенный в корпусе, на дне которого размещен элемент стопорения с выемкой, взаимодействующий со штырем, при этом корпус механизма контроля закреплен на основании открытой частью внутрь; дополнительно на рамке подвижно закреплена пластина, в которой жестко закреплен штырь, взаимодействующий с выемкой элемента стопорения, а механизм привода слива выполнен в виде системы рычагов, закрепленных подвижно на рамке и на основании (Патент РФ №2377768, кл. А01К 23/00, 2008 г.).
Однако данное устройство характеризуется сложностью конструкции ввиду наличия большого количества деталей взаимодействующих между собой механически. При этом отсутствует какая-либо система контроля протечек, так как слив воды из бочка происходит сразу же после того, как животное покинуло туалет, без каких-либо пауз, что вероятнее всего будет пугать животное. Так как над воронкой расположена решетка, попадание твердых экскрементов в воронку будет препятствовать качественному очищению последней. Таким образом отнести устройство к «автономным» не представляется возможным даже после недолгой эксплуатации, что снижает надежность устройства и, соответственно, санитарную гигиену и удобство содержания домашнего животного.
Известен туалет для домашних животных, содержащий корпус, имеющий углубление с полом, сифон с функцией гидрозатвора, имеющий приемную часть, по меньшей мере одну форсунку для смыва отходов жизнедеятельности животного в приемную часть сифона, упомянутый пол корпуса выполнен с уклоном к приемному отверстию сифона, причем устройство дополнительно содержит по меньшей мере одну нижнюю форсунку, расположенную в приемной части сифона, обеспечивающую струю воды, направленную под углом к стенкам сифона, средства подачи воды к форсункам, датчик присутствия животного в туалете, блок управления форсунками и блок питания (Патент РФ №166209, кл. А01К 23/00, 2016 г.).
Однако в устройстве для смыва используют форсунки высокого давления, для нормальной работы которых необходимо соответствующее давление в системе подачи воды. Отсутствия насоса и обильного количества воды, необходимого для смыва каловых масс приводит к «зависанию» твердых экскрементов животного в приемном отверстии сифона, в следствии чего, может возникнуть засор, что снижает надежность устройства при эксплуатации. Кроме того при работе форсунки высокого давления будет образоваться мелкодисперсная взвесь экскрементов животного, а также намокание лап животного в собственных экскрементах, и как следствие нарушение санитарно-гигиенической обстановки в жилище.
Наиболее близким аналогом является автоматический туалет для домашних животных, содержащий корпус, на котором смонтированы раковина с валами, между которыми натянута лента транспортера, сливное отверстие, форсунки, кнопка включения, световой индикатор с возможностью подключения устройства к системе водоснабжения и канализации, при этом жесткость транспортерной ленты обеспечивает стол под верхней частью ленты, который, будучи закрепленным на одной стороне раковины, свободно давит вторым концом на тензодатчик, обеспечивая сигнал присутствия животного для микроконтроллера, при этом клапан подает воду через форсунки, установленные заподлицо на дне раковины и в первой трети нижней стороны ленты транспортера, мотор-редуктор вращает вал, приводя ленту в движение, датчик уровня воды контролирует пороговое значение уровня воды, в сливном отверстии расположены измельчитель и вытяжная помпа (Патент РФ №171732, прототип).
Однако существенными недостатками данного устройства является использование бесконечной конвейерной ленты, при попадании на которую жидких экскрементов последние будут растекаться по всей поверхности, лапы животного будут испачканы, и тем самым, остатки продуктов жизнедеятельности животного будут разноситься по всему жилищу. Под конвейерной лентой находится стол для обеспечения жесткости конвейерной ленты. Из-за непосредственного контакта сплошной конвейерной ленты со столом вентиляция недостаточна. При подаче форсунками воды на ленту, последние не обеспечивают плоскостного распыления воды, из-за недостаточного давления в сети водопровода, а значит качественного очищения поверхности конвейерной ленты. Что снижает надежность работы устройства и нарушает санитарно-гигиеническую обстановку в жилище.
Технической задачей является повышение надежности работы автономного автоматического туалета для домашних животных и улучшение санитарно-гигиенической обстановки в жилище.
Техническая задача решается тем, что автоматический автономный туалет для домашних животных, имеет декоративный корпус, в верхней части которого размещен лоток закрепленный на несущих боковых пластинах корпуса и имеет углубление для размещения домашнего животного; дно лотка выполнено с наклоном и имеет сливное отверстие; модульная перфорированная конвейерная лента с максимальными отверстиями 6×10 мм насажена на валы, также закрепленные на боковых пластинах корпуса; над модульной перфорированной конвейерной лентой в два ряда размещены датчики оптической фиксации: верхний и нижний ряды, причем, верхний ряд расположен на расстоянии 50-55 мм от поверхности ленты, нижний ряд - на расстоянии 10-15 мм. Слева и справа от модульной перфорированной конвейерной ленты расположены скребок и щеточный вал, которые защищены кожухами. Кожухи крепятся винтами к несущим боковым пластинам корпуса. Скребок примыкает к перфорированной конвейерной ленте по всей ее ширине с зазором 2-4 мм. Зазор между скребком и дном лотка составляет 8-12 мм. Щеточный вал также примыкает к модульной перфорированной конвейерной ленте по всей ее ширине. Над местом примыкания щеточного вала на высоте 25-30 мм от модульной перфорированной конвейерной ленты расположена трубка с отверстиями, которая соединена, в свою очередь, с трубкой для наполнения водой лотка посредством тройника, соединенного с клапаном подачи воды и далее со шлангом подачи воды, который в свою очередь подключен к водопроводу. Трубка для наполнения водой лотка размещена на его задней стенке и закреплена зажимами, причем она имеет больший диаметр, чем трубка с отверстиями. В нижней части корпуса расположен герметичный и виброзвукоизолированный моторный отсек, который имеет монтажные отверстия для быстрого доступа к его внутреннему пространству. В моторном отсеке размещены электрический мотор-редуктор для привода перфорированной конвейерной ленты, электрический мотор-редуктор для привода щеточного вала, измельчитель в сборе с электромотором, который имеет отдельный корпус, насос, кулер для охлаждения электрического мотора-измельчителя, кулер для принудительной вентиляции моторного отсека, датчик протечки воды, сливной шланг, шланг для подачи воды, резиновой патрубок, соединяющий сливное отверстие лотка и измельчитель. Микроконтроллер имеет две программы цикла уборки: короткую и стандартную. Причем, повышение надежности заявляемого устройства заключается в том, что оно позволяет оставлять животное без присутствия человека на несколько дней, при условии обязательного подключения устройства к техническим сетям. Наличие кулера для охлаждения электрического мотора-измельчителя и кулера для принудительной вентиляции моторного отсека, предотвращают перегрев моторного отсека. Аварийную ситуацию при протечке воды предотвращает датчик протечки воды. Все это способствует надежной автономной работе заявляемого устройства без постоянного контроля человека. Модульная перфорированная конвейерная лента имеет достаточную жесткость и выдерживает домашнее животное даже с большим весом. Причем, движущиеся детали (валы, скребок, щеточный вал) заключены в защитные кожухи, что предотвращает не только разбрызгивание капель воды, но и возможное травмирование животного. Верхний ряд датчиков оптической фиксации отслеживает присутствие животного, и в случае повторного его возвращения, останавливает цикл уборки. Моторный отсек герметичен, вибро-звукоизолирован, что при уборке не пугает животное и не доставляет дискомфорта человеку. Наличие двух программ циклов уборки короткой и стандартной позволяет экономить воду и электроэнергию. Перфорированная модульная конвейерная лента обеспечивает не только дренаж жидких испражнений, исключая намокание лап животного, но и вентиляцию и быстрое высыхание поверхности ленты и внутреннего пространства лотка. Примыкание скребка к модульной перфорированной конвейерной ленте по всей ее ширине с зазором 2-4 мм способствует качественному ее очищению от каловых масс, а зазор между скребком и дном лотка не позволяет взвеси каловых масс с водой вновь попадать на модульную ленту. Что улучшает санитарно-гигиеническую обстановку в жилище.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства сверху с обозначением сторон А-В-С-D.
На фиг. 2 - сторона D.
Н фиг. 3 - сторона А.
На фиг. 4 - сторона В.
На фиг. 5 - сторона С.
На фиг. 6 - моторный отсек.
На фиг. 7 - узел орошения щеточного вала (вид сзади).
На фиг. 8 - узел орошения щеточного вала (вид сверху).
Устройство состоит из декоративного корпуса 1, имеющего две части - верхнюю и нижнюю, где нижняя - моторный отсек. В верхней части декоративного корпуса 1 размещен лоток 2, закрепленный на несущих боковых пластинах 3 корпуса 1. Лоток 2 имеет углубление для размещения домашнего животного. Дно лотка 2 выполнено с наклоном и имеет сливное отверстие 4. В верхней части лотка 2 расположена модульная перфорированная конвейерная лента 5 с отверстиями 6×10 мм. Лента 5 насажена на валы 6, закрепленные на боковых пластинах 3 корпуса 1. Датчик уровня воды 7. Слева и справа от модульной перфорированной конвейерной ленты 5 расположены скребок 8 и щеточный вал 9, которые защищены кожухами 10. Кожухи 10 крепятся винтами к несущим боковым пластинам 3 корпуса 1. Над местом примыкания щеточного вала 9 и модульной перфорированной конвейерной ленты 5 расположена трубка с отверстиями 11, которая соединена в свою очередь с трубкой для наполнения водой лотка 12 посредством тройника 13, соединенного с клапаном подачи воды 14. Трубка для наполнения лотка водой 12 закреплена зажимами 15 на задней стенке лотка 2. В нижней части корпуса 1 расположен моторный отсек. Моторный отсек выполнен в виде пластиковой чаши прямоугольной формы с высокими краями и открытым верхом. В моторном отсеке корпуса 1 размещены электрический мотор-редуктор 16 для привода перфорированный конвейерной ленты 5, электрический мотор-редуктор 17 для привода щеточного вала 9, измельчитель 18 в сборе с электромотором 19, который имеет отдельный корпус, насос 20, кулер 21 для охлаждения электрического мотора-измельчителя 19, кулер 22 для принудительной вентиляции моторного отсека, датчик протечки воды 23, сливной шланг 24, шланг для подачи воды 25, резиновый патрубок 26, соединяющий сливное отверстие лотка 4 и измельчитель 18, микроконтроллер 27.
В декоративный корпус 1 может быть встроен дисплей (на чертеже не обозначен).
Лоток 2 выполнен из пластика.
Скребок 8 примыкает к ленте 5 по всей ее ширине с зазором 2-4 мм. Зазор между скребком 8 и дном лотка 2 составляет 8-12 мм.
Щеточный вал 9 примыкает к модульной ленте 5 по всей ширине.
Трубка с отверстиями 11 расположена над местом примыкания щеточного вала 9 к модульной перфорированной конвейерной ленте 5 на высоте 25-30 мм. Трубка 12 для наполнения водой лотка 2 имеет больший диаметр, чем трубка с отверстиями 11.
Микроконтроллер 27 имеет две программы цикла уборки - короткую и стандартную. И может быть дополнен программами для CMC-оповещения хозяину животного об аварийной ситуации или включена в программу «умный дом».
Датчик протечки воды 23 срабатывает в случае аварийной ситуации.
Модульная перфорированная конвейерная лента 5 имеет достаточную жесткость, которая позволяет выдержать животное с большим весом и изготовлена из безопасного пластика, разработанного для пищевой промышленности и устойчивого к различным агрессивным средам.
Над модульной перфорированной конвейерной лентой 5 в два ряда размещены датчики оптической фиксации: верхний и нижний (на чертеже не обозначены). Верхний ряд датчики оптической фиксации расположен на расстоянии 50-55 мм от поверхности ленты 5, нижний ряд - на расстоянии 10-15 мм. Нижний ряд датчиков оптической фиксации после определения наличия или отсутствия каловых масс на модульной ленте 5, передает эту информацию микроконтроллеру 27, для включения одного из двух циклов уборки.
Устройство работает следующим образом.
Датчики оптической фиксации фиксируют момент посещения животным автономного автоматического туалета, передают эту информацию на микроконтроллер 27, который через 30-90 сек. запускает одну из программ цикла уборки. После того, как животное покинуло туалет, микроконтроллер дает сигнал клапану подачи воды 14 на открытие. Вода поступает в лоток по трубке 25, до тех пор, пока датчик уровня воды 7. не отключит клапан подачи воды 14. Далее микроконтроллер 27 дает команду на мотор-редуктор 16 на прокручивание модульной перфорированной конвейерной ленты 5 от вала до вала. За это время датчики оптической фиксации определяют наличие или отсутствие на модульной ленте каловых масс, и в случае их отсутствия микроконтроллер 27 запускает короткий цикл уборки.
При коротком цикле уборки модульная лента 5 прокручивается, щеточный вал 9 очищает поверхность модульной ленты 5. Вода и моча сквозь отверстия в модульной перфорированной конвейерной ленте 5 поступают в нижнюю часть лотка 2, и через патрубок 26 с помощью насоса 20 откачиваются в канализацию. Измельчитель 18 не включается.
В случае фиксации оптическими датчиками каловых масс на модульной перфорированной конвейерной ленте 5, микроконтроллер 27 запускает стандартный цикл уборки. Модульная перфорированная конвейерная лента 5 прокручивается, щеточный вал 9 и скребок 8 очищают поверхность ленты и счищают каловые массы. Каловые массы попадают в нижнюю часть лотка 2, откуда через патрубок 26 в измельчитель 18. Откуда с помощью насоса 20 попадают в канализацию. В случае налипания каловых масс на модульной перфорированной конвейерной ленте, скребок очищает ее, перекрывая зазор между нижней частью ленты и дном лотка, что не позволяет образовавшейся взвеси попадать в момент набора воды в лоток и оседать на дне последнего.
В случае, например, возвращения животного в туалет, верхний ряд датчиков оптической фикции моментально определяет его присутствие, и происходит остановка цикла уборки. Цикл возобновляется, если только животное вновь покинет туалет.
Заявляемое устройство является полностью автономным и способно функционировать без внимания человека на протяжении 2-3 суток при условии обязательного подключения устройства к техническим сетям (водоснабжение - канализация).