一种自动控制装置及饮水机的制作方法

本实用新型属于集成控制技术领域，具体涉及一种自动控制装置及饮水机。

背景技术：

随着工农业和科技的发展，人民生活水平的不断提高，越来越多的电器设备进入了人们的生活，例如，洗衣机、电视剧、电冰箱、饮水机等等。这些设备在给人们带来便捷的同时，人们对其的要求也越来越高，例如在安全性、便捷性、智能性等方面提出了新的需求。

从功能上来看，当前大部分的饮水机还存在性能单一、人机工程学原理考虑较少、事故隐患较多的问题。随着人们对饮水机在安全性、便捷性、智能性等方面的需要越来越高，目前的饮水机已经很难满足这些新需求，因此亟需一种满足新要求的饮水机来取代当前的饮水机。

集成于饮水机中的控制电路或控制装置是饮水机的控制中枢，该控制电路或控制装置的功能便决定了该饮水机的功能，也就是说，为了适应新要求的需求，需要设计一种能满足新要求的控制电路或控制装置来取代当前饮水机中的控制电路或控制装置。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动控制装置及饮水机，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种自动控制装置，应用于饮水机，所述饮水机包括：进水装置、液体容器和进水端，所述进水装置通过所述进水端与所述液体容器连通。所述自动控制装置包括：控制模块、第一开关、第二开关和液位采集模块。所述控制模块分别与所述第一开关、所述第二开关和所述液位采集模块耦合。所述液位采集模块设置于所述液体容器内，用于采集所述液体容器的液位信息并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块。所述控制模块用于根据所述液位采集模块传输的液位信息去控制第一开关和/或第二开关。所述第一开关用于控制加热装置与电源的通/断电，以控制所述液体容器内的液体温度。所述第二开关设置于所述进水端，用于控制所述液体容器内的液体容量。

在本实用新型较佳的实施例中，所述液体容器包括：第一液体容器、第二液体容器和第三液体容器，所述第一液体容器的第一进水端与所述进水装置连通，所述第二液体容器的第二进水装置与第二容器连通，所述第一液体容器与第三液体容器的第三进水端连通，所述第二液体容器与第三液体容器的第四进水端连通；所述第一进水端、所述第二进水端、所述第三进水端和所述第四进水端均设置有所述第二开关；所述液位采集模块包括：第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器，所述第一液位传感器、所述第二液位传感器和所述第三液位传感器均与所述控制模块耦合；所述第一液位传感器设置于所述第一液体容器内，用于采集所述第一液体容器的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块；所述第二液位传感器设置于所述第二液体容器内，用于采集所述第二液体容器的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块；所述第三液位传感器设置于所述第三液体容器内，用于采集所述第三液体容器的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述自动控制装置还包括：温度传感器，所述温度传感器与所述控制模块耦合，所述温度传感器设置于所述第三液体容器内，用于采集所述第三液体容器内的液体的温度信息，并将采集的所述温度信息发送给所述控制模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述自动控制装置还包括：第一红外模块，所述第一红外模块与所述控制模块耦合，在与所述液体容器连通的出水端处设置有所述第二开关，所述控制模块还用于根据所述红外模块检测的信息去控制该第二开关。

在本实用新型较佳的实施例中，所述自动控制装置还包括：第二红外模块，所述第二红外模块与所述控制模块耦合，所述控制模块还用于根据所述第二红外模块传输的信息去控制第二开关。

在本实用新型较佳的实施例中，所述自动控制装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述控制模块耦合，用于显示所述液体容器内的液位信息。

在本实用新型较佳的实施例中，所述自动控制装置还包括：输入装置，所述输入装置与所述控制模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一开关为继电器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第二开关为电磁阀。

本实用新型实施例还提供了一种饮水机，包括：壳体和上述的自动控制装置。

本实用新型实施例提供的自动控制装置及饮水机，与现有技术相比，由于该饮水机采用了包括：控制模块、第一开关、第二开关和液位采集模块在内的自动控制装置来提高自身的安全性、便捷性和实用性等。进一步地，该控制模块根据液位采集模块采集的信息去控制第一开关，以控制加热装置与电源的通/断电，从而控制液体容器内的液体的温度，提高了该饮水机的安全性。同时，该控制模块还根据液位采集模块采集的信息去控制第二开关，以控制进水端的液体流量，从而控制液体容器内的液体容量，使得液体容器内的水可以根据预设值来控制，实现了自动补水功能。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种饮水机的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供饮水机的液体容器的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例提供的饮水机的自动控制装置的结构框图。

图4示出了本实用新型实施例提供的图3中的液位采集模块的结构框图。

图5示出了本实用新型实施例提供的图3中的第一红外模块的结构框图。

图6示出了本实用新型实施例提供的图3中的第二红外模块的结构框图。

图标：10－饮水机；11－壳体；111-取水凹槽；12-第一液体容器；13－第二液体容器；14－第三液体容器；15－进水装置；16－第一出水端；17－第二出水端；20－自动控制装置；21－控制模块；22－液位采集模块；221－第一液位传感器；222－第二液位传感器；223－第三液位传感器；23－第一开关； 24－第二开关；25－温度传感器；26－输入装置；27－显示模块；28－第一红外模块；281－第一红外发射管；282－第一红外接收管；29－第二红外模块；291－第二红外发射管；292－第二红外接收管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种饮水机10，请参阅图1和图2。该饮水机10包括：壳体11、设置于壳体11内的液体容器和自动控制装置20(图中未示出)。

所述壳体11的形状可以有多种，本实施例中，如图1所示，优选地，该壳体11的形状可以为长方体形。在该壳体11的一侧设置有取水凹槽111，便于放置水杯等取水容器。在该取水凹槽111的一端设置有第一出水端16 和第二出水端17。其中，优选地，热水从第一出水端16流出，冷水从第二出水端17流出。

其中，该取水凹槽111的形状可以有多种，本实施例中，优选地，该取水凹槽111的形状可以为长方体。

该壳体11内部还设置有用于盛装水的液体容器。由于现有饮水机10 仅能实现单一的烧水温度，即便有多种温度等级的饮水机10，也仅仅是按照温度间隔均衡的原则进行定量分布设置，对实际饮品冲泡温度的针对性并不强(因为不同的饮品对应不同的最佳冲泡温度)。因此，作为一种实施方式，如图2所示，该液体容器可以是包括：第一液体容器12、第二液体容器13和第三液体容器14。

该第一液体容器12用于盛装热水，换句话说，第一液体容器12的水被设置于该第一液体容器12中的加热装置加热变成热水。该第一液体容器 12还与第三液体容器14的第三进水端连通，即第一液体容器12内的热水可以经第三进水端流入第三液体容器14中。其中，该加热装置可以是电阻丝、加热棒等。

该第二液体容器13用于盛装冷水。该第二液体容器13还与第二出水端17连通，第二液体容器13的冷水经第二出水端17流出。同时，该第二液体容器13还与第三液体容器14的第四进水端连通，即第二液体容器13 内的冷水可以经第四进水端流入第三液体容器14中。

第三液体容器14作为冷热水的混合容器，通过控制冷热水的流入量来混合出不同的温度，可以根据不用饮品的冲泡温度来设置该混合温度，从而可以极大的改善饮品的口感以及保证饮品的营养。该第三液体容器14还与第一出水端16连通，第三液体容器14的热水经第一出水端16流出。

由于当前的饮水机10普遍存在一个弊端，在使用时需要不断的更换水，且水桶在换水时，都是人为更换，而水桶通常比较重，容易对人体造成伤害。为了避免换水，本实施例中提供的饮水机10还包括：进水装置15。该进水装置15分别与第一液体容器12的第一进水端和第二液体容器13的第二进水端连通。通过该进水装置15，可以分别向第一液体容器12和第二液体容器13中加入水。

其中，该进水装置15包括：水泵和水管(图中未示出)。该水泵和水管连接，在使用时，将该水泵放入水桶中，水桶中的水被水泵抽入水管中，经第一进水端进入第一液体容器12中，以及经第二进水端进入第二液体容器13中。免除了换水的麻烦，也避免了换水时水桶脱落而砸伤人员的潜在风险等。

本实施例中，优选地，如图3所示，该自动控制装置20包括：控制模块21、液位采集模块22、第一开关23、第二开关24和温度传感器25。该自动控制装置20作为饮水机10的控制中枢，该自动控制装置20的功能便决定了该饮水机10的功能。

所述控制模块21分别与所述第一开关23、所述第二开关24和所述液位采集模块22耦合。该控制模块21用于根据所述液位采集模块22传输的液位信息去控制第一开关23和/或第二开关24。

其中，该控制模块21可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制模块21可以是通用处理器，包括中央处理器 (Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor， NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该控制模块21也可以是任何常规的处理器等。于本实施例中，优选地，该控制模块21可以是STM32系列的处理器，例如 STM32F103C8T6、STM32F103VET6等型号。

该液位采集模块22设置于所述液体容器内，用于采集所述液体容器的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块21。优选地，如图4所示，该液位采集模块22包括：第一液位传感器221、第二液位传感器222和第三液位传感器223。

其中，所述第一液位传感器221设置于所述第一液体容器12内，用于采集所述第一液体容器12的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块21。此时，若第一液体容器12中的液位低于下限值时，该控制模块21便控制设置于第一进水端处的第二开关24，向该第一液体容器12 内补水，增加该液体容器内的液体容量。若第一液体容器12中的液位达到上限值时，该控制模块21便控制设置于第一进水端处的第二开关24，停止向该第一液体容器12内补水。

所述第二液位传感器222设置于所述第二液体容器13内，用于采集所述第二液体容器13的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块21。此时，若第二液体容器13中的液位低于下限值时，该控制模块 21便控制设置于第二进水端处的第二开关24，向该第二液体容器13内补水，增加该液体容器内的液体容量。若第二液体容器13中的液位达到上限值时，该控制模块21便控制设置于第二进水端处的第二开关24，停止向该第二液体容器13内补水。

所述第三液位传感器223设置于所述第三液体容器14内，用于采集所述第三液体容器14的液位信息，并将采集的所述液位信息传输给所述控制模块21。此时，若第三液体容器14中的液位达到上限值时，该控制模块 21便控制设置于第三进水端处的第二开关24，停止向该第三液体容器14 内加水，和/或该控制模块21便控制设置于第四进水端处的第二开关24，停止向该第三液体容器14内加水。

其中，优选地，上述的第一液位传感器221、第二液位传感器222和第三液位传感器223均选用同一种液位传感器，该液位传感器可以是目前市面上常用的液位传感器，例如，浮筒式液位传感器、浮球式液位传感器、静压式液位传感器等，例如，SMW－CTY－1800、JYB－KO－L等。

所述第一开关23与所述控制模块21连接，用于控制加热装置与电源的通/断电，以控制所述液体容器内的液体温度。进一步的，该第一开关23 根据控制模块21发送的控制信号去控制加热装置与电源的通/断电。当加热装置与电源通电时，该加热装置可以给第一液体容器12中的水加热，当加热装置与电源断电时，该加热装置停止第一液体容器12中的水加热。当第一液体容器12中的水较少时，便可以停止加热，避免存在安全隐患，提高了该饮水机10的安全性。其中，该第一开关23可以是继电器，连接时，该继电器的控制端(线圈)与控制模块21连接，该公共端与电源连接，常闭端与加热装置连接，常开端接地。当继电器的公共端与常闭端连接时，继电器处于第一工作状态，此时第一液体容器12中的水处于加热状态；当继电器的公共端与常开端连接时，继电器处于第二工作状态，此时第一液体容器12中的水停止被加热。

其中，该控制信号可以是高电平也可以是低电平，例如，优选地，当继电器处于第一工作状态时，若接收到的控制信号为低电平，则切换至第二工作状态，若此时接收到的控制信号为高电平，则又切换至第一工作状态。

所述第二开关24设置于进水端，用于控制所述液体容器内的液体容量。优选地，该第二开关24的数量可以是多个，例如，在第一液体容器12的第一进水端处设置有第二开关24，在第二液体容器13的第二进水端处设置有第二开关24，在第三液体容器14的第三进水端处设置有第二开关24以及在第三液体容器14的第四进水端处设置有第二开关24。此外，该第二开关24还可以设置于出水端，用于控制出水量。例如，在与第二容器连通的第二出水端17还设置有该第二开关24，以及在与第三容器连通的第一出水端16还设置有该第二开关24。

其中，该第二开关24可以是电磁阀，通过控制该电磁阀的通/断电，以实现该阀门的关闭和开启。当电磁阀通电时，阀门开启；当电磁阀断电时，阀门关闭。

为了便于控制该第三容器内冷热水混合体的温度，该自动控制装置20 还包括：温度传感器25。该温度传感器25设置于所述第三液体容器14内，用于采集所述第三液体容器14内的液体的温度信息，并将采集的所述温度信息发送给所述控制模块21。控制模块21还用于根据该温度传感器25采集的温度信息去控制设置于第三进水端处的第二开关24和/或设置于第四进水端处的第二开关24，即通过控制冷热水的流入量，混合出所需的温度。该温度传感器25可以是目前市面上常用的温度传感器。例如，热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器等。本实施例中，使用的温度传感器25的型号为DS18B20。连接时，该温度传感器25的输出端(DQ) 与STM32处理器的GPIO端口连接，例如，PA4。

为了使第三液体容器14中的液体温度根据实际需要来调节，即经第一出水端16流出的液体的温度能达到人所需要的温度。优选地，该自动控制装置20还包括：输入装置26。该输入装置26用于根据饮用者的实际需要来设置该第三液体容器14中液体的温度。进一步的该输入装置26与控制模块21连接，饮用者通过该输入装置26控制该控制模块21来调节冷热水的流入量，混合出所需的温度。

其中，该输入装置26可以是按键，也可以是触摸屏等。

为了使饮用者能直观的看到当前液体容器的液位信息等，优选地，该自动控制装置20还包括：显示模块27。所述显示模块27与所述控制模块 21耦合，用于显示所述液体容器内的液位信息及温度信息。进一步地，该显示模块27可以显示该第一液体容器12内的液位信息、第二液体容器13 内的液位信息、第三液体容器14内的液位信息以及显示第三液体容器14 内的液体的温度信息。控制模块21根据第一液位传感器221、第二液位传感器222、第三液位传感器223和温度传感器25采集的信息，例如，经过 AD转换、解码、比对识别之后，将各个容器的液位信息以及第三液体容器 14内的温度信息发送给显示模块27进行显示。其中，该显示模块27可以是LED显示屏，也可以是LCD显示屏，还可以是触摸屏，如，TSC2046型号的触摸屏等。

其中，需要说明的是，当该显示模块27是触摸屏时，此时不需要在单独设置输入装置26，即该触摸屏既包括：显示功能，又包括输入设置功能。

为了实现进一步增强该饮水机10的智能性和便捷性。本实施例中，优选地，该自动控制装置20还包括：设置于取水凹槽111处的第一红外模块 28。此时，需要在与所述液体容器连通的出水端处设置有所述第二开关24。即在与第三液体容器14连通的第一出水端16处设置有第二开关24，在与第二液体容器13连通的第二出水端17处设置有第二开关24。

所述第一红外模块28与所述控制模块21耦合，此时，所述控制模块 21还用于根据所述红外模块检测的信息去控制设置于第一出水端16处的第二开关24和/或设置于第二出水端17处的第二开关24。优选地，该第一红外模块28的数量为两个。其中，一个第一红外模块28设置于第一出水端 16的一侧，用于检测该第一出水端16处是否有杯子放入，若检测到有杯子放入时，第一出水端16出水。下面将对该第一红外模块28的原理及其安放位置进行详细描述。如图5所示，该第一红外模块28包括：第一红外发射管281和第一红外接收管282。第一红外发射管281和第一红外接收管 282相对设置，即第一红外发射管281设置于取水凹槽111顶端且靠近第一出水端16的一侧，第一红外接收管282设置于取水凹槽111底端且靠近第一出水端16的一侧，或者第一红外接收管282设置于取水凹槽111顶端且靠近第一出水端16的一侧，第一红外发射管281设置于取水凹槽111底端且靠近第一出水端16的一侧。第一红外接收管282与第一红外发射管281 耦合，该第一红外接收管282还与控制模块21耦合。当有杯子放置于第一出水端16处时，此时第一红外接收管282与第一红外发射管281之间由于有杯子阻挡，该第一红外接收管282不能接收到该第一红外发射管281发射的红外光，即可判断有取水需求。当第一红外接收管282能接收到第一红外发射管281发射的红外光时，便可判断无取水需求。因此，控制模块 21根据该第一红外接收管282发送的检测信息，便能控制设置于该第一出水端16的第二开关24，以使该第一出水端16自动出水或断水。

其中，该第一红外发射管281可以是目前常使用的用于发射红外光的发射管，例如，TSAL6200型号的发射管。该第一红外接收管282可以是目前常使用的用于接收红外光的接收管，例如，HS0038型号的接收管。

另一个第一红外模块28设置于第二出水端17的一侧，用于检测该第二出水端17处是否有杯子放入，若检测到有杯子放入时，第二出水端17 出水。设置于第二出水端17的一侧的第一红外模块28的原理与设置于第一出水端16的一侧的第一红外模块28的原理相同，为了避免累赘，此处不再介绍。

应当理解的是，第一红外模块28除了采用上述的设置方式外，还可以是采用别的设置方式，例如，采用左右设置的方式设置。为了便于理解，以设置于第一出水端16的第一红外模块28为例进行说明，作为一种实施方式，例如，第一红外发射管281设置于取水凹槽111底端且位于第一出水端16正下方偏左的位置，第一红外接收管282设置于取水凹槽111底端且位于第一出水端16正下方偏右的位置。设置于第二出水端17的另一个第一红外模块28的设置方式与之类似。

为了进一步提升该饮水机10的安全性，避免小孩子取水时被烫伤，该饮水机10取水时，仅对成人开放该自动取水功能。优选地，该自动控制装置20还包括：第二红外模块29(如图3所示)。请参阅图6，该第二红外模块29包括：第二红外发射管291和第二红外接收管292。第二红外发射管 291和第二红外接收管292相对设置，即该第二红外发射管291设置于该饮水机10的壳体11的顶部靠近中间位置处，第二红外接收管292设置于该饮水机10的壳体11的底部靠近中间位置处，或者第二红外接收管292设置于该饮水机10的壳体11的顶部靠近中间位置处，第二红外发射管291 设置于该饮水机10的壳体11的底部靠近中间位置处。当第二红外接收管 292无法接收到第二红外发射管291发射的红外光时，便判定是小孩子取水，此时该第一出水端16和第二出水端17不论是否检测到取水请求均不会出水。只有当第二红外接收管292接收到第二红外发射管291发射的红外光时，该第一出水端16和/或第二出水端17检测到取水请求相应出水端才会出水。其中，本实施例中，优选，第二红外模块29与第一红外模块28相同。

作为另一种实施方式，该液体容器也可以是包括：第一液体容器12和第二液体容器13。此时，第一出水端16与第一液体容器12连通，第一液体容器12的热水经第一出水端16流出。

此外，该自动控制装置20，还可以包括：无线通信装置，用于将该饮水机10的运行工况实时的发送给外围设备，以便使用者及时发现异常。其中，该外围设备包括但不限于：电脑、手机等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。