一种水龙头开关组件以及红外感应水龙头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水龙头开关组件，包括：红外感应器，其感应靠近水龙头附近的物体；电磁阀，其设置在水龙头的供水管路上；以及控制模块，其通讯连接至红外感应器，且当红外感应器感应到的物体的距离小于预设感应距离时控制电磁阀开启，当红外感应器在预设感应距离之内感应不到物体时控制电磁阀关闭；其中，预设感应距离通过以下方式设定：从控制模块由断电状态转换成通电状态起开始计时，红外感应器在一定的时间段内持续感应到的物体的距离作为预设感应距离，直到控制模块再次回到断电状态，消除该预设感应距离。本发明还公开了一种红外感应水龙头，安装有水龙头开关组件。本发明可以对预设感应距离进行自动设定，适用于不同尺寸、形状的台盆。
【专利说明】一种水龙头开关组件以及红外感应水龙头
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种水龙头开关组件，该水龙头开关组件可以根据环境不同或台盘的尺寸不同而自动调整感应距离，进而控制电磁阀的启闭，另外还涉及一种应用上述开关组件的水龙头。
【背景技术】
[0002]现有技术中的红外感应水龙头主要存在以下两个问题:
[0003]第一、水龙头的感应距离是固定不可调的，而台盆的大小深浅不同，当遇到浅一些的台盆时，会把台盆底部误以为有效感应物体，造成无法使用或经常出现误动作。
[0004]第二、现有技术中红外感应器一般设置在龙头本体的前面，水平方向安装，此时，红外感应器所发射的红外射线与出水嘴水流方向垂直，容易把出水嘴流下来的水误判为有效感应物体，造成关水反应迟钝或水压稍大些就容易出现关不了水的情况。
【发明内容】
[0005]针对上述技术问题，本发明提供了一种感应距离可自动调整的水龙头开关组件。
[0006]本发明还提供了一种应用上述开关组件的红外感应水龙头。
[0007]本发明提供的技术方案为:
[0008]一种水龙头开关组件，包括:
[0009]红外感应器，其感应靠近所述水龙头附近的物体；
[0010]电磁阀，其设置在水龙头的供水管路上；以及
[0011]控制模块，其通讯连接至所述红外感应器，且当所述红外感应器感应到的物体的距离小于预设感应距离时，控制所述电磁阀开启，当所述红外感应器在预设感应距离之内感应不到物体时，控制所述电磁阀关闭；
[0012]其中，所述预设感应距离通过以下方式设定:从所述控制模块由断电状态转换成通电状态起开始计时，所述红外感应器在一定的时间段内持续感应到的物体的距离作为预设感应距离，直到所述控制模块再次回到断电状态，消除该预设感应距离。
[0013]优选的是，所述的水龙头开关组件中，所述红外感应器感应到的物体的距离是由控制模块根据所述红外感应器的红外发射模块发射出的红外射线经物体反射后，再由红外接收模块接收后的时差计算得到的。
[0014]优选的是，所述的水龙头开关组件中，在所述时间段的起始时刻，所述控制模块控制所述红外发射模块先以一初始功率发射红外射线，经物体发射后，红外接收模块接收到由物体反射的红外射线，并输出信号，所述控制模块接收该信号，当该信号的电平为4V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率的50%，当该信号的电平为2V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率，在所述时间段的结束时刻至所述控制模块再次回到断电状态之间，所述红外发射模块以工作功率发射红外射线。
[0015]优选的是，所述的水龙头开关组件中，所述红外感应器设置成:使所述红外感应器所发射的红外射线与由所述水龙头射出的水流不相交。
[0016]优选的是，所述的水龙头开关组件中，所述水龙头包括内部中空的龙头本体，所述出水管位于所述龙头本体的内部，所述出水管的末端延伸至所述龙头本体的出水嘴的附近，所述红外感应器设置于所述龙头本体内部，位于所述出水管的外侧，靠近所述出水嘴的位置，所述红外感应器所发射的红外射线与所述出水管的末端一段平行。
[0017]优选的是，所述的水龙头开关组件中，在设定所述预设感应距离时，所述红外感应器持续感应到的物体为台盘底部或台盘边沿。
[0018]优选的是，所述的水龙头开关组件，还包括:
[0019]LED 指示灯；
[0020]其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中，控制所述LED指示灯发出提示信号。
[0021]优选的是，所述的水龙头开关组件，还包括:
[0022]LED指示灯，其与所述红外发射模块、所述红外接收模块设置在一隔离罩内；
[0023]其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中，控制所述LED指示灯发出提示信号。
[0024]优选的是，所述的水龙头开关组件，还包括:
[0025]控制盒，其设置于台盘的下方；
[0026]电池，其向所述控制模块和所述电磁阀供电；
[0027]其中，所述控制模块和所述电磁阀设置于所述控制盒内，所述电源连接线的一端连接所述控制模块，另一端从所述控制盒内伸出，并可插拔地连接至一个电源插头，所述控制连接线的一端连接至所述控制模块，另一端从所述控制盒内伸出，并可插拔地连接至感应器连接线，所述感应器连接线进入所述龙头本体并连接至所述红外感应器。
[0028]一种红外感应水龙头，安装有所述的水龙头开关组件。
[0029]本发明所述的水龙头开关组件具有以下有益效果:
[0030](I)本发明利用红外感应器感应靠近水龙头附近的物体，以决定是否开启电磁阀，并根据需要对预设感应距离进行重新设定，即，当控制模块由断电状态转换至通电状态起开始计时，红外感应器在一定的时间段内持续感应到的物体的距离作为预设感应距离，直到控制模块冉次回到断电状态，消除该预设感应距离。上述过程中，控制模块由断电状态向通电状态的切换，可以人为进行，比如在将本发明的开关组件安装在一个台盆上时，先保持断电状态，然后安装完成后，恢复通电，以对预设感应距离进行设定。本发明的水龙头开关组件适用于不同尺寸、形状、规格的台盆；
[0031](2)本发明还将红外感应器以下述方式设置:使所述红外感应器所发射的红外射线与由所述水龙头射出的水流不相交，从而避免红外射线被水流反射而导致误判的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明所述的一个实施例的水龙头开关组件的结构示意图；
[0033]图2为本发明所述的一个实施例的控制盒的内部结构示意图；
[0034]图3为本发明所述的一个实施例的水龙头的剖面示意图；
[0035]图4为本发明所述的一个实施例的水龙头安装在台盆上感应部位示意图；
[0036]图5为本发明所述的一个实施例的红外感应器的外型示意图；
[0037]图6为本发明所述的一个实施例的红外感应器和LED指示灯的结构示意图；
[0038]图7为本发明所述的一个实施例的控制模块的电路原理图；
[0039]图8为本发明所述的一个实施例的运算放大电路图；
[0040]图9为本发明所述的一个实施例的电磁阀驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0042]如图1所示，本发明提供一种水龙头开关组件，包括:红外感应器，其感应靠近所述水龙头2附近的物体；电磁阀，其设置在水龙头2的供水管路上；以及控制模块，其通讯连接至所述红外感应器，且当所述红外感应器感应到的物体的距离小于预设感应距离时，控制所述电磁阀开启，比如感应到手或者衣物，则供水，当所述红外感应器在预设感应距离之内感应不到物体时，控制所述电磁阀关闭即，台盘内不存在手或者待清洗的衣物等等，则停止供水；其中，所述预设感应距离通过以下方式设定:从所述控制模块由断电状态转换成通电状态起开始计时，所述红外感应器在一定的时间段内持续感应到的物体的距离作为预设感应距离，直到所述控制模块再次回到断电状态，消除该预设感应距离。
[0043]上述过程中，控制模块由断电向通电的转换有以下两种情况:如果开关组件之前就处于工作状态，比如是要更换台盘，则需要先人为断掉控制模块的供电，使控制模块处于断电状态，待台盆更换完成之后，再恢复对控制模块的供电，使其转换至通电状态，此时控制模块就可以设定预设感应距离。如果是在一个新的台盆上安装一个新的本发明的开关组件，控制模块本来就是处于断电状态的，那么在安装完成后，直接开启电源开关，对控制模块供电就可以。在设定过程中，控制模块应该是始终处于通电状态的。
[0044]在具体进行预设感应距离的设定时，控制模块由断电状态转换至通电状态起开始计时，如果红外感应器在一定的时间段内持续感应到一个物体，则将所感应到的该物体的距离作为预设感应距离。而当超出上述“时间段”时，就判断设定完成，此时，再感应到的物体的时候，就将该物体的距离与预设感应距离对比，并根据比对结果控制电磁阀动作。在上述时间段之内，应尽量保证台盆内没有其他物体，而使红外感应器感应到台盆的某一特定部位，并将台盆的该部位的距离作为预设感应距离。图3示出了一种水龙头，红外感应器6安装在龙头本体24的出水嘴附近，图4示出了上述水龙头安装在一个台盆5的使用状态图，由图4可知，红外感应器感应到上述“特定部位”可以是台盆5的底部最深的位置51，也可以是台盆的边沿位置。上述时间段可以是8?10s。
[0045]具体地，所述的水龙头开关组件中，所述红外感应器感应到的物体的距离是由控制模块根据所述红外感应器的红外发射模块发射出的红外射线经物体反射后，再由红外接收模块接收后的时差计算得到的。图6展示了红外感应器的一个实施方式，红外感应器6包括红外发射模块20 (红外发射管)、红外接收模块22 (红外接收管)和感应器电路板19。
[0046]另外，本发明的水龙头开关组件还可以根据使用情况的不同而做出灵敏度的调整。具体地，在所述时间段的起始时刻，所述控制模块控制所述红外发射模块先以一初始功率发射红外射线，经物体发射后，红外接收模块接收到由物体反射的红外射线，并输出信号，所述控制模块接收该信号，当该信号的电平为4V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率的50%，当该信号的电平为2V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率，在所述时间段的结束时刻至所述控制模块再次回到断电状态之间，所述红外发射模块以工作功率发射红外射线。初始功率取决于红外感应器的红外发射模块的自身特性，一般为几晕瓦，比如0.5mw。
[0047]上述使用情况包括台盆的色泽、材质、灯光的照射度或电磁波的辐射强度等。比如，之前安装的为一个深色台盆，之后更换为一个浅色台盆，浅色台盆所反射的红外射线的强度比深色台盆所反射的红外射线要差，这会导致红外接收管向控制芯片输出的信号的电平较低，则此时为了提高灵敏度，需要增强红外发射管所发出的红外射线的强度，即控制模块设定红外发射管以较大的工作功率发射红外射线，经过设定之后，除非是再次断电，红外发射管都以上述工作功率发出红外射线；反之，当以一个深色台盆替换一个浅色台盆时，由于红外接收管可以输出较强的信号，则可以适当降低灵敏度，设定一个较小的工作功率。另夕卜，台盆的材质也有类似的影响，金属材质会导致反射的红外射线较强，红外接收管所输出的信号的电平也强，陶瓷材质则会导致反射的红外射线较弱。灯光的照射度和电磁波的辐射强度也会同样的影响。因此，实际上，每次控制模块重新设定工作功率时，都是一个综合了当时台盆自身的属性以及使用环境等各种因素，才确定出一个合适的工作功率，在该工作功率下，红外接收管可以接收到足够强度的红外射线，进而使控制模块可以做出准确的判断，并使电磁阀准确的动作。
[0048]在一个实施例中，为了避免红外感应器感应到水龙头射出的水流而发生误判的情况，所述的水龙头开关组件中，所述红外感应器设置成:使所述红外感应器所发射的红外射线与由所述水龙头射出的水流不相交。当红外射线与水龙头射出的水流不相交时，即，红外射线不再会被水流所反射，也就不会发生误判。
[0049]具体地，对红外感应器做出以下设置(请参阅图3):所述的水龙头开关组件中，所述水龙头包括内部中空的龙头本体24，所述出水管9位于所述龙头本体24的内部，所述出水管9的末端延伸至所述龙头本体的出水嘴7的附近，所述红外感应器6设置于所述龙头本体内部，位于所述出水管9的外侧，靠近所述出水嘴7的位置，所述红外感应器所发射的红外射线与所述出水管的末端一段25平行。图3中，出水管9的末端还对应设置有一起泡器26，红外感应器6位于出水管的外侧，所述“外侧”为图3中箭头所指示的方向。出水管的另一端则连通至电磁阀出水口。
[0050]所述的水龙头开关组件中，在设定所述预设感应距离时，所述红外感应器6持续感应到的物体为所述台盘的台盘底部或台盘边沿。
[0051]为了向用户提醒控制模块的状态，在一个实施例中，所述的水龙头开关组件，还包括:LED指示灯；其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中或电池弱电时的指示，控制所述LED指示灯发出提示信号。提示信号可以以任何方式发出，比如连续的闪烁。
[0052]在一个实施例中，所述的水龙头开关组件还包括:LED指示灯，其与所述红外发射模块、所述红外接收模块设置在一隔离罩内；其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中，控制所述LED指示灯发出提示信号。图5和图6分别展示了红外感应器的外型示意图、红外感应器与LED指示灯的结构示意图，红外感应器6包括红外发射模块20 (红外发射管)、红外接收模块22 (红外接收管)和感应器电路板19，LED指示灯21位于红外发射管20和红外接收管22之间，感应器电路板19位于红外发射管和红外接收管的后侧，红外发射管、红外接收管、LED指示灯均设置在一个隔离罩23内，感应器连接线3穿过龙头本体并最终连接至控制模块。将LED指示灯和红外感应器集成在一起，一方面使水龙头的外型美观、结构紧凑，另一方面LED指示灯与控制模块之间的连接线可以与感应器连接线合成一束，设置起来比较方便。
[0053]在一个实施例中，请再参阅图1和图2，控制模块单独设置在控制盒内，具体地，所述的水龙头开关组件，还包括:控制盒4，其设置于台盘的下方，控制盒包括上盖10和下盖，使用时，上盖10和下盖盖合在一起；电池，其向所述控制模块和所述电磁阀供电，电池设置在电池盒12内，本发明中选择4节5号电池，提供6V电源。其中，所述控制模块和所述电磁阀14设置于所述控制盒4内，电磁阀14通过电磁阀进水口 13与供水管路实现连通，电磁阀出水口 15则连通至出水管。所述电源连接线16的一端连接所述控制模块，另一端从所述控制盒4内伸出，并可插拔地连接至一个电源插头1，在电池没电的情况下，就可以使用直流电源为控制模块和电磁阀供电，保证开关组件的正常工作。所述控制连接线17的一端连接至所述控制模块，另一端从所述控制盒4内伸出，并可插拔地连接至感应器连接线3，所述感应器连接线3进入所述龙头本体24并连接至所述红外感应器6。
[0054]当然，控制模块也可以与红外感应器6设置在一起，以进一步减小控制盒的体积。
[0055]控制模块由控制芯片U2实现，其电路原理图如图7所示。其中，U2为单片机控制芯片，D5为红外发射管，Q6为红外发射驱动三极管，Ul为电压检测芯片。控制芯片U2驱动红外发射管D5发出红外射线，红外接收管D6显示于图8中，运算放大电路将红外线接收管D6的信号放大后再输入控制芯片U2，控制芯片U2上第6根引脚OP out接运算放大电路。上述红外发射管D5、红外线发射驱动三级管Q6、红外接收管D6集成为红外感应器6，被安装在龙头本体24的内部。控制芯片通过电磁阀驱动电路(见图9)对电磁阀进行驱动，图9中，接收到来自控制芯片U2的OPEN端的脉冲信号，则电磁阀开启，接收到来自控制芯片U2的CLOSE端的脉冲信号，则电磁阀关闭。上述控制芯片、运算放大电路以及电磁阀驱动电路均集成在一电路主控板18上，电路主控板18被设置在控制盒4内，并且，运算放大电路和电磁阀驱动电路可以采用现有技术实现。
[0056]本发明还提供了一种红外感应水龙头，安装有所述的水龙头开关组件。
[0057]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种水龙头开关组件，其特征在于，包括: 红外感应器，其感应靠近所述水龙头附近的物体； 电磁阀，其设置在水龙头的供水管路上；以及 控制模块，其通讯连接至所述红外感应器，且当所述红外感应器感应到的物体的距离小于预设感应距离时，控制所述电磁阀开启，当所述红外感应器在预设感应距离之内感应不到物体时，控制所述电磁阀关闭； 其中，所述预设感应距离通过以下方式设定:从所述控制模块由断电状态转换成通电状态起开始计时，所述红外感应器在一定的时间段内持续感应到的物体的距离作为预设感应距离，直到所述控制模块再次回到断电状态，消除该预设感应距离。
2.如权利要求1所述的水龙头开关组件，其特征在于，所述红外感应器感应到的物体的距离是由控制模块根据所述红外感应器的红外发射模块发射出的红外射线经物体反射后，再由红外接收模块接收后的时差计算得到的。
3.如权利要求2所述的水龙头开关组件，其特征在于，在所述时间段的起始时刻，所述控制模块控制所述红外发射模块先以一初始功率发射红外射线，经物体发射后，红外接收模块接收到由物体反射的红外射线，并输出信号，所述控制模块接收该信号，当该信号的电平为4V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率的50%，当该信号的电平为2V时，所述控制模块设定所述红外发射模块的工作功率为初始功率，在所述时间段的结束时刻至所述控制模块再次回到断电状态之间，所述红外发射模块以工作功率发射红外射线。
4.如权利要求2所述的水龙头开关组件，其特征在于，所述红外感应器设置成:使所述红外感应器所发射的红外射线与由所述水龙头射出的水流不相交。
5.如权利要求3所述的水龙头开关组件，其特征在于，所述水龙头包括内部中空的龙头本体，所述出水管位于所述龙头本体的内部，所述出水管的末端延伸至所述龙头本体的出水嘴的附近，所述红外感应器设置于所述龙头本体内部，位于所述出水管的外侧，靠近所述出水嘴的位置，所述红外感应器所发射的红外射线与所述出水管的末端一段平行。
6.如权利要求2所述的水龙头开关组件，其特征在于，在设定所述预设感应距离时，所述红外感应器持续感应到的物体为台盘底部或台盘边沿。
7.如权利要求2所述的水龙头开关组件，其特征在于，还包括: LED指示灯； 其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中，控制所述LED指示灯发出提示信号。
8.如权利要求4所述的水龙头开关组件，其特征在于，还包括: LED指示灯，其与所述红外发射模块、所述红外接收模块设置在一隔离罩内； 其中，所述控制模块电连接至所述LED指示灯，在所述预设感应距离的设定过程中，控制所述LED指示灯发出提示信号。
9.如权利要求7所述的水龙头开关组件，其特征在于，还包括: 控制盒，其设置于台盘的下方； 电池，其向所述控制模块和所述电磁阀供电； 其中，所述控制模块和所述电磁阀设置于所述控制盒内，所述电源连接线的一端连接所述控制模块，另一端从所述控制盒内伸出，并可插拔地连接全一个电源插头，所述控制连接线的一端连接全所述控制模块，另一端从所述控制盒内伸出，并可插拔地连接至感应器连接线，所述感应器连接线进入所述龙头本体并连接至所述红外感应器。
10.一种红外感应水龙头，其特征在于，安装有如权利要求1至9中任一项所述的水龙头开关组件。
【文档编号】F16K31/06GK104265976SQ201410425351
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】唐台英 申请人:珠海爱迪生节能科技有限公司