专利名称：一种自动饮水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及饮水机技术领域，尤其是一种机械式分杯送水自动饮水机。
背景技术：
传统饮水机凭借其经济性、方便性得到了人们的广泛使用，在家庭，办公室等地方随处可见。随着人们生活质量的不断提高，自动化成为社会日渐发展的趋势，环保成为人们关注的焦点，人们也更加关注健康安全的生活方式，而这些特性在传统饮水机上并不能很好的体现出来，这也就限制了它的大面积推广使用。传统饮水机缺点:取杯、接水不方便；杯子、出水口等裸露在外，很容易感染细菌；部件裸露在外部，容易损坏；很多自动化的实现采用电控方式，成本昂贵，很难普遍。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种采用干净卫生的全封闭式设计，且多采用成本较低的机械控制的一种自动饮水机。本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现，结合附图说明如下:—种自动饮水机,主要由控制系统A、位移传感器B、光电传感器C、注水装置D、分杯落杯装置E、送杯装置F、门控装置G和反钩水杯装置H组成，所述控制系统A与位移传感器B相连接，控制电机11启停与通电时间和滑块2位移量；所述光电传感器C用于发出启动控制系统A信号；所述注水装置D由净水桶15、水管16和电磁阀I组成，电磁阀I设置在水管16上；所述送杯装置F由电机11、与电机输出轴连接的丝杠螺母3和与螺母固连的滑块2组成，位于分杯落杯装置E下部；所述门控装置G由齿轮组4、滑块侧面齿条17、门
6、门侧面齿条18和门控定位弹簧5组成，位于送杯装置F的侧面；反钩水杯装置H位于门6的前部。所述分杯落杯装置E由储杯桶7、分杯钩8、滚轮9和导杆12组成，分杯钩8与储杯桶7通过销轴10连接，分杯钩8随储杯桶7 —起上下运动，同时绕销轴10旋转；滚轮9固定在饮水机底板上，与分杯钩8的侧面接触，用于挤压分杯钩8 ;储杯桶7外壁套在竖直导杆12上，导杆12有两个，对称布置在储杯桶7外壁，储杯桶7上部设有回位弹簧13，用于储杯桶7复位；分杯钩8和储杯桶7侧壁间设有弹簧14，用于分杯钩8复位。所述注水装置D通过电磁阀I控制，当滑块2带动杯子运动到注水处时，电机11停止运转，滑块2停止运动，电磁阀I开启，开始注水，注满水后，电磁阀I关闭，滑块2继续运动将水杯送出。所述送杯装置F是通过控制系统A控制电机11正反转，通过丝杠螺母3带动滑块2前后运动。所述位移传感器B与送杯装置F的滑块2相连，位移传感器B反馈电压信号，对应滑块2位置进行动态控制。
所述送杯装置F中的滑块2外侧固定有滑块侧面齿条17，门6上固定有门侧面齿条18，与门控装置G中的齿轮组4啮合传动，带动门6开启与闭合。在水杯送出处设置反钩水杯装置H，钩住水杯底部，反钩水杯装置H为弹性金属片。在门6滑动区间一侧设置门控定位弹簧5，将门6弹回到起初设置的区间起点。水源来自自来水，经净水桶15净化为直饮水，供人们直接饮用。普通直流电机带动滚珠丝杠转动，进而带动螺母及滑块运动，实现水杯的递出及滑块的回位，为下一次循环做准备。单片机控制系统及相应的位移传感器反馈系统相连接，实现电机的启停与通电时间，进而实现滑块位移的精确控制。电机电源及单片机控制系统电源均采用7.2V蓄电池。具体工作过程如下:手按下分杯落杯装置，水杯落下。光电开关检测到水杯，发出信号，控制继电器通电，从而单片机程序启动。程序执行，控制电机正反转，从而控制丝杠正反转，进而通过螺母带动滑块前后运动。首先丝杠正转，推动滑块将杯子送到出水口下部，位移传感器检测滑块到达相应位置，反馈电压信号，单片机控制电机停转，同时电磁阀打开，开始注水。注水时间结束，电磁阀关闭，电机再次·正转，直至将水送出饮水机。送水的同时滑块上的齿条带动齿轮转动，带动门的开启。水杯被推到最外部时，底部会被外部的弹性金属片反钩。然后位移传感器检测到达相应位置，反馈给单片机，控制电机反转，滑块被推回起始位置，连动齿轮齿条门控装置控制门在这一过程中关闭，整个周期结束。本实用新型具有以下效果:能够自动递出一杯水，水杯、出水口均在内部，干净卫生，采用全封闭式设计，相对安全，多采用机械控制，成本大幅度降低，结构简单，使用方便，成本低廉，将齿轮齿条结构与丝杠螺母加以组合，并利用机电一体化原理进行统一控制，提高了传统饮水机的自动化程度，大大方便了人们的日常生活，有广阔的市场前景。
图1是自动饮水机结构俯视示意图。图2是注水装置示意图。图3是分杯落杯装置示意图，其中:图3(a)是分杯初始状态示意图；图3(b)是水杯脱离限制状态示意图；图3(c)是水杯落下，储杯桶回位状态示意图。图4是送杯装置及门控装置示意图。图5是送杯装置及门控装置运动示意图，其中:图5(a)是滑块向前运动，同时带动门控装置工作，将门打开状态示意图；图5(b)是滑块将水杯推到门外状态示意图；图5(c)是水杯底部被反钩，留在外部，滑块退回饮水机内部示意图；[0035]图5(d)是滑块向后运动回位，同时带动门控装置工作，将门关闭状态示意图。图6是单片机引脚图。图7是驱动电路图。图8是稳压电路图。图中:A、控制系统B、位移传感器C、光电传感器D、注水装置E、分杯落杯装置F、送杯装置G、门控装置H、反钩水杯装置；1、电磁阀 2、滑块 3、丝杠螺母 4、齿轮组 5、门控定位弹簧 6、门7、储杯桶8、分杯钩电机9、滚轮10、销轴11、电机12、导杆13、回位弹簧14、弹簧15、净水桶16、水管17、滑块侧面齿条18、门侧面齿条。
具体实施方式
下面结合图所示实施例进一步说明本实用新型的具体内容及使用过程。分杯落杯功能的实现:分杯钩与储杯桶通过一个销轴连接在一起，能绕销轴旋转，并随储杯桶一起上下运动。储杯桶外壁套在细长竖直导杆上，只能上下运动。触动开关，给储杯桶一个向下的力，然后储杯桶向下运动，分杯钩受到滚轮的挤压，顺时针旋转一定角度，同时，最下侧的一个水杯脱离限制，依靠重力落下。然后储杯桶在回位弹簧的作用下，回到原位，同时分杯钩脱离限制，在侧壁弹簧作用下回到原位，从而实现一次下落一个水杯。
注水功能实现:通过电磁阀的接通来实现的。当滑块带动杯子运动到注水处时，通过电控使电机停止运转，滑块停止运动，同时由控制系统控制电磁阀开启开始注水，在杯中水注满之后，电磁阀关闭，滑块继续运动将水送出。送出水杯功能的实现:在触动外部的开关之后，下落一个杯子，光电传感器检测到杯子落下，接通电路，启动单片机程序，使电机运转，电机带动丝杠转动，推动存放落下杯子的滑块来实现输出水杯。通过自行设计滑块的形状，使杯子可以正好下落到滑块的凹槽中，再由电机带动丝杠转动，使滑块运动将水杯输出。自动开关门功能的实现:将滑块侧面齿条固定在滑块上，门侧面齿条固定在门上。中间通过齿轮组啮合传动，不仅改变了两个齿轮运动的速度，而且改变了两齿条相互运动的方向。即将主动齿条较慢的前后运动转化为门较快的左右开闭运动。门控定位弹簧功能的实现:由于滑块主动齿条与齿轮有啮合与分离过程，且门有惯性，因此下次啮合时的开始啮合点不一定是上次分离时的啮合点，这样就会产生误差，数个周期之后，累积误差将使门的运动区间改变，从而发生故障。将弹簧固定在门区间一侧，能保证在啮合结束时，如果门运动超越原来区间，将门弹回到起初设置的区间起点，保证门每个周期的起始与结束位置相同，从而消除累积误差。单片机控制:利用LP3853稳压芯片将7.2V电源电压稳压至单片机所需的5V电压，然后通过图7所示驱动电路控制电机的运转状态，所用飞思卡尔单片机引脚图参阅图6。位移传感器闭环反馈的实现:将位移传感器的滑块与送杯装置的滑块连在一起，用位移传感器反馈回单片机的电压信号来对应送杯滑块的实时位置，进行动态控制。
权利要求1.一种自动饮水机，主要由控制系统(A)、位移传感器(B)、光电传感器(C)、注水装置(D)、分杯落杯装置(E)、送杯装置(F)、门控装置(G)和反钩水杯装置⑶组成，其特征在于:所述控制系统(A)与位移传感器(B)相连接，控制电机(11)启停与通电时间和滑块(2)位移量；所述光电传感器(C)用于发出启动控制系统(A)信号；所述注水装置(D)由净水桶(15)、水管(16)和电磁阀⑴组成，电磁阀⑴设置在水管(16)上；所述送杯装置(F)由电机(11)、与电机输出轴连接的丝杠螺母(3)和与螺母固连的滑块(2)组成，位于分杯落杯装置(E)下部；所述门控装置(G)由齿轮组(4)、滑块侧面齿条(17)、门(6)、门侧面齿条(18)和门控定位弹簧(5)组成，位于送杯装置(F)的侧面；反钩水杯装置(H)位于门(6)的前部。
2.根据权利要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:所述分杯落杯装置(E)由储杯桶(7)、分杯钩(8)、滚轮(9)和导杆(12)组成，分杯钩(8)与储杯桶(7)通过销轴(10)连接，分杯钩(8)随储杯桶(7) —起上下运动，同时绕销轴(10)旋转；滚轮(9)固定在饮水机底板上，与分杯钩(8)的侧面接触，用于挤压分杯钩(8);储杯桶(7)外壁套在竖直导杆(12)上，导杆(12)有两个，对称布置在储杯桶(7)外壁，储杯桶(7)上部设有回位弹簧(13)，用于储杯桶(7)复位；分杯钩(8)和储杯桶(7)侧壁间设有弹簧(14)，用于分杯钩(8)复位。
3.根据权利要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:所述注水装置(D)通过电磁阀(I)控制，当滑块(2)带动杯子运动到注水处时，电机(11)停止运转，滑块(2)停止运动，电磁阀(I)开启，开始注水，注满水后，电磁阀(I)关闭，滑块(2)继续运动将水杯送出。
4.根据权利要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:所述送杯装置(F)是通过控制系统(A)控制电机(11)正反转，通过丝杠螺母(3)带动滑块(2)前后运动。
5.根据权利 要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:所述位移传感器(B)与送杯装置(F)的滑块(2)相连，位移传感器(B)反馈电压信号，对应滑块(2)位置进行动态控制。
6.根据权利要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:所述送杯装置(F)中的滑块(2)外侧固定有滑块侧面齿条(17)，门(6)上固定有门侧面齿条(18)，与门控装置(G)中的齿轮组(4)啮合传动，带动门(6)开启与闭合。
7.根据权利要求1所述的一种自动饮水机，其特征在于:在水杯送出处设置反钩水杯装置(H)，钩住水杯底部，反钩水杯装置(H)为弹性金属片。
8.根据权利要求1或6所述的一种自动饮水机，其特征在于:在门(6)滑动区间一侧设置门控定位弹簧(5)，将门(6)弹回到起初设置的区间起点。
专利摘要本实用新型涉及一种自动饮水机，主要由控制系统、位移传感器、光电传感器、注水装置、分杯落杯装置、送杯装置、门控装置和反钩水杯装置组成，所述控制系统与位移传感器相连接，控制电机启停与通电时间，控制滑块位移量；所述光电传感器用于发出启动控制系统信号；所述注水装置由净水桶、水管和电磁阀组成，电磁阀设置在水管上；所述送杯装置由电机、滑块和丝杠螺母组成，位于分杯落杯装置下部；所述门控装置位于送杯装置的侧面；反钩水杯装置位于门的前部。本实用新型克服了传统饮水机取杯、接水不方便且外露不卫生的缺点，多采用机械控制，提高了可靠性，降低了成本，结构简单，使用方便，能大面积推广使用。
文档编号A47J31/44GK203122112SQ20132003630
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者王亚峰, 高朋, 赵文杰, 徐文雪, 邢彬 申请人:吉林大学