包括电容传感和超声波传感的龙头的制作方法

包括电容传感和超声波传感的龙头的制作方法
【专利说明】
[0001]【背景技术】和

【发明内容】

[0002]本公开涉及针对龙头的触摸和免手动激活的传感器的放置上的改进。更具体地，本公开涉及在龙头喷口、龙头手柄、拉出棒和/或水槽中或邻近其放置电容传感器或超声波传感器，以感测龙头使用者的存在以及接着基于来自传感器的输出信号控制龙头。
[0003]在本公开的示例实施例中，流体输送装置包括喷口、邻近位于所述喷口的通常禁能的超声波传感器以及电容传感器，所述电容传感器经配置以在靠近所述喷口的区域中界定电容感测场，从而检测使用者的存在。超声波传感器经配置以当其使能时检测邻近所述喷口的使用者的存在。所述装置还包括耦合到所述电容传感器和所述超声波传感器的控制器。所述控制器经编程以基于来自电容传感器(capacitance sensor)的输出信号在电容感测场中检测使用者的存在。所述控制器还经编程以响应于用该电容传感器在电容感测场中检测到使用者的存在，来使能所述超声波传感器，从而减少所述超声波传感器使用的电量。
[0004]在一个示例实施例中，当在电容感测场中检测到使用者时，控制器致使流体流通过所述喷口。在另一个示例实施例中，当通过已使能的超声波传感器检测到使用者时，控制器致使流体流通过所述喷口。
[0005]在本公开的另一示例实施例中，方法包括提供以下各项:喷口、邻近所述喷口的通常禁能的超声波传感器、邻近所述喷口的电容传感器以及耦合到所述电容传感器和所述超声波传感器的控制器。所述方法还包括基于来自电容传感器的输出在靠近喷口的电容感测场中检测使用者的存在，响应于用电容传感器在电容感测场中检测到使用者的存在来使能超声波传感器，以及用经使能的超声波传感器检测邻近喷口的使用者的存在。
[0006]在一个示例实施例中，所述方法进一步包括，当在电容感测场中检测到使用者时，使流体流通过所述喷口。在另一示例实施例中，所述方法进一步包括，当通过经使能的超声波传感器检测到使用者时，使流体流通过所述喷口。
[0007]通过考虑以下对目前所认识到的实施本发明的最佳模式进行举例说明的示例性实施例的详细描述，本发明的附加特征和优点对本领域的技术人员而言将变得显而易见。
【附图说明】
[0008]图式的详细描述具体涉及附图，其中:
[0009]图1是包括传感器系统的流体输送组件的方框图；
[0010]图2是示出位于电子龙头的喷口、手动阀手柄和拉出棒上的多个电容传感器和位于拉出棒上的超声波传感器的方框图；
[0011]图3是进一步示出电容传感器和超声波传感器以及耦合到电池电源的控制器的方框图；
[0012]图4是示出通过控制器执行以基于来自电容传感器和超声波传感器的输出来控制流体流的步骤的流程图；
[0013]图5至图7是示出具有超声波传感器和电容传感器两者的电子龙头的控制的区域状态(area state)图表。
【具体实施方式】
[0014]为了促进对本发明原理的理解的目的，现在将参考某些示例实施例且用具体语言描述所述实施例。然而应当理解，并无意由此对本发明的范围进行限制。正如通常会发生的，对于本发明所属技术领域中的技术人员而言，可以预料本发明的此类替代和进一步的修正，以及如本文所述的本发明的原理的此类进一步应用，希望这些均可以得到保护。
[0015]图1是示出本公开的传感龙头系统10的一个实施例的方框图。系统10包括水槽16、用于将水输送到水槽16中的喷口 12以及用于以手动模式控制通过喷口 12的水流的至少一个手动阀手柄17。热水源19和冷水源21耦合到阀体组件23。在一个示例实施例中，针对热水源19和冷水源21提供单独的手动阀手柄17。在其他实施例中，诸如厨房实施例，单个手动阀手柄17用于热水和冷水的输送。在此类厨房实施例中，手动阀手柄17和喷口 12通常通过单孔固定件耦合到水槽16。阀体组件23的输出耦合到致动器驱动阀25，该致动器驱动阀25由来自控制器26的输入信号电地控制。在示例性实施例中，致动器驱动阀 25 是磁性闭锁导频控制电磁阀(magnetically latching pilot-controlled solenoidvalve)o
[0016]在可替代的实施例中，热水源19和冷水源21直接连接到致动器驱动阀25，以提供无需任何手动控制的完全自动的龙头。然而在另一个实施例中，控制器26控制电子比例阀(未示出)，以从热水源19和冷水源21为喷口 12供应水。
[0017]因为致动器驱动阀25由控制器26电地控制，所以如这里所讨论地，可使用来自传感器的输出控制水流。如图1所示，当致动器驱动阀25打开时，龙头系统可以常规方式操作，即通过操作手柄17和阀体组件23的手动阀构件以手动控制模式操作龙头系统。相反地，当经手动控制的阀体组件23被设置以选择水温和流速时，致动器驱动阀25可以被触摸控制，或当物体(诸如使用者的手)在检测区内时被接近传感器激活，来切换水流打开和关闭。
[0018]在例示的实施例中，喷口 12具有连接到控制器26的电容传感器29和超声波传感器33两者。在图2所示的一个例示的实施例中，电容传感器52和超声波传感器33位于耦合到喷口 12的拉出棒50上。此外，在另一个例示的实施例中，手动阀手柄17也具有安装在其上的电容传感器31，该电容传感器31电耦合到控制器26。
[0019]在本发明的例示性实施例中，电容传感器41还耦合到水槽16。在本发明的例示的实施例中，电容传感器29、31、41和52分别放置在喷口 12、手柄17、水槽16或拉出棒50的外壁上，或分别嵌入喷口 12、手柄17、水槽16或拉出棒50的壁中。来自电容传感器29、31、41和52的输出信号还耦合到控制器26。来自电容传感器29、31、41和52的输出信号因此被用于控制致动器驱动阀25，其从而控制从热水源19和冷水源21到喷口 12的水流。电容传感器41被用于确定水槽16中有多少水，以当水槽16达到预确定填充液位时关闭水流。
[0020]在一个例示的实施例中，每个传感器29、31、41、52包括直接连接到电容传感器的电极。在其他实施例中，某些电容传感器电极29、31、41和42电容地耦合到控制器而没有直接有线连接。通过用电容传感器29、31、41和52感测电容值变化，控制器26做出逻辑判定以控制系统10的不同操作模式，诸如在手动操作模式与免手动操作模式之间改变，这在美国申请序列号11/641，574、美国申请序列号10/755，581、美国申请序列号11/325，128、美国临时申请序列号60/662，107和美国临时申请序列号60/898，525中描述，上述申请的公开内容全部以引用方式明确并入本文。用于接近检测器和响应于接近检测器用于龙头的逻辑控制的另一个例示配置在美国专利申请序列号10/755，582中更详细地描述，所述申请据此全文以引用方式并入。
[0021]基于一个或多个使用者输入(诸如，期望的流体温度、期望的流体流速和期望的流体体积)确定来自热水源19和冷水源21的流量，如上所讨论，系统10还可包括经电地控制的混合阀，该混合阀与热水源19和冷水源21两者流体连通。示例性经电地控制的混合阀在2006年I月12日提交的美国专利申请序列号11/109，281和美国临时专利申请序列号60/758，373中描述，所述申请的公开内容以引用方式明确并入本文。
[0022]如本文所讨论地，借助在喷口 12、水槽16、手柄17和拉出棒50上使用一个