CN103549882A - 饮水装置及包括其的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种饮水装置，其包括承载面、容置装置、喷水装置、发射接收器、若干对发射器和接收器、压力传感器和控制器，压力传感器检测到承载面上有饮水用具时产生触发信号传至控制器，控制器用于控制发射器连续发射和发射接收器发射一次，根据水平光信号被饮水用具遮挡情况计算出饮水用具的高度h1，根据公式T*C/2计算出发射接收器与饮水用具的底端之间的距离H；控制器在算出H后控制喷水装置开启，发射接收器每隔一时间段发射光，根据公式T*C/2算出发射接收器与饮水用具中水面间的距离h2，控制器还判断是否h2-(H-h1)<Δ，若是则控制喷水装置关闭。本发明具有操作简便、自动控制出水且避免满杯溢出现象。

Description

饮水装置及包括其的冰箱

技术领域

本发明涉及一种饮水装置，特别涉及一种饮水装置及包括该饮水装置的冰箱。

背景技术

现有的用于提供饮用水的饮水机或某些电器设备如冰箱上带有的饮水装置都需要按住按键或出水开关才能出水，当用户不再按住按键时饮水机或饮水装置就停止出水。这种手动方式操作不够简便，用户需要实时关注杯中的水是否满杯，且若用户在倒水时不小心分神了，将会导致饮用水从杯子中溢出，甚至溢出的水若是热水，将可能烫伤用户。还有，机械出水开关容易出现卡住现象，按下开关后却使开关恢复不了原状，导致出水无法控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的饮水机或饮水装置通过手动实现出水的方式带来操作不便、分神时易导致满杯溢出及开关卡住时出水无法控制的缺陷，提供一种具有操作简便、自动控制出水且避免满杯溢出现象的饮水装置及包括其的冰箱。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种饮水装置，其包括一用于放置饮水用具的承载面和一用于容置饮用水的容置装置，该承载面的上方设有一与该容置装置相连的喷水装置，其特点在于，该承载面的上方还设有一发射垂直光信号的发射接收器，该饮水装置还包括若干对发射水平光信号的发射器和接收水平光信号的接收器、一压力传感器和一控制器，每个发射器发光方向和对应的接收器的接收光方向共线，每对发射器和接收器之间的连线相隔的距离L相等，当该承载面上放置有该饮水用具时该饮水用具遮挡该发射器发出的光信号；

该压力传感器用于在检测到该承载面上放置有该饮水用具时产生一触发信号至该控制器，使该控制器控制该发射器连续发射和该发射接收器发射一次，该控制器根据水平光信号被该饮水用具遮挡的情况计算出该饮水用具的高度h1，该发射接收器发出光信号至收到反射回的光信号所用的时间为T，光速为C，该控制器还用于根据公式T*C/2计算出该发射接收器与该饮水用具的底端之间的距离H；

该控制器还用于在计算出距离H后控制该喷水装置开启，并控制该发射接收器每隔一时间段发射光信号，该控制器还用于实时地根据公式T*C/2计算出该发射接收器与该饮水用具中水面间的距离h2，并判断是否h2-(H-h1)<Δ，若是则控制该喷水装置关闭，其中Δ为设定阈值。

在本方案中，压力传感器一旦检测到承载面上放置有饮水用具就会产生触发信号，控制器在接收到触发信号时，立即控制发射器进行连续发射和发射接收器进行一次发射，由于承载面上放置的饮水用具会遮挡部分发射器发出的光信号，导致相应的接收器接收不到水平光信号，因此可以通过水平光信号被饮水用具遮挡的情况计算出饮水用具的高度h1。

而且计算距离H时用到的时间T为发射接收器发射出光信号至收到经饮水用具的底端反射回的光信号所用的时间，进而通过公式T*C/2就可计算出发射接收器与饮水用具的底端之间的距离H。在计算出距离H后，控制喷水装置开启，容置装置中的饮用水不断经喷水装置进入饮水用具中，在这过程中，发射接收器每隔一时间段发射光信号，在每一个时间段内发射接收器发射出光信号至收到经饮水用具的水面反射回的光信号所用的时间为T，这样通过公式T*C/2就可计算出发射接收器与饮水用具中水面间的距离h2。由于饮水工具中的水不断上升致使距离h2不断更新，当饮水用具中水快要满即满足条件h2-(H-h1)<Δ时，喷水装置关闭，至此用户通过饮水用具取水的过程完成。

在取水过程中，用户只需将饮水用具放在承载面上，并在喷水装置不再喷水时取走饮水用具即可，而无需再进行其他任何操作，因此，本发明相较于手动操作控制机械出水开关出水的方式操作更为简便，能够实现自动控制出水且能够避免满杯溢出这一现象发生。

较佳地，该饮水装置还包括一侧部，该些接收器设置于该侧部内，且该侧部上开设有若干透光区域，该接收器在该侧部内的位置和该接收器对应的透光区域的开设使得该接收器仅能接收到水平光信号。

较佳地，该控制器还用于判断是否h2-(H-h1)-L<Δ，若是则控制该喷水装置关闭。

由于饮水用具的高度常常有所不同，所以会出现下面这一情形，下面以饮水用具中的杯子为例来说明：当该承载面上放置有杯子时，该控制器接收到触发信号后就控制该发射器连续发射，该控制器还根据水平光信号被该饮水用具遮挡的情况计算出该饮水用具的高度h1，由于饮水用具的高度的差异，有可能导致被杯子遮挡的距离杯子顶部最近的水平光信号距离杯沿所在的平面有一定的距离，收到光信号的接收器距杯沿所在的平面也有一定的距离，即与杯沿相邻的水平光信号距离杯沿所在的平面具有一定的距离，进而致使杯子计算出的高度h1比实际高度要大。而距离h2的计算不会出现误差，以至于杯中水达到实际杯子高度但不满足h2-(H-h1)<Δ条件无法执行关闭该喷水装置操作，即杯中水满杯溢出了该喷水装置依然进行喷水动作。为了解决这一问题，本方案将条件变为h2-(H-h1)-L<Δ，这将使得杯中水未达到或最多满杯时就关闭该喷水装置，彻底的避免了杯子满杯溢出现象。

较佳地，该控制器用于根据N*L计算出高度h1或者将收到光信号的接收器距该饮水用具的底端所在水平面的最短距离作为高度h1，其中N为未收到光信号的接收器数量。

较佳地，该时间段至少为该发射接收器发射出光信号至收到经该饮水用具的底端反射回的光信号所用的时间。在本方案中，该时间段的设置保证了该发射接收器接收到的光信号是该发射接收器最近一次发射的光信号经该饮水用具的底端反射回的光信号，在该时间段内，该发射接收器仅发射一次光信号，该发射接收器接收到的光信号就是该时间段内发射出的光信号。

较佳地，该喷水装置包括一阀门和至少一个喷头，该控制器用于控制该阀门开启以使得饮用水通过该阀门并经由该喷头喷至该饮水用具内。

较佳地，该饮水装置还包括一蜂鸣器，该蜂鸣器用于在h2-(H-h1)<Δ时发出提示，该蜂鸣器的设置使得用户即使距离该饮水装置有一定的距离，也能够通过该蜂鸣器的提示知道可以取走饮水用具了。

较佳地，该发射器为一红外发射器，该接收器为一红外接收器。

较佳地，该发射接收器为一红外发射接收器。

本发明还提供一种冰箱，其特点在于，其包括上述的饮水装置。

较佳地，该冰箱还包括一主控制板，该控制器集成于该主控制板上。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的饮水装置及包括其的冰箱，在取水过程中，用户只需将饮水用具放在承载面上，并在喷水装置不再喷水时取走饮水用具即可，而无需再进行其他任何操作，本发明相较于手动操作控制机械出水开关出水的方式操作更为简便，能够实现自动控制出水且能够避免满杯溢出这一现象发生。

附图说明

图1为本发明实施例1的饮水装置的结构示意图。

图2为本发明实施例2的饮水装置中的红外接收器与其侧部的结构示意图。

图3为本发明实施例2的饮水装置中的红外接收器接收水平光信号的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明实施例提供了一种供给饮用水的饮水装置，如图1所示，该饮水装置包括一承载面1、一容置装置（图中未示出）、一喷水装置（图中未示出）、若干对发射器2和接收器3、一发射接收器4、一控制器、一压力传感器和一蜂鸣器（图中未示出），其中该喷水装置包括一阀门和至少一个喷头。

其中，该承载面1用于放置饮水用具5，该饮水用具为杯子、瓶子等可以盛水的器具，在本实施例中，该饮水用具选用杯子来做具体说明，但本领域的技术人员知道该饮水用具并不局限于杯子；该容置装置用于容置饮用水；该喷水装置设置于该承载面1的上方且与该容置装置相连。

在本实施例中，该发射器2为红外发射器，该接收器3为红外接收器，该发射接收器4为红外发射接收器。每个发射器2发射水平光信号，每个接收器3的接收窗口使得每个接收器3仅能够接收到水平光信号，每个发射器2发光方向和对应的接收器3的接收光方向共线，即每个发射器2发出的光信号能够被相对应的接收器3接收。所以，在本实施例中设置每对发射器2和接收器3之间的连线相隔的距离L相等，这样可有利于后续对杯子高度的计算，减少了发射器2和接收器3的设置位置对杯子高度的计算产生的影响。该发射接收器4也设置在该承载面1的上方且发射垂直光信号。

而且，该承载面1位置的设置使得当该承载面1上放置有杯子5时杯子遮挡该发射器2发出的光信号。

上述对该饮水装置的结构组成和部件之间的连接关系进行了详细描述，基于此结构，下面具体描述该饮水装置中各部件的配合作用如何使得该饮水装置实现自动出水：

该压力传感器用于检测该承载面1上是否放置有杯子5，在检测到该承载面1上有杯子5时产生一触发信号，并将该触发信号传输至该控制器；该控制器接收到该触发信号后，控制该发射器2进行连续发射和该发射接收器4进行一次发射，该控制器用于根据N*L计算出杯子5的高度h1和根据公式T*C/2计算出该发射接收器与杯子的底端之间的距离H，其中N为未收到光信号的接收器的数量，本实施例中T为变量且在这次计算中T为该发射接收器发出光信号至收到经杯子的底端反射回的光信号所用的时间，C为光速。

该控制器还用于在计算出距离H后控制该阀门开启以使得饮用水通过该阀门并经由该喷头喷至杯子5内；该发射接收器4还用于每隔一时间段发射光信号，根据公式T*C/2计算出该发射接收器4与杯中水面间的距离h2，其中该时间段至少为该发射接收器发射出光信号至收到经杯子的底端反射回的光信号所用的时间，在这次计算中T为该发射接收器发出光信号至收到经杯中水反射回的光信号所用的时间。

而且，由于饮水用具的高度的差异，有可能导致与杯沿相邻的水平光信号距离杯沿所在的平面具有一定的距离，进而致使通过公式N*L计算出的杯子5的高度h1比实际高度要大。而计算出的距离h2不会出现误差，以至于杯中水达到实际杯子高度但不满足h2-(H-h1)<Δ条件无法执行关闭该喷水装置操作，即杯中水满杯溢出了该喷头依然进行喷水动作。所以本实施例在上述条件中增加L，将条件修正为h2-(H-h1)-L<Δ，该控制器还用于判断是否h2-(H-h1)-L<Δ，若是则控制该喷水装置关闭。这将使得杯中水未达到或最多满杯时就关闭该阀门，彻底的避免了杯子满杯溢出现象，其中Δ为设定阈值。

另外，在满足条件h2-(H-h1)-L<Δ时该蜂鸣器用于发出提示，该蜂鸣器的设置使得用户即使距离该饮水装置有一定的距离，也能够通过该蜂鸣器的提示知道水已倒好可以取走杯子5了。

本实施例还提供一种包括上述饮水装置的冰箱，且可以将该控制器集成于该冰箱的一主控制板上。

实施例2

在本实施例中，该饮水装置不仅包括实施例1中的所有部件，还包括一侧部6，该些接收器3设置于该侧部6内，且该侧部6上开设有若干透光区域7，每一个接收器3均对应有一个透光区域7（该透光区域7指的是图2中该侧部6上的空白处区域）。参考图2和图3所示，其给出了一个接收器与其所在的侧部和对应的透光区域的结构示意图，从图中可以看出，该接收器3距对应的透光区域7有一定的距离，即该接收器3距该侧部6设有该透光区域的一侧有一定的距离。本实施例设置的该侧部和透光区域要能够保证该接收器3在该侧部6内的位置和该接收器3对应的透光区域7的开设能够使得该接收器3仅能接收到对应的发射器2发出的水平光信号8，避免接收到其他发射器2发出的水平光信号经散射后的光信号以及发射器发出的水平光信号经杯子折射、反射的光信号。

因此，本实施例与实施例1共有的部件实现的功能完全相同，但本实施例中的接收器和实施例1中的接收器结构有所不同。在实施例1中，接收器的接收窗口的设置使得接收器仅能够接收到水平光信号8，即使有散射、反射或折射的光信号9，由于这些光信号不是水平光信号，所以接收器根本就不接收这些光信号。而在本实施例中，接收器可以接收任何散射、反射或折射来的光信号9，所以为了避免散射、反射或折射的光信号9对计算杯子5高度的影响，本实施例增设了该侧部6和该些透光区域7，该接收器3在该侧部6内的位置即接收器距离对应的透光区域7的距离和对应的透光区域7的开孔大小使得散射、反射或折射的光信号9被该侧部遮挡掉或即使能够透过该透光区域也根本达到不了该接收器，该侧部6和该些透光区域7的设置保证了该接收器3仅能被动地接收到水平光信号8。

另外，在本实施例中计算杯子的高度时，除了可以使用实施例1中的计算方式，还可以将收到光信号的接收器距杯子的底端所在水平面的最短距离作为高度h1。

本发明在取水过程中，用户只需将杯子放在承载面上，并在喷头不再喷水时取走饮水用具即可，而无需再进行其他任何操作，本发明相较于手动操作控制机械出水开关出水的方式操作更为简便，能够实现自动控制出水且能够避免满杯溢出这一现象发生。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种饮水装置，其包括一用于放置饮水用具的承载面和一用于容置饮用水的容置装置，该承载面的上方设有一与该容置装置相连的喷水装置，其特征在于，该承载面的上方还设有一发射垂直光信号的发射接收器，该饮水装置还包括若干对发射水平光信号的发射器和接收水平光信号的接收器、一压力传感器和一控制器，每个发射器发光方向和对应的接收器的接收光方向共线，每对发射器和接收器之间的连线相隔的距离L相等，当该承载面上放置有该饮水用具时该饮水用具遮挡该发射器发出的光信号；

该压力传感器用于在检测到该承载面上放置有该饮水用具时产生一触发信号至该控制器，使该控制器控制该发射器连续发射和该发射接收器发射一次，该控制器根据水平光信号被该饮水用具遮挡的情况计算出该饮水用具的高度h1，该发射接收器发出光信号至收到反射回的光信号所用的时间为T，光速为C，该控制器还用于根据公式T*C/2计算出该发射接收器与该饮水用具的底端之间的距离H；

该控制器还用于在计算出距离H后控制该喷水装置开启，并控制该发射接收器每隔一时间段发射光信号，该控制器还用于实时地根据公式T*C/2计算出该发射接收器与该饮水用具中水面间的距离h2，并判断是否h2-(H-h1)<Δ，若是则控制该喷水装置关闭，其中Δ为设定阈值。

2.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该饮水装置还包括一侧部，该些接收器设置于该侧部内，且该侧部上开设有若干透光区域，该接收器在该侧部内的位置和该接收器对应的透光区域的开设使得该接收器仅能接收到水平光信号。

3.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该控制器还用于判断是否h2-(H-h1)-L<Δ，若是则控制该喷水装置关闭。

4.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该控制器用于根据N*L计算出高度h1或者将收到光信号的接收器距该饮水用具的底端所在水平面的最短距离作为高度h1，其中N为未收到光信号的接收器数量。

5.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该时间段至少为该发射接收器发射出光信号至收到经该饮水用具的底端反射回的光信号所用的时间。

6.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该喷水装置包括一阀门和至少一个喷头，该控制器用于控制该阀门开启以使得饮用水通过该阀门并经由该喷头喷至该饮水用具内。

7.如权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，该饮水装置还包括一蜂鸣器，该蜂鸣器用于在h2-(H-h1)<Δ时发出提示。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的饮水装置，其特征在于，该发射器为一红外发射器，该接收器为一红外接收器，和/或，该发射接收器为一红外发射接收器。

9.一种冰箱，其特征在于，其包括如权利要求1-8中任意一项所述的饮水装置。

10.如权利要求9所述的冰箱，其特征在于，该冰箱还包括一主控制板，该控制器集成于该主控制板上。

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