CN107407436B - 传感器操作的拉出式龙头 - Google Patents

Abstract

一种传感器操作的拉出式龙头可包括具有布置在其中的软管的喷嘴、与软管流体联接并且构造成对接在喷嘴的端部处的拉出式喷头、和在喷口的端部附近至少部分地布置在喷嘴中的传感器组件。传感器组件可包括传感器和邻近传感器布置的遮蔽器。遮蔽器可操作成在关闭状态下遮蔽传感器并且在打开状态下露出传感器。该龙头还可包括控制单元，该控制单元与传感器通信联接并且构造成基于由传感器产生的控制信号来控制从软管和拉出式喷头通过的流体流。

Description

传感器操作的拉出式龙头

相关临时申请的交叉引用

本申请要求2014年12月23日提交的美国临时申请No.62/096,045的权益，该美国临时申请的公开内容在此通过引用方式整体结合于本文中。

技术领域

本发明总体上涉及传感器操作的拉出式龙头。

背景技术

许多市售龙头出厂配备有集成在喷嘴中或设置在喷嘴附近的有利于龙头的无接触式操作的传感器。传感器可感测龙头下方有无使用者的手并且产生指示电子控制单元容许水流经喷嘴的信号。具有有助于使放置在水龙头下方的物品的清洗过程易化的拉出式喷头的龙头也是已知的。拉出式喷头通常与喷嘴可移除地对接，并且每当喷头与喷嘴附接或分离时，喷头和喷嘴的元件可能承受冲击、应变或其它力。由于拉出式龙头受到在固定式龙头中通常不会出现的应力，所以用于固定式龙头中的传感器安装装置可能不适于拉出式龙头。

发明内容

一般而言，本发明的一个目的是提供一种避免了常规构造的缺点的传感器操作的拉出式龙头。

根据一个示例性实施方案，龙头包括具有布置在其中的软管的喷嘴、与软管流体联接并且构造成对接在喷嘴的端部处的拉出式喷头、和在喷嘴的端部附近至少部分地布置在喷嘴中的传感器组件。传感器组件包括传感器和邻近传感器布置的遮蔽器(shutter)。遮蔽器可操作成在关闭状态下遮蔽传感器并且在打开状态下露出传感器。该龙头还包括控制单元，该控制单元与传感器通信联接并且构造成基于由传感器产生的控制信号来控制从软管和拉出式喷头通过的流体流。

根据另一示例性实施方案，提供了一种用于下拉式龙头的传感器系统。该传感器系统包括控制单元、传感器组件和将传感器组件与控制单元电耦合的至少一条缆线。传感器组件具有框架(bezel)和与框架可分离地联接的透镜组件。框架包括中央脊柱，该中央脊柱具有在其中限定的孔洞。透镜组件包括传感器和透镜，该透镜在透镜组件与框架联接时至少部分地在孔口洞中露出。

根据本发明的实施方案，传感器操作的拉出式龙头可以在免手触自动模式与通常的手动机械模式之间选择性地操作。该龙头可以包括容纳可伸缩的软管和传感器组件的喷嘴管，所述传感器组件包括传感器透镜、遮蔽器(例如，透镜遮蔽器)和透镜框架。这些构件连同可跨越喷嘴管的长度的柔性线套(wire harness)可以被预组装并插入喷嘴管中。

当透镜框架插入(例如，卡扣)到喷嘴管中时，框架可以“膨胀”并且施加径向地驱促框架抵靠喷嘴管的壁的弹力。该力可以将透镜框架的边沿锁定在形成在管的端部附近的开口中。传感器透镜和遮蔽器可以布置在喷嘴管中的开口中/该开口下方，并且从传感器透镜延伸的电力线/控制线可以被引导穿过线套。从传感器接收的控制信号可以沿着缆线传送至控制单元的电磁阀，该电磁阀控制在基于传感器的免手触自动模式下从龙头通过的水流。

软管导向件可以插入喷嘴管中以在拉出式软管的伸出和缩回期间引导拉出式软管。软管导向件可以防止软管与透镜框架和喷嘴管摩擦。软管导向件可以被夹持或以其它方式固定在透镜子组件构件之一或喷嘴管上。

该龙头还可以包括手动控制阀，该手动控制阀可被调节成将龙头配置成在手动控制模式(在该模式下，从龙头通过的水流仅经由龙头手柄和混合阀的调节来控制)下操作，或可借助于传感器和/或遮蔽器而在基于传感器的控制模式与手动控制模式之间自由切换。

本发明的其它目的和优点将会从说明书中部分地变明显和部分地变清楚。

本发明因此包括本文所述的结构中举例说明的构造特征、要素的组合和各部件的布置。

附图说明

为了更充分地理解本发明的实施方案，结合附图来参照下面的描述，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的示例性传感器操作的拉出式龙头的透视图；

图2是图1的拉出式龙头实施方案的分解图；

图3是图1和2的拉出式龙头实施方案的组装截面图；

图4是图1-3的拉出式龙头实施方案的侧视图；

图5是根据本发明的一个实施方案的传感器操作的拉出式龙头的示例性控制单元的透视图；

图6是根据本发明的一个实施方案的图5的控制单元的部分剖视截面图；

图7是根据本发明的一个实施方案的图5和6的控制单元的分解图；

图8是根据本发明的一个实施方案的图5-7的控制单元的侧视图；

图9是根据本发明的一个实施方案的图5-8的控制单元的透视图；以及

图10是根据本发明的一个实施方案的示例性手动控制阀的侧视图。

具体实施方式

现在参照附图，图1是根据本发明的一个实施方案的示例性龙头100的透视图。图2-4是龙头100的分解图、截面图和侧视图。龙头100具有喷嘴102、拉出式喷头104、手柄106、形成在喷嘴102中的喷嘴孔洞108、至少部分地位于喷嘴102内的传感器组件110以及控制单元120。传感器组件110可以允许龙头100以基于传感器的免手触自动模式操作。例如，美国专利No.7,464,418中描述了可以在基于传感器的自动模式下操作的龙头，该美国专利的公开内容在此通过引用方式整体结合于本文中。在图1中示出的处于对接位置的喷头104可以使用一个或多个合适的对接机构——如压配合、配重软管、磁性联接器和/或自动缩回的对接组件——与喷嘴102可分离地联接。在龙头100操作期间，不论喷头104是处于伸出位置还是处于其相对于喷嘴102的对接位置，水都可以经由软管(例如，图3的输出软管122)和喷头104的内部管道从水龙头(例如，图3的水龙头104c)流出。

尽管龙头100可以在基于传感器的模式下操作，但是手柄106也可以允许其手动操作。手柄106可以是与混合阀(图中不可见)物理地联接并且构造成调节混合阀以控制从龙头100分配的水的温度的常规手柄。当龙头100在基于传感器的模式下操作时，手柄106可以被调节成在使用者偏好的流速和水温设定下保持打开。

参照图3，喷头104可以包括用于调节来自水龙头104c的水的流动的一个或多个可致动部件104a、104b。例如，可致动部件104a、104b可以构造成在流态模式与喷雾/雾态模式之间切换通过喷头104的水流。

在不同的实施方案中，传感器组件110可以包括构造成检测喷嘴102附近是否存在物体(例如，使用者的手)并实现水的自动分配的传感器。传感器组件110可以集成在龙头100中(例如，至少部分地集成在喷嘴102内)以使得它容易接近使用者。如图1所示，传感器组件110可以定位在位于喷嘴102的上侧(例如，接近喷嘴的与喷头104对接的端部)的喷嘴孔洞108中。这与通常采用在喷嘴或龙头套筒(hub)的前基部附近的常规的传感器操作的龙头形成对比。

参照图2，传感器组件110可包括透镜框架111、透镜组件114、遮蔽器112、软管导向件116和线套118。透镜框架111可以构造成将传感器组件110的各种构件固定在喷嘴102内。在不同的实施方案中，透镜框架111的形状和尺寸可以限定成使得框架可以在喷嘴102内径向压缩地受力。借助于压缩应力，透镜框架111可以被径向地推向喷嘴管的内表面，从而在一侧推靠在线套118上并且在另一侧推向喷嘴102的端部，由此使透镜框架111相对于喷嘴保持就位。在不同的实施方案中，透镜框架111可以是具有中央脊柱111d和从该脊柱横向地延伸的一系列肋部111c的c形构件。肋部111c可以对应于喷嘴102的形状，并且可以布置在线套118与喷嘴孔洞108的边缘之间。透镜框架111的几何形状例如可以有利于由喷嘴102的内表面赋予有利的压缩径向应力。透镜框架111也可以包括位于中央脊柱111d的两侧的一系列凹槽111e。凹槽111e可以构造成促进透镜框架111与透镜组件114之间的联接。透镜框架111也可以包括在中央脊柱111d上的包围框架孔洞111b的边沿111a，框架孔洞111b可以与喷嘴孔洞108重合或以其它方式对齐。框架孔洞111b可以容许在传感器组件110安装在喷嘴102中时接近传感器组件110的各种构件。在不同的实施方案中，边沿111a可以至少部分地穿过喷嘴孔洞108突出以将透镜框架111和传感器组件110固定在喷嘴102中。喷嘴孔洞108和框架孔洞111b可以是长圆形的，并且可以具有在传感器组件110的安装位置附近平行于喷嘴102的纵向轴线延伸的纵向轴线。

透镜组件114可以包括透镜114a、传感器114b(不可见，但位于透镜114a下方)、缆线114c和锁闩114d。在至少一个实施方案中，传感器114b是或者包括构造成检测传感器附近的物体的红外线传感器。缆线114c可以与传感器114b通信连接以给传感器供电以及传送信号至控制单元120和从该控制单元传送信号。在某些实施方案中，透镜组件114能以嵌套布置结构布置在透镜框架111的内表面附近。例如，透镜组件114可以定位在透镜框架111的(例如，由中央脊柱111d和肋部111c限定的)c形开口内，使得透镜组件在纵向上大致对应于中央脊柱的形状，且其宽度大致跨中央脊柱的宽度延伸。透镜组件114可以包括沿组件的长度布置并且布置在组件的两侧的一系列锁闩114d。当透镜组件114定位在透镜框架的开口内时，锁闩114d可以朝透镜框架111大致垂直地延伸。锁闩114d也可以构造成与透镜框架111的凹槽111e接合以将透镜组件114与透镜框架111可分离地联接。这样，透镜组件114(和因此传感器114b)可以经由透镜框架111并以将透镜组件与喷头104和软管122基本上分离的方式保持在喷嘴102内。这有利地使得由于喷头104与喷嘴102的反复接合和分离而引起的传感器114b上的潜在有害应力的影响最小化。

根据不同的实施方案，遮蔽器112在锁闩与凹槽接合时可以布置在锁闩114d与凹槽111e之间。如图1所示，遮蔽器112可以布置成使得它是可见的并且可经喷嘴孔洞108物理地接近。遮蔽器112可以沿喷嘴孔洞108和框架孔洞111b的纵向轴线在滑轨(例如，布置在喷嘴孔洞中并且被构造为遮蔽器112、透镜框架111或透镜组件114的一部分)中移位以覆盖或遮蔽以及向环境揭露或露出透镜114a和/或传感器114b。在不同的实施方案中，遮蔽器和滑轨可以构造成防止水和/或颗粒物在传感器组件附近堆积，并且例如可以被设计成容易地注塑成型。使用遮蔽器112遮蔽透镜114a和/或传感器114b可以引起传感器114b产生一个或多个控制信号并将其传输到控制单元120以将龙头100设定为通常的手动控制模式(在该模式下仅通过调节手柄106和混合阀来控制通过喷嘴102的水流)。相比而言，移动遮蔽器112以使得透镜114a和/或传感器114b露出可以允许传感器经由喷嘴孔洞108和透镜框架孔洞111b检测传感器附近的物体。也可以允许传感器产生一个或多个控制信号并将其传输到控制单元120以将龙头100设定为基于传感器的模式(在该模式下，基于对附近物体的检测来控制通过喷嘴102的水流)。

在某些实施方案中，遮蔽器112可以包括(例如，嵌入在遮蔽器112中或布置在遮蔽器112上的)一个或多个磁体，并且传感器114b可以包括配置在磁性检测回路(图中不可见)中的霍尔效应传感器(“HES”)。HES和检测回路例如可以布置在红外线传感器的壳体内或其外部，并且通常可以用来确定遮蔽器112的位置。检测回路可以包括与HES、电源和大地联接的一个或多个电阻元件，并且可以构造成控制红外线传感器和控制单元120(或更具体地，其电磁阀，例如以下更详细地描述的电磁阀123)。在此构型中，通过关闭遮蔽器112来遮蔽传感器114b可能不直接触发传感器114b(例如，其红外线传感器)产生可操作成将龙头100设定为手动控制模式的控制信号。确切而言，当遮蔽器112从其打开位置移动到其关闭位置时，其磁体可以定位在HES附近，这可以引起检测回路(例如，电气地)停用红外线传感器或其回路，并且将一个或多个电气控制信号传输到控制单元120以打开电磁阀。龙头100于是可以在手动控制模式下使用手柄106手动操作。另一方面，通过打开遮蔽器112来露出传感器114b可能不直接触发红外线传感器以产生可操作成将龙头100设定为基于传感器的模式的控制信号。确切而言，当遮蔽器112从其关闭位置移动到其打开位置时，其磁体移动离开HES，这可以引起检测回路(例如，电气地)启用红外线传感器或其回路，并且将一个或多个电气控制信号传输到控制单元120以关闭电磁阀123。红外线传感器然后可以通过随后基于对附近物体的检测而打开或关闭电磁阀123来控制龙头100在基于传感器的模式下的操作。

应理解，遮蔽器112可以替代地至少部分地由磁性材料组成，在这种情况下不需要单独的磁体。还应理解，在传感器114b中可以采用其它类型的基于磁的电子机构(例如，磁簧开关等)以产生控制信号。

根据至少一个实施方案，透镜框架111可以包括具有与线套118的条形件的形状互补的形状的突片111f，并且可以使透镜框架与线套抵靠并且将透镜框架闩锁到线套上。线套118可以从突片111f延伸到喷嘴102的与水龙头相对的基端，并且可以将缆线114c与喷嘴102内的软管122隔断和/或隔离。线套118可为柔性的和模块化的，并且可以被压靠在喷嘴102的内表面上以使得它遵循喷嘴的外形。在至少一个实施方案中，线套118可以由较长的线套截断至适于在喷嘴102中使用的长度。因此，线套可以被切割至适合在具有不同长度的喷嘴管中使用的长度。

根据不同的实施方案，透镜组件114可以借助于软管导向件116与喷头104和喷嘴102中的软管122分离/脱开。软管导向件116可以呈c形，可以插入喷嘴管102中，并且可以具有构造成夹持、闩锁或以其它方式固定在传感器组件110的一个或多个构件(例如，凹槽111e)和/或喷嘴102上的端部。在组装构型中，软管导向件116可以在喷头104的伸出和缩回期间(例如，靠着软管导向件的内表面)引导软管122，这可以促进龙头100的平顺操作，并且可以防止软管122与透镜组件114、透镜框架111和喷嘴102摩擦和/或在透镜框架111和透镜组件114上下拉。

应领会，传感器114b可以是或包括其它类型的传感器，例如电容传感器(例如，电容触摸传感器或无接触式电容传感器)、电感传感器、激光测距仪、磁性传感器、超声传感器等。根据所采用的传感器的类型，可以使用具有不同形状的不同类型的透镜114a来容纳传感器。例如，在传感器114b利用电磁辐射检测物体的情形中，透镜114a可以构造成将入射的辐射集中在传感器上。作为另一示例，在使用其它类型的感测机构(例如电容传感器或电感传感器)的情形中，透镜114a可以简单地用作将传感器114b与可能干扰传感器的功能的环境要素(例如，空气、油、污垢、灰尘、水和/或其它干的、液态的或气态的物质)隔离的罩盖。此外，任意这些传感器类型都可以与遮蔽器112(无论是否配备上述磁体检测单元)相结合地用于控制龙头100的操作模式。例如，龙头100可以采用可经由遮蔽器112(或其它开关装置)启用和停用的无接触式电容传感器节点以提供自动触摸的(或非接触的、接近式的)或手动控制的操作模式。

图5是控制单元120的透视图。图6-8是控制单元120的部分剖视截面图、分解图和侧视图。图9是控制单元120的另一透视图。一般而言，控制单元120可以用于至少部分基于由传感器114b产生的控制信号来控制从龙头100通过的水流。

控制单元120可以包括构造成与输入软管121(其例如可以将混合阀与控制单元120流体连接)联接的流体输入连接部121a、构造成与软管122联接的流体输出连接部122a、控制电磁阀123、电池124、电力线125a、信号线125b、电子耦合器125c。热水软管132和冷水软管134可以使用常规联接装置与热水供给管路和冷水供给管路(未示出)流体联接。热水软管132和冷水软管134也可以与混合阀流体联接，所述混合阀可以经由输入软管121将水流引导到输入连接部121a。

电磁阀123可以包括构造成与控制单元120中的壁126w(其例如可以用作阀座)相互作用的隔膜123a。在其膨胀状态(如图6所示)下，隔膜123a可以与壁126w接触并阻挡流体通路126b，这可以防止输入连接部121a处的任何水传送到输出连接部122a。在其缩回状态下，隔膜123a不与壁126w接触(或仅稍微接触)，这可以打开流体通路126b并允许输入连接部121a处的水流到输出连接部122a。

在某些实施方案中，电磁阀123可以包括布置在电磁线圈内并且可由电磁线圈控制的内部柱塞。电磁线圈可以与一个或多个电气连接部联接。柱塞可以由金属和/或磁性材料组成或包含金属和/或磁性材料，并且可以在一端处与隔膜123a(或附接到其上的构件)连接。电磁阀123也可以包括在隔膜的一端处的填充孔，以及在隔膜的中心附近并与柱塞对准的通气孔。填充孔可以通向内部腔室，该内部腔室可经由通气孔与流体通路126b流体连接，取决于柱塞的位置。

在不同的实施方案中，电磁阀123可以构造成基于来自传感器114b的电气控制信号来实现隔膜123a的移动。如图5所示，电磁阀123可以经由其电气连接部在信号线125b和与该信号线联接的缆线114c上接收来自传感器114b的控制信号。所述控制信号可以指示或以其它方式引起电磁阀123的电磁线圈操纵隔膜123a。为了打开阀，传感器114b可以产生控制信号并在缆线114c上输送控制信号以在电磁线圈中形成磁场。该磁场可以引起内部柱塞移动离开通气孔(并因此疏通通气孔)。在通气孔被疏通的情况下，电磁阀的内部腔室内的加压水可以经通气孔进入输出连接部122a中。当隔膜123a下方的水压力超过内部腔室内的压力时，隔膜会被迫使向上移动离开阀座，从而允许来自输入连接部121a的水流过阀座的隔档(weir)。应领会，在不同的实施方案中，磁场可以附加地或可替代地引起内部柱塞从壁126b拉动隔膜123a或使其缩回以打开流体通路126b。

另一方面，为了关闭阀，传感器114b可以产生控制信号并在缆线114c上输送控制信号以在电磁线圈中形成相反的磁场。该磁场可以引起内部柱塞朝向通气孔移动(并因此堵住通气孔)。在通气孔被堵住的情况下，输入连接部121a中存在的水可以经由隔膜的填充孔进入电磁阀的内部腔室并对其进行加压。当隔膜123a上方的水压力超过隔膜下方的压力时，隔膜被向下迫压到阀座上，从而关闭流体通路126b并且防止水越过阀座的隔档流到输出连接部122a。

在操作中，当龙头100被设定为基于传感器的模式(例如，通过打开遮蔽器112)并且传感器114b尚未检测到物体时，内部柱塞可以堵住隔膜的通气孔和/或将隔膜123a压靠在壁126w上，使得流体通路126b保持关闭。在这种情形中，如果手柄106和混合阀已事先被调节成以期望的温度和流速(例如，如上所述)提供水，则来自混合阀的水被输送到输入连接部121a，但被阻止流到输出连接部122a。确切而言，水仅可以经由隔膜的填充孔进入电磁阀的内部腔室并在其内静止。当传感器114b之后检测到物体(例如，在预定范围内，例如6英寸、12英寸，或任何其它合适的范围)时，传感器可以将一个或多个电控信号发送至电磁线圈，电磁线圈可操作以移动内部柱塞并疏通通气孔和/或将隔膜123a拉离开壁126b。这可以打开流体通路126b并允许输入连接部121a处存在的水流到输出连接部122a和喷头104以实现输出。

在不同的实施方案中，当龙头100要切换到手动控制模式(例如，通过关闭如上所述的遮蔽器112)时，传感器114b可以将一个或多个控制信号传输到电磁阀123以致使隔膜123a采取其缩回位置并打开流体通路126b。在这种情形中，可以调节手柄106以操纵混合阀在期望温度和流速下输出水。然后可以通过控制单元120输送来自混合阀的水(例如，经输入连接部121a、流体通路126b和输出连接部122a)以由喷头104输出。因此，在手动控制模式下，通过龙头100的水流可以仅经由对手柄106和混合阀的调节被支配。

根据不同的实施方案，传感器组件110可以构造成提供水流的“挥动打开(wave-on)，挥动关闭(wave-off)”控制。例如，在传感器114b是或者包括红外线传感器的实施方案中，当遮蔽器112从其关闭位置移动至其打开位置时，透镜114a可以露出以检测附近物体，并且龙头100可在基于传感器的模式下操作。然而，当透镜114a在红外线传感器的检测区中检测到物体时，传感器可以将一个或多个控制信号传输至电磁阀123，这不仅致使流体通路126b打开并容许水流通过龙头100，而且维持此状态直至该物体不再被检测到或直至物体随后再次进入检测区。亦即，电磁阀123可以被控制以保持流体通路126b打开，直至它从传感器114b接收到指示在传感器114b的预定范围内不再检测到该物体或在流体通路126b打开的状态下在预定范围内再次检测到该物体的后续控制信号。此时，传感器114b可以将一个或多个控制信号传输到电磁阀123以关闭流体通路126b并停止通过喷嘴102的水流。

根据至少一个实施方案，传感器组件110可以配备有构造成在初次检测到物体之后在预定时间经过后抑制水流动的(例如，在透镜组件114中或在控制单元120中的)计时器。在这种情形中，电磁阀123可以基于来自传感器114b的控制信号而被控制以打开流体通路126b预定时间(例如，5秒、10秒或15秒)。这有利地防止了可能由传感器的意外激活而引起的水泛滥或过量水消耗。根据不同的实施方案，电磁阀123的自动操作可以取决于多个因素，包括龙头100是公共财产还是私有财产、相关的用水制度和传感器114b在龙头100上的位置。例如，如果龙头100安装在公共场所(其中使用者可能不会被激励限制他们的用水)或如果相关的用水制度有规定，则电磁阀123可以构造成保持流体通路126b仅打开有限的时间。作为另一示例，如果传感器114b在喷嘴102上(例如，在喷嘴102的与上述最上部位置相对的底部上)定位或取向成使得它可以在物体处于龙头下方的同时检测有无物体，则电磁阀123可以构造成保持流体通路126b打开直至传感器114b不再检测到该物体。作为另一示例并且如上所述，如果传感器114b在喷嘴102上(例如，在图1所示的喷嘴102的上述最上部位置)定位或取向成使得它可以检测喷嘴附近(除水龙头下方以外)有无物体，则电磁阀123可以构造成保持流体通路126b打开直至从传感器接收到后续控制信号(指示传感器114b在后续时间检测到物体)。

电磁阀123和传感器114b可以经由电力线125a从电池124接收电力。在不同的实施方案中，单个电力连接部可以在电池124与传感器114b之间延伸，特别是经由电力线125a、电子耦合器125c、和其中一条缆线114c。在这种情形中，电力信号和控制信号两者都可以从传感器114b经由另一条缆线114c、另一电子耦合器125c和信号线125b传输至电磁阀123。在替代实施方案中，电力线125a可以分别地从电池124延伸至传感器114b和从电池124延伸至电磁阀123。在这种情形中，另一条缆线114c、另一电子耦合器125c和信号线125b仅将控制信号从传感器114b传输至电磁阀123。

根据不同的实施方案，电磁阀123可以是常闭的，使得在电磁阀123断电或电力损失(例如，由于电池电量低或耗尽)的情况下，流体通路126b可以保持关闭，由此防止龙头100意外打开。在其它实施方案中，电磁阀123可以是常开的。

控制单元120也可以包括由构造成与隔膜的下侧(例如，与电磁阀的内部腔室相对)相互作用的杆或柱塞组成的手动机械旁路。该旁路可以操作成控制龙头100的操作模式。这样，可以采用该旁路或电磁阀来打开或关闭流体通路126b。

在不同的实施方案中，旁通机构可以被实施为手动旁通阀126。参照图5-9，手动控制阀126可以包括可旋转的旋钮126e、弹簧126d和柱塞126c，柱塞126c大致垂直于流体通路126b取向并且在壳体126a的内孔126l中就位(图10是壳体126a的侧视图)。当柱塞126c沿内孔126l的纵向轴线移动时，柱塞126c的第一端可以伸入和伸出流体通路126b。柱塞126c可以包括用于在横向上接纳布置在壳体126a内的第一销钉(定位销，dowel)126g和布置在壳体126a外的第二销钉126h的两个孔洞。当控制单元120被组装好时，旋钮126e可以被调节以操纵柱塞126c以及销钉126g和126h，从而提供电磁阀的手动控制。

在操作中，将旋钮126e取向(例如，在图6-9所示的位置)可以致使弹簧126d在柱塞126c和旋钮126e上施加力，使得柱塞被驱促成尽可能地远离电磁阀123(并且远离例如布置在隔膜的中央下部的隔膜123a的致动器123b或仅稍微与其接触)。另外，第一销钉126g可以借助于弹簧126d的弹力而在V形沟槽126f中就位(所述弹簧可以在柱塞126c上持续牵拉以使得第一销钉126g搁靠在V形沟槽126f上)。在这种情形中，隔膜123a可以处于膨胀状态，并且可以压靠在壁126w上，从而阻止水从输入连接部121a流到输出连接部122a。龙头100因此可以在基于传感器的模式与手动控制模式之间自由切换(例如，如由传感器114b基于遮蔽器112的位置而控制)。

相比而言，旋转旋钮126e(例如，沿逆时针方向旋转90度)可以将龙头100设定为手动控制模式。在旋钮126e的这种取向上，第一销钉126g可以旋转并从V形沟槽126f滑动至平坦部分126b，由此抵抗致动器123b将柱塞126c进一步驱促到流体通路126b中(例如，图6中向左——与弹簧126d的力相反——驱促约2毫米、约2.5毫米或约3毫米)。这可以推动隔膜123a离开阀座并打开流体通路126b。第一销钉126g可以搁靠在平坦部分126m上并且可以借助于由弹簧126d施加的弹力保持就位。当流体通路126b这样被手动打开时，水可以越过阀座的隔档流到输出连接部122a，并且龙头100可以经由对混合阀的调节(例如，通过手柄106)而被完全控制，不论是否有任何控制信号——传感器114b可以响应于对物体的检测而传输该控制信号至电磁阀123——(并且不论电磁阀123的状态如何)。这种通过手动控制阀126对电磁阀123的旁通控制例如可以在传感器组件110和/或控制单元120的电气/电子元件(例如电磁阀123)的断电或故障的情况下允许龙头100的继续使用(尽管是手动的)。应领会，柱塞126c可以以任何合适的方式被机械地致动，只要柱塞实现了隔膜123a的移动以控制水的流动即可。还应领会，在不同的实施方案中，可以使用其它阀的类型和/或构型代替手动控制阀126以提供对电磁阀123的旁通控制。

根据不同的实施方案，手动控制阀126可以包括构造成与第二销钉126h相互作用的突起126i。突起126i的凸部可以防止柱塞126c旋转超出预定旋转角度范围(例如，90°或“四分之一圈”)。此外，手动控制阀126也可以包括布置在柱塞126c与内孔126l之间并且构造成防止流体通路126b中的水经内孔126l泄漏到环境中或一般而言经柱塞126c泄漏的O形环126k。

在至少一个实施方案中，壳体126a可以包括构造成在旋钮126e定向至手动控制位置之后防止柱塞126c旋转回到基于传感器的控制位置的(例如，形成在V形沟槽126f中的或突起126i之间的或集成在突起126i中的)止动件。为了将龙头100切换至基于传感器的模式，旋钮126e可以被推向壳体126a，以使销钉126g和126h中的一者与止动件分离，并且然后旋转回到基于传感器的控制位置以使得第一销钉126g在V形沟槽126f中就位。

流体通路126b因此在由手动控制阀126引导的手动控制模式下有利地保持打开。混合阀和手柄106然后可以被操作成使得独立于传感器114b以及遮蔽器112的位置两者来调节温度和从龙头100通过的水流。因此，是否容许水经控制单元120流到软管122在基于传感器的模式下可以由电磁阀123的位置决定，而在手动控制模式下由手动旁通阀126的位置决定。

应理解，可以替代地采用其它阀或阀构型来打开和关闭流体通路126b。例如，可以使用一个或多个电动阀如直接作用的电磁阀、电机控制的或机动化的致动阀、压电阀、微电子机械系统(“MEMS”)阀等来代替电磁阀123。这些阀中的任何阀也可以经由机械旁通装置如手动控制阀126来操纵。

在某些实施方案中，替代的或附加的手动旁通阀(例如，球阀)可以连接在电磁阀的内部腔室与通向输出连接部122a的出口水道之间。当手动阀处于其打开位置时，隔膜123a上方的内部腔室中的压力可以解除，从而允许隔膜下方的入口水压力迫使隔膜离开阀座。于是容许水越过阀座的隔档流到输出连接部122a，并且龙头100可以(例如，经由手柄106和混合阀)在通常的手动控制模式下操作。

应领会，一个或多个电控阀(例如，电磁阀123)可以布置在从入口热水管路和冷水管路到喷嘴102的端部的龙头100中的水路中的任意位置，只要提供了对通过龙头100的水流的适当控制即可。因此，在不同的实施方案中，代替在混合阀与喷嘴102之间的混合水管路中设置电磁阀，一个或多个电控阀可以替代地布置在混合阀上游的入口水管路中。在这种情形中，遮蔽器112和传感器组件110可以类似地用于控制从喷头104通过的水流。

还应领会，各种龙头类型(包括未配备拉出式或下拉式喷头的龙头)也可以采用上述传感器组件和控制单元特征结构。例如，标准固定式喷嘴龙头和/或具有单独的热水阀和冷水阀的龙头可以利用各种模式切换机构(例如传感器组件114、透镜框架111、控制单元120等)得以改进/提高。此外，可以采用一个或多个手动控制阀作为用于超越/超驰控制(override)热水阀和冷水阀的手动旁通机构(例如，类似于上述手动控制阀126)。

因此将看出，有效地获得了由上面描述而变得显而易见的方面、特征和优点，并且由于可以做出某些变更而不脱离本发明的精神和范围，所以预期本文中包含的所有事项应当解释为说明性的而非限制性的意义。

Claims (20)

1.一种龙头，包括：

喷嘴，所述喷嘴具有布置在其中的软管；

拉出式喷头，所述拉出式喷头与所述软管流体联接并且构造成对接在所述喷嘴的端部；

在所述喷嘴的所述端部附近至少部分地布置在所述喷嘴中的传感器组件，所述传感器组件包括传感器和邻近所述传感器布置的遮蔽器，所述遮蔽器能操作成在关闭状态下遮蔽所述传感器并且在打开状态下露出所述传感器；

透镜框架，所述透镜框架部分地包裹在喷嘴内的软管周围并且将传感器组件固定在喷嘴内，其中所述透镜框架包括中央脊柱，所述中央脊柱具有在其中限定的框架孔洞和允许遮蔽器在打开状态和关闭状态之间沿中央脊柱的方向滑动的滑轨，其中，所述遮蔽器能操作成在打开状态下经框架孔洞露出所述传感器；和

控制单元，所述控制单元与所述传感器通信联接并且构造成基于由所述传感器产生的控制信号来控制通过所述软管和所述拉出式喷头的流体流。

2.根据权利要求1所述的龙头，还包括限定在所述喷嘴的正面上部中的喷嘴孔洞。

3.根据权利要求2所述的龙头，其中，所述传感器布置在所述喷嘴孔洞中。

4.根据权利要求2所述的龙头，还包括框架，所述框架布置在所述喷嘴孔洞处并且构造成将所述传感器保持在所述喷嘴的内表面上。

5.根据权利要求1所述的龙头，其中，所述传感器组件还包括布置在所述传感器上方的透镜。

6.根据权利要求5所述的龙头，其中，所述遮蔽器布置在所述透镜上方并且能操作成在关闭状态下遮蔽所述透镜并且在打开状态下露出所述透镜。

7.根据权利要求1所述的龙头，其中，所述传感器是红外线传感器。

8.根据权利要求7所述的龙头，其中，所述传感器包括霍尔效应传感器。

9.根据权利要求8所述的龙头，其中，所述遮蔽器包括至少一个磁体，所述至少一个磁体构造成致使所述霍尔效应传感器产生控制信号，所述控制信号能操作成在基于传感器的模式与手动控制模式之间切换所述龙头，在所述基于传感器的模式下，基于所述控制信号来控制通过所述拉出式喷头的流体流，在所述手动控制模式下，基于所述龙头的混合阀来控制所述流体流。

10.根据权利要求1所述的龙头，还包括将所述控制单元与所述传感器通信联接的至少一条缆线。

11.根据权利要求1所述的龙头，其中，所述控制单元包括：

与所述龙头的混合阀流体联接的输入连接部；

与所述软管流体联接的输出连接部；和

将所述输入连接部和输出连接部连接的流体通路。

12.根据权利要求11所述的龙头，其中，所述控制单元还包括构造成基于所述控制信号来打开和关闭所述流体通路的电磁阀。

13.根据权利要求1所述的龙头，其中，所述控制单元包括手动控制阀，所述手动控制阀构造成在第一位置将所述龙头设定为在手动控制模式下操作并且在第二位置容许所述龙头能借助于所述传感器和所述遮蔽器中的至少一者在所述手动控制模式与基于传感器的模式之间自由切换，在所述手动控制模式下，基于所述龙头的混合阀来控制通过所述拉出式喷头的水流，在所述基于传感器的模式下，基于所述控制信号来控制通过所述拉出式喷头的流体流。

14.根据权利要求1所述的龙头，还包括构造成在所述拉出式喷头的伸出和缩回期间使所述软管与所述传感器组件分离的软管导向件。

15.一种用于下拉式龙头的传感器系统，包括：

控制单元；

传感器组件；和

将所述传感器组件与所述控制单元电耦合的至少一条缆线，所述传感器组件具有框架和与所述框架可分离地联接的透镜组件，所述框架包括中央脊柱，所述中央脊柱具有限定在其中的孔洞，所述透镜组件包括传感器和在所述透镜组件与所述框架联接时至少部分地在所述孔洞中露出的透镜，其中所述传感器构造成在遮蔽器的打开状态下经所述孔洞露出，该遮蔽器构造成沿中央脊柱的方向在滑轨中滑动。

16.根据权利要求15所述的传感器系统，其中，所述中央脊柱具有c形开口。

17.根据权利要求16所述的传感器系统，其中，所述透镜组件至少部分地布置在所述c形开口中。

18.根据权利要求15所述的传感器系统，其中，所述框架还包括布置在所述中央脊柱的两侧的一系列肋部。

19.根据权利要求18所述的传感器系统，其中，所述中央脊柱和所述肋部构造成在所述框架安装在所述下拉式龙头的喷嘴中时抵靠所述喷嘴的内表面提供径向压缩力。

20.根据权利要求15所述的传感器系统，还包括构造成将所述至少一条缆线与所述下拉式龙头中的软管分隔开的线套。