CN109259600A - 一种具有注水防溢出功能的饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有注水防溢出功能的饮水机，包括垂直放置的饮水机主体，所述饮水机主体的正面开有一个内凹的接水腔；所述接水腔的顶部具有两个出水口，每个出水口内安装有出水电磁阀；所述接水腔的底部具有水平放置的容器支撑底板，所述容器支撑底板顶面用于放置接水容器；每个出水口的左右两侧分别设置有一个第一测距传感器；所述接水腔的左右两侧壁分别从上到下等间隔设置有多个第二测距传感器；测量控制单元，分别与第一测距传感器和第二测距传感器通过信号线相连接。本发明具有注水防溢出功能，可以在饮水机向水杯、水瓶等接水容器注水时，有效防止水溢出，从而节约宝贵的水资源。

Description

一种具有注水防溢出功能的饮水机

技术领域

本发明涉及饮水机技术领域，特别是涉及一种具有注水防溢出功能的饮水机。

背景技术

目前，饮水机已经成为人们日常生活中必用的小家电。

对于常见的各类饮水，其通常配置按键型开关，通过控制电磁阀的开关，来控制出水口出水，出水口距离用于放置水杯、水瓶等接水容器的接水腔底板间隔固定的距离。

由于在向水杯、水瓶等接水容器注水时，由于视线的角度以及手、饮水器出水口的遮挡，在昏暗的条件下，或者使用不透明的保温杯时，仅仅依靠人来判断水何时能够注满，从而控制关闭开关比较困难，从而造成水的不必要的溢出，造成水资源的浪费。而当接的是热水时，人们容易被溢出的热水烫伤，严重危害人们的身体健康，给人们的日常工作和生活带来不便。特别在中小学以及幼儿园等场合，更是如此。

因此，目前迫切需要开发出一种饮水机，其具有注水防溢出功能，可以在饮水机向水杯、水瓶等接水容器注水时，有效防止水溢出，从而节约宝贵的水资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有注水防溢出功能的饮水机，其具有注水防溢出功能，可以在饮水机向水杯、水瓶等接水容器注水时，有效防止水溢出，从而节约宝贵的水资源，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种具有注水防溢出功能的饮水机，包括垂直放置的饮水机主体，

所述饮水机主体的正面开有一个内凹的接水腔；

所述接水腔的顶部具有两个出水口，每个出水口内安装有出水电磁阀；

所述接水腔的底部具有水平放置的容器支撑底板，所述容器支撑底板顶面用于放置需要接水的接水容器；

每个出水口的左右两侧分别设置有一个第一测距传感器；

所述第一测距传感器，用于实时测量所述出水口与接水容器内液面的距离，然后发送给测量控制单元；

所述接水腔的左右两侧壁分别从上到下等间隔设置有多个第二测距传感器；

第二测距传感器，用于实时启动测量其正左方或正右方的容器支撑底板上是否放置有接水容器，当检测获得的距离值小于预设距离时，判断容器支撑底板上放置有接水容器，然后发送触发信号给测量控制单元；

测量控制单元，分别与第一测距传感器和第二测距传感器通过信号线相连接，用于预先存储多个第二测距传感器的安装高度，当一个或者多个第二测距传感器发来触发信号时，读取能够发来触发信号的第二测距传感器所对应的安装高度，将其中的最大值的安装高度作为接水容器顶部的接水口高度，同时发送控制信号给和能够发来触发信号的第二测距传感器在同一侧的第一测距传感器，控制启动第一测距传感器，然后，根据第一测距传感器反馈发来的出水口与接水容器内液面的距离以及所述接水腔的高度，实时获得接水容器内液面的高度，然后，实时计算接水容器顶部的接水口高度与接水容器内液面的高度之差，当该差值小于或者等于预设值时，判断接水容器内已注满水，发送控制信号给对应出水口内安装的出水电磁阀，控制出水电磁阀的导通和关闭，实现出水口的出水控制。

其中，所述预设距离等于接水腔的宽度。

其中，所述第一测距传感器为激光测距传感器或者红外线测距传感器；

所述第二测距传感器为激光测距传感器或者红外线测距传感器。

其中，任意两个相邻的第二测距传感器之间的距离等于厘米。

其中，所述测量控制单元，还用于按照多个第二测距传感器的安装高度大到小的顺序，发送控制信号来依次启动多个第二测距传感器，并且当所启动的其中一个第二测距传感器检测获得的距离值小于预设距离时，实时停止继续依次启动其他第二测距传感器的操作。

其中，每个出水口的上方设置有一个出水开关按键，所述出水开关按键与出水电磁阀相连接，用于控制出水电磁阀的导通和关闭。

其中，所述测量控制单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种具有注水防溢出功能的饮水机，其具有注水防溢出功能，可以在饮水机向水杯、水瓶等接水容器注水时，有效防止水溢出，从而节约宝贵的水资源，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本发明提供方具有注水防溢出功能的饮水机，当接的是热水时，可以避免人们被溢出的热水烫伤，保护人们的身体健康，给人们的日常工作和生活带来便利，特别在中小学以及幼儿园等场合。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有注水防溢出功能的饮水机的结构示意图一；

图2为本发明提供的一种具有注水防溢出功能的饮水机的结构示意图二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2，本发明提供了一种具有注水防溢出功能的饮水机，包括垂直放置的饮水机主体1，

所述饮水机主体1的正面开有一个内凹的接水腔2；

所述接水腔2的顶部具有两个出水口3(分别可以为热水出水口和常温水出水口)，每个出水口3内安装有出水电磁阀；

所述接水腔2的底部具有水平放置的容器支撑底板4，所述容器支撑底板4顶面用于放置需要接水(包括热水和冷水)的水杯、水瓶等接水容器10；

每个出水口3的左右两侧分别设置有一个第一测距传感器5；

所述第一测距传感器5，用于实时测量所述出水口3与接水容器10内液面的距离，然后发送给测量控制单元；

所述接水腔2的左右两侧壁分别从上到下等间隔设置有多个第二测距传感器6；

第二测距传感器6，用于实时启动测量其正左方或正右方的容器支撑底板4上是否放置有接水容器10，当检测获得的距离值小于预设距离时，判断容器支撑底板4上放置有接水容器10，然后发送触发信号给测量控制单元；

需要说明的是，具体实现上，所述预设距离可以根据用户的需要进行设置，优选为等于接水腔2的宽度(即接水腔2左右侧壁之间的距离)；

测量控制单元，分别与第一测距传感器5和第二测距传感器6通过信号线相连接，用于预先存储多个第二测距传感器6的安装高度(即第二测距传感器6的安装位置与容器支撑底板4之间的距离)，当一个或者多个第二测距传感器6发来触发信号时，读取能够发来触发信号的第二测距传感器6所对应的安装高度，将其中的最大值的安装高度作为接水容器10顶部的接水口高度，同时发送控制信号给和能够发来触发信号的第二测距传感器6在同一侧的第一测距传感器5(通过预先设置映射关系)，控制启动第一测距传感器5，然后，根据第一测距传感器5反馈发来的出水口3与接水容器10内液面的距离(可以是出水口3两侧的第一测距传感器的测量距离平均值，即L1和L2的平均值)以及所述接水腔2的高度H，实时获得接水容器10内液面的高度，然后，实时计算接水容器10顶部的接水口高度与接水容器10内液面的高度之差，当该差值小于或者等于预设值(例如2厘米)时，判断接水容器10内已注满水，发送控制信号给出水口3内安装的出水电磁阀，控制出水电磁阀的导通和关闭，从而实现出水口3的出水控制。

需要说明的是，具体实现上，参见图1，接水腔2的高度H，即接水腔2的顶部距离容器支撑底板4的距离，预先可以测量获得。接水容器10内液面的高度h1，即接水容器10内液体的表面距离接水容器底部的距离。

对于本发明，需要说明的是，在每个出水口3的左右两侧分别设置有一个第一测距传感器5，这样的设计，保证了无论接水容器10偏左或者偏右，均可测得液面高度，由于接水容器10的前后摆放位置具有空间限制，因此接水容器10在接水的过程中总有一个传感器，可以实时返回液面的信息。

在本发明中，具体实现上，所述第一测距传感器5可以为激光测距传感器或者红外线测距传感器；

所述第二测距传感器6可以为激光测距传感器或者红外线测距传感器。

在本发明中，具体实现上，任意两个相邻的第二测距传感器6之间的距离等于预设距离，例如为2厘米。

在本发明中，具体实现上，所述测量控制单元，还用于按照多个第二测距传感器6的安装高度大到小的顺序(即位置从上到下)，发送控制信号来依次启动多个第二测距传感器6，并且当所启动的其中一个第二测距传感器6检测获得的距离值小于预设距离时(即头一个能够检测获得距离值的第二测距传感器，这时候判断容器支撑底板4上放置有接水容器10)，实时停止继续依次启动其他第二测距传感器6的操作，实现节能效果。

当然，这多个第二测距传感器6，也可以始终保持在持续开启状态，以实时刷新接水容器10的高度信息，防止误测，提高测量控制的准确度。

在本发明中，具体实现上，所述饮水机主体1的顶部放置有水桶20。

在本发明中，具体实现上，每个出水口3的上方设置有一个出水开关按键7，所述出水开关按键7与出水电磁阀相连接，可以用于控制出水电磁阀的导通和关闭(例如通过发送高电平或者低电平的继电器开关控制信号)，从而实现出水口的出水控制。

需要说明的是，出水开关按键7是现有饮水机上常用的开关按键模块，出水电磁阀也是现有饮水机上常用的电磁阀，在此与现有技术类似，不展开描述。

对于本发明，具体操作上，在用户按下出水开关按键7后，对应出水口两侧的垂直测距传感器启动，在开始实时测量的两秒内，由于接水容器10内的水(或者其他液体)的液面不断变化，因此，测量值呈线性变化的第一测距传感器保持正常工作(或者可选几个时间节点，测得距离信息不断减小的传感器保留)，另一侧的第一测距传感器和第二测距传感器关闭。

需要说明的是，对于本发明，鉴于市面常见的水瓶、水杯等接水容器高度大多在160～230毫米，可以设置第二测距传感器在距离容器支撑底板4的高度在150～250毫米之间，考虑成本可以相距2厘米设置一个第二测距传感器，具体可以选择测量精度相对较低的红外传感器，其中，目的仅仅为了检测第二测距传感器对应的水平位置是否有障碍物(具体为接水容器)存在，如图2所示，由上至下第N个传感器测试到障碍物，N为大于零的整数，结合第N个传感器的高度信息(h2)，可以得到精度在2厘米内的水瓶等接水容器的高度。

对于本发明，具体实现上，按下出水开关按键7后，自动开启水平以及垂直传感器，返回的距离信息经由测量控制单元，处理，比较得到的液面高度h1与水瓶上沿高度h2，当h1-h2＝2cm时，立即切断电磁阀停止注水，防止热水溢出。

具体实现上，所述测量控制单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

对于本发明，其通过设置第一传感器和第二传感器，来检测获得接水容器内的液面位置与接水容器顶部接水口上沿高度，当检测到接水容器中的水面上升至接近瓶口时，控制电磁阀自动关闭出水口出水，防止热水溢出，从而有效保障人们的使用安全。因此，本发明通过综合接水容器的上沿高度与液面高度信息，可以探测饮水器中接水容器内的液面是否存在溢出瓶口的特定情形，完成防溢出控制。

需要说明的是，具体实现上，对于本发明，无论水杯、水瓶等接水容器如何摆放，只要满足接水容器的顶部接水口的口径大于饮水机的出水口的口径1～2cm，即可准确、可靠地测得液面的高度信息。

此外，对于本发明，同时也可应用于智能家居领域，完成自动注水，自动停止。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种具有注水防溢出功能的饮水机，其具有注水防溢出功能，可以在饮水机向水杯、水瓶等接水容器注水时，有效防止水溢出，从而节约宝贵的水资源，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本发明提供方具有注水防溢出功能的饮水机，当接的是热水时，可以避免人们被溢出的热水烫伤，保护人们的身体健康，给人们的日常工作和生活带来便利，特别在中小学以及幼儿园等场合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有注水防溢出功能的饮水机，其特征在于，包括垂直放置的饮水机主体(1)，

所述饮水机主体(1)的正面开有一个内凹的接水腔(2)；

所述接水腔(2)的顶部具有两个出水口(3)，每个出水口(3)内安装有出水电磁阀；

所述接水腔(2)的底部具有水平放置的容器支撑底板(4)，所述容器支撑底板(4)顶面用于放置需要接水的接水容器(10)；

每个出水口(3)的左右两侧分别设置有一个第一测距传感器(5)；

所述第一测距传感器(5)，用于实时测量所述出水口(3)与接水容器(10)内液面的距离，然后发送给测量控制单元；

所述接水腔(2)的左右两侧壁分别从上到下等间隔设置有多个第二测距传感器(6)；

第二测距传感器(6)，用于实时启动测量其正左方或正右方的容器支撑底板(4)上是否放置有接水容器(10)，当检测获得的距离值小于预设距离时，判断容器支撑底板(4)上放置有接水容器(10)，然后发送触发信号给测量控制单元；

测量控制单元，分别与第一测距传感器(5)和第二测距传感器(6)通过信号线相连接，用于预先存储多个第二测距传感器(6)的安装高度，当一个或者多个第二测距传感器(6)发来触发信号时，读取能够发来触发信号的第二测距传感器(6)所对应的安装高度，将其中的最大值的安装高度作为接水容器(10)顶部的接水口高度，同时发送控制信号给和能够发来触发信号的第二测距传感器(6)在同一侧的第一测距传感器(5)，控制启动第一测距传感器(5)，然后，根据第一测距传感器(5)反馈发来的出水口(3)与接水容器(10)内液面的距离以及所述接水腔(2)的高度，实时获得接水容器(10)内液面的高度，然后，实时计算接水容器(10)顶部的接水口高度与接水容器(10)内液面的高度之差，当该差值小于或者等于预设值时，判断接水容器(10)内已注满水，发送控制信号给对应出水口(3)内安装的出水电磁阀，控制出水电磁阀的导通和关闭，实现出水口(3)的出水控制。

2.如权利要求1所述的饮水机，其特征在于，所述预设距离等于接水腔(2)的宽度。

3.如权利要求1所述的饮水机，其特征在于，所述第一测距传感器(5)为激光测距传感器或者红外线测距传感器；

所述第二测距传感器(6)为激光测距传感器或者红外线测距传感器。

4.如权利要求1所述的饮水机，其特征在于，任意两个相邻的第二测距传感器(6)之间的距离等于2厘米。

5.如权利要求1所述的饮水机，其特征在于，所述测量控制单元，还用于按照多个第二测距传感器(6)的安装高度大到小的顺序，发送控制信号来依次启动多个第二测距传感器(6)，并且当所启动的其中一个第二测距传感器(6)检测获得的距离值小于预设距离时，实时停止继续依次启动其他第二测距传感器(6)的操作。

6.如权利要求1至5中任一项所述的饮水机，其特征在于，每个出水口(3)的上方设置有一个出水开关按键(7)，所述出水开关按键(7)与出水电磁阀相连接，用于控制出水电磁阀的导通和关闭。

7.如权利要求1至5中任一项所述的饮水机，其特征在于，所述测量控制单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。