CN110770402B - 具有智能特征的电子水龙头 - Google Patents

Abstract

通过一种提供水龙头，其电子地控制所分配的水流量和温度。水龙头示意性地包括水龙头本体和水龙头手柄。在一些实施例中，水龙头可以包括水龙头本体和且能语音控制。水龙头示意性地包括安装在水龙头手柄中的惯性运动单元传感器，以感测水龙头手柄的空间取向。水龙头示意性地包括电子流量控制系统，以调整被分配的水流量和温度。水龙头示意性地包括控制器，其配置为从惯性运动单元传感器接收信号并控制电子流量控制系统，以基于水龙头手柄的位置调整被分配的水流量和温度。水龙头示意性地包括产生悬空触摸界面的声阵列。

Description

具有智能特征的电子水龙头

本申请与2018年6月13日作为PCT国际专利申请提交，且要求2017年6月13日提交的美国临时专利申请No.62/518,652和2017年7月7日提交的美国临时专利申请No.62/529,561的优先权，其公开内容通过引用全部合并于本文。

技术领域

本发明通常涉及水龙头。具体说，本发明涉及例如基于输入装置的空间取向或基于语音控制而被电子控制的水龙头。

背景技术

水龙头通常包括机械部分，以控制水的温度和流量。在许多情况下，通过一个或多个水龙头手柄，机械阀控制冷热水入口。通常，用户通过操作水龙头手柄(一个或多个)来操作机械阀，以调整冷/热混合和水流量。由于手柄和阀之间的机械连接，水龙头本体通常必须将大小设置为容纳这些机械部件。这些部件的体积为水龙头设计造成困难。

对于厨房水龙头，例如，已经试图使得水龙头本体纤细，以形成更有美感且令人喜欢的设计，但是甚至这些纤细的设计在很大程度上收到在水龙头本体中包括机械阀的制约，机械阀对于水的温度和流量操控是必要的。结果，厨房水龙头的许多部件(例如机械阀)位于厨房台面上方。这会使得厨房水龙头在一定程度上体积大，以允许用于机械部件的空间。

发明内容

根据本发明，提供一种水龙头，其电子地控制被分配的水温度和流动。在一些实施例中，水龙头示意性地包括水龙头本体和水龙头手柄。在一些实施例中，例如参考语音控制在本文所述的一些实施例，水龙头示意性地包括水龙头本体但是不包括水龙头手柄。在示例性实施例中，水龙头包括惯性运动单元传感器，其被安装在水龙头手柄中，以感测水龙头手柄的空间取向。例如，在一些实施例中，水龙头手柄可以包括传感器，其检测水龙头手柄相对于最初位置位于何处。这允许水龙头在操作水龙头手柄(类似用户操作机械水龙头手柄那样)之后检测水龙头手柄的位置。

在示例性实施例中，水龙头包括电子流量控制系统，其调整被分配的水流量和温度。在示例性实施例中，水龙头包括控制器，该控制器配置为从惯性运动单元传感器接收信号并控制电子流量控制系统，以基于水龙头手柄的位置调整被分配的水流量和温度。

根据本发明，提供一种水龙头，其电子地控制被分配的水温度和流动。在示例性实施例中，水龙头包括电子流量控制系统，其调整被分配的水流量和温度。在示例性实施例中，水龙头包括控制器，该控制器配置为从惯性运动单元传感器接收信号并控制电子流量控制系统，以基于水龙头手柄的位置调整被分配的水流量和温度。

在示例性实施例中，水龙头包括提供悬空触觉反馈的声学阵列，和提供手势反馈以作为电子流量控制系统输入的动作控制器。

在考虑示例性实施例时本领域技术人员将能理解本发明的额外特征，示例性实施例包括目前所知的执行本发明的较佳模式。

在考虑示例性实施例时本领域技术人员将能理解本发明的额外特征，示例性实施例包括目前所知的执行本发明的较佳模式。

附图说明

参考附图做出详细描述，其中：

图1A是根据本发明实施例的示例性厨房水龙头的透视图；

图1B是根据本发明实施例的示例性厨房水龙头的透视图；

图1C是图1B的示例性厨房水龙头的透视图，其进一步显示了水龙头手柄的分解视图；

图1D是根据本发明实施例的示例性厨房水龙头的透视图；

图1E是根据本发明实施例的示例性语音控制厨房水龙头的透视图；

图2是在台面下方的图1A所示示例性厨房水龙头的详细透视图；

图3是图1A的示例性厨房水龙头的水龙头手柄的详细透视图，其被剖开以显示根据本发明实施例的水龙头手柄的内部；

图4是用于控制从根据本发明实施例的厨房水龙头分配水的示例性控制系统的简化方块图；

图5是根据本发明实施例的水龙头手柄的正视图，其显示了水龙头手柄可沿水龙头手柄的一个轴线行进的旋转度；

图6是根据本发明实施例的水龙头手柄的侧视图，其显示水龙头手柄可沿水龙头手柄另一轴线行进的旋转度；

图7是根据本发明实施例在给定水龙头手柄位置的情况下从两个供水入口软管释放的水值的简化图；

图8是显示了根据本发明实施例的水龙头示例性操作的简化流程图；

图9是显示根据本发明实施例的水龙头的另一示例性操作的简化流程图；

图10A、10B、和10C显示了根据本发明一些实施例的三个示例性厨房水龙头的并排比较；

图11A、11B、11C和11D显示了用于根据本发明实施例的水龙头的示例性图标；

图12是根据一些实施例的流量控制箱的一些部件的透视图；

图13是图12的流量控制箱的截面图；

图14A、14B和14C显示了根据示例性实施例的具有伺服马达控制的流量控制箱1420的一些部件；

图15示出了用于控制从水龙头10分配水的示例性电子控制系统；

图16是显示了操作水龙头10的示例性方法1600的简化流程图；

图17是根据本发明实施例的图1E的示例性语音控制厨房水龙头的透视图；

图18是根据本发明实施例的传感器的俯视图；和

图19是根据本发明实施例的具有悬空触觉反馈的示例性厨房水龙头的透视图。

具体实施方式

本文提供的图和说明书已经被简化以显示与清楚理解本文所述装置、系统和方法相关的方面，同时为了清楚而去除了通常装置、系统和方法中已知的其他方面。本领域技术人员可以理解，会期望和/或需要其他元件和/或操作以实施本文所述的装置、系统、和方法。因为这种元件和操作是本领域已知的，且因为它们不有助于更好地理解本发明，所以在本文不提供对这种元件和操作的描述。本发明天然包括所有这种元件、变化例和对本领域技术人员可以知晓的所述方面的修改例。

说明书中的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的描述表明所述的实施例可以包括具体特征、结构或特点，但是每个实施例可以或可以不是必须包括具体特征、结构或特点。而且，这种用语不是必定指向同一实施例。进一步地，在针对一实施例描述具体特征、结构或特点时，应理解，在本领域技术人员的知识范围内可将这种特征、结构或特点针对其他实施例实施，无论是否被明确描述。另外，应理解包括在“A、B和C中的至少一个”这种形式的列表中的项目可以是指：(A)；(B)；(C)；(A和B)；(A和C)；(B和C)；或(A，B，和C)。类似地，以“A、B或C中的至少一个”的形式列出的项目可以是指(A)；(B)；(C)；(A和B)；(A和C)；(B和C)；或(A，B，和C)。

在附图中，一些结构或方法特征可以以具体的布置方式和/或顺序显示。然而，应理解这种具体布置方式和/或顺序不是必须的。相反，在一些实施例中，这种特征可以以与示例图中所示的不同的方式和/或顺序设置。另外，具体图中包含结构或方法特征并不意味着这种特征在所有实施例中都需要，且在一些实施例中，可以不包括，或可以与其他特征组合。

图1A显示了根据本发明实施例的示例性水龙头10。虽然出于举例的目的针对厨房水龙头进行描述，但是本文所述的控制系统可实施在任何类型的水龙头中，包括浴室水龙头，而无论水龙头是具有单个手柄还是具有两个手柄。虽然出于举例的目的将水龙头10显示为是下拉式厨房水龙头，但是本发明涵盖其他类型的水龙头，包括但不限于外拉式水龙头。在所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12，水龙头手柄14，和喷头16，该喷头16可从水龙头本体12拆卸或取出。水龙头本体12的形状可以不同，以提供与水龙头手柄14或喷头16的不同连接。例如，在另一实施例，水龙头本体12可与水龙头手柄14齐平，以提供更流线型的外观，其减少水龙头10所需的空间。在另一实施例中，水龙头手柄14不必直接连接到水龙头本体12，而是可远离水龙头本体12。

如所示的，使用手柄14，水龙头10可被手动地控制(例如温度、水、流量和ON/OFF)。在一些情况下，例如使用免手持传感器、触摸启动、按钮或其他界面，水龙头10可被手动地电子调整。如下所述，手柄14可检测其空间取向和向控制器18发送信号，以使用流量控制箱20通过信号线22控制水流量。

如本文进一步描述的，还可使用语音和/或话语控制电子地控制水龙头10。术语“语音控制”和“语音识别”可以互换使用，以更宽泛地表示基于用户所说的话语识别用户的水龙头特征。对于语音识别，例如，基于使用语音识别的用户的识别，水龙头可具有基于用户的对于温度、流量、水量、过滤和/或其他水龙头控制的预设。在一个实施例中，例如，水龙头可具有针对水容器分配的水量的、基于用户的预设。例如，响应于“将水分配到我的平底杯中”的命令，用户1可具有20盎司的预设，而对于同样的命令用户2可具有32盎司的预设。水龙头可包括语音识别，以识别哪个用户说出了命令并按照用户的预设分配水量。水龙头还可包括语句识别，以将用户说出的词语组织成要被水龙头执行的命令。例如，水龙头的语句识别可在命令“分配8盎司水”和“分配150度的水”之间进行解读。在一些情况下，语音识别和语句识别可相结合地使用。例如，水龙头可使用语音识别以理解将“水分配到我的茶杯中”的命令的预设水量，而语句识别将所说出的词语组织成可被水龙头识别的命令。在说明书中，出于简化本发明的目的，给出的例子可以仅描述语音识别或仅描述语句识别，但是应理解，在这些例子每一个中，水龙头可包括语音识别和语句识别，这取决于情况。

在图lA所示的实施例中，流量控制箱20连接到下拉式软管24，以提供从供水入口软管26到喷头16的流体连通。典型地，供水入口软管26可供应冷热水，以从喷头16释放。

图1B是根据本发明实施例的示例性厨房水龙头的透视图。图1C是图1B的示例性厨房水龙头的透视图，其进一步显示了水龙头手柄的分解视图，以剖切方式显示了一些部件。在图1B和1C所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12，水龙头手柄14，和可从水龙头本体12拆卸或取出的喷头16。水龙头手柄14可以基本上或完全整合到水龙头本体12中。手柄14可以检测其空间取向并向控制器18发送信号，以使用流量控制箱20通过信号线22控制水流量。另外或替换地，如水龙头手柄14的剖切部分所示，水龙头10可以包括电路17，例如控制电路(例如微控制器，处理器，或其他嵌入系统)，网络电路，传感器和传感器电路(例如IMU，麦克风，扬声器，流量，压力，温度，霍耳效应，等)，或其他电路。电路17可以联接到信号线22，其又可以联接到控制器18或其他控制电路。

图1D是根据本发明实施例的示例性厨房水龙头的透视图。在图1D所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12，水龙头手柄14，和可从水龙头本体12拆卸或取出的喷头16。

图1E是根据本发明实施例的示例性语音控制厨房水龙头的透视图。在图1E所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12，从水龙头本体12拆卸或取出的喷头16，和界面19。在类似图1E所示的例子的一些实施例中，水龙头10不包括水龙头手柄14，因为其可以以其他方式被控制(例如经由语音命令)。在一些实施例中，界面19整合在水龙头本体12中。出于举例的目的，图1E示出了具有被照亮的两个图标(水槽图标和标志图标)的界面19。在界面19是不发光的图标时，水龙头本体12可以是没有任何界面19的单个一体件。由此，可以仅在界面19的一个或多个部分被照亮或以其他方式被启动时看到界面19。作为例子，水龙头本体12可以在界面19不被照亮或启动时看起来像是单个拉丝铬部件。在一些实施例中(例如在水龙头10接收命令或语音命令时)，LED可以照射到界面19上且光可以透过水龙头本体12显示(例如以图标的形状)，如单向屏幕那样。

参见图2，提供了台面(未示出)下方的水龙头10的部件的近距视图。如上所述，在所示的一个实施例中，控制器18通过信号线22连接到流量控制箱20，以分析从水龙头手柄14发送的信号，以控制从供水入口软管26而来的水流量。流量控制箱20可与来自供水入口软管26的水混合，以提供具有用户选择温度的水流量，以从喷头16释放。所示的流量控制箱20位于水龙头10的台面下方。流量控制箱20可适当地位于其他位置，以通过信号线22从控制器18接收信号和通过下拉式软管24提供要从喷头16释放的水。流量控制箱20可位于不同位置，以根据环境在水龙头10的台面下方提供更多空间。

在所示的例子中，控制器18位于流量控制箱20外侧。在另一实施例中，控制器18还可位于流量控制箱20内侧。在另一实施例中，控制器18可位于水龙头10的台面上方。控制器18还可位于水龙头手柄14的内侧。

水龙头手柄14、控制器18和流量控制箱20之间的连接显示为是通过信号线22的有线连接。在另一实施例中，水龙头手柄14、控制器18、界面19和/或流量控制箱20之间的通信可无线实现。

参见图3，提供水龙头手柄14的近距视图。进行剖切以显示水龙头手柄14内的部件。在所示的例子中，水龙头手柄14包括连接到信号线22的传感器印刷电路板组件(PCBA)30。如所示的，水龙头手柄14通过静止的水龙头手柄安装座32连接到水龙头本体12，该安装座与可动的水龙头手柄安装座34关联。静止水龙头手柄安装座32连接到水龙头本体12。静止水龙头手柄安装座32可以是水龙头本体12的一部分。可动水龙头手柄安装座34可动地连接到静止水龙头手柄安装座32。可动水龙头手柄安装座34还连接到水龙头手柄14。可动水龙头手柄安装座34可以是水龙头手柄14的一部分。静止水龙头手柄安装座32和可动水龙头手柄安装座34之间的连接允许水龙头手柄14沿两个旋转轴线至少旋转地运动。在一个实施例中，一个旋转轴线可代表从喷头16释放的水流量，且另一旋转轴线可代表从喷头16释放的水温。虽然在所示的例子静止水龙头手柄安装座32和可动水龙头手柄安装座34从水龙头本体12延伸，但是这些部件可整合在水龙头本体12中，以为水龙头本体12的形状和尺寸提供更多灵活性。

在一个实施例中，水龙头手柄14可以可动地连接到没有静止水龙头手柄安装座32和可动水龙头手柄安装座34的水龙头本体12。水龙头手柄14还可以可动地连接到喷头16。如上所述，水龙头手柄14可以一起与水龙头本体12分离，并可动地连接到一表面，用于沿两个旋转轴线运动。

传感器PCBA30配置为检测水龙头手柄14的空间取向。在一个实施例中，传感器PCBA30是惯性运动单元(inertial motion unit：IMU)传感器30。传感器PCBA30可通过信号线22向控制器18发送信号，以解译信号。在控制器18通过从传感器PCBA30提供的信号确定水龙头手柄14的空间取向之后，控制器18可向流量控制箱20发送信号，并控制要从喷头16释放的水温和水流量。

参见图4，显示了用于控制从水龙头10分配水的示例性电子控制系统。在所示的例子中，控制系统包括控制器18，该控制器18包括处理器36，以处理从水龙头手柄14接收的信号，以向流量控制箱20和存储器38发送信号，以存储要被处理器36执行的指令。控制器18还可以连接到电路17(显示在图1C中)。控制系统还包括连接到控制器18和流量控制箱20的电源40。

控制系统还包括流量控制箱20，包括伺服马达一42和伺服马达二44，以控制从供水入口软管26接收的水(未示出)，以基于水龙头手柄14的空间取向输出具有确定流率和确定温度的水。伺服马达一42可以是用于控制进入系统的冷水的伺服马达。伺服马达二44可以是用于控制进入系统的热水的伺服马达。

在一些实施例中，控制系统另外或替换地包括水龙头手柄14(或其他元件部分)，其从传感器PCBA30(图3)的陀螺仪46、磁力计48、和加速度计50中的至少一个接收输入。在一些实施例中，控制系统另外或替换地包括电路17(例如麦克风或网络电路)，其接收输入(例如语音命令)。

在一个实施例中，水龙头手柄14位于台面上方，且控制器18、流量控制箱20和电源40位于台面下方。控制系统的部件可以适当地布置在台面上方和下方。电源40通过控制器18向水龙头手柄14提供电力。在另一实施例中，电源40可以直接连接到水龙头手柄14。电源40可以是从出口供应的电力并被必要地转换为被控制器18、流量控制箱20和水龙头手柄14使用。与控制器18相比，流量控制箱20可以具有单独电源40。电源40可以是任何电源，以供应电功率，用于让水龙头手柄14、控制器18和流量控制箱20发挥功能。

在一个实施例中，水龙头手柄14通过使用陀螺仪46、磁力计48、和加速度计50中的至少一个检测其空间取向。在另一实施例中，水龙头手柄14可以使用其他传感器以检测其空间取向。水龙头手柄14可将从传感器46、48、50接收的信号发送到控制器18，以使用算法来确定要从喷头16释放的水温和水流率。在另一实施例中，控制器18可以使用查找表以确定要从喷头16释放的水温和水流率。在确定水的温度和流率之后，控制器18可向流量控制箱20发送信号，以控制伺服马达一42和伺服马达二44，以调整从喷头16分配的水的温度和流率。流量控制箱20从供水入口软管26接收热水和冷水，以通过下拉式软管24向喷头16输出具有期望温度和流率的水。

在另一实施例中，流量控制箱20可以使用多于两个的伺服马达，以便控制水的温度和流率。流量控制箱20还可以使用一系列螺线管、针型阀、步进马达等，以便根据环境控制水的温度和流率。

参见图5，显示了水龙头手柄14从没有水被释放的最初位置逐渐运动到水流率最大的完全伸出位置。在所示的例子中，水龙头本体12连接到静止水龙头手柄安装座32。可动水龙头手柄安装座34可动地连接到静止水龙头手柄安装座32。水龙头手柄14连接到可动水龙头手柄安装座34，因此用户可沿相对于水龙头本体12所示的一个轴线操作水龙头手柄14。

在所示实施例中，在水龙头手柄14如虚线所示地从最初位置开始一直旋转到完全伸出位置时，存在三个不同位置。在另一实施例中，在最初位置到完全伸出位置之间，水龙头手柄14可具有多个位置。在一个实施例中，在水龙头手柄14以如图5所示的方式旋转时，水龙头手柄14向控制器18发送信号，以控制流量控制箱20，以释放具有如下文所述地确定的温度的更多水。在一个实施例中，水龙头10在水龙头手柄14处于最初位置时不释放任何水。取决于水龙头手柄14的位置，在水龙头手柄14从最初位置旋转时水龙头10开始释放可变量的水。传感器PCBA30使用陀螺仪46、磁力计48、和/或加速度计50检测位置，并向控制器18发送信号，以确定释放多少水。控制器18随后向流量控制箱20发送信号，以通过使用伺服马达42、44从下拉式软管24向喷头16释放出具有确定流率的水。

参见图6，显示了水龙头手柄14从最初位置向一侧和从最初位置向另一侧的旋转。在所示的例子中，水龙头手柄14连接到可动水龙头手柄安装座34，该可动水龙头手柄安装座34连接到静止水龙头手柄安装座32(图3)，该静止水龙头手柄安装座32连接到水龙头本体12。该连接允许水龙头手柄14如所示地旋转。存在水龙头手柄14的一个最初位置和以虚线所示的四个其他位置。在另一实施例中，在完全延伸的左位置到完全延伸的右位置之间，水龙头手柄14可具有多个位置。

在一个实施例中，在水龙头手柄14沿旋转轴线旋转时，流量控制箱20释放到与喷头16连接的下拉式软管24的水温改变。水龙头手柄14使用传感器PCBA 30检测其位置并向控制器18发送信号。控制器18根据水龙头的空间取向来确定要从喷头16释放的水温，并发送信号到流量控制箱20，以通过下拉式软管24向喷头16输出具有一定温度和流率的水，如上所述。流量控制箱20可控制伺服马达42、44，以从供水入口软管26释放特定量的冷水和热水，以实现从下拉式软管24向喷头16释放具有期望温度的水。

在一个实施例中，水龙头手柄14的完全延伸的左位置可用于释放可用的最热水。水龙头手柄14的完全延伸的右位置可用于释放可用的最冷水。水龙头手柄14的最初位置可用于释放可用的均匀混合的热水和冷水。在水龙头手柄14的完全延伸的左位置和水龙头手柄14的完全延伸的右位置之间的位置可改变热水和冷水的混合，以实现相对冷的水或相对热的水。取决于水龙头手柄14旋转所朝向的方向，水可逐渐变得更冷或更热。在另一实施例中，冷方向和热方向可以切换，因此水龙头手柄14的完全延伸的左位置可用于可用的最冷水，且水龙头手柄14的完全延伸的右位置可用于释放可用的最热水。

参见图7，显示了表格，其显示了通过流量控制箱20从供水入口软管26释放的示例性水分配。表格覆盖可用于水龙头手柄14的动作范围。一些区间被标记了数字71且沿温度转动值73和水流量72的百分比谱系(spectrum)定位。这些区间进一步包括用于伺服马达一的水入口74的值和用于伺服马达二的水入口75的值。在一个实施例中，用于伺服马达一的入口74的值可代表冷水值，且用于伺服马达二的入口75的值可代表热水值。在另一实施例中，伺服马达值74、75可以切换，使得用于伺服马达一的入口74的值代表热水值，且用于伺服马达二的入口75的值代表冷水值。在所示的例子中，水流量72的百分比范围是0到100％，具有四个分区(division)。在一个实施例中，水流量72的百分比可以是25％、50％、75％、和100％。在另一实施例中，水流量72的百分比可以在0到100％之间以任何方式进行划分。

温度转动值73可代表针对水龙头手柄14实现的旋转量。例如，P可代表水龙头手柄14的完全延伸的右位置且-P可代表水龙头手柄14的完全延伸的左位置。在另一实施例中，位置可以切换，因此P可代表水龙头手柄14的完全延伸的左位置，且-P可代表水龙头手柄14的完全延伸的右位置。在所示的例子中，沿温度旋转值73的谱系的五个分区。在另一实施例中，可存在任何数量的分区。在另一实施例中，P可以划分为四份和六份。温度转动值73可分为多个分区。

表格分为图7所示的几个区间。每一个区间代表水龙头手柄14在操作期间可定位的位置。如果水龙头手柄14位于这些区间中之一中，则水龙头10根据该区间中的值74、75释放水。例如，如果水龙头手柄14已经在水流量72的百分比范围中的75％到100％之间延伸且水龙头手柄14已经转到用于温度转动值73的2P/3和P之间的值，则水龙头10将从伺服马达二44释放100或最大量的水而不从伺服马达一42释放水。

在另一实施例中，图7所示的表格可分为多个区间，使得在水龙头手柄14沿温度转动值73和水流量72的百分比谱系改变位置时，可实现通过伺服马达42、44从供水入口软管26而来的水流量的连续改变。在所示的例子中，取决于水龙头手柄14沿水流量72的百分比谱系定位的位置，这些值具有固定的最大值。水龙头手柄14所在的伺服马达42或44侧对于伺服马达入口74或75的值具有水流量72的最大百分比，且伺服马达入口74或75的另一值在远端下降到零，这取决于对于温度转动值73存在多少分区。在所示的例子中，存在五个分区，且在每一侧的第一分区中，用于伺服马达入口74、75的两种值处于最大值，这取决于水龙头手柄14沿该谱系落在水流量72的百分比的何处。在下一个分区中，对于水龙头手柄14所在的侧，用于伺服马达入口74或75的值保持最大值，用于伺服马达入口74或75的另一值下降到最大值的一半。在最后的分区中个，对于水龙头手柄14所在的侧，用于伺服马达入口74或75的值保持最大值，且用于伺服马达入口74或75的另一值下降到零。

在另一实施例中，用于伺服马达入口74、75的值可以以不同的方式减量。在另一实施例中，值74、75可以按三档来减量。对于分区的设定可以根据用户偏好而改变。更多的分区可实现水温和水流量的更连续改变。更少的分区可实现能量节约，因为在操作中伺服马达42、44不需要频繁改变。

控制器18可从传感器PCBA 30接收信号，以检测水龙头手柄14的空间取向。控制器18可使用算法，以从由传感器PCBA 30接收的信号来计算水龙头手柄14位于温度转动值73和水流量值72的百分比谱系中的何处。在将用于温度转动值73或水流量值72的百分比的临界值进行交叉(crossing)之后，控制器18向流量控制箱20发送信号，以根据水龙头手柄14的空间取向操作伺服马达42、44，以释放具有更新温度和水流量的水。

在另一实施例中，控制器18可使用查找表，以查看对于伺服马达水入口74、75的值来说应对控制器18设置什么值。控制器确定水龙头手柄14的空间取向且确定水龙头手柄14位于哪个区间。如果水龙头手柄14位于1671号区间，则控制器18向流量控制箱20发送信号以针对伺服马达一42关闭供水入口软管26，并针对伺服马达二44打开供水入口软管26并到达最大，以便实现伺服马达入口1 74的0值和伺服马达入口2 75的100值。

图8是显示了水龙头10的示例性操作的简化流程图。在所示的例子中，水龙头10使用控制操作的中断方法80。在所示例子中，中断方法(interruptmethod)80以操作81开始，其中控制器18处于休眠状态以解决能量，以从传感器PCBA 30或惯性运动单元(IMU)传感器30接收中断。在操作81之后，过程前进到操作82，其中对来自IMU传感器30的中断进行检查。如果从IMU传感器30接收到中断，则过程前进到操作83。如果未接收到中断，则过程返回到操作81，用于让控制器18休眠。

在过程前进到操作83之后，控制器18将从IMU传感器30读取位置，以确定水龙头手柄14的空间取向。在控制器18读取IMU传感器30之后30，该过程前进到操作84，其中根据水龙头手柄的经确定空间取向，控制器18使用算法来计算伺服马达42、44的位置或针对伺服马达42、44的位置使用查找表。在控制器18确定伺服马达42、44的位置之后，过程前进到操作85，其中控制器18向流量控制箱20发送信号，以改变伺服马达42或44的位置，以改变通过下拉式软管24释放到喷头16的冷水值。在伺服马达42或44的位置改变之后，过程前进到操作86，其中控制器18向流量控制箱20发送信号，以改变伺服马达42或44的位置，以改变通过下拉式软管24释放到喷头16的热水值。在两伺服马达42、44的位置更新之后，该过程返回到操作81。在另一实施例中，热水值可以在冷水值之前首先改变，且因此对应的伺服马达42或44将改变。

在另一实施例中，控制器18可以进一步在从IMU传感器30接收初始中断之后等待另一中断，以更新伺服马达42或44的位置。延迟可用于等待用户想要将水龙头手柄14定位的最终位置。延迟可以是针对控制器18设定的预定时间段，以等待接收额外中断。因此，水龙头10仅需要进行该过程一次，而不是多次，这取决于水龙头手柄14经过多少区间。

图9是显示了水龙头10的示例性操作的简化流程图。在所示的例子中，水龙头10使用轮询方法(polling method)90来控制流量控制箱20的操作。在所示的例子中，轮询方法90开始于操作91，其中控制器18启动并运转。在控制器18运转之后，过程前进到操作92，其中控制器18读取IMU传感器30的位置，以确定水龙头手柄14的空间取向。在控制器18读取IMU传感器30之后，过程前进到操作93，其中根据水龙头手柄14的经确定空间取向，控制器18将使用算法来计算伺服马达42、44的位置或针对伺服马达42、44的位置使用查找表。在控制器18确定伺服马达42、44的位置之后，该过程前进到操作94，其中控制器18向流量控制箱20发送信号，以改变伺服马达42或44的位置，以改变通过下拉式软管24释放到喷头16的冷水值。在伺服马达42或44的位置改变之后，过程前进到操作95，其中控制器18向流量控制箱20发送信号，以改变伺服马达42或44的位置，以改变通过下拉式软管24释放到喷头16的热水值。在两伺服马达42、44的位置更新之后，该过程返回到操作91。在另一实施例中，热水值可以在冷水值之前首先改变，且因此对应的伺服马达42或44将改变。

与中断方法80相比，轮询方法90可允许水流量和温度的更连续改变，因为不需要对IMU传感器30做出的中断进行等待。然而，轮询方法90通过不断地更新该过程会消耗更多能量。在一个实施例中，用户设置用于水龙头10的操作方法。例如，可以存在一切换器(未示出)，其可用于改变用于水龙头10的操作方法。

图10A、10B和10C显示了根据本发明一些实施例的三个示例性厨房水龙头的并排比较。参见图10A，显示了传统的设备。图10A显示了下拉式软管1024和供水入口软管1026。图10B显示根据本发明一些实施例的设备。图10B包括流量控制箱1020、电源1021、信号线1022、下拉式软管1024、供水入口软管1026和出水软管1036。图10C示出了受电子控制的设备且包括流量控制箱1020、下拉式软管1024和供水入口软管1026。如从图10A、10B和10C的并排比较可见，与其他水龙头比较，图10C示出的受电子控制的设备由于减少必须连接的软管数量且仅需要单个软管通过面板或台面连接而提供了简化安装的技术优势。

在一些实施例中，如图10B和10C所示的，远离水龙头本体12发生水的混合和流量控制。让水的混合和流量控制远离水龙头本体12的一个优势是，用于水龙头本体的设计限制条件被释放，且可以使用更少的软管来简化安装、修理和拆卸。系统可以包括命令单元(例如其中产生控制水流量的信号)，其可以是语音控制、用户界面、如图10A-C所示构造的手柄、装有阀控制系统的流量控制箱、电源和向水龙头供应水的软管。

图11A、11B、11C和11D显示了用于根据本发明实施例的水龙头的示例性图标。图11A示出了示例性锅图标。在一些实施例中，界面19可以在水龙头10接收到向锅进行填充的命令时显示图11A的锅图标。例如，水龙头10可以接收语音命令，例如“水龙头，填充6夸脱锅”且界面可以点亮，以在接收命令之后和/或在水龙头操作期间显示锅图标。图11B示出了示例性水槽图标，其可以在接收命令(例如“水龙头，填充水槽”)之后或在操作期间通过界面19显示。图11C示出了示例性杯子图标，其可以在接收命令(例如“水龙头，填充杯子”或“水龙头，填充8盎司”)或在操作期间通过界面19显示。图11D示出了示例性过滤器图标，其可以在接收命令(例如“水龙头，8盎司滤波水”)或在操作期间通过界面19显示。

图12是根据一些实施例的针型阀流量控制箱的一些部件的透视图。图13是图12的流量控制箱的截面图。图12和13显示了流量控制箱1220的一些部件，包括直线步进马达1260、针型阀1262、供水入口连接部1264、混合水出口连接部1266和传感器(一个或多个)1268。流量控制箱1220可以连接到其他部件，例如控制电路、网络电路、嵌入系统或其他部件。例如，线性步进马达1260和传感器(一个或多个)1268可以连接到控制器18、电路17、和/或信号线22。

在根据一些实施例的操作期间，冷热供水入口软管连接到供水入口连接部1264。针型阀1262联接到直线步进马达1260，使得直线步进马达1260可让针型阀运动，以增加或减小去往水龙头的水流量。基于期望的水输出(例如从语音命令、空间取向命令、机械命令接收到的)，控制器可以促动直线步进马达1260中之一或两者，其进而让针型阀运动且进而增加或减小经由混合水出口连接部1266提供到水龙头的冷水或热水的量。

一个或多个传感器1268可以被水龙头10和/或流量控制箱1220所包括。例如，可以包括流率传感器(例如霍尔效应传感器)，以计量或确定水量。如果需要期望水量，则这可以是有益的。例如，语音控制的水龙头能接收命令，例如“水龙头，填充一杯水”或“水龙头，填充3夸脱水”，和使用流率传感器来分配特定量的水或接近该特定量的水。也可以使用其他传感器1268。例如，流量控制箱1220可以包括温度传感器。如果需要期望水温，则这可以是有益的。例如，水龙头可以接收命令，例如“水龙头，以200度分配”并使用温度传感器来混合适当量的热水和冷水，以按照请求的温度分配水。类似地，水龙头10和流量控制箱1220可以与其他部件(例如控制器18，电路17)协作，或按照定制或用户限定的设计(例如IFTTT)工作。例如，水龙头可以接收命令，例如“水龙头，用经滤波的水填充杯子，做绿茶”，“查找泡绿茶的正确温度(例如175华氏度)，且以175华氏度分配八盎司的水”。

图14A、14B和14C显示了根据示例性实施例的具有伺服马达控制的流量控制箱1420的一些部件。图14A-C显示了流量控制箱1420的一些部件，包括伺服马达1460、伺服马达齿轮1461、阀1462、阀齿轮1463和水入口供应连接部1464。流量控制箱1420可以连接到其他部件，例如控制电路、网络电路、嵌入系统、传感器、或其他部件，如本文在其他位置针对其他流量控制箱所述的那样。

仍然参见图14A-C，两个伺服马达1460经由连接到相应阀齿轮1463的伺服马达齿轮1461联接到阀1462。在操作中，伺服马达1460驱动阀1462的位置。在一些实施例中，阀1462可以是插装阀(cartridge valve)。例如，一个阀可连接到冷水管线而另一阀可连接到热水管线。由此，第一伺服马达可用于控制冷水的流量且第二伺服马达可用于控制热水的流量。只要没有阻塞或机械故障发生，伺服马达1260将其伺服马达齿轮1461(经由其输出轴)驱动到控制脉冲的位置。由此，水龙头10(例如经由控制器18，电路17，或其他电路)可安全地呈现阀1462的位置。作为增添的监测手段并为了有助于最小化错误，可以使用位置反馈，伺服马达1460可监测其输出轴的位置并由此监测其伺服马达齿轮的位置。位置反馈的例子包括向用于伺服电马达驱动器的电位计或旋转编码器增加反馈线。

参见图15，显示了用于控制从水龙头10分配水的示例性电子控制系统。在图15的所示的例子中，控制系统包括控制器18，该控制器包括处理器36，以处理从水龙头电路17接收的信号，以向流量控制箱20和存储器38发送信号，以存储要被处理器36执行的指令。控制系统还包括连接到控制器18和流量控制箱20的电源40。水龙头电路17可以包括网络部件(例如Bluetooth、WiFi、网状网络、Zigbee等)，使得水龙头10与其他部件通信地联接。在一些实施例中，水龙头10可以使用一个或多个通信链路，例如图15示出的链路1和链路2。

在一个实施例中，水龙头10可以具有麦克风，其被包括在其电路17中且是能使用语音。在接收语音命令之后，水龙头10可以经由因特网、服务器或另一部件(例如经联网的计算装置或云网络服务)与其他计算装置通信，以基于接收的语音命令确定要采取什么动作。在一些实施例中，水龙头可以具有多于一个的麦克风。例如，麦克风可定位为彼此邻近或定位在水龙头本体上的分开的点处。例如，水龙头可以具有在水龙头本体前部(面对水槽)的一个麦克风和在后部(面对后挡板)的另一麦克风。通过另一例子，水龙头可以具有在水龙头本体前部(面对水槽)的麦克风和在喷口管顶部(面对顶棚)的另一麦克风。取决于环境可使用位置的许多变化。

控制系统还包括流量控制箱20(例如针型阀或本文所述的伺服马达流量控制箱)，以控制从供水入口软管26接收的水，以输出水。

在一些实施例中，水龙头10可以另外或替换地通信地(例如经由链路2和3)联接到计算装置4，计算装置又通信地联接到服务器6或云网络服务器。在一个实施例中，水龙头10可以通信地联接到计算装置4，例如可商业购买的消费装置(例如Amazon Echo^TM或GoogleHome^TM)。计算装置4又可以通信地联接到服务器6(例如Amazon Web Servers)、因特网或其他计算装置。如进一步参考图16和方法1600所述的，水龙头10可以使用计算装置4的功能(例如语音识别能力、网络能力、可编程功能等)，以加强其自身功能。

在一个实施例中，将多于一个的水龙头联网提供额外的功能和指标。例如，家庭可以包括多于一个的具有本文所述功能的水龙头，使得通过水龙头可追踪家庭总计消耗水量(和其他指标，例如温度、时间等)。该数据可以有益于预测性指标并节约时间和金钱。例如，家庭能在何时需要热水以及需要多少热水时做出更好的预测，以便仅以正确的时间加热需要的水量。

图16是水龙头10的示例性操作方法1600的简化流程图。在所示的例子中，水龙头10响应于接收语音命令而分配水。在1610，水龙头包括水龙头本体和控制器。在1620，水龙头通信地连接到计算装置和服务器。在1630，计算装置接收语音命令。在1640，计算装置向服务器发送语音命令。在1650，服务器基于将语音命令与经识别语音命令的数据库进行比较，而确定水龙头要采取的控制动作。在1660，服务器经由计算装置向水龙头发送控制动作。在1670，水龙头执行控制动作。

本文所述的控制动作不意味着限制而在例如包括调整通过水龙头分配的水的流量、温度、流率、总量和持续时间。在一些情况下，可以通过用设定的语音命令来说话从而控制水龙头10，其可以通过预定和经识别的语音触发条件启动，例如“水龙头”、“计算机”、“Siri”、“Alexa”或“OK Google”。水龙头可以执行控制动作，例如通过使用本文所述的流量控制箱。

图17是根据本发明实施例的图1E的示例性语音控制厨房水龙头的透视图。在图17所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12、触摸界面15和界面19。在图17所示的例子这样的一些实施例中，水龙头10不包括水龙头手柄14，因为其可以以其他方式被控制(例如经由语音或触摸命令)。在一些实施例中，界面19和触摸界面15整合中水龙头本体12中。

虽然触摸界面15被显示在图17中且处于水龙头本体12上的一个位置，但这不是限制性的且水龙头10的一个或多个其他部分可以包括一个或多个触摸界面15。在一些实施例中，水龙头本体12可以在触摸界面15的在用户对其推动时能挠曲的位置处具有略薄的壁。水龙头本体12的壁的挠曲可以通过传感器测量，例如图18示出的传感器1800，仅出于举例的目的，其是环形力传感器。传感器可以检测位置以及所施加的力的量。这些位置和力的数据点可以用于电子地控制水流量特征，作为本文公开的电子控制的水龙头10的实施例的任何部分。

具有触摸界面15的水龙头10可以被编程为接收手势和力控制。例如，沿一个方向挥动可改变水温或是否分配经滤波的水，顺时针圆形手势可增加水流量，而逆时针圆形手势可减小水流量，轻触或抓握可分配一定量的水(而更有力的拍打或多次拍打可以分配较大量的水)，任何其他手势可以与任何其他类型的水控制关联。手势可以是经用户编制的(例如用户可以连接软件应用或直接连接水龙头，以定制触摸界面)。

在一些实施例中，传感器1800可以有助于在多个触觉控制之间进行区分。例如，传感器1800的顶部部分可以用于分配经滤波水(例如在传感器的上半部向右挥动，以分配冷的经滤波水，和在传感器的上半部向左挥动，以分配热的经滤波水)，而传感器1800的底部部分可以用于分配未经滤过的水(例如在传感器的上半部向右挥动，以分配未经滤过的冷水，和在传感器的上半部向左挥动，以分配未经滤过的热水)。

在一些实施例中，具有触摸界面15的水龙头10包括反馈，例如视觉反馈(例如经由界面19)或触觉反馈(例如传感器1800可在识别命令之后振动)。虽然触摸界面15是参照图1E示出的水龙头描述的，但是其不是限制性的。触摸界面15可通过具有电子控制的任何水龙头实施。

图18是根据一些实施例的传感器1800的俯视图。传感器1800可以是一个或多个传感器且目的不是要限制为图18所示的环形力传感器。不同传感器可用于触摸界面15。例如，在紧凑应用中可以使用力传感线性电位计，其可同时检测位置和力。传感器1800可以是输入触摸板，例如用于电子签名和字符识别的触摸板。传感器1800还可包括加速度计、陀螺仪或其他类型传感器。在一些实施例中，传感器1800是环形力传感器，其检测位置和力，且其附接到水龙头本体12的内侧。

图19是根据本发明实施例的图1E的示例性水龙头的透视图，其包括悬空触觉反馈。在该实施例中，存在悬空触摸界面，其允许用户通过操作悬空的虚拟对象而不实际接触水龙头来控制水龙头，例如调整温度和流率中的至少一个。虽然虚拟对象是不可见的，但是用户将感觉到触觉反馈，因为用户与悬空触摸界面能互动。在一些情况下，虚拟对象可模仿三维形状，其基于悬空的触觉反馈为用户赋予操作三维对象(例如旋钮、按钮、杆或滑动件)的感觉。通过让用户与悬空界面互动，能减少或缓解水渍、皂液聚集和水龙头上的指纹，同时提供独特的用户体验。

在图19所示的例子中，水龙头10包括水龙头本体12、控制器18、声阵列1910、悬空触摸界面1910a和动作控制器1920。如下文所述的，声阵列1910产生悬空触摸界面1910a，且动作检测器1920检测用户与悬空触摸界面1910a的互动。控制器18配置为基于通过动作检测器1920检测的用户与悬空触摸界面1910a的互动而控制水龙头，例如水流量和/或温度。

声阵列1910形成悬空触摸界面1910a，其中触觉感知和反馈提供给客户，而不需要用户触摸水龙头。在一些实施例中，声阵列1910包括多个超声换能器，例如通过英国Bristol的Ultrahaptics制造的换能器阵列。例如，声阵列1910可使用超声场来产生悬空触摸界面1910a，以形成悬空虚拟对象，其可以是旋钮、按钮、杆、滑动件等，且可用于控制水龙头温度、流率和/或其他动作。声阵列1910可以包含超声换能器，其以不同相位并以各种频率(例如40kHz)脉动，以产生低压点和高压点，由此通过感觉和反馈形成悬空触摸界面1910a。

在一些实施例中，水龙头10可能不包括水龙头手柄14，因为可以以其他方式对其控制(例如经由语音或悬空触摸命令)。虽然声阵列1910在该例子中显示为与水龙头本体分离，但是在一些实施例中，声阵列1910可整合在水龙头本体12中。虽然水龙头在本文描述为语音控制，在一些实施例中，用于水龙头的语音控制是可选的，且代替地，可使用悬空触摸界面1910a控制水龙头。

虽然悬空触摸界面1910a在图19中显示为处于一个位置，但这不是限制性的。在一些实施例中，悬空触摸界面1910a和声阵列1910可以被置于不同位置，和/或可以使用多个阵列和悬空触摸界面。

在一些实施例中，悬空触摸界面1910a的控制是通过具有动作检测器1920的控制器18进行的，例如加利福尼亚旧金山的Leap Motion Inc.制造的那种虚拟现实控制器。在所示的实施例中，动作检测器1920与水龙头本体12整合。如所示的，水龙头本体12限定一开口，动作检测器1920通过该开口检测用户运动。控制器18可以识别手相对于虚拟对象(一个或多个)的位置和取向，并允许悬空手运动，以调整水龙头控制(例如水温度和流率)。虽然出于举例的目的在水龙头本体中显示了动作检测器1920，但是这不是限制性的。取决于环境，动作检测器1920可位于在不同位置。控制器18可以包含处理器，以操作声阵列1910、用于混合和水输送的水阀和传感器1920。

例子

在下文提供本文公开的水龙头的示例性例子。水龙头的实施例可以包括下文所述例子中的任何一个或多个和其任何组合。

例子1。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，水龙头包括水龙头本体和水龙头手柄。惯性运动单元传感器安装在水龙头手柄中，以感测水龙头手柄的空间取向。水龙头包括电子流量控制系统，以调整分配的水的流量和温。水龙头包括控制器，该控制器配置为从惯性运动单元传感器接收信号，并控制电子流量控制系统，以基于水龙头手柄的位置调整分配的水流量和温度。

在例子2中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得惯性运动单元传感器包括陀螺仪、磁力计或加速度计中的至少一个。

在例子3中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得沿水龙头手柄第一轴线的运动范围调整分配的水的流量。

在例子4中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得沿水龙头手柄第二轴线的运动范围调整被分配的水温，其中第一轴线和第二轴线不是共面的。

在例子5中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得电子流量控制系统包括电子阀，其配置为控制分配的水流量，且控制器配置为基于来自惯性运动单元传感器的信号通过电子阀来控制流量。

在例子6中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得用算法编程控制器，该算法配置为解译惯性运动单元传感器的传感器输出，以调整被分配的水流量和温度。

在例子7中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得控制器配置为使用查找表来解译惯性运动单元传感器的传感器输出，以调整被分配的水流量和温度。

在例子8中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为具有流量控制箱，该流量控制箱配置为连接到与水龙头本体流体连通的多个供水入口软管中的至少两个和至少一个出口管。流量控制箱包括电子流量控制系统。

在例子9中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为基本上连续检查来自惯性运动单元传感器的中断，以读取惯性运动单元传感器，以便控制电子流量控制系统以调整水流量和温度。

在例子10中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为基本上连续读取惯性运动单元传感器，以便控制电子流量控制系统以调整水流量和温度。

在例子11中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为具有与控制器电连通的用户可选择部分，从该控制器，对惯性运动单元传感器的读取可在以下之间进行选择：(1)基本上连续检查来自惯性运动单元传感器的中断，以读取惯性运动单元传感器；和(2)基本上连续读取惯性运动单元传感器。

在例子12中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为与控制器电连通的用户可选择部分，从该控制器，惯性运动单元传感器的传感器输出的解译可通过以下方式调整：(1)通过调整算法，该配置为解译惯性运动单元传感器的传感器输出，以调整被分配的水流量和温度；和/或(2)调整查找表的至少一部分，以解译惯性运动单元传感器的传感器输出，以调整分配的水流量和温度。

例子13相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了控制从水龙头分配的水流量和温度的方法。该方法包括提供水龙头，该水龙头包括水龙头本体和水龙头手柄。惯性运动单元传感器测量水龙头手柄的空间取向。控制器从惯性运动单元传感器接收水龙头手柄的空间取向的测量。控制器向电子流量控制系统提供信号，以调整被分配的水流量和温度。基于水龙头手柄的空间取向的测量，电子流量控制系统调整被分配的水流量和温度。

在例子14中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得惯性运动单元传感器包括陀螺仪、磁力计或加速度计中的至少一个。

在例子15中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为调整基于沿水龙头手柄的一个轴线的动作范围调整被分配的水流量。

在例子16中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为基于沿水龙头手柄的一个轴线的动作范围调整被分配的水温。

在例子17中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得电子流量控制系统包括多个伺服马达中的至少两个，以控制被分配的水流量。

在例子18中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为通过使用算法调整被分配的水流量和温度来解译具有控制器的水龙头手柄的空间取向的测量。

在例子19中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为通过使用查找表调整被分配的水流量和温度来解译具有控制器的水龙头手柄的空间取向的测量。

在例子20中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为将多个供水入口软管中的至少两个和与水龙头本体流体连通的出口管中的至少一个连接。流量控制箱包括电子流量控制系统。

在例子21中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为通过控制器对来自惯性运动单元传感器的中断进行连续检查，以便控制电子流量控制系统，以调整水流量和温度。

在例子22中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为通过控制器连续读取惯性运动单元传感器，以便控制电子流量控制系统以调整水流量和温度。

在例子23中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得控制器无线地接收来自惯性运动单元传感器的水龙头手柄的空间取向的测量。

在例子24中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得控制器无线地向电子流量控制系统提供信号，以调整被分配的水流量和温度。

例子25。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了响应于接收语音命令而控制从水龙头分配的水的方法。方法包括提供水龙头，其包括水龙头本体和控制器。方法包括将水龙头通信地连接到计算装置和服务器。方法包括通过计算装置接收语音命令。方法包括从计算装置向服务器发送语音命令。方法包括基于语音命令与经识别语音命令的数据库的比较而通过服务器确定要被水龙头采取的控制动作。方法包括从服务器向水龙头经由计算装置发送控制动作。方法包括通过水龙头执行控制动作。

在例子26中。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得语音命令通过预定语音触发条件启动。

例子27。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了具有水龙头本体的水龙头。水龙头包括电子流量控制系统以调整被分配的水流量。水龙头包括控制器，该控制器配置为从计算装置接收信号并控制电子流量控制系统，以调整被分配的水流量。计算装置进一步包括麦克风和语音识别功能。控制器控制电子流量控制系统，以基于被计算装置接收的语音命令调整被分配的水流量。

例子28。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了具有水龙头本体的水龙头，该水龙头本体具有用于分配水的水路。提供电子阀，其配置为调整通过水路分配的水的温度和/或流率。水龙头包括用于控制电子阀的器件，以响应于对悬空空间中的用户运动的检测而调整通过水路分配的水温度和/或流率。

例子29。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得用于控制电子阀的器件配置为在悬空空间中产生具有触觉反馈的虚拟对象，且其中用于控制电子阀的器件响应于用户与虚拟对象的互动而调整温度和/或流率。

例子30。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得用于控制电子阀的器件配置为使用超声场产生虚拟对象。

例子31。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得用于控制电子阀的器件包括超声换能器阵列。

例子32。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得虚拟对象是三维对象。

例子33。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得虚拟对象旋钮、按钮、杆和/或滑动件的形状。

例子34。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得用于控制电子阀的器件包括动作检测器，且其中水龙头本体限定一开口，动作检测器通过该开口检测与虚拟对象互动的用户运动。

例子35。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了具有水龙头本体的水龙头，该水龙头本体具有用于分配水的水路。水龙头包括用于控制水路中的水流率和/或水温的电子阀。提供超声换能器的阵列，其配置为产生超声场，该超声场限定悬空虚拟对象，该悬空虚拟对象可被用户感知并操作。提供动作检测器，其配置为检测对虚拟对象进行操作的用户运动。水龙头包括控制器，该控制器配置为基于对操作虚拟对象的用户运动进行传感的动作检测器。

例子36。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得虚拟对象包括三维对象。

例子37。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得三维对象是旋钮、按钮、杆和/或滑动件。

例子38。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得超声换能器的阵列配置为响应于用户对虚拟对象的操作而改变超声场。

例子39。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得超声换能器的阵列配置为响应于通过用户操作造成的虚拟对象的直线运动而改变超声场，以调整虚拟对象的直线定位。

例子40。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得超声换能器的阵列配置为响应于通过用户操作造成的虚拟对象的旋转运动而改变超声场，以调整虚拟对象的旋转定位。

例子41。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得，控制器配置为基于虚拟对象直线定位的调整而控制电子阀，以调整流率或温度中的一个。

例子42。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得，控制器配置为基于虚拟对象旋转定位的调整而控制电子阀，以调整流率或温度中的另一个。

例子43。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了控制水龙头的方法。方法包括提供电子水龙头的步骤，该电子水龙头具有用于分配水的水路且包括配置为调整被分配的水温度和/或流率的电子阀。通过超声换能器的阵列产生超声场，该超声场限定悬空虚拟对象，其可被用户感知并操作。通过动作检测器检测操作虚拟对象的用户运动。方法包括通过电子控制器控制电子阀的步骤，以响应于操作虚拟对象的用户运动来调整被分配的水温度和/或流率。

例子44。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得虚拟对象包括三维对象。

例子45。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得三维对象是旋钮、按钮、杆和/或滑动件。

例子46。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得超声换能器的阵列配置为，在虚拟对象被用户操作时调整超声场以对虚拟对象进行位置调整。

例子47。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步配置为使得超声场配置为针对虚拟对象的用户操作提供触觉反馈。

例子48。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，公开了水龙头。水龙头包括水龙头本体，该水龙头本体包括用于分配水的水路和感测位置和力中的至少一个的触摸界面。水龙头包括电子流量控制系统，以调整分配的水的流量和温。水龙头包括控制器，其配置为从触摸界面接收信号并控制电子流量控制系统，以基于被触摸界面感测的位置或力调整被分配的水流量和温度。

例子49。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，触摸界面与水龙头本体整合。

例子50。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，水龙头进一步包括手柄。

例子48。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，触摸界面包括环传感器，以在触摸界面检测位置和力中的至少一个。

例子50。相结合或独立地，本文公开的任何例子中，触摸界面包括视觉反馈和触觉反馈中的至少一个。

例子51。相结合或独立地，本文公开的任何例子进一步包括用于控制电子流量控制系统的器件，以响应于对悬空空间中用户运动的检测而调整通过水路分配的水温度和流率中的至少一个。用于控制电子流量控制系统的器件配置为在悬空空间中产生具有触觉反馈的虚拟对象。用于控制电子流量控制系统的器件响应于用户与虚拟对象的互动来调整温度和流率中的至少一个。

例子52。在本文公开任何例子本身或组合中，用于控制电子流量控制系统的器件配置为使用超声场产生虚拟对象。

例子53。在本文公开任何例子本身或组合中，用于控制电子流量控制系统的器件包括动作检测器。水龙头本体限定开口，动作检测器通过该开口检测与虚拟对象互动的用户运动。

如上所述的各种实施例仅通过例子提供且不应被理解为是对所附权利要求的限制。本领域技术人员将能容易地理解不遵从本文所述和所示的示例性实施例和应用而做出的各种修改和改变，且这不脱离权利要求的实际精神和范围。

Claims (28)

1.一种水龙头，包括：

水龙头本体，包括用于分配水的水路；

电子阀，配置为调整通过水路分配的水的温度和流率中的至少一个；和

用于控制电子阀的器件，以响应于对悬空空间中的用户运动的检测来调整通过水路分配的水的温度和流率中的至少一个；其中用于控制电子阀的器件配置为在悬空空间中产生具有触觉反馈的虚拟对象。

2.如权利要求1所述的水龙头，其中用于控制电子阀的器件响应于用户与虚拟对象的互动而调整温度和流率中的至少一个。

3.如权利要求2所述的水龙头，其中用于控制电子阀的器件配置为使用超声场来产生虚拟对象。

4.如权利要求3所述的水龙头，其中用于控制电子阀的器件包括超声换能器的阵列。

5.如权利要求2所述的水龙头，其中虚拟对象是三维对象。

6.如权利要求5所述的水龙头，其中虚拟对象包括旋钮、按钮、杆、和滑动件的形状中的至少一个。

7.如权利要求2所述的水龙头，其中用于控制电子阀的器件包括动作检测器，且其中水龙头本体限定一开口，动作检测器通过该开口检测与虚拟对象互动的用户运动。

8.一种水龙头，包括：

水龙头本体，包括用于分配水的水路；

电子阀，用于控制水路中的水温度和流率中的至少一个；

超声换能器的阵列，配置为产生超声场，该超声场限定可被用户感知并操作的悬空虚拟对象；

动作检测器，配置为检测操作虚拟对象的用户运动；和

控制器，配置为基于动作检测器对操作虚拟对象的用户运动的传感来控制电子阀。

9.如权利要求8所述的水龙头，其中虚拟对象包括三维对象。

10.如权利要求9所述的水龙头，其中三维对象是旋钮、按钮、杆和滑动件中的至少一个的形状。

11.如权利要求8所述的水龙头，其中超声换能器的阵列配置为响应于用户对虚拟对象的操作而改变超声场。

12.如权利要求11所述的水龙头，其中超声换能器的阵列配置为响应于通过用户操作造成的虚拟对象的直线运动而改变超声场，以调整虚拟对象的直线定位。

13.如权利要求12所述的水龙头，其中超声换能器的阵列配置为响应于通过用户操作造成的虚拟对象的旋转运动而改变超声场，以调整虚拟对象的旋转定位。

14.如权利要求13所述的水龙头，其中控制器配置为基于虚拟对象直线定位的调整而控制电子阀，以调整流率或温度中的一个。

15.如权利要求14所述的水龙头，其中控制器配置为基于虚拟对象的旋转定位的调整来控制电子阀，以调整流率或温度中的另一个。

16.一种控制水龙头的方法，该方法包括的步骤是：

提供电子水龙头，其具有用于分配水的水路并包括电子阀，该电子阀配置为调整被分配的水温度和流率中的至少一个；通过超声换能器的阵列产生超声场，该超声场限定悬空的虚拟对象，该虚拟对象可被用户感知并操作；

通过动作检测器检测对虚拟对象进行操作的用户运动；和

通过电子控制器响应于对虚拟对象进行操作的用户运动而控制电子阀，以调整被分配的水温度和流率中的至少一个。

17.如权利要求16所述的方法，其中虚拟对象包括三维对象。

18.如权利要求17所述的方法，其中三维对象是旋钮、按钮、杆和滑动件中的至少一个的形状。

19.如权利要求18所述的方法，其中超声换能器的阵列配置为在虚拟对象被用户操作时调整超声场，以对虚拟对象进行位置调整。

20.如权利要求16所述的方法，其中超声场配置为针对虚拟对象的用户操作提供触觉反馈。

21.一种水龙头，包括：

水龙头本体，包括用于分配水的水路；

触摸界面，感测位置和力中的至少一个；

电子流量控制系统，调整被分配的水流量和温度；

控制器，配置为从触摸界面接收信号并控制电子流量控制系统，以基于被触摸界面感测的位置或力调整被分配的水流量和温度；和

用于控制电子流量控制系统的器件，以响应于悬空空间中用户运动的检测而调整通过水路分配的水温度和流率中的至少一个，其中用于控制电子流量控制系统的器件配置为在悬空空间中产生具有触觉反馈的虚拟对象。

22.如权利要求21所述的水龙头，其中触摸界面与水龙头本体整合。

23.如权利要求21所述的水龙头，其中水龙头进一步包括手柄。

24.如权利要求21所述的水龙头，其中触摸界面包括环传感器，以检测触摸界面处的位置或力。

25.如权利要求21所述的水龙头，其中触摸界面包括视觉反馈和触觉反馈中的至少一个。

26.如权利要求21所述的水龙头，其中用于控制电子流量控制系统的器件响应于用户与虚拟对象的互动而调整温度和流率中的至少一个。

27.如权利要求25所述的水龙头，其中用于控制电子流量控制系统的器件配置为使用超声场来产生虚拟对象。

28.如权利要求25所述的水龙头，其中用于控制电子流量控制系统的器件包括动作检测器，且其中水龙头本体限定一开口，动作检测器通过该开口检测与虚拟对象互动的用户运动。

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