CN111839304A - 一种全方位自动淋浴装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位自动淋浴装置机器控制方法，其中，淋浴装置包括感应洗浴椅、罩形淋浴花洒和主控制器；感应洗浴椅的椅面从上到下依次设有上防水层、缓冲层、感应层、电极层、底层和下防水层；罩形淋浴花洒上分成若干个出水区域；主控制器接收柔性压力传感器阵列的压力电信号后发送给信息处理和控制模块；信息处理和控制模块将接收到的压力电信号转换为数字信号后检测用户的坐姿类别，然后根据用户坐姿类别给罩形淋浴花洒上的出水阀门选择模块发送控制指令；出水阀门选择模块用于根据信息处理和控制模块的控制指令对分区域出水控制阀门进行控制。本发明的装置，使行动不便人士在淋浴时能享受更方便的全方位淋浴。

Description

一种全方位自动淋浴装置及其控制方法

技术领域

本发明属于淋浴设备技术领域，尤其是涉及一种全方位自动淋浴装置及其控制方法。

背景技术

花洒淋浴是大多数人们在淋浴时会选择的方式，目前普通的淋浴装置，已经能实现通过总开关完成水流在多种淋浴花洒之间的切换，或者通过对手持花洒的升降调节、方向调节，来适应淋浴者的不同淋浴需求。

但这些淋浴功能或模式的转变，大多要通过手动来实现。也就是说，需要淋浴者在洗浴的途中，停止现有的动作，去调整开关、高度或方向，以及在几秒的等待后开始新的淋浴过程。这不仅会使年轻群体在淋浴过程中消耗更多的耐心，而这对于老年群体来说，操作的难懂性、行动不便和体力不支都加大了这种普通淋浴方式的安全隐患。

再加上对于腿脚有缺陷的老年人或残疾人在湿滑的淋浴间让他们独立完成站着淋浴的过程已经是件困难的事情，虽然当前国内有很多针对辅助老年人或残障人士洗浴的方法。

如公开号为CN101254077A的中国专利文献公开了一种残疾人专用淋浴房，在普通淋浴房的基础上，将活动花洒设计为手摇升降；将顶喷花洒改为分散喷和集中喷双功能，并由转换水阀直接进行功能控制；镜子为手摇调整倒下角度，还可以调整左右旋转；增加了加强型活动扶手，加强型活动扶手有支架，能够承受重压，扶手能够多角度撑开及合拢，并且能够根据人体高低和所需不同进行高低位调节。

公开号为CN204132860U的中国专利文献公开了一种老年人淋浴椅，淋浴椅上设有能检测淋浴水的温度的温度传感器，温度传感器与防水显示器相连接，淋浴椅上还设有红外线感应器，花洒上设有能控制水流通道通断的电磁阀，电磁阀与控制电路板相连接且控制电路板能根据红外线感应器的信号控制电磁阀工作。

然而上述这些淋浴设备都存在实用性不强、自动化程度不高等问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种全方位自动淋浴装置及其控制方法，使行动不便人士在淋浴时能享受更方便高效以及全方位淋浴。

一种全方位自动淋浴装置，包括感应洗浴椅、罩形淋浴花洒和主控制器；

所述的感应洗浴椅包括支撑柱和椅面，所述的椅面从上到下依次设有上防水层、缓冲层、感应层、电极层、底层和下防水层；其中，感应层上固定有柔性压力传感器阵列，电极层用于选通柔性压力传感器阵列，柔性压力传感器阵列产生的压力电信号实时传输给主控制器；

所述的罩形淋浴花洒包括外壳、水流导管、分区域出水控制阀门和分区域出水孔；所述的分区域出水孔，将整个罩形花洒表面分成若干个区域，所述的分区域出水控制阀门根据主控制器的信号控制不同区域的出水；

所述的主控制器包括压力传感器阵列模块、电源模块、存储模块、信息处理和控制模块和出水阀门选择模块；

所述的压力传感器阵列模块用于接收柔性压力传感器阵列的压力电信号，并进行放大过滤后发送给信息处理和控制模块；

所述信息处理和控制模块用于将接收到的压力电信号转换为数字信号后放入存储模块，并根据数字信号检测用户的坐姿类别，然后根据用户坐姿类别给出水阀门选择模块发送控制指令；

出水阀门选择模块用于根据信息处理和控制模块的控制指令对分区域出水控制阀门进行控制。

本发明的淋浴装置，可以让淋浴者(尤其是行动不便的淋浴者)坐着就能自动控制淋浴的出水方向，以减少淋浴过程中手动对淋浴装置的调整而带来的不便和滑倒的风险。

优选地，所述的分区域出水孔将整个罩形花洒表面分成五个区域，分为前部、后部、左部、右部和中部。

相对应的，所述用户的坐姿类别分为偏前、偏后、偏左、偏右和正中。

优选地，所述的主控制器还包括计时模块和启动/休眠模块，所述的计时模块用于计算持续接收到或未接收到压力电信号的时间，并实时传输给信息处理和控制模块；所述的启动/休眠模块用于控制整个控制器的启动与休眠。

所述的启动/休眠模块根据计时模块所统计的持续接收到或未接收到压力电信号的时间来控制整个主控制器的启动与休眠；当信息处理和控制模块持续接收到压力电信号的时间达到10秒以上，主控制器启动；当持续未接收到压力电信号的时间达到10秒以上，主控制器休眠。

本发明还提供了一种全方位自动淋浴装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)接通电源模块，当淋浴者坐在感应洗浴椅上，洗浴椅的压力传感器阵列的电极接通，将所有传感器接收到的电信号在压力传感器阵列模块中放大过滤，进一步传到信息处理和控制模块，此时启动计时模块，在一定且微小的时间间隔内循环采集压力电信号；

(2)信息处理和控制模块在持续10秒内都能接收到压力电信号，则视为淋浴者已经准备好洗浴状态，主控制器整体启动，关闭休眠状态；

(3)信息处理和控制模块将循环采集的压力电信号转换为数字信号，将数字信号放入存储模块，并对实时的坐姿压力数字信号进行特征的分类，根据用户的坐姿类别给出水阀门选择模块发送控制指令；

(4)出水阀门选择模块启动，根据接收到的控制指令打开相应坐姿类别的阀门；

(5)当淋浴者离开感应淋浴椅时，压力传感器阵列收到的电信号消失，出水阀门全部关闭，而计时模块还在运行，当信息处理和控制模块检测到10秒内都未接收到压力传感器阵列的电信号，则视为淋浴结束，进入系统休眠状态。

步骤(4)中，用户的坐姿类别为偏前时，信息处理和控制模块给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开后部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏后时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开前部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏左时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开右部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏右时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开左部区域的出水孔；用户的坐姿类别为正中时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开中部区域的出水孔。

步骤(5)中，休眠状态下，不再进行压力传感器电信号的循环采集和分析控制，而是等待下一次压力传感器电极的接通，主动接收到压力电信号超过10秒，主控制器才会再次完全启动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的淋浴装置，可根据人的坐姿自动调节出水方向，可以减少淋浴过程中手动对淋浴装置的调整而带来的不便和滑倒的风险，特别适用于老年人或者残疾人。

本发明的淋浴装置，通过感应洗浴椅、罩形淋浴花洒和主控制器的配合，可以根据坐姿自动调节出水方向，同时，通过设置计时模块和启动/休眠模块，可根据计时模块所统计的持续接收到或未接收到压力电信号的时间来控制整个主控制器的启动与休眠，可减少不必要的电力消耗，更节能。

附图说明

图1为本发明实施例中全方位自动淋浴装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中椅面的结构示意图；

图3为本发明实施例中罩形淋浴花洒的正视图；

图4为本发明实施例中主控制器的模块原理图；

图5为本发明实施例中全方位自动淋浴装置的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种全方位自动淋浴装置，包括感应洗浴椅1、罩形淋浴花洒2和主控制器3。

感应洗浴椅1的结构包括椅面和支撑柱，其中椅面结构从上往下包括：上防水层11、缓冲层12、感应层13、电极层14、底层15和下防水层16。

其中，上防水层11和下防水层16用于阻挡椅内结构被水打湿影响正常运转；缓冲层12用于适当缓冲来自人体的压力并防止感应层13受外界的影响因素过多；感应层13用于固定柔性压力传感器阵列；电极层14用于选通压力传感器阵列；底层15用于减少电极与外界影响，起到保护作用。

感应层13上的柔性压力传感器阵列，相互之间保持一定的间距，平均分布于整个洗浴椅表面。当有人坐着洗浴时，把每个传感器所受压力的大小和转化为电信号，电信号再加上传感器相应位置信息可转化出压力分布图像上对应位置的矩阵色块，矩阵色块的颜色深度会随着压力的增大而增大，通过总体的压力分布图便得到了淋浴者此时的坐立状态，并通过和前一状态(或默认状态)的比较来判断其动作的变化。

罩形淋浴花洒2，其结构包括外壳、水流导管、分区域出水控制阀门和分区域出水孔。其中分区域出水孔将整个罩形花洒表面分成几大区域。如图3所示，本实施例中，罩形淋浴花洒2的表面分为前部、后部、左部、右部和中部五大区域，优选的分区域出水控制阀门也分别对应这五大区域，以用于对应淋浴者不同清洗姿势。

如图4所示，主控制器3包括以下几大模块：压力传感器阵列模块(由感应洗浴椅输入)、电源模块、计时模块、存储模块、信息处理和控制模块、启动/休眠模块和出水阀门选择模块(输出到罩形淋浴花洒)。电源模块用于给主控制器的其他各个模块供电。

如图5所示，本发明全方位自动淋浴装置的控制方法如下：

电源接通时，当淋浴者坐在感应洗浴椅上，洗浴椅的压力传感器阵列电极接通，将所有传感器接收到的电信号在所述的压力传感器阵列模块中放大过滤，进一步的传到所述的信息处理和控制模块，此时启动计时模块，在一定且微小的时间间隔内循环采集压力电信号。

当信息处理和控制模块在持续10秒内都能接收到压力电信号，则视为淋浴者已经准备好洗浴状态，主控制器3整体启动，关闭休眠状态。

信息处理和控制模块将循环采集的压力电信号转换为数字信号，并将数字信号放入存储模块；

信息处理和控制模块对实时的坐姿压力数字信号进行特征的分类，优选的可分为“偏左”、“偏右”、“偏前”、“偏后”和“正中”。

出水阀门选择模块启动，通过坐姿压力特征的判断，打开相应坐姿类别的阀门，如当检测到淋浴者坐姿“偏左”时，出水阀门选择模式1，也就是罩形花洒右区域的出水口打开，其它区域的出水口关闭，此时淋浴者身子的右侧就能得到更全面的清洗，而当检测到淋浴者坐姿“正中”时，出水阀门选择模式0，也就是罩形花洒正中央区域的出水口打开，其它区域的出水口关闭，此时水流垂直淋下。其它模式同理。

当淋浴者离开感应淋浴椅时，压力传感器阵列收到的电信号消失，出水阀门全部关闭，而计时模块还在运行，当信息处理和控制模块检测到10秒内都未接收到压力传感器阵列的电信号，则视为淋浴结束，装置进入系统休眠状态，也就是系统不再进行压力传感器电信号的循环采集和分析控制，而是等待下一次压力传感器电极的接通，主动接收到压力电信号超过10秒，系统才会再次完全启动，这样便使装置减少不必要的电力消耗。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全方位自动淋浴装置，其特征在于，包括感应洗浴椅、罩形淋浴花洒和主控制器；

所述的感应洗浴椅包括支撑柱和椅面，所述的椅面从上到下依次设有上防水层、缓冲层、感应层、电极层、底层和下防水层；其中，感应层上固定有柔性压力传感器阵列，电极层用于选通柔性压力传感器阵列，柔性压力传感器阵列产生的压力电信号实时传输给主控制器；

所述的罩形淋浴花洒包括外壳、水流导管、分区域出水控制阀门和分区域出水孔；所述的分区域出水孔，将整个罩形花洒表面分成若干个区域，所述的分区域出水控制阀门根据主控制器的信号控制不同区域的出水；

所述的主控制器包括压力传感器阵列模块、电源模块、存储模块、信息处理和控制模块和出水阀门选择模块；

所述的压力传感器阵列模块用于接收柔性压力传感器阵列的压力电信号，并进行放大过滤后发送给信息处理和控制模块；

所述信息处理和控制模块用于将接收到的压力电信号转换为数字信号后放入存储模块，并根据数字信号检测用户的坐姿类别，然后根据用户坐姿类别给出水阀门选择模块发送控制指令；

出水阀门选择模块用于根据信息处理和控制模块的控制指令对分区域出水控制阀门进行控制。

2.根据权利要求1所述的全方位自动淋浴装置，其特征在于，所述的分区域出水孔将整个罩形花洒表面分成五个区域，分为前部、后部、左部、右部和中部。

3.根据权利要求2所述的全方位自动淋浴装置，其特征在于，所述用户的坐姿类别分为偏前、偏后、偏左、偏右和正中。

4.根据权利要求1所述的全方位自动淋浴装置，其特征在于，所述的主控制器还包括计时模块和启动/休眠模块，所述的计时模块用于计算持续接收到或未接收到压力电信号的时间，并实时传输给信息处理和控制模块；所述的启动/休眠模块用于控制整个控制器的启动与休眠。

5.根据权利要求4所述的全方位自动淋浴装置，其特征在于，所述的启动/休眠模块根据计时模块所统计的持续接收到或未接收到压力电信号的时间来控制整个主控制器的启动与休眠；当信息处理和控制模块持续接收到压力电信号的时间达到10秒以上，主控制器启动；当持续未接收到压力电信号的时间达到10秒以上，主控制器休眠。

6.根据权利要求1～5所述的全方位自动淋浴装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接通电源模块，当淋浴者坐在感应洗浴椅上，洗浴椅的压力传感器阵列的电极接通，将所有传感器接收到的电信号在压力传感器阵列模块中放大过滤，进一步传到信息处理和控制模块，此时启动计时模块，在一定且微小的时间间隔内循环采集压力电信号；

(2)信息处理和控制模块在持续10秒内都能接收到压力电信号，则视为淋浴者已经准备好洗浴状态，主控制器整体启动，关闭休眠状态；

(3)信息处理和控制模块将循环采集的压力电信号转换为数字信号，将数字信号放入存储模块，并对实时的坐姿压力数字信号进行特征的分类，根据用户的坐姿类别给出水阀门选择模块发送控制指令；

(4)出水阀门选择模块启动，根据接收到的控制指令打开相应坐姿类别的阀门；

(5)当淋浴者离开感应淋浴椅时，压力传感器阵列收到的电信号消失，出水阀门全部关闭，而计时模块还在运行，当信息处理和控制模块检测到10秒内都未接收到压力传感器阵列的电信号，则视为淋浴结束，进入系统休眠状态。

7.根据权利要求6所述的全方位自动淋浴装置的控制方法，其特征在于，步骤(4)中，用户的坐姿类别为偏前时，信息处理和控制模块给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开后部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏后时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开前部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏左时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开右部区域的出水孔；用户的坐姿类别为偏右时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开左部区域的出水孔；用户的坐姿类别为正中时，给出水阀门选择模块发送控制指令，只打开中部区域的出水孔。

8.根据权利要求6所述的全方位自动淋浴装置的控制方法，其特征在于，步骤(5)中，休眠状态下，不再进行压力传感器电信号的循环采集和分析控制，而是等待下一次压力传感器电极的接通，主动接收到压力电信号超过10秒，主控制器才会再次完全启动。

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