CN115104909A - 一种流水线式智能饮水机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流水线式智能饮水机，包括饮水机主体结构、滑动结构、环形底座结构；所述饮水机主体结构包括顶座模块、支撑顶座模块的支撑模块，滑动结构设置于顶座模块底部，环形底座结构设置于滑动结构下方；滑动结构包括滑轨、滑台；滑轨设置于支撑模块的一侧，滑台一侧开设有与滑轨相适配的滑槽，滑台通过滑槽在滑轨上滑动以调节滑台与环形底座结构之间的距离；滑台另一侧设有出水模块、感应模块；出水模块用于调节出水口的大小；感应模块用于检测水杯的容量；环形底座结构包括环形流水带、设置于环形流水带上的数个卡盘，卡盘用于夹紧水杯，环形流水线带动卡盘转动，以使卡盘带动水杯移动至与感应模块、出水模块相对应的位置。

Description

一种流水线式智能饮水机及其控制方法

技术领域

本发明涉及饮水机技术领域，尤其涉及一种流水线式智能饮水机及其控制方法。

背景技术

学校、大型工厂、医院等人流密集的场所一般会设置若干台饮水机，供人们接水饮用，人们所用水杯往往五花八门，这种做法主要存在问题：(1)人多时需排队，效率不高；(2)有的饮水机出水时较散(出水散的原因较多，包括出水口结构、水压等因素)，有被开水溅到的风险，且现有饮水机出水口大小固定、不可调，如果学生的接水容器口径过小，无法接水，如强行接水，手有被开水烫伤的风险；(3)接水时需目测进水容量，手动停止，不便精确控制接水量，智能程度不高，也不利于节水(想喝多少接多少)。

针对上述技术问题，本发明提供一种流水线式智能饮水机及其控制方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种流水线式智能饮水机及其控制方法。

本发明基于传感器检测、无线通讯、驱动控制等技术手段，提供了一种流水线式智能饮水机，可有效解决上述问题，达到如下技术效果：(1)流水线式作业，提高接水效率；(2)对于任意水杯，可灵活按所需水量灌装，且不会搞错；(3)基于智能控制，饮水机出水口大小可调，灵活适配水杯杯口口径，还可以有效防溅，保证安全。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种流水线式智能饮水机，包括饮水机主体结构、滑动结构、环形底座结构；所述饮水机主体结构包括顶座模块、支撑顶座模块的支撑模块，滑动结构设置于顶座模块底部，环形底座结构设置于滑动结构下方；

滑动结构包括滑轨、滑台；滑轨设置于支撑模块的一侧，滑台一侧开设有与滑轨相适配的滑槽，滑台通过滑槽在滑轨上滑动以调节滑台与环形底座结构之间的距离；滑台另一侧设有出水模块、感应模块；出水模块用于调节出水口的大小；感应模块用于检测水杯的容量；

环形底座结构包括环形流水带、设置于环形流水带上的数个卡盘，卡盘用于夹紧水杯，环形流水线带动卡盘转动，以使卡盘带动水杯移动至与感应模块、出水模块相对应的位置。

进一步的，所述滑块为L型结构，出水模块包括出水口、第一调节单元、第二调节单元，出水口设置于L型滑块底部的另一端位置，第一调节单元设置于出水口下方，第二调节单元设置于第一调节单元下方，出水口的直径大于第一调节单元出水的直径，第一调节单元出水的直径大于第二调节单元出水的直径。

进一步的，所述第一调节单元包括第一伸缩电机、第一伸缩部、第一出水口；

第一伸缩部与第一出水口连接，第一伸缩电机的伸缩杆与第一伸缩部连接，以使第一伸缩电机的伸缩杆带动第一伸缩部、第一出水口移动；第一出水口的顶部直径与出水口的直径相同，第一出水口的底部直径小于第一出水口的顶部直径。

进一步的，所述第二调节单元包括第二伸缩电机、第二伸缩部、第二出水口；

第二伸缩部与第二出水口连接，第二伸缩电机的伸缩杆与第二伸缩部连接，以使第二伸缩电机的伸缩杆带动第二伸缩部、第二出水口移动；第二出水口的顶部直径与第一出水口的底部直径相同，第二出水口的底部直径小于第二出水口的顶部直径。

进一步的，所述滑动结构还包括软管；软管的一端与顶座模块底部连接，软管的另一端与滑台顶部连接，且软管的另一端与出水模块连通，以使水经过软管从出水模块流出。

进一步的，所述感应模块设置于L型滑块底部的一端位置，感应模块包括口径检测传感器阵列、深度传感器；

口径检测传感器阵列，用于检测水杯的口径；

深度传感器，用于检测水杯的深度。

进一步的，所述支撑模块靠近底部的位置设有第一限位传感器、第二限位传感器、读头，第一限位传感器设置于支撑模块靠近底部的一端，第二限位传感器设置于支撑模块靠近底部的另一端，读头设置于第一限位传感器下方；

第一限位传感器，用于读取卡盘的信号；

第二限位传感器，用于读取卡盘的信号；

读头，用于读取到卡盘的身份信息。

进一步的，所述卡盘包括夹爪、滑槽、夹紧传感器、水杯感应器、控制按钮、容量选择触摸键、卡盘身份码；

滑槽设置于卡盘顶部，夹爪底部设有与滑槽相对应的滑块，以使夹爪通过滑块在滑槽内运动；夹紧传感器设置于夹爪上，用于检测夹爪是否夹紧水杯；水杯感应器设置于夹爪合围而成的区域中心，用于感应是否有水杯置于底座上；控制按钮、容量选择触摸键设置于卡盘一侧，卡盘身份码设置于卡盘另一侧。

进一步的，所述顶座模块一侧设有触摸屏，用于显示操作提示。

相应的，还提供一种流水线式智能饮水机的控制方法，包括：

S1.饮水机主体结构内的处理器监测卡盘的信号，并判断是否接收到水杯存在且已选定容量的信号，若否，则继续执行步骤S1；若接收到至少一个水杯存在且已选定容量的信号，则执行步骤S2；其中，接收到至少一个水杯存在且已选定容量的信号包括卡盘ID、卡盘编号、卡盘身份码、选定的接水容量信息；

S2.饮水机主体结构内的处理器记录接收到的所有水杯存在且已选定容量信号的卡盘，生成灌装集合，并命令所有卡盘上的夹爪沿着滑槽向水杯方向移动，并判断是否接收到夹紧传感器感知的水杯夹紧信号，若否，则继续执行步骤S2；若是，则夹爪停止移动，并记录夹爪的运动行程，得到水杯的半径；

S3.饮水机主体结构内的处理器判断灌装集合内是否存在第一卡盘，若存在，则执行步骤S5；若不存在，则执行步骤S4；其中第一卡盘为预先与滑台下方位置相对应的卡盘；

S4.饮水机主体结构内的处理器筛选出按逆时针方向与第一卡盘相邻的卡盘，提取当前卡盘的ID，并向环形流水带发送开始运动的指令，当第一限位传感器感知到卡盘的信号，且读头读取到的卡盘ID与提取的卡盘ID一致时，环形流水带停止运动；

S5.饮水机主体结构内的处理器命令滑动结构向下运动，并记录向下运动的行程，当滑动结构移动至目标位置后，口径检测传感器阵列检测水杯的口径，深度传感器检测水杯的深度，并计算水杯容积；

S6.饮水机主体结构内的处理器命令滑动结构上升至初始位置，并根据检测到的水杯口径调节出水模块出水口的大小，同时饮水机主体结构内的处理器向环形流水带发送开始运动的指令，当第二限位传感器感知到卡盘的信号时，环形流水带停止运动；

S7.饮水机主体结构内的处理器根据检测到的水杯深度再次控制滑动结构下降一定距离，并命令电磁阀打开，开始灌装，饮水机主体结构内的流量计实时计量出水量，当出水量达到用户所需的容量时，关闭电磁阀，灌装结束，并使滑动结构上升至初始位置；

S8.饮水机主体结构内的处理器判断是否接收到当前卡盘上的是被取走的信号，若否，则执行步骤S9；若是，则判断灌装集合中是否存在需要灌装的下一个卡盘，若否，则执行S10，若是，则重新执行步骤S4；

S9.饮水机主体结构内的处理器通过触摸屏进行提示，并执行步骤S10；

S10.饮水机主体结构内的处理器向卡盘发送命令，使卡盘上的夹爪沿着滑槽运动到初始位置。

与现有技术相比，本发明基于传感器检测、无线通讯、驱动控制等技术手段，提供的一种流水线式智能饮水机具有以下有益效果：

(1)流水线式作业，提高接水效率；

(2)对于任意水杯，可灵活按所需水量灌装，且不会搞错；

(3)基于智能控制，饮水机出水口大小可调，灵活适配水杯杯口口径，还可以有效防溅，保证安全。

附图说明

图1是实施例一提供的一种智能安全饮水机一种流水线式智能饮水机结构图；

图2是实施例一提供的顶座模块示意图；

图3是实施例一提供的滑动结构示意图；

图4是实施例一提供的滑动结构示意图；

图5是实施例一提供的出水模块示意图；

图6是实施例一提供的出水模块示意图；

图7是实施例一提供的卡盘示意图；

图8是实施例一提供的卡盘示意图；

图9是实施例一提供的测量杯口大小/形状、深度主视图；

图10是实施例一提供的测量杯口大小/形状、深度立体图；

图11是实施例一提供的以第三出水口灌装主视图；

图12是实施例一提供的以第三出水口灌装立体图；

图13是实施例一提供的以第二出水口灌装主视图；

图14是实施例一提供的以第二出水口灌装立体图；

其中，1.饮水机主体结构；11.顶座模块；111.触摸屏；12.支撑模块；2.滑动结构；21.滑轨；22.滑台；221.第一滑台；222.第二滑台；23.软管；24.出水模块；241.出水口；242.第一调节单元；2421.第一伸缩电机；2422.第一伸缩部；2423.第一出水口；243.第二调节单元；2431.第二伸缩电机；2432.第二伸缩部；2433.第二出水口；25.感应模块；251.口径检测传感器阵列；252.深度传感器；26.第一限位传感器；27.第二限位传感器；28.读头；3.环形底座结构；31.环形流水带；32.卡盘；321.夹爪；322.滑槽；323.夹紧传感器；324.水杯感应器；325.控制按钮；326.容量选择触摸键；327.卡盘身份码。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种智能安全饮水机一种流水线式智能饮水机及其控制方法。

实施例一

本实施例提供的一种流水线式智能饮水机，如图1-8所示，包括饮水机主体结构1、滑动结构2、环形底座结构3。

饮水机主体1包括顶座模块11、支撑模块12，支撑模块12的顶部与顶座模块11底部的一侧固定连接，且饮水机主体1内设有第一电源、第一处理器、第一无线通讯模块、触摸屏、流量计(计量出水量)、电磁阀(控制第一出水口开、闭)、水压传感器(设置于出水口附近，用于测量出水水压)、读头、第一出水口励磁线圈、口径检测传感器阵列、深度传感器(比如红外测距传感器)、滑台驱动电路、第一限位传感器、第二限位传感器(比如均选用红外反射式传感器)、伸缩驱动电路、励磁线圈等；第一处理器用于处理与饮水机相关的所有信息；也就是说饮水机主体1内设有饮水机基础的器件，在此本实施例不做赘述。

顶座模块11上设有与外部桶装水相对应的开口，以便于外部桶装水置于该开口处为饮水机主体提供水。

顶座模块11一侧为触摸屏111，该触摸屏111用于显示处理过程中的相关操作信息，且还可通过声光等方式提醒。

支撑结构12上还连接有电源线，用于与外部电源连接。

滑动结构2包括滑轨21、滑台22、软管23。

滑轨21的顶部与顶座模块11的底部固定连接，滑轨21的一侧面与支撑模块12的一侧面固定连接，滑轨21的长度可根据实际情况设定；滑台22与滑轨21相对应的一侧面设有与滑轨21相适配的滑槽，以使滑台22通过滑槽在滑轨21上做上下运动，进而调节滑台22与环形底座结构3上水杯之间的距离。

软管23的一端与顶座模块11底部连接，该软管与饮水机本体内部的出水单元连接，软管23的另一端与滑台22顶部连接，且软管23的另一端与出水口连通，以使水经过软管从出水口流出。

滑台22为L型结构，包括第一滑台221、第二滑台222；第一滑台221底部与第二滑台222顶部固定连接，第一滑台221的长度大于第二滑台222的长度，且第一滑台221的大小与顶座模块11齐平。

滑台22的另一侧设有出水模块24、感应模块25。

出水模块24包括出水口241、第一调节单元242、第二调节单元243；出水口241设置于第一滑台底部远离滑轨21的一侧一端；第二滑台222另一侧一端开设有凹槽，以使第一调节单元242、第二调节单元243设置于该凹槽内，且第二调节单元243设置于第一调节单元下方。需要说明的是，第一调节单元242、第二调节单元243的位置与出水口241相对应，以使通过第一调节单元242、第二调节单元243调节出水口241出水的大小。出水口241的直径大于第一调节单元242出水的直径，第一调节单元242出水的直径大于第二调节单元243出水的直径。

第一调节单元242包括第一伸缩电机2421、第一伸缩部2422、第一出水口2423。

第一出水口2423为漏斗结构，第一出水口2423与第一伸缩部2422连接，第一伸缩电机2421的伸缩杆与第一伸缩部2422连接，以使第一伸缩电机2421的伸缩杆带动第一伸缩部2422、第一出水口2423移动。

初始状态下，第一伸缩电机2421、第一伸缩部2422、第一出水口2423置于第二滑块222的凹槽内；当需要调节出水口241的大小时，第一伸缩电机2421带动第一伸缩部2422、第一出水口2423向前移动，以使第一出水口2423的顶部与出水口241接触。

第一出水口2423的顶部直径与出水口241的直径相同，第一出水口2423的底部直径小于第一出水口2423的顶部直径。

第二调节单元243包括第二伸缩电机2431、第二伸缩部2432、第二出水口2433。

第二出水口2433为漏斗结构，第二出水口2433与第二伸缩部2432连接，第二伸缩电机2431的伸缩杆与第二伸缩部2432连接，以使第二伸缩电机2431的伸缩杆带动第二伸缩部2432、第二出水口2433移动。

初始状态下，第二伸缩电机2431、第二伸缩部2432、第二出水口2433置于第二滑块222的凹槽内；当需要调节出水口241的大小时，第二伸缩电机2431带动第二伸缩部2432、第二出水口2433向前移动，以使第二出水口2433的顶部与第一出水口2423底部接触。

第二出水口2433的顶部直径与第一出水口2423底部的直径相同，第二出水口2433的底部直径小于第二出水口2433的顶部直径。

需要说明的是，出水口241、第一出水口2423、第二出水口2433为同心圆。

当需要调节出水口的大小时，若检测到的口径需要采用出水口241出水时，则第一调节单元242、第二调节单元243不运动，置于凹槽内即可；当需要采用第一调节单元242出水时，使第一出水口2423向前运动即可。当需要采用第二调节单元243出水时，使第一出水口2423、第二出水口2433向前运动即可。

在本实施例中，为确保贴合密封效果，可在出水口241周边、第一出水口2423上上圆环和上圆环、第二出水口2433上圆环分别设置励磁线圈，并相应控制励磁电压极性，基于“异性相吸”原理，确保完全贴合。比如，当需要按第一调节单元242出水时，若在出水口241周边励磁线圈施加正向电压(得到N极性)，则第一出水口2423上圆环励磁线圈施加反向电压(得到S极性)。

感应模块25设置于第一滑台221底部远离滑轨21的一侧另一端，与出水口241在同一平面上，但是分别位于该平面的两端。

感应模块25包括口径检测传感器阵列251、深度传感器252。

口径检测传感器阵列251为在第一滑台221另一端的每一行、每一列设置等间距设置微型传感器单体，整体布置成正方形，用于检测水杯的口径。口径检测传感器阵列251比如微型敏感轻触开关(自然状态与被压下状态输出电信号不同，比如分别为0、1)，或微型光电传感器(自然状态与被遮住状态输出电信号不同，比如分别为0、1)。当阵列足够密时，当滑台22往下运动，第一滑台221另一端压到(或与杯口非接触式达到设定距离时)水杯口时，可通过读取阵列信号，测出杯口的形状、大小。

深度传感器252设置于口径检测传感器阵列251的中心，用于检测水杯的深度。

支撑模块12靠近底部一侧表面设有第一限位传感器26、第二限位传感器27、读头28。

第一限位传感器26与第二限位传感器27在同一水平面，且分别置于支撑模块12靠近底部的两端，读头28设置于第一限位传感器26的下方；第一限位传感器26、第二限位传感器27、读头28的具体位置要与环形底座结构3的位置相对应。

第一限位传感器26、第二限位传感器27均用于感应环形底座结构3的信号；读头28用于读取环形底座结构3的身份信息。

第一限位传感器、第二限位传感器的间距小于环形底座结构3上相邻两个卡盘中心点之间的间距(确保任意时刻两个传感器最多读到一个信号)。

环形底座结构3为环形结构，该环形底座结构3上设有环形流水带31、设置于环形流水带31上的数个卡盘32。

环形流水带31可以为环形的传送带，进而带动置于传送带上的卡盘32转动。

环形流水带31包括第三电源、第三处理器、第三无线通讯模块、流水线驱动电路等，第三处理器用于处理与卡盘相关的所有信息；第三处理器与第一处理器、第二处理器通信。

每个卡盘32均为类圆柱结构，每个卡盘32等间距的布设于环形流水带31；本实施例有8个卡盘32，分别为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8，但不限于此。

每个卡盘32包括第二电源(充电池及其配套的充放电控制电路)、第二处理器、第二无线通讯模块、夹爪驱动电路、水杯感知器(比如用压力传感器)，夹紧感知器(比如用压力传感器)、控制按钮、容量选择触摸键等等；第二处理器用于处理与卡盘相关的所有信息，并与饮水机本体中的第一处理器通信。

每个卡盘32包括夹爪321、滑槽322、夹紧传感器323、水杯感应器324、控制按钮325、容量选择触摸键326、卡盘身份码327。

滑槽322设有3个，相互间呈120°设置，以使3个滑槽322合围形成三角形区域；水杯感应器324设置于滑槽322的三角形区域的中心，用于感应是否有水杯置于卡盘32上以及水杯的重量变化；夹爪321设有3个，每个夹爪321底部设有与每个滑槽322相对应的滑块，以使夹爪321通过滑块在滑槽322内运动，夹爪321可以通过电机驱动运动；在每个夹爪321上均设有夹紧传感器323，夹紧传感器323用于检测夹爪321是否夹紧水杯。

卡盘32顶部一侧设有倒角，容量选择触摸键326设置于倒角上，容量选择触摸键326包括1/4杯、1/3杯、1/2杯、2/3杯、3/4杯等等；控制按钮325设置于倒角顶部，用于当用户选定了容量后，通过控制按钮325开启；卡盘身份码327设置于卡盘32的另一侧，且卡盘身份码327设置于倒角的正对面，该卡盘身份码327比如二维码标签。

卡盘身份码237，用于使读头28读取该身份码以使饮水机本体的第一处理器得到当前卡盘的身份信息，进而进行后续判断。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

(1)流水线式作业，提高接水效率；

(2)对于任意水杯，可灵活按所需水量灌装，且不会搞错；

(3)基于智能控制，饮水机出水口大小可调，灵活适配水杯杯口口径，还可以有效防溅，保证安全。

实施例二

本实施例提供一种流水线式智能饮水机的控制方法，该方法基于实施例一的一种流水线式智能饮水机。

如图9-14所示，控制方法包括：

S0.初始状态下，第一卡盘a1的中心正对深度传感器的中心(第一限位传感器与深度传感器在竖直方向的投影处于同一条竖直线上，即第一限位传感器可感知到第一卡盘a1；类似的，第二限位传感器与出水口中心点在竖直方向的投影处于同一条竖直线上)。饮水机本体上的读头能读取到当前第一卡盘的身份信息为a1，滑台处于最高位置。夹爪处于最外围位置。8个卡盘上都未放入水杯。电磁阀关闭。第一调节单元、第二调节单元缩进，相关励磁线圈不通电。触摸屏显示操作提示(不操作接水容量触摸键，则默认满杯)，等待用户操作。

S1.第一处理器周期性的监测8个卡盘的信号，即第一处理器周期性的对第二处理器发送“水杯就位且接水容量选定”的询问信号，然后等待应答，若第一处理器没有接收到应答，则继续执行步骤S1；若第一处理器接收到第二处理器发送的至少一个水杯存在且已选定容量的应答信号，则表示至少有一个卡盘“水杯就位且接水容量选定”，并执行步骤S2；其中，应答信号包括卡盘ID、卡盘编号、卡盘身份码、选定的接水容量信息。

在本实施例中，卡盘中的第二处理器对“水杯就位且接水容量选定”的判定具体为：水杯感知器感知到水杯，且用户触摸了具体的容量选择触摸键(若未触摸则默认满杯)，并按了控制按钮。则卡盘控中的第二处理器发送应答信号给饮水机主体结构的第一处理器。

用户操作控制按钮时，卡盘的第二处理器会将卡盘身份信息(唯一的卡盘编号)、用户选定的接水量信息，打包发送给第一处理器。初始位置为第一卡盘a1正对深度传感器，第一处理器通过读头知道此时第一限位传感器感知到的是第一卡盘a1，且已接收到每个卡盘发送过来的卡盘身份及关联的接水量信息。同理，流水线运动时，通过第一限位传感器，可知当前有卡盘运动到位，再通过读头，可获取其身份，这样双重保障，确保能明确获知当前到位的卡盘身份。

S2.第一处理器记录接收到第二处理器发送的所有水杯存在且已选定容量信号的卡盘，生成灌装集合，并向卡盘的第二处理器发出夹紧命令，使所有卡盘中的第二处理器命令夹爪沿着滑槽向水杯方向移动，然后第一处理器等待应答，第一处理器判断是否接收到第二处理器发送的夹紧传感器感知的水杯夹紧应答信号，若否，则继续执行步骤S2；若是，则夹爪停止移动，并记录夹爪的运动行程，得到水杯的半径R。

S3.第一处理器判断灌装集合内是否存在第一卡盘a1，若存在，则执行步骤S5；若不存在，则执行步骤S4。

S4.第一处理器筛选出按逆时针方向与第一卡盘a1相邻的卡盘，提取第二处理器发送的当前卡盘的ID，并向第三处理器发送开始运动的指令，第三处理器使环形流水带顺时针转动后，当第一限位传感器感知到当前卡盘的信号(当第一限位传感器在竖直方向上的投影落到水杯b2在竖直方向上的中轴线上时，表明水杯运动到位，即杯口对准深度传感器)，且读头读取到的当前卡盘ID与提取的卡盘ID一致时(表明与第一卡盘a1最相邻的卡盘运动到位)，第一处理器向第三处理器发送停止运动的指令，使环形流水带停止运动，当第一处理器收到第三处理器应答的已停止信号后，执行步骤S5。

S5.第一处理器命令滑块向下运动，并记录向下运动的行程D，当滑块移动至目标位置后，口径检测传感器阵列检测水杯的口径C，深度传感器检测水杯的深度H，并计算水杯容积V，进而形成选定的接水容量(几分之一杯)、水杯容积以及与当前卡盘ID的关联，然后执行步骤S6。

本实施例中根据用户选定的接水量，结合已知的水杯半径R，以及水杯深度H，可计算出满杯的容量(假设为圆柱体，则满杯容量V等于π*R²*H，虽然严格讲起来，这个V不等于内容积，因为测不出水杯壁厚，但第一处理器中按略小于V当作满杯)，形成选定的接水容量(几分之一杯)、水杯容量以及卡盘ID的关联集合。

S6.第一处理器命令滑动结构上升至初始位置，为灌装做好准备，即将出水口口径调整为合适的大小以及控制出水距离；具体为：第一处理器向第三处理器发送灌装准备的信号，以使环形流水带顺时针转动，当第二限位传感器感知到当前卡盘的信号时(此时当前卡盘上的水杯的中心对准出水口圆心)，第一处理器向第三处理器发送停止运动的信号，以使环形流水带停止转动；当第一处理器收到第三处理器发送的已停止信号后，第一处理器向出水模块发送命令，出水模块根据水杯口径调节出水口的大小，比如需要按照第二出水口出水，进而控制第一调节单元、第二调节单元伸出，形成第二出水口的出水状态。同时，根据水杯高度(测量水杯深度时，记录滑台的运动距离D，可得水杯高度)，以及已知的第一出水口、第二出水口(漏斗状结构)自身高度，按照防溅的安全要求(根据水压传感器测得的水压大小，以及当前的出水口大小、以及其与杯口的垂直距离，确保安全防溅)，控制滑台下降相应的距离(下不下降，下降多少，根据防溅要求而定)，为灌装做好准备，然后执行S7。

S7.当第一处理器根据检测到的水杯深度再次控制滑动结构下降一定距离后，命令电磁阀打开，开始灌装，饮水机主体结构内的流量计实时计量出水量，当出水量达到用户所需的容量时，关闭电磁阀，灌装结束，刷新灌装集合(删除当前卡盘ID及其关联信息)，并使滑块上升至初始位置，第一调节单元、第二调借单元缩进。

S8.第一处理器向第二处理器发送“水杯是否被取走”的询问信号，然后等待应答，若收到第二处理器发送的应答信号，则执行步骤S9；若没有收到第二处理器发送的应答信号，则判断灌装集合中是否还存在需要灌装的下一个卡盘，若否，执行S10；若是，则重新执行S4；

灌装顺序为顺时针方向，即先给第一卡盘a1上的水杯灌装，然后a2、a3…a8(卡盘上有水杯才灌装，否则自动跳过)。初始状态时，位于深度传感器正下方的第一卡盘为a1，a1上的水杯首先被灌装。

S9.定时器开始记录水杯未被取走的时长，如该时长达到上限值，则在触摸屏上发出有关声光提示(哪个卡盘上的已灌装好的水杯一直没人来取走等等，一旦被取走，则清除该信息)，然后执行步骤S10。

水杯感应器可通过重力(压力)变化，来识别出水杯是灌装后的还是空的。

S10.第一处理器向第二处理器、第三处理器发送归位的命令，使第二处理器命令卡盘上的夹爪沿着滑槽运动到初始位置，使第三处理器命令环形流水带转动回到初始位置。

第三处理器接收到“归位”命令后：环形流水带顺时针运动，当读头及第一限位传感器判断到第一卡盘a1的中心重新正对深度传感器的中心时，停止运动，发送应答信号给第一处理器。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

(1)流水线式作业，提高接水效率；

(2)对于任意水杯，可灵活按所需水量灌装，且不会搞错；

(3)基于智能控制，饮水机出水口大小可调，灵活适配水杯杯口口径，还可以有效防溅，保证安全。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种流水线式智能饮水机，其特征在于，包括饮水机主体结构、滑动结构、环形底座结构；所述饮水机主体结构包括顶座模块、支撑顶座模块的支撑模块，滑动结构设置于顶座模块底部，环形底座结构设置于滑动结构下方；

滑动结构包括滑轨、滑台；滑轨设置于支撑模块的一侧，滑台一侧开设有与滑轨相适配的滑槽，滑台通过滑槽在滑轨上滑动以调节滑台与环形底座结构之间的距离；滑台另一侧设有出水模块、感应模块；出水模块用于调节出水口的大小；感应模块用于检测水杯的容量；

环形底座结构包括环形流水带、设置于环形流水带上的数个卡盘，卡盘用于夹紧水杯，环形流水线带动卡盘转动，以使卡盘带动水杯移动至与感应模块、出水模块相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述滑块为L型结构，出水模块包括出水口、第一调节单元、第二调节单元，出水口设置于L型滑块底部的另一端位置，第一调节单元设置于出水口下方，第二调节单元设置于第一调节单元下方，出水口的直径大于第一调节单元出水的直径，第一调节单元出水的直径大于第二调节单元出水的直径。

3.根据权利要求1所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述第一调节单元包括第一伸缩电机、第一伸缩部、第一出水口；

第一伸缩部与第一出水口连接，第一伸缩电机的伸缩杆与第一伸缩部连接，以使第一伸缩电机的伸缩杆带动第一伸缩部、第一出水口移动；第一出水口的顶部直径与出水口的直径相同，第一出水口的底部直径小于第一出水口的顶部直径。

4.根据权利要求3所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述第二调节单元包括第二伸缩电机、第二伸缩部、第二出水口；

第二伸缩部与第二出水口连接，第二伸缩电机的伸缩杆与第二伸缩部连接，以使第二伸缩电机的伸缩杆带动第二伸缩部、第二出水口移动；第二出水口的顶部直径与第一出水口的底部直径相同，第二出水口的底部直径小于第二出水口的顶部直径。

5.根据权利要求4所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述滑动结构还包括软管；软管的一端与顶座模块底部连接，软管的另一端与滑台顶部连接，且软管的另一端与出水模块连通，以使水经过软管从出水模块流出。

6.根据权利要求2所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述感应模块设置于L型滑块底部的一端位置，感应模块包括口径检测传感器阵列、深度传感器；

口径检测传感器阵列，用于检测水杯的口径；

深度传感器，用于检测水杯的深度。

7.根据权利要求1所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述支撑模块靠近底部的位置设有第一限位传感器、第二限位传感器、读头，第一限位传感器设置于支撑模块靠近底部的一端，第二限位传感器设置于支撑模块靠近底部的另一端，读头设置于第一限位传感器下方；

第一限位传感器，用于读取卡盘的信号；

第二限位传感器，用于读取卡盘的信号；

读头，用于读取到卡盘的身份信息。

8.根据权利要求7所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述卡盘包括夹爪、滑槽、夹紧传感器、水杯感应器、控制按钮、容量选择触摸键、卡盘身份码；

滑槽设置于卡盘顶部，夹爪底部设有与滑槽相对应的滑块，以使夹爪通过滑块在滑槽内运动；夹紧传感器设置于夹爪上，用于检测夹爪是否夹紧水杯；水杯感应器设置于夹爪合围而成的区域中心，用于感应是否有水杯置于底座上；控制按钮、容量选择触摸键设置于卡盘一侧，卡盘身份码设置于卡盘另一侧。

9.根据权利要求1所述的一种流水线式智能饮水机，其特征在于，所述顶座模块一侧设有触摸屏，用于显示操作提示。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的一种流水线式智能饮水机的控制方法，其特征在于，包括：

S1.饮水机主体结构内的处理器监测卡盘的信号，并判断是否接收到水杯存在且已选定容量的信号，若否，则继续执行步骤S1；若接收到至少一个水杯存在且已选定容量的信号，则执行步骤S2；其中，接收到至少一个水杯存在且已选定容量的信号包括卡盘ID、卡盘编号、卡盘身份码、选定的接水容量信息；

S2.饮水机主体结构内的处理器记录接收到的所有水杯存在且已选定容量信号的卡盘，生成灌装集合，并命令所有卡盘上的夹爪沿着滑槽向水杯方向移动，并判断是否接收到夹紧传感器感知的水杯夹紧信号，若否，则继续执行步骤S2；若是，则夹爪停止移动，并记录夹爪的运动行程，得到水杯的半径；

S3.饮水机主体结构内的处理器判断灌装集合内是否存在第一卡盘，若存在，则执行步骤S5；若不存在，则执行步骤S4；其中第一卡盘为预先与滑台下方位置相对应的卡盘；

S4.饮水机主体结构内的处理器筛选出按逆时针方向与第一卡盘相邻的卡盘，提取当前卡盘的ID，并向环形流水带发送开始运动的指令，当第一限位传感器感知到卡盘的信号，且读头读取到的卡盘ID与提取的卡盘ID一致时，环形流水带停止运动；

S5.饮水机主体结构内的处理器命令滑动结构向下运动，并记录向下运动的行程，当滑动结构移动至目标位置后，口径检测传感器阵列检测水杯的口径，深度传感器检测水杯的深度，并计算水杯容积；

S6.饮水机主体结构内的处理器命令滑动结构上升至初始位置，并根据检测到的水杯口径调节出水模块出水口的大小，同时饮水机主体结构内的处理器向环形流水带发送开始运动的指令，当第二限位传感器感知到卡盘的信号时，环形流水带停止运动；

S7.饮水机主体结构内的处理器根据检测到的水杯深度再次控制滑动结构下降一定距离，并命令电磁阀打开，开始灌装，饮水机主体结构内的流量计实时计量出水量，当出水量达到用户所需的容量时，关闭电磁阀，灌装结束，并使滑动结构上升至初始位置；

S8.饮水机主体结构内的处理器判断是否接收到当前卡盘上的是被取走的信号，若否，则执行步骤S9；若是，则判断灌装集合中是否存在需要灌装的下一个卡盘，若否，则执行S10，若是，则重新执行步骤S4；

S9.饮水机主体结构内的处理器通过触摸屏进行提示，并执行步骤S10；

S10.饮水机主体结构内的处理器向卡盘发送命令，使卡盘上的夹爪沿着滑槽运动到初始位置。

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