CN115264153B - 电子水龙头以及用于其的连接器组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电子水龙头以及用于其的连接器组件。该电子水龙头包括本体、电容式传感器、控制器和电容式灵敏度调节装置，该电容式灵敏度调节装置可操作地联接到控制器以改变电容式传感器的输出信号的幅度。

Description

电子水龙头以及用于其的连接器组件

技术领域

本披露内容总体上涉及一种电子水龙头、并且更具体地涉及一种包括用户定义的灵敏度控制的电容式感应水龙头和一种包括电容式灵敏度控制的电子水龙头。

背景技术

用于控制流体流动的电子水龙头在本领域中是已知的。一些电子水龙头包括接近度传感器(诸如有源红外(IR)接近度检测器或电容式接近度传感器)以控制水龙头的操作。这种接近度传感器典型地用于检测位于水龙头附近的用户的手，并且响应于检测到用户的手而自动地开始流体流动通过水龙头。其他电子水龙头可以使用触摸传感器来控制水龙头。这种触摸传感器可以包括位于水龙头的喷管上或手柄上以便控制水龙头的操作的电容式触摸传感器或其他类型的触摸传感器。电子水龙头还可以包括单独的触摸传感器和接近度传感器。

在电容式感应水龙头中，电容式传感器与水龙头本体之间的连接可能安装不一致。例如，电容式感应水龙头通常包括将水龙头的安装柄连接到控制器的连接夹。这种连接夹可能过于坚硬，使安装者难以组装。更具体地，安装者可以将连接夹折弯变形以使其更易于连接。这样的效果是会减少连接夹与安装柄的接触，从而导致水龙头不一致的性能。

传统的电容式感应水龙头也可能具有异常高的电容输出信号。典型地在安装于不导电水槽台板(例如，厚复合水槽台板与薄金属水槽台板)上的较大水龙头上发现这种现象。这种高电容输出信号会显著降低水龙头的性能。

这样，需要一种连接方法，其更容易执行、改善与安装柄的接触并为某些安装应用提供减小电容输出信号的手段。

发明内容

根据本披露内容的说明性实施例，一种电子水龙头包括：水龙头本体，该水龙头本体具有流体通路；可电动操作阀，该可电动操作阀联接到流体通路；以及控制器，该控制器可操作地联接到可电动操作阀以用于控制流体流动通过流体通路。电容式传感器电联接到控制器，其中，控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自电容式传感器的输出信号。该输入至少包括当用户触摸水龙头本体的一部分时或当用户的手位于水龙头本体的那部分附近的检测区中时。电容式灵敏度调节装置可操作地联接到控制器，以响应于来自用户的输入改变输出信号的幅度。

根据本披露内容的另一个说明性实施例，一种电子水龙头包括：水龙头本体，该水龙头本体具有安装柄和流体通路；可电动操作阀，该可电动操作阀联接到流体通路；以及控制器，该控制器可操作地联接到可电动操作阀以用于控制流体流动通过流体通路。电容式传感器电联接到控制器，其中，控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自电容式传感器的输出信号。该输入至少包括当用户触摸水龙头本体的一部分时或当用户的手位于水龙头本体的那部分附近的检测区域中时。电容式灵敏度调节装置可操作地联接到控制器，以响应于来自用户的输入改变输出信号的幅度。电容式灵敏度调节装置包括电极，该电极通过控制线可操作地联接到安装柄和电容式传感器。电极包括：固位器；主触头，该主触头由固位器支撑并与安装柄电接触；以及副触头，该副触头相对于主触头间隔开地由固位器支撑，使得在主触头和副触头之间限定间隙，副触头电容式联接到主触头。

根据本披露内容的进一步的说明性实施例，一种连接器组件包括：固位器；主触头，该主触头包括主连接凸片并由固位器支撑；以及副触头，该副触头包括副连接凸片并相对于主触头径向间隔开地由固位器支撑，使得在主触头和副触头之间限定间隙，副触头电容式联接到主触头。固位器包括上支撑件、与该上支撑件间隔开的下支撑件、以及多个槽，该多个槽形成在该下支撑件内以接纳主触头的主连接凸片和副触头的副连接凸片。

通过考虑以下对例示了目前认为执行本发明的最佳模式的说明性实施例进行的详细描述，本发明的附加特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

附图说明

附图的详细描述具体针对所附的附图，在附图中：

图1是安装到水槽台板上的电子水龙头的立体图，其中控制盒被支撑在水槽台板下方；

图2A是根据图1的说明性电子水龙头的框图；

图2B是根据图1的另一个说明性电子水龙头的框图；

图2C是根据图1的另一说明性电子水龙头的框图；

图3是安装到安装柄的说明性连接器组件的立体图；

图4是图3的说明性连接器组件的仰视平面视图，其中水龙头安装柄以虚线示出；

图5是图3的连接器组件的分解立体图；

图6是图3的连接器组件的固位器的立体图；

图7是沿图3的线7-7截取的截面视图；以及

图8是另一说明性电容式灵敏度调节装置的立体图。

具体实施方式

出于促进对本披露内容原理的理解的目的，现在将参照附图中展示的实施例，这些实施例将在本文中进行描述。本文所披露的实施例并非旨在穷举或将本发明限制于所披露的精确形式。相反，选择这些实施例并且对其加以描述来使其传授内容可以为本领域的其他技术人员所用。因此，并不旨在对要求保护的发明的范围进行限制。本发明包括对本发明所属领域的技术人员通常会想到的所展示的设备和所描述的方法的任何改变和进一步的修改、以及对本发明的原理的进一步应用。

首先参考图1和图2A，说明性水龙头10被示出为由常规支撑件(比如，支架或水槽台板12)支撑在水盆或水槽14上方。说明性电子水龙头10包括水龙头上部本体，该水龙头上部本体具有输送喷管16，该输送喷管由联接到水槽台板12的座(hub)18支撑。输送喷管16支撑出水口20以用于将水分配到水槽盆14中。出水口20可以由支撑在拉出式杆或喷头22内的常规曝气器限定，该拉出式杆或喷头可移除地联接到输送喷管16的出口端。输送喷管16说明性地由导电材料形成，比如压铸锌或镀铬聚合物。

手动阀26说明性地由输送喷管16支撑，并且流体联接到热水源30和冷水源32。热水源30和冷水源32可以由常规水阀挡块限定(图1)。更具体地，柔性热水入口管34将热水源30流体联接到手动阀26，并且柔性冷水入口管36将冷水源32流体联接到手动阀26。在说明性实施例中，可电动操作阀40与手动阀26流体串联，并位于该手动阀的下游。可电动操作阀40说明性地是控制单元42的一部分。柔性连接管44说明性地将手动阀26流体联接到可电动操作阀40。柔性出口管46可以限定将可电动操作阀40流体联接到出水口20的流体通路。柔性出口管46可以可滑动地接纳在座18和输送喷管16内，以允许从输送喷管16的出口端移除喷头22。管34、36、44和46可以由聚合物形成，说明性地为交联聚乙烯(PEX)。

水龙头下部本体包括外螺纹安装柄48，该外螺纹安装柄说明性地从水龙头座18向下延伸并与其电通信。安装柄48由导电材料形成，说明性地为金属，比如铝或黄铜。安装螺母50与安装柄48螺纹联接，并构造成将水龙头10固定到水槽台板12。说明性地，电容式传感器52通过安装柄48电联接到座18和输送喷管16。电极(说明性地为连接器组件54)与安装柄48电接触。说明性地，控制线56将连接器组件54电联接到形成控制单元42的一部分的控制器58。

可电动操作阀40与控制器58电通信。控制器58说明性地包括与存储器62通信的处理器60，以用于处理来自电容式传感器52的输出信号。电力供应器64(比如电池)与处理器60电通信。控制单元42(包括可电动操作阀40、电容式传感器52、控制器60、存储器62和电力供应器64)可以接纳在控制壳体66(图1)内。用户界面(比如控制开关68)说明性地由控制壳体66支撑并且与处理器60电通信(图1和图2B)。

控制器58被配置成响应于来自用户的输入监测来自电容式传感器52的输出信号。这种输入可以由用户触摸或接近水龙头上部本体来定义。例如，当用户触摸输送喷管16或座18时和/或当用户的手位于输送喷管16或座18附近的检测区域中时，电容式传感器52产生输出信号。

绝缘体基座74说明性地定位在水龙头座18和水槽台板12中间。绝缘体基座74说明性地由电绝缘材料(比如，聚合物)形成，并且可以支撑指示器灯76。指示器灯76说明性地与控制器58电通信，并且可以提供例如水龙头状态(例如，开/关、低电量等)或供应到出口20的水的参数(例如，指示温度的颜色、指示流率的强度等)的指示。

参考图3至图6，连接器组件54限定了说明性的电容式灵敏度调节装置，该装置可操作地联接到控制器58以调节来自电容式传感器52的输出信号的幅度。连接器组件54说明性地包括固位器82和电容式联接件84，该电容式联接件由主要或主触头86和辅助或副触头88限定，该辅助或副触头与主触头86被环形间隙90隔开。固位器82说明性地由电绝缘材料形成，比如模制聚合物。触头86和88说明性地由导电材料形成，比如冲压金属，说明性地为铜。

参考图3至图5和图7，主触头86说明性地包括主体92和从主体92侧向偏移的向下延伸的主连接凸片94。副触头88说明性地包括主体96和从主体96侧向偏移的向下延伸的副连接凸片98。主触头86的主体92和副触头88的主体96彼此径向被间隙90间隔开，以限定电容式联接件84。更具体地，环形间隙90被定位在主触头86的朝外表面99和副触头88的朝内表面101的中间。绝缘涂层100说明性地由副触头88的主体96支撑。绝缘涂层100说明性地由电绝缘材料形成，比如环氧树脂。

如图5和图6所示，说明性的固位器82包括上支撑件102和下支撑件104，这些支撑件限定了开口105，该开口用于接纳安装柄48。在说明性实施例中，固位器82的尺寸被确定成联接到外径为大约0.725英寸的安装柄48。多个竖直臂106在上支撑件102和下支撑件104之间延伸。径向向外延伸的突起或支撑件108和112包括槽110和114，以用于分别接纳主触头86的连接凸片94和副触头88的连接凸片98。

更具体地，主触头86的连接凸片94穿过固位器82中的槽110组装，使得连接凸片94从下支撑件104的突起108下方突出。副触头88的连接凸片98穿过固位器82中的槽114组装，使得连接凸片98在下支撑件104的突起112下方突出到与主触头86的连接凸片94不同的水平。

图4是安装柄48插入开口105内时连接器组件54的仰视图。固位器82的尺寸被确定成确保喷管柄48的接触而不是固位器82的接触。电容式传感器52和控制器58通过控制线56(典型地通过常规接收器或插座连接器(未示出))交替地电联接到主接触凸片94或副接触凸片98。更具体地，当连接到控制线56时，主接触凸片94定义高电容输出信号设置，而副接触凸片98定义低电容输出信号设置。这将允许为大多数安装提供良好表现的水龙头10。当控制线56电联接到主连接凸片94时，控制器58定义高电容式灵敏度模式。当控制线56电联接到副连接凸片98时，控制器58定义低电容式灵敏度模式。在说明性实施例中，响应于相同输入(例如，当用户触摸输送喷管16或座18的一部分时，或者当用户的手位于输送喷管16或座18附近的检测区域中时)，来自电容式传感器52的低电容式灵敏度模式的输出信号是来自电容式传感器52的高电容式感应模式的输出信号的大约60％。

如上所述，副触头88电容式联接到主触头86以限定电容式联接件84。电容式联接件84的特性取决于连接器86和88的几何形状和布置。更具体地，电容式联接件84的强度取决于主触头86和副触头88的相对的表面99和101的重叠表面积以及间隙90的宽度(即，表面99和101之间的距离)。在说明性实施例中，重叠表面积为大约0.43平方英寸。基于两个连接器86和88的几何形状，两个连接器86和88的相对的表面99和101之间的间隙90说明性地为0.003英寸。副触头88的连接凸片98被突起112、以及触头88的主体96的环氧树脂涂层100屏蔽。连接凸片98被涂层100屏蔽，因为它可能需要电连接到控制器58的电子器件。

副触头88的绝缘涂层100说明性地提供两种功能。绝缘涂层100为电容式联接件84限定适当的间隙90，并保护副触头88的其余部分免受水滴的影响。如果副触头88的朝内表面101未被涂覆，则水滴可能遮蔽主触头86和副触头88，从而抵消电容式联接效应。

参考图3至图5，主触头86和副触头88说明性地从上方组装到固位器82。主触头86包括被接纳在固位器82中的凹部120和122内的耳部116和118。主触头86的连接凸片94也穿过固位器82的配合槽110。主触头86的相对端说明性地包括分别由固位器132和134固定的突出部或唇部128和130。更具体地，唇部128和130分别容纳在固位器82的凹部136和138内。

副触头88接纳在凹部124内，而连接凸片98接纳在固位器82的配合槽114内。小倒钩(未示出)可以形成在凸片94和98上，以用作连接器组件54的固位器。固位器82将副触头88保持为接近主触头86，从而形成电容器(即，电容式联接件84)，在某些应用中(例如，安装在厚复合水槽台板上)，该电容器可以用于减少到座18和输送喷管16的信号。

连接器组件54的一个说明性功能是容易地连接到喷管柄48，同时保持与喷管柄48的良好电接触。将连接器组件54通过开口105压到柄48上，组件54将连接到喷管柄48。主触头86说明性地被热处理成具有弹性韧度，该韧度将起作用以夹到喷管柄48上并且将在接触区域126处接触柄表面(图4)。固位器82用来将组件保持在一起，而不是作为夹子本身。

连接器组件54的另一个功能是向信号强度特别高的安装提供减小的信号。过高的信号强度会对水龙头10的性能产生负面影响。如上所述，这典型地是安装在厚复合(非导电)水槽台板上的较大水龙头的情况。因为副触头88电容式联接到主触头86并且不与其直接接触，作为用户输入(当用户触摸输送喷管16或座18时，或者当用户的手位于输送喷管16或座18附近的检测区域时)的结果，电容式传感器52传输减小的电容输出信号，从而提高水龙头10的性能。

主触头86和副触头88的重叠接触表面99和101的表面积以及它们之间的间隙90必须适当地确定尺寸。例如，触头86和88的两个表面99和101尺寸相同，并保持间距0.040英寸(这是注塑成型的典型壁厚)，通过副触头88提供的电容信号典型地不足以提供功能正常的水龙头10。连接器组件54的尺寸、两个触头86和88之间的间隙90中的重叠表面99和101的表面积必须适当地确定尺寸，改变一个特征将需要改变另一个特征。

参考图1和图2B，另一说明性实施例水龙头10'包括电容式灵敏度调节装置，该电容式灵敏度调节装置由包括至少两个位置的用户可操作控制开关68限定。当控制开关68处于第一位置时，由控制器58定义高电容式灵敏度模式，而当控制开关68处于第二位置时，由控制器58定义低电容式灵敏度模式。

根据图2C和图8中所示的另一说明性实施例水龙头10”，电容式灵敏度调节装置由与电阻器156串联电联接的电极154限定。电极154说明性地包括夹子，该夹子包括在第一端处与电阻器156的快速连接器158、以及在第二端处的相对的臂160和162。当电阻器156与电极154断开联接时，由控制器58定义高电容式灵敏度模式，而当电阻器156与电极154电串联地联接时，由控制器58定义低电容式灵敏度模式。

虽然已经参考某些优选实施例详细描述了本发明，但是如所附权利要求中所描述和限定的变化和修改存在于本发明的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种电子水龙头，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包含流体通路；

可电动操作阀，所述可电动操作阀联接到所述流体通路；

控制器，所述控制器可操作地联接到所述可电动操作阀以用于控制流体流动通过所述流体通路；

电容式传感器，所述电容式传感器电联接到所述控制器；

其中，所述控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自所述电容式传感器的输出信号，所述输入至少包括当用户触摸所述水龙头本体的一部分时或当用户的手位于所述水龙头本体的那部分附近的检测区域中时；以及

用户可操作的电容式灵敏度调节装置，所述电容式灵敏度调节装置可操作地联接到所述控制器，以响应于来自所述用户的输入来改变所述输出信号的幅度，

其中，所述电容式灵敏度调节装置包括固位器、主触头和副触头，所述主触头由所述固位器支撑，所述副触头由所述固位器支撑并相对于所述主触头间隔开以在所述主触头和所述副触头之间限定间隙，所述副触头电容式联接到所述主触头，

其中，所述副触头相对于所述主触头是可移动的，以调整所述副触头和所述主触头之间的间隙或重叠表面积中的至少一个。

2.如权利要求1所述的电子水龙头，进一步包括：

控制线，所述控制线电联接到所述控制器；

其中，所述水龙头本体包括安装柄；并且

其中，所述电容式灵敏度调节装置包括通过所述控制线可操作地联接到所述安装柄和所述电容式传感器的电极，所述电极包括所述固位器、所述主触头以及所述副触头，所述主触头与所述安装柄电接触。

3.如权利要求2所述的电子水龙头，其中：

所述主触头包括主连接凸片；

所述副触头包括副连接凸片；

当所述控制线联接到所述主连接凸片时，由所述控制器定义高电容式灵敏度模式；以及

当所述控制线联接到所述副连接凸片时，由所述控制器定义低电容式灵敏度模式。

4.如权利要求3所述的电子水龙头，其中，所述副触头在面向所述主触头的外表面上包括电绝缘涂层。

5.一种电子水龙头，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包含流体通路；

可电动操作阀，所述可电动操作阀联接到所述流体通路；

控制器，所述控制器可操作地联接到所述可电动操作阀以用于控制流体流动通过所述流体通路；

电容式传感器，所述电容式传感器电联接到所述控制器；

其中，所述控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自所述电容式传感器的输出信号，所述输入至少包括当用户触摸所述水龙头本体的一部分时或当用户的手位于所述水龙头本体的那部分附近的检测区域中时；

电容式灵敏度调节装置，所述电容式灵敏度调节装置可操作地联接到所述控制器；以及

其中，所述电容式灵敏度调节装置包括用户可操作开关，所述开关包括至少两个位置，当所述开关处于第一位置时，由所述控制器定义高电容式灵敏度模式；当所述开关处于第二位置时，由所述控制器定义低电容式灵敏度模式。

6.一种电子水龙头，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包含流体通路和安装柄；

可电动操作阀，所述可电动操作阀联接到所述流体通路；

控制器，所述控制器可操作地联接到所述可电动操作阀以用于控制流体流动通过所述流体通路；

电容式传感器，所述电容式传感器电联接到所述控制器；

其中，所述控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自所述电容式传感器的输出信号，所述输入至少包括当用户触摸所述水龙头本体的一部分时或当用户的手位于所述水龙头本体的那部分附近的检测区域中时；

控制线，所述控制线电联接到所述控制器；

电容式灵敏度调节装置，所述电容式灵敏度调节装置可操作地联接到所述控制器，

其中，所述电容式灵敏度调节装置包括：电极，所述电极通过所述控制线可操作地联接到所述水龙头本体和所述电容式传感器；以及电阻器，所述电阻器可移除地联接到所述电极，其中，当所述电阻器与所述电极断开联接时，由所述控制器定义高电容式灵敏度模式；当所述电阻器与所述电极电串联地联接时，由所述控制器定义低电容式灵敏度模式。

7.一种电子水龙头，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包含安装柄和流体通路；

可电动操作阀，所述可电动操作阀联接到所述流体通路；

控制器，所述控制器可操作地联接到所述可电动操作阀以用于控制流体流动通过所述流体通路；

电容式传感器，所述电容式传感器电联接到所述控制器；

其中，所述控制器被配置成响应于来自用户的输入监测来自所述电容式传感器的输出信号，所述输入至少包括何时用户触摸所述水龙头本体的一部分或何时用户的手位于所述水龙头本体的那部分附近的检测区域中；

电容式灵敏度调节装置，所述电容式灵敏度调节装置可操作地联接到所述控制器，以响应于来自所述用户的输入改变所述输出信号的幅度；并且

其中，所述电容式灵敏度调节装置包括通过控制线可操作地联接到所述安装柄和所述电容式传感器的电极，所述电极包括：固位器；主触头，所述主触头由所述固位器支撑并与所述安装柄电接触；以及副触头，所述副触头由所述固位器支撑并相对于所述主触头间隔开，以在所述主触头和所述副触头之间限定间隙，所述副触头电容式联接到所述主触头。

8.如权利要求7所述的电子水龙头，其中：

所述主触头包括主连接凸片；

所述副触头包括副连接凸片；

当所述控制线联接到所述主连接凸片时，由所述控制器定义高电容式灵敏度模式；以及

当所述控制线联接到所述副连接凸片时，由所述控制器定义低电容式灵敏度模式。

9.如权利要求8所述的电子水龙头，其中，所述副触头在面向所述主触头的外表面上包括电绝缘涂层。

10.如权利要求8所述的电子水龙头，其中，所述固位器包括上支撑件、与所述上支撑件间隔开的下支撑件、以及多个槽，所述多个槽形成在所述下支撑件内以接纳所述主触头的主连接凸片和所述副触头的副连接凸片。

11.如权利要求8所述的电子水龙头，其中，所述主触头的面向所述副触头的外表面限定第一表面区域，所述副触头的面向所述主触头的外表面限定第二表面区域，所述第一表面区域大于所述第二表面区域。

12.如权利要求11所述的电子水龙头，其中，所述副触头从所述主触头径向向外定位。

13.如权利要求7所述的电子水龙头，其中，所述副触头相对于所述主触头是可移动的，以调整所述副触头和所述主触头之间的间隙或重叠表面积中的至少一个。

14.一种用于电子水龙头的连接器组件，所述连接器组件包括：

固位器；

主触头，所述主触头包括主连接凸片并由所述固位器支撑；

副触头，所述副触头包括副连接凸片并由所述固位器支撑，其相对于所述主触头径向间隔开，以在所述主触头和所述副触头之间限定间隙，所述副触头电容式联接到所述主触头；并且

其中，所述固位器包括：

上支撑件，

下支撑件，所述下支撑件与所述上支撑件间隔开，以及

多个槽，所述多个槽形成在所述下支撑件内以接纳所述主触头的主连接凸片和所述副触头的副连接凸片，

其中：

由所述主连接凸片定义高电容式灵敏度模式；并且

由所述副连接凸片定义低电容式灵敏度模式。

15.如权利要求14所述的连接器组件，其中，所述副触头在面向所述主触头的外表面上包括电绝缘涂层。

16.如权利要求14所述的连接器组件，其中，所述主触头的面向所述副触头的外表面限定第一表面区域，所述副触头的面向所述主触头的外表面限定第二表面区域，所述第一表面区域大于所述第二表面区域。

17.如权利要求14所述的连接器组件，其中，所述固位器由聚合物形成，所述主触头由金属形成，并且所述副触头由金属形成。

18.一种用于电子水龙头的连接器组件，所述连接器组件包括：

固位器；

主触头，所述主触头包括主连接凸片并由所述固位器支撑；

副触头，所述副触头包括副连接凸片并由所述固位器支撑，其相对于所述主触头径向间隔开，以在所述主触头和所述副触头之间限定间隙，所述副触头电容式联接到所述主触头；并且

其中，所述固位器包括：

上支撑件，

下支撑件，所述下支撑件与所述上支撑件间隔开，以及

多个槽，所述多个槽形成在所述下支撑件内以接纳所述主触头的主连接凸片和所述副触头的副连接凸片，

其中，所述副触头相对于所述主触头是可移动的，以调整所述副触头和所述主触头之间的间隙或重叠表面积中的至少一个。