CN202302197U - 自动水龙头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动水龙头，包括龙头本体，设有喷口；喷水头，系可被拉出地安装于所述龙头本体的喷口处；启闭装置，安装于所述喷水头上，以传送讯号；控制装置，可接收所述启闭装置的讯号，进而控制水流从所述喷水头出水。本实用新型可准确地控制出水，以防止水资源浪费，且操作更为简单方便。

Description

自动水龙头

技术领域

本实用新型涉及卫浴技术领域，尤其涉及一种自动水龙头。 

背景技术

自动水龙头已被揭示于许多技术文献，如美国专利号US6691340的实用新型专利案，即揭示有一种自动水龙头，包括关闭阀(closing valve)；关闭阀的控制器；通过过管路连接于关闭阀的泄水组件(discharging member)；光学感应器(optical sensor)通过电线连接于所述控制器；以及可供所述管路及电线穿过的圆筒状龙头本体；其中该泄水组件及光学感应器以相同方向被安装于龙头本体的前端部位，且所述光学感应器可投射平行于水流路径的光线，因此，只要使用者手部置入水流路径，即可被侦测感应，进而释放水流，故具使用方便性。 

上述光学感应器采用红外线感应器(infrared-ray sensor)。典型的红外线感应器包括一个可以发射红外线能量的发射器，以及一个可以接收被物体反射之红外线能量的接收器，因此，该红外线感应器可用以侦测喷口下方的物体。然而，由于该红外线感应器无法分辨静态与动态，故除了使用者外，位于喷口下方的物体，如碗槽内的锅、碗或蔬菜水果等，也会被侦测感应，导致水流无法被准确地开启与关闭。 

为解决上述问题，美国公开号US20060200903的实用新型专利案，揭示一种用以控制水龙头的位置感应侦测器(Position-sensing detector)配置，可以分辨喷口(spout)下方使用者的手部或水槽内的锅、碗等物体，使水流可以被准确地控制从喷口流出。具体做法有以下三种： 

第一种形态的位置感应侦测器配置，主要包括一个可以侦测使用者存在的感应装置(sensing device)，所述感应装置包括一个红外线发射器，可以被安装于其发射方向相对于一个垂直方向5～15°角的位置；一个接收器，可以接收所述发射器所发散的红外线能量；一个控制装置，可以与所述接收器相 互传送，并控制水流从所述喷口流出，所述出水与否取决于所述发射的红外线能量被接收器接收时的一个角度。由此可以轻易想见，位于不同高度位置的使用者手部，以及水槽内的锅、碗等物体，其反射的红外线能量被接收器接收时的角度就会不同，因此，可借此分辨使用者手部或水槽内的物体，进而准确地控制出水。 

第二种形态的位置感应侦测器配置，包括一个红外线感应装置，可以发射红外线能量、接收所述红外线能量被反射后的能量，以及产生一个距离讯号，所述距离讯号代表该红外线能量在反射前所行经的距离；控制装置，可与所述感应装置相互传送，并控制水流从所述喷口流出，所述出水取决于所述距离讯号是否超过一个基本门坎的距离值(a threshold distance value)，所述基本门坎的距离值取决于一个环境条件，例如，喷口与水槽距离越远，所述基本门坎的距离值通常也会随之加大；反之，则会跟着缩短。 

第三种形态的位置感应侦测器配置，包括一个红外线感应装置，可以发射红外线能量、接收所述红外线能量被反射后的能量，以及产生一个距离讯号，所述距离讯号代表该红外线能量在反射前所行经的距离，该距离讯号可同时被产生于多数个点上，借此同时显示每一个点的距离；控制装置，可与所述感应装置相互传送，并依据环境条件过滤距离讯号，又依据该过滤的距离讯号是否超过一个基本门坎的距离值(a threshold distance value)，来控制水流从所述喷口流出。所述多数个点可能为使用者手部或其它物体，因此，可通过判断其中一个被过滤的距离讯号，来对出水进行控制。 

上述用以控制水龙头的位置感应侦测器的配置，虽然可以分辨使用者手部与水槽内的物体，进行控制是否进行出水，但实际操作仍非完美无缺，也无法达到人所欲达成的准确控制出水功效。例如，当使用者在水槽周围工作，仍可能因手部或其它手持物体不慎进入或通过喷口下方，导致非使用者本意的出水，故其配置方式，只能改善上述特定情形下可能产生的误动作，其它情形的误动作仍难以有效避免。 

另外，所述位置感应侦测器的配置，实质上应用于具有可拉出式喷水头(spray head)的自动水龙头上，故当使用者欲拉出喷水头使用之际，仍容易因手部不慎通过喷口下方导致提前出水，造成水花四溅的情形。其次，纵使感应侦测器未被感应侦测，但使用者拉出喷水头至周围工作区域后，仍必需通 过握持喷水头外的另一只手移动至喷口下方进行感应，方可顺利控制出水，而无法达到人性化操作；甚至，在使用过程中，当使用者另一只手也握持着物体，或沾满泡沫、清洁剂、污渍等时，上述的感应操作模式，就会令使用者感到十分困扰，所以其通过拉出喷水头进行工作的操作，确实存在许多不便之处。 

另外，有些接触式或非接触式自动水龙头，例如，通过水龙头附近的电荷量改变，来感应出水的自动水龙头，也被广泛地使用，但其同样存在有误触及反应不良的缺点与改善瓶颈，例如锅具或刀具不慎接触水龙头时，就会产生感应出水，而无法辨识是否为使用者或物体。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种自动水龙头，旨在更为准确地控制出水，同时大幅地减少误动作产生。 

本实用新型提供了一种自动水龙头，包括： 

龙头本体，设有喷口； 

喷水头，可被拉出地安装于所述龙头本体的喷口处； 

启闭装置，安装于所述喷水头上，以传送讯号； 

控制装置，接收所述启闭装置的讯号，进而控制水流从所述喷水头出水。 

优选地，所述启闭装置为光学侦测装置，可通过发射的光感测使用者手部，并传送数字讯号，以供所述控制装置接收，来控制水流从所述喷水头出水；其中，所述光的发射方向与所述喷水头出水的水流方向形成有夹角，所述夹角介于150～190°。 

优选地，所述光学侦测装置为光学位移侦测装置，且包括：用于发射所述光，且所述光可被手指反射的光源；可接收从手指反射的光，侦测手指上的指纹影像变化，进而判定手指位移量的影像传感器；以及耦接于所述影像传感器，并可将所述指纹影像变化转换为所述数字讯号的处理单元。 

优选地，所述光源为红外线发射器，可供发射红外线。 

优选地，所述影像传感器为互补式金属氧化半导体CMOS影像传感器。 

优选地，所述处理单元为数字讯号处理器。 

优选地，所述光学位移侦测装置更包括可被安装于所述喷水头上的壳体， 所述壳体内部安装有所述光源、影像传感器及处理单元；所述壳体上还设置有开口，可供所述光源的光由此向外发射。 

优选地，所述壳体由红外线透明材质所制成。 

优选地，所述自动水龙头还包括送水管路及关闭阀；所述送水管路连接于所述喷水头，可将水流传送至所述喷水头形成出水；所述关闭阀被安装于所述送水管路上，并受所述控制装置开关控制。 

优选地，所述光学侦测装置安装于所述喷水头靠近使用者的一边侧。 

优选地，所述光学位移侦测装置安装于所述喷水头靠近使用者的一边侧。 

优选地，所述光学侦测装置系装于所述喷水头可供握持部位的上方处。 

优选地，所述光学位移侦测装置安装于所述喷水头可供握持部位的上方处。 

优选地，所述龙头本体包括出水管，所述喷口形成于所述出水管的出水端。 

优选地，所述启闭装置为机械式按键。 

优选地，所述启闭装置为薄膜式按键。 

采用了本实用新型自动水龙头，由于光学位移侦测装置被安装于喷水头上，且其侦测使用者存在的区域大致相反于喷水头出水的水流方向，同时在靠近使用者一边侧及喷水头供使用者握持的部位上方，因此，可提供一个在正常状态下，使用者或周边物体几乎完全不会由此通过，但使用者又可轻易在本意下以手部通过的侦测区域，故可达到准确控制出水，避免产生误动作的功效。 

如上所述，利用本实用新型光学位移侦测装置的配置，可以有效地防止使用者手部在握持喷水头的状态下通过侦测区域造成误动作。使用者更可在喷水头被拉出的状态下，随时以握持喷水头的那只手直接感应控制出水，而不用借助另一只手，故拉出喷水头进行出水工作的操作，将变得更为简单方便。 

附图说明

图1为本实用新型自动水龙头被安装于台面上的外观组合图； 

图2为本实用新型图1的自动水龙头，其喷水头被适当拉出的状态图； 

图3为本实用新型自动水龙头被安装于水槽边侧台面上的侧视平面图； 

图4为本实用新型自动水龙头的光学位移侦测装置、控制装置与关闭阀间的电路关系，以及关闭阀与喷水头间的水路关系示意图； 

图5为本实用新型光学位移侦测装置的构造与组成示意图； 

图6为本实用新型光学位移侦测装置的光源所发射的红外线方向与从喷水头出水的水流方向关系示意图，并显示两者相隔有一夹角θ； 

图7为本实用新型在喷水头未被拉出的状态下，使用者以手部通过红外线发射区域，以控制喷水头出水的示意图； 

图8为本实用新型喷水头被拉出的状态示意图，并显示使用者手部未通过红外线发射区域； 

图9为本实用新型喷水头被拉出状态下，使用者以拇指通过红外线发射区域，以控制喷水头出水的示意图。 

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1至图3所示，本实用新型提供一种自动水龙头的较佳实施例，所述自动水龙头1的结构组成大致与现有技术相同，例如，包括一个具喷口11的龙头本体10，本实施例的龙头本体10包括可被安装于水槽21周边台面20上的底座101，以及可被安装于底座101上的出水管102，所述喷口11形成于所述出水管102的出水端处。 

如图2所示，本实用新型自动水龙头1还包括一个安装于所述喷口11处，可随时被拉出或自动缩回的喷水头30，所述喷水头30的拉出与缩回构造属于该实用新型技术领域者所熟悉的习知技术，在此不多所赘述。本实施例的喷水头30上设置有切换开关31，如图3、图6所示，可供使用者切换不 同水花模式，但此结构同样非本实用新型的技术重点。 

所述喷水头30通常会连接一个包括一段软管41的送水管路40，可将水流传送至喷水头30流出，以形成可供使用者利用的出水。所述送水管路40上还会安装一个可受控制，而适当开启或关闭的关闭阀50。例如，一般常见的电磁阀，如图4所示。众所周知的是，当关闭阀50被开启时，水流即可从送水管路40流向喷水头30形成出水；当其被关闭时，则可停止出水。所述关闭阀50通常由一个控制装置60控制。 

需特别说明的是，本实用新型利用自动水龙头1上配置一个启闭装置，于本实施例中，上述之启闭装置可为机械式按键、薄膜式按键或光学侦测装置等，该光学侦测装置可用以侦测使用者存在的光学位移侦测装置70，来侦测使用者的存在，特别可用以侦测使用者手部a，一旦手部a被感应侦测，即可通过所述控制装置60传送控制讯号给关闭阀50，以控制水流从所述喷水头30出水。 

具体而言，本实用新型所采用的光学位移侦测装置70，如图5所示，可被安装于所述喷水头30上，特别是在靠近使用者的一边侧，以及喷水头30上供使用者握持的部位上方处，且包括可发光，并可被手指反射的光源71；可接收从手指反射的光，以侦测手指上的指纹影像变化，进而判定手指位移量的影像传感器72；以及耦接于所述影像传感器72，并可将其指纹影像变化转换为数字讯号的处理单元73。 

所述光源71可为红外线发射器，用以发射红外线，如图6所示，其所发射的红外线方向以Y轴表示，所述喷水头30出水时的水流方向以X轴表示，两者形成有一夹角θ，本实施例的夹角θ系介于150～190°之间，也就是上述红外线的发射方向与喷水头30出水的水流方向刚好或接近相反方向，这样的配置方式，可以确保使用者或其它周边物体，在正常情况下，并不会通过或存在于所述红外线的发射区域，也就是光学位移侦测装置70可以侦测感应到的区域，纵然使用者在水槽处走动，或从事与控制出水无关的工作亦然。 

本实用新型上述影像传感器72可为互补式金属氧化半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)影像传感器。所述处理单元73可为数字讯号处理器(Digital Signal Processor，DSP)。所述光学位移侦测装置70还包括可被安装于所述喷水头30上的壳体74，本实施例的 壳体74与所述喷水头30外壳32一体成型，如图6所示，但不以此为限，也可以为一独立构件，再安装连接于所述喷水头30上。所述壳体74内部安装有所述光源71、影像传感器72及处理单元73；所述壳体74上更设置有一开口741，如图5所示，可供所述光源71的光由此向外发射。所述壳体74可由红外线透明材质(IR Transparent material)所制成。 

本实用新型所采用的光学位移侦测装置70，已被揭示于台湾公开号TW201032091A1「光学位移侦测装置及其运作方法」实用新型专利案，故非属本实用新型的技术重点，本实用新型的重点在于巧妙地利用该光学位移侦测装置70的优点与特性，搭配特殊的配置方式，以解决现有技术中一直存在的问题，并达到所欲达成的功效。 

本实用新型的光学位移侦测装置70，由于其处理单元73采用数字讯号处理器，可将影像传感器72的指纹影像变化转换为数字讯号，因此，可通过传送数字讯号给所述控制装置60，使控制装置60得以控制水流从所述喷水头30出水。 

本实用新型自动水龙头1使用时，可以依据不同的工作情况选择下列两种方式： 

第一种方式，将喷水头30留置于喷口11处进行出水，也就是将喷水头30以未被拉出的状态进行出水。操作时，使用者只须直接将手指移动通过光学位移侦测器70的光源71所发射的红外线区域，如图7所示。所发射的红外线即可被手指反射，并由影像传感器72所接收，同时侦测手指上的指纹影像变化，以判定手指的位移量，接着，将其传送至处理单元73，使指纹影像变化可被转换成数字讯号，最后，再将数字讯号传送至控制装置60，使控制装置60开启关闭阀50，即可控制水流从所述喷水头30出水。同理，当使用者欲关闭停止出水时，亦只须将手指再次移动通过所述光源71所发射的红外线区域，即可简单的完成。 

第二种方式，将喷水头30拉出至所需的工作区域进行出水。操作时，如图8所示，使用者可先握持喷水头30后顺势将其拉出至欲工作的区域，由于在正常握持状态下，使用者的手部并不会通过所述光学位移侦测器70的光源71所发射的红外线区域，因此，在此阶段不用担心会有不慎产生出水的情形。当喷水头被拉出至工作区域后，使用者只须将手指，例如将拇指往上移动通 过光源71所发射的红外线区域，如图9所示。，所发射的红外线即可被手指反射，如上所述，最后可通过控制装置60开启关闭阀50，控制水流从所述喷水头30出水。同理，当使用者欲关闭停止出水时，亦只须将手指再次移动通过所述光源71所发射的红外线区域，即可简单完成。由上可知，当喷水头30被拉出至工作区域后，出水与否的控制，仅仅只须通过握持喷水头30的那只手的拇指上、下移动，即可简单达成。 

本实用新型自动水龙头1利用光学位移侦测装置70被安装配置于喷水头30上，且其侦测使用者存在的区域大致相反于喷水头30出水的水流方向，加上其位置靠近于使用者一边侧，以及位于喷水头30供使用者握持的部位上方，因此，在正常状态下，使用者或周边物体几乎完全不会由此通过侦测区域，可以想见的是，除非如上所述，使用者刻意将手部移动至侦测区域，否则几乎不可能在不慎的情形下感应出水，故可有效地防止误动作产生，进而达到准确控制出水，避免水资源浪费的功效。 

如上所述，由于本实用新型的光学位移侦测装置70配置于喷水头30供使用者握持的部位上方，因此，纵然使用者握住喷水头30，仍不至于产生感应出水，而是当使用者刻意将手部，特别是将拇指移动至侦测区域时，方可产生感应，进而控制喷水头30出水，故可有效地防止使用者在拉出喷水头30时不慎感应出水，造成水花四溅。 

除此之外，当使用者将喷水头30拉出至工作区域时，也可随意地通过握持喷水头30的那只手的拇指上、下移动，直接感应控制喷水头30出水与止水，而毋需藉助另一只手，可想而知，使用者便可选择待在一个固定的地方进行工作，而毋须为了感应出水走动或移动身体，另一只手也可在完全自由的状态下进行工作，而不用担心沾满泡沫、清洁剂或污渍影响出水控制，故本实用新型利用拉出喷水头30进行出水工作的操作，将因此变得更为简单方便。 

本实用新型利用自动水龙头1上配置一个可用以侦测使用者存在的光学位移侦测装置70，来侦测使用者的存在，然而，采用其它已知的光学侦测装置，通常也能某种程度的达到本实用新型欲达成的功效，也应该在本实用新型欲保护的技术范畴内。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (16)

1.一种自动水龙头，其特征在于，包括：

龙头本体，设有喷口；

喷水头，可被拉出地安装于所述龙头本体的喷口处；

启闭装置，安装于所述喷水头上，以传送讯号；

控制装置，接收所述启闭装置的讯号，进而控制水流从所述喷水头出水。

2.根据权利要求1所述的自动水龙头，其特征在于，所述启闭装置为光学侦测装置，可通过发射的光感测使用者手部，并传送数字讯号，以供所述控制装置接收，来控制水流从所述喷水头出水；其中，所述光的发射方向与所述喷水头出水的水流方向形成有夹角，所述夹角介于150～190°。

3.根据权利要求2所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学侦测装置为光学位移侦测装置，且包括：用于发射所述光，且所述光可被手指反射的光源；可接收从手指反射的光，侦测手指上的指纹影像变化，进而判定手指位移量的影像传感器；以及耦接于所述影像传感器，并可将所述指纹影像变化转换为所述数字讯号的处理单元。

4.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述光源为红外线发射器，可供发射红外线。

5.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述影像传感器为互补式金属氧化半导体CMOS影像传感器。

6.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述处理单元为数字讯号处理器。

7.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学位移侦测装置更包括可被安装于所述喷水头上的壳体，所述壳体内部安装有所述光源、影像传感器及处理单元；所述壳体上还设置有开口，可供所述光源的光由此向外发射。

8.根据权利要求7所述的自动水龙头，其特征在于，所述壳体由红外线透明材质所制成。

9.根据权利要求2所述的自动水龙头，其特征在于，还包括送水管路及关闭阀；所述送水管路连接于所述喷水头，可将水流传送至所述喷水头形成出水；所述关闭阀被安装于所述送水管路上，并受所述控制装置开关控制。

10.根据权利要求2所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学侦测装置安装于所述喷水头靠近使用者的一边侧。

11.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学位移侦测装置安装于所述喷水头靠近使用者的一边侧。

12.根据权利要求2所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学侦测装置系装于所述喷水头可供握持部位的上方处。

13.根据权利要求3所述的自动水龙头，其特征在于，所述光学位移侦测装置安装于所述喷水头可供握持部位的上方处。

14.根据权利要求1所述的自动水龙头，其特征在于，所述龙头本体包括出水管，所述喷口形成于所述出水管的出水端。

15.根据权利要求1所述的自动水龙头，其特征在于，所述启闭装置为机械式按键。

16.根据权利要求1所述的自动水龙头，其特征在于，所述启闭装置为薄膜式按键。

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