CN216766098U - 一种水流量自适应调节感应水龙头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水流量自适应调节感应水龙头，它包括连接器、外壳、电磁阀、阀体、发泡器、感应传感器组、流量控制阀和控制处理电路模块。所述感应传感器组通过前视感应传感器、下视感应传感器实现人的感知和人手到感应水龙头装置距离的测量或人手大小的感知；所述流量控制阀通过控制电动机改变开口的大小来调节水流量；所述控制处理电路模块根据感应传感器组对人及人手的感知，决策打开或关闭电磁阀以及控制流量控制阀自动调节水流量，从而实现水流的快速开关和可靠关闭。本实用新型，具有水流量自动调节、开关响应快、关闭可靠的特征，解决了电机驱动流量调节阀响应速度较慢，水流量调节较慢，打开及关闭不及时的问题，本实用新型更方便实用、可靠、节水。

Description

一种水流量自适应调节感应水龙头

技术领域

本实用新型属于自来水节水技术领域，涉及一种根据人体和人手的感应信号通过控制两种阀门来实现水流量自适应调节的感应水龙头装置。

背景技术

感应水龙头一般是采用红外反射式光电传感器，利用红外线反射的原理，当人或物在感应区域内时，红外线发射管发出的红外光经过人或物反射到红外线接收管，并输出信号给控制电路，由控制电路控制电磁阀打开出水，当人或物离开感应区域时，断开电磁阀信号，电磁阀通过复位从而关水。由于感应水龙头无需人体直接接触，可有效防止二次交叉感染。

现有的感应水龙头一般都是当人手遮挡传感器时打开，离开时关闭，水流量为设定值。而传统水龙头在水的开关控制功能基础上更重要的是水流量大小的控制，根据需要调节水流量大小，而感应水龙头的水流量不可调节不仅会造成使用不便，还会造成水资源的极大浪费。公告号为CN202074100的专利设计出一种手触按键的电控水龙头，这种水龙头上设置有一操作面板，使用者通过操作面板上的触控式控制单元来选择水流量大小，这种方式人手需要接触操作面板，既不方便也无法避免二次交叉感染。公告号为CN204628626U、CN206682390U、CN104455632A、CN204254009等专利，提出通过红外线传感器或超声波传感器测量距离的变化，再控制电机驱动流量调节阀来实现水流量的调节，这种仅通过电机来实现开关和水流量调节的方式，响应速度较慢，打开及关闭不及时，水流量调节较慢，若采用高转速电机或大扭矩电机则成本较高。公告号为CN103711975A的专利提出采用主副感应器来分别控制电磁阀和流量调节阀的概念，当人手位于水平放置的主感应器和沿水流方向竖直放置的副感应器交汇点附近时，主感应器给出信号控制电磁阀打开放水，而人手上下移动时由副感应器输出信号控制流量调节阀来实现流量的调节，这种方式存在比较严重的问题是仅人手在交汇点附近能工作，当人手上下移动幅度稍大时会造成频繁通断，这不仅使用不方便，还不节水、不节能。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型目的在于，提供一种充分利用人体和人手的感应信号来控制两种阀门而实现水流量自适应调节的感应水龙头装置，以达到方便、可靠、节水的目的。

本实用新型解决其技术问题采用如下的技术方案：

本实用新型提供一种水流量自适应调节感应水龙头装置，包括连接器、外壳、电磁阀、阀体、发泡器、感应传感器组、流量控制阀和控制处理电路模块。所述连接器前端与使用的水龙头出水口连接，后端与阀体入水口相连；所述电磁阀安装于阀体内，位于连接器后端；所述阀体用于安装连接装置、外壳、控制处理电路模块、感应传感器组、电磁阀、流量控制阀和发泡器；所述流量控制阀安装于电磁阀后端；所述发泡器与阀体出水口连接。从而形成由连接装置、电磁阀、流量控制阀和发泡器构成的水流通道。

所述感应传感器组包括前视感应传感器和下视感应传感器；所述前视感应传感器采用红外反射式光电传感器，当人在感应区域内时输出信号；所述前视感应传感器安装于控制处理及充电电路板上，位于水龙头感应装置正面用于感应人的靠近，人靠近时输出信号；所述下视感应传感器安装于控制处理及充电电路板上，伸出外壳下端面，沿出水方向向下，用于感应人手的靠近，当人手靠近时输出距离和人手大小的信号；所述的下视感应传感器采用红外线传感器测量距离或采用图像采集器采集图像来分析人手的大小。

所述控制处理电路模块包括控制处理及充电电路板、充电接口、欠压指示灯和充电电池；所述控制处理及充电电路板用于检测感应传感器组输出信号，并根据感应传感器组输出信号对电磁阀和流量控制阀进行控制，并检测充电电池电量状态和控制充电；所述充电接口用于外接电源，给充电电池充电；所述欠压指示灯用于指示充电电池电量状态，当欠压时红灯亮。

所述控制处理电路模块通过前视感应传感器检测到有人靠近时，电磁阀打开，当人手伸到水龙头装置下方区域时，根据下视感应传感器检测的人手到水龙头装置的距离或人手的大小，控制处理电路模块控制流量控制阀打开水流，距离近或人手大时水流量大，距离远或人手小时水流量小，下视感应传感器检测人手离开下方区域时，流量控制阀维持离开时的打开状态而关闭电磁阀，当人手再次进入水龙头装置下方区域时，打开电磁阀，并根据下视感应传感器检测的人手到水龙头装置的距离或人手的大小，控制流量控制阀调节水流量；所述控制处理电路模块通过前视感应传感器检测到人离开水龙头装置正面区域时，关闭电磁阀切断水流，并关闭流量控制阀。

所述流量控制阀由电动机、小齿轮、扇形齿轮、流量阀和陶瓷阀芯组成，所述电动机固定于阀体，电动机由控制处理电路模块进行控制；所述小齿轮安装于电动机轴上；所述流量阀安装于阀体空腔内；所述的扇形齿轮安装于流量阀前端轴上，扇形齿轮与小齿轮啮合；所述陶瓷阀芯安装于阀体出水口端面，位于流量阀后端；所述流量控制阀由控制处理电路模块根据感应传感器组输出信号来实现控制，控制处理电路模块通过控制电动机转动，电动机带动小齿轮，小齿轮与扇形齿轮啮合转动带动流量阀，流量阀与陶瓷阀芯相对转动改变开口的大小；所述流量控制阀的水流经阀体出水口，通过陶瓷阀芯与流量阀的开口，经发泡器流出。

本实用新型的工作原理过程是：本实用新型由充电电池供电，电磁阀和流量控制阀都处于关闭状态。当人走到水龙头装置前时控制电磁阀打开，人手伸到水龙头装置下方区域时，根据人手到水龙头装置的距离控制流量控制阀打开水流，距离近时水流量大，距离远时水流量小。当人手离开水龙头装置后，流量控制阀维持打开状态而关闭电磁阀，当人手再次进入水龙头装置下方区域时，打开电磁阀，并根据下视感应传感器检测的人手到水龙头装置的距离，控制流量控制阀调节水流量。而当人离开水龙头装置正面区域时，关闭电磁阀切断水流，同时关闭流量控制阀。从而实现了水流量的自动调节和可靠快速关闭。

本实用新型与现有技术相比，具有以下突出优点：

1、采用下视感应传感器检测人手到水龙头装置的距离，根据距离远近来自动调节水流量，实现水流量自动调节，以达到节水的目的。

2、当人在水龙头装置正前方区域时，人手离开水龙头装置下方区域后再进入，是通过控制电磁阀来打开水流，而电动机控制的流量控制阀仅微调，这样就解决了人手离开再进入下方区域时水流量调节较慢的问题。

3、当人离开水龙头装置正前方区域时，关闭电磁阀切断水流，并关闭流量控制阀，这种关闭方式，既能通过电磁阀的快速响应快速切断水流，又能通过电磁阀和流量控制阀均关闭来实现水流的可靠切断，解决了一个阀门故障出现长流水的问题，从而避免了水资源浪费。

附图说明

图1为本实用新型所述装置外形立体示意图，其中，图1(a)是前视图，图1(b)是右视图；

图2为本实用新型所述装置去外壳后立体示意图，其中，图2(a)是前视图，图2(b)是右视图，图2(c)是后视图，图2(d)是轴侧视图；

图3为本实用新型所述装置爆炸图；

图4为本实用新型所述装置中阀体立体结构示意图；

图5为本实用新型所述装置中流量控制阀阀芯结构示意图。

附图中标记说明如下：

1.连接器；2.外壳；3.控制处理电路模块(301控制处理及充电电路板，302充电接口，303欠压指示灯，304充电电池)；4.感应传感器组(401前视感应传感器，402下视感应传感器)；5.电磁阀；6.阀体(601阀体出水口，602阀体出水口端面)；7.流量控制阀(701电动机，702小齿轮，703扇形齿轮，704流量阀，705陶瓷阀芯)；8.发泡器。

具体实施方式

下面结合附图1至图5和实施例对本实用新型做进一步详细说明，所述实施例的示例在附图中示出。

本实用新型是一种自发电储能补充式感应水龙头装置，如图1至图4所示，本实用新型提供一种水流量自适应调节感应水龙头装置，包括连接器1、外壳2、电磁阀5、阀体6、发泡器8、感应传感器组4、流量控制阀7和控制处理电路模块3。所述连接器1前端与使用的水龙头出水口连接，后端与阀体6入水口相连；所述电磁阀5安装于阀体6内，位于连接器1后端；所述阀体6用于安装连接装置1、外壳2、控制处理电路模块3、感应传感器组4、电磁阀5、流量控制阀7和发泡器8；所述流量控制阀7安装于电磁阀5后端；所述发泡器8与阀体6出水口连接。从而形成由连接装置1、电磁阀5、流量控制阀7和发泡器8构成的水流通道。

所述感应传感器组4包括前视感应传感器401和下视感应传感器402；所述前视感应传感器401采用红外反射式光电传感器，当人在感应区域内时输出信号；所述前视感应传感器401安装于控制处理及充电电路板301上，位于水龙头装置正面用于感应人的靠近，人靠近时输出信号；所述下视感应传感器402安装于控制处理及充电电路板301上，伸出外壳2下端面，沿出水方向向下，用于感应人手的靠近，当人手靠近时输出距离和人手大小的信号；所述的下视感应传感器402采用红外线传感器测量距离或采用图像采集器采集图像来分析人手的大小。

所述控制处理电路模块3包括控制处理及充电电路板301、充电接口302、欠压指示灯303和充电电池304；所述控制处理及充电电路板301用于检测感应传感器组4输出信号，并根据感应传感器组4输出信号对电磁阀5和流量控制阀7进行控制，并检测充电电池304电量状态和控制充电；所述充电接口302用于外接电源，给充电电池304充电；所述欠压指示灯303用于指示充电电池304电量状态，当欠压时红灯亮。

所述控制处理电路模块3通过前视感应传感器401检测到有人靠近时，电磁阀5打开，人手伸到水龙头装置下方区域时，根据下视感应传感器402检测的人手到水龙头装置的距离或人手的大小，控制处理电路模块3控制流量控制阀7打开水流，距离近或人手大时水流量大，距离远或人手小时水流量小，下视感应传感器402检测人手离开下方区域时，流量控制阀7维持离开时的打开状态而关闭电磁阀5，当人手再次进入水龙头装置下方区域时，打开电磁阀5，并根据下视感应传感器402检测的人手到水龙头装置的距离或人手的大小，控制流量控制阀7调节水流量，从而实现水流量自动调节和水流的快速开关；所述控制处理电路模块3通过前视感应传感器401检测到人离开水龙头装置正面区域时，关闭电磁阀5切断水流，同时关闭流量控制阀7，实现水流的可靠关闭。

所述流量控制阀7由电动机701、小齿轮702、扇形齿轮703、流量阀704和陶瓷阀芯705组成，所述电动机701固定于阀体6，电动机701由控制处理电路模块3进行控制；所述小齿轮702安装于电动机701轴上；所述流量阀704安装于阀体6空腔内；所述的扇形齿轮703安装于流量阀704前端轴上，扇形齿轮703与小齿轮702啮合；所述陶瓷阀芯705安装于阀体出水口端面602，位于流量阀704后端；所述流量控制阀7由控制处理电路模块3根据感应传感器组4输出信号来实现控制，控制处理电路模块3通过控制电动机701转动，电动机701带动小齿轮702，小齿轮702与扇形齿轮703啮合转动带动流量阀704，流量阀704与陶瓷阀芯705相对转动改变开口的大小；所述流量控制阀7的水流经阀体出水口601，通过陶瓷阀芯705与流量阀704的开口，经发泡器8流出。

另一个实施例中，所述水龙头还包括图像采集器。

作为对本公开的进一步改进，本实施例下视感应传感器402还可以为图像采集器，当人手置于水龙头下时，图像采集器可以对人手进行拍摄，然后让所拍摄的图像信号传递至控制电路板，控制电路板根据图像信号中人手的大小控制流量控制阀来调节水流量，例如，若图像中显示的是成年人的手，则阀芯的开口就大，水流量就大，若图像中显示的是小孩的手，则阀芯的开口就小，水流量就小。通过图像采集器，使得水龙头更加智能，能够达到进一步节水的效果。

Claims (7)

1.一种水流量自适应调节感应水龙头装置，包括连接器(1)、外壳(2)、电磁阀(5)、阀体(6)、发泡器(8)、感应传感器组(4)、流量控制阀(7)和控制处理电路模块(3)，其特征在于：所述连接器(1)前端与使用的水龙头出水口连接，后端与阀体(6)入水口相连；所述电磁阀(5)安装于阀体(6)内，位于连接器(1)后端；所述阀体(6)用于安装连接器(1)、外壳(2)、控制处理电路模块(3)、感应传感器组(4)、电磁阀(5)、流量控制阀(7)和发泡器(8)；所述流量控制阀(7)安装于电磁阀(5)后端；所述发泡器(8)与阀体(6)出水口连接、从而形成由连接器(1)、电磁阀(5)、流量控制阀(7)和发泡器(8)构成的水流通道。

2.根据权利要求1所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，所述流量控制阀(7)由电动机(701)、小齿轮(702)、扇形齿轮(703)、流量阀(704)和陶瓷阀芯(705)组成，所述电动机(701)固定于阀体(6)，电动机(701)由控制处理电路模块(3)进行控制；所述小齿轮(702)安装于电动机(701)轴上；所述流量阀(704)安装于阀体(6)空腔内；所述的扇形齿轮(703)安装于流量阀(704)前端轴上，扇形齿轮(703)与小齿轮(702)啮合；所述陶瓷阀芯(705)安装于阀体出水口端面(602)，位于流量阀(704)后端。

3.根据权利要求2所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，所述流量控制阀(7)由控制处理电路模块(3)根据感应传感器组(4)输出信号来实现控制，控制处理电路模块(3)通过控制电动机(701)转动，电动机(701)带动小齿轮(702)，小齿轮(702)与扇形齿轮(703)啮合转动带动流量阀(704)，流量阀(704)与陶瓷阀芯(705)相对转动改变开口的大小，以调节水流量大小。

4.根据权利要求2所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，所述流量控制阀(7)的水流经阀体出水口(601)，通过陶瓷阀芯(705)与流量阀(704)的开口，经发泡器(8)流出。

5.根据权利要求1所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，所述控制处理电路模块(3)通过前视感应传感器(401)检测到有人靠近时，电磁阀(5)打开，当人手伸到水龙头装置下方区域时，根据下视感应传感器(402)检测的人手到水龙头装置的距离，控制处理电路模块(3)控制流量控制阀(7)打开水流，距离近时水流量大，距离远时水流量小，下视感应传感器(402)检测人手离开下方区域时，流量控制阀(7)维持离开时的打开状态而关闭电磁阀(5)，当人手再次进入水龙头装置下方区域时，打开电磁阀(5)，并根据下视感应传感器(402)检测的人手到水龙头装置的距离，控制流量控制阀(7)调节水流量，从而实现水流量自动调节和水流的快速开关。

6.根据权利要求5所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，所述控制处理电路模块(3)通过前视感应传感器(401)检测到人离开水龙头装置正面区域时，关闭电磁阀(5)切断水流，同时关闭流量控制阀(7)，实现水流的可靠关闭。

7.根据权利要求5所述的水流量自适应调节感应水龙头装置，其特征是，下视感应传感器可为图像采集器，当人手置于水龙头下时，图像采集器可以对人手进行拍摄，然后让所拍摄的图像信号传递至控制电路板，控制电路板根据图像信号中人手的大小控制流量控制阀来调节水流量。

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