TWI468609B - Non-touch automatic faucet - Google Patents

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Description

免觸摸式自動水龍頭
本發明係有關于一自動水龍頭的領域，特別是本發明係有關于一種免觸摸式自動水龍頭，使用紅外線傳感器結合邏輯處理器，而回應產生各種功能以控制水流流量和溫度的水龍頭，進而提供一個易於操作方便，節約用水和個人衛生防護供商業和住宅應用。
自動水龍頭已經普遍成為節約用水和綠色地球的設備。由於個人衛生的顧慮，免觸摸式自動水龍頭是非常適合於公共場所，商業，住宅應用。
傳統的自動水龍頭是以控制單一的電子傳感器開關預設水溫度和預設水流流量，但是大多數的應用如廚房，盥洗室，廁所和一些商業用的水龍頭，均需要調整水流流量，水流溫度和連續水流。
本發明的主要目的係提供一免觸摸式自動水龍頭裝置。該水龍頭裝置包含水龍頭本體，該水龍頭本體包含複數個傳感器用於控制水流流量和水溫度。一個電子邏輯處理器連接到傳感器。一第一組控制閥組件連接到該電子邏輯處理器。一第二組控制閥組件連接到電子邏輯處理器。一電源連接到電子邏輯處理器，該第一個控制閥組件和該第二個控制閥組件。水流流量和水溫度經由傳感器控制而不需觸摸水龍頭本體。
本發明的第二目的係提供一免觸摸式自動水龍頭裝置。該免觸摸式自動水龍頭裝置包含複數個傳感器以控制水溫。一電子邏輯處理器連結到該複數個傳感器。一電源連結到該電子邏輯處理器。一個溫度控制閥組件連結到電子邏輯處理器。電子邏輯處理器控制水流流量和流出免觸摸式自動水龍頭的水溫度。
本發明的第三目的係提供一水龍頭。該水龍頭包含複數個傳感器，該複數個傳感器包含：一個第一組中間傳感器，一組第一個和第二個的溫度控制傳感器和一組第一個和第二個的水流流量控制傳感器。一電子邏輯處理器連結到複數個傳感器。一水流流量控制閥組連結到該電子邏輯處理 器。一水流溫度控制閥組連結到電子邏輯處理器。一電源連結到電子邏輯處理器，以控制水流流量控制閥的水流流量和控制水溫度控制閥，以達到期望的水流。
本發明的第四目的係提供一水龍頭裝置包含一個水龍頭本體包含數個傳感器窗口。複數個傳感器組件配置在該水龍頭本體。至少部份設置於水龍頭本體內的管軸(shaft)，並連結一個固定螺母。該螺母係將複數個傳感器組件固定在水龍頭本體，並使該複數個傳感器組件對正傳感器窗口。
本發明所提供的一免觸摸式自動水龍頭裝置包含的一個水龍頭系統，包含一免觸摸式自動模式，其中，在回應電子傳感器通過一個電子邏輯處理器之電路板，並經由一控制水流流量控制閥組件和一溫度控制閥組件而得以控制水流流量及水溫。水龍頭可以在自動模式或手動模式下操作，以適應各種不同的應用情況。
在本發明的一免觸摸式自動水龍頭裝置的實施例中，第一組中間傳感器(傳感器C)與一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)和一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E)的傳感光束指向不同的方向，與水龍頭前方的第一組中間傳感器(傳感器C)約成90度角，以防止互相干擾，以控制水溫(溫度控制模式(temperature-control-mode))，連續水流(連續水流模式(continue-water-flow-mode))，中間傳感器暫停(中間傳感器暫停模式(faucet-pause-mode))，水流流量調節(調節水流流量模式(adjust-water-flow-mode)，內定值設定(常用內定值預設模式(common-default-mode)和個人化預設(個人化預設模式(customized-preset-mode))以適合住宅和商業應用的容易操作方便，節約用水和保護個人衛生的目的。
在本發明的一個或更多的實施例中，一和可編程邏輯處理器配合的電路板控制複數個傳感器，一水流流量控制閥組件和一溫度控制閥組件。就如在傳統的自動水龍頭操作中，第一組中間傳感器(傳感器C)檢測到在它的檢測區域內有一個物體的存在時(例如，在洗臉盆內)，此邏輯處理器從而啟動流量控制閥組件(閥A)以控制水龍頭水嘴的水流流量(中間自 動水流模式的作動)。
在本發明的實施例中，中間自動水流模式的作動後，水流流量控制閥組件(閥A)是在一個作動的位置使水龍頭在流水狀態中，第一組中間傳感器(傳感器C)檢測到在它的檢測區域內沒有物體的存在時(例如，在洗臉盆內)，此邏輯處理器從而停止流量控制閥組件(閥A)的動作以停止水流到水龍頭水嘴(中間自動水流模式的停止作動)。
在本發明的實施例中，在任何時候，第二組傳感器的兩個傳感器(傳感器A和傳感器B)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手)的存在且達到一個預設時間(連續水流啟動的時間)，該邏輯處理器從而啟動流量控制閥組件(A閥)以控制連續水流到水龍頭水嘴(連續水流模式)。這種連續水流模式讓使用者可以方便地將水充滿洗臉盆或容器，而不必把手保持在第一組中間傳感器(傳感器C)的檢測區域內以保持連續水流(連續水流模式的啟動)。
在本發明的實施例中，水流流量控制閥組件(閥A)被作動使水由水龍頭水嘴流出時。第二組傳感器的傳感器A檢測到有一個物體(例如，一個手指)在其檢測區內。邏輯處理器會根據檢測到物體(例如，一個手指)在傳感器A檢測區內的時間段調整溫度控制閥組件(閥B)，增加熱水流流量，減少冷水流流量以提高水流溫度。第二組傳感器的傳感器B檢測到有一個物體(例如，一個手指)在其檢測區內。邏輯處理器會根據檢測到物體(例如，一個手指)在傳感器B檢測區內的時間段調整溫度控制閥組件(閥B)，減少熱水流流量，增加冷水流流量以減低水流溫度。水龍頭的水流溫度由一對第二組傳感器的傳感器(傳感器A和傳感器B)控制而不必觸摸水龍頭閥體的任何部分稱為(溫度控制模式)。
在本發明的實施例中，水流流量控制閥組件(閥A)在作動中且水流由水龍頭水嘴流出時。傳感器D檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一個手指)的存在時，此邏輯處理器會根據檢測到物體(例如，一個手指)在傳感器D檢測區內的時間段增加水流流量控制閥組件(閥A)的冷水和熱水流流量，以增加水流到水龍頭水嘴。當傳感器E檢測到在它的 檢測區域內有一個物體(例如，一個手指)的存在時，此邏輯處理器會根據檢測到物體(例如，一個手指)在傳感器E檢測區內的時間段減少水流流量控制閥組件(閥A)的冷水和熱水流流量以減少水流到水龍頭水嘴。據此免觸摸式自動水龍頭的水流流量由一對第三組的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)控制調整而不必接觸水龍頭本體的任何部分(調節水流流量模式)。
在本發明的實施例中，在連續水流模式時，水流流量控制閥組件(閥A)在作動中且水流由水龍頭水嘴連續流出時。第二組傳感器的兩個傳感器(傳感器A和傳感器B)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手)的存在且達到一個預設時間(連續水流停止的時間)，此邏輯處理器從而作動流量控制閥組件(閥A)以停止連續水流到水龍頭水嘴(連續水流模式的停止)。
在本發明的實施例中，在待機備用狀態時的水龍頭，第一組中間傳感器(傳感器C)檢測到在它的檢測區域內沒有物體的存在時，而水流流量控制閥組件(閥A)是在一個停止作動的位置使水龍頭在停止流水狀態中。第二組傳感器的傳感器A檢測到有一個物體(例如，一個手指)在其檢測區內。邏輯處理器會根據檢測到物體的存在且達到一個預設時間(中間傳感器暫停的時間)，此邏輯處理器從而暫停第一組中間傳感器(傳感器C)的作動，稱為"中間傳感器暫停模式"。在這個水龍頭中間傳感器暫停模式中，使用者可以在中間傳感器檢測區域內工作而不會作動水龍頭水流以節省水(中間傳感器暫停模式的開始)。
在本發明的實施例中，在中間傳感器暫停模式時，第一組中間傳感器(傳感器C)處在暫停狀態。第二組傳感器的傳感器A檢測到有一個物體(例如，一個手指)在其檢測區內且達到一個預設時間(中間傳感器復位的時間)。邏輯處理器會解除第一組中間傳感器的暫停狀態，以恢復其傳感的功能。自動水龍頭系統復位回到待機狀態(中間傳感器暫停的復位)。
在本發明的實施例中，一個中間傳感器(傳感器C)，一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)和一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E) 具有完全控制水流流量和水溫的免觸摸自動水龍頭裝置可以提供商業和住宅的各種應用。水流流量控制閥組件和水溫控制閥組件有兩個流體入口(冷/熱水入口)和一個流體出口(混合冷/熱水流)導管，結合一個或一個以上的電動電磁閥和電動齒輪控制閥以控制水流向水龍頭水嘴。
在本發明的實施例中，水龍頭是處於中間自動水流模式或連續水流模式，水流流量控制閥組件(閥A)是在一個作動的位置使水龍頭在流水狀態中。當第三組傳感器的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手)的存在且達到一個預設時間(常用內定值設定時間)時，邏輯處理器即將當前的水流溫度和水流流量的條件設定為新的常用水流溫度和水流流量的內定值(常用內定值預設模式)。這獨特的常用水流流量和溫度內定值設定及復位功能可以防止使用者打開水龍頭時由於以前的使用者設定的高溫熱水突然流出而意外受傷，並且可以保持最少水流需要用量以節約用水。
在本發明的實施例中，水龍頭至少包含有三個內定值設定的功能。在一個例子中，內定值設定如下：1)常用內定值設定-為所有一般使用者，當水龍頭沒有選定第一個人化預設或第二個人化預設的指定時；2)第一個人化預設-使用傳感器D及3)第二個人化預設-使用傳感器E。
使用第一個人化預設：當水流流量控制閥A是關閉的，而使水龍頭在停止流水狀態中，傳感器D檢測到在它的檢測區域內有物體(例如，一個手指，一隻手，等等)的存在且達到一個預設時間後，水龍頭的水流以傳感器C在達到另一個預設時間時之中間自動水流模式或連續水流模式打開時，水龍頭的水流將會以第一個人化預設的條件流出。第二個人化預設亦類似。
在備用狀態時的水龍頭：水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以常用內定值預設模式的條件流出。在使用後經過預定的內定值設定的時間沒有水流的流出時，此水龍頭即回復設定為常用內定值預設模式。如果先感測傳感器D：水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A 和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以第一個人化預設的條件流出。在使用後經過預定的內定值設定的時間沒有水流的流出時，此水龍頭即回復設定為常用內定值預設模式。如果先感測傳感器E：水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以第二個人化預設的條件流出。在使用後經過預定的內定值設定的時間沒有水流的流出時，此水龍頭即回復設定為常用內定值預設模式。
設定第一個人化預設：當水龍頭的水流以第一個人化預設打開時，第三組傳感器的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體的存在且達到一個預設時間時，邏輯處理器即將當前的水流溫度和水流流量的條件設定為新的第一個人化預設條件。雖然預設時間的長短會不同，第二個人化預設亦相同。在待機備用狀態時的水龍頭：水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以常用內定值預設模式的條件流出。使用者可以感測傳感器A，傳感器B，傳感器D和傳感器E以調節水流溫度和水流流量，並且儲存目前的設定為新的常用內定值設定條件。在水龍頭的傳感器D檢測到在它的檢測區域內有物體後，水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以第一個人化預設模式的條件流出。使用者可以感測傳感器A，傳感器B，傳感器D和傳感器E以調節水流溫度和水流流量，並且以傳感器D和傳感器E同時感測以儲存目前的設定為新的第一個人化預設條件。在水龍頭的傳感器E檢測到在它的檢測區域內有物體後，水龍頭的水流以傳感器C作動之中間自動水流模式或傳感器A和傳感器B作動之連續水流模式打開時，水流會以第二個人化預設模式的條件流出。使用者可以感測傳感器A，傳感器B，傳感器D和傳感器E以調節水流溫度和水流流量，並且以傳感器D和傳感器E同時感測以儲存目前的設定為新的第二個人化預設條件。
在本發明的實施例中，當第三組傳感器的第一傳感器D(傳感器D) 檢測到有一個物體(例如，一隻手或一個手指)在其檢測區內且達到一個預設時間(傳感器D設定時間)時，即作動邏輯處理器設定(個人化預設模式)，水龍頭的水流在一個預設時間(預設時間)內以中間自動水流模式或連續水流模式打開時，水流流量控制閥組件(閥A)和水溫度控制閥組件(閥B)會以第一個人化預設水流流量和水溫度的條件流出。
在本發明的一個或更多的免觸摸式自動水龍頭裝置中，當第三組傳感器的第二傳感器E(傳感器E)檢測到有一個物體(例如，一隻手或一個手指)在其檢測區內且達到一個預設時間(傳感器E設定時間)時，即作動邏輯處理器設定(個人化預設模式)，水龍頭的水流在一個預設時間(預設時間)內以中間自動水流模式或連續水流模式打開時，水流流量控制閥組件(閥A)和水溫度控制閥組件(閥B)會以第二個人化預設水流流量和水溫度的條件流出。
在本發明的實施例中，當水龍頭的水流以多個個人化預設中的一個設定作動，水流流量控制閥組件(閥A)是在一個作動的位置使水龍頭在流水狀態中。第三組傳感器的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手)的存在，且達到一個預設時間(預設時間)時，邏輯處理器即將當前的水流溫度和水流流量的條件設定為新的個人化預設條件(個人化預設模式)。這獨特的個人化預設水流流量和溫度功能可以隨個人的喜好而舒適和方便的使用。
在本發明的實施例中，一個邏輯處理器電路板由一個邏輯處理器(微芯片)和電路板組成。邏輯程序輸入邏輯處理器以控制所有的電子傳感器(傳感器A，傳感器B，傳感器C，傳感器D和傳感器E)，水流流量控制閥組件(閥A)和水流溫度控制閥組件(閥B)的輸入及輸出功能。供電電源包含一個電池包(可充電或不可充電電池)和交直流電流(交直流)變壓器提供直流的邏輯處理器電路板以運作各電子傳感器，流量控制閥組件和電動溫度控制閥組件。
該免觸摸式自動水龍頭含有傳統的自動水龍頭相同的節水功能。但可以使水流流量和溫度保持在最舒適和經濟的溫度和流量以節約用水。
在本發明的實施例中，一對第二組傳感器組件的傳感器(傳感器A和傳感器B)是以“免觸摸”的方式控制水龍頭的水流溫度。內定值設定復位功能可以防止使用者打開水龍頭時，被突然流出的高溫熱水意外燙傷。兩個第二組傳感器組件的傳感器(傳感器A和傳感器B)同時感應時可以控制水龍頭的連續水流。第二組傳感器組件的傳感器A可以暫停第一組中間傳感器(傳感器C)的功能讓使用者可以在中間傳感器檢測區域內工作而不會啟動水龍頭水流以節省水(中間傳感器暫停模式的開始)。根據這一對第三組的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)調整水龍頭本體的水流流量(即增加或減少水流流量)。
以下的說明之目的是為描述本發明的一般原則，而無意使本創新概念侷限於本文的聲明。此外，本文特別描述的功能組合，可以與其他描述每個功能的各種可能的組合和排列使用。除非另有特別描述或定義外，所有條款都應給予最廣泛的一種可能的解釋包含從隱含的規格意義，以及那些熟練有如藝術化技巧的含義所理解和/或詞典的定義，論文著作等，這些公開資料可能包含一些精選的免觸摸式自動水龍頭裝置，以及操作和/或組件及其零件等。而下面的說明中的描述是依據免觸摸式自動水龍頭裝置以釐清和呈現在以下內容，請記住此處講授的各點應該廣泛的應用到所有類型的系統，設備和應用上。
根據本發明的免觸摸式自動水龍頭說明提供了可以供所有操作需要的完全功能。為了提供方便使用，易於操作，用水的有效率運作，第一組中間傳感器(傳感器C)檢測到在自動水龍頭下的檢測區域內有一個物體的存在時，此邏輯處理器從而開動或停止水流，也就是提供這最高用水效率的中間自動水流模式。對於其他應用，例如填充水槽或浴缸，一個容器或洗碗，清洗食物，進行淋浴等，水龍頭的連續水流是必要的。在本發明的免觸摸式自動水龍頭，該水龍頭可以被切換進或切出連續水流模式而不必碰觸水龍頭本體任何部分。個人衛生因為沒有接觸到水龍頭本體任何部分而受到保護。
在這獨特設計的中間傳感器暫停模式，使用者可以在自動水龍頭檢測區域附近工作，而無水流出。此外，兩對傳感器的調節水流流量模式和水流溫度控制模式來調節水龍頭水流流量和溫度，而無需讓使用者接觸水龍頭。一個常用內定值預設模式功能提供了常用內定值預設的水流流量和水流溫度，以防止使用者打開水龍頭時被前一個的使用者設定的高溫熱水突然流出而意外受傷，也維持水龍頭水流流量在一個最低需要用量而節約用水。
圖1是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭裝置系統的一較佳實施例的一方塊流程圖。此描述的免觸摸式自動水龍頭裝置系統(100)顯示連結到冷水來源(104)，熱水來源(105)和一個水流出口使混合水流到水龍頭(106)。該系統(100)包含第一組中間電子傳感器C(111)，一對第二組傳感器組件A和B(112和113)，一對第三組傳感器組件D和E(114和115)，一個電源供應組件(121)，一個邏輯處理器電路板(122)，一個水流流量控制閥組件A(123)，一個溫度控制閥組件B(124)和一個水溫度傳感器(119)。在本發明中，電源供應組件(121)可能是一個或多個的電池，一個或多個可充電電池，太陽能電池系統，一個由交流/直流電壓轉換器等提供的直流電壓。
從第一組中間電子傳感器C(111)一對第二組傳感器組件電子傳感器A和B(112，113)和一對第三組傳感器組件電子傳感器D和E(114，115)輸出的傳感信號(141，142，143，144和145)，傳入邏輯處理器電路板(122)。邏輯處理器送出的邏輯信號(301和302)控制水流流量控制閥組件(123)和水流溫度控制閥組件(124)。電源供應組件(121)提供電力(148)給邏輯處理電路板(122)為整個系統提供動力。在本發明所描述的一個免觸摸式自動水龍頭裝置一個中，水流(107)流出溫度控制閥組件B(124)，進入水流流量控制閥組件A(123)。在本發明中，水流由水流流量控制閥組件A(123)流出並以水流(106)流向水龍頭，或當這個免觸摸式自動水龍頭裝置系統(100)包含可增加的水溫度傳感器(119)，水流流量(109)流出水流流量控制閥組件A(123)，在流向龍頭水流流量(106)之前進入 或以其他方式來接觸水溫度傳感器(119)。
在本發明的一較佳實施例，水溫度傳感器(119)檢測到這水流流量的混合水溫度(106)至水龍頭的噴嘴。檢測到的溫度信號(146)傳送到邏輯處理器(122)，也用來顯示水流溫度顯示裝置，如LED顯示設備，LCD液晶顯示設備等。在本發明的一個裝置中，顯示屏可能位於水龍頭水嘴(101)，或在靠近水龍頭。在本發明的另一個裝置，傳送了一個信號給邏輯處理器(122)水溫傳感器控制水溫度控制閥組件(124)來控制感應到的超過溫度，它可以防止由水溫傳感器(119)被傳感過高溫度的水流受傷。
圖2是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭一較佳實施例圖式。第一組中間傳感器C(111)是當在水槽中區(108)需要水以便洗手或清洗食品而作動時中間自動水流模式。這一對第二組傳感器組件電子傳感器A(112)和傳感器B(113)具有三個不同的功能：調整水流溫度，中間傳感器暫停(傳感器C)模式及由一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)合併作用以作動或停止連續水流模式供裝填水槽，容器或洗碗，洗食物等需要連續水流的時候。
在中間傳感器暫停模式或連續水流模式中，當水從水龍頭流出時，這一對第二組傳感器組件(傳感器A和傳感器B)(112和113)具有功能調整水的溫度(溫度控制模式)調上/調下。當第一組中間傳感器(傳感器C)(111)處於無作動狀態時，傳感器A(112)的作動觸發一個“中間傳感器暫停模式”以暫停傳感器C(111)的功能，使 用者可以在水龍頭附近工作而不必使水流出。在這對第三組傳感器(傳感器D，傳感器E)(114)(115)控制水龍頭的水流流量(調節水流流量模式)。
該一對第二組傳感器(傳感器A，傳感器B)(112)(113)和這對第三組傳感器(傳感器D，傳感器E)(114)(115)控制水龍頭的水流流量和溫度的常用內定值(常用內定值預設模式)。在一個本發明的一個裝置中，一個常用內定值可用於預先設定水流流量和/或溫度控制。在一個例子中，在第三組傳感器組件的傳感器D(114)和傳感器E(115)同時檢測 到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手指)的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，邏輯處理器(122)從而作動流量控制閥組件(124)處於作動狀態，一個LED指示燈閃爍(和/或聲音芯片產生聲音指示)，邏輯處理器(122)即設定當前的溫度和水流流量條件為常用內定值預設值(常用內定值預設模式)。
該一對第二組傳感器(傳感器A，傳感器B)(112)(113)和這對第三組傳感器(傳感器D，傳感器E)(114)(115)控制水龍頭的水流流量和溫度的個人化預設(個人化預設模式)。在本發明的一個裝置中，一個第三組傳感器可用於預先設定水流流量和/或溫度控制。在一個例子中，在第三組傳感器組件的第一個傳感器D(114)檢測到在其檢測區域內有一個物體(例如，一隻手指)的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，一個LED指示燈閃爍(和/或聲音芯片產生聲音指示)，邏輯處理器(122)從而作動流量控制閥組件(124)處於作動狀態使水流出水龍頭，此時在一個預設時間(例如2秒，10秒等)內，第一組中間傳感器C(111)作動中間自動水流模式或該一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)作動連續水流模式則水流以第一個個人化預設的溫度和水流流量條件流出(個人化預設模式)。
另一較佳實施例是，第三組中間傳感器組件的第二個傳感器C(115)檢測到在其檢測區域內有一個物體(例如，一隻手指)的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，一個LED指示燈閃爍(和/或聲音芯片產生聲音指示)，邏輯處理器(122)從而作動流量控制閥組件(124)處於作動狀態使水流出水龍頭，此時在一個預設時間(例如2秒，10秒等)內，第一組中間傳感器C(111)作動中間自動水流模式或該一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)作動連續水流模式則水流以第二個個人化預設的溫度和水流流量條件流出(個人化預設模式)。
該對第二組傳感器(傳感器A，傳感器B)(112)(113)和這對第三傳感器(傳感器D，傳感器E)(114)(115)控制個人化預設的溫度和水流流量條件流出(個人化預設模式)。在本發明的一個裝置中，一個第三組 傳感器可用於預先設定水流流量和/或溫度控制。在一個例子中，如上段所述水流流量控制閥組件(124)以第一個個人化預設處於作動狀態使水流出水龍頭時，在第三組傳感器組件的第一個傳感器D(114)和第三組傳感器組件的第二個傳感器E(115)同時檢測到在其檢測區域內有一個物體(例如，一隻手指)的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，一個LED指示燈閃爍(和/或聲音芯片產生聲音指示)，邏輯處理器(122)此時即設定當前的溫度和水流流量條件為新的第一個個人化預設值(個人化預設模式)。
另一較佳實施例是，如上段所述水流流量控制閥組件(124)以第二個個人化預設處於作動狀態使水流出水龍頭時，在第三組傳感器組件的第一個傳感器D(114)和第三組傳感器組件的第二個傳感器E(115)同時檢測到在其檢測區域內有一個物體(例如，一隻手指)的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，一個LED指示燈閃爍(和/或聲音芯片產生聲音指示)，邏輯處理器(122)此時即設定當前的溫度和水流流量條件為新的第二個個人化預設值(個人化預設模式)。
另一較佳實施例是，邏輯處理器(122)的指令使水流流量控制閥組件(124)處於停止作動的狀態，在第三組傳感器組件的第一個傳感器D(114)或第三組傳感器組件的第二個傳感器E(115)之一檢測到在其檢測區域內有一個物體的存在且達到一個預設時間(例如2秒，10秒等)，邏輯處理器(122)即作動水流流量控制閥組件(124)使水流以第一個個人化預設值設定或第二個個人化預設值設定之溫度和水流流量流出。在另一個例子中，當流出水溫度和水流流量被改變時，個人化預設值設定的水溫度和水流流量即被消除。在本發明的一個裝置中，視應用或需要水龍頭第一組傳感器組件的第一個傳感器C(111)可以安置在水龍頭的出水口(102)。
圖3是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的控制邏輯的系統和方法的一較佳實施例的流程圖。此描述的免觸摸式自動水龍頭系統(100)顯示由混合水流流量(106)流到水龍頭水嘴(101)。水龍頭水嘴(101)包含一個第一組中間傳感器(111)，一個LED指示燈(118)，第二組傳感器組件 (112和113)和一對第三組傳感器組件(114和115)都是安裝在水龍頭本體(101)。其中每一個電子傳感器(111，112，113，114和115)包含一個紅外線發射器和接收器以檢測物體的存在，和一個LED指示燈(118)指示系統的信息。
第一組中間傳感器C(111)檢測盥洗槽區域(108)物體的存在，以操作中間自動水流模式。這對第二組傳感器組件的傳感器A和B(112和113)和這對第三組傳感器組件的傳感器D和E(114和115)的功能是控制水龍頭(101)的連續水流模式，溫度控制模式，中間傳感器暫停模式和調節水流流量模式。此水龍頭系統(100)還包含電源供應組件(121)提供必要的電力(148)到控制系統，有預裝邏輯程序的電子邏輯處理器電路板(122)來控制水龍頭系統(100)，一水流流量控制閥組件(123)，溫度控制閥組件(124)來控制水流流量(301)和溫度(302)，和一個水流溫度傳感器(119)。
圖4是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的控制邏輯的系統和方法的一較佳實施例的邏輯流程圖，顯示根據本發明使用電子傳感器(如紅外線感應器)，檢測裝置，一個邏輯處理器，水流的水流流量控制閥組件件以控制水流流量和溫度而達到“免觸摸”和“自動”水龍頭系統的一個裝置之邏輯程序和方法的邏輯流程圖。
第一組傳感器(傳感器C)(111)檢測到一個物體在其檢測區(171)內(例如，在一個盥洗槽裡)作動(141)第一組傳感器(傳感器C)(111)且邏輯處理器(122)作動(301)水流流量控制閥組件(閥A)(123)使水流由水龍頭(101)流出(中間自動水流模式的作動)(201)。
在中間自動水流模式作動(201)操作時，水流流量控制閥組件(閥A)(123)的水流是在作動的位置，且當第一組傳感器(傳感器C)(111)沒有檢測到(141)一個物體在其檢測區(171)(例如，在一個盥洗槽裡)，邏輯處理器(122)停止作動(301)水流流量控制閥組件(閥A)(123)以停止水流到水龍頭水嘴(101)(中間自動水流模式的停止作動)(201)。
在任何時候，第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)統 同時檢測到一個物體(例如，一隻手)在其檢測區且達到預設的時間(作動連續水流的時間)(142和143)，邏輯處理器(122)作動(301)水流流量控制閥組件(閥A)(123)使水連續流(252)(連續水流模式)(202)到水龍頭水嘴(101)。這種連續水流模式(202)讓使用者可以方便的充滿洗臉盆或容器(108)而不必把手保持在第一組中間傳感器(傳感器C)(111)的檢測區域內以保持連續水流(連續水流模式的啟動)(202)。
正如圖4所示。水流流量控制閥組件(閥A)(123)是在作動狀態使的水流(301)到水龍頭水嘴(101)。第二組傳感器A(112)檢測(142)到一個物體(例如，一隻手指)在檢測區(172)，邏輯處理器(122)依照傳感器(傳感器A)(112)的感應時間增加溫度控制閥組件(閥B)(124)的熱水流流量(105)，減少冷水流流量(104)以增加水龍頭通過的水流溫度。第二組傳感器B(113)檢測(143)到一個物體(例如，一隻手指)在檢測區(173)，邏輯處理器(122)依照傳感器(傳感器B)(113)的感應時間減少溫度控制閥組件(閥B)(124)的熱水流流量(105)，增加冷水流流量(104)以減少水龍頭通過的水流溫度。因此水龍頭通過的水流溫度是由一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)的功能所控制而無需人或物體接觸任何水龍頭本體(101)(溫度控制模式)(203和204)。在本發明的一個裝置中，可選項的水溫傳感器(119)感知溫度和反饋信號給邏輯處理器(122)。在本發明的一個裝置中，如果檢測到的溫度超過預定溫度這個邏輯處理器發送一個信號到溫度控制閥組件(閥B)(124)，以減少水流溫度，或如果超過預設的最高溫度則發送一個信號到水流流量控制閥組件(閥A)(123)以關閉水流。這水溫傳感器防止使用人接觸到加熱過高的水溫度以維護安全。在一個例子中，指示器是一個LED指示燈顯示攝氏或華氏溫度。在另一個例子中，該指示器是一個產生聲音(例如，一個響鈴)的聲音顯示器或以所選擇的語言表達其溫度。在另一個例子中，聲音和指示燈顯示同時用來指示當前水溫給使用者。
在本發明的一較佳實施例中，中間自動水流模式(201)和連續水流模式(202)作動中，水流流量控制閥組件(閥A)(123)處於一個作動的位 置使水流(301)到水龍頭水嘴(106)。當第三組傳感器組件的傳感器D(114)在其檢測區(174)檢測到(144)一個物體(例如，一隻手指)，邏輯處理器(122)根據傳感器D(114)的感應時間同時提高(260)水流流量控制閥組件(閥A)(123)的熱水和冷水流流量。當第三組傳感器組件的傳感器E(115)在其檢測區(175)檢測到(145)一個物體(例如，一隻手指)，邏輯處理器(122)根據傳感器E(145)的感應時間同時降低(261)水流流量控制閥組件(閥A)的熱水和冷水流流量。水龍頭水流流量調節的運作由一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E)(114和115)所控制爾而不必接觸水龍頭本體(101)的任何部分(調節水流流量模式)(206和207)。
在本發明的一較佳實施例中，水龍頭於連續水流模式(202)，水流流量控制閥組件(閥A)(123)處於一個作動的位置使水流(301)到水龍頭水。嘴(106)。第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)同時檢測到一個物體(例如，一隻手)在其檢測區且達到預設的時間(停止作動連續水流的時間)(142和143)，邏輯處理器(122)作動連續水流模式(301)水流流量控制閥組件(閥A)(123)使停止水流(252)(連續水流模式的停止)(202)。
在本發明的一較佳實施例中，當水龍頭(100)是在待機狀態下，第一組傳感器(傳感器C)(111)檢測到沒有一個物體在其檢測區(255)，且水流流量控制閥組件(閥A)(123)設置為停用狀態(301)而沒有水從水龍頭流出(256)。第二組傳感器組件的傳感器A檢測(142)到一個物體(例如，手或手指)在其檢測區(112)且達到預定時間(傳感器C暫停的時間)觸發邏輯處理器(122)暫停(257)第一組傳感器(傳感器C)(111)的功能，這是被稱為“中間傳感器暫停模式”(205)。在這個中間傳感器暫停模式中，使用者可以在中間傳感器檢測區域內工作而不會作動水龍頭水流以節省水(中間傳感器暫停模式的開始)。
在中間傳感器暫停模式時(205)，第一組中間傳感器(傳感器C)(111)處在暫停狀態(257)。第二組傳感器的傳感器A(112)檢測(142)到有一個物體(例如，一個手指)在其檢測區內且達到一個預設時間(中間傳 感器復位的時間)。邏輯處理器會解除第一組中間傳感器的暫停狀態。恢復其傳感的功能(257)。自動水龍頭系統(100)復位回到待機狀態(中間傳感器暫停的復位))(205)。
水龍頭是處於中間自動水流模式(201)或連續水流模式(202)，水流流量控制閥組件(閥A)是在一個作動的位置使水龍頭在流水狀態中(301)。當第三組傳感器的兩個傳感器(傳感器D和傳感器E)(114和115)同時檢測到在它的檢測區域內有一個物體(例如，一隻手)的存在且達到一個預設時間(常用內定值設定時間)時，邏輯處理器(122)即將當前的水流溫度和水流流量的條件設定為新的常用水流溫度和水流流量的內定值(常用內定值預設模式)(208)。這獨特的常用水流流量和溫度內定值設定及復位功能(263)可以防止使用者打開水龍頭時由於以前的使用者設定的熱水突然流出而意外受傷，並且可以保持最少水流需要用量以節約用水。
在本發明的一較佳實施例中，水流流量控制閥組件(123)和水溫控制閥組件(124)有一個熱水流體入口(105)一個冷水流體入口(104)和一個流體出口(106)(混合冷/熱水流)導管，結合一個或一個以上的電動電磁閥和電動齒輪控制閥以控制水流(106)向水龍頭水嘴。
在本發明的一些免觸摸式自動水龍頭裝置中，一個中間傳感器(傳感器C)(111)，一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B))(112，113)和一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E)(114，115)具有完全控制水流流量(301)和水溫(302)的免觸摸自動水龍頭裝置的發明可以提供商業和住宅的各種應用。
圖5和圖6說明了根據本發明的一個免觸摸式自動水龍頭中，第一組中間傳感器(傳感器C)(111)的安裝與一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)(112和113)和一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E)(114和115)的傳感光束指向不同的方向，與水龍頭(101)前方的第一組中間傳感器(傳感器C)(111)約成90度角，以防止互相干擾。
圖7和圖8說明了本發明中可以有不同的電子傳感器的安排，根據本發明的一個裝置第一組中間傳感器(傳感器C)(111)可以安裝在水龍頭 的出水口出口(101)以更好地檢測。應當指出的是，本發明的其他裝置中第一組中間傳感器(傳感器C)(111)可能安裝在水龍頭出水口(101)的其他位置。
圖9顯示說明了本發明的一個裝置中可以有不同的電子傳感器的安排。分開的水龍頭傳感器控制盒(127)設計功能提供容易使用的廚房，盥洗室水龍頭的應用，特別是為兒童，殘疾人和老年使用者等。本發明的一個裝置中，一個分開的水龍頭傳感器控制盒(127)顯示在頂部上面安裝一個可選項的溫度顯示器(455)。在一個例子中，顯示器(455)是一種LED顯示屏，LCD液晶顯示器等等。在一個本發明的裝置中，可選項的溫度顯示器(455)顯示從邏輯處理器(122)傳遞之可選項的溫度傳感器(119)感應到水的溫度信號，並將信號轉換顯示當前水溫。
圖10是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的一水流流量控制閥組件較佳實施例圖式，說明本發明中的水流流量控制閥組件(123)和水流溫度控制閥組件(124)。水流流量控制閥組件(123)包含一個電磁閥(181)及一電動齒輪閥門裝置(182)。電磁閥(181)接收從邏輯處理器的信號(301)切換打開/關閉電磁閥(181)以啟動/停止水流(106)到水龍頭水嘴(101)。電動齒輪閥組件(182)根據信號輸入(301)以調節水流(106)。水溫度控制閥組件(124)包含一個電動齒輪三向閥門裝置(183)根據從邏輯處理器(122)輸出的信號(302)調整冷水進口(104)和熱水入口(105)的冷/熱水流流量比例以調節水溫。
圖11是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的另一種水流流量控制閥組件較佳實施例圖式，說明本發明中的水流流量控制閥組件(123)和水流溫度控制閥組件(124)。水流流量控制閥組件(123)包含電動齒輪閥門裝置(182)。電動齒輪閥組件(182)根據信號輸入(301)調節水流流量(106)。水流溫度控制閥組件(124)包含一個電動齒輪三向閥門裝置(183)接收從邏輯處理器(122)輸出的信號(302)調整分別從冷水進口(104)和熱水入口(105)的冷/熱水流流量比例以調節水溫。
圖12說明了本發明中结合水流流量控制閥組件(123)和水流溫度控 制閥組件(124)的另一個裝置。該水流流量和溫度控制閥組件(123和124)包含一個電磁閥(181)和兩個電動齒輪閥組件(184和185)。兩個電動齒輪閥組件(184和185)接收從邏輯處理器(122)輸出的信號(301和302)分別調整從冷水進口(104)和熱水入口(105)的冷/熱水流流量比例以調節水溫。本發明的一個裝置中。此兩個電動齒輪閥組件(184和185)控制水流流量而沒有一個分開的水流流量控制閥。
圖13說明了根據另一個本發明裝置中的水流流量控制閥組件(123)和溫度控制閥組件(124)。流量/溫度控制閥組件(123和124)包含兩個電動齒輪閥裝置(186)(187)，根據接收從邏輯處理器(122)輸出的信號(301和302)以開啟/關閉並調整從冷水進口(104)和熱水進口(105)的冷/熱水流流量比例以調節水溫。
圖14說明本發明安裝於浴缸(452)的免觸摸式自動水龍頭系統(100)。在本發明裝置中，水龍頭水嘴(101)和分開的水龍頭傳感器控制盒(402)非常方便的連接到浴缸(452)。裝置在遠端包含水流流量控制閥組件(123)和水溫度控制閥組件(124)的一個電子控制盒(401)，並與安裝在單獨的水龍頭傳感器控制盒(402)以有線或無線連接(403)進行信號交流。在本發明裝置中這水龍頭(101)可能被一對第二組傳感器打開的連續水流充填浴缸(452)到所需的水位和所需的溫度。舉一個例子，一個控制盒(401)可安裝在牆壁內或在浴缸旁邊或下面(452)以方便進行維修。裝置中該傳感器控制盒(402)包含傳感器(112，113，114和115)，和LED指示燈(118)。在本發明一個裝置中傳感器控制盒(402)不包含第一組中間傳感器C(111)，因為一個浴缸(452)通常是沒有必要瞬間水流的流出。應當指出的是在本發明其他的裝置，浴缸中的應用可能包含第一組中間傳感器C(111)。在本發明的一些裝置，內定值和個人化預設的設定溫度允許使用者根據自己喜好的溫度設定所需水流溫度，而不必每次使用浴缸(452)時還要調整溫度。
在本發明的一個裝置，包含一個個人化的計時器(未顯示於此)以保持連續水流在所需溫度。在本發明的這個裝置，基於過去使用浴缸(452) 的經驗，使用者可以預設計時器在預定期限時自動關閉水流。本發明的這個裝置讓使用者不必注意浴缸(452)而達到所需的水位。此功能讓使用者能在浴缸(452)自動裝水到所需溫度時做其它事情。在又另一個裝置中，計時器和傳感器可以通過一個手持遙控器或通過網絡如互聯網以控制。在本發明的這個裝置，讓使用者不必與浴缸(452)在同一個房間或位置而使浴缸(452)充滿達到所需水位和所需溫度。還有在另一個裝置中，此計時器還包含一個日期和時間設置功能以事先設定浴缸(452)需要充滿的日期和時間。
圖15說明本發明安裝於浴缸(452)的免觸摸式自動水龍頭系統(100)與包含傳感器(112，113，114和115)，和一個LED指示燈(118)而沒有分開的傳感器控制盒(402)的水龍頭水嘴(101)。含有水流流量控制閥組件(123)和溫度控制閥組件(124)的一個電子控制盒(401)，與通過有線或無線連接(403)信號連接安置在水龍頭水嘴(101)的傳感器互相溝通。在本發明這個裝置的水龍頭(101)可能由第二組傳感器的兩個傳感器同時作動的連續水流模式打開充滿浴缸(452)到所需的水位和所需的溫度。在一個例子中，一個控制盒(401)可安裝在牆壁內或在浴缸旁邊或下面(452)以方便進行維修。在本發明一個裝置中，也可包含如上所述個人化定時器。在本發明一個裝置中傳感器控制盒(402)不包含第一組中間傳感器C(111)，因為一個浴缸(452)通常是沒有必要瞬間水流的流出。應當指出的是在本發明其他的裝置，浴缸中的應用可能包含第一組中間傳感器C(111)。在本發明的一些裝置，內定值和個人化預設的設定溫度允許使用者根據自己喜好的溫度設定所需水流溫度，而不必每次使用浴缸(452)時還要調整溫度。
圖16說明本發明的免觸摸式自動水龍頭系統安裝的淋浴設備(600)。本發明這個裝置中，水龍頭感應器(112，113，114，115)和可選項的LED溫度顯示(455)非常方便的連接到淋浴設備(601)。在本發明的一個裝置中一個包含水流流量控制閥組件(123)和溫度控制閥組件(124)的電子控制盒(401)，通過有線或無線連接(403)信號連接傳感器(112，113， 114和115)互相溝通。在本發明的一個裝置中固定於牆內木條柱上(608)的電子控制盒(401)連接冷水閥(603)(連接管道611)和熱水閥(604)(連接到管道612)。在本發明的這個裝置，水流(106)通過肘關節(606)，並通過出口(607)流入水管(605)。牆上的開關蓋板(602)類似於傳統的開關蓋板。本發明的這個裝置可以容易的取代傳統的淋浴龍頭閥門。
在本發明的一個裝置水龍頭(607)中，可能由第二組傳感器的兩個傳感器同時作動的連續水流模式打開淋浴設備(600)到所需的水流溫度。在一個例子中，電子控制盒(401)可能安裝在與嵌入同一淋浴設備的牆壁內以便於進行維護。在本發明一個裝置中傳感器控制盒(601)不包含第一組中間傳感器C(111)，因為一個淋浴設備(600)通常是沒有必要瞬間水流的流出。應當指出的是在本發明其他的裝置，淋浴設備的應用可能包含第一組中間傳感器C(111)。在本發明的一個裝置，可能會包含一個可選項的計時器以便提前打開淋浴設備，使可達到希冀的溫度。在本發明的一些裝置，預先設定的溫度讓使用者可以根據個人喜好設定個人化的水流溫度，而不必每次使用淋浴設備(600)時還要調整溫度。在本發明的另一些裝置，個人化預設的計時器可用來限制淋浴時間以節約或限制用水。
圖17說明本發明的免觸摸式自動水龍頭系統(100)，可以是安裝在浴缸(452)或其他應用上，包含傳感器(112，113，114和115)，和一個LED指示燈(118)而沒有分開的傳感器控制盒(402)的水龍頭水嘴(101)。在本發明的一個裝置，水龍頭面板(454)可能會包含溫度顯示器(455)。在一個在本發明的一個裝置中一個包含水流流量控制閥組件(123)和溫度控制閥組件(124)的遙控電子控制盒(401)，通過有線或無線連接(403)並與安置在水龍頭水嘴(101)內的傳感器信號互相溝通。在本發明這個裝置的水龍頭(101)可能由第二組傳感器的兩個傳感器同時作動的連續水流模式打開充滿浴缸(452)到所需的水位和所需的溫度。在本發明一個裝置中，也可包含如上所述個人化定時器。在本發明的一些裝置，內定值和個人化預設的設定溫度允許使用者根據個人喜好的溫度設定所需水流溫度，而不必每次使用時還要調整水龍頭(100)的水溫度。
本發明的各種實施例，含有三個或更多的傳感器，以控制水流流量和溫度供商業和住宅應用上提供一個簡易，操作方便，節約用水和保護個人衛生的功能。
在本發明的一實施例中，傳感器的A，B，C，D和E有一個感應範圍從0.1英寸到36英寸。舉一個例子，傳感器A，B，D和E將在範圍0.1至10英寸，而傳感器C範圍內將有0.1至36英寸。在本發明的一個裝置中於製造過程中設定檢測範圍(例如，商業用，家庭用，由於殘疾的情況用，根據特定使用者的年齡等)。在本發明的另一個裝置中，檢測範圍可以由一個安裝者調整。
在本發明的一實施例中，這一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)的傳感範圍從0.1英寸到6英寸，這取決於水龍頭的應用和大小。在一個例子中，首選距離為1至2.5英寸。在本發明的另一個裝置中，一對第三組傳感器(傳感器D和傳感器E)之間的距離範圍可以從0.1到6英寸。在一個例子中，首選距離為1至2.5英寸。在另一個例子中，一對第二組傳感器(傳感器A和傳感器B)與一對第三組傳感器(傳感器傳感器D和E)之間沒有距離的限制的。在本發明的另一個裝置中，傳感器感應範圍的調整取決於水龍頭的設計。
依照本發明的一實施例中，根據邏輯程序，一對傳感器A和傳感器B被一個物體(例如，一個人的手)所覆蓋，依照當前的水龍頭狀態/模式則會打開或關閉連續水流模式(202)。舉一個例子，一隻手覆蓋了傳感器D和傳感器E的動作將啟動常用內定值預設模式(208)，並設置當前水龍頭的條件為內定值預設狀態。
依照本發明的一實施例中，傳感器的預設時間段可能會有所不同。舉一個例子，在所有的邏輯功能作用預設的時間段範圍從0.1到360秒，。在另一個例子中，每個功能作用的首選預設時間設定基於特定的應用(例如，商業用，工業用，家庭用，特定目標使用者等)。在本發明的一個裝置中，每個功能作用都有內定值預設時間(例如，提高/降低溫度，增加/減少流量，開/關，連續水流等)。在本發明的一個裝置中，依照特定的使用方 式在製造過程中設定每個功能作用的預設時間(例如，商業用，工業用，家庭用，提供給殘疾者，根據年齡的特定使用者等)。在本發明的另一個裝置中，預先設定的時間段可由安裝者調整。
在本發明的一實施例中，免觸摸式自動水龍頭在低電壓下操作，以防止電擊的意外。在本發明的一個裝置中，整個水龍頭系統採用直流低電壓(如3伏特或24伏特)，所以沒有遭受電擊傷害的顧慮。在本發明的一個裝置中，可使用電池操作傳感器和其他電氣和電子元件。在本發明的一個裝置中，有一個低電池電壓的信號如一個聲音警報，一個閃光(如LED信號)，同時聲音和光等以提醒使用者在電池失效前替換新電池，在本發明的一實施例中，水龍頭出廠預設的設定溫度範圍約55°至120℉，是根據市場區域地理位置能舒適使用，使用的類型(例如，商業用，工業用，家居用，特定使用者等)。在一個例子中，使用者可以依個人的喜好(即最喜歡的)在水龍頭的水流在他們最喜歡的條件下以蓋住第三組傳感器的傳感器D和傳感器E一個時間段而改變內定值預設的水溫度和水流流量此被稱為內定值預設模式。在本發明的一個裝置中，依照使用者的需要在製造過程中預設內定值水流溫度範圍(例如，商業用，家庭用，提供給殘疾者，根據年齡的特定使用者等)。在本發明的另一個裝置中，預設內定值水流溫度範圍可由安裝者調整。
在本發明的一實施例中，水龍頭調整的時間段與溫度增加/降低的速度是與冷熱水供應壓力和溫度有關。舉一個例子，一個方便調節水流溫度和流量速度的設定，不會使水流以不方便的速度改變水流溫度的增加或減少(例如，太快，太慢，等等)。在本發明的一個裝置中，調節水流溫度和流量的速度設定依照使用者的需要在製造過程中預設內定值水流溫度範圍(例如，商業用，家庭用，提供給殘疾者，根據年齡的特定使用者等)。在本發明的另一個裝置中，預設內定值水流溫度範圍可由安裝者調整。
在本發明的一實施例中，傳感器A，B，C，D和E是單紅外線傳感器。在本發明的一個裝置中，紅外線傳感器有不同的波長，發光角度以供各種不同的應用。在本發明的一個裝置中，傳感角度範圍根據不同使用的應用 類型可調整(例如，一個感應角度範圍約35度至270度或以上)。在本發明的另一個裝置中，傳感器的A，B，D和E使用電子容量傳感器，如在“觸摸燈”中使用的功能。然而，這種類型的傳感器不是“免觸摸式”的傳感器。舉一個例子，電子容量傳感器只有用在一個不需要“免觸摸式”的使用上。其他移動式傳感器也可用在本發明的其他裝置中。
在本發明的一些實施例中，根據各使用者不同的年齡而設定各方便的熱水最高溫度。例如，當水龍頭在使用中的高年齡的住家，一個學前教育托兒所等，設定最高水流溫度使那些可能對高水溫敏感的使用者免於傷害到。在其他用途上，如在工業用途或商業用途，必需要使用較高溫度者，即可設定一個較高的最高溫度。此最高溫度的設定，因此避免受傷或可使用於特定地方和目的(即商業用，工業用等)。應當指出，在本發明的一些裝置中，水溫重置為常用內定值預設的溫度，避免水龍頭在使用最高溫度後傷到下一個使用者。
在本發明的一實施例中，一旦進入連續水流模式後可能無限期地流動。在一個例子中，連續水流模式的功能就像有人打開一個手動水龍頭，讓它手動的流不停。舉一個例子，這種型式的水龍頭主要目的是針對一般住宅應用，使用者已具備這自動水龍頭領域眾所周知的基本知識和工作原理，而不只是商業用途如在機場或餐館的廁所的使用上。
在本發明的一實施例中，如果自動水龍頭的電源中斷，在斷電或備用電池耗盡，流量控制閥A(電磁閥)將關閉(正常關閉)切斷水流。
在本發明的一些實施例中，因為只有一個水管和一個電子控制線連接從水龍頭機構到電動閥組，本發明的安裝比傳統的手動水龍頭更容易。
在本發明的一實施例中，左右兩邊傳感器根據需要(例如，一個殘疾使用者，左手使用者或右手使用者等)是完全可以對調的，或裝置在水龍頭本體同一側。此外，該傳感器等由於應用或需要可以安裝在水龍頭本體的不同部位。
關於規格中的“一實施例”，“一個實施例”，“一些實施例，”或“其他的實施例”是指這個裝置至少包括一個裝置，一些裝置但不一定是所有的裝置 有關的一個特定功能，結構或描述的特徵。所有各種“一個實施例”，“一個實施例”，“一些實施例，”或“其他的實施例”的描述不一定是表示指相同的裝置。假如規格中描述的一個組件，功能，結構或特性“可能”或“有可能”包括在內，該特定組件，功能，結構或特性並無必要一定包括在內。如果規格或聲明中是“一”個單位，這並不意味著只有一個單位。如果規格或聲明中指“另一”個單位，這並不表示只有多一個單位。
雖然本發明的一些典型裝置已被描述，並顯示在附圖，但必須了解的，這種裝置只是用於說明本發明有關的廣泛性，而不是對有關本發明的說明限制，由於一般熟練的技藝可能會產生對本發明的其他各種修改，這些修改並不會使已瑧於藝術化之以上所顯示和描述的特定結構和安排受到限住。
100‧‧‧自動水龍頭裝置系統
101‧‧‧水龍頭水嘴
104‧‧‧冷水來源
105‧‧‧熱水來源
106‧‧‧混合水流到水龍頭
107‧‧‧水流
108‧‧‧水槽中區
109‧‧‧水流流量
111‧‧‧第一組中間電子傳感器C
112‧‧‧第二組傳感器組件A
113‧‧‧第二組傳感器組件B
114‧‧‧第三組傳感器組件D
115‧‧‧第三組傳感器組件E
118‧‧‧LED指示燈
119‧‧‧水溫度傳感器
121‧‧‧電源供應組件
122‧‧‧邏輯處理器電路板
123‧‧‧水流流量控制閥組件A
124‧‧‧溫度控制閥組件B
127‧‧‧水龍頭傳感器控制盒
141、142、143、144、145‧‧‧傳感信號
146‧‧‧溫度信號
148‧‧‧電力
181‧‧‧電磁閥
182‧‧‧電動齒輪閥門裝置
183‧‧‧電動齒輪三向閥門裝置
184‧‧‧電動齒輪閥組件
185‧‧‧電動齒輪閥組件
186‧‧‧電動齒輪閥裝置
187‧‧‧電動齒輪閥裝置
301‧‧‧邏輯信號
302‧‧‧邏輯信號
401‧‧‧電子控制盒
402‧‧‧水龍頭傳感器控制盒
403‧‧‧有線或無線
452‧‧‧浴缸
455‧‧‧溫度顯示器
600‧‧‧淋浴設備
601‧‧‧淋浴設備
602‧‧‧開關蓋板
603‧‧‧冷水閥
604‧‧‧熱水閥
606‧‧‧肘關節
607‧‧‧出口
608‧‧‧木條柱
611‧‧‧管道
612‧‧‧管道
605‧‧‧水管
圖1是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭裝置系統的一較佳實施例的一方塊流程圖；圖2是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭一較佳實施例圖式；圖3是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的控制邏輯的系統和方法的一較佳實施例的流程圖；圖4是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的控制邏輯的系統和方法的一較佳實施例的邏輯流程圖；圖5是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭之位於水龍頭本體一邊的電子傳感器較佳實施例圖式；圖6是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭之位於水龍頭本體另一邊的電子傳感器較佳實施例圖式；圖7是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的一電子傳感器較佳實施例配置圖式；圖8是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的一電子傳感器較佳實施例配置圖式；圖9是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的又一電子傳感器較佳實施 例配置圖式；圖10是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的一水流流量控制閥組件較佳實施例圖式；圖11是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的另一種水流流量控制閥組件較佳實施例圖式；圖12是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的又一種水流流量控制閥組件較佳實施例圖式；圖13是根據本發明的免觸摸式自動水龍頭的再一種水流流量控制閥組件較佳實施例圖式；圖14是根據本發明的一適用於浴缸的免觸摸式自動水龍頭系統之較佳實施例圖式；圖15是根據本發明的一適用於浴缸的免觸摸式自動水龍頭系統之較佳實施例圖式；圖16是根據本發明的一適用於淋浴設備的免觸摸式自動水龍頭系統之較佳實施例圖式；及圖17是根據本發明的一有溫度顯示的免觸摸式自動水龍頭系統之較佳實施例圖式。
100‧‧‧自動水龍頭裝置系統
104‧‧‧冷水來源
105‧‧‧熱水來源
106‧‧‧混合水流到水龍頭
107‧‧‧水流
109‧‧‧水流流量
111‧‧‧第一組中間電子傳感器C
112‧‧‧第二組傳感器組件A
113‧‧‧第二組傳感器組件B
114‧‧‧第三組傳感器組件D
115‧‧‧第三組傳感器組件E
119‧‧‧水溫度傳感器
121‧‧‧電源供應組件
122‧‧‧邏輯處理器電路板
123‧‧‧水流流量控制閥組件A
124‧‧‧溫度控制閥組件B
141、142、143、144、145‧‧‧傳感信號
146‧‧‧溫度信號
148‧‧‧電力
301‧‧‧邏輯信號
302‧‧‧邏輯信號

Claims (38)

  1. 一免觸摸式自動水龍頭，包括：複數個的傳感器(sensor)，以控制水流溫度；複數個的傳感器(sensor)，用於控制水流流量；一邏輯處理器(processor)，係連結到該複數個傳感器；一電源(voltage source)連結到該邏輯處理器；一水流溫度控制閥組件(temperature control valve assembly)連結到邏輯處理器，其中，邏輯處理器控制自該免觸摸式自動水龍頭流出的水流流量和水流溫度；一第二組水流溫度控制閥組件，其中，該水流溫度控制閥組件連結一個冷水管線(cold water line)，該第二組水流溫度控制閥組件連結一個熱水管線(hot water line)，水流溫度控制閥組件和第二組水流溫度控制閥組件各包括一個電動齒輪傳動控制閥，其中，這水流溫度控制閥組件和第二組水流溫度控制閥組件係用以控制該免觸摸式自動水龍頭的水流溫度和水流流量；一第一組中間傳感器，係連結到邏輯處理器以控制水流的開啟和關閉；及一個水流流量控制閥組件(water flow on off control valve)，係連結到邏輯處理器以控制水流到水龍頭的開啟和關閉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，更包括一個連結到該邏輯處理器的第一組中間傳感器(primary sensor)，以開啟和關閉水流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該複數個用於控制水流流量和水流溫度的傳感器包含複數個的第二組傳感器和複數個第三組傳感器(tertiary sensor)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，更包括一第一組中間傳感器，以連結到邏輯處理器而開啟和關閉水流，其中，該複數個用於控制水流流量和水流溫度的傳感器包含複數個的第二組傳感器和複數個第三組傳感器(tertiary sensor)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該第一組中間傳感器、該複數個第二組傳感器、該複數個第三組傳感器之中任一個皆包含一個發射器和一接收器，且均安裝有一個或多個的水龍頭本體或水龍頭組件，其中每個傳感器皆係用以檢測該免觸摸式自動水龍頭在預定檢測範圍內是否有物體的存在的狀況。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該複數個第二組傳感器、該複數個第三組傳感器之中任一個皆包含一發射器和一接收器，且均安裝有一個或多個的水龍頭本體或水龍頭組件，其中每個傳感器皆係用以檢測該免觸摸式自動水龍頭在預定檢測範圍內是否有物體的存在的狀況水龍頭本體。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之免觸摸式自動水龍頭，更包括：一水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)，係連結到該邏輯處理器，該免觸摸式自動水龍頭的水流流量和水流溫度係由該複數個第二組傳感器和該複數個第三組傳感器的組合所控制。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)包括水流進口(inlet)和由此延伸的出口管道(conduit)，及一個電動齒輪傳動控制閥(motorized gear driven valve)以控制免觸摸式自動水龍頭的水流流量。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流溫度控制閥組件包括一電動齒輪傳動控制閥、兩個水流進口(fluid inlet conduit)和由此延伸的一個出口管道(fluid outlet conduit)，以控制該免觸摸式自動水龍頭的水流溫度。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該第一組中間傳感器感知在一個預設的檢測區內有一個物體存在，該邏輯處理器輸出一個信號以作動該水流流量控制閥組件，使水流開始以預設的水流溫度和水流流量流向該免觸摸式自動水龍頭的一水嘴(faucet spout)。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該免觸摸式自動水龍頭被該邏輯處理器控制在一個中間自動水流模式 (primary-water-flow-mode)，該水流流量控制閥組件處於一作動位置(activated position)，當第一組中間傳感器感知(sense)在一檢測區內沒有一物體存在時，邏輯處理器輸出一個信號以停止水流流量控制閥組件的作動，進而停止水流流向免觸摸式自動水龍頭的一水嘴，並重設該水流溫度控制閥組件以使得水流溫度和水流流量的條件至常用內定值預設模式。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，在該複數個第二組傳感器同時在一個預設時間檢測到在一檢測區域內有一個物體的存在時，從複數個第二組傳感器的信號觸發(trigger)該邏輯處理器而發出信號，以啟動該水流流量控制閥組件，並開始以常用內定值預設的水流溫度和水流流量的條件，以連續水流流到該免觸摸式自動水龍頭之一水嘴。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)處於一作動位置，水由該免觸摸式自動水龍頭的一水嘴流出，且在第二組傳感器的第一傳感器檢測到有一個物體在其檢測區內時，該邏輯處理器會根據該複數個第二組傳感器的第一傳感器的一感知時間間隔(sensing time period)調整該水流溫度控制閥組件，以增加熱水流流量，減少冷水流流量，進而提高水流溫度，當複數個第二組傳感器的第二傳感器檢測到有一個物體在其檢測區內，邏輯處理器會根據複數個第二組傳感器的第二傳感器一感知時間間隔調整溫度控制閥組件，減少熱水流流量，增加冷水流流量，進而減低水流溫度，水龍頭的水流溫度由一對第二組傳感器的第一傳感器與第二傳感器控制，而不必觸摸該免觸摸式自動水龍頭的任何部分。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)係在一作動位置，水流由水龍頭水嘴流出，該邏輯處理器會根據該複數個第三組傳感器的第一傳感器檢測到一物體在其檢測區域內的一感知時間間隔，增加該水流流量控制閥組件的冷水和熱水流流量，以增加水由該水龍頭水嘴流出水龍 頭水嘴，其中，邏輯處理器會根據該複數個第三組傳感器的第二傳感器檢測到一物體在其檢測區域內的感知時間間隔，減少水流流量控制閥組件的冷水和熱水流流量，以減少水流到水龍頭水嘴，其中，經由第三組的第一傳感器和第二傳感器控制調整水龍頭的水流流量，而不必接觸水龍頭本體的任何部分。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)處於一作動位置，且在第二組傳感器的第一和第二傳感器同時在一預設時間檢測到有一個物體在其檢測區內，該邏輯處理器輸出一訊號以關閉該水流流量控制閥組件(water flow control valve assembly)，以停止連續水流到該免觸摸式自動水龍頭的一水嘴，其中，連續水流由該複數個第二組的第一傳感器和第二傳感器控制調整水龍頭水流。
  16. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，當該第一組中間傳感器檢測到在其檢測區域內沒有物體的存在，且該邏輯處理器將水流流量控制閥組件處於一個停止作動的位置時，該水龍頭是在備用狀態，此時是沒有水從該免觸摸式自動水龍頭的一水嘴流出來，該複數個第二組傳感器的第一傳感器在一預定時間間隔檢測到有一個物體在其檢測區內時，邏輯處理器從而暫停第一組中間傳感器的作動，且一個物體在第一組中間傳感器之檢測區內時，水龍頭水嘴不會作動。
  17. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，當第二組傳感器的第一傳感器在一預定時間間隔檢測到有一個物體在其檢測區內時，該第一組中間傳感器處在暫停狀態，該邏輯處理器會重新設定第一組中間傳感器，其中，該免觸摸式自動水龍頭會經由邏輯處理器復位回到待機狀態。
  18. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，當第三組傳感器的第一傳感器和第二傳感器在一預定時間間隔同時檢測到在其檢測區域內有一個物體的存在時，該水流流量控制閥組件是在一個作動的位置，其中，此時邏輯處理器即將當前的水流溫度和水流流量的條件設 定為新的常用水流溫度和水流流量的內定值。
  19. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該水流流量控制閥是關閉的狀態，水龍頭停止流水，當該第三組傳感器的第一傳感器或第二傳感器作動後，該自動水龍頭進入第一個人化預設模式，在第一組中間傳感器或第二組傳感器的兩個傳感器作動連續水流模式(continuous-water-flow-mode)時，該邏輯處理器是以第一個人化預設的水流流量和水流溫度條件流出。
  20. 如申請專利範圍第4項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，當以一個人化預設中的一個設定作動時，該水流流量控制閥組件是由邏輯處理器設定在一個作動的位置，以使水龍頭在流水狀態中，且該第三組傳感器的第一傳感器和第二傳感器同時在一預定時間間隔同時檢測到在其檢測區域內有一個物體的存在，邏輯處理器即將當前的水流溫度和水流流量的條件設定為個人化預設條件。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該電源包括一個或多個電池組(battery pack)和一交直流電變壓器，以供應直流電源給該邏輯處理器。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該邏輯處理器包含一復位開關(reset switch)和一電路板(circuit board)，其中，輸入邏輯程式的邏輯處理器處理所有該第一組中間傳感器、該複數個第二組傳感器、該複數個第三組傳感器、該水流流量控制閥組件、該水流溫度控制閥組件及該復位開關的輸出和輸入，以使該免觸摸式自動水龍頭重設復位至待命狀態。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該電源包括一個可充電電池組(rechargeable battery)。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之免觸摸式自動水龍頭，更包括一個溫度傳感器(temperature sensor)，係連結到該邏輯處理器。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之免觸摸式自動水龍頭，其中，該邏輯處理器是用以保存一個或多個預設溫度設定值。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之免觸摸式自動水龍頭，更包括一個連結到該邏輯處理器的水流溫度顯示器(temperature display)，該水溫度顯示器可顯示當前水流溫度。
  27. 一個水龍頭，包括：複數個傳感器包括：一第一組中間傳感器；一第一和第二的水溫度控制傳感器；及一第一和第二的水流流量控制傳感器；一連結到該複數個傳感器的邏輯處理器；一連結到邏輯處理器的一個水流流量控制閥組件；一連結到邏輯處理器的一水流溫度控制閥組件；和一連結到邏輯處理器的電源，並用以控制該水流流量控制閥組件，進而控制水流流量，和控制該水溫度控制閥組件，進而控制水流溫度。
  28. 一水龍頭系統，包括：一水龍頭本體(faucet housing)包含一些數個的傳感器，用於控制水流流量和水流溫度；一個邏輯處理器連結到數個傳感器；一組連結到邏輯處理器的第一個控制閥組件；一組連結到邏輯處理器的第二個控制閥組件；和一個電源連結到邏輯處理器，第一個控制閥組件和第二個控制閥組件，其中，水流流量和水流溫度由數個傳感器所控制，而不必接觸水龍頭本體。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之水龍頭系統，更包括連結到該邏輯處理器的一第三個控制閥組件，該第三個控制閥組件係可打開和關閉水流。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之水龍頭系統，其中，該第一個控制閥組件接連到一第一水源(first water source)，該第二個控制閥組件接連到一第二個水源(second water source)，其中第一個控制閥組件和第二控制閥組件係控制水流流量和水流溫度。
  31. 如申請專利範圍第28項所述之水龍頭系統，其中，該第一個控制閥組件接連到第一水源和第二水源，該第一個控制閥組件係控制水流溫度，該第二控制閥組件係控制水流流量。
  32. 如申請專利範圍第28項所述之水龍頭系統，更包括連結到該邏輯處理器的一水流溫度傳感器(water temperature sensor)。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之水龍頭系統，其中，該邏輯處理器係存儲一個或複數個水流溫度預設內定值(default preset temperature setting)。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之水龍頭系統，更包括一連結到該邏輯處理器的水流溫度顯示器(temperature display)，該水流溫度顯示器係顯示一個或複數個當前水流溫度和水流流量的信息。
  35. 一水龍頭本體(faucet housing)結構，包括：一水龍頭本體，包含複數個傳感器窗口(sensor window)；複數個的傳感器組件(sensor assembly)，係可拆裝式地連結到該水龍頭本體；和一至少部份設置於水龍頭本體內的管軸(shaft)，並連結一個固定螺母(securing nut)；其中，該固定螺母係固定水龍頭本體內的傳感器組件，並調整該複數個傳感器組件能對正傳感器窗口。
  36. 如申請專利範圍第35項所述之水龍頭本體結構，其中，該複數個傳感器組件包括一第一套傳感器組件(first sensor assembly)和一第二套傳感器組件(second sensor assembly)，該第一套傳感器組件是對齊一第一套傳感器組件窗口(first set of sensor window)，該第二套傳感器組件是對齊到第二套傳感器的窗口(second set of sensor window)。
  37. 如申請專利範圍第35項所述之水龍頭本體結構，更包括一第三套傳感器組件(third sensor assembly)，其中，該第三套傳感器組件對齊到第三套傳感器的窗口。
  38. 如申請專利範圍第36項所述之水龍頭本體結構，其中，任一該第一套傳感器組件和該第二套傳感器組件係對準該第一套傳感器窗口或該第 二套傳感器窗口。
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