一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置與方法，其特征在于,包括主控單元，水位測距單元，瓶口高度感應(yīng)單元，壓力感應(yīng)單元，開關(guān)控制閥門單元，步進(jìn)電機(jī)和高度調(diào)整軌道。當(dāng)有接水容器置于電熱水器的操作平臺之上時開始工作，瓶口高度感應(yīng)單元自動感應(yīng)接水容器的瓶口高度，水位測距單元實時檢測接水容器內(nèi)水位高度，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)的安全距離時停止供水，從而達(dá)到防止熱水溢出的功能。本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，實用性強(qiáng)，防止浪費，保證使用者的安全。
【專利說明】一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接水自動防溢出的技術(shù)，尤其涉及一種基于測距技術(shù)的熱水瓶接水防溢出電熱水器裝置與方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電熱水器在公眾場合受到越來越廣泛的使用，主要安裝在學(xué)校、工廠、酒店、醫(yī)院、住宿樓的休息間內(nèi)。其具體的使用方法是:將電熱水器水平置于地面上，接通電源、水管及其他設(shè)備。把需要接水的熱水瓶放置在電熱水器的平臺上，手動打開水龍頭開關(guān)，待熱水瓶接滿后手動關(guān)閉開關(guān)。現(xiàn)在的電熱水器一般能夠?qū)崿F(xiàn)自動注水、自動加熱以及燒開自動斷電等功能，但是在熱水瓶接水過程中，水龍頭的開關(guān)仍是靠手動控制。
[0003]目前，人們在接水時判斷熱水瓶是否注滿一般使用以下幾種方法。首先，人們大多依賴于直接用眼睛觀察熱水瓶是否注滿。這種方法簡單、直接、準(zhǔn)確，但是在夜晚或者無燈光的昏暗環(huán)境下人們用肉眼識別比較困難。熱水瓶瓶口散發(fā)出的水蒸氣可能會影響視線，并且較燙，還可能會傷害到觀察者的眼睛及其他肌膚。另一種方法是依靠聽聲音來判斷瓶內(nèi)水位高低，隨著熱水瓶內(nèi)水位的逐漸升高，其注水的聲音也由鈍到尖，這種方法在昏暗的環(huán)境下也可以使用，但是其準(zhǔn)確度較前者低，并且在聲音嘈雜的環(huán)境中很難判別水位，很容易使判斷產(chǎn)生些微偏差導(dǎo)致開水溢出熱水瓶，造成水資源浪費甚至燙傷使用者。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置與方法，能夠?qū)崟r檢測熱水瓶等接水容器內(nèi)水位高度，并自動感應(yīng)接水容器的瓶口高度，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)的安全距離時停止接水，從而達(dá)到防止熱水溢出的功能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種熱水瓶接水防溢出的電熱水器裝置，包括主控單元，水位測距單元，瓶口高度感應(yīng)單元，壓力感應(yīng)單元，開關(guān)控制閥門單元和高度調(diào)整軌道，所述水位測距單元安裝在電熱水器的出水口，所述瓶口高度感應(yīng)單元安裝在高度調(diào)整軌道上，所述高度調(diào)整軌道安裝在電熱水器操作的正面，正對接水容器放置位置，所述壓力感應(yīng)單元安裝在接水容器放置的電熱水器操作平臺的正下方，所述開關(guān)控制閥門單元安裝在電熱水器啟閉閥門的位置。
[0006]所述的主控單元，分別與水位測距單元，瓶口高度感應(yīng)單元，壓力感應(yīng)單元，開關(guān)控制閥門單元和步進(jìn)電機(jī)相連接并能夠進(jìn)行相互通信，能夠記錄并處理各個單元發(fā)行過來的信號和數(shù)據(jù)，并控制各個單元工作。
[0007]所述水位測距單元，包括驅(qū)動電路和測距傳感器，測距傳感器優(yōu)選采用超聲波測距傳感器，用于測量接水容器內(nèi)水位的高度。
[0008]所述瓶口高度感應(yīng)單元，包括驅(qū)動電路和測距傳感器，測距傳感器優(yōu)選采用超聲波測距傳感器。其中，瓶口高度感應(yīng)單元的測距傳感器置于高度調(diào)整軌道上，由主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動，進(jìn)而實現(xiàn)上下移動的目的，其用于感知接水容器的瓶口，利用檢測信號的變化(檢測距離值的變化)來判斷當(dāng)前高度是否有接水容器出現(xiàn)，進(jìn)而得出瓶口的高度。
[0009]所述壓力感應(yīng)單元主要感知是否有接水容器置于電熱水器的操作平臺之上，當(dāng)壓力大于預(yù)設(shè)值即認(rèn)為有熱水瓶放置，向主控單元發(fā)送信號。
[0010]所述開關(guān)控制閥門單元，包括開關(guān)控制電路和水龍頭閥門，用于控制水龍頭的開啟和閉合。
[0011]裝置還包括步進(jìn)電機(jī)，所述瓶口高度感應(yīng)單元的測距傳感器置于高度調(diào)整軌道上，由主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動其上下移動。步進(jìn)電機(jī)則是利用傳動裝置帶動高度調(diào)整軌道之上的瓶口高度感應(yīng)單元，以供后者檢測瓶口高度。高度調(diào)整軌道垂直部署于電熱水器工作臺之上，約束瓶口高度感應(yīng)單元的移動方向。
[0012]一種熱水瓶接水自動防溢出的方法，利用上述的電熱水器裝置，包括如下步驟: 假設(shè)，電熱水器上的水位測距單元與瓶口高度感應(yīng)單元在工作初始時，距離為X，
步驟1、置于電熱水器工作平臺的壓力感應(yīng)單元周期性的檢測是否有物體置于工作平臺之上；
步驟2、若當(dāng)前未檢測到有物體置于工作平臺之上，執(zhí)行步驟1，否則執(zhí)行步驟3 ；
步驟3、壓力感應(yīng)單元通知主控單元，有接水容器就位；
步驟4、主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動瓶口高度感應(yīng)單元從其初始位置沿高度調(diào)整軌道垂直向下移動，并通過瓶口高度感應(yīng)單元的測距傳感器來判斷是否有近距離障礙物出現(xiàn)；步驟5、若在步驟4中檢測到有近距離障礙物，則表示檢測到了接水容器的瓶口，由主控單元記錄下瓶口高度感應(yīng)單元的移動距離η ;否則繼續(xù)執(zhí)行步驟5，保持瓶口高度感應(yīng)單元的繼續(xù)下移；
步驟6、主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動瓶口高度感應(yīng)單元返回其原初始位置，同時控制開關(guān)控制閥門單元，打開熱水器的龍頭閥門進(jìn)行放水；
步驟7、水位測距單元利用其測距傳感器實時檢測水面與龍頭之間的距離m，并傳遞給主控單元，由后者計算出m-n-x的數(shù)值，也即當(dāng)前接水容器內(nèi)水位距離到接水容器瓶口的距離。若m-n-x的值大于預(yù)設(shè)的安全距離時，則繼續(xù)放水，重復(fù)執(zhí)行步驟7 ;否則表示當(dāng)前接水容器內(nèi)水位接進(jìn)瓶口，執(zhí)行步驟8 ；
步驟8、主控單元控制開關(guān)控制閥門單元關(guān)閉電熱水器龍頭，停止供水；
步驟9、壓力感應(yīng)單元通過壓力傳感器檢測接水容器是否被取走，若未被取走，則繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行步驟9 ;否則，執(zhí)行步驟1，開始新一輪接水容器接水處理，等待新的接水容器置于熱水器工作臺面之上。
[0013]上述步驟3中壓力感應(yīng)單元預(yù)先設(shè)定初值，當(dāng)有重量大于初值的物體置于其上時，壓力感應(yīng)單元向主控單元發(fā)送信號。
[0014]上述步驟7中，預(yù)先設(shè)定安全距離，當(dāng)實際距離m-n-x達(dá)到安全距離時，停止供水。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:安全有效，自動監(jiān)測熱水瓶內(nèi)水位高度，當(dāng)達(dá)到安全距離后自動關(guān)閉水龍頭的閥門，有效防止熱水溢出，造成浪費甚至燙傷使用者。
[0016]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下為本發(fā)明較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)實施過程做進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置的程序流程圖；
附圖的標(biāo)記含義如下:201、主控單元 202、水位測距單元 203、瓶口高度感應(yīng)單元
204、壓力感應(yīng)單元 205、開關(guān)控制閥門單元 206、步進(jìn)電機(jī) 207、高度調(diào)整軌道 208、熱水瓶瓶口 209、熱水瓶瓶底308、熱水瓶瓶口 309、熱水瓶瓶底。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0022]如圖1、2所示，一種熱水瓶接水防溢出的電熱水器裝置，包括主控單元201，水位測距單元202，瓶口高度感應(yīng)單元203，壓力感應(yīng)單元204，開關(guān)控制閥門單元205和高度調(diào)整軌道207，水位測距單元202安裝在電熱水器的出水口，瓶口高度感應(yīng)單元203安裝在高度調(diào)整軌道207上，高度調(diào)整軌道207安裝在電熱水器操作的正面，正對接水容器放置位置，壓力感應(yīng)單元204安裝在接水容器放置的電熱水器操作平臺的正下方，開關(guān)控制閥門單元205安裝在電熱水器啟閉閥門的位置。
[0023]裝置還包括步進(jìn)電機(jī)206，瓶口高度感應(yīng)單元203的測距傳感器置于高度調(diào)整軌道207上，由主控單元201控制步進(jìn)電機(jī)206帶動其上下移動。
[0024]實施例:
如圖2所示，預(yù)設(shè)壓力傳感器204周期性的檢測是否有物體置于工作平臺之上，設(shè)定初值為200克。檢測到大于200克的物體時，即認(rèn)為已經(jīng)放置熱水瓶，將信號發(fā)送給主控單元201。
[0025]如圖2所示，瓶口高度感應(yīng)單元203應(yīng)該略低于水龍頭底部，目的是防止其認(rèn)為水龍頭就是熱水瓶瓶口 208 ;如圖3所示，瓶口高度感應(yīng)單元203所在直線應(yīng)與水龍頭所在直線保持一定距離，目的是防止水流對其造成誤判。所述瓶口高度感應(yīng)單元203優(yōu)選采用超聲波測距傳感器。步進(jìn)電機(jī)206帶動超聲波測距傳感器沿著垂直高度調(diào)整軌道207下移，當(dāng)檢測到物體并且滿足距離在8cnTl2Cm的條件時，則判斷檢測到熱水瓶瓶口 208，記錄下移距離η后并發(fā)送給主控單元201，之后沿著高度調(diào)整軌道軌道207返回起點。
[0026]如圖2所示，電熱水器上的水位測距單元202與瓶口高度感應(yīng)單元203在工作初始時，距離為X，所述水位測距單元202優(yōu)選采用超聲波測距傳感器。當(dāng)向熱水瓶內(nèi)注水時，超聲波在瓶底和水面都會發(fā)生反射，但是由于水位不斷上升，所以只記錄不斷變化的水面高度m即可。主控單元201預(yù)設(shè)安全距離，接受到數(shù)據(jù)后計算實際距離m-n-x，當(dāng)實際距離達(dá)到安全距離時，主控單元201控制開關(guān)控制閥門單元205關(guān)閉。
[0027]將熱水瓶放置在一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器的操作平臺上時，上述裝置的工作方法，如圖4所示: 5401:置于電熱水器工作平臺的壓力感應(yīng)單元204周期性的檢測是否有熱水瓶置于工作平臺之上；
5402:當(dāng)檢測到的壓力大于預(yù)設(shè)初值200克時，即已經(jīng)放置熱水瓶，執(zhí)行下一步S403 ；否則，返回步驟S401 ；
5403:壓力感應(yīng)單元204向主控模塊201發(fā)送信號，通知其熱水瓶已經(jīng)就位。
[0028] S404:主控單元201控制步進(jìn)電機(jī)206帶動瓶口高度感應(yīng)單元203沿著高度調(diào)整軌道207垂直下移，并記錄瓶口高度感應(yīng)單元的移動距離η ；
5405:瓶口高度感應(yīng)單元203檢測有無瓶口，若檢測到瓶口執(zhí)行下一步S406，若檢測不到返回步驟S404 ；
5406:瓶口高度感應(yīng)單元203沿原路返回至起點，并將下移距離η發(fā)送給主控單元
201 ；
5407:主控單元201控制開關(guān)控制閥門單元205打開水龍頭閥門并保持放水狀態(tài)；
5408:水位測距單元202實時監(jiān)測水位高度m，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控單元201 ；
5409:主控單元201計算出水位到瓶口距離m-n-x,如果達(dá)到安全距離執(zhí)行下一步S410，如果沒達(dá)到返回步驟S407 ；
5410:主控單元201控制開關(guān)控制閥門單元205關(guān)閉水龍頭停止放水；
5411:壓力感應(yīng)單元204周期性的檢測熱水瓶是否被取走；
5412:若壓力感應(yīng)單元204檢測到熱水瓶被取走，則返回步驟S401，進(jìn)入一個新的周期；若沒有被取走，則返回步驟S411 ；
上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置，其特征在于，包括主控單元，水位測距單元，瓶口高度感應(yīng)單元，壓力感應(yīng)單元，開關(guān)控制閥門單元，高度調(diào)整軌道；所述水位測距單元安裝在電熱水器的出水口，所述瓶口高度感應(yīng)單元安裝在高度調(diào)整軌道上，所述高度調(diào)整軌道安裝在電熱水器操作的正面，正對接水容器放置位置，所述壓力感應(yīng)單元安裝在接水容器放置的電熱水器操作平臺的正下方，所述開關(guān)控制閥門單元安裝在電熱水器啟閉閥門的位置；所述的主控單元，分別與水位測距單元，瓶口高度感應(yīng)單元，壓力感應(yīng)單元，開關(guān)控制閥門單元和步進(jìn)電機(jī)相連接并能夠進(jìn)行相互通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱水瓶接水自動防溢出的電熱水器裝置，其特征在于，所述裝置還包括步進(jìn)電機(jī)，所述瓶口高度感應(yīng)單元的測距傳感器置于高度調(diào)整軌道上，由主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動其上下移動。
3.一種熱水瓶接水自動防溢出的方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-2所述的電熱水器裝置，包括如下步驟: 假設(shè)，電熱水器上的水位測距單元與瓶口高度感應(yīng)單元在工作初始時，距離為X 步驟1、置于電熱水器工作平臺的壓力感應(yīng)單元周期性的檢測是否有物體置于工作平臺之上； 步驟2、若當(dāng)前未檢測到有物體置于工作平臺之上，執(zhí)行步驟1，否則執(zhí)行步驟3 ； 步驟3、壓力感應(yīng)單元通知主控單元，有接水容器就位； 步驟4、主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動瓶口高度感應(yīng)單元從其初始位置沿高度調(diào)整軌道垂直向下移動，并通過瓶口高度感應(yīng)單元的測距傳感器來判斷是否有近距離障礙物出現(xiàn)； 步驟5、若在步驟4中檢測到有近距離障礙物，則表示檢測到了接水容器的瓶口，由主控單元記錄下瓶口高度感應(yīng)單元的移動距離η ;否則繼續(xù)執(zhí)行步驟5，保持瓶口高度感應(yīng)單元的繼續(xù)下移； 步驟6、主控單元控制步進(jìn)電機(jī)帶動瓶口高度感應(yīng)單元返回其原初始位置，同時控制開關(guān)控制閥門單元，打開熱水器的龍頭閥門進(jìn)行放水； 步驟7、水位測距單元利用其測距傳感器實時檢測水面與龍頭之間的距離m，并傳遞給主控單元，由后者計算出m-n-x的數(shù)值，也即當(dāng)前接水容器內(nèi)水位距離到接水容器瓶口的距離，若m-n-x的值大于預(yù)設(shè)的安全距離時，則繼續(xù)放水，重復(fù)執(zhí)行步驟7 ;否則表示當(dāng)前接水容器內(nèi)水位接進(jìn)瓶口，執(zhí)行步驟8 ； 步驟8、主控單元控制開關(guān)控制閥門單元關(guān)閉電熱水器龍頭，停止供水； 步驟9、壓力感應(yīng)單元通過壓力傳感器檢測接水容器是否被取走，若未被取走，則繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行步驟9 ;否則，執(zhí)行步驟1，開始新一輪接水容器接水處理，等待新的接水容器置于熱水器工作臺面之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱水瓶接水自動防溢出的方法，其特征在于，所述步驟3中壓力感應(yīng)單元預(yù)先設(shè)定初值，當(dāng)有重量大于初值的物體置于其上時，壓力感應(yīng)單元向主控單元發(fā)送信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱水瓶接水自動防溢出的方法，其特征在于，所述步驟7中，預(yù)先設(shè)定安全距離，當(dāng)實際距離m-n-x達(dá)到安全距離時，停止供水。
【文檔編號】F24H9/20GK104197525SQ201410454333
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】朱川, 袁朝斌, 韓光潔, 黃滇玲, 吳桐桐 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)