專利名稱：一種基于混水閥門的水溫水量調控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水溫調控系統(tǒng)，特別是涉及一種基于混水閥門的水溫調控系統(tǒng)，適用于電熱 水器、太陽能熱水器和工業(yè)混水裝置。
背景技術：
市場上現(xiàn)有的熱水器混合冷熱水均使用的是手動調節(jié)混水閥連桿，通過人體感覺出水溫 度，再轉動開關調節(jié)的方式。但是由于人的遲滯性，調節(jié)周期過長，浪費了過程中不滿足溫 度要求的溫水；而且在調節(jié)過程中由于不能直觀精確顯示出水溫度值，會出現(xiàn)出水溫過低和 過高的情況，因此有時使用極不方便。專利號02244454. 8的中國專利文件公布了一種冷、熱水器混合調溫控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)中 單片機控制兩個電機，通過一個電機控制冷水管進水，另一個電機控制熱水管進水的混合方 式來實現(xiàn)調節(jié)溫度，其所用電機為兩個，除了需要溫度傳感器外還需要其他輔助傳感器，電 路結構復雜；專利號02257949.4的中國專利文件公開了一種數(shù)碼控制電熱水器恒溫調節(jié)裝置 ，其利用一個步進電機控制混水閥門，混水閥門再控制冷熱水比，把步進電機與閥門做成一 體，但不能同時實現(xiàn)水量調節(jié)的功能；還有其他恒溫技術是直接調節(jié)加熱程度來調節(jié)熱水本 身溫度，進而控制出水溫度的控制方式，與混水調節(jié)方式無關。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種基于混水閥門的水溫調控系統(tǒng)，自動實現(xiàn)水溫和水量的精確 調節(jié)，結構簡單，可靠性高，節(jié)約用水。一種基于混水閥門的水溫水量調控系統(tǒng)，包括監(jiān)控單元、步進電機(5)、直流電機(8 )、水平傳動機構、豎直傳動機構、固定塊(11)、第一連接桿(12)和第二連接桿(13)水平傳動機構的一端連接步進電機5的轉動軸，另一端連接混水閥4的控制連桿14;水平 傳動機構的表面設置有直流電機8、豎直傳動機構、固定塊ll、第一連接桿12和第二連接桿 13，直流電機8連接豎直傳動機構，豎直傳動機構的一側通過第一連接桿12連接固定塊11，另一側連接第二連接桿13，第二連接桿13穿過混水閥4的控制連桿14;第一連接桿12與第二 連接桿13相平行；監(jiān)控單元用于輸入預設水溫和水量調節(jié)指令，測量并輸出實際水溫，根據(jù)實際水溫與預 設水溫的差異驅動步進電機5工作，根據(jù)水量調節(jié)指令驅動直流電機8工作。本發(fā)明的技術效果體現(xiàn)在本發(fā)明通過第一傳動機構平面式的控制方式，控制混水閥門熱水混合比得到合適出水溫度，同時通過第二傳動機構豎直式的控制方式，實現(xiàn)水量調節(jié)。 整個裝置結構簡單，可靠性高，節(jié)約用水。


圖l為本發(fā)明機械部分結構的側視圖；圖2為本發(fā)明機械部分結構的仰視圖； 圖3為本發(fā)明電路部分結構示意圖；圖4為本發(fā)明工作流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明分為機械部分和電路部分，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。參考圖1和2，機械部分主要包括水平傳動機構、豎直傳動機構、步進電機5和直流電機 8。水平傳動機構由水平放置的小齒輪6和大齒輪7咬合而成，小齒輪6裝在步進電機5的轉動 軸上，大齒輪7安裝在混水閥4的控制連桿14上。大齒輪7可采用一個，也可采用多個齒輪逐 個咬合構成。大齒輪7的表面裝有直流電機8和豎直傳動機構。豎直傳動機構與水平傳動機構 結構相似，但擺放方式不一樣，由兩個豎直放置的齒輪咬合構成，其中第一齒輪9裝在直流 電機8的轉動軸上，第二齒輪10的一表面通過第一連接桿12連接安放于大齒輪7上的固定塊11 ，另一表面連接第二連接桿13，第二連接桿13穿過混水閥4的控制連桿14。第一連接桿12在 第二齒輪10上的投影點為該齒輪的圓心點，第二連接桿13在第二齒輪10的投影點不為圓心點 ，當?shù)诙X輪10轉動時，第二連接桿繞13其圓心點轉動，帶動控制連桿14在在豎直面轉動。 當實際水溫大于預設水溫時，步進電機5工作，水平傳動機構的小齒輪6帶動大齒輪7轉動， 大齒輪7帶動混水閥4的控制連桿14在水平面旋轉，使得冷水管2進水量大于熱水管3進水量。 當實際水溫小于預設水溫時，則反之。若需要調節(jié)出水量，則驅動直流電機8工作，豎直傳 動機構帶動第二連接桿13轉動，混水閥4的控制連桿14跟隨下連接桿13在豎直面轉動，從而改變出水管l的出水量。如圖3所示，電路部分包括中心控制器和分別與其相接的電機驅動電路、水溫測量電路 、輸入單元和輸出單元。輸入單元用于設置水溫和水量調節(jié)指令，輸出單元顯示預設和實際 水溫。參考圖4，水溫測量電路用于測量實際水溫，將其傳送給中心控制器，中心控制器將 實際水溫與預設水溫比較，根據(jù)差異產生步進電機工作指令，并傳送給電機驅動電路，電機 驅動電路根據(jù)步進電機工作指令驅動步進電機工作，從而調整冷水管和熱水管的進水量，不 斷循環(huán)該反饋過程直到實際水溫達到預設水溫。通過判斷水溫差異，把步進電機速度調節(jié)分 為若干檔位，反饋的溫度差值越大，則中心控制器輸出的步進電機轉動速度越快，使得調節(jié) 更快捷。若中心控制器接收到來自輸入單元的水量調節(jié)指令，則產生直流電機工作指令并傳 送給電機驅動電路，電機驅動電路驅動直流電機工作，實現(xiàn)出水管的水量增大或減小調節(jié)。 中心控制器采用SST89E58RD2芯片，通過合理的軟件控制實現(xiàn)各種功能。電機驅動電路使用 L298N和L297芯片組合實現(xiàn)對步進電機的驅動，單獨使用另一L298N芯片實現(xiàn)對直流電機的驅 動。輸入單元采用獨立按鍵式接口的鍵盤輸入，按鍵通過限流電阻后直接與單片機i/o口相 連。通過定時器掃描的方式檢測按鍵狀態(tài)，完成溫度設定輸入的功能。輸出單元采用數(shù)碼管 顯示，顯示采用四位一體的共陰極數(shù)碼管，通過鎖存器74HC574鎖存數(shù)據(jù)，譯碼器74HC138產 生片選信號控制數(shù)據(jù)寫入，以動態(tài)掃描的方式完成對輸出溫度的實時顯示。
權利要求
1.一種基于混水閥門的水溫水量調控系統(tǒng)，包括監(jiān)控單元、步進電機(5)、直流電機(8)、水平傳動機構、豎直傳動機構、固定塊(11)、第一連接桿(12)和第二連接桿(13)；水平傳動機構的一端連接步進電機(5)的轉動軸，另一端連接混水閥(4)的控制連桿(14)；水平傳動機構的表面設置有直流電機(8)、豎直傳動機構、固定塊(11)、第一連接桿(12)和第二連接桿(13)，直流電機(8)連接豎直傳動機構，豎直傳動機構的一側通過第一連接桿(12)連接固定塊(11)，另一側連接第二連接桿(13)，第二連接桿(13)穿過混水閥(4)的控制連桿(14)；第一連接桿(12)與第二連接桿(13)相平行；監(jiān)控單元用于輸入預設水溫和水量調節(jié)指令，測量并輸出實際水溫，根據(jù)實際水溫與預設水溫的差異驅動步進電機(5)工作，根據(jù)水量調節(jié)指令驅動直流電機(8)工作。
2 根據(jù)權利要求l所述的水溫水量調控系統(tǒng)，其特征在于，所述水平 傳動機構由兩個水平放置的小齒輪(6)和大齒輪(7)咬合而成，小齒輪(6)裝在步進電 機(5)的轉動軸上，大齒輪(7)裝在混水閥(4)的控制連桿(14)上。
3 根據(jù)權利要求l所述的水溫水量調控系統(tǒng)，其特征在于，所述豎 直傳動機構由兩個豎直放置的第一，第二齒輪(9， 10)咬合而成，第一齒輪(9)套在直流 電機(8)的轉動軸上，第二齒輪(10)的一表面通過第一連接桿(12)連接固定塊ll，另 一表面連接第二連接桿(13)。
4 根據(jù)權利要求1或2或3的所述的水溫水量調控系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)控單元包括中心控制器、電機驅動電路、水溫測量電路、輸入單元和輸出單元；輸入 單元用于向中心控制器傳送預設水溫和水量調節(jié)指令信息，輸出單元用于顯示預設和實際水溫；中心控制器根據(jù)預設水溫和實際水溫的差異產生步進電機工作指令，根據(jù)水量調節(jié)指令 產生直流電機工作指令，將步進電機和直流電機工作指令傳送給電機驅動電路，電機驅動電 路分別根據(jù)步進電機和直流電機工作指令驅動步進電機和直流電機工作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于混水閥門的水溫水量調控系統(tǒng)，包括監(jiān)控單元、步進電機、直流電機、水平傳動機構、豎直傳動機構、固定塊、第一連接桿和第二連接桿；水平傳動機構的一端連接步進電機的轉動軸，另一端連接混水閥的控制連桿；水平傳動機構的表面設置有直流電機，直流電機連接豎直傳動機構，豎直傳動機構的一側通過第一連接桿連接固定塊，另一側連接第二連接桿，第二連接桿穿過混水閥的控制連桿；第一與第二連接桿相平行；監(jiān)控單元用于輸入預設水溫和水量調節(jié)指令，測量并輸出實際水溫，根據(jù)實際水溫與預設水溫的差異驅動步進電機工作，根據(jù)水量調節(jié)指令驅動直流電機工作。本發(fā)明自動實現(xiàn)水溫和水量的精確調節(jié)，結構簡單，可靠性高，節(jié)約用水。
文檔編號F16K31/04GK101625045SQ20091030552
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權日2009年8月11日
發(fā)明者浩 彭, 李江晨, 威 黃 申請人:華中科技大學