一种可自动注水的饮水机的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居领域，具体地说，涉及一种可自动注水的饮水机。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，智能家居的种类也越来越多，但目前饮水机的智能化程度还不够高，往往需要用户手动控制出水和停水。这很容易造成水满溢出，浪费水资源，甚至是烫伤。
3.饮水机出水自动化的实现需要在杯体放置在注水区域后能够检测到杯体已放置，并且需要检测杯体高度和杯体内液面的高度，而这些功能的实现往往需要很多测距传感器，如果想要提高精度，就需要更多的测距传感器，这会使得成本大大增加。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种在保证杯体高度测量精度的同时减少测距传感器的数量的可自动注水的饮水机。
5.为了实现上述目的，第一方面，本实用新型的实施例提供了一种可自动注水的饮水机，包括：
6.注水口，其底部设有注水区域；
7.杯体检测模块，设置于所述注水区域一侧，可沿注水区域的垂直方向移动，并用于生成杯体放入注水区域的第一触发信号，以及在从与杯底处于同一水平线的底端向上移动的过程中生成感应杯口的第二触发信号；
8.杯高测量模块，用于在接收到所述杯体检测模块生成的第二触发信号后，测量杯体的高度；
9.水面检测模块，设置在所述注水口一侧，用于测量杯体内水面的高度，并在杯体内水面高度与杯体高度之差小于设定阈值后生成停止注水的第三触发信号；
10.控制模块，与所述杯高测量模块、所述水面检测模块电连接及所述注水口电连接。
11.可选地，在一个实施例中，所述控制模块用于在接收到所述杯高测量模块计算的杯体高度信息后生成控制所述注水口向杯体内注水的第一控制信号，并在接收到所述水面检测模块生成的第三触发信号后生成控制所述注水口停止注水的第二控制信号。
12.可选地，在一个实施例中，所述水平测距单元位于所述注水区域的底端时，用于在检测到注水区域底端的距离发生突变时生成所述的第一触发信号，使所述杯体测量模块从下至上移动。
13.可选地，在一个实施例中，所述杯体测量模块包括朝向所述注水区域的水平测距单元，所述水平测距单元在从下至上移动过程中检测到距离发生突变时生成所述的第二触发信号。
14.可选地，在一个实施例中，所述水平测距单元为激光测距仪、超声测距仪或红外测距仪。
15.可选地，在一个实施例中，所述的杯高测量模块包括计算单元，所述计算单元用于计算所述杯体检测模块在从与杯底处于同一水平线的底端向上移动至生成所述第二触发信号的过程中的第一距离。
16.可选地，在一个实施例中，所述杯高测量模块还包括垂直测距单元，所述垂直测距单元与所述杯体检测模块同步移动，所述垂直测距单元用于在接收到所述第二触发信号时测量当前位置至所述注水区域顶端的距离值，所述计算单元根据该距离值计算所述的第一距离。
17.可选地，在一个实施例中，所述垂直测距单元为激光测距仪、超声测距仪或红外测距仪。
18.可选地，在一个实施例中，所述杯高测量模块还包括步进电机和传送带，所述传送带两端分别设有主动轮和从动轮，所述杯体检测模块位于所述传送带上，所述计算单元根据步进电机的脉冲值和所述主动轮的半径计算所述的第一距离。
19.可选地，在一个实施例中，所述可自动注水的饮水机，还包括驱动所述杯体检测模块移动的驱动模块，所述驱动模块包括驱动电机和传送带，所述传送带沿竖直方向布置在所述注水区域一侧，所述杯体检测模块固定在所述传送带上。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：
21.本实用新型的可自动注水的饮水机，通过在注水区域设置杯高测量模块和可以垂直移动的杯体检测模块，能够自动感应放置在注水区域的杯体并自动测量杯体高度，节约了饮水机的成本，可自动注水的饮水机通过接收杯高测量模块计算的杯体高度信息和水面检测模块生成的停止注水的触发信号，分别控制注水口自动开启和关闭，实现了自动注水和水满自动停止注水，用户无需在接水时时刻观察接水情况，提高了饮水机的智能性。
22.通过设置控制模块接收杯高测量模块计算出的杯体高度信息，生成控制注水口向杯体内注水的第一控制信号，并在接收到水面检测模块生成的第三触发信号后生成控制注水口停止注水的第二控制信号，实现注水口开启和关闭的自动控制。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例一提供的一种可自动注水的饮水机示意图；
25.图2为本实用新型实施例二提供的一种可自动注水的饮水机示意图；
26.图3为本实用新型实施例一的可自动注水的饮水机自动加水过程的流程图。
27.附图标号说明：
28.1-机体，2-水箱，3-水箱盖体，4-水泵，5-注水口，6-杯体放置位，7-电源线，8-杯体，9-水平测距单元，10-垂直测距单元，11-水面检测模块，12-安装架，13-传送带，14-上限位开关，15-下限位开关，16-主动轮，17-从动轮。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
31.实施例一
32.参见图1，本实施例的可自动注水的饮水机包括：机体1，机体设置有水箱2，水箱可以固定设置、可拆卸设置，可以设置于机体一侧，也可以设置于机体顶部或底部，水箱上方设有水箱盖体3，水箱底部设置有水泵4。机体上设置有注水区域，注水区域包括顶部的注水口5和底部的杯体放置位6。机体内设置有电路板，水泵通过导线连接电路板，将水箱中的水通过管道运输至注水口，电路板连接电源线7，为可自动注水的饮水机供电，电路板上设置有控制模块，与可自动注水的饮水机各个元件电连接。
33.可自动注水的饮水机的类型及结构等可以根据实际需要进行灵活设置，例如，水箱2上连接有加热机构，水箱2和/或水箱盖体3上设置有提手，机体顶端设置按压旋钮或人工操作面板，杯体放置位6的上端面设置有沥水盘，杯体放置位6上端面设置用于放置接水的杯体8的底座等。杯体8的类型可根据实际需要进行灵活设置，例如，该杯体是塑料杯、陶瓷杯、玻璃杯或保温杯等水杯等。
34.本实施例中，机体设置有杯体检测模块、杯高测量模块、水面检测模块11和控制模块。
35.其中，杯体检测模块设置于注水区域一侧，可沿注水区域的垂直方向移动，并用于生成杯体放入注水区域的第一触发信号，以及在从与杯底处于同一水平线的底端向上移动的过程中生成感应杯口的第二触发信号。杯体检测模块可以包括朝向注水区域的水平测距单元9。水平测距单元9可通过驱动模块的驱动沿注水区域垂直方向移动，驱动模块包括电机和沿注水区域一侧垂直设置的传送带13，传送带的两端分别设有主动轮16和从动轮17，水平测距单元9固定在传送带13上的安装架12上，安装架12的初始位置设置在注水区域底端。当电机驱动主动轮16转动时，带动传动带13转动，安装架12上的水平测距单元9随传送带13上下移动。其中，传送带13的安装位置确保传送带的投影与注水区域放置的杯体底部有交点，保证水平测距单元9在上下移动采集杯体信息时，可以采集到杯体放置在杯体放置位时的信息，并生成第一触发信号，并可以采集到水平测距单元9在感应到杯体放置到杯体放置位后向上移动过程中距离发生突变的信息，生成第二触发信号，代表此时水平测距单元9已经到达杯体顶部。
36.在本实用新型实施例中，杯体检测模块中朝向注水区域的水平测距单元9检测到
杯体放置在杯体放置位的信息时，生成第一触发信号，并控制杯体测量模块从下至上，随传送带13向上滑动，当接收到返回初始位置的信号后尽快返回至初始位置。水平测距单元9从注水区域底端滑向上滑动这个过程中不断测距，在返回到初始位置的过程中，水平测距单元9可以停止测距。水平测距单元9在随传动带向上移动过程中检测到的距离值，其中水平测距单元9与杯体的杯口处的距离值和下一刻水平测距单元9与注水区域的距离值差异很大，也就是检测到的所有距离值中，检测到突变值的时刻即为水平测距单元检测到杯体的杯口的时刻，控制杯体检测模块生成第二触发信号。
37.其中，返回初始位置的信号可以包括水平测距单元9触碰到上限位开关14后生成的信号，也可以包括水平测距单元9检测到杯口时生成的第二触发信号，也可以包括水平测距单元9检测到杯口后继续随传动带13移动预设距离后生成返回初始位置的信号，预设距离可以为技术人员或用户设定的固定距离。
38.杯高测量模块用于在接收到杯体检测模块生成的第二触发信号后，测量杯体的高度。
39.本实施例中，杯高测量模块可与水平测距单元9共同固定在传送带13上的安装架12上，可以包括垂直测距单元10和计算单元，且杯高测量模块与水平测距单元9同步移动，并在移动之前杯高测量模块中的垂直测距单元10测量至注水区域顶端的距离值，在接收到杯体检测模块生成的第二触发信号后，测量当前位置至注水区域顶端的第一距离。
40.杯高测量模块中的计算单元计算垂直测距模块至注水区域顶端的距离值与接收到第二触发信号后垂直测距模块当前位置至注水区域顶端的第一距离的差值，得到杯体高度信息。
41.本实施例中，水面检测模块11，设置在注水口5一侧，用于测量杯体8内水面的高度，并在杯体内水面高度与杯体高度之差小于设定阈值后生成停止注水的第三触发信号。
42.控制模块接收到杯高测量模块计算的杯体高度信息后控制注水口5开始注水，同时控制注水口一侧的水面检测模块11检测杯体内水面高度。在杯体内水面高度与测量到的杯体8高度之差小于或等于设定阈值后生成停止注水的第三触发信号，当控制模块接收到水面检测模块11生成的第三触发信号后控制注水口5停止注水。
43.其中，设定阈值可以根据实际需要灵活设置，可以为技术人员设定的固定数值，也可以为用户根据具体情况自行设置的杯体内水面与杯体高度之间的目标高度差。其中，设定阈值不小于0且不大于杯体高度。
44.在接收到返回初始位置的信号后，水平测距单元9和杯高测量模块随传送带13向下移动，返回初始位置，触碰到设置在注水区域底端的下限开关15后停止移动。
45.图3为本实施例的流程图，当控制模块接收到杯体检测模块生成检测到杯体的第一触发信号后，控制杯高测量模块测量注水区域底端至注水区域顶端的距离后与水平测距单元同步随传送带向上移动并测距。控制模块接收到水平测距单元检测到杯口时生成第二触发信号后控制杯高测量模块测量当前位置距注水区域顶端的第一距离。控制模块接收杯高测量模块中的计算单元计算的杯体高度信息后控制注水口开始注水，水面检测模块检测杯体内水面高度并计算杯体内水面高度与杯体高度的差值，当差值小于或等于预设阈值时，控制模块控制注水口停止注水。
46.可以理解的是，本实施例中，电机可以是驱动电机或步进电机。
47.可以理解的是，本实施例中，杯体检测模块也可以同时包括朝向注水区域的水平测距单元9和设置在杯体放置位上端面的重量传感器。当杯体8放置在杯体放置位时，重量传感器感应到杯体放置位处的重量产生明显变化，生成第一触发信号，水平测距单元9接收到第一触发信号后随传送带13向上移动并开始检测杯口。
48.可以理解的是，本实施例中，水平测距单元9和垂直测距单元10可以是激光测距仪、超声测距仪或红外测距仪。三种测距仪的测距原理一样，均是测距仪发出的光或声波遇到障碍物反射回去再接收，根据计时器得出的往返时间和传播速度可得出测距仪距障碍物的距离。
49.另外，本实施例的技术方案不局限于容器的形状、大小及杯内原有水量多少，避免了现有技术中在饮水机智能出水时，必须使用阈值匹配的杯体的缺陷，扩大了可自动注水的饮水机的适用范围，提高了饮水机的智能性与便利性。
50.本实用新型的可自动注水的饮水机，通过在注水区域设置杯高测量模块和可以垂直移动的杯体检测模块，能够自动感应放置在注水区域的杯体并在注水区域移动，检测突变信号以测量杯体高度。可自动注水的饮水机通过接收杯高测量模块计算的杯体高度信息和水面检测模块生成的停止注水的触发信号，分别控制注水口自动开启和关闭，实现了自动注水和水满自动停止注水，用户无需在接水时时刻观察接水情况，提高了饮水机的智能性。
51.实施例二
52.参见图2，在本实用新型实施例中，杯高测量模块包括步进电机和传送带13，传送带的两端分别设有主动轮16和从动轮17，其中主动轮16的半径为r，步进电机每一个脉冲转动的角度为θ，其中θ的单位为弧度。
53.具体地，在本实用新型实施例中，步进电机驱动主动轮16转动，带动传送带13转动，进而带动设置在传送带13上的安装架12沿注水区域垂直方向移动。其中，安装架12的初始位置设置在注水区域底端。
54.杯体检测模块中的水平测距单元9设置在安装架12上。当步进电机接收到杯体检测模块检测到杯体放置在杯体放置位时生成的第一触发信号后，步进电机驱动主动轮16转动，带动传动带13，设置在安装架12上的水平测距单元向上移动。
55.杯高测量模块在接收到水平测距单元9从底端向上移动的过程中生成感应杯口的第二触发信号时，控制模块统计水平测距单元9从注水区域底端开始，到生成第二触发信号为止，步进电机的累计脉冲数n。计算单元根据步进电机的累计脉冲数n和主动轮的半径r计算杯体高度h，h＝n
×r×
θ。
56.步进电机在接收到水平测距单元9返回初始位置的信号后，驱动水平测距单元9随传送带向下移动返回初始位置，碰到设置在注水区域底端的下限位开关15后停止移动。
57.本实施例中其余元件实施方法与实施例一相同，图2中其余元件的标号含义也与实施例一相同，此处不再赘述。本实施例将驱动电机替换为步进电机，可以实现通过给步进电机施加一个脉冲信号，步进电机转过一个确定的角度，无需利用垂直测距模块测量距离，简化了可自动注水饮水机的结构，在保证测量精度的同时降低了制造成本。
58.显然，上述实施例仅仅是为了清楚地说明所作的举例，而并非对实施方法的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化
或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

技术特征：
1.一种可自动注水的饮水机，其特征在于，包括：注水口，其底部设有注水区域；杯体检测模块，设置于所述注水区域一侧，可沿注水区域的垂直方向移动，并用于生成杯体放入注水区域的第一触发信号，以及在从与杯底处于同一水平线的底端向上移动的过程中生成感应杯口的第二触发信号；杯高测量模块，用于在接收到所述杯体检测模块生成的第二触发信号后，测量杯体的高度；所述杯高测量模块包括计算单元，所述计算单元用于计算所述杯体检测模块在从与杯底处于同一水平线的底端向上移动至生成所述第二触发信号的过程中的第一距离；所述杯高测量模块还包括垂直测距单元，所述垂直测距单元与所述杯体检测模块同步移动，所述垂直测距单元用于在接收到所述第二触发信号时测量当前位置至所述注水区域顶端的距离值，所述计算单元根据该距离值计算所述的第一距离；水面检测模块，设置在所述注水口一侧，用于测量杯体内水面的高度，并在杯体内水面高度与杯体高度之差小于设定阈值后生成停止注水的第三触发信号；控制模块，与所述杯高测量模块、所述水面检测模块电连接及所述注水口电连接。2.根据权利要求1所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述控制模块用于在接收到所述杯高测量模块计算的杯体高度信息后生成控制所述注水口向杯体内注水的第一控制信号，并在接收到所述水面检测模块生成的第三触发信号后生成控制所述注水口停止注水的第二控制信号。3.根据权利要求1所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述杯体检测模块包括朝向所述注水区域的水平测距单元，所述水平测距单元在从下至上移动过程中检测到距离发生突变时生成所述的第二触发信号。4.根据权利要求3所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述水平测距单元位于所述注水区域的底端时，用于在检测到注水区域底端的距离发生突变时生成所述的第一触发信号，使所述杯体检测模块从下至上移动。5.根据权利要求3所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述水平测距单元为激光测距仪、超声测距仪或红外测距仪。6.根据权利要求1所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述垂直测距单元为激光测距仪、超声测距仪或红外测距仪。7.根据权利要求1所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，所述杯高测量模块还包括步进电机和传送带，所述传送带两端分别设有主动轮和从动轮，所述杯体检测模块位于所述传送带上，所述计算单元根据步进电机的脉冲值和所述主动轮的半径计算所述的第一距离。8.根据权利要求1所述的可自动注水的饮水机，其特征在于，还包括驱动所述杯体检测模块移动的驱动模块，所述驱动模块包括驱动电机和传送带，所述传送带沿竖直方向布置在所述注水区域一侧，所述杯体检测模块固定在所述传送带上。

技术总结
本申请提出了一种可自动注水的饮水机，属于智能家居技术领域。所述饮水机包括：杯体检测模块，设置于注水区域一侧，可沿注水区域的垂直方向移动，并用于生成杯体放入注水区域的第一触发信号，以及生成感应杯口的第二触发信号；杯高测量模块，用于在接收到杯体检测模块生成的第二触发信号后，测量杯体的高度；水面检测模块，设置在注水口一侧，用于测量杯体内水面的高度，并在杯体内水面高度与杯体高度之差小于设定阈值后生成停止注水的第三触发信号；控制模块，与杯高测量模块、水面检测模块电连接及注水口电连接。本申请能够对杯体高度自动测量，自动加水并实时测量杯体内水位，在杯体内水快满时，自动停止加水，提高饮水机的智能性并降低成本。能性并降低成本。能性并降低成本。


技术研发人员：朱泽春 杨亚林
受保护的技术使用者：杭州九阳小家电有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/9/3