一种智能控制下水器及控制方法与流程

本发明涉及下水器，尤其是涉及一种智能控制下水器及控制方法。

背景技术：

1、下水器是安装在水池（如厨房水槽、洗手池等）排水口处的装置，用于控制水的排出和关闭，部分下水器还具备过滤、防臭等功能。现有下水器主要分为弹跳式和翻板式两种常见结构。弹跳式下水器通过按压内芯使其弹起或下落，实现排水口的开启或关闭；翻板式下水器则通过翻转盖板控制水流。

2、然而，现有弹跳式下水器在实际使用中存在以下不足：第一，现有弹跳式下水器缺乏电动驱动结构，无法实现感应或遥控等自动化控制，难以满足用户对智能化家居的需求。第二，虽然部分下水器尝试加装电控模块，但多数设计在断电或电机故障时完全丧失排水控制功能，只能依靠拆解或应急排水，缺乏可靠的手动备用操作方式。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种智能控制下水器及控制方法，设置电流防夹保护算法，保护传动结构与驱动电机，设备寿命更长；采用升降机构和全开单级霍尔传感器、全关单极霍尔传感器，启闭精度高，同时具有失效保护，安全性好；设置滑移齿轮组、第三传动齿轮和摇杆可在故障排除后手动复位；可通过触摸或远程控制阀芯启闭，并获取下水器状态。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种智能控制下水器的控制方法，具体包括以下步骤：

3、s1、传感器采样与信号滤波；

4、s2、事件判定，主控模块进行优先级调度；

5、s3、执行阀芯运动，同步运行电流防夹保护算法；

6、s4、动作完成，主控模块进行状态更新；

7、s5、故障处理和状态反馈；

8、s6、循环回到s1。

9、优选的，s1中电机采样电阻实时采集电机工作电流，水位传感器采集水位原始信号，全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器采集阀芯的开关状态，以及触摸开关状态；

10、采用滑动平均滤波算法消除泡沫、水花带来的瞬时干扰，具体如下所示：

11、；

12、其中，为第次滤波后的水位采样值，为第次采集的水位原始信号，为滑动窗口内采样数量，为窗口内采样点序号；

13、将滤波后水位换算为实际水位高度，具体如下所示：

14、；

15、其中，为水池内实际水位高度，为水位传感器标定比例系数，为传感器零点偏移量；

16、水位阈值判定如下：

17、；

18、其中，为溢水警戒水位阈值，为排水完成低水位阈值。

19、优选的，s2中系统状态集合为，其中，为待机状态，为阀芯关闭动作状态，为阀芯开启动作状态，为溢水保护强制开启状态，为故障锁定状态，为蓄水计时等待状态；

20、根据s1中采集的信号判断各类事件，按优先级筛选最高优先级事件，其中，为溢水触发事件，为电机过载/卡滞事件，为电机动作超时事件，为按键/远程控制事件，为蓄水定时时间到事件；

21、若检测到溢水触发事件，则切换至溢水保护强制开启状态，执行阀芯开启动作；

22、若检测到电机过载/卡滞事件，则立刻停止电机进入故障锁定状态；

23、若无高级别故障事件则响应按键/远程控制和蓄水定时。

24、优选的，s3中主控模块收到开启/关闭指令控制电机带动螺纹杆转动，使得阀芯升降实现开闭，运行过程中实时采集电机工作电流，并计算电流差值，实时判断是否发生阀芯卡滞，如下所示：

25、；

26、其中，为过载保护电流阈值；

27、判定条件如下：

28、；

29、其中，为过载保护电流阈值；

30、当全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器采集到阀芯到达对应限位，电机停止，更新状态，若运行过程中，则判定全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器失效，进入故障锁定状态，其中，为本次阀芯运行持续时间，为阀芯允许最大动作时间。

31、优选的，s4中阀芯关闭后，进入蓄水计时等待状态，开始累计计时，计时达到用户预设蓄水时长时停止蓄水进入待机状态，若则进入溢水保护强制开启状态；阀芯开启后，若，则自动关闭阀芯，进入待机状态。

32、优选的，s5中进入故障锁定状态，主控模块向app发送故障代码，消除故障后，拨动拨杆使得滑移齿轮组分别与第一传动齿轮和第三传动齿轮啮合，摇动摇杆使得阀芯复位。

33、本发明提供了一种智能控制下水器，应用于上述一种智能控制下水器的控制方法，包括阀芯，阀芯底部与升降机构连接，升降机构包括升降杆，升降杆与阀芯底部连接，升降杆底部设置有升降螺母，升降螺母与螺纹杆通过螺纹连接，升降杆内设置有容纳螺纹杆的空腔，螺纹杆底部设置有第一传动齿轮，第一传动齿轮与滑移齿轮组啮合，滑移齿轮组上设置有拨杆，滑移齿轮组与第二传动齿轮或第三传动齿轮啮合，第二传动齿轮与电机连接，第三传动齿轮与摇杆连接。

34、优选的，阀芯安装在连接筒体上，连接筒体下方与弯管连通，升降机构位于弯管下方，连接筒体外侧设置有全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器，全开单极霍尔传感器对n极响应，全关单极霍尔传感器对s极响应，阀芯内置ns磁铁，电机集成有电机采样电阻，电机为直流减速电机，水池上安装水位传感器和触摸开关。

35、优选的，水位传感器、全开单级霍尔传感器、全关单极霍尔传感器、电机采样电阻和电极均与主控模块和电源连接，电源与主控模块连接，主控模块与触摸开关和app连通。

36、因此，本发明采用上述一种智能控制下水器及控制方法，设置电流防夹保护算法，保护传动结构与驱动电机，设备寿命更长；采用升降机构和全开单级霍尔传感器、全关单极霍尔传感器，启闭精度高，同时具有失效保护，安全性好；设置滑移齿轮组、第三传动齿轮和摇杆可在故障排除后手动复位；可通过触摸或远程控制阀芯启闭，并获取下水器状态。

37、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：s1中电机采样电阻实时采集电机工作电流，水位传感器采集水位原始信号，全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器采集阀芯的开关状态，以及触摸开关状态；

3.根据权利要求2所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：s2中系统状态集合为，其中，为待机状态，为阀芯关闭动作状态，为阀芯开启动作状态，为溢水保护强制开启状态，为故障锁定状态，为蓄水计时等待状态；

4.根据权利要求3所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：s3中主控模块收到开启/关闭指令控制电机带动螺纹杆转动，使得阀芯升降实现开闭，运行过程中实时采集电机工作电流，并计算电流差值，实时判断是否发生阀芯卡滞，如下所示：

5.根据权利要求4所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：s4中阀芯关闭后，进入蓄水计时等待状态，开始累计计时，计时达到用户预设蓄水时长时停止蓄水进入待机状态，若则进入溢水保护强制开启状态；阀芯开启后，若，则自动关闭阀芯，进入待机状态。

6.根据权利要求5所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：s5中进入故障锁定状态，主控模块向app发送故障代码，消除故障后，拨动拨杆使得滑移齿轮组分别与第一传动齿轮和第三传动齿轮啮合，摇动摇杆使得阀芯复位。

7.一种智能控制下水器，应用于上述权利要求1-6任一项所述的一种智能控制下水器的控制方法，其特征在于：包括阀芯，阀芯底部与升降机构连接，升降机构包括升降杆，升降杆与阀芯底部连接，升降杆底部设置有升降螺母，升降螺母与螺纹杆通过螺纹连接，升降杆内设置有容纳螺纹杆的空腔，螺纹杆底部设置有第一传动齿轮，第一传动齿轮与滑移齿轮组啮合，滑移齿轮组上设置有拨杆，滑移齿轮组与第二传动齿轮或第三传动齿轮啮合，第二传动齿轮与电机连接，第三传动齿轮与摇杆连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能控制下水器，其特征在于：阀芯安装在连接筒体上，连接筒体下方与弯管连通，升降机构位于弯管下方，连接筒体外侧设置有全开单级霍尔传感器和全关单极霍尔传感器，全开单极霍尔传感器对n极响应，全关单极霍尔传感器对s极响应，阀芯内置ns磁铁，电机集成有电机采样电阻，电机为直流减速电机，水池上安装水位传感器和触摸开关。

9.根据权利要求8所述的一种智能控制下水器，其特征在于：水位传感器、全开单级霍尔传感器、全关单极霍尔传感器、电机采样电阻和电极均与主控模块和电源连接，电源与主控模块连接，主控模块与触摸开关和app连通。