出水装置的控制系统的制作方法

1.本说明书涉及出水装置技术领域，尤其是涉及一种出水装置的控制系统。


背景技术：

2.目前很多家庭使用的是集中供热的方式，即整个家庭只有一个热源，该热源通过很长连接管道通向浴室和厨房等地方。对于例如手持花洒等出水装置而言，由于其手持花洒和连接管道在每次淋浴后都会有剩余水，而剩余水的温度比较低，用户再次淋浴时需要先手动将手持花洒和连接管道中的低温剩余水排出，从而影响了用户的使用体验。


技术实现要素：

3.本说明书实施例的目的在于提供一种出水装置的控制系统，以实现在用户用水前自动排出低温剩余水，提高用户体验。
4.为达到上述目的，一方面，本说明书实施例提供了一种出水装置的控制系统，包括：
5.设置于混水管路上的用水分水阀；
6.设置于排混水管路上的混水排水阀；所述排混水管路与所述混水管路相连；
7.控制单元，其用于：根据未达到设定水温的混水水温控制所述混水排水阀开启；或根据达到设定水温的混水水温控制所述用水分水阀开启。
8.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
9.混水温度传感器，用于采集所述混水管路的混水水温。
10.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
11.设置于所述混水管路上的恒温阀芯。
12.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
13.与所述控制单元电性连接的电控混水部件，其冷水进水端与冷水进水管路相连，热水热进水端与热水进水管路相连，混水出水端与所述混水管路相连；
14.冷水温度传感器，用于采集所述冷水进水管路的冷水水温；
15.热水温度传感器，用于采集所述热水进水管路的热水水温；
16.所述控制单元还用于：根据所述冷水水温和所述热水水温，向所述电控混水部件输出使混水水温达到设定水温的控制信号。
17.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
18.环境温度传感器，用于采集所述混水管路的环境温度；
19.所述控制单元还用于：根据所述冷水水温、所述热水水温和所述环境温度，向所述电控混水部件输出使混水水温达到设定水温的控制信号。
20.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
21.开闭检测元件，用于检测手持花洒开关阀的开关状态，并根据所述手持花洒开关阀的开启状态向所述控制单元输出唤醒信号。
22.本说明书的实施例中，所述排混水管路与下出水管路相连。
23.本说明书的实施例中，所述控制系统还包括：
24.流量传感器，用于采集所述混水管路的混水流量；
25.所述控制单元还用于：根据所述混水流量生成用水量统计信息和/或设备故障检测信息。
26.本说明书的实施例中，所述控制系统的供电电源包括以下中的任意一种：
27.反激隔离电源；
28.具有无线充电功能的锂电池。
29.本说明书的实施例中，所述电控混水部件包括混水电机。
30.由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例中，当混水管路内混水水温未达到设定水温时，可以控制排混水管路上的混水排水阀开启，以将混水管路内的混水通过排混水管路排掉；待混水管路内混水水温达到设定水温时，才向用水分水阀输出开启信号，以进行手持淋浴。由于混水管路内未达到设定水温的水(包括剩余水)预先被排掉，使得出水装置的手持花洒直接输出温度适宜的水(即达到设定水温的水)，从而提高了用户体验。不仅如此，相对于传统技术中，人工排掉低温剩余水并依据人工经验判断水温是否合适，本说明书实施例的水温自动控制更加便捷、高效和精准。
附图说明
31.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
32.图1示出了本说明书一些实施例中淋浴设备的结构示意图；
33.图2示出了本说明书另一些实施例中淋浴设备的结构示意图；
34.图3示出了本说明书一些实施例中手持花洒的控制系统的结构框图；
35.图4示出了本说明书一实施例中环境温度区间与温度补偿逻辑之间的对应关系表的示意图；
36.图5示出了现有技术中手持花洒出水温度的变化示意图；
37.图6示出了本说明书一示例性实施例中手持花洒出水温度的变化示意图；
38.【附图标记说明】
39.1、混水管路；
40.2、下出水管路；
41.3、排混水管路；
42.4、手持花洒出水管路；
43.5、混水排水阀；
44.6、混水温度传感器；
45.7、手持花洒分水阀；
46.8、电控混水部件；
47.9、冷水温度传感器；
48.10、热水温度传感器；
49.11、冷水进水管路；
50.12、热水进水管路；
51.13、手持花洒开关阀；
52.14、下出水分水阀；
53.15、流量传感器；
54.16、控制单元；
55.17、开闭检测元件；
56.18、环境温度传感器；
57.19、人机接口；
58.20、供电模块。
具体实施方式
59.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
60.例如，在一些描述中，第一部件与第二部件连接，可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式连接的实施例，还可以包括第一部件和第二部件以非直接接触方式(即第一部件和第二部件之间还可以包括额外的部件)连接的实施例等。
61.此外，为了便于描述，一些描述中可以使用诸如“在
…
上方”、“在
…
之下”、“顶部”、“下方”等空间相对术语，以描述如实施例各附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件之间的关系。应当理解的是，除了附图中描述的方位之外，空间相对术语还旨在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如若附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或部件“下方”或“之下”的元件或部件，随后将被定位为“在”其他元件或部件“上方”或“之上”。
62.本说明书实施例中出水装置的控制系统可以应用于淋浴花洒、水龙头等出水装置上。应当指出的是，本说明书以下实施例以手持花洒为例进行了描述；但是本领域技术人员可以理解，手持花洒仅为示例性举例说明；在其他实施例中，出水装置的控制系统也可以应用于水龙头等其他出水装置上，本说明书对此不作唯一限定，具体可以根据需要选择。
63.鉴于传统淋浴设备中，由于其手持花洒和连接管道在每次淋浴后都会有剩余水，而剩余水的温度比较低，用户再次淋浴时需要先手动将手持花洒和连接管道中的低温剩余水排出，从而影响了用户的使用体验的问题，本说明书实施例提供了改进的淋浴设备。该淋浴设备配置有手持花洒的控制系统，当混水管路内混水水温未达到设定水温时，手持花洒的控制系统可以控制排混水管路上的混水排水阀开启，以将混水管路内的混水通过排混水管路排掉；待混水管路内混水水温达到设定水温时，才向手持花洒分水阀输出开启信号，以进行手持淋浴。由于混水管路内未达到设定水温的水(包括剩余水)预先被排掉，使得淋浴设备的手持花洒直接输出温度适宜的水(即达到设定水温的水)，从而提高了用户体验。不
仅如此，相对于传统技术中，人工排掉低温剩余水并依据人工经验判断水温是否合适，本说明书实施例的水温自动控制更加便捷、高效和精准。
64.参考图1和图3所示，在一些实施例中，淋浴设备可以包括混水管路1、排混水管路3、手持花洒出水管路4、电控混水部件8和控制单元16等。电控混水部件8与控制单元16电性连接，从而使得电控混水部件8可以在控制单元16的控制下进行混水。电控混水部件8具有混水出水端、冷水进水端和热水进水端；电控混水部件8的混水出水端可与混水管路1相连；电控混水部件8的冷水进水端可与冷水进水管路11相连，电控混水部件8的热水进水端可与热水进水管路12相连；电控混水部件8可以将冷水和热水进行混合，从而形成水温低于热水水温且高于冷水水温的混水。在一些实施例中，电控混水部件8可以为混水电机或电动混水阀等。
65.在本说明书的实施例中，电性连接可以为通过控制线或数据线等的有线电连接，也可以为无线连接；其中，无线连接是指利用无线通信技术在双方(例如控制单元16与电控混水部件8)之间建立无线通信链路。本说明书其他部分出现的“电性连接”可以参照本解释，不再赘述。
66.在本说明书的实施例中，冷水是指常温水(例如常温自来水)，热水是指由热源(即供热水设备)通过热水进水管路12提供的温度高于常温水的水(例如温度为45℃、50℃、60℃等的水)。其中，热源例如可以为电热水器、燃气热水器、燃气壁挂炉或空气能热水器等。
67.混水管路1的出水端与手持花洒出水管路4相连。手持花洒出水管路4上设有手持花洒分水阀7；手持花洒分水阀7用于实现混水管路1与手持花洒出水管路4之间的通断；手持花洒分水阀7与控制单元16电性连接，从而使得手持花洒分水阀7可以在控制单元16的控制下执行开启或关闭动作。在一些实施例中，手持花洒分水阀7可以为电磁阀等可控阀。
68.混水管路1的出水端还与排混水管路3相连。排混水管路3上设有混水排水阀5；混水排水阀5用于实现混水管路1与排混水管路3之间的通断；混水排水阀5与控制单元16电性连接，从而使得混水排水阀5可以在控制单元16的控制下执行开启或关闭动作。在一些实施例中，混水排水阀5可以为电磁阀等可控阀。
69.结合图2所示，在另一些实施例中，淋浴设备还可以包括下出水管路2(一般用于盆浴)。混水管路1的出水端还可以与下出水管路2相连。下出水管路2设有下出水分水阀14；下出水分水阀14用于实现混水管路1与下出水管路2之间的通断；下出水分水阀14与控制单元16电性连接，从而使得下出水分水阀14也可以在控制单元16的控制下执行开启或关闭动作。在一些实施例中，下出水分水阀14也可以为电磁阀等可控阀。
70.为了简化结构，下出水管路2可与排混水管路3相连，从而使得下出水管路2的下出水口可以兼作为排混水管路3的混排水口。本领域技术人员可以理解，这里仅是示例性说明，在另一些实施例中，根据需要，排混水管路3也可以设置单独的混排水口；在其他一些实施例中，排混水管路3还可以与冷水进水管路11相连，以便于回收利用未达到设定水温的水，从而有利于节约水资源。
71.控制单元16可以包括控制器或集成有控制器的控制板等。其中，控制器例如可以包括但不限于单片机、微处理器(mcu)、数字信号处理器(dsp)等。
72.混水管路1上设有混水温度传感器6，混水温度传感器6与控制单元16电性连接。混水温度传感器6可用于采集混水管路1的混水水温，并可以将混水水温以电信号的形式输出
给控制单元16。在一些实施例中，手持花洒的控制系统可以包括控制单元16、手持花洒分水阀7、混水排水阀5和混水温度传感器6。
73.当控制单元16接收到用于表征混水水温的电信号时，可以将该电信号与用于表征设定温度的基准信号进行比较；当混水水温未达到设定水温时，控制单元16向混水排水阀5发出开启控制信号，控制混水排水阀5开启，以将混水管路1内的混水通过排混水管路3排掉；当混水水温达到设定水温时，向手持花洒分水阀7发出开启控制信号，控制手持花洒分水阀7开启，以便于进行手持淋浴。
74.应当指出的是，在本说明书的实施例中，“混水水温达到设定水温”是指混水水温与设定水温相同或基本相同等；其中，基本相同是指：混水水温与设定水温的差值不大于设定允许范围(例如不大于1℃等)。
75.进一步地，为了防止已达设定水温的混水被排混水管路3排掉，当混水水温达到设定水温时，可向混水排水阀5发出关闭控制信号。显然，从上述描述中可以看出，在手持花洒的控制系统执行上电初始化的过程中，混水排水阀5、手持花洒分水阀7和下出水分水阀14均被关闭，即在完成上电初始化时混水排水阀5、手持花洒分水阀7和下出水分水阀14均处于关闭状态，以避免误排水。
76.在一些实施例中，控制系统还可以包括设置于混水管路1上的恒温阀芯(图中未画出)。其中，恒温阀芯是自动调节冷热水的混合比例，使混水的温度能够自动保持在设定温度；并且恒温阀芯常态下处于关闭状态，从而使混水管路1处于关闭状态；当混水水温达到设定温度时，恒温阀芯打开，进而使混水管路1处于打开状态。在一实施例中，恒温阀芯可以采用形状记忆合金弹簧作为感温元件，如此，形状记忆合金弹簧本身既作为感温元件，同时又有推动活塞来调节冷热水混合作用，而且混合后的水也可以穿过弹簧，这样就节省了空间，使恒温阀芯的结构变得更加紧凑。
77.请继续参考图1至图3所示，在一些实施例中，手持花洒的控制系统还可以包括冷水温度传感器9和热水温度传感器10；冷水温度传感器9设置于冷水进水管路11上，热水温度传感器10设置于热水进水管路12上；冷水温度传感器9和热水温度传感器10分别与控制单元16电性连接。冷水温度传感器9可用于采集冷水进水管路11的冷水水温，并将冷水水温以电信号形式输出给控制单元16；热水温度传感器10可用于采集热水进水管路12的热水水温，并将热水水温以电信号形式输出给控制单元16；如此，控制单元16可以根据冷水水温和热水水温，向电控混水部件8输出使混水水温达到设定水温的控制信号。其中，根据冷水水温和热水水温，向电控混水部件8输出使混水水温达到设定水温的控制信号，可以包括：根据冷水水温和热水水温，确定使混水水温达到设定水温所需的冷热水流量比；根据冷热水流量比向电控混水部件8输出阀门开度控制信号。其中，冷热水流量比是指电控混水部件8的热水流量和冷水流量的混合比例。
78.由于电控混水部件8的热水流量与混水水温呈正比关系，对于不同温度的热水而言，其热水流量与混水水温的正比关系曲线不同；同理，电控混水部件8的冷水流量与混水水温呈反比关系，对于不同温度的冷水而言，其冷水流量与混水水温的反比关系曲线也不同。因此，在热水水温和冷水水温确定的前提下，热水流量和冷水流量以不同比例混合，混合出的混水水温也不同。据此原理，可以预先生成任意热水水温和冷水水温组合下，混合比例与混水水温之间的映射关系曲线。混合比例可通过调节电控混水部件8的进水阀门的开
度实现。如此，当确定冷水水温和热水水温时，根据该冷水水温和热水水温组合，可以匹配出对应的映射关系曲线，然后从匹配出的该映射关系曲线中可以查找到设定水温对应的混合比例，根据该混合比例生成阀门开度控制信号，并向电控混水部件8输出对应的阀门开度控制信号，从而达到调节混水水温的目的。
79.在一些实施例中，上述根据该混合比例生成阀门开度控制信号，并向电控混水部件8输出对应的阀门开度控制信号的控制，可以基于pid(proportion integral differential)调节实现。例如，在一示例性实施例中，以电控混水部件8为例，在手持花洒的控制系统上电初始化时，控制单元16控制混水电机复位到初始位置，以便后续基于实时采集到的混水温度pid调节控制混水电机的步进步数，即使用pid调节控制混水电机的阀门开度。
80.请继续参考图3所示，环境温度的变化会对混水水温产生影响，为了实现精确控制混水水温，在一另些实施例中，手持花洒的控制系统还可以包括环境温度传感器18；环境温度传感器18可用于采集混水管路1的环境温度；对应地，所述控制单元16还可以根据冷水水温、热水水温和环境温度，向电控混水部件8输出使混水水温达到设定水温的控制信号。其中，根据冷水水温、热水水温及环境温度，向电控混水部件输出使混水水温达到设定水温的控制信号，可以包括：根据环境温度对设定水温进行温度补偿，生成第二设定水温；根据冷水水温和热水水温，确定使混水水温达到第二设定水温所需的冷热水流量比；根据冷热水流量比向电控混水部件输出阀门开度控制信号。
81.在一些实施例中，上述根据环境温度对设定水温进行温度补偿，生成第二设定水温，可以包括：从预设的环境温度区间与温度补偿逻辑之间的对应关系表中，匹配出环境温度对应的温度补偿逻辑；根据温度补偿逻辑和设定水温生成第二设定水温。在上述的对应关系表中，第i个温度补偿逻辑可表示为t
iincrl
＝t
in
δti，其中，t
iincrl
为第i个环境温度区间对应的第二设定水温，t
in
为设定温度，δti为第i个环境温度区间对应的补偿温度(δti≥0)。例如，在图4所示的对应关系表中，五个环境温度区间一一对应有五个温度补偿逻辑。若当前检测到的环境温度为8℃，根据图4所示的对应关系表，由于8℃落入环境温度区间0＜ta≤10℃范围内，则可以匹配出8℃对应的温度补偿逻辑为t
in
δt2。
82.在上述的对应关系表中，每个温度补偿逻辑中的补偿温度可以预先设定，设定规则为：对应关系表中各补偿温度与对应的环境温度区间负相关；即环境温度越低，补偿温度越大。例如，在一示例性实施例中，以图4所示的对应关系表为例，根据这种设定规则，则有δt1＞δt2＞δt3＞δt4。
83.参见图5和图6所示，其中，图5示出了现有技术中手持花洒出水温度的变化示意图；图6示出了本说明书一示例性实施例中手持花洒出水温度的变化示意图；其中，在图5和图6中，纵坐标表示手持花洒的混水水温。通过对比图5和图6可以看出，基于本说明书实施例的手持花洒的控制系统，手持花洒的混水水温更加稳定。
84.在一些实施例中，控制单元16可以为低功耗控制单元，常态(即用户不使用淋浴)下处于休眠状态，以降低功耗。相应地，参考图1至图3所示，手持花洒的控制系统还可以包括开闭检测元件17；开闭检测元件17设置于手持花洒开关阀13上或其附近。其中，手持花洒开关阀13是用户控制手持花洒开关的操作对象，当用户需要进行淋浴时可以手动打开手持花洒开关阀13，当用户完成淋浴或暂时不需要进行淋浴时，可以手动关闭手持花洒开关阀
13。开闭检测元件17可用于检测手持花洒开关阀13的开关状态，并根据检测到的开关状态确定是否向控制单元16输出唤醒信号；当检测到手持花洒开关阀13处于的开启状态时，可以向控制单元16输出唤醒信号，以唤醒控制单元16；控制单元16在接收到开闭检测元件17发送的唤醒信号时，由休眠状态转换为工作状态。如此，可以使淋浴设备仅在用户需要进行淋浴(即手持花洒开关阀13处于开启状态)下，才排掉未达到设定水温的混水(包括剩余水)，从而可以避免浪费水资源。
85.在一些实施例中，开闭检测元件17可以为接触式位置传感器或接近式位置传感器等。其中，接触式位置传感器例如可以为行程开关等；接近式位置传感器例如可以为电磁式位置传感器、光电式位置传感器、干簧管、霍尔传感器等。
86.参考图1至图3所示，手持花洒的控制系统还可以包括流量传感器15；流量传感器15设置于混水管路1上，且与控制单元16电性连接。流量传感器15可用于采集混水管路1的混水流量，并将混水流量以电信号形式输出给控制单元16。在一些实施例中，控制单元16可以根据混水流量生成用水量统计信息，并可以通过显示模块实时显示，以提醒用户节约用水。在另一些实施例中，控制单元16还可以根据混水流量进行淋浴设备故障检测(例如用于间接辅助检测电控混水部件8、各个分水阀及混水排水阀5是否损坏等)。若用户打开手持花洒开关阀13后的指定时长内，流量传感器15检测到的混水流量为零(或几乎为零)，则控制单元16可以判定电控混水部件8、各个分水阀或混水排水阀5可能故障，控制单元16可输出故障报警(例如通过显示模块输出故障报警文字信息)，以便于提醒用户进行检修。
87.参考图3所示，手持花洒的控制系统还可以包括人机接口19，人机接口19可以与控制单元16电性连接，以用于根据用户输入向控制单元16输出用于水温设定或功能控制(例如开关机控制，沐浴模式选择等)的控制信号。在一些实施例中，人机接口19可以为淋浴设备上安装的机械式或触控式的电控板。在另一些实施例中，人机接口19可以为无线遥控器，其可以与控制单元16进行无线通信。在其他一些实施例中，人机接口19还可以为客户端(app)，客户端可以通过通信链路与控制单元16进行通信。如此，通过客户端可以实现用户远程(或非现场)进行水温设定或功能控制。此外，控制单元16还可以记忆储存用户设定的设定水温，从而不需要每次淋浴时候都进行水温设定操作。
88.参考图3所示，手持花洒的控制系统还可以包括供电模块20；供电模块20可以用于为手持花洒的控制系统供电。在一些实施例中，所述供电模块20可以为反激隔离电源或锂电池，如此，可以有利于简化手持花洒的控制系统的电路结构，降低实现成本。其中，锂电池可以为具有无线充电功能的锂电池，以方便充电，并有利于提高在卫生间、淋浴房等潮湿环境下的用电安全。
89.还应理解，在本说明书实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
90.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的装置或者设备中还存在另外的相同要素。
91.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
92.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
93.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。