一種智能飲水的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種智能飲水機(jī)，它包括殼體、熱水箱、熱水管、冷水管，所述的熱水管和冷水管通過(guò)一個(gè)Y型管與出水口連通，所述的熱水管上自上而下設(shè)有第一電磁閥、第一溫度傳感器和第一流量控制結(jié)構(gòu)，所述的冷水管上自上而下設(shè)有第二電磁閥、第二溫度傳感器和第二流量控制結(jié)構(gòu)，所述的殼體內(nèi)設(shè)有中央處理器，中央處理器上分別電連接有第一電磁閥、第一溫度傳感器、第二電磁閥、第二溫度傳感器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路，所述的殼體表面設(shè)有鍵盤和顯示屏。本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧，成本低廉，通過(guò)第一流量控制機(jī)構(gòu)和第二流量控制機(jī)構(gòu)改變冷水管和熱水管的截面積，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷、熱水比例的調(diào)配，達(dá)到精確控制水溫的目的。
【專利說(shuō)明】一種智能飲水機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飲水用具，尤其涉及一種智能飲水機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高，對(duì)于飲用水的要求也會(huì)越來(lái)越高。高科技含量的產(chǎn)品，是市場(chǎng)上比較值得推薦的產(chǎn)品。但是現(xiàn)在市場(chǎng)上的飲水機(jī)還不夠智能化。
[0003]普通飲水機(jī)只有沸水和冷水兩種溫度輸出，要獲得兩者之間水溫，必須憑感覺(jué)攙兌在一起，控制得到想要溫度很困難，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力；如果需要特定溫度的水，如沏茶(80攝氏度)，就更不可能完成。
[0004]普通飲水機(jī)不可設(shè)定自由水量，普通飲水機(jī)接水，對(duì)于不易觀察水位的水杯，容易溢出，燙手。假設(shè)需要400ML的水，憑感覺(jué)很難接取那么多水，設(shè)定水量后，可以達(dá)到精確控制。輸出設(shè)定的水量后，由飲水機(jī)自動(dòng)停止蓄水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種智能飲水機(jī)，可以精確控制輸出的水溫。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明方案包括:一種智能飲水機(jī)，包括殼體、熱水箱、熱水管、冷水管，其特征在于，所述的熱水管和冷水管通過(guò)一個(gè)Y型管與出水口連通，所述的熱水管上自上而下設(shè)有第一電磁閥、第一溫度傳感器和第一流量控制結(jié)構(gòu)，所述的冷水管上自上而下設(shè)有第二電磁閥、第二溫度傳感器和第二流量控制結(jié)構(gòu)，所述的殼體內(nèi)設(shè)有中央處理器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路，所述的第一電磁閥、第一溫度傳感器、第二電磁閥、第二溫度傳感器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路分別電連接到中央處理器上，所述的殼體表面設(shè)有鍵盤和顯示屏，所述的鍵盤與按鍵電路電連接，所述的顯示屏與顯示電路電連接；
[0007]所述的第一流量控制機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)、第一齒輪、第一齒條和第一彈性薄膜，所述第一彈性薄膜的邊緣固定在熱水管的內(nèi)壁上，所述第一齒條的一端穿過(guò)熱水管壁與第一彈性薄膜接觸，所述的第一齒輪固定在第一電機(jī)的電機(jī)軸上，且第一齒輪與第一齒條嚙合，所述的第一電機(jī)與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接；
[0008]所述的第二流量控制機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第二齒輪、第二齒條和第二彈性薄膜，所述第二彈性薄膜的邊緣固定在冷水管的內(nèi)壁上，所述第二齒條的一端穿過(guò)冷水管壁與第二彈性薄膜接觸，所述的第二齒輪固定在第二電機(jī)的電機(jī)軸上，且第二齒輪與第二齒條嚙合，所述的第二電機(jī)與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述的殼體內(nèi)設(shè)有定時(shí)器，所述的定時(shí)器與中央處理器電連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述的中央處理器采用型號(hào)為MSP430F149IPM的微處理器。
[0011]進(jìn)一步的，所述的第一齒條和第二齒條上分別設(shè)有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，且兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)分別與中央處理器電連接。[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧，成本低廉，通過(guò)第一流量控制機(jī)構(gòu)和第二流量控制機(jī)構(gòu)改變冷水管和熱水管的截面積，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷、熱水比例的調(diào)配，達(dá)到精確控制水溫的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的控制原理框圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明第一流量控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1殼體，2熱水箱，3熱水管，4冷水管，5Y型管，6第一電磁閥，7第一溫度傳感器，8第一流量控制結(jié)構(gòu),81第一電機(jī),82第一齒輪,83第一齒條,84第一彈性薄膜,9第一電磁閥，10第二溫度傳感器，11第二流量控制結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]如圖1和圖2所示，一種智能飲水機(jī)包括殼體1、熱水箱2、熱水管3、冷水管4，所述的熱水管3和冷水管4通過(guò)一個(gè)Y型管5與出水口連通，所述的熱水管3上自上而下設(shè)有第一電磁閥96、第一溫度傳感器7和第一流量控制結(jié)構(gòu)5，所述的冷水管4上自上而下設(shè)有第二電磁閥、第二溫度傳感器10和第二流量控制結(jié)構(gòu)11，所述的殼體I內(nèi)設(shè)有中央處理器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路，所述的第一電磁閥96、第一溫度傳感器7、第二電磁閥、第二溫度傳感器10、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路分別電連接到中央處理器上，所述的殼體I表面設(shè)有鍵盤和顯示屏，所述的鍵盤與按鍵電路電連接，所述的顯示屏與顯示電路電連接，所述的中央處理器采用型號(hào)為MSP430F149IPM的微處理器。
[0019]如圖3所不,所述的第一流量控制機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)81、第一齒輪82、第一齒條83和第一彈性薄膜84，所述的第一彈性薄膜84密封性好，且具有彈性的薄膜，所述第一彈性薄膜84的邊緣固定在熱水管3的內(nèi)壁上，此時(shí)，第一彈性薄膜84和熱水管3的內(nèi)壁之間會(huì)形成一個(gè)密閉的空間，所述第一齒條83的一端穿過(guò)熱水管3壁與第一彈性薄膜84接觸，所述的第一齒輪82固定在第一電機(jī)81的電機(jī)軸上,且第一齒輪82與第一齒條83卩齒合,所述的第一電機(jī)81與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接。
[0020]與圖3所示結(jié)構(gòu)相同的，所述的第二流量控制機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第二齒輪、第二齒條和第二彈性薄膜，所述的第二彈性薄膜為密封性好，且具有彈性的薄膜，所述第二彈性薄膜的邊緣固定在冷水管4的內(nèi)壁上，此時(shí)，第二彈性薄膜和冷水管4的內(nèi)壁之間會(huì)形成一個(gè)密閉的空間，所述第二齒條的一端穿過(guò)冷水管4壁與第二彈性薄膜接觸，所述的第二齒輪固定在第二電機(jī)的電機(jī)軸上，且第二齒輪與第二齒條嚙合，所述的第二電機(jī)與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接。
[0021]進(jìn)一步的，所述的第一齒條83和第二齒條上分別設(shè)有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，且兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)分別與中央處理器電連接，用來(lái)精確檢測(cè)并控制齒條的位置。
[0022]在本發(fā)明中，利用電機(jī)及齒輪控制冷、熱水管3的橫截面積的方法控制溫度，理論依據(jù)如下:[0023]根據(jù)能量守恒定律:冷、熱水在混合前后能量相同(忽略散失能量)
[0024]E前+E后=E混合
[0025]又E = TXCXM(E為能量，T為溫度，C為比熱容，M為質(zhì)量)
[0026]且M = LXSX P (L為長(zhǎng)度，S為橫截面積，P為密度)
[0027]BP =T1XCX (μ XtXS1X P )+T2XCX (μ XtXS2X P )= TXCX (μ XtXSX P )
[0028](Tl、SI為熱水溫度、輸水管橫截面積；T2、S2為冷水溫度、輸水管橫截面積；t為時(shí)間，μ為流速，s為冷、熱水混合后水柱的橫截面積，τ為冷、沸水混合后輸水管橫截溫度，S=S1+S2)
[0029]化簡(jiǎn)得:
[0030]T= (T1X S1+T2 X S2) ÷ (S1+S2);
[0031]因Tl，T2已知，從而可以調(diào)節(jié)SI，S2(冷、熱水輸水管橫截面積)調(diào)節(jié)T的大小。
[0032]所以:只要控制SI，S2，就可控制輸出水的溫度T。
[0033]此外，根據(jù)出水水量和時(shí)間的線性關(guān)系，還可以在殼體內(nèi)增加定時(shí)器，用來(lái)控制輸出水量，其理論依據(jù)為:
[0034]V = SXh = SX(UXt) = (SXy)Xt
[0035](S為冷、沸水混合后水柱橫截面積，μ為流速，均為常數(shù)，t為時(shí)間，即V與t成正比。
[0036]使用時(shí)，通過(guò)鍵盤輸入設(shè)定的溫度和水量，通過(guò)傳感器獲取冷、熱水的溫度，中央處理器通過(guò)公式T = (Ti×S1+T2×S2) ÷(S1+S2) ;，計(jì)算出一組合理的S1和S2，然后，中央處理器計(jì)算出第一電機(jī)和第二電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)和第二電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，到達(dá)指定位置，與此同時(shí)，中央處理器計(jì)算出獲取設(shè)定水量所需的時(shí)間，然后，第一電磁閥和第二電磁閥打開(kāi)，同時(shí)定時(shí)器啟動(dòng)，進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，等到倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，第一電磁閥和第二電磁閥關(guān)閉，完成整個(gè)接水的過(guò)程。
[0037]在整個(gè)接水操作過(guò)程中，ROM存儲(chǔ)器保存整個(gè)或稱重的全部數(shù)據(jù)，并保證在突然掉電時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
[0038]在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于電機(jī)是固定的，齒條是活動(dòng)的，齒條可以在水平面上來(lái)回移動(dòng)，達(dá)到控制截面積的目的，而且，每當(dāng)完成一次接水操作后，所有數(shù)據(jù)清零，電機(jī)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，使得齒條恢復(fù)到初始位置。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換、簡(jiǎn)單組合等多種變形，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能飲水機(jī)，包括殼體、熱水箱、熱水管、冷水管，其特征在于，所述的熱水管和冷水管通過(guò)一個(gè)Y型管與出水口連通，所述的熱水管上自上而下設(shè)有第一電磁閥、第一溫度傳感器和第一流量控制結(jié)構(gòu)，所述的冷水管上自上而下設(shè)有第二電磁閥、第二溫度傳感器和第二流量控制結(jié)構(gòu)，所述的殼體內(nèi)設(shè)有中央處理器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路，所述的第一電磁閥、第一溫度傳感器、第二電磁閥、第二溫度傳感器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、按鍵電路、ROM和顯示電路分別電連接到中央處理器上，所述的殼體表面設(shè)有鍵盤和顯示屏，所述的鍵盤與按鍵電路電連接，所述的顯示屏與顯示電路電連接； 所述的第一流量控制機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)、第一齒輪、第一齒條和第一彈性薄膜，所述第一彈性薄膜的邊緣固定在熱水管的內(nèi)壁上，所述第一齒條的一端穿過(guò)熱水管壁與第一彈性薄膜接觸，所述的第一齒輪固定在第一電機(jī)的電機(jī)軸上，且第一齒輪與第一齒條嚙合，所述的第一電機(jī)與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接； 所述的第二流量控制機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第二齒輪、第二齒條和第二彈性薄膜，所述第二彈性薄膜的邊緣固定在冷水管的內(nèi)壁上，所述第二齒條的一端穿過(guò)冷水管壁與第二彈性薄膜接觸，所述的第二齒輪固定在第二電機(jī)的電機(jī)軸上，且第二齒輪與第二齒條嚙合，所述的第二電機(jī)與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能飲水機(jī)，其特征在于，所述的殼體內(nèi)設(shè)有定時(shí)器，所述的定時(shí)器與中央處理器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能飲水機(jī)，其特征在于，所述的第一齒條和第二齒條上分別設(shè)有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，且兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)分別與中央處理器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能飲水機(jī)，其特征在于，所述的中央處理器采用型號(hào)為MSP430F149IPM的微處理器。
【文檔編號(hào)】A47J31/56GK103494515SQ201310462130
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】任宏偉, 王興強(qiáng), 王治理, 鞠佳男 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)