一种非接触式饮水机配套架制造技术

一种非接触式饮水机配套架，包括机体，电源，水源供应装置，电磁阀，机体上装有悬停开关，悬停开关包括电容传感器，电容数字转换电路，控制器，声光反馈控制电路，其中的电容传感器包括中心电极、围绕中心电极设置的外围电极；中心电极和外围电极连接电容数字转换电路，电容数字转换电路包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生高频方波激励信号；电容数字转换电路检测中心电极、外围电极感应人体手指接近后的自电容和/或互电容；控制器连接电容数字转换电路、声光反馈控制电路、出水供应装置，还可以在饮水机上设置检测人手和杯子的第一电极和第二电极，提供饮水机防止病毒传染的有效技术解决办法。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式饮水机配套架
本技术涉及一种非接触式饮水机配套架，特别是具有卫生敏感的非接触式饮水机的配套架。
技术介绍
饮水机已经是家庭和办公室以及许多公共场所的标准配备，按照水的供应来分，有桶装水的，也有连接过滤器的直饮水的，对于桶装水，绝大部分是聪明座连接水桶的方案，也有水桶下置利用水泵供水的方案；按照水的温度处理分类，无非是加热、制冷和常温三种选择及其组合；按照出水控制来分，一种是比较简单的手动机械开关的，另外就是有电磁阀的冷热水输出开关，还有利用水泵供水的选择；对于具有热水提供能力的饮水机，大部分是储水罐配加热器及温控器的方案，但也有速热的技术方案；目前就中国，大体有一亿台饮水机在使用着，每年新增的饮水机产量大体在二千万台，用于更新及新增用户，其中公共场合占了相当大的份额。饮水机这个产品，由于涉及大家的饮水，其卫生问题是非常重要的，目前的产品几乎没有考虑这种局面下的对策设计。中国201220414260号专利，公开了一种采用红外传感器感应水龙头下方是否放入杯子的自动饮水机装置，为开发卫生敏感考虑的全自动饮水机提供了一点指引，但研究该专利后发现该专利的技术方案存在某些明显的缺陷，包括无法区分水龙头下方的杯子和人手，特别当人手还未离开杯子或人手意外或进行清洁饮水机时进入水龙头下方时，该饮水机会自动放水造成烫伤和水资源浪费；也无法确认杯子是否对准水龙头，人手持杯子对位水龙头的过程中就有可能放水造成烫伤；也没有溢漏检测装置，若由于对位不准或水满溢出无法自动停水，有可能造成严重烫伤事故。面对各种病毒，人类社会有强烈的需求，开发出非接触的产品，才能满足卫生敏感的要求，近些年，有不少这种非接触方案的专利出现在电梯这个领域，而饮水机这类涉及食物的产品，该需求本来应该更加强烈，估计应该是饮水机这类产品本身的价格就是几十元最多几百元人民币而限制了这个行业的研发冲动；而对于人体的接近，特别是操作电梯按钮的手指的接近，有很多技术方案可以采用，包括摄像头、红外或射频等技术，例如中国201480079328.5号专利；但电容感应是各种感应方案中成本最低的方案。中国专利201480079328公开了一种利用手势控制电梯的技术方案，在其说明书中，提到了类似摄像等技术来记录手势，包括预先设置手势，其主要的技术构成是先记录甚至定制手势，把这些手势的数据记录在系统中形成手势库，然后在侦察到一种手势命令后，与手势库进行对比，判断出手势的含义，有点类似目前已经开始普及起来的人脸设别技术；该技术需要的硬件设备多且昂贵，另一方面，使用者的定制也是非常困难的，由于人体手势及动作方式千奇百怪，在准确判断识别和抗干扰这二个矛盾方面，该技术存在相当大的挑战，目前市面上没有出现这个产品也间接说明该技术的难度，使用在饮水机产品上更加没有性价比。申请号201610551225.5的中国专利及美国专利US7498822公开了一种电容感应人体手指接近的方案，主要考虑使用在电梯按钮的领域，尽管都有其本身的缺陷和问题，但也为卫生敏感的非接触设计开辟了电容传感器的道路。电容传感器有其固有的一些特色，包括成本低廉，适用于各种场景，但容易受到环境的影响，对于可靠性要求高的应用，就需要对其误差/漂移等进行针对性的设计才能应用。现有成熟技术的电容数字转换电路(CDC)，例如DAI7142、ADI7147，采用Δ-∑调制方式通过多次对被测电容进行充放电并于参考电容比较的方法(参见：USPatentNumber：5,134,401)直接将被测电容值转换成数字值，可以将对电容的测量灵敏度提高到1ff级别，容易满足测量系统在安全距离下对电容测量灵敏度的要求，特别是，这些芯片的设计具有多个通道，使得电路设计简单方便，从而有效降低成本和安装难度，甚至已经开发出把控制器MCU与CDC集成在一起的芯片，例如，CYPRESS的PSoC4100SPlus系列芯片。中国专利201420023352号和201520594897号，公开了利用麦克风等采集水流向杯子里的音频信号，再借助DSP芯片等对这些信号进行处理，最后控制电磁阀来水满停水，其中也指出现有技术的红外感应控制不灵敏等问题。这二件专利公开了使用声音传感器检测杯子盛水过程中的音频信号、并控制饮水机自动停水的装置，采用流水声判断杯中水满的原理是随着水位的升高，水面到杯口形成的共鸣腔越来越短，其谐振频率波长与水面到杯口的距离成正比，通过快速傅里叶变换可以从频谱中找到幅值最大的频率就对应共鸣腔的谐振频率，从而计算出水面到杯口的距离，但此种装置的缺陷是，第一、快速实时傅里叶变换需要具有并行处理能力的高性能处理器例如DSP，其成本太高，不适合造价敏感而且应用广阔的饮水机行业；第二、公共饮水机使用场景通常存在较大的环境噪音，会对声音传感器造成严重干扰，容易导致水位的误判。中国201220088648号专利和201320076523号专利系中国家电巨头之一的九阳电器公司的饮水机专利，它们公开了设置一种电容传感器来控制水量的技术方案，也未见利用电容传感器来直接控制饮水机无人手直接接触的卫生敏感型的思路。这二个专利公开了利用人手指滑过多个电容传感器表面的高度模拟向饮水机输入需要的水位高度从而实现自动停水的技术方案，该方案存在的缺陷是，第一、操作难度大，不适合公共饮水机使用场景不同年龄和教育背景的使用者，依据使用者主观判断用手指滑动的高度输入需要的水位高度是模糊不准确的，容易早停水达不到用户需要或晚停水造成浪费甚至烫伤；第二、该技术方案需要多个电极配合复杂的结构；最重要的是该技术方案无法实现非接触式操作，实现卫生敏感的防病毒传染的效果。对于业已存在的大量饮水机，尤其是没有电磁阀控制出水的饮水机，对其进行防疫要求的改造是非常迫切的，但也是比较麻烦的，因为每个饮水机的情况千差万别，依次，需要开发一种饮水机的配套架，使用户在接水操作时，能够做到非接触，甚至做到全自动识别杯子、判断人手，防止烫伤。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，在饮水机这样面向大众使用量很大的产品上，设计出一种方便与现有饮水机连接的非接触地控制/操作的一种非接触式饮水机配套架，从而避免原有饮水机手动接触操作带来的病毒传染问题，同时，除了常规的感应灵敏、可靠性高的要求外，还要充分考虑由此控制产生的安全问题，例如，不能烫到使用者的手，最后，成本造价也是对于这种社会大量普及产品非常重要的衡量指标。本技术的非接触式饮水机配套架，包括机体，电源，连接饮水机的水源供应接口，电磁阀，其中机体上装有悬停开关，悬停开关包括电容传感器，电容数字转换电路，控制器，声光反馈控制电路，其中的电容传感器包括一个中心电极、一个围绕中心电极设置的外围电极，中心电极凸出外围电极1.1-8.8mm的高度；中心电极和外围电极连接电容数字转换电路，电容数字转换电路包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生高频方波激励信号；电容数字转换电路检测中心电极、外围电极感应人体手指接近后的自电容和/或互电容；控制器连接电容数字转换电路、声光反馈控制电路、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式饮水机配套架，包括机体，电源，连接饮水机的水源供应接口，电磁阀，其特征在于机体上装有悬停开关，悬停开关包括电容传感器，电容数字转换电路，控制器，声光反馈控制电路，其中的电容传感器包括一个中心电极、一个围绕中心电极设置的外围电极，中心电极凸出外围电极1.1-8.8mm的高度；中心电极和外围电极连接电容数字转换电路，电容数字转换电路包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生高频方波激励信号；电容数字转换电路检测中心电极、外围电极感应人体手指接近后的自电容和/或互电容；控制器连接电容数字转换电路、声光反馈控制电路、电磁阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式饮水机配套架，包括机体，电源，连接饮水机的水源供应接口，电磁阀，其特征在于机体上装有悬停开关，悬停开关包括电容传感器，电容数字转换电路，控制器，声光反馈控制电路，其中的电容传感器包括一个中心电极、一个围绕中心电极设置的外围电极，中心电极凸出外围电极1.1-8.8mm的高度；中心电极和外围电极连接电容数字转换电路，电容数字转换电路包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生高频方波激励信号；电容数字转换电路检测中心电极、外围电极感应人体手指接近后的自电容和/或互电容；控制器连接电容数字转换电路、声光反馈控制电路、电磁阀。


2.根据权利要求1所述的非接触式饮水机配套架，其特征在于上述的控制器连接声光反馈控制电路，所述声光反馈控制电路呈现无触发、预触发和触发三个状态。


3.根据权利要求1所述的非接触式饮水机配套架，其特征在于在接水杯子置放位置附近的机体上安装感应人手的第一传感器，在杯子置放垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙滕谌，康涛，庄玮，
申请(专利权)人：北京他山科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11