全自動給水控制機構的製作方法
2023-05-06 02:00:21 1
專利名稱：全自動給水控制機構的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種給水裝置機構，特別是一種對大小便器衝洗水進行控制的具有省電、省水效果的全自動給水控制機構，它包括機殼、電磁閥、進出水控制閥、機板和感應裝置。
以往的大、小便桶的自動衝水設備，在使用時只要人一進入感應器的感應範圍內，自動衝水設備將會自動在使用前執行「前置衝水」的動作，將便桶預先衝溼而使排洩物不致於附著在便桶表面，直到使用者離去後再執行「後續衝水」的動作，洗淨便桶殘餘的排洩物，所以便桶可由這種前、後兩次衝水的方式，使得排洩物被水衝刷而不致附著在便桶表面。但是，目前便桶的自動衝水控制方式仍然具有下列缺點1、常有錯誤動作的情況發生因為以往的自動衝水設備容易受到電磁幹擾(EMI)與射頻幹擾(RFI)或光源幹擾(如日光燈)，所以常常容易導致感應器被觸動而產生衝水的動作，如果這種錯誤動作發生的次數相當頻繁，必然會造成浪費水的缺點。
2、浪費電的缺點因為以往的自動衝水設備，為了要保持衝水的能力，電源通常都不切斷。換句話說，在無人使用時也處在供電的狀態，如此長期累積下來，所浪費電相當龐大。也就是說以往的自動衝水設備必須常常更換電池，才能保持自動衝水的效果。顯然以往的自動衝水設備在省電設計上並不理想。
3、重覆的前置衝水動作，浪費水因為以往的自動衝水設備雖然有前、後兩次衝水的效果，但是如果遇到連續使用時，前置衝水的動作便不需要，因為第一人使用便桶的後續衝水與第二人使用便桶的前置衝水是重疊動作，而這種重疊動作是一種浪費。
本實用新型的主要目的，在於提供一種全自動給水控制機構，能以省電、省水的方式達到便桶給水與衝水的控制。
本實用新型的目的可以通過以下裝置達到對於一個包括機殼，電磁閥，進出水控制閥，機板和感應裝置的全自動給水控制機構，本實用新型的特點是感應裝置包括感應器，發射電路，接收電路，帶有程序模塊的中央處理單元及電磁閥控制電路。中央處理單元驅動發射電路以予定的周期產生發射信號，當感應裝置中的接收電路獲得接收信號之後，將接收信號輸入中央處理單元中。中央處理單元通過電磁閥控制電路驅動電磁閥。電磁閥與進出水控制閥互相結合，即電磁閥的動作連動進出水控制閥。中央處理單元依予定的時序開啟與關閉接收電路與發射電路的電源。當中央處理單元關閉所述的電源時，接收電路及發射電路處於省電的睡眠狀態；當中央處理單元開啟所述電源時，發射電路便發射出發射信號。發射信號由密碼組形成。當接收電路接收到所述密碼組後，將所述密碼組輸入中央處理單元中。當中央處理單元確認所述密碼是完整的和連續的後，中央處理單元按照接收信號長短的不同，通過電磁閥控制電路來驅動電磁閥。電磁閥控制進出水控制閥分別執行前後兩段式的衝水動作，或手動連續衝水的動作。
本實用新型的機構上還可以加有計數器。中央處理單元經由計數器設定參數，而獲得前一個使用者離開感應範圍和後一個使用者到達感應範圍的間隔時間。如果所述時間沒有達到中央處理單元內設定的參數時，所述前段衝水不會動作。
本實用新型具有下列優點及功效1、本實用新型因發射信號與接收信號均是密碼組，並要求必須完整的接收與對應，以及時間的確認超過三秒，所以對於接收到有人經過或外界的幹擾信號時，均可過濾而排除，不致產生衝水的誤動作。所以本實用新型有省水的優點及功效。
2、本實用新型的發射電路及接收電路僅在發射信號及接收信號時才供應電力，而發射出信號或接收到信號後，又隨即停止電力供應(也就是設定睡眠時間1sec(1秒))，所以本實用新型具有節省電力的優點及功效。
3、本實用新型有前、後使用的間隔時間沒有達三分鐘以上時，並不執行前置衝水的動作的功能，所以本實用新型有省水的優點及功效。
4、本實用新型具有自動感應使用時的前、後衝水動作，同時也可用手短距離觸動，產生連續的衝水效果，非常方便於使用的選擇及使用。
綜合以上所述，本實用新型「全自動給水控制機構」，確實能以省電、省水的方式達到便桶的衝水控制，雖然實施例中是以大便桶舉例說明，但也可以應用在小便桶上。
為說明上述目的的技術、手段，現舉出較佳實施例並配合圖示，詳細說明於後，其中圖示分別為
圖1是本實用新型較佳實施例的示意圖2是本實用新型較佳實施例的立體分解圖；圖3是本實用新型較佳實施例的電磁閥的剖視圖；圖4是本實用新型較佳實施例的電磁閥的動作示意圖；圖5、6是本實用新型較佳實施例的進出水控制閥的剖視圖；圖7是本實用新型較佳實施例的電路圖；圖8是本實用新型較佳實施例的中央處理單元中主程序的程序流程圖；圖9是本實用新型較佳實施例的第一子程序的程序流程圖；
圖10是本實用新型較佳實施例的第二子程序的程序流程圖；
圖11、12所示分別是本實用新型較佳實施例的信號狀態圖。
圖1所示是本實用新型較佳實施例的示意圖。本實施例的給水控制機構3是裝設在馬桶2與進水管路22之間，給水控制機構3中的安裝在牆壁1上適當處的感應裝置4用來檢測是處於大便或小便的使用狀態，當使用者離去後立即供給馬桶2內適當的衝水量，使馬桶2內的人體的排洩物與清水一併由馬桶2的排物口24流到化糞池，以保持衛生及清潔。以下針對給水控制機構3作更進一步的說明。
圖2所示是給水控制機構及感應裝置的立體分解圖。如圖中所示，給水控制機構3的機殼31內裝設有電磁閥32、進同水控制閥34、機板36等主要構件。圖3所示，是電磁閥的剖視圖，電磁閥32包括有殼體320、感應線圈321、永久磁性元件322、彈性元件323、磁性驅動元件324及止水塞325等主要構件。
圖4所示是電磁閥的動作示意圖。當感應線圈321得到電力驅動後，可產生具有磁性的感應力，使磁性驅動元件324受到磁性感應力的作用，移向上方擠壓彈性元件323，使得彈性元件323成為壓縮的狀態，磁性驅動元件324移位到頂端時，可由磁力的作用而吸附於永久磁性元件322的底面，使連動的止水塞325開啟進水管道326與出水管道327之間的水路，使得水流得以流通。而且，由於永久磁性元件322具有持續的磁力作用，即使停止供給感應線圈321電力，上述的磁性驅動元件324仍然可藉由永久磁性元件322的磁力作用，使得磁性驅動元件324仍吸附於永久磁性元件322的底面，繼續保持水路的開啟。如果要關閉水路時，只需送入逆向電流，憑藉產生相反方向的磁場感應力，而驅使磁性驅動元件324落下，並使得止水塞325得以阻擋水路的流通。因此，電磁閥32僅需在磁性驅動元件324向上或向下運動的時，才由感應線圈321提供適當的磁性感應力驅動磁性驅動元件324，所以在磁性驅動元件324吸附於永久磁性元件322時，不需提供電力到感應線圈321中，所以電磁閥32具有節省電力的優點及功效。
參閱圖5、6的剖視圖可知，進出水控制閥34具有本體340，本體340內部裝設有可上下移位而控制水流通道的塞體341。當電磁閥32受激磁後，憑藉管路344導引本體340內一空間342的水與空氣經由電磁閥32的另一端排出，所以塞體341可以開啟水流通道(如圖6箭號345所示)。
圖7是本實用新型感應裝置的電路圖。感應裝置4包括感應器40(如紅外線感應器)、發射電路41、接收電路42、中央處理單元43、計數器44、電磁閥控制電路45及電池電力檢示電路47等構件；中央處理單元43具有邏輯運算單元ALU、隨機存儲器RAM，只讀存儲器ROM及輸入輸出口I／OPORT等單元，且於ROM內已預先存錄了執行衝水動作的程序，程序的流程圖可由圖8、9、10來說明，請繼續參閱以下的圖式及說明。
圖8所示是中央處理單元中主程序的程序流程圖。主程式起始(ATSRT)後，步驟S01是預先設定程序中的參數(N＝1，C＝0，L＝0，K＝0)，接著跳入(JUMP)第一子程序(A～B)中執行。
圖9所示是第一子程序的程序流程圖。配合圖7、8所示，第一子程序的步驟S21是啟動感應裝置4中的接收電路42的電源，並設定參數D＝3。步驟S22是延遲1分鐘(ms)，以等待接收電路42達到穩態。步驟S23是啟動發射電路41，並驅動感應器40向外界發射出發射信號，以測試大便桶是否有使用，同時再由感應器40將接收的信號輸入到接收電路42中。接收電路42可接收到的信號有兩種，一種是在使用便桶的狀態時所產生的長接收信號C，另一種是當手掌近距離觸動感應器40所產生的短接收信號K。兩種信號的差異在於信號的強弱程度有著明顯的分別。例如所發射的長接收信號到接收電路之間的距離較長，所以信號數值較弱；而所發射的短接收信號到接收電路的距離較短，所以信號數值較強。而中央處理單元43會主動對所接收到的信號強弱度做辨認，以確定是長接收信號C，還是短接收信號K。接著由步驟S24判斷「如果」(IF)參數C＝1或(OR)K＝1的狀態。是Yes的狀態表示接收到信號，便以步驟S25執行D＝D－1的迴路。因此如果接收到發射信號，發射信號便處在連續產生的狀態，也就使接收信號連續產生。所以如
圖11中可見發射信號及接收信號處在連續產生三個信號並組成一個密碼組的狀態。接著在D＝0的條件下，由步驟S26關閉供給發電路41及接收電路42的電源，使發射電路41及接收電路42不再耗費電力。這樣，不僅可達到節電的效果，而且對於其他的後續步驟完全沒有影響。步驟S27用來判斷是否有短接收信號(也就是是否K＝1)，如果「無」NO的狀態，那麼進入步驟S30的結果為「是」Yes時，那麼由步驟S31執行N＝N＋1，並返回到主程序中進行步驟S02。如果C＝0，那麼由步驟S04執行睡眠1秒(sleep 1 sec)而返回主程序起始。
參閱圖8所示，主程序的步驟S02測試參數N及C的值以後，如果經過判斷是C＝0的狀態，都將被視為大便桶無人使用的狀態，此時由步驟S04執行所有動作均睡眠1的作用。因此由
圖11的狀態圖可知，在階段D1即沒有使用時，兩個發射信號間隔的時間周期是1 sec(1秒)。如果經由上述判斷N＜4且C＝1時，便表示有接收信號產生。為了確認此時是在經過還是在使用的狀態，由主程序中步驟S03延遲1 sec(1秒)之後，再回第一子程序A～B中循環執行下一個發射與接收的工作。如果只是有人經過感應的範圍，而時間沒有超過三秒時，那麼如
圖11中階段D2所示，雖然有發射信號，但是接收信號欲不完整及未能連續的接收3 sec以上，所以此時不會有衝水信號產生。因此用這種方式可將有人經過的狀態排除，而不會執行衝水動作。
同時參閱圖7、8所示，當主程序步驟S02判斷N≥4且C＝1時，表示確認有使用者(時間至少三秒如
圖11中D3所示)。因此執行步驟S05停止計數器44，並將計數器內容讀入暫存器T中，並且清除計數器44，等待後續讀入的數值。而暫存器T中的內容將受步驟S06的判斷，如果T≤3分鐘是NO的狀態，那麼表示前一次與此次使用的間隔時間已超過三分鐘，此時由第二子程序D～E執行前置衝水的動作。
圖10所示，是第二子程序D～E的程序流程圖。配合第7、8、9圖所示，第二子程序的S41啟動電力檢示電路47，檢測電池的電量，並將檢出值存入暫存器P中，然後將電力檢示電路47關閉。接著步驟S42測試暫存器P的值，如果是P＝0那麼表示電力不足，這時步驟S43會驅動發光元件(如LED)，將電力不足的信號告知外界，以便更換電池。而如果P＝1，步驟S44啟動電磁閥32持續ON狀態40ms(40分鐘)。由圖7的電磁閥控制電路45可知，由電晶體Q1被中央處理單元43觸發導通40ms(40分鐘)使電磁閥32持續ON狀態40ms(分鐘)。繼電器R1的接點由常閉(nc)形成導通迴路。因此電磁閥32的感應線圈321將被激磁而使磁性驅動元元件324向上移位並被吸附於永久磁性元件322的底面。因此即使40分鐘時間超過，電磁閥32仍然可保持水流通路開啟，大便桶也就受到清水衝洗。接著回到圖8中主程序步驟S07，它起延遲2秒的作用，使此刻衝水時間是2秒。再由步驟S08關閉電磁閥32，由電晶體Q2(如圖7)被中央處理單元43觸發導通40分鐘關閉電磁閥32。繼電器R2將接點由常閉(NC)跳到常開(no)點，因此R2常開接點(no)與R1常閉接點(nc)形成導通迴路，所以電磁閥32的感應線圈321將被逆激磁而使磁性驅動元件324會向下移位並脫離永久磁性元件322的底面(如前述圖3)，因此電磁閥32可關閉衝水的動作。由
圖11的衝水信號可知，在確認使用之後，電磁閥32產即開啟2秒的時間，進行前置衝水，使排洩物不致附著在大便桶上。
回顧圖8，當前置衝水2秒動作完成後，主程序將再一次執行第一子程序A～B，以等待使用者離去的信號。由步驟S09判斷參數C＝0的狀態成立時(也就是Yes的路徑)，表示使用者已離去。如果在參數C＝1的狀態時，那麼延遲1秒並跳回前面再執行第一子程序A～B以測試使用者是否已離去。在使用者離去的狀態下(也就是參數C＝0)，主程序將跳入第二子程序D～E中執行(如
圖10所示)，由繼電器R1開啟電磁閥32進行使用者離去的後續衝水，且由步驟S11將此後續衝水時間設定為7秒(如
圖11)，最後由步驟S12驅動繼電器R2關閉電磁閥32，並由步驟S13啟動計數器44開始計時，並且重回到睡眠1秒的狀態，再回到主程序的起始(START)，重複執行上述的動作。在步驟S06進行判斷，如果T≤3min是Yes的狀態，那麼表示前次使用與本次使用的間隔時間沒有超過3分鐘，因此主程序的步驟S06將直接跳入第一子程序A～B執行，以省去前置衝水的動作，達到省水省電的功效。
圖11是本實用新型的較佳實施例的信號狀態圖。如
圖11中的發射信號與接收信號所示，本實施例的發射信號是一密碼組。在沒有使用的狀況下(如D1階段)，當密碼組的第一碼發射後而沒有接收信號時，那麼密碼組的第二碼便不再發射。因為第一碼沒有接收的狀態，可確認沒有使用。而如果有使用者經過時(如D2階段)，雖然接收到一組完整的密碼接收信號，但是第二組的密碼接收信號並沒有接收完全，或時間沒有達三秒以上，這代表使用者已走出了感應範圍之外，便不會有衝水信號產生。如果外界有幹擾信號傳到接收電路42中產生接收時(如D4階段)，雖然發射信號可能會因為幹擾信號的產生而發射出密碼組的第二碼或第三碼，但是這種情況並不會連續的發生。因為幹擾信號與本實施例發射信號及接收信號不會完全同步，幹擾信號不會使接收信號產生密碼組的狀態，所以發射信號可辨識幹擾信號，而不會連續的發射具有密碼組的發射信號，而恢復到正常發射一密碼組的第一碼的狀態。如果要產生衝水信號，必須經由本實施例中主程序步驟S02判斷參數N≥4且C＝1，表示確認有使用者(如D3階段使用在感應範圍內的時間超過三秒)，接收到四個連續且完整的密碼組後，才執行前置衝水二秒的動作，並在使用者離去後(也就是參數C＝0時)再執行後續衝水七秒的動作，以完全洗淨小便桶中的尿液。如果下一次使用與本次衝水的間隔時間沒有達三分鐘以上(如圖中D5階段所示)，那麼主程序將不會執行前置衝水動作。因為前次的後續衝水與此次前置衝水時間接近，而前次後續衝水的效果仍然使大便桶保持溼潤的狀態。所以前次後續衝水可代替此次前置衝水，僅當此次使用者離去後再執行後續衝水七秒的動作。因此，只要是前後使用的間隔時間沒有達三分鐘以上，就不會有前置衝水的動作，所以具有節省水源及電力的功效。
回顧圖9所示，並配合參閱
圖10，當使用者以手掌近距離觸動感應器40(如圖7)而產生短接收信號K時，會導致第一子程序中步驟S27呈「是」Yes狀態。再由步驟S28執行L＝L＋1，步驟S29判斷L是否等於1。如果是L＝1，就跳入第二子程序D～E中執行開啟電磁閥的衝水動作(如
圖12中的衝水信號)。而後由步驟S45判斷L是否等於0。當使用者的手掌離開感應器40的感應範圍之後，因為步驟S28執行後造成L≠0，所以步驟S33是「無」NO的狀態下繼續執行步驟S34，使得關閉電磁閥的衝水信號產生。而步驟S35是設定L＝0的狀態。當使用者以手掌近距離觸動感應器40時，便會產生衝水的效果；而當手掌離開感應器40的範圍時，衝水動作便隨著停止。此項設計的目的是為了輔助的作用，在便桶內的排洩物在沒有衝洗乾淨的狀態下，可以利用此項設計來連續衝水，以達到完全清洗乾淨的效果。
權利要求1.一種全自動給水控制機構，特別是一種對大小便器衝洗水進行控制的全自動給水控制機構，包括機殼、電磁閥(32)、進出水控制閥(34)、機板、感應裝置；其特徵在於所說的感應裝置包括感應器(40)、發射電路(41)、接收電路(42)、帶有程序模塊的中央處理單元(43)及電磁閥控制電路(45)，中央處理單元(43)驅動發射電路(41)以預定的周期產生發射信號，當感應裝置中的接收電路(42)獲得接收信號之後，將接收信號輸入中央處理單元(43)中，中央處理單元(43)通過電磁閥控制電路(45)驅動電磁閥(32)，電磁閥(32)與進出水控制閥(34)互相結合，即電磁閥(32)的動作連動進出水控制閥(34)；中央處理單元(43)依預定的時序開啟與關閉接收電路(42)與發射電路(41)的電源，當中央處理單元(43)關閉所述電源時，接收電路(42)及發射電路(41)處於省電的睡眠狀態，當中央處理單元(43)開啟所述電源時，發射電路(41)便發射出發射信號，所述發射信號由密碼組形成，當接收電路(42)接收到所述密碼組後，將所述密碼組輸入中央處理單元(43)中，當中央處理單元(43)確認所述密碼組是完整和連續後，中央處理單元(43)按照所述接收信號長、短的不同，通過電磁閥控制電路(45)來驅動電磁閥(32)，電磁閥(32)控制進出水控制閥(34)分別執行前、後兩段式的衝水動作，或手動連續衝水的動作。
2.依權利要求1所述的全自動給水控制機構，其特徵在於中央處理單元(43)經由計數器(44)設定參數，而獲得前一個使用者離開感應範圍與後一個使用者到達感應範圍的間隔時間，如果所述間隔時間沒有達到中央處理單元(43)內設定的時間參數時，所述前段衝水不會動作。
3.依權利要求1所述的全自動給水控制機構；其特徵在於所述中央處理單元控制有電力檢示電路(47)。
4.依權利要求1所述的全自動給水控制機構，其特徵在於電磁閥控制電路(45)接收所述中央處理單元的衝水信號之後，電磁閥控制電路(45)中有電晶體驅使所述繼電器產生開啟與關閉電磁閥(32)的電源。
5.依權利要求1所述的全自動給水控制機構，其特徵在於所述電磁閥包括殼體(320)、感應線圈(321)、彈性元件(323)、磁性驅動元件(324)及止水塞(325)；磁性驅動元件(324)受到所述感應線圈(321)驅動之後，磁性驅動元件(324)連動止水塞(325)開啟水路，殼體(320)內設有永久磁性元件(322)，感應線圈(321)驅動磁性驅動元件(324)之後，永久磁性元件(322)暫時控制磁性驅動元件(324)的位置。
專利摘要一種全自動給水控制機構，特別是一種對大小便器衝洗水進行控制的全自動給水控制機構，包括機殼、電磁閥、進出水控制閥、機板、感應裝置。所說的感應裝置包括感應器、發射電路、接收電路、中央處理單元及電磁閥控制電路等構件。所說的中央處理單元的內部儲存的程序模塊可以按照接收信號長、短的不同通過電磁閥控制電路驅動電磁閥控制進出水控制閥分別執行前、後兩段的衝水動作，以及手動連續衝水動作，所述機構有省電、省水效果。
文檔編號E03D5/10GK2110042SQ91228500
公開日1992年7月15日 申請日期1991年11月20日 優先權日1991年11月20日
發明者邱增祥 申請人:振吉電化廠股份有限公司