專利名稱：自動水龍頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠通過探測手的動作，自動開啟、關(guān)閉放水的自動水龍頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，安裝在盥洗室瓷器水池上的水龍頭體內(nèi)，有一個用來探測手的動作的手傳感器。
上述水龍頭中，通常在水龍頭的端部有一個出水口。而且，出水口的方向向下，從而向下出水。
另外，手傳感器通常安裝在出水口的附近，而且傳感器傳感方向的軸線大體上沿平行方向偏離放水的方向。這種手傳感器結(jié)構(gòu)可能會使瓷器被錯誤地當作手來探測。
為了避免這種檢測瓷器的錯誤，有一種方法是將手傳感器安裝在龍頭體安裝底座部分的附近。這樣，傳感器傳感方向從出水口的出水方向略微偏向右側(cè)或左側(cè)，從而放出的水不會被探測到。然而這種傳感器結(jié)構(gòu)在某些情況下，即使手伸到水流中，自動水龍頭也不會工作。
另一方面，如果傳感器傳感方向的軸線朝向放出的水，因為放出的水被當作手來探測，結(jié)果使水無法關(guān)閉。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)的自動水龍頭中，因為水龍頭出水口的放水方向指向下方，所以洗手的空間必須靠近后側(cè)(水龍頭安裝底座部分一側(cè))。
所以，使用者洗手時，因為靠近指端的空間較窄，且使用者無法感覺水已足夠多地落到他的手掌上，放水量會不知不覺地增大，使水白白浪費掉了。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種只準確地探測手而不會錯誤地檢測水流或水池的自動水龍頭。另外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在裝有自動水龍頭的水池內(nèi)提供足夠大洗手空間的自動水龍頭。
為此，本發(fā)明的第一個發(fā)明點在于提供一種自動水龍頭，其手傳感器在洗手空間內(nèi)探測手的存在與否，從而自動開啟和關(guān)閉出水口放水，其中，手傳感器包含一將信號波傳送到方向朝向洗手空間的發(fā)送區(qū)的發(fā)射器；一從方向也朝向洗手空間的接收區(qū)接收反射的信號波的接收器；由發(fā)射區(qū)和接收區(qū)的空間重疊部分形成的檢測區(qū)，調(diào)整光發(fā)射區(qū)和光接收區(qū)中的至少一個，從而與出水口的放水方向相交。
按照本發(fā)明的這一自動水龍頭，每當手伸到出水口的前方，就能有把握地探測到手而開啟放水。
另外，最好使發(fā)送區(qū)或接收區(qū)的軸線和水流軸線之間的夾角θ小于70長，在這一角度下，因為與來自手的反射信號電平相比，可以更大地減小來自放水的反射信號電平，所以可以降低放出的水被錯誤地檢測為手的機率。
或者，為了消除錯誤檢測，最好使所述發(fā)射器或所述接收器與出水口之間的距離較長，從而使從出水得到的反射信號波的方向偏離所述接收器。如果這一距離足夠長，則即使其軸向和出水方向之間的夾角為80度(接近于成直角)，也不會產(chǎn)生問題。
另外，為了防止錯誤的檢測，最好在管道中配備一種水流校直元件，把水引向出水口，從而不管出水口的出水流速如何，都形成光滑的棒形水流?；蛘撸詈迷诠艿乐信鋫湟环N噴灑出水口出水的噴水元件，將水引向出水口。如果放出的水呈棒形，信號波可以順利地通過放出的水。水被噴灑時，信號波就被散射了。與從手上反射的情況相比，這兩種情況都會顯著地減小反射的信號電平。
本發(fā)明的第二個發(fā)明點在于，提供一種用一種非接觸反射型的有源傳感器，通過探測手的存在與否來自動開啟和關(guān)閉出水的自動水龍頭，它包含統(tǒng)計運算裝置，用來周期性地抽取代表有源傳感器反射信號電平的數(shù)據(jù)，并在含有抽樣得到的更新數(shù)據(jù)的多個連續(xù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，計算至少一個統(tǒng)計值；以及鑒別裝置，用來根據(jù)上述統(tǒng)計值，鑒別手的存在與否，開啟和關(guān)閉放水。
在這種自動水龍頭中，因為手的存在與否可以根據(jù)抽取反射信號電平得到的統(tǒng)計值來鑒別，所以可以通過減小外部干擾或反射信號分量中噪聲的影響，可靠地獲取代表手的存在與否之間或放出的水的各種不同情況差別的數(shù)據(jù)。因而，可以通過消除放出的水和水池的反射信號電平，更加精確地檢測手的存在與否。
取平均值、方差值和標準偏差值之中的至少一個作為所述的統(tǒng)計值。
在一種較佳實施例中，平均值被確定為代表不存在手和出水的參考電平，其條件是水被關(guān)閉時得到的方差小于某一常數(shù)值。另外，手的存在與否是根據(jù)平均值和參考值之間的比較結(jié)果以及方差值和某一預(yù)定閾值之間比較結(jié)果來確定的。
另外，還可以通過確定作為參考電平的平均值來鑒別手的存在與否，其條件是，水被關(guān)閉時的最新數(shù)據(jù)和平均值之間的差落在一常數(shù)范圍內(nèi)并根據(jù)最新數(shù)據(jù)和參考電平之間的比較結(jié)果。
另外，為了在手伸出時提高出水開啟的響應(yīng)特性，最好在水被關(guān)閉時，根據(jù)統(tǒng)計值檢測反射信號電平的有效擾動，并增高取樣頻率。
另外，為了防止由于水關(guān)閉時出水水流波動而引起的錯誤檢測，最好在水關(guān)閉以后判定比普通放水開啟要嚴格得多的必要的放水開啟條件。
另外，為了防止在某種特定情況下由錯誤檢測所產(chǎn)生的沒完沒了的放水和停水，最好在比某一特定時間短的時間間隔內(nèi)統(tǒng)計連續(xù)重復(fù)的放水次數(shù)，當由所述的放水計數(shù)器計數(shù)的值超過某一預(yù)定值時，禁止連續(xù)重復(fù)的放水。
另外，本發(fā)明第三個發(fā)明點在于提供一種通過檢測手的存在與否而自動開啟和關(guān)閉放水的自動水龍頭，其中，出水口的方向使放出的水從水平方向略微向下。
在這種自動水龍頭中，因為放出的水大體沿水平方向而給出一拋物線，所以可以大體上在水池的中間部分用手接收水流，從而可以在水池內(nèi)獲取足夠大的洗手空間。另外，因為使用者可以看見放出的水，所以使用者可以方便地將其手伸向出水口。
另外，最好配備一個流速控制器，用來將出水速率保持在一恒定水平上，而不管水源的水壓如何。
另外，本發(fā)明的第四個發(fā)明點在于，提供一種具有水龍頭體和一與之相連的噴嘴的水龍頭，其中，噴嘴包含一底座端部螺旋到水龍頭體內(nèi)的噴管和由一出水口形成的端部；以及一與所述噴管外部裝配在一起的噴嘴套，所述噴管在所述噴嘴套的內(nèi)表面有一突出部分，從而沿端側(cè)方向被嚙合在一起，所述噴嘴套夾在水龍頭體和突出部分之間。
這種水龍頭可以無需任何壓模工藝且成本低廉地將噴嘴和水龍頭體相互制成一體而成為一種吸引人的水龍頭。
另外，為了便于將噴管裝配到水龍頭體上去，水龍頭體最好包含一外構(gòu)件以及安裝到該外構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)構(gòu)件。
另外，為了更方便和緊固地安裝噴管，最好將噴嘴安裝件安裝在水龍頭體的所述外構(gòu)件內(nèi)，并且所述噴管的底座端部與所述噴嘴安裝件螺旋在一起。
另外，最好通過采用金屬外構(gòu)件和樹脂內(nèi)構(gòu)件來降低制造成本。
另外，最好配置一個停轉(zhuǎn)機構(gòu)，用來防止所述外構(gòu)件和所述內(nèi)構(gòu)件之間的相對旋轉(zhuǎn)，因為在組件內(nèi)二構(gòu)件相互之間是不旋轉(zhuǎn)的。尤其在內(nèi)構(gòu)件里配有手傳感器的自動水龍頭，這樣做是有好處的，因為傳感器可以與外構(gòu)件內(nèi)形成的傳感器窗對準。
另外，為了提高內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間的緊密度，最好形成一從構(gòu)件的底部向外延伸的側(cè)緣部分。
另外，為了獲得較寬的洗手空間，最好將水龍頭體沿垂直方向安裝在安裝壁的表面，從而向出水方向傾斜。
另外，本發(fā)明的第五個發(fā)明點在于，提供一種固定在一墻上表面的水龍頭，它包括一螺栓從水龍頭下端部位向下延伸，穿過墻上開孔中伸出，并從墻的下表面向下突出；一墊圈片，該墊圈片上有一通孔，所述螺栓的突出部分插入該通孔；以及與通過通孔的所述螺栓向下突出部分螺旋在一起的一個螺母，使墊圈片與墻的下表面壓緊接觸在一起，從而水龍頭可被固定在墻的上表面，所述通孔的位置偏離所述墊圈片的重心。
當該水龍頭被安裝在墻壁的上表面時，墊圈片通過一螺栓，而使該螺栓與一螺母緊固在一起。在這種緊固工作中，即使墊圈片中有螺栓通過，墊圈片也不會掉落，這是因為墊圈片因其自身重量而傾斜從而被螺栓卡住的緣故。所以，因為工人在緊固工作中無需用手支承墊圈片，所以使工作得到簡化。
另外，在較佳實施例中，螺栓和用作排水操作拉桿的導(dǎo)引構(gòu)件均從水龍頭的下端部分向下延伸。再有，墊圈板上的第一個通孔內(nèi)通過的是螺栓，而第二個通孔內(nèi)通過的是導(dǎo)引構(gòu)件。再有，第一通孔和第二通孔的位置均偏離所述墊圈片的重心。
另外，本發(fā)明的第六個發(fā)明點在于提供一種在每一端連接二管的結(jié)構(gòu)，它包含在二管的每一管端部外周邊上形成的法蘭；一與二管的二法蘭部分嚙合在一起的連接構(gòu)件，用來在二管的二法蘭部分相互接觸時，使二法蘭部分形成壓力接觸；以及一停轉(zhuǎn)機構(gòu)，用來防止至少一個法蘭相對于所述連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
按照該結(jié)構(gòu)，當二管相互連接時，因為可以防止管間的相對轉(zhuǎn)動，所以有利于工作。
另外，為了有助于正確地連接二導(dǎo)向部件(如閥門)，最好在法蘭的一個端面形成一個突起部分，而在法蘭另一個端面形成一個與該突起部分嚙合的凹陷部分。
再有，本發(fā)明的第七個發(fā)明點在于提供一種用來將一種彈性管連接到一水處理裝置的入水口和出水口的結(jié)構(gòu)，它包含一附裝到入水口和出水口開孔處的連接導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，它在底座端部的外周邊上有一個外螺紋表面，并在一端部外周邊上有一個錐形表面，彈性管的連接端部外部裝配在形成的錐形表面；以及一裝配在彈性管連接端外部的螺帽，該螺帽有一個與所述連接導(dǎo)引結(jié)構(gòu)外螺紋表面嚙合的大直徑內(nèi)螺紋表面和一個與管的外周邊表面呈滑動式接觸而與管的錐形表面呈壓力接觸的小直徑滑動表面，二者均在內(nèi)表面上。
按照該結(jié)構(gòu)，管的連接端部被裝配到連接導(dǎo)引結(jié)構(gòu)的端部形成的錐形表面上，螺帽被旋到螺帽底座端部的外螺紋表面，從而可以固定地使管夾在螺帽內(nèi)的滑動表面和錐形表面之間。
另外，為了便于螺帽的緊固工作，最好使螺帽的外周邊表面滾花。再有，為了防止螺帽的緊固過緊，最好配置一個制動裝置(stop-per)，使螺帽的嚙合程度得以限制。
附圖概述

圖1描述的是本發(fā)明自動水龍頭實施例結(jié)構(gòu)；圖2是描述自動水龍頭部分的透視圖；圖3是描述水龍頭部分的側(cè)視截面圖；圖4是水龍頭部分的分解結(jié)構(gòu)圖；
圖5是水龍頭部分的后側(cè)視圖；圖6是從圖5中箭頭P處看得到的視圖；圖7描述的是手傳感器的安裝狀態(tài)；圖8描述的是手傳感器和出水口直徑之間的關(guān)系；圖9描述的是手傳感器和出水口直徑之間的關(guān)系；圖10描述的是手傳感器和出水口直徑之間的關(guān)系；圖11是手傳感器的示意方框圖；圖12圖示描述的是投射到光接收部分上的反射光圖形與電磁閥的開關(guān)運行、光輻射以及取樣頻率之間的關(guān)系；圖13是對手傳感器的信號進行處理的主要過程流程圖；圖14是頻率開關(guān)子程序的流程圖；圖15是出水控制子程序的流程圖；圖16圖示的是幾例反射光電平、平均值以及方差值；圖17描述的是出水控制子程序流程圖，作為重復(fù)進行放水/停水的對抗措施；圖18描述的是當重復(fù)放水或停水時得到的反射電平和平均值；圖19描述的是本發(fā)明自動水龍頭的第二種實施例結(jié)構(gòu)圖；圖20是自動水龍頭整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視截面圖；圖21是水龍頭部分的分解圖；圖22是水龍頭部分的前視圖；圖23是水龍頭固定結(jié)構(gòu)的分解視圖；圖24是圖20中沿I-I線的截面圖；圖25描述的是通過緊固螺栓的緊固墊圈片的自動制動裝置；圖26是當圖2從線II-II方向看時的視圖；圖27是圖20從III-III線方向看時的視圖；圖28是圖20從IV-IV線方向看時的視圖；圖29是電源箱的前視圖；
圖30是給水管道連接結(jié)構(gòu)的分解視圖；圖31是電纜連接加固結(jié)構(gòu)的分解圖；圖32是圖31沿V-V線的截面圖；圖33是管道連接結(jié)構(gòu)的分解視圖；圖34是組裝管道連接結(jié)構(gòu)的透視圖；圖35是電磁開關(guān)閥的隔離閥和隔離推板的側(cè)視截面圖；圖36是圖35沿VI-VI線的截面圖；圖37是第三種實施例自動水龍頭的整體結(jié)構(gòu)前視圖；圖38是同一自動水龍頭整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視截面圖；圖39是同一自動水龍頭的恒溫型混合閥；圖40是本發(fā)明第四種實施例水龍頭的前視圖；圖41是圖40所示同一水龍頭的后視圖；圖42是圖40中沿X-X線的截面圖；圖43描述的是同一水龍頭的手傳感器和出水水流之間的位置關(guān)系側(cè)視圖；圖44是手傳感器另一種結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖45描述的是同一水龍頭的手傳感器和出水水流之間另一種位置關(guān)系的側(cè)視圖；圖46描述的是同一水龍頭的手傳感器和出水水流之間的另一種位置關(guān)系側(cè)視圖；圖47描述的是水龍頭中手傳感器安裝在遠離水龍頭體處時的前視圖；圖48是同一水龍頭的側(cè)視圖；圖49是水龍頭中手傳感器的光發(fā)射元件和光接收元件沿水平方向排列時的前視圖；圖50描述的是手傳感器和從水池上升的邊緣之間的位置關(guān)系側(cè)視圖。
本發(fā)明的最佳實施例方式下面根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖1描述的是在使用條件下自動水龍頭的實施例；圖2是同一自動水龍頭的水龍頭部分的透視圖；圖3是同一水龍頭部分的側(cè)視截面圖；圖4是同一水龍頭部分的分解視圖；圖5是同一水龍頭部分的后視圖；圖6是從圖5中箭頭方向看過去的視圖；[整體結(jié)構(gòu)]下面描述自動水龍頭A的整體結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，本實施例的自動手龍間A包含一具有一水龍頭體1和裝在水龍頭體1上用來釋放混合冷熱水的噴嘴A2的水龍頭部分A1，以及一自動水龍頭控制箱C，自動水龍頭控制箱C通過熱水供水管5與水龍頭體1相連。
另外，水龍頭部分A1安裝在洗臉池B的水池30的后側(cè)水平面上形成的水龍頭安裝表面30a上，自動水龍頭控制箱C安裝在洗臉池B的下方。
另外，自動水龍頭控制箱C內(nèi)，有一個混合閥V、自動水龍頭A的控制單元F、電源單元E等。
如圖2至4所示，水龍頭體1由一個筒形外管11和一個裝配在外管11內(nèi)的筒形內(nèi)管12組成。外管11和內(nèi)管12的截面大體呈園形。
另外，自動水龍頭體1的安裝，使得內(nèi)管12的底端固定在水龍頭安裝表面30a上。
另外，噴嘴安裝頭2固定在水龍頭體1頭部的罩殼內(nèi)。另外，端部出水口10a形成的噴管3通過內(nèi)外管12和11而附裝在噴嘴安裝頭2的周壁上，分別沿垂直于水龍頭體1的軸線方向突出。
另外，手傳感器S罩在噴管3下面(即水龍頭體1內(nèi)的出水口10a下)。
另外，一恒定流速閥6插在混合閥V和熱水管5之間，從而不論水壓的漲落如何，水不會由于存在恒定流速閥6從自動水龍頭A處以超過某一預(yù)定流速的流速放水。
另外，熱水管5是一軟管，從而可以方便水龍頭體1內(nèi)熱水管5的安裝工作，并進一步減小制造成本。
在上述實施例中，熱水管5是由氯乙烯材料制成的。該熱水管5通過內(nèi)管12而與噴嘴安裝頭2相連，從而與噴嘴管3連接在一起。
另外，混合閥V與熱水管7的一端相連，熱水管的另一端與熱水源相連，混合閥V還與水管8的一端相連，水管的另一端與水源相連，從而可以將具有恰當溫度的混合熱水冷水從自動水龍頭A放到洗臉池B內(nèi)。
接下來更詳細地分別描述上述自動水龍頭的各組成元件。[水龍頭體1]如圖2至4所示，水龍頭體1是由筒形外管11和裝配在外管12內(nèi)的筒形內(nèi)管12組成的。外管11用一種金屬材料組成，內(nèi)管12用一種合成樹脂做成，從而在不損壞外觀的情況大下降低制造成本。
如圖7所示，水龍頭體1是通過將內(nèi)管12的底端以一向前傾斜的固定傾斜角α(例如15度)固定到水龍頭安裝表面30a上而安裝到水龍頭安裝表面30a上去的。
另外，水龍頭體1的特征是，內(nèi)管12和外管11通過使其下部擴展而形成一裙部12a或11a和11a。裙部12a和11a用來提高內(nèi)外管12和11之間的緊密度，從而當噴嘴管3被組裝到水龍頭體1上或從水龍頭體1上卸下時，防止二管的變形。
另外，如圖5和圖6所示，內(nèi)管12在其裙部12a的后側(cè)處有一個突起結(jié)構(gòu)32，外管11在其裙部11a處有一個切口槽33可與突起結(jié)構(gòu)32嚙合。
所以，當內(nèi)管12被裝配到外管11上去時，突起結(jié)構(gòu)32與切口槽33嚙合，從而防止外管11相對于內(nèi)管12而旋轉(zhuǎn)。
這里，在上述描述中，盡管突起結(jié)構(gòu)32和切口槽33分別形成在內(nèi)管12和外管11上的，但是也可以相反，在外管上形成突起結(jié)構(gòu)，在內(nèi)管上形成切口槽。
另外在圖3中，標號18表示彈起裝置放水龍頭(未圖示)的操作桿。圖5中，標號18a表示操作桿的槽部分；18b表示操作桿的插入孔；18c表示操作桿的外孔。[噴嘴A2]另外，噴嘴安裝頭已固定地罩在水龍頭體1的頭部內(nèi)。另外，放冷熱水的噴嘴管3通過內(nèi)外管12和11，附裝到噴嘴安裝頭2的周壁上，以垂直于水龍頭體1的軸線的方向突起。
即，在圖3和圖4中，在內(nèi)管12被裝配到外管11的情況下，噴嘴安裝頭2被安裝在內(nèi)管12的上側(cè)。另外，正方形的噴嘴固定螺母9安裝在噴嘴安裝頭2的螺母安裝部位2a。
另外，通過水龍頭體1的前側(cè)壁1(例如內(nèi)管12和外管11)，將噴嘴管3的底部3a插入到噴嘴安裝頭2的前側(cè)壁內(nèi)，并使噴嘴管3的底部3a與噴嘴固定螺母9嚙合，而使噴嘴管3垂直地被固定到噴嘴安裝頭2上。標號3b表示噴嘴管3的出水口；3c表示與放水帽(將在后文中描述)嚙合的外螺紋；27表示插在噴嘴安裝頭2和內(nèi)管12之間的O形環(huán)；28表示插在噴嘴管3和噴嘴安裝頭2之間的O形環(huán)。
另外，套在噴嘴管3外周的噴嘴套4緊緊壓在噴嘴管3的端部圓周表面處的法蘭部分3d和外管11之間。另外，標號4a表示噴嘴套4的內(nèi)圓周表面處形成的臺階式肩形部分，用來嚙合噴嘴管3的法蘭3d；29表示插在噴嘴管3和噴嘴套4之間的O形環(huán)。
另外，與出水口10a在端部做在一起的出水帽10與噴嘴管3的端部旋在一起。
出水帽10的出水口10a沿噴嘴管3的軸線方向開口，使用者可以清楚地看見出水口10a，使自動水龍頭A的使用性能得到提高。
如圖2、3和4所示，噴嘴套4成筒形，其底端被切割成圓弧形，而與外管12的外圓周曲率適配。另外，在端部，上部形成沿超過下部延伸的t形，從而由上部套住出水帽10，而使外觀得到改進。
在上述結(jié)構(gòu)中，混合的冷熱水可以沿噴嘴管3的軸線方向噴出而呈一拋物線。
所以，在洗手池內(nèi)可以獲得一相當大的洗手空間。另外，使用者可以以一種自然的姿勢在其手掌上接收足夠的水，從而用盡可能少量的水舒服地洗手而不致增加白白浪費的用水量，提高水的經(jīng)濟利用率。
另外在本實施例中，放水方向的角度從水平面向下傾斜一個角度α，該角度α對應(yīng)于水龍頭體1的前傾角α(15度)。
這一角度是通過實驗確定的，實驗的目的在于在水池30內(nèi)的足夠?qū)挸ǖ南词挚臻g內(nèi)尋找一最佳洗手位置。當出水方向如上所述被確定以后，使用者可以把手伸到自動水龍頭A出水的拋物線軌跡處而舒適地洗手。
另外如圖3和圖4所示，標號26表示出水帽10中多個層疊的水流矯直片；31表示出水帽10與噴嘴管3的外螺紋部分3c旋在一起時使用的與緊固裝置嚙合的槽部分。
另外在本實施例中，出水帽10呈圓錐形，出水帽10一端的出水口10a的直徑是帽10的水通道長度的直徑的1.2倍。所以，不管放出的水的流速如何，出水均成棒形。另外，上述出水口10a的直徑D是根據(jù)與后文中將作進一步詳細描述的手傳感器9的關(guān)系來確定的。
圖4中，標號2b表示噴嘴安裝頭2中形成的噴嘴插入孔；11b和12b分別表示外管11和內(nèi)管12中形成的噴嘴插入孔。這里，內(nèi)管12裝配在外管11中，使得各噴嘴插入孔11b和12b的中心對準出水噴嘴3的軸線，并且隨后，噴嘴安裝頭2被附裝到內(nèi)管12的上部。[手傳感器S]如圖2所示，手傳感器S罩裝在噴嘴管3之下，并大致位于水龍頭體1的中間位置。手傳感器S由相互間相隔一定距離(例如15mm)以垂直方向排列的光電傳感器41和一(紅外)光發(fā)射器40組成。如圖3所示，為光發(fā)射器40和光電傳感器41提供的光發(fā)射區(qū)42和光接收區(qū)43大致互相平行，從而可以檢測光反射區(qū)42和光接收區(qū)43相互交疊在一起的區(qū)域44內(nèi)的某一物體。后文中，稱該重疊區(qū)為檢測區(qū)。調(diào)整該檢測區(qū)44，使其與出水流相交，而不管出水的流速如何。
另一方面如圖3和圖4所示，水龍頭體1的外管11前面部分有一個傳感器窗13，內(nèi)管12上傳感器安裝孔14的位置對應(yīng)于外管11的傳感器窗13。另外，傳感器安裝蓋15附裝在傳感器安裝孔14上。
另外，手傳感器S安裝在蓋15內(nèi)，使得手傳感器S可以方便地裝上和拆下，從而提高了安裝效率。
另外在圖3中，標號17表示導(dǎo)線電纜，用來將手傳感器S連接到罩在自動水龍頭控制箱C中的控制單元F上。另外在圖4中，標號16表示傳感器安裝蓋15中的傳感孔，傳感器安裝蓋15位于與傳感器窗13相對應(yīng)的位置上。
另外在圖7中，手傳感器S的方向略微向下偏離水平方向，從而無論出水的流速如何，可以使檢測區(qū)44的軸d和出水的軸向之間的角度θ始終保持在小于65度。換句話說，即使水流量在停水之前減小并因此使出水角接近豎直方向，上述角度θ仍不會超過65度。
確定這一角度是為了防止過度接收來自出水的強反射光。為此，從經(jīng)驗上可以得到這一角度必須在0＜θ≤70的范圍內(nèi)。另外，考慮到普通水池B的大小以及自動水龍頭A的安裝位置，檢測區(qū)44的位置應(yīng)使人可以十分方便地活動其手并可以方便地使其伸出的手保持在水流下。
如上所述，因為檢測區(qū)44的軸向d和出水軸之間的角度被確定為小于70度，所以可以防止傳感器接收由出水反射的過量的光。另外，可以容易地使檢測區(qū)44與手的位置一致，從而方便地鑒別手在洗手空間中的運動，同時防止手傳感器S誤動作，錯誤地檢測放出的水。
下面描述上述手傳感器S和放水帽10的出水口10a的直徑D、放水帽10的水路徑長度之間的關(guān)系。
為了使手傳感器S能敏銳地鑒另手和放出的水，必須使放出的水的狀態(tài)盡可能保持穩(wěn)定；即，最好使水時刻都成穩(wěn)定的棒形，來使水保持在穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)上述觀點，通過逐步改變出水口10a的直徑D以及出水帽10的水路徑長度，憑經(jīng)驗檢查放水狀態(tài)。實驗表明，當直徑D與水路徑長度之間的比值r小于1.2時，放出的水可以呈最穩(wěn)定的棒形。
下面參見圖8至10中給出的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，來詳細描述手傳感器S、水池B以及直徑D與水路徑長度之比r之間的關(guān)系。
圖8給出在普通的放水速率(大于5升/分)時二不同瓷器(水池B)的反射電平，圖9表示在降低了放水速率(小于5升/分)后，上述二不同瓷器(水池B)的反射電平。在圖8和9中，上述比值r為3.3，手傳感器S接收的各反射光(從放出的水、手和水池上反射)的變化被分別轉(zhuǎn)換成電信號。另外在圖8至10中，反射光的變化用光電傳感器41的輸出電壓(V)的波形來表示。另外在這些圖中，反射光電平隨輸出電壓(V)的降低而增高。
另外在這些圖中，區(qū)間(a)對應(yīng)于僅探測到瓷器(水池B)的狀態(tài)；(b)對應(yīng)于伸出手并由放出的水洗滌伸出的手的狀態(tài)；(c)對應(yīng)于手從瓷器中移走并僅檢測出放出的水的狀態(tài)；(d)對應(yīng)于放出的水停止并僅檢測到瓷器的狀態(tài)。
如圖8所示，如果放出的水的速率大于5升/分，則放出的水的形狀成棒形。另外，在低反射電平瓷器(左邊一側(cè))的情況下，反射電平在洗手的(b)區(qū)間內(nèi)劇烈波動，這可以同其他僅探測瓷器或僅探測瓷器和放出的水的區(qū)域(a和c)清楚地識別出來，從而可以認為手傳感器S可以在良好的條件下運行。
另外，在高反射電平瓷器(右邊一側(cè))的情況下，反射電平在正在洗手的區(qū)間(b)內(nèi)劇烈抖動，這可以區(qū)別于其他區(qū)間(a和c)。但是，反射電平在只放水的區(qū)間(c)和水已停止而僅探測到瓷器的區(qū)間(d)之間波動。這就表明，即使手離開了瓷器，也存在手傳感器S錯誤地將放出的水探測為手的可能性。
另一方面，如圖9所示，當出水的流速減小到小于5升/分時，出水的形狀就從棒形變成一扭曲的棒形。另外，在低反射電平瓷器(左邊一側(cè))的情況下，反射電平即使在手移走而僅探測瓷器或瓷器和出水的區(qū)間(c)內(nèi)也呈某種程度的波動。
另外，在高反射電平瓷器(右邊一側(cè))的情況下，反射電平在區(qū)間(c)內(nèi)也有劇烈波動，從而存在傳感器S錯誤地將出水檢測為手的可能性。
與此相反在圖10中，如果上述此值r確定為1.2，則在出水的所有流速下，出水均能被保持成棒形。所以，不論瓷器的反射電平是高還是低，僅當正在洗手而處于區(qū)間(b)內(nèi)時，反射電平才發(fā)生劇烈波動，另外，當只探測到瓷器而處于區(qū)間(a)內(nèi)時，當僅探測到出水而處于區(qū)間(c)內(nèi)時以及當出水停止并僅探測到瓷器而處于區(qū)間(d)內(nèi)時，反射電平不僅發(fā)生波動，而且?guī)缀蹩杀槐３衷谕浑娖缴稀?br> 所以，在比值r被確定為1.2的情況下，手傳感器可以可靠地鑒別手，從而可以防止自動水龍頭A的錯誤動作。
如上所述，即使當放水量很充足，或者幾乎是完全停止放水，因為出水可被保持為穩(wěn)定的棒形，所以可以盡可能小地減小出水反射光量以及手傳感器S接收光量的變化。
所以，可以在手從自動水龍頭A處移走以后防止冷熱混合水仍在放水，或者在手伸向自動水龍頭A時仍不放水的情況發(fā)生。
下面描述水龍頭體1在水龍頭安裝表面30a上的安裝結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，當水龍頭體1被安裝在水龍頭安裝表面30a上時，水龍頭安裝墊圈21是裝配并固定到內(nèi)管12的底座上去的；內(nèi)管嚙合體22位于安裝墊圈21的上部；插入與嚙合體22和水龍頭安裝墊圈21旋在一起的安裝螺栓20并使其超過水龍頭安裝表面30a的反面。
另外，緊固墊圈片24通過一墊圈23與水龍頭安裝表面30a的反面保持接觸；安裝螺栓20穿過墊圈片24；并且緊固螺母25與安裝螺栓20旋在一起。
在上述結(jié)構(gòu)下，當緊固螺母25被緊固時，可以將內(nèi)管12固定到內(nèi)管嚙合體22和緊固墊圈片24之間的水龍頭安裝表面30a。
所以在上述實施例中，可以得到下述優(yōu)點(1)在出水口的下面，安裝了一個手傳感器，用來根據(jù)接收光量的變化鑒別手、出水和瓷器，當從側(cè)面看時，手傳感器的探測方向從水平面向上和向下有一恒定的偏角，并且從上面看時，在出水中心軸的左右方向小于一出水的恒定夾角(constant included angle)。所以，可以可靠地檢測伸到洗手水池中的手。
另外，當正在放水時，因為手傳感器不接收出水所反射的過量的光，所以傳感器的動作是可靠的。
另外，因為手傳感器的位置在出水口的下方，所以洗手時不必將手深入地伸到洗臉池或水池中去；即，可以在水池中有一個寬廣舒適的洗手空間。換句話說，因為可以舒適地洗手而不浪費水，所以使水的利用很經(jīng)濟。
(2)因為無論出水的流速為多大，出水口的直徑均被確定為是水路徑長度的1.2倍，所以可以保持放出的水成棒形，并盡可能小地減小由出水反射并由手傳感器接收的光量變化。因此，不論放出的水是否足夠大或者是否剛剛停止，都可以使放出的水成棒形，而不會改變出水的形狀，從而可以防止手傳感器的錯誤動作。
所以，可以防止即使手從自動水龍頭移走以后仍然放出冷熱混合水，并防止手伸到自動水龍頭下仍然不放水的麻煩。
下面描述手傳感器從出水及瓷器中正確鑒別手的信號處理方法。
作為一例現(xiàn)有技術(shù)的日本公開并經(jīng)審查的專利申請62—45503中，公開了一種通過設(shè)定發(fā)送的超聲時鐘脈沖和接收的超聲時鐘脈沖之間的相位差(對應(yīng)于超聲波在傳感器和某一物體之間來回所需的時間)從而限定物體的可探測距離范圍來消除因水流產(chǎn)生的干擾，即，將水流和水池底面排除在可探測范圍以外。
另外，在日本出版的未經(jīng)審查的專利申請61—500232中，上述干擾是通過測量傳感器和被檢測物體之間的距離(根據(jù)超聲波在傳感器和物體之間的往返所需的時間)，從而限定可探測距離范圍來消除的。
另外，在日本出版的未經(jīng)審查的實用新型申請63—199080中，上述干擾是根據(jù)超聲波在傳感器和被探測的物體之間往返所需的時間，通過檢測物體在限定的可探測距離范圍內(nèi)的運動來消除的。
在上述三種限定檢測距離范圍的方法中，因為必須采取充分的消除干擾的措施，所以，存在物體檢測單元中用來檢測干擾的電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜并且制造成本增高這些缺陷。
另外，日本出版的未經(jīng)審查的實用新型申請63—133673中，上述干擾是根據(jù)來自物體的反射電平的差異值，通過檢測被檢測物體的運動來消除的。
但是在該方法中，當某一物體移動緩慢時，很難探測物體的存在。另外，存在的另一個問題是，該物體檢測單元會由于尖峰噪聲而產(chǎn)生錯誤的動作。
另外，在日本公開的未經(jīng)審查的實用新型申請4—26270中，物體的運動是通過使一部分接收的反射信號延遲，并將該延遲的反射信號與另一非延遲的反射信號進行比較來檢測的。然而，在這種情況下，因為沒有采取防止因干擾而產(chǎn)生的錯誤動作的措施，所以存在物體檢測操作不穩(wěn)定這一問題。
另外，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，某一物體(人體)的存在與否是通過檢測反射電平時間順序圖形的局部特征來檢測的。但是，當偶然的電平波動疊加在反射電平時間順序圖形的局部特征上時，就存在水龍頭在不存在某一物體(手)的情況下也動作的可能性。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本實施例包含一存儲器部分，用來在某一預(yù)定時間內(nèi)存儲手傳感器S的信號值；以及一運算部分，用來統(tǒng)計計算存儲器部分存儲的信號值，根據(jù)計算得到的統(tǒng)計值，鑒別物體的存在與否。另外，上述統(tǒng)計值是一個方差值、平均值、標準差值或與方差值和一平均值之組合。
如圖11所示，物體檢測單元S由一個反射非接觸有源傳感器型的光學傳感器S1、一運算部分S2和一輸出部分S3組成。
光學傳感器S1由一光發(fā)射部分S4、光接收部分S5以及一放大器部分組成。光發(fā)射部分S4激勵光發(fā)射器40，在一預(yù)定時間內(nèi)發(fā)射光。光接收部分S5將從光電傳感器41發(fā)送的電壓信號輸出到放大器部分S6。
運算部分S2是一個具有A/D轉(zhuǎn)換功能和存儲部分的微型計算機。A/D轉(zhuǎn)換的取樣頻率可以由一程序控制。運算部分S2在取樣頻率下，將由放大器部分S6輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成與光發(fā)射部分S4發(fā)射的光同步的數(shù)字數(shù)據(jù)，然后以時間順序的形式將數(shù)字數(shù)據(jù)存儲在其存儲器部分。另外，運算部分S2對存儲的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，并根據(jù)計算的統(tǒng)計結(jié)果，將一開閉閥信號輸出至輸出部分S3。
輸出部分S3將運算部分S2發(fā)送的信號轉(zhuǎn)換成閥驅(qū)動電源信號，隨后將轉(zhuǎn)換的閥驅(qū)動電源信號輸出至電磁閥B5。
下面，在描述統(tǒng)計計算之前，結(jié)合圖12描述各種條件下的反射光電平的原理圖形。這里，應(yīng)該理解的是，圖12中描述的反射光電平的坐標軸與圖8至10中所示的反射光電平的坐標軸相反(圖12中，反射光電平向上增加)。
在準備狀態(tài)下，即在噴嘴A2不放水并且噴嘴A2下沒有物體的情況下，如圖12中由區(qū)間(a)所示的那樣，因為從水池表面反射的光可以投射到光接收部分S5上，所以反射光電平的波動極小。
在用噴嘴A2放出的水洗手時，如圖12中區(qū)間(b)所示的那樣，反射光電平由于手的運動以及水的散射而劇烈波動。
在噴嘴A2下面沒有手并且正在放水時，因為從水池B1內(nèi)底面反射的光被放出的水所吸收，如圖12中區(qū)間(c)所示的那樣，盡管反射光電平下降了，但是反射光電平也因出水B4運動而波動較大，其為正在洗手和不洗手之間的中間值。
根據(jù)反射光電平的圖形，可以鑒別噴嘴A2下有沒有手存在。
然而，上述圖形僅給出基本原則。實際上，因為反射光電平由于干擾或噪聲而出現(xiàn)偶然波動，即使簡單地探測和識別出圖形的局部特征(如當將反射光電平簡單地與設(shè)定值進行比較時或者將反射光電平漲落的差分值與該設(shè)定值比較時)，也很難準確地檢測各圖形，從而物體檢測單元的錯誤動作率較高。
所以，在本實施例中，可以通過對以時間順序輸入的反射光電平進行統(tǒng)計處理，并將反射光電平的移動平均值與設(shè)定值進行比較，或?qū)⒎讲钪蹬c設(shè)定值進行比較來檢測探測區(qū)內(nèi)物體(手)的存在與否。即，可以通過對反射光電平的整體圖形進行識別來消除偶爾的電平漲落的影響。另外，通過更新在準備狀態(tài)中獲取的平均值用來與平均值進行比較的設(shè)定值，可以校正隨時間推移水池內(nèi)底面反射因子的變化以及傳感器靈敏度的劣化，從而可以可靠地檢測噴嘴下的某一物體。
更詳細地說，在準備狀態(tài)下，由光學傳感器S1的發(fā)光部分S4以2Hz的頻率發(fā)射光。光接收部分S5的輸出電壓以2Hz的同步頻率被抽樣、A/D轉(zhuǎn)換，并隨后以時間順序方式被存儲在存儲部分內(nèi)。另外，根據(jù)從最新數(shù)據(jù)返回得到的8個數(shù)據(jù)，計算平均值和方差值。
另外，在方差值小于1的情況下，在計數(shù)器計數(shù)到30秒(消逝的時間)的時刻，將平均值存儲在存儲部分作為參考電平(從池表面反射的光電平)。隨后，只要方差值小于1，存儲在存儲部分內(nèi)的參考電平就被更新。上述計數(shù)運算(用于更新參考電平)僅保持30秒，30秒后不再對時間進行計數(shù)。在隨后的計數(shù)過程中，如果方差值達到2或2以上，則計數(shù)器被復(fù)位。
如上所述，在準備狀態(tài)下，因為與池面反射光電平有關(guān)的數(shù)據(jù)可以在一次光輻射時被更新，所以可以較正水池B1表面的反射因子變化或光學傳感器S1的劣化。
另外在準備狀態(tài)下，當平均值和參考值之差值超過4時，取樣頻率(與光發(fā)射頻率相同)被變更到16Hz，準備加強對物體(手)探測的響應(yīng)特性。但是，如果在16Hz的頻率下輻射光重復(fù)了16次但仍然不滿足第一條件(將在后文中描述)，那么頻率就回到2Hz。另外，如果在光被輻射了16次之前，平均值和參考值之差超過4，則從這一時間點開始，再次開始對光輻射計數(shù)16次。
第一條件指的是滿足下述條件(1)和(2)中的任一個。
(1)平均值≥參考電平+8(2)方差值≥6重復(fù)次數(shù)大于4在上述16Hz的準備狀態(tài)下，如果滿足了上述第一條件，則運算部分S2鑒別在噴嘴A2下有手的存在，閥V打開，從噴嘴A2放水。
如上所述，在水已從噴嘴A2放出后，如果滿足下述第二條件，則閥V關(guān)閉，停止放水。在放水停止以后，如果在16Hz下輻射光重復(fù)了48次(時間持續(xù)了3秒鐘后)，光輻射和取樣頻率(光輻射頻率)回到原來的2Hz。
第二條件指的是滿足下述條件(1)和(2)中的任何一個。
(1)平均值≤參考電平+4(2)方差值≤3重復(fù)次數(shù)大于4次接著，在停止放水以后，在16Hz頻率下的光輻射以及取樣達到48次以前，如果滿足下述第三條件中的任何一個，則再次放水。
第三條件指的是滿足下述條件(1)和(2)中的任何一個。
(1)平均值≥參考電平+8(2)方差值≥6的重復(fù)次數(shù)大于10次如上所述，因為判定放水停止后立即再次放水的第三條件比第一條件要嚴格得多，所以可以防止因放水停止后立即出現(xiàn)干擾造成的錯誤動作。
另外，在上述實施例中，為了節(jié)約用電，將準備狀態(tài)下的取樣頻率或光發(fā)射頻率確定在2Hz的低頻下。但是在不需要省電的情況下，也可以將準備狀態(tài)下的頻率提高到16Hz(與準備狀態(tài)下的頻率相同)，從而提高響應(yīng)特性。這樣可以使程序更為簡化。
與此相反，如果在要求更加省電的情況下，可以不僅在準備狀態(tài)下，而且在放水期間，都將取樣頻率設(shè)定為2Hz。但是在2Hz的情況下只有當分別建立起放水開始、停止和再開始的條件后，才能暫時提高取樣頻率(例如在約7毫秒的時間間隔內(nèi))，從而快速地再次確認該條件的建立，并提高放水開始、停止和再開始的響應(yīng)速度。
另外在本實施例中，盡管平均值和方差值一起被用來鑒別手的存在與否，但是也可以采用一標準偏差值。另外，如果不采用方差值和偏差值，也可以僅根據(jù)最新的反射光電平和參考電平(準備狀態(tài)下的平均值)來鑒別手。另外，方差值和標準偏差值均為分別能很好地代表狀態(tài)連續(xù)性的統(tǒng)計值。所以，如果不采用這些值，最好采用另一種運算方式來確認狀態(tài)連續(xù)性。例如，如果在準備狀態(tài)下檢測到手，或者在放水時檢測到手移去，則再取樣幾次(如兩次)附加數(shù)據(jù)，檢驗檢測狀態(tài)是否保持連續(xù)。只有當連續(xù)性已被確認以后，才必須開始或停止放水。另外，此時最好使附加抽樣的時間足夠短(例如7毫秒)，從而提高放水開始或停止的響應(yīng)特性。另外，在參考電平的確定中不使用方差值和標準偏差值的情況下，必須檢驗最新數(shù)據(jù)和平均值之間的差值是否落在一小區(qū)間內(nèi)，從而確認準備狀態(tài)是否保持穩(wěn)定。
或者，也可以根據(jù)最新電平和參考電平(不包括最新值的平均值)之間的比較結(jié)果以及最新電平絕對值和一預(yù)定閾值之間的比較結(jié)果，通過開始放水和停止放水來消除錯誤動作。這樣，正如后文將結(jié)合圖17要說明的那樣，為了阻止由于將錯誤值存儲作為參考電平而產(chǎn)生的重復(fù)放水和停止放水，最好在放水計數(shù)器計數(shù)到一預(yù)定值以后，與放水計數(shù)器往上計數(shù)到該預(yù)定值之前所使用的那一個閾值相比，提高上述的閾值。
圖13示出了執(zhí)行上述處理的主程序的流程圖。在步驟(S50)中，當電源接通時，運算部分S2的控制作用開始執(zhí)行由步驟(S51)至(S55)組成的主程序。當控制作用使該主程序循環(huán)時，可能會激勵自動龍頭，即從噴口排水。
在步驟(S51)，確定循環(huán)主程序(以后將參看圖14描述)的頻率。在步驟(S52)，(通過等待)調(diào)節(jié)時間，從而控制作用(運算部分S2)能以步驟(S51)所確定的頻率(16或2赫茲)使主程序循環(huán)。這里，由于16赫茲時的周期為62.5毫秒，2赫茲時的周期為500毫秒，另外步驟(S51)和(S53)到(S55)所需的處理時間分別約為幾個毫秒，所以循環(huán)主程序所需的大部分時間是用在本步驟(S52)上的。
在步驟(S53)，傳感器發(fā)光，并存儲數(shù)據(jù)。然后，在步驟(S54)，統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)(以后將進一步詳細描述)。
在步驟(S55)，根據(jù)步驟(S53)所獲得的統(tǒng)計數(shù)據(jù)執(zhí)行控制出水和停止出水的子程序。
圖14示出了用于切換頻率的子程序(步驟(S50)的詳細操作步驟)?？刂剖紫仍诓襟E(S58)檢查是否正在出水，然后在步驟(S59)檢查是否在停止出水后經(jīng)過了3秒。在隨便哪一種情況下，控制行至步驟(S61)都把頻率設(shè)為16赫茲。
當步驟(S58)和(S59)規(guī)定的條件并未全滿足時，控制行至步驟(S60)。
在步驟(S60)，如果平均值等于或大于水池表面反射光的電平+4，則控制行至步驟(S61)，否則控制行至步驟(S63)。在步驟(S61)，將循環(huán)主程序的頻率設(shè)置為16赫茲。在步驟(S62)，將用于對16赫茲時的循環(huán)次數(shù)計數(shù)的16赫茲計數(shù)器復(fù)位，并在步驟(S67)結(jié)束控制。
在步驟(S63)，由于平均值近似于參考電平，所以控制作用檢查頻率是否為16赫茲。如果不是16赫茲，即在步驟(S63)中為2赫茲，則控制在步驟(S66)中確認頻率為2赫茲，并于步驟(S67)結(jié)束子程序。
如果步驟(S63)中頻率為16赫率，則在步驟(S64)控制作用檢查16赫茲計數(shù)器的計數(shù)是否為16。如果計數(shù)小于16，則在步驟(S65)，控制作用使16赫茲計數(shù)器增1，并行至步驟(S67)。
圖15示出了出水控制子程序(S55)。該子程序具有更新參考電平的功能。也就是說，如果在步驟(S70Y)中，方差值等于或小于1，則激勵計時器。在步驟(S71Y)經(jīng)過了30秒之后，于步驟(S72)更新參考電平，并行至步驟(S80)(以后描述)。另一方面，如果在步驟(S71N)，計時器小于30秒，則控制行至步驟(S80)。另外，如果在步驟(S70N)，方差值大于1，則于步驟(S73)，控制作用設(shè)置計時器，并行至步驟(S80)。
在步驟(S80)，控制識別噴口A2的出水狀態(tài)。如果步驟(S80Y)正在出水，并且在步驟(S81Y)，方差值等于或小于3，則于步驟(S82)，控制使第一計數(shù)器增1。另外，當?shù)谝挥嫈?shù)器在步驟(S83Y)達到4，并且在步驟(S84Y)平均值等于或小于參考電平加4時，控制于步驟(S85)向電磁閥B5輸出一關(guān)閥信號；于步驟(S86)使第一計數(shù)器復(fù)位；并行至頻率切換子程序(S99)。另一方面，如果在步驟(S81N)方差值大于3，則控制在步驟(S98)使第一計數(shù)器復(fù)位。要不然，如果在步驟(S83N)第一計數(shù)器的值小于4，或者在步驟(S84N)平均值大于參考電平加4，則控制行至步驟(S99)。
另一方面，當步驟(S80N)停止出水時，控制在步驟(S87)開始測量停水的時間間隔。如果在步驟(S88Y)方差值等于或大于6，則控制于步驟(S89)使第二計數(shù)器增1。如果在步驟(S90Y)停水時間間隔大于3秒，并且第二計數(shù)器在步驟(S91Y)達到4，則控制于步驟(S92)向電磁閥B5輸出開閥信號；于步驟(S93)使第二計數(shù)器復(fù)位；并于步驟(S94)停止測量出水停止的時間間隔。再說，如果在步驟(S91N)第二計數(shù)器的值小于4，則控制行至步驟(S96)。另外，如果在步驟(S88N)方差值小于6，則控制于步驟(S95)使第二計數(shù)器復(fù)位。如果在步驟(S96Y)平均值等于或大于參考電平加8，則控制行至步驟(S92)。若在步驟(S96N)平均值小于參考電平加8，則控制返回主程序。此外，如果在步驟(S90N)出水停止的時間間隔小于3秒，并且在步驟(S97Y)第二計數(shù)器的值等于或大于10，則控制行至步驟(S92)。如果在步驟(S97N)第二計數(shù)器的值小于10，則控制行至步驟(S96)。
另外，步驟(S82)的計數(shù)值(A)和步驟(S89)的計數(shù)值(B)都對超出某預(yù)定值的方差值計數(shù)，這兩個計數(shù)值都被確定成用來檢查方差值是否能保持某一預(yù)定的時間間隔的值。因此，可以通過改變這些計數(shù)值(參考值)來調(diào)節(jié)條件的嚴格程度。
圖16舉例圖示了反射光電平d、其平均值e及其方差值f。
參看圖16，比如當T1時刻的平均值和方差值已滿足上述第一條件時，水開始流出。在這種情況下，盡管平均值e在時刻T2下降至圖15中步驟(S84)所指閾值(參考值+4)以下，但由于方差值較大，所以并不停止出水。
反之，即使方差值在時刻T3變小，但由于平均值較大，所以不形成停水條件。
然而，當反射信號電平于時刻T4下降，由于反射信號電平的變化減小而且平均值和方差值也都減小，所以形成出水停止條件。
另外，由于電磁閥B5的響應(yīng)特性，從關(guān)閉電磁閥以停止出水之后，到完全停止噴口A2出水之間存在一段時延。此外，如圖1 6中T5時刻所示，當水停時，由于出水水流受到干擾，所以水的不規(guī)則反射很有可能產(chǎn)生一大的反射光信號。
然而，由于上述反射光的產(chǎn)生是一瞬間的事，所以即使暫時增大，方差值一般也會立即下降。只要在圖15的步驟(S90)出水停止之后未經(jīng)歷3秒鐘，并且在圖15的步驟(S97)次數(shù)(方差值等于或大于6)繼續(xù)增至超過10次，由于沒有再放水，所以可以安全地防止由于干擾而引起的再次放水。
依照上述控制，可以獲得下列效果比如，當使用反射光電平的平均值時，可以消除信號噪聲的影響。
再者，當反射光電平的方差值與平均值聯(lián)合使用時，可以更安全地防止錯誤的洗手操作，即差值對尖峰狀噪聲有很強的響應(yīng)，而對諸如洗手等慢動作則沒有響應(yīng)。相反，由于方差值或標準差與差量有關(guān)，因此具有不受運行速度差影響的好處。所以使用方差或標準差是有效的，尤其當洗手時，個人的運動速度總是不同的。
另外，只要運動繼續(xù)下去，就能穩(wěn)定地獲得方差或標準差值，所以適于在這些數(shù)值的基礎(chǔ)上檢測洗手的運動，因為洗手要持續(xù)一段時間。
另外，多次存儲大量數(shù)據(jù)并將被存數(shù)據(jù)的變化再分成多種模式的過程是非常復(fù)雜的工作。但由于可以通過一種相當簡單的計算獲得平均值和方差值，所以能降低產(chǎn)品開發(fā)、檢驗和制造的成本。
另外，當在模式變化的基礎(chǔ)上識別某一目標時，控制子程序要求許多數(shù)據(jù)分類和組合的條件轉(zhuǎn)換。但由于方差值定量地表示數(shù)據(jù)的變化，并且只能通過數(shù)值比較來識別目標存在與否，所以可以容易地為目標檢測建立和調(diào)整識別條件。
另外，由于參考值(水池的反射電平)在平均值和方差值基礎(chǔ)上更新，所以可以避免隨時間的變化而引起的對水池反射因子變化的影響和傳感器劣化。
如上所述，在本發(fā)明中，由于可以通過對反射光電平的統(tǒng)計處理定量地評定復(fù)雜信號模式或干擾，所以可以精確地檢測出目標是否存在，從而安全地防止盥洗設(shè)備的目標檢測器出現(xiàn)誤操作。
上述控制操作是在一般條件下進行的。即，如圖15所示，可以通過改變出水后馬上獲得的影響和其他時間獲得的影響之間的出水條件，來去除出水對傳感器操作的影響。
但在上述控制中，由于出水和停水是根據(jù)出水期間水池表面反射光的參考電平來進行控制的，所以一旦存儲進一個錯誤的參考值，就會發(fā)生誤操作。
比如，當弄臟了傳感器的受光表面并由此使傳感器信號電平變低時，或者當水池表面放有一些低反射因子的物體(如毛巾或擦布)時，一個比原來的水池反射電平低的參考電平會作為參考電平存儲起來。在這些條件下，當清潔了傳感器表面或拿掉了擦布時，反射光電平的平均值就會增大。由此，當平均值增大時，如圖15步驟(S96)所述，出水條件被滿足。所以，盡管沒有伸手，龍頭也會出水。
在通常的自動龍頭中，常常進行安全處理，以防龍頭一直放水。比如，不管傳感器信號如何，最多一分鐘后就停水。在這種情況下，即使存儲了一個錯誤的參考電平并由此而發(fā)生出水錯誤，那么經(jīng)過一段預(yù)定的有限時間之后可以停水。在此之后，當再次存儲一正確的參考電平時，但可處于正常的狀態(tài)。
但，存在一種不能僅通過有限的出水時間制止出水的特殊情況。比如，當如上所述將擦布從水池拿走時，由于反射光電平增大，所以發(fā)生錯誤放水。之后，當放水吸收水池的反射光時，反射光電平降低，從而平均值又降至平均值以下。當平均值降低至某一滿足出水停止條件的值時，水被止住。但在此之后，由于反射光電平再次升高至水池反射電平，所以又會出水。上述出水和停水現(xiàn)象將一直反復(fù)下去。
圖17顯示了防止上述反復(fù)出水操作的出水子程序。該子程序是在圖15所示的程序中加入一些附加步驟而獲得的。在圖17中，保留了相同的參考標號，用來表示圖15中相似的步驟。
圖17中，將有關(guān)“出水計數(shù)器”的操作加入了圖15所述的程序中，用于對出水次數(shù)計數(shù)。在步驟(S72)，使“出水計數(shù)器”復(fù)位。即當方差值小于1的狀態(tài)(S70Y)持續(xù)30秒或更長時(S71Y)，步驟(S72)將平均值作為參考電平存儲起來。這里，由于步驟(S70Y)表示出水/停水沒有反復(fù)，所以將出水計數(shù)器設(shè)成初值[1]。
之后，當建立了出水條件時，步驟(S92)出水并在步驟(S102)使計數(shù)器增1。步驟(S93)以后的步驟與圖15所示的程序相同。
首先，如果步驟(S80Y)時沒有出水，那么檢查出水條件是否成立。當步驟(S88N)、(S91N)和(S97N)不建立與方差有關(guān)的出水條件時，則在步驟(S96)檢查與平均值有關(guān)的出水條件是否成立之前，檢查出水計數(shù)器的計數(shù)值是否小于10(S103)。如果在步驟(S103Y)計數(shù)值小于10，則用圖15中相同的方法，于步驟(S96)檢查與平均值相關(guān)的出水條件。如果在步驟(S103N)計數(shù)值大于10，則不進行有關(guān)平均值的出水條件檢查。
因此，即使平均值引起的誤差產(chǎn)生了誤操作，從而使出水/停水不斷反復(fù)，但無論何時出水/停水的重復(fù)次數(shù)達到了10次，就能禁止?jié)M足于平均值條件的出水操作，防止由于平均值誤差而引起的誤操作。
圖18舉例示出了出水/停水重復(fù)時的信號。圖18中，用諸如擦布等障礙物蓋住水池至時刻T10，致使將一低于實際值的參考電平存儲起來。在時刻T10，移去障礙物。這時盡管反射信號電平回復(fù)到水池的反射電平，但由于一直存儲至時刻T10的參考電平大于8，所以圖17中步驟(S96Y)打開電磁閥。然而，實際上，從電磁閥打開至噴口A2出水存在著一段時延。當T11時刻放出的水吸收反射光電平時，由于反射電平降低，步驟(S84N)的出水條件就不再成立，從而電磁閥關(guān)閉。另一方面，從電磁閥關(guān)閉至噴口停水之間也存在著一段時延。在時刻T12，當信號電平回到水池的反射電平時，由于平均值增大，故而再次出水。
如上所述，一直重復(fù)出水/停水操作。但在時刻T13，由于第十次出水結(jié)束，所以反射電平回復(fù)至水池反射光的電平。這里，盡管平均值增高，蛤由于步驟(S103N)禁止在有關(guān)平均值的條件下出水，所以不出水，從而停止了錯誤的出水/停水操作。
出水結(jié)束后，方差值于步驟(S70Y)變小。之后，在步驟(S71Y)經(jīng)歷了30秒種之后，一個正確的反射電平的平均值作為參考電平存儲起來。同時，于步驟(S101)，將出水計數(shù)器復(fù)位到1。這時，由于已經(jīng)存儲了正確的參考電平，所以將不再發(fā)生錯誤的操作。
當實際上由用戶(非錯誤的操作)繼續(xù)地使水放出或關(guān)閉時，則十一次出水后，只能根據(jù)方差條件放水。盡管與同時根據(jù)平均值和方差值出水的情況相比響應(yīng)速度要慢，但能保證出水，所以對于使用沒有問題。另外，就上述出水/停水反復(fù)的次數(shù)而言，10次只是個例子，可以根據(jù)各產(chǎn)品設(shè)置任何適當?shù)拇螖?shù)。
另外，在本實施例中，在出水計數(shù)器計數(shù)到預(yù)定次數(shù)以前，只有基于平均值和方差值的條件中的任何一個得到滿足時才出水。而在出水計數(shù)器已計到預(yù)定次數(shù)之后，只有在基于方差值的條件得到滿足時才出水。但在出水計數(shù)器計到預(yù)定次數(shù)之后，可以通過更嚴格地設(shè)置啟動出水條件來獲得類似的效果。例如，可以認為出水條件按這樣一種方式改變，即當基于平均值和方差值的條件都滿足時出水，或者將與平均值或方差值作比較的值變?yōu)橐徊蝗菀壮鏊闹怠?br> 另外，圖17中步驟(S97N)能防止由方差值引起的錯誤出水操作。
如上所述，通過組合諸如反射光電平方差值、平均值等各種條件或通過禁止任何一種條件來形成各種識別條件，因此存在一個優(yōu)點，即可以方便地對錯誤操作進行干擾。
下面將參看圖19至圖36詳細描述本發(fā)明的第二個實施例。
如圖19和20所示，在本實施例中，自動水龍頭A裝有一個手傳感器S，該手傳感器能通過對手的檢測自動出水和停止出水。但本實施例的結(jié)構(gòu)除了適用于手傳感器S外還適用于手動水龍頭。
如圖19和20所示，本實施例的自動水龍頭A由一龍頭部分A1和一自動龍頭控制盒C組成，龍頭部分A1安裝在洗臉池B水池130后部的龍頭固定面130a上，而自動龍頭控制盒C安裝在洗臉池B的下方，能通過由柔性樹脂(如氯乙烯)形成的混合冷熱水供應(yīng)管105向龍頭部分A1提供混合的冷熱水。
另外，龍頭部分A1由一龍頭本體101、一出水管103和一手傳感器S組成，其中龍頭本體101前傾地安裝在龍頭固定面130a上，出水管103的底部自龍頭本體101的正上方伸出，而手傳感器S位于出水管103的正下方。
另一方面，自動控制盒C里裝有一熱動式混合閥V、一電磁開關(guān)閥V1、一控制裝置F、一電源裝置E等等。熱動式混合閥V分別接至熱水供應(yīng)管107的出口端(熱水供應(yīng)管的入口端與一熱水供應(yīng)源相連)和水管108的出口端(水管108的入口端與一水源相連)。
在上述結(jié)構(gòu)中，無論何時用戶將手H伸入水池130中，手傳感器S都會被激勵而輸出一輸出信號，致使控制裝置F打開電磁開關(guān)閥V1。由此，通過混合冷熱水供應(yīng)管105和龍頭本體101可將熱動式混合閥V調(diào)節(jié)到適當溫度的混合冷熱水從出水管103放入水池130中，從而用戶可以用被排放的水自動洗手H。
規(guī)定從出水管103放出混合冷熱水的方向為偏離水平方向略向下。
也就是說，在本實施例中，如圖19所示，這樣來確定出水管103的出水方向，即出水線L1向下偏離虛擬水平線L2的角度在0度和35度之間。
因此，出水管103沿拋物線軌跡放出混合冷熱水，從而可以擴大水池130內(nèi)洗手或洗臉的空間。
結(jié)果，由于出水管103不象通常的那樣相對水池130向前延伸，所以可以防止洗臉空間變窄，從而提高自動水龍頭A的使用效果。另外，由于手H可以自由移動，所以放出的混合冷熱水不僅能沖洗指尖，而且能沖洗到整個手撐，從而幾乎可以使用所有放出的混合冷熱水。因只需少量的水洗手，所以可以節(jié)約用水。
另外，可以減小出水管103向前伸出的距離，這樣可以避免出水管103相對水池130前伸時給用戶造成的壓迫感。
如圖19和22所示，用戶可以看到出水管103的出水口110a，用戶可以準確而方便地把手伸向出水口110a，從而提高自動龍頭A的使用效果。
這里，將出水線(L1)和虛擬水平線(L2)間的角度θ最大值定為35度的原因是，如果角度確定得較大，則必然會加長出水管103的長度，從而給用戶造成壓迫感。
另一方面，將角度θ最小值定為0度的原因是，如果角度確定得更小，則出水沿拋物線軌跡落至手H的位置會移向水池的后方，從而降低使用效果。
實驗結(jié)果表明，最佳角度θ在15度和30度之間。
本實施例中，如圖19和20所示，在熱動式混合閥V和混合冷熱水供應(yīng)管105之間裝有一恒定流速閥106，即使水壓有起伏，也能防止混合冷熱水從出水口110a放出的速率超出一預(yù)定的流速。
換句話說，即使當混合冷熱水沿拋物線軌跡放出時，由于恒定流速閥106能夠控制流速或水流的力，所以可以有效地防止混合冷熱水被手掌以外的部位(如手臂等等)飛濺。
目前市場上有各種類型的恒定流速閥106，例如在日本公開檢查實用新型申請第2—42231號中就有揭示。
當使用5升/秒的恒定流速閥106作為實驗數(shù)據(jù)時，位于出水口110a下15厘米的水平線上的水平出水距離為9厘米。因此，與通常的情況相比，可以縮短出水管103的長度大約4厘米。
下面將參看附圖更詳細地描述本實施例自動水龍頭A各組成部件的結(jié)構(gòu)，功能和效果。
(龍頭本體101)如圖20和21所示，龍頭本體101為雙管型，由一園柱形外管111和一園柱形內(nèi)管112組成，內(nèi)管112安插在外管111內(nèi)。
外管111最好用金屬制成，而內(nèi)管112最好用合成樹脂制成，這樣既不會影響自動水龍頭A的外觀(如光澤)，又能降低其生產(chǎn)成本。
如圖20所示，把內(nèi)管112的底端固定在水池130的龍頭固定面130a上，從而垂直放置龍頭本體101。
如圖20所示，龍頭本體101以這樣的方式垂直固定在龍頭固定面130a上，即向前傾斜一適當?shù)慕嵌圈?如15度)。因此，如圖19和20所示，當出水管103以直角接至龍頭本體101時，可使出水管103相對水平面向下傾斜一適當?shù)慕嵌圈?θ等于傾角α)，致使水沿一拋物線軌跡從出水口110a放出。從而，可以為洗手確定一最佳位置，并在該最佳位置擴大洗手的空間。
如圖20和21所示，在龍頭本體101中，內(nèi)管112和外管111分別都有裙部112a和111a，裙部在其端部擴展。由于存在這些裙部112a和111a，所以可以提高內(nèi)外管112和111間的密封性。例如，當把出水管103接至龍頭本體101或從龍頭本體101上拆掉時，可以防止內(nèi)外管112和111變形。
接著，參看圖20和23，下面將描述龍頭本體101接至龍頭固定面130a的固定結(jié)構(gòu)。
如圖23所示，內(nèi)管112底端的裙部112a安裝在龍頭固定面130a之安裝口139的上部。另外，一螺栓固定金屬夾具140與同一裙部112a的內(nèi)環(huán)面固定。該螺栓固定金屬夾具140與一細長的緊固螺栓141固定，細長緊固螺栓141從偏離螺栓固定金屬夾具140中心的某一位置開始垂直向下延伸。
螺栓固定金屬夾具140具有一穿孔142和一切口槽143，其中穿孔142中可以穿過混合冷熱水供應(yīng)管105、電纜117等，而切口槽143中可以穿過機械放水龍頭的操縱桿151和操縱桿導(dǎo)片150等等。
一環(huán)形龍頭固定墊片144安在內(nèi)管112裙部112a的下表面。該環(huán)形龍頭固定墊片144具有穿孔145，穿孔146和切口槽147。其中穿孔145中可穿過一緊固螺栓141，穿孔146中可穿過混合冷熱水供應(yīng)管105和電纜117等，而切口槽147中可穿過機械式放水龍頭的操縱桿151和操縱桿導(dǎo)片150等等。
一操縱桿導(dǎo)件148安裝在龍頭固定墊片144的下表面。操縱桿導(dǎo)件148由上環(huán)形部分149和與半園形橫截面操縱桿導(dǎo)片150組成。操縱桿導(dǎo)片150與上環(huán)形部分149形成一整體，從而自其周邊伸出。
操縱桿導(dǎo)件148的上環(huán)形部分149具有一穿孔，用于穿過混合冷熱水供應(yīng)管105和控制電纜117等。另一方面，操縱桿導(dǎo)片150有一導(dǎo)向槽152，用于引導(dǎo)操縱桿151。
一環(huán)形上墊圈152a安裝在龍頭固定墊片144和操縱桿導(dǎo)件148之間。
如圖20和23所示，在固定開口139的背面安有一環(huán)形內(nèi)夾墊片154和一墊圈155(其周邊部分都被部分切除)。
在墊圈155的下面，裝有一馬蹄型厚壁緊固墊板156。緊固墊板156具有一穿孔157、一切口槽158和一穿孔159。其中穿孔157用于穿過緊固螺栓141，切口槽158用于穿過混合冷熱水供應(yīng)管105和控制電纜117等，而穿孔159用于穿過操縱桿151和操縱桿導(dǎo)片150。
通常，內(nèi)夾墊片154、墊圈155和緊固墊板156通過一種結(jié)合劑相互固定為一整體，以利于龍頭固定工作。
在緊固墊板156下裝有一細長的園柱形緊固螺母160。
下面將描述把上述結(jié)構(gòu)的龍頭本體101固定至龍頭固定面130a上的過程。
如圖20和23所示，通過插入上墊圈152a、操縱桿導(dǎo)套148和龍頭固定墊片144，將龍頭本體101安裝在龍頭固定面130a上。
如圖23和24所示，內(nèi)夾墊片154、墊圈155和緊固墊板156安順序裝在固定開口139的背面，混合冷熱水供應(yīng)管105、電纜117、操縱桿導(dǎo)套148和緊固螺栓141等都從中穿過。
隨后，把緊固螺母160螺旋到緊固螺栓141上，從而使緊固墊板156與固定開口139的背面作壓力接觸，結(jié)果將龍頭本體101牢固地固定在龍頭固定面130a上。
在上述固定作業(yè)中，為了使緊固螺母160與緊固螺栓141嚙合，必須拿住緊固墊板156。然而，在本實施例中，如圖25所示，由于將操縱桿導(dǎo)片150偏離緊固墊板156的中心線X-X安裝，所以緊固墊板156的重心并不位于操縱桿導(dǎo)片150的對面，致使緊固墊板156相對操縱桿導(dǎo)片150的嚙合部分有所傾斜，結(jié)果緊固墊板156的穿孔157內(nèi)表面與操縱桿導(dǎo)片150的表面相接觸。
因此，由于能自動地使緊固墊板156停止移動，所以即使不用手拿住，也能用操縱桿導(dǎo)片150固定住緊固墊板156，從而方便且安全地將緊固螺母160與緊固螺栓141嚙合。
在上述固定作業(yè)中，還可以通過使用緊固螺母141，代替操縱桿導(dǎo)片150，來自動停止緊固墊板156。
也就是說，在這種情況下，如圖23所示，由于將緊固螺栓141偏離緊固墊板156的中心安裝，所以緊固墊板156的重心并不位于緊固螺栓141的對面，致使緊固墊板156相對緊固螺栓141的嚙合部分有所傾斜，結(jié)果緊固墊板156的穿孔157內(nèi)表面與緊固緊栓141的表面相接觸。
因此，在該情況下，由于能自動地使緊固墊板156停止移動，所以即使把手移開，也能用緊固螺栓141固定住緊固墊板156，從而方便且安全地使緊固緊母160與緊固螺栓141嚙合。
(出水管103)下面將參看圖20和21描述出水管103的結(jié)構(gòu)。
首先，描述把出水管103安裝至龍頭本體1上的固定結(jié)構(gòu)。如圖所示，在通過嚙合外管111和內(nèi)管112組裝了龍頭本體的情況下，將園柱形盒式出水管固定頭102安裝且固定在內(nèi)管112的頂部。
如圖20所示，出水管固定頭102內(nèi)具有一彎成L型的流路K。在流路K的一端有一出水管螺旋部分102a；另一方面，在流路K的另一端有一供應(yīng)管連接部分105a，該連接部分105a接至混合冷熱水供應(yīng)管105的出水端。
出水管固定螺母109安裝在一形成于出水管固定頭102前表面的六角插孔102b中。出水管固定螺母109具有一內(nèi)螺紋部分。利用出水管固定螺母109的這個內(nèi)螺紋部分，使出水管103的底端部分103a通過出水管插孔111b和112b嚙合。這里，出水管插孔111b和112b分別位于外管111和內(nèi)管112的前面上部。
如圖19至21所示，有一園柱形出水管套104裝在出水管103外表面周圍。該出水管套104壓緊支撐在管套嚙合法蘭部分103d(形成于出水管103外端周圍表面)和外管111(龍頭本體101的外周圍表面)間。
具有多個整直板126(flow straightening plate)的出水蓋110可移動螺旋至出水管103的端部。
如上所述，由于將出水管103大致沿水平方向放置，所以用戶很容易看到出水蓋110的出水口110a，從而可以提高自動龍頭A的使用效果。
下面將參看圖20和21說明除上述部件外的其他組成部件。參考標號103b表示一形成于出水管103端部的出水孔；103c表示一形成于出水孔103b后側(cè)且與出水蓋110嚙合的外螺紋部分；127表示一安插在出水固定頭102和內(nèi)管112之間的O型環(huán)；128表示一安裝在出水管103和出水管固定頭102之間的O型環(huán)；而129表示一安裝在出水管103和出水管套104之間的O型環(huán)。
(手傳感器S)下面將參看圖20和21描述手傳感器S的固定結(jié)構(gòu)如圖所示，在本實施例中，手傳感器S被安裝在龍頭本體101的前表面和出水管103的下面。手傳感器S大體由一傳感器窗113、一傳感器固定孔114和一傳感器固定蓋115組成。傳感器窗113形成于外管103的前表面，傳感器固定孔114位于內(nèi)管112的前表面，位置與傳感器窗113的位置對應(yīng)，而傳感器固定蓋115被安裝在固定孔114上。
手傳感器S被安裝在傳感器蓋115的里面。如上所述，由于手傳感器S安裝在出水管103的下面，并且光的發(fā)射方向大約向下15度，所以手H被手傳感器S探測的位置處于水池B上緣的下方。因此，即使有部分洗手的水被濺射，也能防止水濺出水池130。圖22清晰地示出，手傳感器S有一發(fā)光元件160、一使用干電池顯示的發(fā)光二極管161和一光接收元件162，它們自上而下沿垂直方向按順序成一直線排列。
在上述結(jié)構(gòu)中，當出水管103大致沿水平方向放置時，由于近似垂直于出水管103軸線的龍頭本體101幾乎安裝得與龍頭固定面130a垂直，所以用戶可以清楚地看到用干電池顯示的發(fā)光二極管161，從而可以方便而有把握地替換干電池186(在后文中描述)。
由于用干電池顯示的發(fā)光二極管161安裝在發(fā)光元件160和光接收元件162之間，因此在發(fā)光元件160和光接收元件162之間可以留有充分的距離，便于光接收元件162能夠可靠地接收手H反射的光。
在本實施例中，發(fā)光元件160和光接收元件162之間的距離約為16毫米，而且這兩個元件160和162各自的方向軸安裝成相互平行。按下述方式確定發(fā)光元件的有效光發(fā)射區(qū)域和光接收元件的有效光接收區(qū)域，即在靠近傳感器的地方，發(fā)光和接收光的區(qū)域為各方向軸左右兩側(cè)約15度，而在距離傳感器約20厘米處，區(qū)域為各方向軸左右兩側(cè)約7.5度。換句話說，有效發(fā)光區(qū)域和有效光接收區(qū)域的方向角隨離開傳感器距離的增加都會各自在方向軸的兩側(cè)變窄。
另一方面，由經(jīng)驗可知，手一般一伸入到距離出水口大約5至20厘米的范圍內(nèi)。因此手傳感器的安裝位置必須能感知該范圍。水龍頭一般圍繞諸如手等對象呈園弧形。所以，當把光電傳感器裝在龍頭內(nèi)時，為了感知最遠的物體(200毫米)，發(fā)光元件和光接收元件之間的距離要小于200(毫米)×2×tan 7.5(度)＝52.7(毫米)。實驗表明，當兩者之間的距離小于60(毫米)時實用沒有問題。
在本實施例中，在水龍頭安裝后首次接通電源之后，當光接收元件162在10分鐘內(nèi)感知反射光時，由于用于電池顯示的發(fā)光二極管161接通以指示水龍頭安裝不正確，所以可以指出安裝位置不恰當(如，安裝設(shè)施的瓷器反射了光)。另外，安裝時無需打開主供水閥(因為通常在主供水閥關(guān)閉的情況下安裝水龍頭)就可以證實傳感器S的運行情況。如上所述，可以預(yù)先防止安裝作業(yè)的錯誤執(zhí)行。
(自動龍頭控制盒C)下面將參看圖20至26描述安裝在洗臉池B下方的自動龍頭控制盒C，它通過混合冷熱水供應(yīng)管105為龍頭部分A1(見圖19)提供混合冷熱水。
如圖20所示，熱動式混合閥V通過熱水管107和冷水管108兩者固定在墻壁表面W上。內(nèi)有混合冷熱水流路171的整體構(gòu)形管172的混合冷熱水流入部分172a固定至且接至該熱動式混合閥V的混合冷熱水出口部分170。
電磁開關(guān)閥V1裝在整體構(gòu)形管172的當中。另外，混合冷熱水供應(yīng)管105的入口端通過一供應(yīng)管連接結(jié)構(gòu)160接至整體構(gòu)形管172的混合冷熱水流出部分172b。
電磁開關(guān)閥V1、整體構(gòu)形管172、控制裝置F和電源裝置E等都裝在一長方形盒狀保護殼173內(nèi)。
如圖20和28所示，保護殼173由第一矩形保護殼175和第二保護殼178組成。第一保護殼175在其周圍邊緣有一環(huán)狀淺棱部分174，以便牢固地與整體構(gòu)形管172連結(jié)；第二保護殼具有一環(huán)狀深棱部分176，該深棱部分176可與第一保護殼175的環(huán)狀淺棱部分174可作拆卸嚙合，其方式是與第一保護殼175共同形成電磁開關(guān)閥的容納空間177。
在上述結(jié)構(gòu)中，如圖20所示，第一保護殼175在其一上側(cè)壁上有一開口179。一底端做在整體構(gòu)形管172側(cè)面與其構(gòu)成一體的柱螺絲180從該開口179伸出，而一緊固螺母181與柱螺絲180的伸出端嚙合。因此，當旋轉(zhuǎn)緊固螺母181時，第一保護殼175的內(nèi)表面可以與位于整體構(gòu)形管172柱螺絲180外圍的法蘭182作高壓接觸，從而無需任何其他的緊固螺栓和螺母，便可把第一保護殼175固定到整體構(gòu)形管172上。
另一方面，如圖26所示，可用定位螺絲183把第二保護殼178固定到第一保護殼175上。
如圖27和28所示，在保護殼173的上方空間裝有控制裝置F和電源裝置E?？刂蒲b置F通過定位螺絲184固定在第一保護殼175的上壁。
另一方面，如圖29所示，電源裝置E由一干電池盒185和幾節(jié)干電池組成。干電池盒185通過第二保護殼178側(cè)壁上的一個開口可拆卸地與第二保護殼178相連，而干電池裝在干電池盒185中。
在上述結(jié)構(gòu)中，如圖28和19所示，在干電池盒185的延伸端裝有一導(dǎo)電板186a。當把干電池盒185裝入第二保護殼178中時，導(dǎo)電板186a會與一從控制裝置F伸向干電池盒185的導(dǎo)電彈簧187接觸，從而把電能從干電池186輸向控制裝置F和電磁開關(guān)閥V1。
在本實施例中，如下所述，整體構(gòu)形管172的上部開口通過供應(yīng)管連接結(jié)構(gòu)180接至混合冷熱水供應(yīng)管105。
更詳細地說，如圖20和30所示，整體構(gòu)形管172的上端部分通過第二保護殼178上壁178a上的開口178b向上伸出，并形成一園柱形螺旋部分191，其外螺紋表面191a位一其外圍表面上。另外，一對面對面(隔開180度)的防旋銷192與園柱形螺旋部分191的一端形成一整體。
每個防旋銷192具有一園弧形外側(cè)部分192a和一平整的內(nèi)側(cè)部分192b，外側(cè)部分192a的直徑與園柱形螺旋部分191相同，兩個部分都成斷面狀。
另一方面，如圖30所示，在園柱形螺旋部分191上裝有一園柱形管套193。園柱形管套193具有一低端配合部分193a、一非園形法蘭部分193b和一頂部供應(yīng)管連接部分193c。配合部分193a的一O型環(huán)193d，附接于配合部分193a的周圍表面并裝入圓柱形螺旋部分191，法蘭部分193b兩個相對的周圍表面經(jīng)修切，提供兩個中間直徑較大的部分，而連接部分193c呈竹芽形。
在上述結(jié)構(gòu)中，當把園柱形管套193的低端配合部分193a插入園柱形螺旋部分191中時，中間大直徑的法蘭部分193b的兩個修切部分與防螺銷192的平整形內(nèi)側(cè)部分192b作面接觸。從而，可以防止園柱形管套193相對園柱形螺旋部分191旋轉(zhuǎn)。
另一方面，混合冷熱水供應(yīng)管105的入口端開口接至位于園柱形管套193上端的上供應(yīng)連接部分193c。
一具有大直徑內(nèi)螺紋內(nèi)表面194a和小直徑滑動內(nèi)表面194b(二者見圖20)的錐形套螺母194可與混合冷熱水供應(yīng)管105入口端外圍表面作滑動連接。
因此，在把園柱形套管193裝入園柱形螺旋部分191后，并在套子螺母194沿小直徑滑動內(nèi)表面194b下滑后，用園柱形螺旋部分191的外螺紋表面191a旋緊大直徑的內(nèi)螺紋表面194a。由于防旋銷192能很好地制止園柱形套管193旋轉(zhuǎn)，所以可使園柱形套管193與園柱形螺旋部分191牢固地連接在一起，從而足以保持園柱形螺紋部分191和園柱形套管193之間不漏水。
在這種情況下，由于套子螺母194的內(nèi)表面使混合冷熱水供應(yīng)管105與園柱形套管193上端的竹芽形供應(yīng)管連接部分形成壓力接觸，所以足以保持混合冷熱水供應(yīng)管105和園柱形套管193之間不漏水。
本實施例中，如圖26所示，由于套子螺母194的外圍表面上有滾花，所以無需使用任何工具(用工具會損壞由樹脂制成的套子螺母194和混合冷熱水供應(yīng)管105)用手就能把混合冷熱水供應(yīng)管105接至園柱形套管190上，或把前者與后者分開。
在本實施例，采用下述連接加固結(jié)構(gòu)，從而使與電纜117一端相連的套管294牢固地接至控制裝置F的輸入插頭195上。
更詳細地說，如圖26和31到33所示，用于封裝一矩形平塊輸入插頭195的園柱形螺旋部分196與第二保護殼178的中間底壁178b形成一個整體。園柱形螺旋部分196在其內(nèi)表面具有內(nèi)螺紋部分196a。
另一方面，電纜117的一端接至一矩形平塊套管194(與輸入插頭195類似)。內(nèi)拼合園柱197與電纜117一端的外圍表面可拆卸地連接。
內(nèi)拼合園柱197具有一本體園柱部分197b和一位于輸入插頭195對面的小直徑園柱形端部197a。另外，在園柱形端部197a和本體園柱部分197b間的連接部分內(nèi)表面四周以規(guī)則的角間距沿其周邊方向安有多個編碼按壓爪197c。各個編碼按壓爪197c伸向電纜117的中心，從而與電纜117的外表面四周形成滑動接觸。
內(nèi)拼合園柱197在輸入插頭195一側(cè)，沿其拼合表面有一對切口部分197d。
一外緊固園柱198可滑動且同軸地裝在內(nèi)拼合園柱197的外表面周圍。外緊固園柱198具有一外螺紋部分198a，該外螺紋部分與輸入插頭195一側(cè)園柱形螺旋部分196的內(nèi)螺紋部分196a嚙合，且與輸入插頭195對面的錐形小直徑園柱端198b嚙合。
因此，在電纜117的套管294以適當松緊度與控制裝置F的輸入插頭195嚙合后，當外緊固園柱198的外螺紋部分198a與園柱形螺旋部分196的內(nèi)螺紋部分196a嚙合時，外緊固園柱198通過螺紋嚙合牢固地固定于第二保護殼178上。由于外緊固圓柱198的圓柱端部198b與內(nèi)拼合圓柱197的圓柱端部197a接觸，以縮小其直徑，所以編碼按壓爪197c可以牢牢地抓住電纜117的外表面四周，從而牢牢夾住電纜117。
在這種情況下，由于與電纜117一端相連的套管294擠壓在形成于內(nèi)拼合園柱197一端的兩個切口部分197d之間，所以可以防止內(nèi)拼合園柱197與外緊固園柱198一起旋轉(zhuǎn)，并進一步縮小內(nèi)拼合園柱197的直徑。
由于電纜117通過內(nèi)拼合圓柱197和外緊固園柱198能與第二保護殼牢牢地連接，所以即使操作疏忽給電纜117施加了一個較強的張力，也能保證套管294不脫離輸入插頭195。
如圖31所示，輸入插頭195在其側(cè)面有一嚙合凸出部分195a，而且套管294具有一彈性嚙合卡子294a，該彈性嚙合卡子能與嚙合凸出部分195a彈性嚙合。從而通過卡子嚙合能防止套管294脫離輸入插頭195。
由經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知，單是套管294的嚙合卡子294a和輸入插頭294a的嚙合凸出物195a之間的嚙合抗拉強度約為40N。在本實施例使用連接加固結(jié)構(gòu)的情況下，所能獲得的抗拉強度約比上述值(40N)大五倍。
如圖20、33和34所示，在本實施例中，如下所述，熱動式混合閥V的混合冷熱水出口部分170通過具有管道連接金屬夾具Q的管道連接結(jié)構(gòu)牢固地且可卸地接至整體構(gòu)形管172的混合冷熱水流入部分72a。
如圖33所示，連接法蘭201裝在混合冷熱水出口部分170的一連接端，而連接法蘭202裝在整體構(gòu)形管172的連接端。
另一方面，如圖33所示，管道連接金屬夾具Q呈現(xiàn)為一個U形(一側(cè)開口)的金屬夾具體205，其由一對面對面向外彎曲的構(gòu)件203和一彈性U形連接件204(相互連成一體)組成。把金屬夾具205開口部分206的開口寬度W定為分別小于連接法蘭201和202的外徑。兩個向外彎曲的部分203都在其中間部分有一長方形的切口部分207。切口部分207與混合冷熱水放水出口170的連接法蘭201和202的外緣四周及整體構(gòu)形管172都能嚙合。
因此，在連接法蘭201和202的端面已相互接觸后，管道連接金屬夾具Q的向外彎曲部分203克服U形連接件204的彈力而打開，并超過死點與連接法蘭201和202的兩側(cè)周邊吻合。于是，由于連接法蘭201和202的兩側(cè)周邊部分與形成于向外彎曲構(gòu)件上的矩形切口207嚙合，所以能夠通過管道連接金屬夾具Q把連接法蘭201和202牢牢地連在一起。從而，如圖34所示，能夠把整體構(gòu)形管172接至熱動式混合閥V的混合冷熱水出口部分170。
如圖33所示，鉤形防旋凸出部分208與連接法蘭202的外圍表面形成一體。另外，如圖34所示，當管道連接金屬夾具Q與連接法蘭201和202吻合時，該凸出部分208與位于U形連接件204內(nèi)部的凹進部分209吻合。因此，盡管只有一狹窄的空間，也能防止高水壓使管道連接金屬夾具Q旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)會使金屬夾具W撞擊保護殼173而發(fā)生損傷。
當增加保護殼173的厚度時，盡管可以防止上述損傷引起的麻煩，但由于保護殼173生產(chǎn)成本的增加，從經(jīng)濟的觀點看又產(chǎn)生了另一問題。把保護殼173安裝到整體構(gòu)形管172上的工作常常在狹窄的空間內(nèi)受到影響。因此，當管道連接金屬夾具旋轉(zhuǎn)時，金屬夾具Q會阻礙安裝工作。然而，在本實施例中，保證了管道連接金屬夾具Q不旋轉(zhuǎn)，所以能方便且可靠地把保護殼173安裝在整體構(gòu)形管172上。
如圖33所示，在本實施例中，一個連接法蘭202還具有一對面對面的嚙合凹時部分209a，而另一個連接法蘭201在其環(huán)形端面上還具有一對嚙合凸出部分209b，該凸出部分209b與嚙合凹進部分209a嚙合。
因此，當嚙合凸出部分209b與嚙合凹進部分209a嚙合時，可以確定安裝在整體構(gòu)形管172上的電磁開關(guān)閥V1的方向。換句話說，由于能把防旋凸出部分208安裝在前面(圖20中的右邊)，所以會有助于電磁開關(guān)閥V1的安裝和拆卸。
如圖20所示，本實施例的特征在于安裝結(jié)構(gòu)，該安裝結(jié)構(gòu)把電磁開關(guān)閥V1安裝在與整體構(gòu)形管172形成一體的安裝基座210上。
如圖20和35所示，電磁開關(guān)閥V1由一隔膜閥211、一隔膜閥推板212和一電磁開關(guān)閥驅(qū)動部件213構(gòu)成。
另一方面，如圖35所示，當廢物塞住池放孔215(內(nèi)插有一清潔銷)時，為了除去廢物，必須松開安裝螺栓，卸下電磁開關(guān)閥V1。在該拆卸工作中，由于隔膜閥推板212牢牢地粘合在隔膜閥211上。因此只拆下了電磁開關(guān)閥驅(qū)動部件213，而隔膜閥211和隔膜閥推板212則留在安裝基座210上。
然而，在這種情況下，如圖20所示，由于隔膜閥推板212的后端面(圖20中的右邊)與安裝基座210的上端齊高，所以在這些條件不可能使拆卸工具與隔膜推板212嚙合。
在本實施例中，為了克服這一問題，在隔膜閥推板212的后端面附加形成兩個面對面的工具插入空間216，見圖35和36。
因此，在本實施例中，可以把拆卸工具端部插入工具插入空間216中，從而方便地卸下隔膜閥推板212和隔膜閥211兩者。因此，能方便地把廢物從泄放孔215排除出去。
在本實施例中，可以采用與圖13至18所示的相同控制。圖37至39描繪了本發(fā)明的第三實施例。
如圖37至39所示，本發(fā)明第三實施例的特征在于，熱動式混合閥V被安裝在龍頭固定面330a下面，而沒有把混合閥V裝在自動控制盒C中。
更詳細地說，如圖37和38所示，與本實施例有關(guān)的自動龍頭A由一龍頭部分A1、一自動龍頭控制盒C和一獨立于自動龍頭控制盒C安裝的熱動式混合閥V組成。龍頭部分A1安裝在龍頭固定面330a上，而龍頭固定面330a位于洗臉池B水池330的后部。自動龍頭控制盒C安裝在洗臉池B的下方，并能通過由柔性樹脂(如氯乙烯)形成的混合冷熱水供應(yīng)管305向龍頭部分A1提供混合冷熱水。
另外，龍頭部分A1由一龍頭本體301、一出水管303和一手傳感器S組成，其中龍頭本本301前傾地安裝在龍頭固定面330a上，出水管303的底部自龍頭本體301的正上方伸出，而手傳感器S位于出水管303的正下方。
另一方面，自動控制盒C裝有一電磁開關(guān)閥V1、一控制裝置F和一電源裝置E等等。
熱動式混合閥V大致安裝在龍頭固定面330a的背面，而溫度調(diào)節(jié)手柄490裝在龍頭固定面330a上。
下面將說明管道結(jié)構(gòu)。熱動式混合閥V的熱水入口部分與連接熱水源的熱水供應(yīng)管307相連，而熱動式混合閥V的冷水入口部分與連接冷水源的冷水供應(yīng)管308相連。
另一方面，混合冷熱水出口部分通過混合冷熱水供應(yīng)管406與裝在自動控制盒C中的整體構(gòu)形管372的流入開口相連。
在上述結(jié)構(gòu)中，無論何時用戶把手伸入水池330，手傳感器S都會被激勵而輸出一輸出信號。根據(jù)該輸出信號，控制裝置F打開電磁開關(guān)閥V1，從而通過混合冷熱水供應(yīng)管305和龍頭本體301從供水管303向水池330放出溫度經(jīng)熱動式混合閥V適當調(diào)節(jié)的混合冷熱水，致使用戶可以用自動排放的水洗手。
規(guī)定從出水管303放水的方向為偏離水平方向略向下。
也就是說，如圖38所示，這樣來確定出水管303出水口310a的方向，即出水線L1向下偏離虛擬水平線L2的角度在0度和35度之間。
因此，出水管303沿拋物線軌跡放出混合冷熱水，從而可以盡可能地擴大水池330內(nèi)洗手或洗臉的空間。
結(jié)果，當出水管303伸向水池330前面部分時，可以防止洗手空間變窄，從而提高自動水龍頭A的使用效果。另外，由于手H可以自由移動，所以放出的混合冷熱水不僅能沖洗指尖而且能沖洗伸出手H的整個手撐，從而幾乎可以使用所有放出的混合冷熱水。因只需少量的水洗手，所以可以節(jié)約用水。
另外，由于可減小出水管303向前伸出的距離，所以可以消除或減少當出水管303伸向水池330前面部分時所產(chǎn)生的壓迫感。
如圖37和38所示，由于用戶可以看到出水管303的出水口310a，所以用戶可以準確而方便地把手H伸向出水管303。從這一點看可以提高自動龍頭A的使用效果。
如圖28所示，在熱動式混合閥V和混合冷熱水供應(yīng)管305之間裝有一恒定流速閥306，所以即使水壓有起伏，也能防止混合冷熱水從出水口310a放出的速率超出一預(yù)定的流速。
下面描述第二實施例的另一種結(jié)構(gòu)，在本實施例中，由合成樹脂材料(如塑料)制成的傳感器安裝蓋403可拆卸地裝在鑄金屬夾具本體402的背面，并且在金屬夾具本體402和傳感器安裝蓋403之間形成一供應(yīng)管容納空間404。
出水管403裝在龍頭本體301的端部。出水管安裝金屬夾具405在其基座端與沿供應(yīng)管容納空間404延伸的混合冷熱水供應(yīng)管305相連。出水蓋310的一端裝在出水管303上。如已經(jīng)說明的那樣，這樣來安裝出水蓋310的出水口310a，即出水線L1向下偏離虛擬水平線L2的夾角θ在0和35度之間。
手傳感器S裝在傳感器安裝蓋403上，而且沿供應(yīng)管容納空間404延伸的電纜317的一端接至手傳感器S。
如圖38所示，在金屬夾具本體402和傳感器安裝蓋403的上部裝有兩個止水器410和411，安裝時要夾緊出水管303。因此，可以確實地防止濺出的水進入龍頭本體301并進一步沿電纜317流下等等。結(jié)果，可防止地板弄濕和由此引起的腐爛。
對于有關(guān)本實施例的自動龍頭A的構(gòu)件(與第二實施例的情況相同)，在附屬于第二實施例的每個參考標號上加200。本實施例可以采用與圖13至18給出的同樣的控制方法。
根據(jù)本發(fā)明第二和第三實施例的結(jié)構(gòu)，可獲得下列效果(1)由于出水口的出水方向略低于水平方向，并且水沿一拋物線軌跡放入水池，所以可盡可能地加寬水池內(nèi)洗手或洗臉的空間。結(jié)果，因能防止出水管使洗手空間變窄，故提高了水龍頭的使用效果。另外，由于手可以自由地移向放出的冷熱水，所以可用少量的水洗后，從而節(jié)約用水。
由于減小了出水管向前伸出的距離，所以可減少用戶因出水管而感到的壓迫感。
由于用戶可以看到出水管的出水口，所以用戶可以容易而準確地將手伸向出水管，從這點看可以提高水龍頭的使用效果。
(2)由于諸如流速恒定閥等水壓或流速調(diào)節(jié)裝置安裝在出水通道的中途，所以即使水壓起伏，也能防止出水口放出超過某一預(yù)定流速的混合冷熱水。
圖40和42示出了本發(fā)明水龍頭的第四個實施例，其中圖40是水龍頭的前視圖，圖41是其后視圖，而圖42是沿圖40中X-X線所得的截面圖。
有關(guān)本實施例的水龍頭包括一園柱形龍頭本體501和一根細長的出水管502，出水管502裝在龍頭本體501的頂端，象一只水鳥的頭頸彎曲延伸。龍頭本體501安裝在水池(未畫出)適當?shù)倪吘壩恢?，豎直站立，略向前傾。在此傾斜狀態(tài)下，位于出水管502端部的出水口503指向下方，從而出水流的軸W總是保持垂直向下，與出水流速無關(guān)。出水口503的位置距離水池底部要足夠高，距離龍頭本體501要足夠遠，從而在出水口503的下方提供足夠大的洗手空間。
因為本實施例的水龍頭除了為實現(xiàn)獨特的外形和設(shè)計中的一些重新配置而進行的改進外，結(jié)構(gòu)大體上與其他實施例相同，所以這里不再詳述。以下將只進一步描述手傳感器S。
手傳感器S裝在龍頭本體501中。在龍頭本體501的正面壁上有一窗504，并且發(fā)光區(qū)域505和光接收區(qū)域506通過窗504大致相互平行地向前方洗手空間擴展。手傳感器S發(fā)光區(qū)域505和光接收區(qū)域506相互交疊的區(qū)域是探測目標的探測區(qū)域。調(diào)節(jié)該探測區(qū)域的方向軸d，以便與出水水流的軸W相交。
圖43顯示了手傳感器與自出水口503延伸的出水水流軸W之間的定位關(guān)系。
這里，在手接近龍頭開始放水后，進行了停水實驗，條件是三個參數(shù)在下列范圍內(nèi)變化55≤1≤80，20≤L≤50，65°≤θ≤90°其中1表示手傳感器S與出水水流軸W間的距離；L表示手傳感器S探測區(qū)域507方向軸的起始點與出水口503間的垂直距離；而θ表示手傳感器S探測區(qū)域507方向軸與出水水充軸W間的夾角。
另外，出水流量保持在5升/分；使用水校直元件(直徑D與水程長度的比為r＝1.2)。1和L每次變化5毫米，而θ每次變化5度。
測試結(jié)果表明，下列范圍滿足時不會發(fā)生錯誤操作(1)1≥70毫米，θ和L為全程范圍(2)1≥60毫米，35毫米≤L≤45毫米，θ為全程范圍(3)θ≤70°，1和L為全程范圍。
在本發(fā)明的水龍頭中，由于出水水流是在一不變的位置上測定的，與出水流量無關(guān)，所以手傳感器和出水水流軸W保持不變。這樣，適當考慮上述實驗結(jié)果就能最佳地設(shè)計龍頭和水池的尺寸。
在本實施例中，可以采用前面所述的控制方法。
圖44和48描繪了對用于本發(fā)明自動水龍頭的手傳感器的各種改進。
圖44所示的例子是，手傳感器S安裝在龍頭本體601出水口602的上方。手傳感器S探測區(qū)域的方向軸d與出水水流軸W相交，并調(diào)節(jié)軸d和W的交角θ小于70度，以防止對放出的水作出錯誤探測。
在圖44所示的例子中，如此調(diào)節(jié)探測區(qū)的方向軸d，使該方向經(jīng)水池B底面的反射偏離龍頭601。這樣一改，可以進一步減少將水池誤測為手的可能性。
在圖45所示的例子中，手傳感器S的光接收區(qū)703的方向軸d1與三條出水水流軸W1、W2和W3相交。在圖46所示的例子中，手傳感器S發(fā)光區(qū)域704的方向軸d2與三條出水水流軸W1、W2和W3相交。在任何情況下，最好規(guī)定交角θ1或θ2小于70度，以防止對放出水作出錯誤探測。
就使用通常的手傳感器S而言(其中發(fā)光區(qū)域703與光接收區(qū)域704間的位置偏離與手傳感器S的尺寸相比足夠小)，即使如圖45或46所示，規(guī)定發(fā)光區(qū)域703和光接收區(qū)域704中的任何一個與出水水流相交，或者即使探測區(qū)不與出水水流相交，由于洗手伸出的手可以放在探測區(qū)內(nèi)，所以也可保證探測到手。
在圖47和48所示的其他例子中，手傳感器S安裝的位置偏離龍頭本體801。這些例子中，調(diào)節(jié)手傳感器S的探測區(qū)域，使其與出水水流W1，W2和W3相交。最好使探測區(qū)方向軸d與出水水流W1、W2和W3的夾角小于70度。
在圖49所示的例子中，手傳感器S的發(fā)光元件902和光接收元件903并排安裝，使其在水平方向上相互隔開。另外，手傳感器S可裝在龍頭本體901內(nèi)(如實線所示)或裝在龍頭本體901之外(如虛線所示)。
如上所述，當發(fā)光元件902和光接收元件903水平安裝時，由于簡化了傳感器支承物的形狀，所以可低成本地生產(chǎn)其模子。另外，可更方便地將兩個元件902和903安置在印刷電路板上。另一方面，當按前述實施例的情況垂直安置發(fā)光元件和光接收元件時，從設(shè)計的角度看，優(yōu)點是可把龍頭的形狀做窄。
當在具有圖50所示的向前伸出的凸緣904的水池B上垂直安裝發(fā)光元件和光接收元件時，最好把發(fā)光元件905裝在光接收元件906的上方，從而使發(fā)光元件905發(fā)出的光不會被凸緣904遮住。
如上所述，已經(jīng)描述了本發(fā)明水龍頭的各種實施例，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)進一步理解，上述描述是水龍頭發(fā)明的較佳實施例，不脫離本發(fā)明的要點可在本發(fā)明中做各種修改和改進。
權(quán)利要求
1.一種自動水龍頭，所述自動水龍頭具有探測一洗手空間中有無手存在的手傳感器，從而自動開啟和關(guān)閉出水口的放水，其特征在于，所述手傳感器包含一傳送器，用來將一信號波傳送到一朝向洗手空間的發(fā)射區(qū)；一接收器，用來接收從同樣也朝向洗手空間的接收區(qū)反射的信號波；一由傳送區(qū)和接收區(qū)的空間重疊部分形成的檢測區(qū)，并且所述光發(fā)射區(qū)和光接收區(qū)中的至少一個區(qū)被調(diào)節(jié)成與出水口放出的水流相交。
2.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述檢測區(qū)的方向軸和水流軸之間的角度θ小于70度。
3.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述發(fā)射區(qū)的方向軸和水流軸之間的角度θ1小于70度。
4.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述接收區(qū)的方向軸和水流軸之間的角度θ2小于70度。
5.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，不管從出水口流出的水流速度如何，所述自動水龍頭在管道中還包含一水流校直元件，用來將水引向出水口，形成一光滑的棒形水流。
6.如權(quán)利要求5所述的自動水龍頭，其特征在于，所述水流校直元件是一個圓柱形帽，用來形成出水口，所述出水口的直徑被確定為是圓柱形帽水路徑長度的1.2倍。
7.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含一噴水元件，用來從管道通路中的出水口噴灑放出的水，將水引導(dǎo)到出水口。
8.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述發(fā)射器或所述接收器與出水之間的距離被確定為足夠長，從而可以使從出水反射的信號波方向偏離所述接收器。
9.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述發(fā)射器是一個光發(fā)射元件，所述接由器是一個光電傳感器，所述光發(fā)射元件和光電傳感器罩在所述自動水龍頭的水龍頭體內(nèi)，所述元件和所述傳感器排列在同一平面內(nèi)，相互相隔0至5cm的間距，所述元件和所述傳感器的方向軸相互大致平行。
10.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述發(fā)射器是一個光發(fā)射元件，所述接收器是一種光電傳感器，所述光反射元件和所述光電傳感器罩在所述自動水龍頭的水龍頭體內(nèi)，使得所述傳感器與出水口沿水平方向的水流之間相隔70mm間距。
11.如權(quán)利要求1所述的自動水龍頭，其特征在于，所述發(fā)射器是一個光發(fā)射元件，所述接收器是一個光電傳感器，所述光發(fā)射元件和所述光電傳感器罩在所述自動水龍頭的水龍頭體內(nèi)，使得所述傳感器沿垂直方向與所述出水口的水流之間相隔35至45mm的距離，沿水平方向與所述水流之間間隔60mm或60mm以上的距離。
12.一種自動水龍頭，用來通過用非接觸反射型有源傳感器檢測手的存在與否，自動開啟和關(guān)閉放水，其特征在于，它包含統(tǒng)計運算裝置，用來周期性地抽取代表有源傳感器反射信號電平的數(shù)據(jù)，并根據(jù)含有抽樣得到的更新數(shù)據(jù)的多個連續(xù)數(shù)據(jù)計算至少一個統(tǒng)計值；以及鑒別裝置，用來根據(jù)所述統(tǒng)計值，鑒別手的存在與否，開啟和關(guān)閉放水。
13.如權(quán)利要求12所述的自動水龍頭，其特征在于，所述統(tǒng)計值是平均值、方差值和標準偏差值中的至少一個。
14.如權(quán)利要求13所述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含參考電平確定裝置，用來在停水時得到的方差值小于某一恒定值的條件下，確定所述平均值作為指示不正在手和放水的參考電平。
15.如權(quán)利要求14所述的自動水龍頭，其特征在于，所述鑒別裝置根據(jù)平均值和參考值之間的比較結(jié)果和方差值與一預(yù)定閥值之間的比較結(jié)果，鑒別手的存在與否。
16.如權(quán)利要求13所述的自動水龍頭，其特征在于，所述鑒別裝置結(jié)合平均值和參考電平之間的第一比較結(jié)果和最新值的絕對值和一預(yù)定閥值之間的第二比較結(jié)果，鑒別手的存在與否。
17.如權(quán)利要求13所述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含參考電平確定裝置，用來在最新數(shù)據(jù)和停水時的平均值之間的差值落在一恒定范圍內(nèi)的條件下，確定昕述平均值作為指示不存在手和放水的參考電平。
18.如權(quán)利要求17所述的自動水龍頭，其特征在于，所述鑒別裝置根據(jù)所述最新數(shù)據(jù)和所述參考電平之間的比較結(jié)果，鑒別手的存在與否。
19.如權(quán)利要求12所述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含時間周期控制裝置，用來根據(jù)停水時的統(tǒng)計值，檢測反射信號電平的有效漲落，提高取樣頻率。
20.如權(quán)利要求12所述的自動水龍頭，其特征在于，在停水狀態(tài)長于某一預(yù)定時間時，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第一條件時，所述鑒別裝置開啟放水；在放水狀態(tài)下，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第二條件時，所述鑒別裝置停止放水；在停水狀態(tài)短于所述預(yù)定時間時，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第三條件時，所述鑒別裝置重新開啟放水；所述第三條件的判定比所述第一條件更加嚴格。
21.如權(quán)利要求12昕述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含一放水計數(shù)器，用來在短于某一預(yù)定時間的時間間隔內(nèi)，對連續(xù)重復(fù)的放水次數(shù)進行計數(shù)；以及禁止裝置，用來當由所述放水計數(shù)器計數(shù)的值超過一預(yù)定值時，禁止連續(xù)重復(fù)的放水。
22.如權(quán)利要求12所述的自動水龍頭，其特征在于，在停水狀態(tài)長于某一預(yù)定時間的狀態(tài)下，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第一條件時，所述鑒別裝置開啟放水；在放水狀態(tài)下，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第二條件時，所述鑒別裝置停止放水；在一停水狀態(tài)短于所述預(yù)定時間的情況下，當所述統(tǒng)計值滿足一預(yù)定第三條件時，所述鑒別裝置重新開啟放水；它還包下述裝置一放水計數(shù)器，在短于一預(yù)定時間的時間間隔內(nèi)，對連續(xù)重復(fù)的放水次數(shù)進行計數(shù)；以及條件變更裝置，當所述放水計數(shù)器計數(shù)值超過某一預(yù)定值時，用來將所述和一和第三條件變更成更為嚴厲的條件。
23.如權(quán)利要求22所述的自動水龍頭，其特征在于，在所述放水計數(shù)器計數(shù)到某一預(yù)定值之前，所述第一條件是，所述平均值和所述方差值的任何一個值滿足每一個預(yù)定條件，并且在所述放水計數(shù)器已經(jīng)計數(shù)到所述預(yù)定值以后，所述第一條件被改變成至少方差值滿足一預(yù)定條件。
24.如權(quán)利要求22所述的自動水龍頭，其特征在于，在所述放水計數(shù)器計數(shù)到一預(yù)定值之前，所述第一條件是，當一平均值和一參考值之差與一第一預(yù)定值的第一比較結(jié)果和最新數(shù)據(jù)的絕對值與一第二預(yù)定值的第二比較結(jié)果均分別超過一預(yù)定值時放水；在所述放水計數(shù)器已經(jīng)計數(shù)到所述預(yù)定值時，提高所述第二預(yù)定值。
25.一種通過檢測手的存在與否自動開啟和停止放水的自動水龍頭，其特征在于，所述出水口的方向使得水可以偏離水平方向略向下放出。
26.如權(quán)利要求25所述的自動水龍頭，其特征在于，它還包含一流速控制裝置，用來將放水速率保持在一恒定水平上，而不管水源的水壓如何。
27.一種具有一水龍頭體和與所述水龍頭體相連的噴嘴的水龍頭，其特征在于，所述水龍頭包含一噴嘴管，所述噴嘴管的基座端部與所述水龍頭體螺旋在一起，所述噴嘴管的一個端部與出水口形成在一起；以及一噴嘴套，所述噴嘴套與所述噴嘴管在外部裝配在一起，所述噴嘴管在所述噴嘴套的內(nèi)表面上還形成一個突起結(jié)構(gòu)，從而沿一端側(cè)方向被嚙合在一起，所述噴嘴套夾在所述水龍頭體和所述突起結(jié)構(gòu)之間。
28.如權(quán)利要求27所述的水龍頭，其特征在于，所述水龍頭體包含一外構(gòu)件和一裝配到所述外構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)構(gòu)件，以及一罩在所述外構(gòu)件內(nèi)的噴嘴安裝構(gòu)件，并且所述噴嘴管的基座端部與所述噴嘴安裝構(gòu)件螺旋在一起。
29.一裝配到墻上表面的水龍頭，其特征在于，它包含一螺栓，所述螺栓從所述水龍頭的下端部向下延伸，通過所述墻上形成的開孔，并從所述墻的下表面向下突出；一有通孔的墊圈片，所述螺栓的突出部分插入到所述通孔內(nèi)；以及一與所述螺栓部分螺旋在一起的螺母，所述螺栓部分通過所述通孔向下突出，使所述墊圈片與所述墻的下表面形成壓力接觸，從而所述水龍頭可被固定在所述墻的上表面上，所述通孔的位置偏離所述墊圈片的重心。
30.一種固定到墻上表面的水龍頭，其特征在于，它包含一螺栓，所述螺栓從所述水龍頭的下端部向下延伸，通過所述墻上形成的開孔，并從所述墻的下表面向下突出；一用作排水操作壓桿的導(dǎo)引構(gòu)件，從所述水龍頭的下端部向下延伸，通過所述開口，并從所述墻的下部向下突出；一墊圈片，所述螺栓的突出部分插入所述墊圈上的第一通孔內(nèi)，所述導(dǎo)引構(gòu)件的突出部分插入到所述墊圈上的第二通孔內(nèi)；以及一螺母，所述螺母與所述螺栓的向下突出部分螺旋在一起，所述螺栓通過所述第一通孔，使所述墊圈片與所述墻的下表面形成壓力接觸，從而所述水龍頭可以被固定到所述墻的上表面上，所述第二通孔的位置偏離所述墊圈片的重心。
31.如權(quán)利要求30所述的水龍頭，其特征在于，所述第一通孔的位置也偏離所述墊圈片的重心。
32.一種使二管在其每一端處連接起來的結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包含一形成在二管中每一管的端部外周邊處的法蘭；一與二管的法蘭部分嚙合的連接構(gòu)件，在二管的二法蘭部分相互接觸的情況下，使二法蘭部分相互間形成壓力接觸；以及一停轉(zhuǎn)機構(gòu)，用來防止至少一個法蘭相對于所述連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
33.一種使二管在其端表面連接在一起的結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包含一分別形成在二管中每一管的端部外周邊處的法蘭；一形成在一個法蘭的一個端面上的突起結(jié)構(gòu)；以及一與所述突起結(jié)構(gòu)嚙合并形成在另一法蘭的一個端面上的凹陷結(jié)構(gòu)。
34.一種用來將一個柔性管連接到一種水處理裝置的入水口和出水口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包含一連接導(dǎo)引，所述連接導(dǎo)引附裝在入水口和出水口，并在基座端部的外周邊表面上形成外螺紋，在其一個端部外周邊上形成一錐形表面，管的連接端部外側(cè)裝配到形成的所述錐形表面；以及一帽形螺母，所述帽形螺母從外部裝配在管的連接端部，并形成一個與所述連接導(dǎo)引的外螺紋表面嚙合的大直徑內(nèi)螺紋表面，以及一個與管的外周邊表面形成可滑動接觸，并與管的錐形表面形成壓力接觸、且形成在內(nèi)周邊上的小直徑滑動表面。
35.如權(quán)利要求34所述連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述帽形螺母的外周邊表面是滾花的。
36.如權(quán)利要求34所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，它還包含一制動裝置，用來將帽形螺母的嚙合速率限制在一恒定極限內(nèi)。
全文摘要
一種具有精確檢測手而不檢測水池(瓷器)和水流從而自動開啟和停止放水的手傳感器的自動水龍頭。傳感器S包含一光發(fā)射器和一光接收器。檢測區(qū)的方向軸與放出的水流相交，并且二者之間的交角小于70度，而不論出水的流速為何值。由光接收器定期抽樣反射的光電平，根據(jù)至少八個最新抽樣的數(shù)據(jù)，計算平均值和方差值。根據(jù)計算的平均值和方差值開啟和停止放水。
文檔編號E03C1/05GK1118178SQ94191208
公開日1996年3月6日 申請日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者濱中龍美, 關(guān)充良, 川幡學利, 村橋利行, 本田忠洋, 金子義行, 巖下裕之 申請人:東陶機器株式會社