一种温差式智能节水水龙头设计
一种便于调节的智能型节能水龙头的制作方法
一种便于调节的智能型节能水龙头的制作方法本实用新型涉及水龙头技术领域，具体为一种便于调节的智能型节能水龙头。
背景技术：水龙头是水阀的通俗称谓，用来控制水流的大小开关，有节水的功效，水龙头的发展十分迅速，由传统的旋转式发展至现在的智能节能型水龙头，因此可知现在的便于调节的智能型节能水龙头基本满足人们需求，但是仍然存在一些问题。
问题一：现在的便于调节的智能型节能水龙头，由于水龙头在使用后出水口长期暴露在外部，易导致管道内部沾染灰尘，易使水中含有杂质。
问题二：并且现在的便于调节的智能型节能水龙头，由于水龙头传统的螺纹安装方式在安装后无法准确的将出水口方向向下，导致操作者需进行拆除重新安装，降低了装置的安装效率，因此亟需一种便于调节的智能型节能水龙头来解决上述问题。
技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种便于调节的智能型节能水龙头，以解决上述背景技术中提出的水龙头在使用后出水口长期暴露在外部，易导致管道内部沾染灰尘，水龙头传统的螺纹安装方式降低了装置的安装效率的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便于调节的智能型节能水龙头，包括水龙头主体、出水口主体和水管主体，所述水龙头主体底端固定连接有出水口主体，所述水龙头主体左端套设有水管主体，所述出水口主体底端固定连接有转轴，所述转轴外壁套设有防护板，所述防护板顶端固定连接有卡块，所述出水口主体内部开设有卡槽，且卡块内嵌于卡槽，所述卡槽内部内嵌有固定杆，且固定杆内嵌于出水口主体，所述出水口主体内部设置有防护装置，所述水龙头主体左端设置有便于安装装置。
优选的，所述防护装置包括转轴、防护板、卡块、卡槽、固定杆、拉板、拉环、伸缩杆、弹簧、第一密封垫和发泡海绵，所述固定杆左端固定连接有拉板，所述拉板左端固定连接有拉环，所述拉板右端固定连接有伸缩杆，且伸缩杆另一端固定连接于出水口主体，所述伸缩杆外壁缠绕有弹簧，所述弹簧一端焊接于拉板外壁，所述弹簧另一端焊接于出水口主体，所述防护板顶端胶粘有第一密封垫，所述第一密封垫内壁胶粘有发泡海绵。
关于自动调温水龙头的一种设计思路
关于自动调温水龙头的一种设计思路摘要：调温水龙头越来越受到消费者的认可和青睐，但是传统调温水龙头具有调温速度慢，浪费水资源等缺点。
为了克服上述缺点，把嵌入式系统和传统水龙头结合起来，发明出一种可以自动调温的水龙头，这种水龙头具有调温快，节省水资源等优点，但是缺点是成本较高，有待进一步改进。
关键词：水龙头；自动调温；嵌入式系统水龙头是我们日常生活中不可或缺的日用品,根据某些教材中关于水龙头的定义为：水龙头（水嘴）是对水介质实现启、闭及控制出水口流量和水温度的一种装置。
从上述定义,我们可以发现水龙头有以下几项功能:其一，对水介质实现启、闭；其二，控制水介质流量；其三，控制水介质温度。
传统的调温水龙头由柄和控两部分组成，并且使用柄来实现功能一，使用控来实现功能二、三。
当使用水龙头时，通过调节柄的幅度间接控制控来调节水量大小，通过调节柄的角度间接控制控来调节水的温度。
由于每次热水源和冷水源的温度不确定，传统的调温水龙头存在以下缺点：①温度调节困难，当我们冬天洗澡时淋浴需要调节一段时间才能找到合适的温度，这期间不仅浪费了时间而且也浪费了水资源并且对我们的身体也是一种考验；②当热水减少时，同样的柄控角度产生的温度是不一样的，因此很难精确调温。
综上论述，传统的调温水龙头主要缺点在于不能在短时间内精确调至所需温度。
嵌入式系统能够实现精确监测和控制功能，正好可以弥补传统水龙头的缺点，因此我们考虑是否可以将二者结合起来，制成能够自动调温的水龙头。
经过研究，我认为在现有的技术条件下完全可以实现，下面我就详细论述我的想法。
1主要理论两部分不同温度的水混合后，根据物理知识，我们可以算出混合后水的温度。
根据上述原理，我们可以设计如图1所示的自动控制水温水龙头系统。
该系统中单片机是核心部件，单片机接收用户的水温需求和温度传感器所测量冷、热水源的温度等信息，根据这些信息计算出冷、热水源的进水量，这样就可以实现温度调节的功能。
1.1系统中各部件作用温度传感器：测量（冷热）水源的温度，并将温度传给单片机。
智能水龙头毕业设计
智能水龙头毕业设计智能水龙头毕业设计随着科技的不断发展，智能家居产品越来越受到人们的关注和喜爱。
其中，智能水龙头作为现代家居的一部分，不仅方便了人们的生活，还具备了节水和环保的特点。
本文将探讨智能水龙头的毕业设计，旨在为读者提供一些有关智能水龙头设计的思路和创新点。
一、智能水龙头的意义智能水龙头是指通过传感器、控制器和执行器等技术，实现对水流的智能控制和管理。
它可以根据用户的需求，自动调节水流的温度和流量，提供更加便捷和舒适的使用体验。
同时，智能水龙头还可以通过数据分析和监测，实现对水资源的合理利用，达到节水和环保的目的。
二、智能水龙头的设计要点1. 传感器技术的应用智能水龙头的核心是传感器技术的应用。
通过安装温度传感器和流量传感器，可以实时感知水流的温度和流量，并将数据传输给控制器进行处理。
传感器的准确性和灵敏度对于智能水龙头的性能至关重要。
2. 控制器的设计与优化控制器是智能水龙头的大脑，负责接收传感器的数据，并根据用户的需求进行智能控制。
控制器的设计需要考虑功耗、稳定性和响应速度等因素。
同时，可以通过优化算法和人工智能技术，提高智能水龙头的智能化程度和用户体验。
3. 执行器的选择和优化执行器是智能水龙头的关键组件，负责调节水流的温度和流量。
目前市场上常见的执行器有电磁阀和伺服阀等。
在设计中，需要根据实际需求选择合适的执行器，并进行优化，以提高执行器的响应速度和控制精度。
4. 数据分析和监测系统的建立智能水龙头可以通过数据分析和监测系统实现对水资源的合理利用和管理。
通过收集和分析用户的使用习惯和水流数据，可以提供个性化的水流控制方案，并帮助用户节约用水。
同时，监测系统可以实时监测水流的异常情况，及时发出警报，确保用户的安全和健康。
三、创新点和应用前景1. 智能语音控制随着智能语音助手的普及，智能水龙头可以通过与语音助手的连接，实现语音控制的功能。
用户只需通过语音指令，就能实现水流的开关、温度的调节等操作，极大地提高了使用的便捷性。
温差式节水水龙头[发明专利]
![温差式节水水龙头[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0c9a3294a26925c52dc5bf0a.png)
专利名称：温差式节水水龙头
专利类型：发明专利
发明人：纪宏超,王铎,郑立康,杨帅鑫,马世中,钟泽鑫申请号：CN201810807303.2
申请日：20180721
公开号：CN108612902A
公开日：
20181002
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种温差式节水水龙头。
包括水龙头出水口、水龙头壳体、红外感应器、指示灯、声音传感器、温差发电片、电控装置、蓄电池、放大升压模块、电磁阀，水龙头出水口入水端与水龙头壳体出水端相连，第一红外感应器安装于水龙头出水口侧表面，第二红外感应器安装于水龙头壳体表面，指示灯安装于水龙头壳体表面，声音传感器安装于水龙头壳体内壁，温差发电片嵌入在水龙头壳体侧面；水龙头壳体下部设有电控装置，电控装置与红外感应器、指示灯、声音传感器、蓄电池、电磁阀连接，温差发电片与放大升压模块连接，放大升压模块与蓄电池连接。
本发明在无需额外供电前提下，可实现多模式智能感应供水，节水的同时满足不同情况用水需求。
申请人：华北理工大学
地址：063210 河北省唐山市曹妃甸区唐山湾生态城渤海大道21号
国籍：CN
代理机构：唐山永和专利商标事务所
代理人：张云和
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一种温差式智能节水水龙头设计
发表时间：2019-07-08T16:00:02.010Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：王铎1 郑立康1 杨帅鑫2 马世中3 钟泽鑫1
[导读] 摘要：针对现有水龙头因结构或人为等因素造成的水资源浪费问题，设计了一种温差式智能水龙头，本产品可以在无需额外供电的前期下，基于塞贝克效应利用水管内外温差自发电，并实现多模式智能感应供水，在节电节水的同时满足不同情况的用水需求. 关键词：温差发电；多节水模式；智能感应出水；漏水自检报警 1引言随着水价逐步提高，居民家庭生活用水节约意识大大增强，但对公共场所的水资源浪费现象却普遍缺乏责任感，对
（1.华北理工大学机械工程学院河北省唐山市 063210；2.华北理工大学信息工程学院河北省唐山市 063210；3.华北理工大学电气工程学院河北省唐山市 063210）
摘要：针对现有水龙头因结构或人为等因素造成的水资源浪费问题，设计了一种温差式智能水龙头，本产品可以在无需额外供电的前期下，基于塞贝克效应利用水管内外温差自发电，并实现多模式智能感应供水，在节电节水的同时满足不同情况的用水需求.
关键词：温差发电；多节水模式；智能感应出水；漏水自检报警
1引言
随着水价逐步提高，居民家庭生活用水节约意识大大增强，但对公共场所的水资源浪费现象却普遍缺乏责任感，对看见的水资源浪费现象比较淡漠、缺乏责任意识。
因此，目前在公共厕所的洗手间以及宾馆饭店卫生间等公共场所仍存在着不同程度的浪费水现象。
为提高水资源的保护以及合理利用水资源，减少水资源的浪费，我们设计了一种温差式智能节水水龙头。
2设计方案
2.1方案构想
为减少水资源与电源的浪费，弥补和完善当前水龙头的缺点和不足，增强水龙头的功能性，我们设想建立一个可以准确反应水龙头控制系统的状态空间模型；同时以温差发电技术、单片机为核心，构建水龙头控制系统，并完成测试；最后运用3d建模等方法制作出水龙头实物模型。
2.2结构设计及工作原理
2.2.1整体结构设计
本产品提供了一种温差式节水水龙头，包括：水龙头出水口、水龙头壳体、红外感应器、指示灯、声音传感器、温差发电片、单片机、蓄电池、升压模块、电磁阀，其特征为：水龙头出水口入水端与水龙头壳体出水端相连，红外感应器安装于水龙头出水口侧表面，另一红外感应器安装于水龙头壳体表面，指示灯安装于水龙头壳体表面，声音传感器安装于水龙头壳体内壁，温差发电片嵌入在水龙头壳体侧面，水龙头壳体下部安装有单片机，单片机与红外感应器、指示灯、声音传感器、蓄电池、电磁阀连接，温差发电片与升压模块连接，升压模块与蓄电池连接。
出水口结构设计：水龙头出水口整体图与爆炸图，水龙头出水口包括：轴、垫片、垫圈、泡沫滤网、上端固定环、扇形遮挡片、扇形花洒片、下端固定环、内置隔水环、旋转外壳；扇形遮挡片通过轴与多个扇形花洒片相连，扇形遮挡片与最上层扇形花洒片之间通过键连动；多个扇形花洒片之间通过键连动，最下层的一个扇形花洒片固定在下端固定环，其余扇形花洒片下级随上级转动，并可以绕轴沿下端固定环的内壁轨道旋转；泡沫滤网通过轴与扇形遮挡片上部相连，泡沫滤网通过垫圈固定在上端固定环上；旋转外壳套于内置隔水环外部，旋转外壳内壁与扇形遮挡片连接，扇形遮挡片随旋转外壳旋转；下端固定环上端与上端固定环下端连接，下端固定环套在内置隔水环内部。
通过旋转水龙头外壳，带动扇形遮挡片转动，实现扇形遮挡片与扇形花洒片的上下级连动，来调整水流出的形态；当六片扇形片重合在一起时，水流为泡沫形态，转动一定角度，水流变为泡沫和花洒两种形态，当扇形片转动一周，水流为花洒形态。
2.2.2 系统工作流程
（1）当水管内外有温差时温差发电片产生电压，温差发电片产生的电压通过升压稳压模块[9]为蓄电池充电；蓄电池通过7805将6V电压降低至5V给单片机供电。
（2）当红外感器感应到障碍物时，将传输信号给单片机，再根据当前供水模式供水。
（3）声音传感器感应到声音强度超过设定值，将信号传输给单片机，单片机在确认电磁阀没有工作后触发报警装置。
2.2.3 用户使用流程
用户在使用该水龙头时可根据不同需求调整水龙头出水模式，当用户想要洗手时，可直接将手伸至底部红外感应器处，水龙头自动出水3s供用户洗手，当用户想要洗衣服时，可先将水龙头出水口外壳旋转120°，将要洗衣服的盆或桶放在接水处使底部红外感应器感应到遮挡物，同时去遮挡出水口侧部红外感应器实现洗衣模式出水，当侧部红外感应器再次感应到障碍物时停止出水；当用户想要长时间接水时，可先将水龙头出水口外壳旋转240°，并遮挡水口侧部红外感应器实现接水模式出水，当侧部红外感应器再次感应到障碍物时停止出水。
提示灯会根据不同模式显示不同颜色供用户了解当前为哪种出水模式。
2.2.4温差发电系统设计
当安装在水管壁内外的温差发电片冷热面有温差时，温差发电片产生电压，温差发电片产生的电压通过升压稳压模块为蓄电池充电；蓄电池通过7805将6V电压降低至5V给单片机供电。
2.2.5龙头智能红外感应
本项目采用双重红外感应装置[13-14]，在水龙头的侧表面与水龙头壳体表面均设有红外感应装置，通过这两个红外感应装置以及旋转水龙头外壳实现对出水的控制和对出水模式的控制。
当人体的手放在水龙头的红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手的摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制水龙头出水；当人体的手离开红外线感应范围，电磁阀[12]没有接受到信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制水龙头的关水。
2.2.6漏水自检系统设计
本产品配有漏水自检功能]，利用水龙头管道内部的声音传感器来检测是否漏水，声音传感器工作时，通过声音震动，测得该处声音强
度，同时反馈信号给单片机，单片机判断电磁阀是否工作，如果没有工作，则触发报警装置。
该过程一直循环进行。
当检测到漏水时，指示灯会变红提示使用者进行报修。
系统设计如图所示：
3 节水量分析
每当有1个人洗手时，就节省了0.5L水（22.14%的洗手用水）。
我国生活污水处理率为85%，相当于每次节省了0.425L的生活污水处理费，向海洋的污水排放减少了0.025L。
假如每人每天洗手4次，则每年可以节省620.5L水，可减少36.5L污水排向海洋。
对于传统手触式水龙头，当水龙没有拧好或者损坏时就会漏水，平均4分钟可以漏水30mL，一天也就是10.8L，通过这种感应式水龙头中漏水自检系统可以大大降低由于水龙头没拧好或者损坏造成的水资源浪费，一年大概可以节省3942L水。
通过对出水口的设计，可以大大减少人们生活用水量，初步估计，用932.5mL水洗手足以，相较于手触式水龙头的2258mL用水量，后者的用水量足以支持前者2个人，那么每年节省的水资源更是一笔不小的财富。
4 结论
本产品可以在无需额外供电的前期下，基于塞贝克效应利用水管内外温差自发电，对温差产生的电能进行储存与释放，进一步利用此电能来节约用水，在节约了电能与水资源的同时，实现多模式智能感应供水，具有较高的独立性和泛用性，适用于住宅、学生宿舍、餐厅、商场等配有供水设备的场所，在节电节水的同时满足不同情况的用水需求；设有漏水自检报警系统，提醒使用者及时检修，减少了漏水造成的水资源浪费；操作简便，使用寿命长，又由于本品的经济可行性较强，对空间的占有量不大，在节水的前提下满足多情况用水需求，且结构简单、造价低廉。
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