用于控制浴室卫生器具的用户界面的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如浴室淋浴器和浴缸的卫生器具，且更具体而言涉及用于操作卫生器具的组件的电学控制系统，尤其涉及控制系统的用户界面。
背景技术：
高端浴室淋浴系统提供安装在淋浴房(shower enclosure )的天花板和墙壁上的多个淋浴喷头(showerhead)，用来从多个方向将水洒到沐浴者身上。这些淋浴喷头其中的一些与标准单个淋浴喷头淋浴器中的淋浴喷头类似，而其它淋浴喷头则提供非常规喷流型式。例如，WaterTile (科勒公司的商标)淋浴喷头具有提供一系列水梯级的22个喷嘴，而其它淋浴喷头以片流出水。
每个淋浴喷头的水流是通过单独的电操作阀独立地进行控制的。除了调节流量开/关之外，阀可以提供恒流或脉动流以产生模仿男按摩师或女按摩师进行的一整套有节奏的操作的按摩效果。还可以相继打开和关闭不同的电操作阀，以在淋浴房里形成连续变化的出水型式。
通过多种不同颜色的灯来进一步加强沐浴体验，其中不同颜色的灯是独立控制的，以在淋浴房内产生强度和颜色变化的光。扬声器还为沐浴者提供音乐、无线电新闻节目和其它音频性能。蒸汽发生器在需要时可以使淋浴房变为蒸汽浴室。
因为在管线淋浴系统的顶部提供了相对较多的功能，该系统的操作是通过基于微型计算机的控制系统来进行管理的。尽管这种计算机化的控制简化了操作所有阀、灯、音频装置、蒸汽发生器和其它淋浴器组件所必须的硬件，但沐浴者仍必须选择要激活的功能并选定所选功能的参数。在此之前，这需要复杂的用户控制板。
因此，需要一种简单的、容易使用的界面，通过该界面，沐浴者能够独立地控制与现有淋浴系统的状态有关的众多功能。因为该界面旨在用于潮湿环境中，所有它必须是防水的。
发明内容
用户界面产生用于控制卫生器具的信号，卫生器具例如是，具有电操作组件的淋浴系统。用户界面包括具有面板的外罩，面板具有外表面。提供显示器，在显示器上向卫生器具的用户呈现字母数字字符、符号和图标。显示器是透过面板的外表面可视的。
若干用户可操作输入装置被结合到外罩中。多个开关对用户按下面板的不同部分做出响应。选择器具有从面板向外突出且以防水方式固定到面板的基座。选择器环可旋转地布置成围绕在基座周围且包含环形布置的多个永磁体。霍耳效应传感器与选择器环相邻布置，并响应于选择器环的运动而产生电信号。
在用户界面的一个优选实施例中，控制器从霍耳效应传感器接收电信号，并根据该信号来判断选择器环是围绕基座顺时针旋转还是逆时针旋转。
本用户界面的另 一方面是无线遥控器，用户也能够通过该无线遥控器来控制卫生器具。无线遥控器包括用于起动卫生器具或停用卫生器具的第 一开关、用于选择卫生器具的多个预设操作配置之一的第二开关，以及指定多个预设操作配置中的哪一个被选择的可视指示器。
图1是用于操作卫生器具的电子控制系统的示意性框图2示出了用于控制系统的用户界面的面板；
图3示出了已经从用户界面拆下的旋转输入装置的选择器环；
图4是控制器环的一个平面的视图5是沿图4中的线5-5的剖面图6和7示出了用户界面的显示器上呈现的不同类型的信息；以及图8是用于淋浴控制系统的无线遥控器的透视图。
具体实施例方式
尽管是在控制浴室淋浴系统的上下文中来描述本发明，但本发明可等同地应用于控制漩涡浴盆、抽水马桶或其它卫生器具。当在本文中使用时，术
语"卫生器具"包括诸如浴盆、淋浴房或抽水马桶等的水的容器(waterenclosure )以及控制流入水容器和从水容器流出的水流的卫生配件和组件。然而，"卫生器具，，不包括诸如洗衣机、洗碗机等大型家用电器。
首先参考图1,控制系统10电气操作淋浴系统的各种组件，诸如控制流入到多个淋浴喷头的水流的阀、淋浴房内的不同颜色的光，以及向沐浴者换^供音乐或无线电节目的音频系统。控制系统10包括主控制器12、用户控制板14和无线遥控器16。用户控制板14和无线遥控器16共同形成用于控制系统的用户界面15。在典型安装中，主控制器12安装在与淋浴房相邻的墙壁内，用户控制板14位于淋浴房的墙壁上以使沐浴者可接触到。
主控制器12基于市场上可买到的微型计算机18，包括处理器、用于存储控制程序和数据的存储器，以及用于与主控制器的其它组件交互的输入/输出电路。微型计算机18的其它输出连接到光输出电路24,该光输出电路24控制向安装在淋浴房的天花板和墙壁上的多个灯泡26的电力的施加。微型计算机18还控制安装在淋浴房内的音频系统28的操作，音频系统28带有扬声器29。音频系统28包含用于从不同的源提供音乐、无线电节目或其它类型的音频的装置，该装置由沐浴者通过用户控制板14来控制。微型计算机18经由数据接口 41与数字阀100中的数据接口 102通信。
数字阀100具有阀控制器101,其输出连接到多个阀驱动器电路20,该多个阀驱动器电路20提供用于操作多个阀21和22的信号。混合阀21选择性地组合来自热水源和冷水源的水，以在出口 23处得到具有沐浴者希望温度的水。该温度通过传感器25测量，该传感器25向阀控制器101提供温度指示信号。混合阀出口 23连接到若千螺旋操作阀22，螺旋操作阀22控制流入到淋浴房中的不同淋浴喷头27的水流。每个螺旋操作阀可以控制一个或更多个淋浴喷头的给水。阀控制器101还可以以快速连续的方式打开和关闭阀，以向淋浴喷头27提供脉动的水流。
用户控制板14通过电缆42与主控制器12交换控制信号。具体而言，电缆42的一端连接到主控制器12中的第一数据接口 41，另一端耦合到用户控制板14中的第二数据接口 46。两个数据接口 41和46在与用户控制板14200780053436.5
和主控制器12 —起使用的并行格式和通过电缆发射数据的串行格式之间转换数据。用户控制板14基于控制器44,控制器44包括微处理器和用于存储控制程序和数据的存储器。控制器44具有连接到用户控制板的用户输入和输出装置的端口。
另外参考图2，图2示出了用户控制板14的面板45，控制器44连接到多个瞬时接触开关51、 52、 53和54,诸如集成到面板的外表面的电容开关或膜片开关。如本文所描述的那样，瞬时接触开关和面板45上的其它输入/输出装置的布置避免了控制板面板45中对于孔的需要，因此防止了淋浴房内的水渗透到用户控制板14中。第一瞬时接触开关51使得控制系统10在开和关状态之间切换。第二和第三瞬时接触开关52和53使得沐浴者能够选择已经存储在控制系统10中的淋浴系统的六个不同预设操作配置之一。例如，在沐浴者手动设置淋浴系统以提供特定出水模式、发光和音频选择之后，整体操作配置可以被存储为六个预设操作配置之一。在淋浴房的后续使用
中，沐浴者可以通过使用第二瞬时接触开关52或第三瞬时接触开关53使淋浴系统恢复该预设操作配置之一。沐浴者通过按下合适的开关52或53相应的次数来选择特定预设操作配置。例如，为了选择第五存储配置，沐浴者按下第三瞬时接触开关53两次。这使得不同的人能够根据其个人偏好快速地设置淋浴系统。这还使得相同的人能够具有在不同的时间使用若干预设操作配置，诸如，早晨淋浴、锻炼后淋浴和夜晚淋浴。
用户控制板14具有诸如LCD板的显示器56，在该显示器56上向沐浴者显示字母数字字符和符号。控制板面板45具有透明部分，该透明部分在显示器上以无缝方式延伸，从而提供面板的防水外表面，使得水不能渗透到用户控制板中。如本文所描述的，第四瞬时接触开关54使得显示器56上的信息返回到先前的信息屏幕。用户控制板14还包括旋转选择器60,旋转选择器60根据显示器56上呈现的特定信息用于多种输入功能。例如，在图2中，显示器56包含4个不同的出水装置的列表，即，通过控制系统10操作的喷头、手握式淋洒器和两个身体喷洒器。通过旋转选择器60的选择器环62，输入信号被发送到控制器44，以使得被显示的信息相继以相反颜色的字体突出显示4个输出装置中的每一个。例如，图2示出了淋浴喷头被突出显示，该突出显示指示显示器上显示的信息的特定项。选择器环62可以分别顺时针或逆时针旋转，以在显示列表中分别向上和向下移动突出显示。沐浴
9者可以通过按下选择器60中央的第五瞬时接触开关55来选择突出显示的项目。该行为发送信号到控制器44,告知控制器44沐浴者已经选择了当前突出显示的项目。如在本文中将更详细地描述的，选择器环62具有多个永不兹体，永磁体起动位于控制板面板45后面的市场上可买到的霍耳效应传感器58，以向控制器44提供信号，该信号不仅指示选择器环62的运动，还指示该运动的顺时4十或逆时4十方向。
选择器60具有独特的物理构造，该构造使得面板45具有连续不间断的外表面，该外表面没有任何孔或其它开口 ，从而防止水进入用户控制板14中。具体参考图3，选择器60包括圓形、圆柱形基座66，该基座66以无缝方式从面板45突出，从而提供面板的防水外表面。优选地，面板45和基座66 一皮才莫制为单片塑料。基座66具有弯曲的侧面68和平坦的端面70，在端面70上安装有第五瞬时接触开关55。第五瞬时接触开关55，连同面板45上的其它四个开关一起，是集成到面板45的外表面中的膜片型开关，由此还能够使得面板连续不间断。
继续参考图2和3的选择器环62,选择环可以从面板45拆除，选择环的内圆周表面72的直径稍大于基座66的外径。这种布置允许选择器环62围绕基座66旋转。
参考图4和5，选择器环62具有外部环形壳76，该外部环形壳76具有内腔75，环形磁保持器78安装在该内腔75中并通过卡扣、粘合剂或其它紧固技术保持在其中。磁保持器78具有在其两个平坦平面之间延伸的多个孔口 80，且在每个孔口中容纳单独的永》兹体82。每个永;兹体82具有穿过相应孔口 80突出的圆轴83和头部84，当壳76和-兹保持器78这些组件固定在一起时，在轴的内端处，该头部被保持在壳76和磁保持器78之间。磁头84防止磁体完全从孔口 80滑落。每个7Jc磁体82的轴83的另一端，即，外端，通过选择器环62的第一侧85上的孔口 80的开口露出。在选择器环62周围具有以圆周布置的偶数个永磁体82，它们的南极和北极是交替的。具体而言，如果给定永》兹体的北极暴露在选择器环的第一侧85上，且给定石兹体的两侧上的相邻永;兹体的南极暴露在第一侧上。例如，围绕选择器环62环状地以15°的增量布置有24个永》兹体。霍尔效应传感器58，诸如，来自AllegroMicroSystems， Inc of Worcester, MA 01606 U.S.A的模型A3425,具有彼此间隔比磁体间距小的两个有源霍耳效应元件，使得当选择器环围绕基座旋转时， 一次仅有一个元件检测永磁体。这使得控制器44能够判断选择器环62
从霍耳效应传感器信号旋转方向。
如图3所示，诸如钢的磁体材料的C形体88围绕基座66嵌入在控制板面板 45中。霍耳效应传感器58位于该C形体的开口处。在本发明的一个优选实施 例中，C形体88被模制到面板45的塑料中，但是可替代地，通过粘合剂或不 完全穿透面板的其它紧固技术，C形体88可以被固定到面板的内表面或外表 面上。因此，当选择器环62被布置成围绕基座66时，很多永磁体82被C形体 88吸引，从而将选择器环保持在面板45上。因而，霍耳效应传感器58用来检 测选择器环62的运动的相同磁体82也使选择器环保持在面板45上的适当位 置。然而，这种磁吸引允许沐浴者从面板45将选择器环62拉下来，以用于清 洁和其它目的。因为用户控制板14旨在垂直或水平地安装在淋浴房墙壁上， 所以穿过选择器环62的基座66也帮助抵抗重力作用将选择器环保持在适当 位置。
再次参考图2，显示器56上呈现的示例性信息示出了出水口选择菜单， 该菜单提供淋浴房中不同淋浴喷头和其它出水口的列表。沐浴者能够通过分 别逆时针或顺时针围绕基座66旋转选择器环62来在该列表中向上或向下滚 动。霍耳效应传感器58检测该旋转运动，以提供发送到用户控制板14中的控 制器44的信号。响应于该信号，控制器将沐浴者选择的出水口列表中的项目 变成突出显示。在出现指定了附加出水口的情况下，当从列表的顶部向上或 从列表的底部向下滚动时，可以在4个以上的出水口之间滚动。
当所需的出水口以相反颜色的字体被突出显示时，沐浴者通过按下基座 66中央的第五瞬时接触开关55来指示所需选择。这开启了螺旋阀22。当在本 文中使用时，术语"信息屏幕"指的是显示器56上呈现的信息，而并不表示该 显示装置的硬件。在新的信息屏幕上，沐浴者现在可以在很多水流模式之间 滚动，以选择所选出水口需要的一个模式，在该情况下为淋浴喷头的脉动流。 在图6的信息屏幕的右上角附近，有一个指示，通过按下返回或者用户控制 板上的第四瞬时接触开关54,显示器将返回到先前的信息屏幕，在此情况下 为图2中示出的出水口选择屏幕。其它信息屏幕，诸如用于对预设操作配置 进行编程的屏幕，可以从主系统菜单屏幕访问，该访问通过按下返回瞬时接 触开关54足够次数来获得。
图2中的信息屏幕表示，通过按下后退或者第四开关54,将显示图7中示出的温度控制屏幕。对于该信息屏幕，显示器56呈现流过各个出水口的水的 当前温度和沐浴者原先指示希望该水流达到的预设温度。当在显示器56上呈 现该信息屏幕时，旋转选择器环62来增加或降低预设或希望的温度，增加或 降低取决于旋转的方向。该指定预设温度从用户控制板14传送到主控制器 12，尤其传送到微型计算机18。作为响应，微型计算机18通过数据接口41发 送数据到数字阀100中的数据接口 102。阀控制器101使用该信息变更混合阀 21的位置，以改变热和冷供应水的比例，以产生送到各个控制阀22的水的所 需出水口温度。阀控制器101还从温度传感器25接收指示出水口水温的信号， 并且还响应于该传感器信号通过操作混合阀21获得所需的温度。
参考图1和8 ，沐浴者还能够使用手持遥控器16发射命令到用户控制板14 中的射频(RF)接收器30，来初始化淋浴系统的操作。无线遥控器16具有一 对瞬时接触开关31和32,分别用于开启和关闭控制系统IO,并且用于/人'淋浴 系统的多个预设操作配置中进行选择。特定预设操作配置的选择通过多个发 光二极管(LED)34指示。开关31和32以及发光二极管34连接到控制电路36, 控制电路36响应于这些开关的起动，提供数字代码到射频发射器38。射频发 射器38使用该数字数据来调制射频载波信号，并将所得的RF信号40发射到用 户控制板14内的射频接收器30。
按下遥控器上的第一瞬时接触开关31,交替地开启和关闭控制系统IO。 例如，沐浴者能够在床上开启淋浴系统，使得到沐浴者进入淋浴房的时间时， 水温将达到所需水平。遥控器16上的第二瞬时接触开关32用于选择淋浴系统 的6个预设操作配置其中之一。重复按下第二瞬时接触开关32,则经过6个预 设操作配置中的每一个，同时LED指示当前指定配置的号码。在沐浴者已经 点亮了对应于所需预设操作配置的LED时，沐浴者释放第二瞬时接触开关 32。当预设操作配置的指定在给定时间周期(例如5秒)保持不变时，控制 电路36发送指示预设操作配置的数字代码到射频发射器38。然后该数字代码 经由射频信号40发射到用户控制板14内的RF接收器30。
RF接收器解码射频信号40并提取指示所选预设操作配置的数字代码，然 后该代码被发送到控制器44。响应于该选择的接收，微型计算机18与数字阀 IOO通信，该数字阀100根据先前为所选预设操作配置存储的信息，依次操作 水阀21和22、灯泡26和音频系统28。因此，遥控器16允许沐浴者在进入用户 控制板14所处的淋浴房之前设置淋浴系统，以得到所需的沐浴体验。上面的描述主要涉及本发明的优选实施例。尽管对本发明的范围内的各 种替代实施方式给予了 一定的关注，预期本领域技术人员将能够根据本发明 的实施例的公开明白可能其它替代实施方式。因此，本发明的范围应由所附 权利要求决定而不受上面的公开的限制。
权利要求
1.一种产生用于控制卫生器具的电信号的用户界面，所述用户界面包括外罩，其具有面板和基座，所述面板带有外表面，所述基座从所述面板向外突出且固定安装到所述面板上；显示器，其用于向所述卫生器具的用户呈现信息，其中所述显示器是透过所述面板的外表面可视的；选择器，其具有选择器环和霍耳效应传感器，所述选择器环围绕所述基座旋转并包含环形布置的多个永磁体，所述霍耳效应传感器位于所述选择器环附近并响应于所述多个永磁体的运动而产生电信号；以及多个开关，每个开关对用户按下所述面板的不同部分做出响应。
2. 根据权利要求1所述的用户界面，还包括控制器，所述控制器连接 到所述显示器、所述霍耳效应传感器和多个开关，其中所述控制器响应于来 自所述霍耳效应传感器的电信号，判断所述选择器环围绕所述基座顺时针旋 转还是逆时针旋转。
3. 根据权利要求1所述的用户界面，其中，在不打开所述外罩的情况 下，所述选择器环能够从围绕所述基座的位置拆除。
4. 根据权利要求1所述的用户界面，还包括安装到所述面板上的磁性 材料的主体，并且所述多个永^f兹体中的至少一个被吸引到所述^F兹性材料的主 体上，以帮助将所述选择器环保持在围绕所述基座的位置。
5. 根据权利要求1所述的用户界面，其中所述选择器环包括 /磁保持器，其具有多个孔口，所述多个孔口中容纳所述多个永》兹体；以及环形壳，所述磁保持器以吸引所述选择器环中的多个永-兹体的方式容纳 在所述环形壳中。
6. 根据权利要求1所述的用户界面，其中所述多个永磁体中的每一个包括头部，并带有从所述头部延伸的轴；并且所述选择器环包括环形磁保持器和环形壳，所述环形磁保持器具有多个 孔口 ，每个孔口内容纳所述多个永/磁体中的一个永-兹体的轴，并且所述环形 壳具有内腔并带有内肩，其中所述磁保持器被固定在所述内腔中，并且所述 多个永》兹体中的每一个的头部被吸引在所述环形》兹保持器和所述内肩之间。
7. 根据权利要求1所述的用户界面，还包括位于所述基座上的附加开关。
8. 根据权利要求7所述的用户界面，其中所述附加开关被可操作地连 接，以选择所述显示器上显示的特定信息项。
9. 根据权利要求8所述的用户界面，其中所述选择器用于指定所述显 示器上显示的特定信息项，且所述附加开关用于选择所述特定信息项。
10. 根据权利要求8所述的用户界面，其中所述多个开关和所述附加开 关中的每个开关是膜片开关和电容开关之一。
11. 根据权利要求1所述的用户界面，其中所述多个开关包括用于起动 所述卫生器具和停用所述卫生器具的第 一开关、用于选择所述卫生器具的多 个预设操作配置之一的第二开关，以及用于通过一系列信息屏幕来逐步显示 的第三开关。
12. 根据权利要求1所述的用户界面，其中所述多个开关中的至少一个 开关分别使用户能够选择所述卫生器具的多个预设操作配置之一。
13. 根据权利要求12所述的用户界面，还包含无线遥控器，所述无线遥 控器包括用于起动所述卫生器具和停用所述卫生器具的第 一开关、用于选择 所述多个预设操作配置之一 的第二开关，以及指定所述多个预设操作配置中 的每一个的可视指示器。
14. 一种产生用于控制卫生器具的电信号的用户界面，所述用户界面包括外罩，其具有面板，所述面板带有外表面；显示器，其用于显示字母数字字符和光标，其中所述显示器是透过所述面板的外表面可视的；可旋转的选择器，其耦合到所述面板，用于在所述显示器上移动光标；其中所述多个开关中的一个用于在所述显示器上选择由所述光标指定的项，并且所述多个开关中的另 一个用于选择所述卫生器具的多个预设操作配置之一；以及无线遥控器，其包括用于起动所述卫生器具和停用所述卫生器具的第一开关、用于选择所述多个预设操作配置之一的第二开关，以及指定所述多个预设操作配置中的每一个的可视指示器。
15. 根据权利要求14所述的用户界面，其中所述外罩包括从所述面板向外突出并且以防水方式固定到所述面板上的基座；并且所述可旋转的选择器包括选择器环和霍耳效应传感器，所述选择器环可旋转地布置成围绕所述基座并包含环形布置的多个永;兹体，所述霍耳效应传信i。 、 、 ' 、 。 、 、 、 、_ 、
16. 根据权利要求15所述的用户界面，其中所述多个开关之一位于所述基座上。
17. 根据权利要求15所述的用户界面，还包括控制器，所述控制器连接到所述显示器、所述霍耳效应传感器和多个开关，其中所述控制器响应于来自所述霍耳效应传感器的电信号，判断所述选择器环围绕所述基座顺时针旋转还是逆时针旋转。
18. 根据权利要求15所述的用户界面，其中，在不打开所述外罩的情况下，所述选择器环能够从围绕所述基座的位置拆除。
19. 根据权利要求15所述的用户界面，还包括安装到所述面板上的所述基座附近处的磁性材料的主体，并且所述多个永-兹体被吸引到到所述磁性材料的主体上，以帮助将所述选择器环保持在围绕所述基座的位置。
20. 根据权利要求14所述的用户界面，其中所述多个永磁体中的每一个包括头部，并带有从所述头部延伸的轴；并且所述选择器环包括环形^^呆持器和环形壳，所述环形》兹保持器具有多个孔口 ，每个孔口内容纳所述多个永磁体中的一个永磁体的轴，并且所述环形壳具有内腔并带有内肩，其中所述磁保持器被固定在所述内腔中，并且所述多个永磁体中的每一个的头部被吸引在所述环形磁保持器和所述内肩之间。
21. 根据权利要求14所述的用户界面，其中所述多个开关还包括用于起动所述卫生器具和停用所述卫生器具的附加开关，以及用于通过一系列信息屏幕来逐步显示的另一开关。
22. 根据权利要求21所述的用户界面，其中所述多个开关中的每一个是膜片开关和电容开关之一。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制浴室卫生器具的用户界面。通过用户界面操作卫生器具，用户界面具有外罩，外罩带有面板，基座从面板无缝地向外突出。字母数字显示器是透过面板可视的，并且多个开关对用户按下面板的不同部分做出响应。选择器包括具有多个永磁体并被布置成围绕基座旋转的选择器环。选择器的霍耳效应传感器与选择器环相邻布置，并响应于永磁体的运动而产生电信号。用户界面还能够用于对卫生器具的多个预定操作配置进行选择。可选地，可以提供无线遥控器，通过该无线遥控器，用户能够起动卫生器具和停用卫生器具，以及从预定操作配置之中进行选择。
文档编号G05B19/04GK101689047SQ200780053436
公开日2010年3月31日 申请日期2007年4月20日 优先权日2007年4月20日
发明者唐纳德·P·弗赖尔, 拉斐尔·A·雷克塞克 申请人:科勒公司
文档序号 :
【 6292380 】
技术研发人员：拉斐尔.Ａ.雷克塞克,唐纳德.Ｐ.弗赖尔
技术所有人：科勒公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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