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第一章阀门的设计一、设计目的随着社会的不断发展，人们的生活水平也在不断的提高，家家户户都告别了原来的手压井，用上了自来水。
为了防止有人在停水时打开水龙头而忘记了及时的关闭造成了水资源的浪费。
我们根据实际的需求为广大人民群众设计出了这样一套很实用而且特别的水阀—停水自动关闭阀。
这套设计不是很完美，但是真的很实用。
二、停水自动关闭阀门的创新与特色简介该停水自动关闭水阀在原有的相关的水阀的基础上，改进了它的结构，使其结构更加简单，操作方便，便于安装，更适合与大众的使用要求。
在该停水自动关闭水阀中，运用了回复杆，它可以更好的完成来水时必须手动打开水阀的这一工作过程。
三、设计方案的拟定在最近一个月的时间里，我和本组的其他成员团结合作，通过在图书馆及上网查阅相关资料和反复的讨论，对设计创新的停水自动关闭阀门进行零件图、装配图及立体图的绘制，在老师的指导下对图形及方案进行了反复的修改，经过十几天的不懈努力，对创新的停水自动关闭阀门设计出了两套方案。
下面结合图形1-1和图形1-2对两套方案功能、原理、用途及其优缺点方面进行比较和分析：方案一：此方案结构简单、便于操作、安装放置方便，如图1-1所示。
该水阀由阀体（1）、阀芯（2）、阀盖（3）、回复弹簧（5）、回复杆（6）等零件构成。
当无水时，阀芯靠自身的重力下落到如图1-1所示的位置挡住进水口，使得水阀处于关闭状态，回复弹簧恢复到原始位置，回复杆挡在阀芯上方，阻止阀芯在来水时向上运动，达到来水时水阀不会自动打开的效果。
当来水正常用水时，将回复杆向外拔出，通过水的压力及水的浮力图1-1 设计方案一图方案二：此方案结构简单，便于操作，由阀体（1）、阀芯（2）、阀盖（3）压簧（4）、阀杆（5）、手柄（6）等零件构成。
该装置如图1-2所示位置放置，当无水时，靠压簧（4）的压力把阀芯压到如图所示位置，使得水阀处于关闭状态；在有水情况下用户要用水时，拉动手柄（6）由于水的最小压力大于压簧的压力，阀芯处于进水口右端位置，进水口和出水口均处于打开状态，使得阀处于正常流通状态。
新型停水自闭水龙头研究与设计设计者：班级：学号：电子邮箱： QQ：指导教师：（德州学院，山东德州，253023）摘要：水资源现已成为人类不可缺少的重要物质，是一切生物赖以生存的保证。
但是随社会的飞速发展工业化的进程不断加快，经济人口不断地增长。
导致水资源的需求消耗也随之不断提高；以及生活中各种对水的不合理开发与利用造成的水浪费越来越剧烈。
因此水资源的供应与需求之间的矛盾形势严峻，这以成为每一个国家每一个社会的难题。
这都要求我们节约每一滴水资源不浪费水每一点水,从身边的小事做起用水后记得关水龙头优点，根据人们生活中的水资源浪费的现象的原因分析，需要我们通过创新的龙头杜绝该浪费现象且改变生活中忘记关水龙头的现象帮助人们养成良好的生活习惯作风，于是我们通过讨论提出了以下的设计目标意见：1、实现停水的一瞬间迅速堵塞通水管道并且等下次来水时够有自锁的功能并需要手动才能够开启龙头。
2、通过电子芯片的设计能够自动报警提醒人们，具有额外的以人为中心的功能;如：洗漱时能够有音乐播放使人沉浸在轻松的氛围中以及对水温检测提示等不同功能的龙头。
3、主要自锁部分结构简单运动要平稳无误，加工成本低不变原有龙头的内部结构。
4、对于各种式样的龙头都需要提出不同的设计自锁方案与其行成配套，从而创新出一系列龙头停水自闭功能，且制作的美观使用寿命长的特点。
综合考虑上述的目的要求，我们的任务也由此它而产生；这都要求我们一步一步的分析问题，打破传统思维观念的束缚，通过在普通的龙头上添加装置进行改装而实现最终的目的要求。
设计多个不同结构新型多功能水龙头，形成一系列产品为生活提供方便;另外运动时不需要提供额外的动力源造成设计困难。
在设计过程中我们也充分考虑各种规格龙头大小，让它结构设计上能够统一标准而为我们的各式各样的龙头创新提供快捷简便的方法。
这是通过我们在实际加工中不断摸索得到的结果，反复不断地试验最终实现我们的目的达到我们想要的结果。
一种停水自闭式阀门的设计发布时间：2023-03-31T02:05:27.091Z 来源：《福光技术》2023年4期作者：赵磊[导读] 水资源现已成为人类不可缺少的重要物资，是一切生物赖以生存的基本保证。
但随着社会的飞速发展，工业化进程不断加快，经济人口不断增长，导致水资源的供应与需求消耗也随之不断提高。
因此，水资源的节约与合理利用已成为整个国家和社会的重点关注问题[1]。
博世汽车部件（长沙）有限公司湖南长沙 410100摘要：本文介绍了一种停水自闭式阀门的设计，以解决停水后因忘记关闭水龙头而导致的重新供水时的水资源浪费或因此造成的其它财产安全问题。
该阀门结构简单，利用阀芯滑块的浮力维持水路导通状态，或利用阀芯滑块的重力及磁吸力，与导流阀芯配合来实现停水自闭功能。
关键词：停水自闭；阀门；磁性密封；节约用水New design of self-closing valve of cutting off water supplyLei ZHAO（Bosch Automotive Products（Changsha）Co.，Ltd. Changsha，Hunan，410100）Abstract：This paper introduced a new design of self-closing valve of cutting off water supply，which could solve the water waster or other relevant issues caused by forgotten closing water faucet when water supply shut down. The new design is simple，internal water supply could be kept by the sliding block of valve element，meanwhile，water supply could be cut off by the weight of the sliding block of valve element and the magnetic force between valve element and sliding block.Keywords：Self-closing；Valve；Magnetic sealing；Water conservation引言水资源现已成为人类不可缺少的重要物资，是一切生物赖以生存的基本保证。
目录摘要 (1)关键词 (1)1．引言 (1)2．水龙头的概念 (1)2．1 定义 (1)2．2 分类 (1)2．3 新型水龙头的特点 (2)3．水龙头的行业发展 (2)3．1水龙头来源及发展概况........................... 错误！未定义书签。
3．2各家厂商对中国市场的开拓. (3)4．制作工艺、流程，原理和材料 (3)4.1 水龙头的生产工艺流程 (4)4.2 水龙头的制作工艺 (4)4.3 水龙头的原理 (4)4.4 生产水龙头的材料 (4)5．水龙头灵感来源及设计定位5．1 水龙头的调查分析及结论 ....................................... 5-6 5．2 水龙头的设计定位及想法 .. (7)5．3 水龙头的初稿及制作流程 ...................................... 8-10 5．4 水龙头的三视图 ............................................. 11-12 5．5 水龙头的最终效果图 ......................................... 13-14 结束语 (15)致谢 (15)参考文献 (16)附录 (17)水龙头设计【摘要】本文为毕业设计说明书。
内容主要讲述关于水龙头的由来与新型水龙头的设计方案。
按毕业设计要求，通过一系列的市场调查与市场的分析，对水龙头的市场定位及大致的设计有了明确的方向。
有了详细的市场调查与前期的市场分析，对自己的毕业设计有很大的帮助，起到事半功倍的成效，一些设计元素更是能贴近当今社会的需求与80后的审美观念。
【关键词】现代感、新颖、功能独特1．引言本人毕业设计课题为水龙头设计。
课题来源于跟我们息息相关的日常生活，结合大学期间所学专业的知识与工作之后的实践及分析。
课题任务如任务书所示，以市场调查为基础，对市场定位起到了一定的先前引导作用，使设计能有条不紧的进行并进行一定的修改，使产品自身成呈现出最完美的一面，展现在大家的眼前，而对其他注意事项进行必要的说明，写出详细的设计说明书。
序号：编码：湖北省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛作品作品名称：机械式断水自闭阀申报者姓名（集体名称）：苏小程类别：□自然科学类学术论文□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文■科技发明制作A类□科技发明制作B类机械式断水自闭阀设计说明书一、设计目的在学校、公司、商场、宾馆、食堂等公共场所或私人住所，偶尔会发生停水时（后）水龙头被打开而没有及时关闭，等到来水时水流不止的现象。
这不仅浪费了宝贵的水资源，甚至可能会因为溢水而造成人摔伤或损坏家具的事故。
为了有效解决上述问题，有必要设计一种新型水阀，该产品的设计将在节约淡水资源方面作出应有的贡献，尤其在我国淡水资源紧缺的现实状况下更加显得有意义，同时亦可消除许多安全隐患。
适合在公共场所或在普通居民家里使用。
同其它具备停水自闭的水阀相比，该产品材料简单，成本低廉，方便耐用，符合人们的传统使用习惯。
二、结构及工作原理结构说明：如图，该水龙头由阀体上盖，弹簧，阀体下盖，滑道，密封圈，铜制阀芯，进水口，出水口，圆形阀口等部件组成。
本设计的原理：利用有水和断水时自来水压差的变化，通过凸轮机构，配合弹簧，使在停水时，水龙头阀芯自旋运动，达到自动关闭的效果。
并且因为阀芯在有、无水时，阀芯停留位置的不同，来水时会有提示功能，实现了节水的功能。
图为导槽和弹簧局部视图三、工作过程分析 1、正常有水情况在正常情况下使用时，只需转动手柄使阀芯上阀口和进水管相通，便实现了水的导通。
此时水龙头在工作机理方面和普通水龙头相同，此时水压力大于弹簧的弹力和自身重力。
2、停水情况当停水时，水压变为零，弹簧的弹力和自身重力大于水的压力，便会使阀芯沿着滑槽方向向下移动到底部。
阀口方向同纸面垂直。
3、来水情况当水再一次来水的时候，此时水压力大于弹簧的力及自身重力，阀体竖直向上移动。
且滑块不受滑道的约束。
阀口仍然处于垂直于纸面的状态，虽然阀口已经上升到入水口位置，此时水流仍然无法导通。
不会像普通水龙头一样会浪费水资源。
课程设计（说明书）水龙头自动开关控制电路的设计班级/ 学号学生姓名指导教师课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目水龙头开关控制电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个水龙头自动开关控制电路，技术指标如下：①通过光感应部件，在有用水需求时，电路控制自动打开水龙头开关；②在自动打开水龙头开关一段时间后，电路能自动关闭水龙头开关；③电路具有调节水龙头开关打开时间的功能；④要求设计直流电源电路。
二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1.阎石主编. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年2．赵淑范、王宪伟主编. 电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩指导教师日期一、概述随着科技的发展，社会的进步，水资源短缺成为世界各国普遍面临的严峻问题。
而水又是不可再生资源，我国又是一个严重缺水的国家，淡水资源更是极度缺乏，因此节约用水是我们每个人应尽的职责。
红外线自动开关水龙头就是一个非常好的节水器件。
红外线自动控制开关水龙头具有伸手就来水离开就关闭的功能，非常适用于公共洗手间等公共场所，使用方便、卫生，不会产生冒、漏、滴等现象，且制作、安装极为容易。
节水水龙头的发展日新月异，红外线控制自动开关水龙头就是其中的代表。
您可以根据自身的需要，自行调节安装在水龙头内的节水器，自由转换控制节水率。
同时其快速开启和关闭的方式同样也是传统螺旋式所不及的，从而更加强了节水效果。
新型水龙头封闭严密、感应灵敏、关闭速度比老式水龙头快10倍，节水效果显著。
因此，研究红外线控制自动开关水龙头及其应用有着非常重要的意义。
淮海工学院产品语意设计设计说明书题目：水龙头设计学院：艺术学院专业：工业设计班级：设计092 姓名：路忠学号： 180914210 指导老师：张兆龙2012 年05 月25日目录水龙头设计说明 (3)1 课题背景资料 (3)1.1课题来源 (3)1.2目标市场 (3)1.3目标人群 (3)2 市场调查 (4)2.1问卷调查 (4)2.2 市场调查内容 (5)2.3 同类产品调查 (5)2.4 产品设计定位 (6)3 产品造型设计分析 (7)3.1 方案一 (7)3.2 方案二 (8)3.3 方案三 (9)4 方案优化及最终方案说明 (10)4.1 优化后的产品最终方案及说明 (10)4.2 产品细节及效果图 (10)5 产品可行性分析 (12)5.1 产品主要特点 (12)5.2 外形设计 (12)5.3 功能设计 (12)5.4 结构设计 (12)5.5 材质设计 (12)5.6 人机分析 (12)水龙头设计说明1 课题背景资料1.1课题来源二十一世纪的消费市场发生了巨大的变化，物质的富足促进了生活思潮，众多消费者开始对生活的品位有了自己的独到的理解和权益，他们高扬精致生活，物质主义、文化情趣、个性、自我等旗帜、打造自己的完美生活空间，以往许多家庭购买水龙头时，单纯认为“能用就行”。
如今，随着家居装修风格日益明显化，卫浴空间也开始处处张扬个性，为了创造个性的卫浴空间，从水龙头、脸盆、淋浴设备到卫浴配件等，独特的设计，处处都彰显着个性和不凡的品位，经典艺术设计突破了惯用的思维方式，将水龙头当做一件艺术品来并合使用,给卫浴空间带来几分文化气息。
在这种新消费的观念下，艺术水龙头使用户又有品位又可观赏价值，艺术水龙头增加了富有感的人性化设计，细分顾客群体，关注不同年龄层次的实际需求。
德国高仪是欧洲最大的、世界领先的卫浴产品与系统供应商及环球性出口商，它坚守创始者讲求密度和高品质的精神，业务遍及欧亚及其他地区，美誉传遍天下。
作品名称：新型停水自闭水龙头
姓名学号：
指导老师：
日期：2013年11月10日
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目录
一、设计的背景与意义 (3)
二、设计的目标与任务 (4)
三、作品介绍 (5)
四、工作原理结构图 (7)
五、整体机构与零件组成 (8)
六、工作性能分析 (12)
七、设计总结 (13)
一、设计的背景与意义
水资源现已成为人类不可缺少的重要物质，是一切生物赖以生存的保证。
但是随社会的飞速发展工业化的进程不断加快，经济人口不断地增长。
导致水资源的需求消耗也随之不断提高；以及生活中各种对水的不合理开发与利用造成的水浪费越来越剧烈。
因此水资源的供应与需求之间的矛盾形势严峻，这以成为每一个国家每一个社会的难题。
这都要求我们节约每一滴水资源不浪费水每一点水,从身边的小事做起用水后记得关水龙头。
在实际生活中我们常常在停水后却忘记了关水龙头，当第二次来水时由于水龙头任处在开水的状态造成大量资源浪费甚至出现水漫金山的壮观现象，对生活也产生了不必要的麻烦，这些都是我们不愿意看到的。
在这种背景于是我们提出了创新式停水自闭及自动报警语音、温度监控水龙头的制作，使我们生活中停水后忘记关龙头而再次来水造成的水资源大大的浪费现象得以解决。
在市场中我们通过调查虽然有电子控制系统的自闭水龙头却无纯机械机构龙头，且它的成本价格贵、维修困难这使得普通家庭、学校等公共场所往往普及存在着众多的弊端。
我们设计的机械式龙头特点于下：
1. 设计结构简单，能够实现停水自锁；
2 在龙头中添加了电子芯片有拥有停来水自动报警、水温监测MP3播放功能于一体众多功能的人性化设计；
3设计源于普通龙头的创新，能够在原有龙头基础上进行加工制作造价便宜节约了资源；
正是这些优势相信它的设计一定能够受到市场的欢迎青睐，进入普通家庭等公共场所也会很好的改善水资源浪费的现象。
为节约每一点水贡献我们一份力量。
二、设计的目标与任务
根据人们生活中的水资源浪费的现象的原因分析，需要我们通过创新的龙头杜绝该浪费现象且改变生活中忘记关水龙头的现象帮助人们养成良好的生活习惯作风，于是我们通过讨论提出了以下的设计目标意见：
1、实现停水的一瞬间迅速堵塞通水管道并且等下次来水时
够有自锁的功能并需要手动才能够开启龙头。
2、通过电子芯片的设计能够自动报警提醒人们，具有额外的以人为中心的功能;如：洗漱时能够有音乐播放使人沉浸在轻松的氛围中以及对水温检测提示等不同功能的龙头。
3、主要自锁部分结构简单运动要平稳无误，加工成本低不
变原有龙头的内部结构。
4、对于各种式样的龙头都需要提出不同的设计自锁方案与其行成配套，从而创新出一系列龙头停水自闭功能，且制作的美观使用寿命长的特点。
综合考虑上述的目的要求，我们的任务也由此它而产生；这都要
求我们一步一步的分析问题，打破传统思维观念的束缚，通过在普通的龙头上添加装置进行改装而实现最终的目的要求。
设计多个不同结构新型多功能水龙头，形成一系列产品为生活提供方便;另外运动时不需要提供额外的动力源造成设计困难。
在设计过程中我们也充分考虑各种规格龙头大小，让它结构设计上能够统一标准而为我们的各式各样的龙头创新提供快捷简便的方法。
这是通过我们在实际加工中不断摸索得到的结果，反复不断地试验最终实现我们的目的达到我们想要的结果。
这都是在加工当中需要仔细讨论解决的任务与问题.
三、作品介绍
新型停水自闭水龙头适用于各种洗漱台、面盆等的安装，在其中的自锁装置结构中我们采用了两种不同的实现方式运用于不同的场合。
设计一：采用磁铁的吸引力实现结构的运动，具有灵敏、速度快精准的优势；设计二：采用压缩弹簧的方式储存能量控制机构的运动实现停水自锁，具有力量大、可控距离长的优势；
作品装配图图3-1所示:
图3-1 作品整体效果图
（一）作品功能
1能够很好地解决生活中停水时开关未闭合浪费水的现象；
2改变以往单调的洗漱情形能够在任意时刻提供音乐播放；
3 通过单片机技术为使用者对热水加热时间把握提供相关信息；（二）作品组成部分
1自锁机构为一个T字形状，为作品设计的核心部分。
在其下部与水管相连接，里面由活塞连杆等组成实现对运动的控制。
2 电子芯片通过程序语言的编写输入单片机控制整个电路，实现水温显示，水位的测试等功能。
3 其他未改动部分与普通龙头的结构一致。
（三）作品材质
材料方面我们整体外壳均采用不锈钢材料，它拥用着加工方便、成型简单、强度适中的特性；连杆采用45号钢加工成，切削性能好、抗弯矩能力强、刚度高；内部活塞我们采用密封性好、精度高的注射器与管螺纹相粘接。
这是我们的一大特色，所有材料简单都为生活日
常所见。
经过反复试验这些材料均达到了设计的使用要求；这为加工提供了很大的方便。
四、工作原理结构图
工作原理：该机械机构的运动是依靠水管中的水压大小而控制活塞杆与连杆分别上下与水平运动，使得管道里的水不能正常进入水龙头内部。
当停水时水压为零活塞杆随之下降且不能自动复位（死点位置），实现自锁使得水被活塞堵在龙头外面；当二次供水时，由于活塞杆没有手动水平拉出龙头仍然不能正常出水；这时需要手动拉出连杆使得活塞杆被压上，水才能正常进入龙头使其正常运作。
方案一：图4-1·a 活塞下降后采用磁吸铁原理控制连杆的水平运动
方案二：图4-1·b 活塞下降后采用弹簧伸缩实现带动连杆的运动
两种设计方案有着不同的优势需要我们具体情况实际采用不同优选适宜方案。
图4-1作品整体装配图
a b
1 1
4
6 6 4
3 3
2 5
2 5
1开关2电子芯片控制部分3活塞杆
4连杆5通水孔6普通龙头内部结构
五、整体机构及零件组成
作品机构的整体设计简单，但是能够很好地实现我们所要求的目的。
这样能过大大减少作品的加工复杂性。
下面是重要零件的设计图
纸及机构分解图。
（图5-1；自锁装置分解图图5-2：活塞柱设计图
纸图5-3: 连杆设计图纸）
图4-2 运动过程顺图
图5-1
5有水通过龙头始终正常工作 5有水通过龙头正常工作 供维持水时3始终被压上
突然停水3下降4
被复位 3被4
卡死不能往压上 5无水通过龙头
不能正常工作
手动拉出3 4被水压上
图5-2
图5-3
设计的整体上保持原有水龙头的内部结构没有发生变化。
添加的装置中的连杆、活塞柱设计长度需要精确计算，加工的过程精度高，这样才能保证运动的正确性，防止干涉的产生。
对于外壳直径的计算
1
我们依据注射器的直径加工，保证了整体的密封性能；注射器的大小选择由管螺纹的内径决定。
电路控制部分我们采用了传感器加芯片技术，通过三个水位点的测量为使用者提供智能语音。
图5-4所示：
图5-4
设计运用集成电路体积小、易装配，电源功率消耗低成本低。
不同系列的龙头我们均采用类似零件组装成，只是大小尺寸略有细微改变。
原理都基本相同只为我们制造成型方面减少了很多繁琐问题，实现了产品由单一向整体的转换。
六、工作性能分析
准确无误运动是设计的最终任务，设计过程中我么运用软件进行运动仿真测试测试结果均能达到设计目的。
实际制作过程中我们经过多道工序的加工控制误差保证精度，反复试验力求完美无暇，同时组装也充分考虑了外观美洁。
最后的作品出来，进行试水操作。
机构停水瞬间，自锁机构反应迅速复位平稳无其他阻力干扰。
电路报警等也无延迟显示的等现象产生。
可操作性、实用价值高能够很好地解决水浪费的问题。
同时我们总结了一些重要问题及我们相应的解决办法：
1 对于活塞与壁的密封性问题我们适当加大活塞的尺寸或减小壁的内径，使两者紧密配合；
2运动过程中的摩擦阻力过大问题，我们在零件连接部位使用润滑剂，同时提高加工的表面光洁度减小粗糙度；
3水位测量不准确防止语音乱报的情况，我们运用三个高低感应触点；
4 为减少温度监控中的误差，我们多次试验确定了平均误差值，通过程序的改变相应数值大小输入单片机消除误差；
5 对于一些细小零件加工困难的问题，我们通过在废品站中找寻的办法结果产生了许多意外收获，为加工提供了很大的方便。
（一）创新点
1,、将龙头的功能大大增加，突破传统思维如使用音乐功能；
2形成了一系列的各式各样停水自闭产品龙头能够使市场的大部分龙头都通过该方法改良；
3设计工艺好大量加工生产方便，材料来源大多于生活废旧物品，降低了成本；
4 考虑安装问题我们设计了一套更清洁、卫生的洗漱台与之配套，功能齐全操作方便造型美观；
（二）市场前景分析
该设计没有改变原有普通龙头的内部结构，符合人们长久来的使用生活习惯，设计美观；维修装配简单成本较低。
这使得我们与市场的其他纯电子式样停水龙头相比竞争优势明显，更适用于广大普通家庭、学校、医院等公众场所的安装。
市场的适应性很强并且能获得较高的产品附加价值。
（三）结尾
通过这次创新设计更让我们明白创新意识不仅来源于生活的启示，它更来源于自身的实践；只有不断的实践才能把我们的意识灵感转化为产品。
这一过程中往往需要坚定地毅力与决心，克服重重困难才能最终取得胜利。
在此次设计中我们得到了许多老师与同学的帮助，是你们给我们信心勇气，在此特向大家表示衷心感谢。
