TWI567390B - Can be automated production of water quality sensor - Google Patents

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TWI567390B
TWI567390B TW105104472A TW105104472A TWI567390B TW I567390 B TWI567390 B TW I567390B TW 105104472 A TW105104472 A TW 105104472A TW 105104472 A TW105104472 A TW 105104472A TW I567390 B TWI567390 B TW I567390B
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Chin Feng Chen
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Solteam Opto Inc
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Description

可自動化生產之水質感測器
本發明係提供一種可自動化生產之水質感測器，尤指殼體內部為裝設有感測模組，並使二對接座結構相同皆可提供光發射體與光接收體安裝，且二對接座安裝方向為相差180度角利用自動化插件方式分別組裝於電路板上，進而達到提升生產效率及節省成本之效用。
按，隨著電子科技時代不斷進步，許多可方便使用的家電產品相繼問世，並在日常生活中可透過不同的家電產品來進行快速處理，以減少人工作業的耗時、費工與不完善，而一般需要利用水源來進行作業之家電產品中，例如洗衣機、洗碗機等，係利用其機體內部之水流配合清潔液、洗滌劑等進行清洗之作業，即可不需透過動手而將衣物、碗盤及餐具等清洗乾淨。
再者，一般洗滌家電在清洗的過程中，其機體內部之水流會因待清洗物件上所伴隨的灰塵、細屑或清潔液、洗滌劑等物質的影響，造成水質的濁度相對提高，必須透過多次的重複清洗作業，才能達到將待清洗物件清洗乾淨之目的，所以許多較先進的洗滌家電中都會安裝有一水質感測器，並利用水質感測器偵測水質的濁度值，再根據濁度值設定清洗作業模式，其目的在於提升洗滌的效能，並達到節能節水之效用，此外， 一般在供給民生用水之河川或水源區及工業區的流放水處，也會安裝水質感測器來對水質進行監控，但是水質感測器一般而言售價偏高，因此較多應用在工業領域中，民生使用並不普及，所以要如何降低水質感測器生產的成本一直是廠商所需面對的重要課題。
請參閱第十圖所示，習用水質感測器係包括有殼體(圖中未示出)及裝設於殼體內之感測模組A，其中該感測模組A之電路基板A1二側同向延伸有支臂A11，並於支臂A11表面上前後二側處皆設有凹槽A12及扣孔A13，而定位座A2二側同向延伸有延伸部A21，且二延伸部A21上之收納槽A211內分別裝設有光發射器A3及光接收器A4，當定位座A2與電路基板A1組裝時，便需要先將定位座A2為向前傾斜一角度，並使各延伸部A21前側下方處之定位卡柱A22向後嵌卡於支臂A11之凹槽A12內後，再施力下壓於定位座A2以定位卡柱A22作為支點產生向下旋動，使其卡勾A23扣持於扣孔A13內結合成為一體。
惟該現有水質感測器組件皆需要人工組裝，其組件並無自動化生產所需設計，近年來由於製造產業人工與經營成本上升，且因人為組裝不良導致增加額外的成本，使人工組裝的費用佔總生產費用的比例居高不下(大約49%)，然而，原有的定位座A2組裝時需要傾斜一角度才能組裝，便無法利用自動化插件直上直下的方式來進行組裝，導致定位座A2只能採用人工組裝不僅相當的耗時與費工，整體生產效率亦較差，且該定位座A2結構複雜，造成模具製造設計上所需之成本也相對提高，所以為了因應生產線自動化與製程需求，若能提供一種可自動化組裝生產 之水質感測器，使生產效率提高而降低成本，藉此提高民生使用普及率，便為從事於此行業者所亟欲研究改善之關鍵所在。
故，發明人有鑑於上述習用之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試作與修改，始設計出此種可自動化生產之水質感測器發明專利誕生。
本發明之主要目的乃在於感測模組為裝設於殼體基座之容置空間內，並包括電路板及裝設於電路板上之至少一組對接座，且電路板二側同向延伸有嵌入於基座二凸伸部內之定位板，此種對接座結構設計相同可提供光發射體與光接收體皆能安裝，並使二對接座安裝方向為相差180度角而利用自動化插件方式分別組裝於電路板上，便可實現自動化組裝以取代人工組裝及減少人為因素組裝不良，並可降低人力與生產成本，同時確保製造的品質與良率，且因對接座為模組共用不需備料，亦不需針對光發射體與光接收體開發多套不同的模具，可使對接座模具成本及數量皆減少為原有的一半，進而達到自動化組裝、提升生產速度與效率及可節省成本之效用。
本發明之次要目的乃在於感測模組於電路板所具之定位板表面上為設有複數插孔及限位孔，並於定位板二側處向內剖設有卡持槽，而每組之二對接座結構相同，其內部之容置槽分別裝設有光發射體及光接收體，並於各對接座底部設有向下穿入於限位孔中之複數定位柱及向下扣持於卡持槽內之複數扣接片，且光發射體與光接收體底部具有向下穿入於插孔中形成電性連接之複數接腳，此種對接座為可利用尺寸大小不同之定 位柱配合電路板孔徑大小不同之限位孔進行對位組裝，以防止二對接座反插或誤裝造成無法正常運作或功能失效，亦可降低重工之成本。
本發明之另一目的乃在於殼體基座之容置空間位於二凸伸部間一側靠近中央處為設有凸肋條，並於感測模組之電路板端緣位於二定位板間向內剖設有嵌扣槽，當電路板朝基座之容置空間推入時，可使電路板之二定位板嵌入至凸伸部內，並於電路板推入至定位後，可將電路板之嵌扣槽與基座上之凸肋條相互嵌卡，以防止電路板組裝時反插或誤裝而具有防呆之功能。
1‧‧‧殼體
10‧‧‧容置空間
101‧‧‧開口
11‧‧‧基座
110‧‧‧通道
111‧‧‧凸伸部
1111‧‧‧凸肋條
112‧‧‧定位部
1121‧‧‧隔板
1122‧‧‧嵌槽
113‧‧‧凸扣
114‧‧‧限位槽
115‧‧‧卡制塊
12‧‧‧外蓋
120‧‧‧槽孔
121‧‧‧扣孔
122‧‧‧嵌扣塊
123‧‧‧定位槽
124‧‧‧扣耳
1241‧‧‧定位卡孔
13‧‧‧防水墊圈
2‧‧‧感測模組
21‧‧‧電路板
211‧‧‧定位板
2111‧‧‧嵌扣槽
212‧‧‧插孔
213‧‧‧限位孔
214‧‧‧卡持槽
215‧‧‧側板
22‧‧‧對接座
221‧‧‧容置槽
2211‧‧‧凹孔
222‧‧‧定位柱
223‧‧‧扣接片
224‧‧‧導軌板
23‧‧‧光發射體
231‧‧‧發光面
232‧‧‧接腳
24‧‧‧光接收體
241‧‧‧收光面
242‧‧‧接腳
25‧‧‧傳輸介面
251‧‧‧插座
252‧‧‧導電端子
A‧‧‧感測模組
A1‧‧‧電路基板
A11‧‧‧支臂
A12‧‧‧凹槽
A13‧‧‧扣孔
A2‧‧‧定位座
A21‧‧‧延伸部
A211‧‧‧收納槽
A22‧‧‧定位卡柱
A23‧‧‧卡勾
A3‧‧‧光發射器
A4‧‧‧光接收器
第一圖 係為本發明之立體外觀圖。
第二圖 係為本發明另一視角之立體外觀圖。
第三圖 係為本發明之立體分解圖。
第四圖 係為本發明另一視角之立體分解圖。
第五圖 係為本發明感測模組於組裝前之側視圖。
第六圖 係為本發明感測模組於組裝後之側視圖。
第七圖 係為本發明感測模組與殼體於組裝前之立體分解圖。
第八圖 係為本發明感測模組與殼體於組裝中之立體外觀圖。
第九圖 係為本發明感測模組與殼體於組裝後之俯視剖面圖。
第十圖 係為習用水質感測器組裝時之動作示意圖。
為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構 造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。
請參閱第一、二、三、四圖所示，係分別為本發明之立體外觀圖、另一視角之立體外觀圖、立體分解圖及另一視角之立體分解圖，由圖中可清楚看出，本發明之可自動化生產之水質感測器為包括有殼體1及感測模組2，其中：
該殼體1為具有由透光材質所製成之基座11，並於基座11二側同向延伸有凸伸部111，且二凸伸部111之間形成有開放狀之通道110，而基座11之中空內部相對於二凸伸部111另側處為形成有具開口101之容置空間10，並於基座11之開口101處罩覆結合有外蓋12，且外蓋12表面上開設有槽孔120，再於基座11相鄰於二凸伸部111所形成之階面處套接有一防水墊圈13。
再者，基座11之容置空間10位於二凸伸部111間之一側靠近中央處為設有凸肋條1111(如第七、八圖所示)，並於容置空間10內壁面處設有相對之定位部112，且各定位部112為分別具有延伸至凸伸部111中空內部之複數隔板1121及由二相鄰隔板1121間所形成之嵌槽1122，而基座11外部相鄰於開口101處為設有複數凸扣113，並於基座11各二相鄰凸扣113之間為由開口101處朝凸伸部111方向皆剖設有限位槽114，且基座11外部位於凸伸部111與凸扣113之間設有卡制塊115。
然而，上述之外蓋12周邊所彎折延伸之環狀邊板(圖中未示出)處為設有複數扣孔121，並於外蓋12內壁面處位於各二相鄰 扣孔121之間設有T形狀之嵌扣塊122，且外蓋12端緣為朝槽孔120方向剖設有定位槽123；另，外蓋12周邊處為先相對向外延伸再朝基座11方向彎折有懸空狀之扣耳124，並於扣耳124表面上皆設有鏤空狀之定位卡孔1241。
該感測模組2為包括有電路板21及裝設於電路板21上之至少一組對接座22，並於電路板21二側同向延伸有定位板211，且電路板21端緣位於二定位板211間之一側靠近中央處為向內剖設有嵌扣槽2111(如第七、八圖所示)，而電路板21之二定位板211表面上為分別設有複數插孔212，並於各二相鄰插孔212之前後二側處皆設有孔徑大小不同之限位孔213，且定位板211之左右二側處分別朝各二相鄰插孔212間向內剖設有卡持槽214，再於電路板21之二定位板211外側處朝外延伸有相對之側板215。
此外，感測模組2各二相對之對接座22內部為分別形成有開口向上之凹陷狀容置槽221，並於對接座22之容置槽221內分別裝設有光發射體23及光接收體24，且各二相對之對接座22安裝方向相反而相差180度角，再於各二相對之對接座22內側處為由容置槽221頂部向內剖設有相對之凹孔2211，而光發射體23與光接收體24相對內側處為分別形成有外露於對接座22的凹孔2211處之發光面231及收光面241，並於光發射體23與光接收體24底部皆具有分別穿出至對接座22下方處之複數接腳232、242；又，對接座22底部之前後二側處為設有尺寸大小不同之定位柱222，並於對接座22底部相鄰於定位柱222之另側處設有相對之扣接片223，且二對接 座22之左右外側處分別設有凸出之導軌板224；另外，感測模組2位於電路板21後側中央處為設有具插座251或插接部(如複數接點)之傳輸介面25，並於插座251內定位有複數導電端子252，且各導電端子252為分別焊固於電路板21上形成電性連接。
而感測模組2之電路板21上為可進一步設有驅動電路、控制晶片或以傳輸線外接於驅動電路上，並由驅動電路或控制晶片來驅動光發射體23與光接收體24進行運作，惟此部分有關驅動電路或控制晶片之構成因非本案之創作要點，茲不再作一贅述。
請搭配參閱第五、六、七、八、九圖所示，係分別為本發明感測模組於組裝前之側視圖、組裝後之側視圖、感測模組與殼體於組裝前之立體分解圖、組裝中之立體外觀圖及組裝後之俯視剖面圖，由圖中可清楚看出，當本發明之感測模組2於組裝時，係先將對接座22為利用自動化插件的方式組裝於電路板21之定位板211上，並使對接座22之各定位柱222分別向下穿入於定位板211上對應之限位孔213中，且可透過定位柱222之導引作用使光發射體23或光接收體24之各接腳232、242分別向下穿入於定位板211上對應之插孔212中，再施力下壓對接座22使其底部抵靠於定位板211表面上後，便可將對接座22之各扣接片223分別扣持於定位板211上對應之卡持槽214內呈一定位，使對接座22可穩固的垂直組裝於定位板211平面上，同理可依照上述之方式將後續對接座22利用自動化插件方式組裝於電路板21之另一定位板211上，並使另一對接座22穩固的垂直組裝於定位板211平面上後形成直立狀態，而每組之二對接座22安裝方向為相 差180度角，且光發射體23與光接收體24上之發光面231、收光面241形成相互對正後，再將光發射體23與光接收體24之各接腳232、242利用穿孔(Through Hole)焊接的方式焊固於電路板21上對應之插孔212處形成電性連接。
而感測模組2組裝的過程中，可利用對接座22底部尺寸大小不同之定位柱222，並配合電路板21上孔徑大小不同之限位孔213進行對位組裝，以防止二對接座22因反插或誤裝所造成光發射體23與光接收體24無法正常的運作或功能失效之問題，亦可降低重工所耗費之成本，此種對接座22之結構設計相同，不但可提供光發射體23與光接收體24皆能安裝，並使二對接座22安裝方向為相差180度角而利用自動化插件的方式分別組裝於電路板21上，便可實現自動化組裝，以取代人工組裝及減少人為因素組裝不良等，並可降低人力與生產成本，同時確保製造的品質與良率，且因對接座22為模組共用設計不需備料，亦不需針對光發射體23與光接收體24開發多套不同的模具，可使對接座22模具成本及數量皆減少為原有的一半，進而達到自動化組裝、提升生產速度與效率及可節省成本之效用。
續將感測模組2之電路板21為朝殼體1之基座11內部容置空間10推入，並使電路板21二側同向延伸之定位板211及二對接座22之導軌板224沿著定位部112之嵌槽1122嵌入至凸伸部111內，且待電路板21推入至定位，便可將電路板21之側板215擋止於嵌槽1122處，並利用基座11位於二凸伸部111間一側靠近中央處之凸肋條1111結構設計，使電路板21位於二定位板211間 之嵌扣槽2111可與凸肋條1111相互嵌卡，以防止電路板21與基座11組裝時反插或誤裝而具有防呆之功能。
而後便可將外蓋12為罩覆定位於基座11上，並使電路板21上之傳輸介面25外露且位於外蓋12之槽孔120處，再施力按壓於外蓋12使其扣孔121與基座11上對應之凸扣113相互扣合，同時將嵌扣塊122嵌卡於基座11上對應之限位槽114內，以及定位槽123與卡制塊115相互扣合，使感測模組2穩固的安裝於殼體1之容置空間10內部，便可完成本發明整體之組裝。
當本發明之水質感測器於使用時，可先將殼體1裝設於洗滌家電(如洗衣機、洗碗機或其他需要利用水源之設備等)之機體(圖中未示出)內部，並使基座11二側同向延伸之凸伸部111穿入至機體內部之作業區間，以及外蓋12周邊處之扣耳124利用定位卡孔1241結合於機體上成為一體，且可透過基座11上所套接之防水墊圈13使作業區間內部之水源不會洩漏至外部，再將感測模組2之傳輸介面25利用傳輸線連接至機體之控制系統(圖中未示出)上，便可藉由光發射體23配合光接收體24進行水質濁度之偵測。
而洗滌家電進行清洗作業時，其作業區間除了水流以外，並含有添加之清潔液或洗滌劑，以及待清洗物件(如清洗的衣物或碗盤、餐具等)，該清潔液或待清洗物件上之雜質(如灰塵、細屑、殘渣、懸浮微粒或污漬等各種物質)，均會導致作業區間內部之水流容易產生混濁不清的現象，便可藉由洗滌家電之控制系統運作時，使作業區間內部之水流通過殼體1二凸伸部111間所形成之通道110處，並驅動感測模組2 之光發射體23朝通道110方向投射光線，則大部分的光線在接觸到水流中之雜質時便會產生散射的現象，且該等沒有被散射的透射光線會被光線路徑上之光接收體24進行接收，即可透過光接收體24將其接收到的光線變化轉換成感測訊號，並經由傳輸介面25傳輸至洗滌家電之控制系統來進行判斷出水流的濁度值後，再進一步設定或操作後續之清洗作業，以達到提升洗滌效能之目的，並具有節能節水之效用。
是以，本發明主要為針對感測模組2為裝設於殼體1基座11之容置空間10內，並包括有電路板21及裝設於電路板21上之至少一組對接座22，且電路板21二側同向延伸有嵌入於基座11二凸伸部111內之定位板211，此種對接座22結構相同可提供光發射體23與光接收體24皆能安裝，並使二對接座22安裝方向相差180度角利用自動化插件方式分別組裝於定位板211上，便可實現自動化組裝以取代人工組裝及減少人為組裝不良，並可降低人力與生產成本，且對接座為模組共用可減少模具成本及數量，進而達到自動化組裝、提升生產效率及節省成本之效用。
上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。
綜上所述，本發明上述可自動化生產之水質感測器為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人 之辛苦發明，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。
1‧‧‧殼體
11‧‧‧基座
110‧‧‧通道
111‧‧‧凸伸部
113‧‧‧凸扣
114‧‧‧限位槽
115‧‧‧卡制塊
12‧‧‧外蓋
120‧‧‧槽孔
121‧‧‧扣孔
122‧‧‧嵌扣塊
123‧‧‧定位槽
124‧‧‧扣耳
1241‧‧‧定位卡孔
13‧‧‧防水墊圈
2‧‧‧感測模組
21‧‧‧電路板
211‧‧‧定位板
2111‧‧‧嵌扣槽
212‧‧‧插孔
213‧‧‧限位孔
214‧‧‧卡持槽
215‧‧‧側板
22‧‧‧對接座
221‧‧‧容置槽
2211‧‧‧凹孔
222‧‧‧定位柱
223‧‧‧扣接片
224‧‧‧導軌板
23‧‧‧光發射體
231‧‧‧發光面
232‧‧‧接腳
24‧‧‧光接收體
242‧‧‧接腳
25‧‧‧傳輸介面
251‧‧‧插座
252‧‧‧導電端子

Claims (10)

  1. 一種可自動化生產之水質感測器，係包括有殼體及感測模組，其中：該殼體為具有基座，並於基座二側同向延伸有凸伸部，且基座內部相對於二凸伸部之另側處形成有具開口之容置空間，再於開口處罩覆結合有外蓋；該感測模組為裝設於殼體之容置空間內，並包括電路板及裝設於電路板上之至少一組對接座，其電路板二側同向延伸有嵌入於基座二凸伸部內之定位板，且二定位板表面上設有複數插孔及限位孔，再於定位板二側處向內剖設有卡持槽，而每組之二對接座結構相同其安裝方向為相反相差180度角，並於二對接座內部所形成之容置槽分別裝設有光發射體及光接收體，且各對接座底部設有向下穿入於限位孔中之複數定位柱，以及向下扣持於卡持槽內之複數扣接片，又光發射體與光接收體相對內側處為分別形成有發光面及可接收發光面光線路徑上所投射的光線之收光面，並於光發射體與光接收體底部皆具有向下穿入於插孔中形成電性連接之複數接腳。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體基座之二凸伸部間為形成有開放狀之通道，並於基座相鄰於二凸伸部處套接有一防水墊圈。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體基座之容置空間位於二凸伸部間之一側靠近中央處為設有凸肋條，並於感測模組之電路板端緣位於二定位板間向內剖設有與凸肋條相互嵌卡之嵌扣槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體基座之容置空間內壁面處為設有相對之定位部，並於定位部分別具有延伸至凸伸部內之複數隔板，且各二相鄰隔板之間形成有可供感測模組的定位板沿著其嵌入至凸伸部內之嵌槽。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體之基座外部相鄰於開口處為設有複數凸扣，並於基座各二相鄰凸扣之間朝凸伸部方向皆剖設有限位槽，且外蓋周邊處設有與凸扣相互扣合之複數扣孔，再於外蓋內壁面處位於各二相鄰扣孔之間設有嵌卡於限位槽內之複數嵌扣塊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體之外蓋表面上為開設有槽孔，並於感測模組之電路板上設有外露且位於槽孔處之傳輸介面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該殼體之外蓋周邊處為相對向外延伸有朝基座方向彎折之扣耳，並於扣耳表面上皆設有定位卡孔。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該感測模組之對接座為向下組裝於電路板之定位板上，並使對接座垂直於定位板平面上形成直立狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該感測模組之電路板表面上位於各二相鄰插孔前後二側處為設有孔徑大小不同之限位孔，並於對接座底部前後二側處皆設有向下穿入於限位孔中且尺寸大小不同之定位柱。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之可自動化生產之水質感測器，其中該感測模組各二相對之對接座內側處為由容置槽頂部向內剖設有相對之凹孔，並於二對接座內裝設之光發射體與光接收體相對內側處分別形成有外露於凹孔處之發光面及收光面。
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