技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体讲是一种水杯清洗器。

背景技术

水杯是人们日常生活中每天必须会用到的物品，人们用它来盛水，但是，水中是有杂质 的，水杯的使用时间一长，很容易在水杯内壁形成一层水垢，尤其是喝茶的杯子，茶垢更加 容易附着在杯子的内壁，这样，会影响水质的洁净，人们需要定期对水杯进行清洗。但是， 人们在进行水杯清洗时，往往在杯口处容易将水垢清洗干净，而杯子底部则清洗起来非常困 难，或者对于一些杯身较窄的水杯来说，清洗起来就更加困难。

因此，市面上出现了一种带有海绵的清洗器，如国家知识产权局网站上公开的CN103799 941A的“水杯清洗器”，它包括清洗杆和海绵球，清洗杆截面呈T型，由位于上方水平设置 的把手和位于下方垂直设置的连接杆组成，连接杆外包裹有海绵球，海绵球内侧通过胶水与 连接杆粘牢。但是，这种带有海绵的清洗器，由于海绵球与连接杆是通过胶水粘牢的，因此 海绵球与连接是不能拆卸的，海绵球有多大的尺寸，就只能适用于多大尺寸的水杯，不同尺 寸的水杯就要配备不同的清洗器，因此，投入的成本高。

针对上述这种水杯清洗器，国家知识产权局网站上公开了CN203576458U的“一种水杯清 洗器”，它同样包括了清洗杆和海绵体，清洗杆底端通过螺纹固定在底座上，清洗杆顶端固定 有手轮，海绵体为中空圆柱形，且套装在清洗杆上。但是，这种水杯清洗器，却存在着操作 不便的问题，这是由于海绵体虽然是套装在清洗杆上，但是，海绵体本身具有的变形度极高 的弹性使得海绵体与清洗杆之间的连接并不稳定，甚至出现在清洗水杯的过程中海绵体与清 洗杆之间产生想到旋转的现象，这样，当手轮带动清洗杆在转动时，海绵体并不会随之转动， 从而造成水杯无法得到清洗。

国家知识产权局网站上又公开了CN102846293A的“杯子清洗器”，它包括电机、连接杆 和手柄，连接杆安装在手柄上，电机装在手柄内部，连接杆一端与电机主轴相连，连接杆另 一端固定连接有清洗部件，清洗部件为毛刷或棉布。但是，这种杯子清洗器同样存在的问题 是：一方面连接杆与清洗部件连接的一端，其尺寸也是个定值，它不会随着杯子口径的变化 而发生变化，因此，它也只能清洗杯子内径比连接杆直径大的杯子；另一方面，连接杆是刚 性零件，而它是要伸入杯子内进行清洗操作的，因此，连接杆在转动的过程中，有可能出现 由于电机的不稳定而带动的连接杆转动的不稳定，这样，连接杆就有可能与杯子发生碰撞， 如果是玻璃或者陶瓷制成的杯子，则会造成杯子的破碎，如果其他材质制成的杯子，也会造 成杯子内壁破损的现象，从而杯子无法使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种清洗效果好、对杯子本身不会造成伤害的水杯 清洗器。

为解决上述技术问题，本发明提供的水杯清洗器，它包括底座、转台、气管、气囊、吹 气装置和驱动装置；所述的驱动装置安装在底座上并且其动力输出端与转台的下端连接，转 台的下端转动连接在底座上端，吹气装置安装在底座的底部；所述的气管的下端固定连接在 转台上，气囊的外表面布满用于清洗污垢的摩擦颗粒，气囊套在气管外且气囊的开口端与转 台密封连接，待清洗的水杯套置在气囊外。

所述的驱动装置包括电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和联接管轴，电机安装在底座上， 电机的动力输出轴与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮和从动锥齿轮呈直角相交轴的啮合连接， 联接管轴竖直放置并通过键连接在转台的中心处，联接管轴的下端与从动锥齿轮的端面固定 连接。

所述的气管的下端紧配在联接管轴内，气管的上端为弹性弯曲端。

作为第一种结构，所述的气囊的开口端与转台密封连接是指，气囊的开口端套接在转台 的上端并通过抱箍将气囊开口端压紧在转台外周壁上。

作为第二种结构，所述的气囊的开口端与转台密封连接是指，该连接处包括锁紧螺母； 转台从上往下分为上中下三段，其中转台的下端转动连接在底座上，转台的中段设有外螺纹， 转台的上段为锥台；所述的锁紧螺母的下端螺纹连接在转台的中段，锁紧螺母的上端内孔壁 为与转台的上段锥台相配合的锥面，气囊的开口端被夹紧在锁紧螺母的上端与转台的上段锥 台之间。

所述的吹气装置包括吹气头、顶出机构、可伸缩的波纹管和气泵，吹气头连接在顶出机 构上，吹气头的下端与波纹管的一端连接，波纹管的另一端与气泵的出气口连接，气泵固定 连接在底座的底部，顶出机构滑动连接在底座的底部；所述的从动锥齿轮具有供吹气头通过 的轴向通孔，联接管轴在与从动锥齿轮连接的端口处设有阀门。

所述的顶出机构包括顶板、导杆、弹簧、导向套和底板，导向套、弹簧和导杆的数量均 为两个且分为两组，分别位于波纹管的两侧；导向套固定连接在底座上，导杆滑动连接在导 向套内，并且两个导杆的上端分别连接在顶板的两端，两个导杆的下端分别连接在底板的两 端；两个弹簧分别套接在两个导杆上，并且弹簧的一端与顶板抵紧，另一端与底座抵紧。

所述的顶出机构内还设有限位杆，限位杆竖直放置且位于顶板下方，限位杆的下端与底 座固定连接。

所述的阀门包括挡板、压簧和阀门座，阀门座螺纹连接在联接管轴的安装气管的孔口处 并与联接管轴之间设有端面密封，阀门座面向孔内的端面上设有竖直方向的固定板，固定板 的下端为两个支脚，挡板通过销轴铰接在固定板的两个支脚之间，压簧的一端连接在固定板 上，另一端连接在挡板的内侧。

所述的阀门座上用于吹气头通过的孔为喇叭孔，相应地吹气头上设有与喇叭孔相配的圆 锥形台阶面。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1)由于本清洗器采用气囊充气扩张，从而填满水杯内腔的原理，再通过气囊表面的摩擦 颗粒对水杯内壁的摩擦作用，使水杯内壁的污垢得到去除；因此，因为气囊能随意变形且具 柔软性，所以本清洗器可以适用于不同形状、不同尺寸以及不同材质的水杯的清洗操作，并 且清洗效果更佳又不会损伤水杯；

2)气管的上端为弹性弯曲端，是为了能将气囊抵紧在水杯的底部，从而使气囊能更好地 与水杯内壁贴合，进一步保证清洗效果；

3)气囊的开口端与转台之间采用了抱箍扎紧的结构，安装简单；气囊的开口端与转台之 间采用了锁紧螺母的结构，则使密封性能更强，尤其是转台上的环形凹槽的设置，使气囊开 口端的一部分材质在经过锁紧螺母的压紧后挤压到环形凹槽内，从而更加增强了密封性；

4)吹气装置结构简单、运行稳定，吹气头从动锥齿轮处的轴向通孔中伸入并与气管相通， 使本装置的结构更加紧凑；另外，气管端口处设置了阀门，当吹气头第一次伸入时能顶开阀 门，从而使吹气头内的气体能顺利进入气管和气囊内，而当吹气头退出时，阀门在压簧的作 用下关闭，封闭了气管内的气体，使气囊能更好地工作；当吹气头第二次伸入并停止供气时， 顶开阀门但无需完全顶开时，使气囊内的气体能从打开的阀门处向外释放；

5)顶出机构中限位杆的设置，是为了防止顶板在回程时有个限位，不至于顶板退回时过 度回程后损坏吹气装置。

附图说明

图1是本发明水杯清洗器第一种结构在充气前的结构示意图。

图2是本发明水杯清洗器第一种结构在充气后的结构示意图。

图3是本发明水杯清洗器第二种结构在充气前的结构示意图。

图4是本发明水杯清洗器第二种结构在充气后的结构示意图。

图5是本发明水杯清洗器在吹气头未伸入时的结构示意图。

图6是本发明水杯清洗器在吹气头将阀门完全顶开时的结构示意图。

图7是本发明水杯清洗器在吹气头将阀门部分顶开时的结构示意图。

图8是本发明中固定座的结构示意图。

图9是本发明中锁紧螺母的变化结构示意图。

其中：1、摩擦颗粒；2、水杯；3、气囊；4、气管；5、转台；6、抱箍；7、联接管轴； 8、从动锥齿轮；9、电机；10、底座；11、主动锥齿轮；12、顶板；13、弹簧；14、限位杆； 15、底板；16、气泵；17、导向套；18、波纹管；19、导杆；20、吹气头；21、轴向通孔； 22、挡板；23、压簧；24、锁紧螺母；25、环形凹槽；26、阀门座；27、固定板；28、喇叭 孔；29、圆锥形台阶面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

具体实施例一：

由图1、图2、图5～图8所示的本发明水杯清洗器的结构示意图可知，它包括底座10、 转台5、气管4、气囊3、吹气装置和驱动装置。所述的驱动装置安装在底座10上并且其动 力输出端与转台5的下端连接，转台5的下端转动连接在底座10上端，吹气装置安装在底座 10的底部。所述的气管4的下端固定连接在转台5上，气囊3的外表面布满用于清洗污垢的 摩擦颗粒1，气囊3套在气管4外且气囊3的开口端与转台5密封连接，待清洗的水杯2套 置在气囊3外。

所述的驱动装置包括电机9、主动锥齿轮11、从动锥齿轮8和联接管轴7，电机9安装 在底座10上，电机9的动力输出轴与主动锥齿轮11连接，主动锥齿轮11和从动锥齿轮8呈 直角相交轴的啮合连接，联接管轴7竖直放置并通过键连接在转台5的中心处，联接管轴7 的下端与从动锥齿轮8的端面固定连接。

所述的气管4的下端紧配在联接管轴7内，气管4的上端为弹性弯曲端。

所述的气囊3的开口端与转台5密封连接是指，气囊3的开口端套接在转台5的上端并 通过抱箍6将气囊3开口端压紧在转台5外周壁上。

所述的吹气装置包括吹气头20、顶出机构、可伸缩的波纹管18和气泵16，吹气头20连 接在顶出机构上，吹气头20的下端与波纹管18的一端连接，波纹管18的另一端与气泵16 的出气口连接，气泵16固定连接在底座10的底部，顶出机构滑动连接在底座10的底部；所 述的从动锥齿轮8具有供吹气头20通过的轴向通孔21，联接管轴7在与从动锥齿轮8连接 的端口处设有阀门。

所述的顶出机构包括顶板12、导杆19、弹簧13、导向套17和底板15，导向套17、弹 簧13和导杆19的数量均为两个且分为两组，分别位于波纹管18的两侧。导向套17固定连 接在底座10上，导杆19滑动连接在导向套17内，并且两个导杆19的上端分别连接在顶板 12的两端，两个导杆19的下端分别连接在底板15的两端。两个弹簧13分别套接在两个导 杆19上，并且弹簧13的一端与顶板12抵紧，另一端与底座10抵紧。

所述的顶出机构内还设有限位杆14，限位杆14竖直放置且位于顶板12下方，限位杆14 的下端与底座10固定连接。

所述的阀门包括挡板22、压簧23和阀门座26，阀门座26螺纹连接在联接管轴7的安装 气管的孔口处并与联接管轴7之间设有端面密封，阀门座26面向孔内的端面上设有竖直方向 的固定板27，固定板27的下端为两个支脚，挡板22通过销轴铰接在固定板27的两个支脚 之间，压簧23的一端连接在固定板27上，另一端连接在挡板22的内侧。

所述的阀门座26上用于吹气头20通过的孔为喇叭孔28，相应地吹气头20上设有与喇 叭孔28相配的圆锥形台阶面29。

具体实施例二：

由图3～图8所示的本发明水杯清洗器的结构示意图可知，它包括底座10、转台5、气 管4、气囊3、吹气装置和驱动装置。所述的驱动装置安装在底座10上并且其动力输出端与 转台5的下端连接，转台5的下端转动连接在底座10上端，吹气装置安装在底座10的底部。 所述的气管4的下端固定连接在转台5上，气囊3的外表面布满用于清洗污垢的摩擦颗粒1， 气囊3套在气管4外且气囊3的开口端与转台5密封连接，待清洗的水杯2套置在气囊3外。

所述的驱动装置包括电机9、主动锥齿轮11、从动锥齿轮8和联接管轴7，电机9安装 在底座10上，电机9的动力输出轴与主动锥齿轮11连接，主动锥齿轮11和从动锥齿轮8呈 直角相交轴的啮合连接，联接管轴7竖直放置并通过键连接在转台5的中心处，联接管轴7 的下端与从动锥齿轮8的端面固定连接。

所述的气管4的下端紧配在联接管轴7内，气管4的上端为弹性弯曲端。

所述的气囊3的开口端与转台5密封连接是指，该连接处包括锁紧螺母24；转台5从上 往下分为上中下三段，其中转台5的下端转动连接在底座10上，转台5的中段设有外螺纹， 转台5的上段为锥台；所述的锁紧螺母24的下端螺纹连接在转台5的中段，锁紧螺母24的 上端内孔壁为与转台5的上段锥台相配合的锥面，气囊3的开口端被夹紧在锁紧螺母24的上 端与转台5的上段锥台之间。

所述的转台5的上段锥台侧壁上设有至少一道环形凹槽25。本实施例中，环形凹槽25 的数量为两道且平行设置。

所述的吹气装置包括吹气头20、顶出机构、可伸缩的波纹管18和气泵16，吹气头20连 接在顶出机构上，吹气头20的下端与波纹管18的一端连接，波纹管18的另一端与气泵16 的出气口连接，气泵16固定连接在底座10的底部，顶出机构滑动连接在底座10的底部。所 述的从动锥齿轮8具有供吹气头20通过的轴向通孔21，联接管轴7在与从动锥齿轮8连接 的端口处设有阀门。

所述的顶出机构包括顶板12、导杆19、弹簧13、导向套17和底板15，导向套17、弹 簧13和导杆19的数量均为两个且分为两组，分别位于波纹管18的两侧。导向套17固定连 接在底座10上，导杆19滑动连接在导向套17内，并且两个导杆19的上端分别连接在顶板 12的两端，两个导杆19的下端分别连接在底板15的两端。两个弹簧13分别套接在两个导 杆19上，并且弹簧13的一端与顶板12抵紧，另一端与底座10抵紧。

所述的顶出机构内还设有限位杆14，限位杆14竖直放置且位于顶板12下方，限位杆14 的下端与底座10固定连接。

所述的阀门包括挡板22、压簧23和阀门座26，阀门座26螺纹连接在联接管轴7的安装 气管的孔口处并与联接管轴7之间设有端面密封，阀门座26面向孔内的端面上设有竖直方向 的固定板27，固定板27的下端为两个支脚，挡板22通过销轴铰接在固定板27的两个支脚 之间，压簧23的一端连接在固定板27上，另一端连接在挡板22的内侧。

所述的阀门座26上用于吹气头20通过的孔为喇叭孔28，相应地吹气头20上设有与喇 叭孔28相配的圆锥形台阶面29。

本发明的工作过程如下：首先将水杯2倒置搁置在气囊3外，直至气管4上端的弹性弯 曲端抵到水杯2底部并弯曲变形为止，并且水杯2通过本装置以外的夹持装置固定。将顶出 机构中的底板15向上推，同时驱动两根导杆19连同顶板12向上移动，吹气头20也向上移 动，直至进入从动锥齿轮8上的轴向通孔21内，顶出机构继续向上顶，使吹气头20的顶端 顶开气管4端口处的挡板22，此时阀门打开。当吹气头20上的圆锥形台阶面28抵紧在阀门 座26上的喇叭孔29处时，阀门完全打开。接着，气泵16工作，依次通过波纹管18、吹气 头20、气管4后进入气囊3，直至气囊3完全充满气体，使气囊3与水杯2内壁完全贴合后 气泵16停止供气。顶出机构退回，使吹气头20从从动锥齿轮8中的轴向通孔21中退出，此 时气管4端口处的挡板22在压簧23的作用下弹回，关闭阀门，气囊3内的气体无法从气管 4中溢出。当吹气头20完全退出后，启动电机9，啮合的锥齿轮副运转，带动转台5转动， 从而使气囊3转动，通过气囊3上摩擦颗粒1与水杯2内壁的摩擦，达到清洗水杯内壁的目 的。清洗完成后，电机9停机，气囊3停止转动，此时顶出机构再次动作，顶板12带动吹气 头20再次向上，进入轴向通孔21后顶开挡板22，阀门打开，而且第二次顶出机构的顶出行 程要小于第一次顶出机构的顶出行程，才能保证喇叭孔28与圆锥形台阶面29之间具有间隙， 如附图7中所示。这样，气囊3内的气体迅速会从气管4中跑出，由于气泵16没有工作，因 此，这些气体就从固定座27上的喇叭孔28与吹气头20上的圆锥形台阶面29之间的间隙中 跑出，从而使气囊3收缩，水杯内壁与气囊3外表面完全脱开。顶出机构再次退回至初始位 置，将水杯2从气囊3中拿出就完成水杯的全部清洗工作，从而等待第二次的清洗工作，以 此重复。

本发明并不局限于以上所述的结构，其中：第一，转台下端与底座的转动连接结构，如 附图中所示是采用了轴承的结构，它还可以采用粉末冶金制成的滑套的结构，即滑套的外圈 紧配在底座上，转台与滑套内圈转动连接；第二，顶出机构中底板起到了同时驱动导杆上下 滑动的作用，因此，可以在底板上设置驱动缸来进行自动化控制；第三，在联接管轴上的阀 门处，挡板与固阀门座之间还可以设有密封垫，阀门座上的喇叭孔与吹气头上的圆锥形台阶 观之间也可以设置密封垫；第四，在具体实施例二中，锁紧螺母24的上端可以采用内凹的腰 鼓形状，这样因为内凹弧面的作用使锁紧螺母24最上端的端口处的气囊3在旋转过程中，不 会由于应力集中而发生破裂的现象；第五，联接管轴与从动锥齿轮连接，可以采用法兰式的 连接结构，而联接管轴与转台的连接也可以采用其他方式的结构，比如螺钉连接、花键连接。 等等。以上这些变化均落入本发明的保护范围之内。