技术领域

本发明涉及一种智能电机驱动式防倒水杯，属于智能家居物品技 术领域。

背景技术

水杯是人们用于饮水的常用容器，随着生产技术水平的不断发 展，生产厂家和设计者也在不断针对水杯进行改进与设计，诸如专利 申请号：200810302577.2，公开了一种水杯,其包括底座、安装于底 座内的发光组件、与底座相结合的杯体及安装于杯体顶端的盖体,所 述底座上设有基部及自基部延伸而出的卡持部,所述杯体设有握持部 及安装部,所述杯体握持部表面设有与所述底座卡持部相配合并将其 收容在内的槽道,所述杯体安装部收容于所述底座并与其结合。上述 技术方案所设计的水杯，具有照明功能且易于使用者握持的特点。

还有专利号：201310168515.8，公开了一种水杯，包括杯盖和用 于容纳流体饮品的杯体，所述杯盖被可释放地连接到杯体并形成从其 穿过的流体通道，同时，所述杯盖的上表面设有出水口；其特征在于 还包括：防尘盖，位于所述杯盖上；第一密封机构，位于所述杯盖内 部并紧靠出水口设置，包括出水口旋转开关及出水口密封衬件；与防 尘盖连接的旋转伸缩杆；第二密封机构，位于旋转伸缩杆的下部并与 它固定连接，包括密封部件；杯盖内还设有能阻止出水口密封衬件水 平转动的限位机构。与现有技术相比，上述技术方案所设计的水杯拥 有两个容腔，即保温腔和冷却腔，既可以保温饮品，亦可以冷却饮品， 甚至是对饮品进行冷热调和；同时，更易清洗，适用范围广。

不仅如此，专利申请号：201510261946.8，公开了一种水杯架， 涉及汽车部件技术领域，它包括底座，所述底座一端与支撑固定杆的 底端铰接，所述支撑固定杆的上端活动安装有弹力移动托架；所述弹 力移动托架两夹爪之间设置有弹簧，所述弹力移动托架通过锁柄固定 在所述支撑固定杆上；所述底座上设有旋转时可套进所述支撑固定杆 的直槽；在所述底座中部开设有放置杯底的容纳槽；上述技术方案所 设计的水杯架，可以解决车上设置水杯架存在结构不稳定，不用时仍 占用较大空间和缺乏通用性的问题。

由上述现有技术可以看出，生产厂家和设计师针对水杯，及其周 边提出了不少改进与创新，为人们的水杯使用提供了便捷，但是实际 应用中，人们依旧能发现其中的不足之处，诸如水杯是否摆放稳固， 对此，现有技术多没有进行考虑，这样放置好的水杯很有可能因为稍 许的外力，就被碰倒，影响人们的使用效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有水杯结构进行 改进，引入全新电机驱动式电控检测机械结构，实时捕捉针对水杯本 体的抓握动作，并结合设计吸盘的作用，能够有效提高水杯放置稳固 性的智能电机驱动式防倒水杯。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了 一种智能电机驱动式防倒水杯，包括水杯本体、杯身套筒、底座套筒、 吸盘、电控气泵、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电源、电 机驱动电路和至少四个压力传感器；电控气泵经过电机驱动电路与控 制模块相连接；电源经过控制模块分别为各个压力传感器进行供电， 同时，电源依次经过控制模块、电机驱动电路后为电控气泵进行供电； 控制模块、电源和电机驱动电路设置于水杯本体的外底面上；电机驱 动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP 型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第 三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接控制模块 的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1 的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的 发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电控气泵的两端 上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的 发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管 Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三 极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第 三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连 接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接； 第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接；水杯 本体的外底面的中央位置设置向内的凹口，且凹口的体积与电控气泵 的体积相适应，电控气泵设置于该凹口内，且电控气泵的气嘴向下； 吸盘的外径与水杯本体底面的外径相适应，吸盘的顶部设置通孔，且 该通孔的口径与电控气泵气嘴的口径相适应，电控气泵的气嘴与吸盘 顶部的通孔相连接，且吸盘的吸附面向下；底座套筒的外径与水杯本 体底面的外径相等，底座套筒的其中一端边缘对接的方式连接在水杯 本体的外底面，且吸盘的吸附面与底座套筒另一端的所在面彼此共 面；各个压力传感器位于同一水平面上、彼此相邻等间距的设置在水 杯本体的外表面上，杯身套筒的尺寸与水杯本体杯身外径相适应，杯 身套筒套设在水杯本体的杯身上，且各个压力传感器位于杯身套筒与 水杯本体外表面之间。

作为本发明的一种优选技术方案：所述电控气泵的电机为无刷电 机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述电源为纽扣电池。

本发明所述一种智能电机驱动式防倒水杯采用以上技术方案与 现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)本发明设计的智能电机驱动式防倒水杯，针对现有水杯结 构进行改进，引入全新电机驱动式电控检测机械结构，其中，引入压 力传感器设计，配合控制模块的计时，实现针对水杯本体抓握的实时 智能检测，以此基础之上，在水杯本体的底部引入吸盘结构，并经具 体设计的电机驱动电路，实现针对电控气泵的智能控制，使得吸盘与 水杯放置位置之间形成牢固连接，再配合进一步所设计的底座套筒， 实现水杯的稳固放置；

(2)本发明所设计智能电机驱动式防倒水杯中，针对电控气泵 的电机，进一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计的智能电机驱 动式防倒水杯在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设 计智能电机驱动式防倒水杯具有高效的稳定摆放效果，又能保证其工 作过程不对周围环境产生噪声影响，体现了设计过程中的人性化设 计；

(3)本发明所设计智能电机驱动式防倒水杯中，针对控制模块， 进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对所设计智能电机 驱动式防倒水杯的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便 于后期的维护；

(4)本发明所设计智能电机驱动式防倒水杯中，针对电源，进 一步设计采用纽扣电池，能充分利用纽扣电池的小巧型，保证所设计 全新电机驱动式电控检测机械结构的体积，最大限度保证所设计智能 电机驱动式防倒水杯具有与现有水杯一致的外观，保证人们的使用感 受。

附图说明

图1是本发明所设计智能电机驱动式防倒水杯的结构示意图；

图2是本发明所设计智能电机驱动式防倒水杯中电机驱动电路 的示意图。

其中，1.水杯本体，2.杯身套筒，3.底座套筒，4.吸盘，5. 控制模块，6.电源，7.电控气泵，8.压力传感器，9.电机驱动电 路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的 说明。

如图1所示，本发明设计了一种智能电机驱动式防倒水杯，包括 水杯本体1、杯身套筒2、底座套筒3、吸盘4、电控气泵7、控制模 块5，以及分别与控制模块5相连接的电源6、电机驱动电路9和至 少四个压力传感器8；电控气泵7经过电机驱动电路9与控制模块5 相连接；电源6经过控制模块5分别为各个压力传感器8进行供电， 同时，电源6依次经过控制模块5、电机驱动电路9后为电控气泵7 进行供电；控制模块5、电源6和电机驱动电路9设置于水杯本体1 的外底面上；如图2所示，电机驱动电路9包括第一NPN型三极管 Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极 管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其 中，第一电阻R1的一端连接控制模块5的正级供电端，第一电阻R1 的另一端分别连接第一NPN型三极管Q1的集电极、第二NPN型三极 管Q2的集电极；第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管 Q2的发射极分别连接在电控气泵7的两端上，同时，第一NPN型三 极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二NPN 型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接；第三 PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接， 并接地；第一NPN型三极管Q1的基极与第三PNP型三极管Q3的基极 相连接，并经第二电阻R2与控制模块5相连接；第二NPN型三极管 Q2的基极经第三电阻R3与控制模块5相连接；第四PNP型三极管Q4 的基极经第四电阻R4与控制模块5相连接；水杯本体1的外底面的 中央位置设置向内的凹口，且凹口的体积与电控气泵7的体积相适 应，电控气泵7设置于该凹口内，且电控气泵7的气嘴向下；吸盘4 的外径与水杯本体1底面的外径相适应，吸盘4的顶部设置通孔，且 该通孔的口径与电控气泵7气嘴的口径相适应，电控气泵7的气嘴与 吸盘4顶部的通孔相连接，且吸盘4的吸附面向下；底座套筒3的外 径与水杯本体1底面的外径相等，底座套筒3的其中一端边缘对接的 方式连接在水杯本体1的外底面，且吸盘4的吸附面与底座套筒3另 一端的所在面彼此共面；各个压力传感器8位于同一水平面上、彼此 相邻等间距的设置在水杯本体1的外表面上，杯身套筒2的尺寸与水 杯本体1杯身外径相适应，杯身套筒2套设在水杯本体1的杯身上， 且各个压力传感器8位于杯身套筒2与水杯本体1外表面之间。上述 技术方案所设计的智能电机驱动式防倒水杯，针对现有水杯结构进行 改进，引入全新电机驱动式电控检测机械结构，其中，引入压力传感 器8设计，配合控制模块5的计时，实现针对水杯本体1抓握的实时 智能检测，以此基础之上，在水杯本体1的底部引入吸盘4结构，并 经具体设计的电机驱动电路9，实现针对电控气泵7的智能控制，使 得吸盘4与水杯放置位置之间形成牢固连接，再配合进一步所设计的 底座套筒3，实现水杯的稳固放置。

基于上述设计智能电机驱动式防倒水杯技术方案的基础之上，本 发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对电控气泵7的电机，进 一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计的智能电机驱动式防倒水 杯在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计智能电机 驱动式防倒水杯具有高效的稳定摆放效果，又能保证其工作过程不对 周围环境产生噪声影响，体现了设计过程中的人性化设计；还有针对 控制模块5，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对所 设计智能电机驱动式防倒水杯的扩展需求，另一方面，简洁的控制架 构模式能够便于后期的维护；而且针对电源6，进一步设计采用纽扣 电池，能充分利用纽扣电池的小巧型，保证所设计全新电机驱动式电 控检测机械结构的体积，最大限度保证所设计智能电机驱动式防倒水 杯具有与现有水杯一致的外观，保证人们的使用感受。

本发明设计了智能电机驱动式防倒水杯在实际应用过程当中，包 括水杯本体1、杯身套筒2、底座套筒3、吸盘4、电控气泵7、单片 机，以及分别与单片机相连接的纽扣电池、电机驱动电路9和至少四 个压力传感器8；电控气泵7经过电机驱动电路9与单片机相连接； 纽扣电池经过单片机分别为各个压力传感器8进行供电，同时，纽扣 电池依次经过单片机、电机驱动电路9后为电控气泵7进行供电；单 片机、纽扣电池和电机驱动电路9设置于水杯本体1的外底面上；电 机驱动电路9包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第 三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第一电阻R1的一端连接单 片机的正级供电端，第一电阻R1的另一端分别连接第一NPN型三极 管Q1的集电极、第二NPN型三极管Q2的集电极；第一NPN型三极管 Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在电控气泵7 的两端上，同时，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极 管Q3的发射极相连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型 三极管Q4的发射极相连接；第三PNP型三极管Q3的集电极与第四 PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地；第一NPN型三极管Q1的 基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与单片 机相连接；第二NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与单片机相连 接；第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与单片机相连接；电 控气泵7的电机为无刷电机，水杯本体1的外底面的中央位置设置向 内的凹口，且凹口的体积与电控气泵7的体积相适应，电控气泵7设 置于该凹口内，且电控气泵7的气嘴向下；吸盘4的外径与水杯本体 1底面的外径相适应，吸盘4的顶部设置通孔，且该通孔的口径与电 控气泵7气嘴的口径相适应，电控气泵7的气嘴与吸盘4顶部的通孔 相连接，且吸盘4的吸附面向下；底座套筒3的外径与水杯本体1底 面的外径相等，底座套筒3的其中一端边缘对接的方式连接在水杯本 体1的外底面，且吸盘4的吸附面与底座套筒3另一端的所在面彼此 共面；各个压力传感器8位于同一水平面上、彼此相邻等间距的设置 在水杯本体1的外表面上，杯身套筒2的尺寸与水杯本体1杯身外径 相适应，杯身套筒2套设在水杯本体1的杯身上，且各个压力传感器 8位于杯身套筒2与水杯本体1外表面之间。实际应用当中，设置于 杯身套筒2与水杯本体1外表面之间的各个压力传感器8实时工作， 检测获得压力检测结果，并实时上传至单片机当中，单片机针对所接 收到的压力检测结果进行分析，并根据不同分析结果分别做出相应操 作，其中，当将智能电机驱动式防倒水杯放置在某一个位置后，由于 此时手没有抓握智能电机驱动式防倒水杯的外表面，因此，单片机所 接收到的压力检测结果均为0，则单片机据此判断智能电机驱动式防 倒水杯已经放置好，则单片机随即经电机驱动电路9控制与之相连接 电控气泵7工作进行吸气，其中，单片机向电机驱动电路9发送控制 命令，电机驱动电路9根据所接收到的控制命令生成相应的控制指 令，并发送给电控气泵7，控制电控气泵7工作进行吸气，由于吸盘 4的吸附面与底座套筒3另一端的所在面彼此共面，则吸盘4会在电 控气泵7工作吸气的作用下，与智能电机驱动式防倒水杯所放置位置 的表面紧密相贴，由此实现了智能电机驱动式防倒水杯的稳固放置； 与之相应，当使用者想要拿起智能电机驱动式防倒水杯时，只需手握 住智能电机驱动式防倒水杯的杯身，并保持预设时长，即可拿起智能 电机驱动式防倒水杯，其中，当使用者抓握住智能电机驱动式防倒水 杯杯身时，抓握力经杯身套筒2传递到压力传感器8上，即被压力传 感器8检测到大于0的压力检测结果，并及时上传至单片机当中，当 单片机判断接收到存在大于0的压力检测结果时，则单片机开始计 时，在此期间，若单片机在计时达到预设时长的过程中，单片机持续 接收到大于0的压力检测结果，则单片机据此判断使用者此时需要拿 起智能电机驱动式防倒水杯，则单片机随即经电机驱动电路9控制与 之相连接电控气泵7工作进行出气，其中，单片机向电机驱动电路9 发送控制命令，电机驱动电路9根据所接收到的控制命令生成相应的 控制指令，并发送给电控气泵7，控制电控气泵7工作进行出气，则 吸盘4的吸附面中进气，解除吸盘4与放置面之间的紧密相贴，则此 时，使用者即可轻松拿起智能电机驱动式防倒水杯，反之，若单片机 在计时达到预设时长的过程中，单片机没有持续接收到大于0的压力 检测结果，则单片机判断之前大于0的压力检测结果为针对智能电机 驱动式防倒水杯表面的误碰。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并 不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。