瓶身倾倒后自动防漏的智能水杯
技术领域
本发明涉及水杯技术领域，具体涉及一种瓶身倾倒后自动防漏的智能水杯。
背景技术
为了方便喝水，生活中使用的水杯大多数顶端敞口。在学习生活中，人们经常将水杯放在自己的书桌上，在使用的过程中有时会不小心将其碰倒或者打翻，将水洒在桌子上或者身上。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明实时检测人手是否接触水杯和水杯是否发生倾斜，若人手没有接触水杯同时水杯被碰倒时，机械传动装置自动关瓶口以此对水杯进行倾斜保护。
在水杯倾斜的过程中，主控单元首先检测静电电容式触摸开关的开关状态。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态，则表明人手持续接触水杯侧面的金属环，主控单元判定为正常喝水，此时主控单元不对水杯进行倾斜保护。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为关闭状态，则表明人手没有接触水杯侧面的金属环，主控单元判定水杯不小心被碰倒。此时，若水杯的倾斜角度大于预设的倾斜角度，主控单元对水杯进行倾斜保护。主控单元通过驱动单元控制机械传动装置工作，机械传动装置拉动挡球使挡球向上移动进而将内桶颈部下端的出水口堵住，同时提示灯闪烁发光进行提示。
本发明是通过采用以下技术方案实现的，按此目的设计的瓶身倾倒后自动防漏的智能水杯包括：外桶，内桶，底座，腔体，机械传动装置，第一支撑臂，导向筒，第二支撑臂，挡球，第一拉绳，第二拉绳，挡柱，金属环，橡胶膜，第三拉绳，角度传感器，静电电容式触摸开关，主控单元，驱动单元，提示灯，电源管理单元和锂电池。
水杯包括外桶、内桶和底座；外桶为圆柱形，内桶的底部为圆柱形，内桶的顶部为喇叭状，内桶固定在外桶的内部。
水杯上部的外桶和内桶之间有一个腔体，机械传动装置位于外桶和内桶之间的腔体中，机械传动装置固定在内桶的外壁上面。
第一支撑臂固定在内桶颈部的内侧壁上面，第一支撑臂的中间位置有一个圆孔，圆孔的直径与导向筒的外径大小相同。
导向筒为L形的中空圆筒，导向筒的一端固定在第一支撑臂上面，导向筒固定端的中轴与第一支撑臂上圆孔的中轴位于同一条直线上。
第二支撑臂位于第一支撑臂的下端。
第二支撑臂上有多个支撑臂，第二支撑臂中所有的支撑臂位于同一个水平面上，第二支撑臂中的每个支撑臂的一端固定在内桶的内壁上，另一端汇聚在内桶的轴心位置，并且相邻两个支撑臂之间的夹角相同。
第二支撑臂的中心位置有一个圆孔。
挡球位于第一支撑臂和第二支撑臂中间。
挡球的上侧与第一拉绳的一端固定在一起，第一拉绳的另外一端穿过导向筒与橡胶膜的左侧固定在一起，橡胶膜的右侧与第三拉绳的一端固定在一起，第三拉绳的另一端与机械传动装置固定在一起。
挡球的下侧与第二拉绳的一端固定在一起，第二拉绳的另外一端穿过第二支撑臂上的圆孔与挡柱固定在一起。
挡柱为圆柱体形状，挡柱的直径略大于第二支撑臂上圆孔的直径。
导向筒的内径与第二支撑臂上圆孔的直径大小相同。第一拉绳的直径略小于导向筒的内径。第一拉绳，第二拉绳和第三拉绳的直径大小相同。
内桶颈部的侧面有一个方形开口，橡胶膜固定在内桶颈部侧面的方形开口上。
橡胶膜具有一定的弹性，当橡胶膜右侧的第三拉绳向右移动时，橡胶膜被拉长跟随第三拉绳向右移动；当橡胶膜左侧的第一拉绳向左移动时，橡胶膜被拉长跟随第一拉绳向左移动。
外桶侧面的外侧镶嵌有一个金属环，金属环放置的平面与外桶的中轴线相互垂直。
底座位于外桶的底部。
集成电路板，角度传感器，静电电容式触摸开关，主控单元，驱动单元，锂电池和电源管理单元位于底座或者腔体中。
提示灯位于外桶顶端侧面的外侧。
主控单元与角度传感器，静电电容式触摸开关，驱动单元和电源管理单元相连；驱动单元与机械传动装置，提示灯和锂电池相连；静电电容式触摸开关通过导线与金属环相连；锂电池与电源管理单元和驱动单元相连。
静电电容式触摸开关：用于检测人手是否接触水杯。
角度传感器：实时检测水杯的倾斜角度。
主控单元：主控单元对静电电容式触摸开关的开关状态和角度传感器检测的水杯的倾斜角度进行处理，并通过驱动单元对机械传动装置和提示灯进行控制。
驱动单元：用于对机械传动装置和提示灯进行驱动。
机械传动装置：通过电机旋转产生拉力或者电磁效应产生拉力拉动挡球使挡球上下移动，以此打开或者关闭瓶口的通道。
提示灯：当锂电池需要充电时，或者当水杯倾倒后，用于提示。
电源管理单元：用于对锂电池进行充放电管理。
锂电池：用于对水杯内的各个电子元器件进行供电。
本发明实时检测人手是否接触水杯和水杯是否发生倾斜，若人手没有接触水杯同时水杯被碰倒时，机械传动装置自动关瓶口以此对水杯进行倾斜保护。
当手接触水杯侧面的金属环时，主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态；当手离开水杯侧面的金属环后，主控单元检测到静电电容式触摸开关为关闭状态。
在水杯倾斜的过程中，主控单元首先检测静电电容式触摸开关的开关状态。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态，则表明人手持续接触水杯侧面的金属环，主控单元判定为正常喝水，此时主控单元不对水杯进行倾斜保护。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为关闭状态，则表明人手没有接触水杯侧面的金属环，主控单元判定水杯不小心被碰倒。此时，若水杯的倾斜角度大于预设的倾斜角度，主控单元对水杯进行倾斜保护。
主控单元对水杯进行倾斜保护：主控单元通过驱动单元控制机械传动装置工作，机械传动装置拉动第三拉绳向右移动，第三拉绳拉动橡胶膜和第一拉绳向右移动，第一拉绳拉动挡球使挡球向上移动进而将内桶颈部下端的出水口堵住，同时提示灯闪烁发光进行提示。
当水杯倾倒后，用手接触水杯侧面的金属环同时将水杯扶正后，主控单元关闭对水杯的倾斜保护。主控单元通过驱动单元控制机械传动装置工作，机械传动装置推动挡球使挡球向下移动进而开启内桶颈部下端的出水口，同时关闭提示灯。
本发明的程序流程如下。
步骤S11：主控单元检测静电电容式触摸开关的开关状态。
步骤S12：判断人手是否接触静电电容式触摸开关。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态，则执行步骤S13；若主控单元检测到静电电容式触摸开关为关闭状态，则返回执行步骤S11。
步骤S13：判断水杯是否发生倾斜。若主控单元通过角度传感器检测到水杯的倾斜角度大于预设的倾斜角度，则执行步骤S14；否则执行步骤S15。
步骤S14：主控单元对水杯进行倾斜保护。主控单元通过驱动单元控制机械传动装置工作，机械传动装置拉动挡球使挡球向上移动进而将内桶颈部下端的出水口堵住，同时提示灯闪烁发光进行提示。
步骤S15：主控单元关闭对水杯的倾斜保护。主控单元通过驱动单元控制机械传动装置使内桶颈部下端的出水口保持开启状态，同时保持提示灯为关闭状态。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的系统逻辑框图。
图3为本发明的程序流程图。
图1中，1为外桶，2为内桶，3为底座，4为腔体，5为机械传动装置，6为第一支撑臂，7为导向筒，8为第二支撑臂，9为挡球，10为第一拉绳，11为第二拉绳，12为挡柱，13为金属环。
图2中，14为橡胶膜，15为第三拉绳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述。
第一实施例。
本发明实时检测人手是否接触水杯和水杯是否发生倾斜，若人手没有接触水杯同时水杯被碰倒时，5机械传动装置自动关瓶口以此对水杯进行倾斜保护。
如图1-图3。
当使用水杯喝水时，用手握住水杯，手接触水杯侧面的13金属环时，静电电容式触摸开关检测到电容容量大于阈值则持续产生脉冲信号，静电电容式触摸开关为打开状态，主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态。
喝完水将水杯放回桌面，当手离开水杯侧面的13金属环后，静电电容式触摸开关检测到电容容量小于阈值，静电电容式触摸开关为关闭状态。
第二实施例。
在水杯倾斜的过程中，主控单元首先检测静电电容式触摸开关的开关状态。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为打开状态，则表明人手持续接触水杯侧面的13金属环，主控单元判定为正常喝水，此时主控单元不对水杯进行倾斜保护。若主控单元检测到静电电容式触摸开关为关闭状态，则表明人手没有接触水杯侧面的13金属环，主控单元判定水杯不小心被碰倒。此时，若水杯的倾斜角度大于预设的倾斜角度，主控单元对水杯进行倾斜保护。
主控单元对水杯进行倾斜保护：主控单元通过驱动单元控制5机械传动装置工作，5机械传动装置拉动15第三拉绳向右移动，15第三拉绳拉动14橡胶膜和10第一拉绳向右移动，10第一拉绳拉动9挡球使9挡球向上移动进而将2内桶颈部下端的出水口堵住，同时提示灯闪烁发光进行提示。当水杯倾倒后，水杯中的水不会从水杯中流出。
当水杯倾倒后，用手接触水杯侧面的13金属环同时将水杯扶正后，主控单元关闭对水杯的倾斜保护。主控单元通过驱动单元控制5机械传动装置工作，5机械传动装置推动9挡球使9挡球向下移动进而开启2内桶颈部下端的出水口，同时关闭提示灯。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围 ；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。
