本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种智能家居杯子清洗装置。
背景技术：
清洗是一种采用化学药剂清除物体表面污垢的方法，它是借助清洗剂对物体表面的污染物或者覆盖层进行化学转化、溶解、剥离以达到脱脂、除锈和去污的效果。
现有的对杯子进行清洗大都通过人工手动进行，或直接用手清洗，或人工通过毛刷清洗。直接用手清洗费时费力，而且很难将杯子清洗干净，清洗效率低，清洗效果差。而人工通过毛刷清洗时，虽然提高了清洗效率，但如果是刷洗杯底较深的杯子，人的手则无法完全伸入杯内，而刷洗不到杯子的底部，也很难将杯子清洗干净，清洗效果差。传统的清洗杯子的方法很难真正将杯子清洗干净，假如长期使用没有清洗干净的杯子，则可能会使人体得病。很多人将清洗不净的杯子直接丢弃，这样会造成不必要的浪费。而在智能家居技术迅速发展的今天，亟需一种自动化及智能化程度较高的杯子清洗装置来代替传统的人工方法。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种智能家居杯子清洗装置，仅需将待清洗的杯子放入杯槽内，装置即会自动的对杯子进行刷洗，无需人工干预，自动化及智能化程度高，清洗效率高，清洗效果好。
(二)技术方案
一种智能家居杯子清洗装置，包括装置本体，所述装置本体包括连接竖板、底台和顶台，所述底台位于所述连接竖板的一端，所述顶台位于所述连接竖板的另一端，所述连接竖板内设有控制模块，所述连接竖板的顶部设有电源开关和蜂鸣器，所述底台居中的设有凹槽，所述凹槽的底部居中的设有第一旋转电机，所述第一旋转电机的第一旋转轴的端部连接杯架，所述杯架居中的设有杯槽，所述杯槽的底部内侧设有压力传感器，所述顶台为上端开口结构，所述顶台的顶部设有向内凹陷的插槽，所述顶台的上面设有顶盖，所述顶盖的底部设有向外凸出的插片，所述插片与所述插槽相对应，所述顶盖与所述顶台通过所述插片与所述插槽可拆卸的相连接，所述顶台的内部设有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室位于所述第二腔室的上方，所述第一腔室的一侧内壁上设有第一固定夹，所述第一固定夹内设有清洗剂瓶，所述清洗剂瓶倒置在所述第一固定夹内，所述清洗剂瓶为上端开口结构，所述清洗剂瓶内设有第一液位传感器，所述清洗剂瓶的一侧设有蓄水箱，所述蓄水箱也为上端开口结构，所述蓄水箱内设有第二液位传感器，所述第二腔室的顶部固定有三通，所述三通的一个进口通过第一导管与所述清洗剂瓶相连通，所述第一导管的一端与所述三通的一个进口相连接，所述第一导管的另一端贯穿所述第一腔室的底部并伸入所述清洗剂瓶内，所述三通的另一个进口通过第二导管与所述蓄水箱相连通，所述第二导管的一端与所述三通的另一个进口相连接，所述第二导管的另一端贯穿所述第一腔室的底部及所述蓄水箱的底部并伸入所述蓄水箱内，所述三通的出口连接第三导管，所述第三导管的一端与所述三通的出口相连接，所述第三导管的另一端贯穿所述第二腔室的底部及所述顶台的底部并与喷液机构相连接，所述第三导管上设有电磁阀，所述顶台的底部居中的设有向内凹陷的滑槽，所述滑槽内嵌设有电子滑块，所述电子滑块可在所述滑槽内滑动，所述电子滑块的底部连接清洗机构，所述清洗机构包括直线电机、支撑板、第二旋转电机和清洗刷，所述直线电机固定于所述电子滑块的底部，所述直线电机的伸缩杆的端部连接所述支撑板，所述第二旋转电机居中的固定于所述支撑板的底部，所述第二旋转电机的第二旋转轴的端部连接所述清洗刷，所述清洗刷包括刷柄、刷杆和刷头，所述刷柄与所述第二旋转轴相连接，所述刷柄通过所述刷杆与所述刷头相连接，所述刷头的表面外侧设有触碰传感器，所述支撑板的外侧设有导杆，所述导杆的底侧设有第二固定夹，所述喷液机构设于所述第二固定夹内，所述喷液机构包括波纹管和喷液头，所述波纹管固定于所述第二固定夹内，所述波纹管的一端与所述第三导管相连通，所述波纹管的另一端与所述喷液头相连接，所述喷液头与所述波纹管相连通，所述压力传感器、所述第一液位传感器、所述第二液位传感器和所述触碰传感器连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接所述电子滑块、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述直线电机、所述电磁阀和所述蜂鸣器相连接，所述连接竖板的背面设有电源线，所述电源线连接外部电源，所述外部电源通过所述电源开关为所述装置本体提供工作电压。
进一步的，所述压力传感器选用半导体压电阻型压力传感器。
进一步的，所述第一旋转电机和所述第二旋转电机均选用RS-380SH型步进电机。
进一步的，所述第一液位传感器和所述第二液位传感器均选用静压投入式液位传感器。
进一步的，所述第一固定夹和所述第二固定夹均选用不锈钢材质制成。
进一步的，所述刷头选用尼龙丝材质制成。
进一步的，所述触碰传感器选用Arduino触碰传感器。
(三)有益效果
本发明提供了一种智能家居杯子清洗装置，将待清洗的杯子放入杯槽内，杯槽对杯子进行限位，防止杯子在刷洗过程中发生移动而倾翻，杯槽底部的压力传感器感应到杯子的重量，通过控制模块触发装置进入工作状态，电子滑块带动底部的清洗机构沿着滑槽移动，同时直线电机带动刷子做竖直方向的往复运动，当刷子接触到杯子内壁时，刷头的触碰传感器通知控制模块使电子滑块停止移动，同时控制模块控制电磁阀使第三导管导通，清洗剂及水混合后经波纹管和喷液头喷洒至杯内，同时令第一旋转电机和第二旋转电机进行工作，第一旋转电机带动杯架及杯槽内的杯子进行旋转，第二旋转电机带动刷子旋转，从而实现了对杯子底部及内壁的全面清洗，提升了清洗效率，清洗效果好，刷头选用尼龙丝材质，防止在刷洗过程中对杯子内壁产生破坏，同时也提升了清洗效果，延长了使用寿命，第一液位传感器实时监测清洗剂瓶内的清洗剂剩余量，第二液位传感器实时监测蓄水箱内的水剩余量，当某一监测值低于预设值时，触发蜂鸣器进行报警提醒以及时添加，添加的时候仅需取下顶盖即可，非常省事，而顶盖与顶台通过插片与插槽相连接，使得拆装也非常方便，刷洗全程无需人工干预，自动化及智能化程度高，大大降低了人工劳动强度，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，很好的替代了传统的人工方法。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的外部结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的顶台和顶盖的连接示意图。
图3为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的底座的内部结构示意图。
图4为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的顶台的内部结构示意图。
图5为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的顶台的外部结构示意图。
图6为本发明所涉及的一种智能家居杯子清洗装置的系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1～图6，一种智能家居杯子清洗装置，包括装置本体，装置本体包括连接竖板1、底台2和顶台3，底台2位于连接竖板1的一端，顶台3位于连接竖板1的另一端，连接竖板1内设有控制模块，连接竖板1的顶部设有电源开关4和蜂鸣器40，底台2居中的设有凹槽9，凹槽9的底部居中的设有第一旋转电机10，第一旋转电机10的第一旋转轴11的端部连接杯架12，杯架12居中的设有杯槽13，杯槽13的底部内侧设有压力传感器14，顶台3为上端开口结构，顶台3的顶部设有向内凹陷的插槽6，顶台3的上面设有顶盖7，顶盖7的底部设有向外凸出的插片8，插片8与插槽6相对应，顶盖7与顶台3通过插片8与插槽6可拆卸的相连接，顶台3的内部设有第一腔室5和第二腔室41，第一腔室5位于第二腔室41的上方，第一腔室5的一侧内壁上设有第一固定夹15，第一固定夹15内设有清洗剂瓶16，清洗剂瓶16倒置在第一固定夹15内，清洗剂瓶16为上端开口结构，清洗剂瓶16内设有第一液位传感器，清洗剂瓶16的一侧设有蓄水箱17，蓄水箱17也为上端开口结构，蓄水箱17内设有第二液位传感器18，第二腔室41的顶部固定有三通19，三通19的一个进口通过第一导管20与清洗剂瓶16相连通，第一导管20的一端与三通19的一个进口相连接，第一导管20的另一端贯穿第一腔室5的底部并伸入清洗剂瓶16内，三通19的另一个进口通过第二导管21与蓄水箱17相连通，第二导管21的一端与三通19的另一个进口相连接，第二导管21的另一端贯穿第一腔室5的底部及蓄水箱17的底部并伸入蓄水箱17内，三通19的出口连接第三导管22，第三导管22的一端与三通19的出口相连接，第三导管22的另一端贯穿第二腔室41的底部及顶台3的底部并与喷液机构24相连接，第三导管22上设有电磁阀23，顶台3的底部居中的设有向内凹陷的滑槽25，滑槽25内嵌设有电子滑块26，电子滑块26可在滑槽25内滑动，电子滑块26的底部连接清洗机构27，清洗机构27包括直线电机28、支撑板30、第二旋转电机31和清洗刷，直线电机28固定于电子滑块26的底部，直线电机28的伸缩杆29的端部连接支撑板30，第二旋转电机31居中的固定于支撑板30的底部，第二旋转电机31的第二旋转轴32的端部连接清洗刷，清洗刷包括刷柄33、刷杆34和刷头35，刷柄33与第二旋转轴32相连接，刷柄33通过刷杆34与刷头35相连接，刷头35的表面外侧设有触碰传感器，支撑板30的外侧设有导杆36，导杆36的底侧设有第二固定夹37，喷液机构24设于第二固定夹37内，喷液机构24包括波纹管38和喷液头39，波纹管38固定于第二固定夹37内，波纹管38的一端与第三导管22相连通，波纹管38的另一端与喷液头39相连接，喷液头39与波纹管38相连通，压力传感器14、第一液位传感器、第二液位传感器18和触碰传感器连接控制模块的输入端，控制模块的输出端分别连接电子滑块26、第一旋转电机10、第二旋转电机31、直线电机28、电磁阀23和蜂鸣器40相连接，连接竖板1的背面设有电源线，电源线连接外部电源，外部电源通过电源开关4为装置本体提供工作电压。
将电源线连接外部电源，按下电源开关4，使装置本体处于待机状态。
待清洗的杯子放入杯架12上的杯槽13内，杯槽13底部内侧的压力传感器14感应到杯子的重量，通知控制模块使装置本体进入工作状态。压力传感器14选用半导体压电阻型压力传感器，是在薄片表面形成半导体变形压力，通过压力使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。杯槽13对放入的杯子具有限位作用，防止杯子在刷洗的过程中发生位移而导致倾翻，提升了安全性。
压力传感器14感应到杯槽13内的杯子后，控制模块控制电子滑块26沿着滑槽25移动，同时直线电机28工作，驱动伸缩杆29带着支撑板30及第二旋转电机31和清洗刷做竖直方向的往复运动。清洗刷的刷头35的表面外侧设有触碰传感器，触碰传感器选用Arduino触碰传感器，具有极高的灵敏度和检测精度。当触碰传感器感应到刷头35已经触碰到杯子的内壁时，触碰传感器通知控制模块使电子滑块26停止移动，并且打开电磁阀23，使第三导管22处于导通状态。清洗剂瓶16倒置在第一固定夹15内进行固定，清洗剂瓶16内的清洗剂由于重力作用经第一导管20流入三通19进行暂存，同理，蓄水箱17内的水经第二导管21也流入三通19进行暂存，暂存在三通19内的清洗剂和水相混合成为清洗液，当第三导管22导通后，清洗液从第三导管进入喷液机构24，通过波纹管38后由喷液头39喷洒至杯内。第二固定夹37对波纹管38的底端进行固定以精准喷洒，避免喷洒至杯外而弄脏杯架12。第一固定夹15和第二固定夹37均选用不锈钢材质制成，耐腐蚀，易擦拭，具有较大的支撑强度，使用寿命长。第二固定夹37固定在导杆36上，而导杆36与支撑板30相连接，由于支撑板30跟随直线电机28的伸缩杆29做竖直方向的往复运动，因此选用波纹管38作为喷液头39与第三导管22之间的连接管。波纹管38可在外力作用下沿管子长度方向伸长，满足跟随第二固定夹37一起做竖直方向往复运动的应力要求而不会发生破损或断裂。
同时控制模块控制第一旋转电机10和第二旋转电机31进行工作。第一旋转电机10驱动第一旋转轴11转动，第一旋转轴11带动杯架12及杯槽13内的杯子做同步转动。第二旋转电机31驱动第二旋转轴32转动，第二旋转轴32带动清洗刷旋转。并且直线电机28始终保持清洗刷做竖直方向的往复运动，配合清洗液的化学作用，从而实现了对杯子底部及内壁的全面刷洗，提升了清洗效率，清洗效果好。第一旋转电机10和第二旋转电机31均选用RS-380SH型步进电机，可非常方便的设定旋转电机的步进频率，从而调节旋转轴的旋转速率，以调整刷洗频率。清洗刷的刷头35选用尼龙丝材质制成，纤细柔软，能刷到细微的地方，刷洗效率高，刷洗效果好，并且具有良好的弹性，在刷洗过程中不会破坏杯子内壁，加上还具有耐磨和不吸水的特性，使用寿命长久。
第一液位传感器实时监测清洗剂瓶16内的剩余清洗剂量，第二液位传感器18实时监测蓄水箱17内的剩余水量，当其中任一监测量低于预设值时，触发蜂鸣器40进行报警提醒。第一液位传感器和第二液位传感器18均选用静压投入式液位传感器，静压投入式液位传感器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。需要添加清洗剂或者水时，先取下顶盖7。由于顶盖7通过底部的插片8与顶台3顶部的插槽6相连接，非常方便拆装，并且当顶盖7装于顶台3之上时，也保证了顶台3的密封性。取下顶盖7后，由于清洗剂瓶16和蓄水箱17均为上端开口，可非常方便的直接进行添加。
控制模块对压力传感器14、第一液位传感器、第二液位传感器18和触碰传感器的输入检测信号进行处理，输出控制信号分别控制电子滑块26、第一旋转电机10、第二旋转电机31、直线电机28、电磁阀23和蜂鸣器40进行工作。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。
本发明提供了一种智能家居杯子清洗装置，将待清洗的杯子放入杯槽内，杯槽对杯子进行限位，防止杯子在刷洗过程中发生移动而倾翻，杯槽底部的压力传感器感应到杯子的重量，通过控制模块触发装置进入工作状态，电子滑块带动底部的清洗机构沿着滑槽移动，同时直线电机带动刷子做竖直方向的往复运动，当刷子接触到杯子内壁时，刷头的触碰传感器通知控制模块使电子滑块停止移动，同时控制模块控制电磁阀使第三导管导通，清洗剂及水混合后经波纹管和喷液头喷洒至杯内，同时令第一旋转电机和第二旋转电机进行工作，第一旋转电机带动杯架及杯槽内的杯子进行旋转，第二旋转电机带动刷子旋转，从而实现了对杯子底部及内壁的全面清洗，提升了清洗效率，清洗效果好，刷头选用尼龙丝材质，防止在刷洗过程中对杯子内壁产生破坏，同时也提升了清洗效果，延长了使用寿命，第一液位传感器实时监测清洗剂瓶内的清洗剂剩余量，第二液位传感器实时监测蓄水箱内的水剩余量，当某一监测值低于预设值时，触发蜂鸣器进行报警提醒以及时添加，添加的时候仅需取下顶盖即可，非常省事，而顶盖与顶台通过插片与插槽相连接，使得拆装也非常方便，刷洗全程无需人工干预，自动化及智能化程度高，大大降低了人工劳动强度，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，很好的替代了传统的人工方法。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。