一种自动供给一次性水杯存取盒的制作方法

本发明属于一种一次性水杯存取装置，尤其属于一种具有自动供给功能的可控制单次拿取数量的一次性水杯存取盒。

背景技术：

目前，设立在公共场所的饮水机、热水机等直饮水设备都配有一次性水杯，而一次性水杯的存放和拿取目前的装置大多采用存取盒支取，比如高铁的饮水机采用了夹持式的一次性水杯存取盒，在取用时容易发生一次取出了多个的情况；而且，无论是采用的大空间的存取盒还是夹持式的存取盒，在取用时都有本次不需取用的一次性水杯被取出的可能，这个情况在大空间的存取盒的应用中更加明显。期望的是在公共场所使用一次性水杯时，使用者一次只能取出一个一次性水杯，取用过程不用接触其余未用水杯，通过在国家知识产权局检索，目前可实现该功能最接近的专利为：收放和取拿一次性水杯的装置（申请号：201110209143.x）。该发明公开了一种使用弹性凸边的设计，通过弹性凸边限制需取用的一次性水杯后面的一次性水杯的下落，在一定程度上实现了限量取用一次性水杯，在取用过程中不用接触其余未用水杯，但由于弹性凸边的限制作用不是强限位，在使用过程中会出现一处取用取出多个一次性水杯的情况，造成浪费，所以需要对该装置进行修改，以实现强限制作用。同时，在使用过程中发现向下拿取一次性水杯的方式在一些饮水机上设计不合理，水杯储存要求量越大拿取水杯的位置越低，所以还需要设计向上拿取一次性水杯的供给装置，以满足更多种类的饮水机使用。

技术实现要素：

本发明一种自动供给一次性水杯存取盒，目的在于提供一种机械设计，实现一种具有一次只能取出一个一次性水杯，取用过程不用接触其余水杯功能的一次性水杯存取盒，同时具备向上拿取一次性水杯的目的，为实现上述目的，本发明由外壳、内框架、壳盖、弹性钢片、外压拨片、内压拨片、摆动杆、固定螺丝、调节螺丝、托盘、螺杆电机、微动开关、电气控制盒组成。

优选的，本发明的外壳是一个开口角形框架，分为背板和左右侧板，左右侧板都和背板垂直，两左右侧板的底部有一平板相连，左右侧板的顶部，不与背板连接的一边有旋转孔，用于与壳盖的旋转轴相配合；背板上有内框架安装孔，内框架安装孔为螺纹孔。

优选的，本发明的内框架是一个开口角形框架，分为内背板和左右内侧板，左右内侧板都和背板垂直，左右内侧板上都有弹性钢片的安装孔与弹性钢片的刚性调节连接孔，在弹性钢片安装孔的上方，有两个条形孔，两个条形孔中，处于下方的条形孔用于与内压拨片配合，用于实现内压拨片在条形孔内有约束的滑动，处于上方的条形孔用于与外压拨片配合，用于实现外压拨片在条形孔内有约束的滑动，在两个条形孔的两个侧面都有旋转轴立柱，两个旋转轴立柱中有一个明显高于另一个，较高的一个用于粘接微动开关，两个旋转轴立柱中间有一旋转轴，旋转轴处于两个条形孔所在位置的中间轴线上；在左右内侧板的两个旋转轴立柱下方中间位置都有一个凸起板，凸起板的水平面中心有螺杆定心孔，在凸起板的两侧各有一条自凸起板水平面起一直贯穿到左右内侧板底部的滑动槽，两个滑动槽在左右内侧板的底部切去一块，用于安装螺杆电机，背板上有通孔，通孔位置与外壳背板上的内框架安装孔相配合。

优选的，本发明的壳盖是一个直角板，由一长一短两块板组成，在长板远离短板一侧边上有旋转轴，旋转轴的直径与外壳的旋转孔相配合。

优选的，本发明的弹性钢片为一三段弹性钢片组成的结构体，中间钢片为平板，平板中心有一与内框架上的弹性钢片的安装孔配合的通孔，中间钢片与处于上方的上端钢片有一定夹角，上端钢片上有通孔，用于让调节螺丝穿过；中间钢片与处于下方的下端钢片有一定夹角，下端钢片的底端有一条形孔，用于让内压拨片通过；在条形孔的下方，下端钢片靠近中间钢片的一侧（内侧）有一对矩形孔，用于外压拨片上的旋转轴在矩形孔内小范围上下活动。

优选的，本发明的外压拨片为一矩形薄片，矩形薄片两端的两侧面都有旋转轴。

优选的，本发明的内压拨片为矩形薄片，矩形薄片的一端的两侧面都有旋转轴。

优选的，本发明的摆动杆为一矩形体，矩形体的中间有旋转孔，旋转孔用于与内框架上的旋转轴配合，孔的上下两端都有一个矩形孔，分别用于外压拨片和内压拨片上的限位轴在矩形孔内小范围上下活动。

优选的，本发明的固定螺丝为标准件，用于将弹性钢片固定于内框架上。

优选的，本发明的调节螺丝为标准件，穿过弹性钢片的上端钢片上的孔，用于控制弹性钢片的刚度，拧入螺纹的长度控制刚度大小。

优选的，本发明的托盘主体为矩形板，矩形板的两侧各有两个伸出板，同一侧两伸出板的距离与内框架左右内侧板上两个槽的距离相等，伸出板的长度与内框架的左右内侧板的厚度相同，在同一侧伸出板的顶端，各用一个连接板连接，连接板的正中心有螺孔，用于与螺杆电机的螺杆配合。

优选的，本发明的螺杆电机为一带有螺杆的步进电机，螺杆长度要求在电机安装好后，可以使得螺杆顶端可以伸入内框架的左右侧板上的凸起板的定心孔内。

优选的，本发明的微动开关为标准件，压下开关导通，释放开关断开。

装配关系

内框架通过固定螺丝与外壳的安装孔的配合固定在外壳内；壳盖通过旋转轴与外壳的旋转孔的配合与外壳实现装配；两个弹性钢片都通过固定螺丝与内框架的弹性钢片的安装孔分别固定在内框架上，两个弹性钢片都通过调节螺丝与内框架的刚性调节连接孔的配合实现刚度调节；外压拨片穿过内框架的处于上方的条形孔，外压拨片一端的旋转轴与弹性钢片的矩形孔相配合，外压拨片的另一端的旋转轴与摆动杆上方的矩形孔相配合；内压拨片穿过内框架处于下方的条形孔，内压拨片一端的旋转轴与摆动杆下方的矩形孔相配合，同时内压拨片的另一端恰好可以穿过弹性钢片底端的条形孔；摆动杆通过旋转孔与内框架的旋转轴相配合。

两个螺杆电机粘接在外壳的底部平板上，螺杆顶端与内框架的凸起板的定心孔相配合。

托盘的两个伸出板形成一个槽，内框架的左右侧板上的两个滑动槽切割出一个平板，托盘的两个伸出板形成的槽恰好套在内框架的左右侧板上的两个滑动槽切割出的平板外，实现有约束的上下滑动。

螺杆电机的螺杆通过托盘上的连接板的螺孔，与螺孔实现配合，螺杆的旋转可以实现托盘的升降。

电气控制盒安装在外壳底部平板上。

在螺杆电机上安装一个微动开关，检测托盘的最低处；在内框架的凸起板的下方安装一个微动开关，检测托盘的最高处；在内框架较高的旋转轴立柱上安装一个微动开关，检测用户拿取一次性水杯的动作。

运动原理与过程

在一次性水杯尚在内框架内存储时，一次性水杯在两弹性钢片形成的窄口下方，此时外压拨片尚未被向外推出，此时内压拨片则尚未伸出弹性钢片底端的条形孔，此时对一次性水杯没有硬约束，只有两侧弹性钢片形成的弹性弱约束，该弱约束力最小大于一个一次性水杯的重量。

在一次性水杯到达两弹性钢片形成的窄口的最窄处时，此时由于一次性水杯把弹性钢片向两侧推出一定的距离，则外压拨片向外推出一定的距离，带动摆动杆旋转，摆动杆的旋转使得内压拨片被向内推出一定的距离，内压拨片伸出弹性钢片，内压拨片伸出后，对处于两弹性钢片窄口的最窄处的一次性水杯下方的一次性水杯产生硬约束，阻止下方的一次性水杯继续移动，在这个过程中，在内框架较高的旋转轴立柱上安装的微动开关被外压拨片推动，微动开关受压导通。

在使用过程中，用户在取一次性水杯时，被取的一次性水杯只有弹性钢片的弹性弱约束，在被取的一次性水杯被取出过程中，经过两弹性钢片形成的窄口的最窄处时，由于内压拨片的伸出，被取一次性水杯下方的一次性水杯无法进一步运动出来，实现一次只出一个一次性水杯的目的。在这个过程中由于外压拨片推动了微动开关，微动开关的信号传递到电气控制盒，电气控制盒控制螺杆电机旋转一个固定的角度，将下方的一次性水杯向上推动一个高度，以便下一次的拿取。

在水杯用尽时，托盘压动内框架的凸起板的下方安装的微动开关，电气控制盒获取到一次性水杯用完的信息，则控制螺杆电机反向运转，直到托盘压动安装在螺杆电机上的微动开关，即降到最低处，以便补充一次性水杯。

需要装填一次性水杯时，打开壳盖，一次性装填多个一次性水杯。

通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：采用了上述技术方案后，实现了一次性水杯在取用过程中不发生多余接触，保证了公共场所的卫生，同时实现了一次取用只出一个一次性水杯的目的，实现了公共资源的节约使用，不会造成多余浪费，实现了向上拿取一次性水杯的目的，满足了更多饮水机的应用需求，另外，本发明的结构设计简单，可靠，没有复杂的机械结构，保障了生产、维护的可行性，体现了设计的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中

所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实

施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图

获得其他的附图。

图1是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的外壳的立体图。

图2是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的内框架的立体图及a、b局部视图。

图3是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的内框架另一个视角的立体图及a局部视图。

图4是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的壳盖的立体图。

图5是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的弹性钢片的立体图及a局部视图。

图6是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的弹性钢片另一个视角的立体图及a局部视图。

图7是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的外压拨片的立体图。

图8是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的内压拨片的立体图。

图9是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的摆动杆的立体图。

图10是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的托盘的立体图。

图11是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的略去外框和一次性水杯的装配图。

图12是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的略去外框和一次性水杯的另一个视角的装配图。

图13是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的在一次性水杯在两弹性钢片形成的窄口处下方时的装配图。

图14是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的在一次性水杯在两弹性钢片形成的窄口处时的装配图。

图15是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的略去壳盖的装配图。

图16是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的壳盖打开时的装配图。

图17是本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的壳盖闭合时的装配图。

图中数字所表示的相应部件名称：

1、外壳；2、外壳背板；3、外壳侧板；4、外壳上的旋转孔；5、内框架安装孔；6、壳盖；7、壳盖的旋转轴；8、内框架；9、内框架背板；10、内框架内侧板；11、弹性钢片；12、弹性钢片的安装孔；13、弹性调节连接孔；14、内框架的条形孔；15、内压拨片；16、外压拨片；17、旋转轴立柱；18、内框架的旋转轴；19、内框架的通孔；20、壳盖的旋转轴；21、中间钢片上的通孔；22、上端钢片上的通孔；23、调节螺丝；24、弹性钢片上的条形孔；25、弹性钢片上的矩形孔；26、外压拨片上的旋转轴；27、内压拨片上的旋转轴；28、摆动杆；29、摆动杆上的旋转孔；30、摆动杆上的矩形孔；31、固定螺丝；32、一次性水杯；33、内框架滑动槽；34、内框架左右侧板底部切去部分；35、凸起板；36、定心孔；37、螺杆电机；38、微动开关；39、电气控制盒；40、螺杆；41、托盘；42、伸出板形成的槽；43、伸出板；44、连接板；45、连接板上的螺孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明由外壳1、内框架8、壳盖6、弹性钢片11、外压拨片16、内压拨片15、摆动杆28、固定螺丝31、调节螺丝23、托盘41、螺杆电机37、微动开关38、电气控制盒39组成。

参见图1，本发明的一种自动供给一次性水杯存取盒的外壳1的立体图，外壳1是一个开口角形框架，分为背板2和左右侧板3，左右侧板3都和背板2垂直，两左右侧板3的底部有一平板相连，左右侧板3的顶部，不与背板连接的一边有旋转孔4，用于与壳盖6的旋转轴7相配合；背板2上有内框架8安装孔5，内框架安装孔5为螺纹孔。

参见图2、图3，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的内框架8，内框架8是一个开口角形框架，分为内背板9和左右内侧板10，左右内侧板10都和背板9垂直，左右内侧板10上都有弹性钢片11的安装孔12与弹性钢片11的刚性调节连接孔13，在弹性钢片安装孔12的上方，有两个条形孔14，两个条形孔14中，处于下方的条形孔14-1用于与内压拨片15配合，用于实现内压拨片15在条形孔14-1内有约束的滑动，处于上方的条形孔14-2用于与外压拨片16配合，用于实现外压拨片16在条形孔14-2内有约束的滑动，在两个条形孔14的两个侧面都有旋转轴立柱17，两个旋转轴立柱17中有一个17-2明显高于另一个17-1，较高的一个17-2用于粘接微动开关38，两个旋转轴立柱17中间有一旋转轴18，旋转轴18处于两个条形孔14所在位置的中间轴线上；在左右内侧板10的两个旋转轴立柱17下方中间位置都有一个凸起板35，凸起板35的水平面中心有螺杆定心孔36，在凸起板35的两侧各有一条自凸起板水平面起一直贯穿到左右内侧板底部的滑动槽33，两个滑动槽33在左右内侧板10的底部切去一块34，用于安装螺杆电机37，背板9上有通孔19，通孔19位置与外壳1背板2上的内框架8安装孔5相配合。

参见图4，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的壳盖6的立体图，壳盖6是一个直角板，由一长一短两块板组成，在长板远离短板一侧边上有旋转轴20，旋转轴20的直径与外壳1的旋转孔4相配合。

参见图5、图6，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的弹性钢片11，弹性钢片11为一三段弹性钢片组成的结构体，中间钢片11-1为平板，平板中心有一与内框架8上的弹性钢片11的安装孔12配合的通孔21，中间钢片11-1与处于上方的上端钢片11-2有一定夹角，上端钢片11-2上有通孔22，用于让调节螺丝23穿过；中间钢片11-1与处于下方的下端钢片11-3有一定夹角，下端钢片11-3的底端有一条形孔24，用于让内压拨片15通过；在条形孔24的下方，下端钢片11-3靠近中间钢片11-1的一侧（内侧）有一对矩形孔25，用于外压拨片16上的旋转轴26在矩形孔25内小范围上下活动。

参见图7，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的外压拨片16的立体图，外压拨片16为一矩形薄片，矩形薄片两端的两侧面都有旋转轴26。

参见图8，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的内压拨片15的立体图，本发明的内压拨片15为矩形薄片，矩形薄片的一端的两侧面都有旋转轴27。

参见图9，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的摆动杆28的立体图，摆动杆28为一矩形体，矩形体的中间有旋转孔29，旋转孔29用于与内框架8上的旋转轴18配合，旋转孔29的上下两端都有一个矩形孔30，分别用于外压拨片16和内压拨片15上的限位轴在矩形孔30内小范围上下活动。

参见图10，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的托盘41的立体图，托盘41主体为矩形板，矩形板的两侧各有两个伸出板43，同一侧两伸出板43的距离与内框架8左右内侧板10上两个槽33的距离相等，伸出板43的长度与内框架8的左右内侧板10的厚度相同，在同一侧伸出板43的顶端，各用一个连接板44连接，连接板44的正中心有螺孔45，用于与螺杆电机37的螺杆40配合。

本发明的螺杆电机37为一带有螺杆40的步进电机，螺杆40长度要求在电机安装好后，可以使得螺杆40顶端可以伸入内框架8的左右侧板10上的凸起板35的定心孔36内。

本发明的微动开关38为标准件，压下开关导通，释放开关断开。

参见图11-图17，本发明一种自动供给一次性水杯存取盒的装配关系与运动原理为：

装配关系

内框架8通过固定螺丝31与外壳1上的安装孔5的配合固定在外壳1内；壳盖6通过旋转轴7与外壳1的旋转孔4的配合与外壳1实现装配；两个弹性钢片11都通过固定螺丝31与内框架8的弹性钢片的安装孔12分别固定在内框架8上，两个弹性钢片11都通过调节螺丝23与内框架8的刚性调节连接孔13的配合实现刚度调节；外压拨片16穿过内框架8的处于上方的条形孔14-2，外压拨片16一端的旋转轴26与弹性钢片11的矩形孔25相配合，外压拨片16的另一端的旋转轴26与摆动杆28上方的矩形孔30-2相配合；内压拨片15穿过内框架8处于下方的条形孔14-1，内压拨片15一端的旋转轴27与摆动杆28下方的矩形孔30-1相配合，同时内压拨片15的另一端恰好可以穿过弹性钢片11底端的条形孔24；摆动杆28通过旋转孔29与内框架8的旋转轴18相配合。

两个螺杆电机37粘接在外壳1的底部平板上，螺杆40顶端与内框架8的凸起板35的定心孔36相配合。

托盘41的两个伸出板43形成一个槽42，内框架8的左右侧板10上的两个滑动槽33切割出一个平板，托盘41的两个伸出板43形成的槽42恰好套在内框架8的左右侧板10上的两个滑动槽33切割出的平板外，实现有约束的上下滑动。

螺杆电机37的螺杆40通过托盘41上的连接板44的螺孔45，与螺孔45实现配合，螺杆40的旋转可以实现托盘41的升降。

电气控制盒39安装在外壳1底部平板上。

在螺杆电机37上安装一个微动开关38，检测托盘41的最低处；在内框架8的凸起板35的下方安装一个微动开关38，检测托盘41的最高处；在内框架8较高的旋转轴立柱17上安装一个微动开关38，检测用户拿取一次性水杯的动作。

运动原理与过程

在一次性水杯32尚在内框架8内存储时，一次性水杯32在两弹性钢片11形成的窄口上方，此时外压拨片16尚未被向外推出，此时内压拨片15则尚未伸出弹性钢片11底端的条形孔24，此时对一次性水杯32没有硬约束，只有两侧弹性钢片11形成的弹性弱约束，该弱约束力最小大于一个一次性水杯32的重量。

在一次性水杯32到达两弹性钢片11形成的窄口的最窄处时，此时由于一次性水杯32把弹性钢片11向两侧推出一定的距离，则外压拨片16向外推出一定的距离，带动摆动杆28旋转，摆动杆28的旋转使得内压拨片15被向内推出一定的距离，内压拨片15伸出弹性钢片11，内压拨片15伸出后，对处于两弹性钢片11窄口的最窄处的一次性水杯32下方的一次性水杯32产生硬约束，阻止一次性水杯32的进一步移动，在这个过程中，在内框架8较高的旋转轴立柱17上安装的微动开关38被外压拨片16推动，微动开关38受压导通。

在使用过程中，用户在取一次性水杯32时，被取的一次性水杯32只有弹性钢片11的弹性弱约束，在被取的一次性水杯32被取出过程中，经过两弹性钢片11形成的窄口的最窄处时，由于内压拨片15的伸出，被取一次性水杯32上方的一次性水杯32无法进一步移动，实现一次只出一个一次性水杯32的目的。在这个过程中由于外压拨片16推动了微动开关38，微动开关38的信号传递到电气控制盒39，电气控制盒39控制螺杆电机37旋转一个固定的角度，将下方的一次性水杯32向上推动一个高度，以便下一次的拿取。

在一次性水杯32用尽时，托盘41压动内框架8的凸起板35的下方安装的微动开关38，电气控制盒39获取到一次性水杯用完的信息，则控制螺杆电机37反向运转，直到托盘41压动安装在螺杆电机37上的微动开关38，即降到最低处，以便补充一次性水杯32。

需要装填一次性水杯时，打开壳盖6，一次性装填多个一次性水杯32。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。