CN110654288B - 一种车载水杯支架及车载水杯防溢方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载水杯支架及车载水杯防溢方法，其中，车载水杯支架包括底座、托盘和补偿机构，底座用于固定车载水杯支架、托盘用于放置水杯；补偿机构包括调节组件、位移加速度传感器和微处理器；位移加速度传感器用于实时检测车辆的运动变化情况，并发出运动信号；微处理器用于接收运动信号，计算补偿量并发出补偿控制信号；调节组件设于底座和托盘之间，并可根据补偿控制信号对托盘进行运动补偿，以使托盘呈水平状态。能根据车辆偏移实时进行位置补偿，有效解决车内日常行驶环境下杯中液体溢出的问题。

Description

一种车载水杯支架及车载水杯防溢方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车载水杯支架及车载水杯防溢方法。

背景技术

目前已有的机动车辆上都配有杯托，用于存放水杯或咖啡杯。传统的车载杯托多采用固定结构，集成在副仪表板上，使水杯得到支撑固定。但是在车辆正常行驶过程中，汽车在加速、减速、转弯、制动等情况下，很容易造成杯子倾斜晃动而使水溢出，不仅难以清理车内污渍，也会降低用户车内的体验。

随着自动驾驶技术不断成熟，未来车主对车内舒适性要求会更高，许多车载杯托专注于改善水杯的夹持方式，使水杯固定更加牢固、取放更自如。可是单纯从杯托外形上改良，难以避免杯中的液体晃动、溢出。而现有技术对克服日常行驶环境下杯中液体溢出问题是不足的。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载水杯支架及车载水杯防溢方法，能根据车辆偏移实时进行位置补偿，有效解决车内日常行驶环境下杯中液体溢出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载水杯支架，包括底座、托盘和补偿机构，所述底座用于固定所述车载水杯支架、所述托盘用于放置水杯；所述补偿机构包括调节组件、位移加速度传感器和微处理器；所述位移加速度传感器用于实时检测车辆的运动变化情况，并发出运动信号；所述微处理器用于接收所述运动信号，计算补偿量并发出补偿控制信号；所述调节组件设于所述底座和所述托盘之间，并可根据所述补偿控制信号对所述托盘进行运动补偿，以使所述托盘呈水平状态。

其中，运动补偿是指调节组件带动托盘向与运动变化方向相反的方向运动，以使托盘呈水平状态，进而使得水杯内的液面稳定。车辆在行驶过程中，难免由于惯性作用使得车辆的加速度或倾斜角度等发生变化，使得水杯内的液面发生倾斜、晃动等，此时，补偿机构能够对托盘进行运动补偿，即对水杯进行运动补偿，使其保持水平状态，进而使得水杯内的液面稳定，防止液体溢出。

可选地，所述调节组件包括电机以及相互垂直设置的第一转轴、第二转轴和第三转轴；所述第一转轴设于所述底座，并与所述底座的上表面平行，所述第二转轴垂直设于所述托盘的下表面，所述第三转轴沿车辆的前后方向设置；所述调节组件能够带动托盘相对于所述底座分别沿所述第一转轴和所述第三转轴滑动，并可绕所述第三转轴旋转。

可选地，所述调节组件还包括设于所述第三转轴的端部的连接板，所述第二转轴和所述第三转轴通过所述连接板固定。

可选地，还包括杯托，所述杯托可拆卸地连接于所述托盘的上方，所述杯托的上表面设有用于放置所述水杯的凹槽。

可选地，所述凹槽为由上至下依次渐缩的台阶结构。

可选地，所述杯托与所述托盘卡接。

可选地，所述补偿机构还包括开关，用于控制所述位移加速度传感器和所述微处理器的开闭。

另外，为解决上述技术问题，本发明还提供了一种车载水杯防溢方法，其包括如下步骤：

S1：实时检测车辆的运动情况，若所述车辆的运动情况发生变化则进入步骤S2；

S2：根据运动变化前后的运动情况进行运动补偿运算；

S3：根据运动补偿运算的结果对水杯进行运动补偿，以使所述水杯呈水平状态。

其中，S1可通过位移加速度传感器对车辆进行实时检测，若位移加速度传感器检测到车辆的加速度或倾角时，则车辆的运动发生变化。S3中的运动补偿是指与运动变化相反的方向作用于水杯，使其保持水平状态，进而使得水杯内的液面稳定，防止液体溢出。

车辆在行驶过程中，难免由于惯性作用使得车辆的加速度或倾斜角度等发生变化，使得水杯内的液面发生倾斜、晃动等，此时，通过该车载水杯防溢方法可防止水杯发生晃动或倾斜并使其保持水平状态，进而使得水杯内的液面稳定，防止液体溢出。

附图说明

图1是本发实施例所提供的车载水杯支架在车辆平稳行驶状态的结构示意图；

图2是车载水杯支架在车辆刹车状态的结构示意图；

图3是车载水杯支架在车辆刹车状态经运动补偿后的结构示意图；

图4是车载水杯支架在车辆上坡状态的结构示意图；

图5是车载水杯支架在车辆上坡状态经运动补偿后的结构示意图；

图6是图1中车载水杯支架的结构示意图；

图7是图6的侧视图；

图8是本发明实施例所提供的车载水杯防溢方法的流程图。

附图1-8中，附图标记说明如下：

1-底座；2-托盘；31-电机，32-第一转轴，33-第二转轴，34-第三转轴，35-连接板；4-杯托，41-凹槽；5-水杯。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-7，图1是本发实施例所提供的车载水杯支架在车辆平稳行驶状态的结构示意图；图2是车载水杯支架在车辆刹车状态的结构示意图；图3是车载水杯支架在车辆刹车状态经运动补偿后的结构示意图；图4是车载水杯支架在车辆上坡状态的结构示意图；图5是车载水杯支架在车辆上坡状态经运动补偿后的结构示意图；图6是图1中车载水杯支架的结构示意图图7是图6的侧视图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种车载水杯5支架，其包括底座1、托盘2和补偿机构。其中，底座1用于固定该车载水杯5支架，具体固定位置可以是汽车内部副仪表板、座椅扶手等，其具体位置并不做限定，只要能保证该车载水杯5支架固定后托盘2的上表面呈水平状态即可；水杯5放置于托盘2的上方。

其中，补偿机构包括调节组件、位移加速度传感器和微处理器，位移加速度传感器用于实时检测车辆的运动变化情况，并将所检测到的运动信号发送至微处理器，微处理器接收运动信号后会进行相应的补偿运算，并向调节组件发出补偿控制信号，调节组件设于底座1和托盘中之间，并能能够根据补偿控制信号对托盘2进行运动补偿。

其中，运动补偿是指调节组件带动托盘2向与运动变化方向相反的方向运动，以使托盘2呈水平状态，进而使得水杯5内的液面稳定。车辆在行驶过程中，难免由于惯性作用使得车辆的加速度或倾斜角度等发生变化，使得水杯5内的液面发生倾斜、晃动等，此时，补偿机构能够对托盘2进行运动补偿，即对水杯5进行运动补偿，使其保持水平状态，进而使得水杯5内的液面稳定，防止液体溢出。

在上述实施例中，调节组件包括电机31以及相互垂直设置的第一转轴32、第二转轴33和第三转轴34。其中，第一转轴32设于底座1，并与底座1的上表面平行，第二转轴33垂直设于托盘2的下表面，第三转轴34沿车辆的运动方向设置，调节组件能够带动托盘2相对于底座1分别沿第一种转轴和第三转轴34移动，并可绕第三转轴34旋转。也就是说，该调节组件能够控制托盘2沿六个方向、三个自由度的运动。

具体的，车辆在平缓路面行驶时，水杯5状态如图1所示，内部液面平稳(如图中虚线所示)，日常行驶环境下，车内水杯5容易发生溢水现象的情况主要有以下两种情景：

情景一：车辆急刹车、起步

当车辆急刹车时，车上物体会产生向后的加速度，如图2所示，水杯5内的液面如图中虚线所示，会有前倾趋势，这时位移加速度传感器检测到加速度变化的运动信号，并将此运动信号发送至微处理器，微处理器经过补偿运算，发出补偿控制信号，使调节组件带动托盘2以刹车前的行驶速度继续向前运动，并缓慢减速至与车速相同(车辆急停时车速骤降至零)，具体的，如图3所示，调节组件带动托盘2沿第三转轴34继续向前移动，并在此运动过程中使得水杯的速度缓慢降到与车速相同。在这个过程中，放置在托盘2上的水杯5运动状态为从行驶速度缓慢减速到停止，避免了急刹车对水杯5内液体的影响，有效避免其溢出。

同样的，在起步情况下，原理与上述急刹车相同，为节约篇幅，在此不再赘述。

情景二：车辆上坡、下坡

当车辆从平缓路面驶向上坡路时，车身沿其纵向产生与坡度相同的倾斜角度，此时，如图4所示，该车载水杯5支架带动水杯5整体随车身倾斜，这时位移加速度传感器检测到倾角变化的运动信号，并将此运动信号发送至微处理器，微处理器经过补偿运算，发出补偿控制信号，调节组件带动托盘2以反方向转动相同角度，如图5所示，绕第三转轴34旋转使托盘2回到水平位置。在这个过程中，放置在托盘2上的水杯5一直保持在水平状态，没有受到坡度影响，内部液体不会发生晃动，有效避免其溢出。

同样的，在下坡情况下，原理与上述上坡相同，为节约篇幅，在此不再赘述。

而当车辆经过路面不平地段时，容易发生不定向的晃动，此时，水杯5内的液面会有不定向的倾斜趋势，调节组件通过带动托盘2沿第一转轴32和第三转轴34移动、同时结合绕第一转轴32旋转，以缓解水杯5内的液面晃动情况，避免其溢出。

当然，在本实施例中，对于调节组件的具体结构并不做限制，如第二转轴33还可以带动托盘2沿第三转轴34旋转，当车辆经过左右高度不一致的路面时，车身沿其横向将随路面发生倾斜，此时，调节组件带动托盘2相对于底座1绕第三转轴34转动，使托盘2回到水平位置。在这个过程中，放置在托盘2上的水杯5一直保持在水平状态，没有受到路面影响，内部液体不会发生晃动，有效避免其溢出。

在上述实施例中，调节组件还包括连接板35，该连接板35用于连接第二转轴33和第三转轴34，其中，连接板35设于第三转轴34的端部，由于第一转轴32可沿第三转轴34移动，该连接板35从端部实现与第二转轴33的固定，不会影响第一转轴32沿第三转轴34的移动，其中，实现第一转轴32和第三转轴34之间的移动方式不做限制，如可以在第三转轴34设置滑轨，第一转轴32的朝向第三转轴34的端部设有与滑轨相适配的滑块，或者通过丝杠的方式实现均可。

如图7所示，连接板35的数量为两个，分别位于第三转轴34的两端，此种连接方式相对于仅通过一个连接板35连接第二转轴33和第三转轴34的方式来说，结构更为稳定。

另外，本实施例中，对电机31的具体位置不做要求，同时对电机31的设置数量也不做要求，只要电机31能够根据补偿控制信号驱动调节组件对托盘2的运动进行补偿即可。若电机31的数量为多个，则多个电机31分别与微处理器信号连接。

在上述实施例中，该车载水杯5支架还包括杯托4，该杯托4设于托盘2的上方，杯托4的上表面设有用于放置水杯5的凹槽41，凹槽41的设置便于水杯5放置稳定，同时，该杯托4与托盘2可拆卸连接，当水杯5体积较大时，可直接将杯托4取下，水杯5直接放置于托盘2上即可，使用灵活性好。

在上述实施例中，杯托4的凹槽41为由上至下依次渐缩的台阶结构，其中，下是指杯托4朝向托盘2的一侧，依次渐缩的台阶结构能够适用于不同尺寸大小的水杯5，便于稳定放置各种水杯5。

在上述实施例中，补偿机构还包括开关，该开关用于控制位移加速度传感器、微处理器和电机31的开闭，当需要该车载水杯5支架防止水杯5内的液体溢出时，打开该开关，实时对水杯5进行运动补偿，而当车辆停止、没有放置水杯5或水杯5内没有液体时，无需进行运动补偿，可关闭该开关，以实现节能的目的。另外，当开关关闭时，该车载水杯5支架即保持关闭前的状态，即调节组件中三个转轴的相对位置在开关关闭后即锁定当前位置。

在上述实施例中，杯托4与托盘2卡接，卡接连接可有效避免二者之间发生相对滑动，同时，卡接连接便于拆装的操作。

另外，在上述实施例中，对于位移加速度传感器、微处理器和开关的具体设置位置均不做要求，如可将位移加速度传感器设于底座1，由于底座1与车体固定，此时便于位移加速度传感器对车体的加速度及倾角等运动变化情况的检测，当然，该位移加速度传感器也可直接固设于车体。

请参考图8，图8是本发明实施例所提供的车载水杯防溢方法的流程图。

如图8所示，本实施例还提供了一种车载水杯防溢方法，其包括如下步骤：

S1：实时检测车辆的运动情况，若所述车辆的运动情况发生变化则进入步骤S2；

S2：根据运动变化前后的运动情况进行运动补偿运算；

S3：根据运动补偿运算的结果对水杯5进行运动补偿，以使水杯5呈水平状态。

其中，S1可通过位移加速度传感器对车辆进行实时检测，若位移加速度传感器检测到车辆的加速度或倾角时，则车辆的运动发生变化。S3中的运动补偿是指与运动变化相反的方向作用于水杯5，使其保持水平状态，进而避免其内部的液体溢出。

车辆在行驶过程中，难免由于惯性作用使得车辆的加速度或倾斜角度等发生变化，使得水杯5内的液面发生倾斜、晃动等，此时，通过该车载水杯防溢方法可防止水杯5发生晃动或倾斜并使其保持水平状态，进而使得水杯5内的液面稳定，进而使得水杯5内的液面稳定，防止液体溢出。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种车载水杯支架，其特征在于，包括底座（1）、托盘（2）和补偿机构，所述底座（1）用于固定所述车载水杯支架、所述托盘（2）用于放置水杯（5）；

所述补偿机构包括调节组件、位移加速度传感器和微处理器；所述位移加速度传感器用于实时检测车辆的运动变化情况，并发出运动信号；所述微处理器用于接收所述运动信号，计算补偿量并发出补偿控制信号；所述调节组件设于所述底座（1）和所述托盘（2）之间，并可根据所述补偿控制信号对所述托盘（2）进行运动补偿，以使所述托盘（2）呈水平状态；

所述调节组件包括电机（31）以及相互垂直设置的第一转轴（32）、第二转轴（33）和第三转轴（34）；

所述第一转轴（32）设于所述底座（1），并与所述底座（1）的上表面平行，所述第二转轴（33）垂直设于所述托盘（2）的下表面，所述第三转轴（34）沿车辆的前后方向设置；

所述调节组件能够带动托盘（2）相对于所述底座（1）分别沿所述第一转轴（32）和所述第三转轴（34）滑动，并可绕所述第三转轴（34）旋转；

所述调节组件还包括设于所述第三转轴（34）的端部的连接板（35），所述第二转轴（33）和所述第三转轴（34）通过所述连接板（35）固定。

2.根据权利要求1所述的车载水杯支架，其特征在于，还包括杯托（4），所述杯托（4）可拆卸地连接于所述托盘（2）的上方，所述杯托（4）的上表面设有用于放置所述水杯（5）的凹槽（41）。

3.根据权利要求2所述的车载水杯支架，其特征在于，所述凹槽（41）为由上至下依次渐缩的台阶结构。

4.根据权利要求2所述的车载水杯支架，其特征在于，所述杯托（4）与所述托盘（2）卡接。

5.根据权利要求1所述的车载水杯支架，其特征在于，所述补偿机构还包括开关，用于控制所述位移加速度传感器和所述微处理器的开闭。

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