王志永　鄭媛媛

摘 要：現(xiàn)代社會隨著生活水平的提高，人們現(xiàn)在不在局限于生活的保障，而是更多地去追求精神上的享受。例如，以前水是人離不開的必不可少的物質(zhì)，不過現(xiàn)在更多地愿意去品茶。所以有必要來設(shè)計一種新型且簡單的泡茶工具，來解決人們的泡茶問題。

關(guān)鍵詞：機械；自動；茶杯

“茶文化”在中國有很悠久的歷史，很多的中國人民都喜歡喝茶，但是只有較少的人知道泡茶時，茶葉在開水中較長的時間會產(chǎn)生有害物質(zhì)。現(xiàn)有的能泡茶的水杯主要是靠過濾網(wǎng)分離茶葉與水，但是這種方法不能夠控制泡茶的時間，也易生成有害物質(zhì)。

目前市場上也有控制茶葉泡在水中時間的泡茶杯，這種泡茶杯通常包括外杯和內(nèi)杯，茶葉放置在內(nèi)杯中，加水浸泡一定的時間后，拿出內(nèi)杯，從而達到分離茶葉與茶水的目的。這種泡茶杯在泡好茶后，需要拿出內(nèi)杯，才能將茶葉與茶水分離，較為麻煩。所以現(xiàn)有技術(shù)的缺點是：不能夠在泡好茶后，自動將茶與茶水分離。

本新型的機械自動泡茶杯的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：它主要由杯蓋、杯身、旋鈕、錐齒輪軸、發(fā)條、支撐硬片、橡膠軟墊、細繩組成。其主體部分主要是杯蓋的機械控制時間，自動分離茶葉與茶水部分。其主要的特征是：外力使發(fā)條變形儲存能量，撤去外力時，發(fā)條需要恢復(fù)到原來的形狀，釋放能量，從而帶動錐齒輪轉(zhuǎn)動，利用齒輪的傳動作用，將繞豎直軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為繞水平軸的轉(zhuǎn)動，繼而將細繩纏繞在水平錐齒輪軸上，從而實現(xiàn)茶包的上升，達到在規(guī)定的時間內(nèi)茶包與茶水脫離的目的。上述所說的錐齒輪軸為減輕茶杯的重量，也可以用塑料材料的錐齒輪軸。圖1為機械自動泡茶水杯杯蓋的剖視圖（注：水杯的杯身與普通水杯的形狀與結(jié)構(gòu)完全相同，故省略未畫）

將茶包袋用細繩8系住后，放入裝有適量開水的水杯中，將杯蓋1與杯身旋合擰緊，然后對杯蓋1上面的旋鈕進行上勁旋轉(zhuǎn)，使發(fā)條4發(fā)生變形，儲存能量。手松開旋鈕2時，發(fā)條4要恢復(fù)原來的形狀，釋放能量，帶動豎直錐齒輪軸3繞豎直軸線轉(zhuǎn)動，利用齒輪傳動的原理，錐齒輪3與錐齒輪5嚙合，將豎直方向的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為水平方向的轉(zhuǎn)動，從而帶動細繩8纏繞在水平錐齒輪軸5，從而帶動茶葉包與茶水脫離，又發(fā)條恢復(fù)原來的形狀需要一定的時間，從而達到定時的目的。支撐硬片6可以從杯蓋上拿掉，其作用主要是便于安裝豎直錐齒輪軸3和水平錐齒輪軸5，并且也用于支撐橡膠軟墊7.橡膠軟墊7的作用是強化杯蓋內(nèi)部的齒輪發(fā)條結(jié)構(gòu)與茶包和茶水的分離。

本方案的優(yōu)點是：

1、利用發(fā)條旋轉(zhuǎn)變形儲存能量，發(fā)條釋放能量時，帶動軸轉(zhuǎn)動

2、利用錐齒輪的嚙合作用，將繞豎直軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槔@水平軸的轉(zhuǎn)動

3、利用機械裝置控制時間簡單方便

4、能夠?qū)崿F(xiàn)在規(guī)定的時間內(nèi)自動的將茶包與茶水的分離，無需人工操作

總的來說，此裝置能夠較為簡單地解決普通人群的泡茶時間把握困難的問題，并且很好的解決了由于泡茶時間把握不準而使茶水產(chǎn)生有害物質(zhì)和口感差的問題。本方案完全采用機械化的結(jié)構(gòu)與零件自動計時泡茶，沒有使用其他電子元器件來實現(xiàn)自動化控制，從而減小了成本，并且節(jié)約資源，減少了電子元器件所造成的污染問題，較為環(huán)保。

參考文獻

[1] 濮良貴，陳國定，吳立言. 機械設(shè)計[M]. 8版. 北京：高等教育出版社，2006

[2] 沈萌紅. 機械設(shè)計[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2012

[3] 程友聯(lián)，楊文堤. 機械設(shè)計[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011