摘 要：现代社会随着生活水平的提高，人们现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，以前水是人离不开的必不可少的物质，不过现在更多地愿意去品茶。所以有必要来设计一种新型且简单的泡茶工具，来解决人们的泡茶问题。

关键词：机械；自动；茶杯

“茶文化”在中国有很悠久的历史，很多的中国人民都喜欢喝茶，但是只有较少的人知道泡茶时，，茶叶在开水中较长的时间会产生有害物质。现有的能泡茶的水杯主要是靠过滤网分离茶叶与水，但是这种方法不能够控制泡茶的时间，也易生成有害物质。

目前市场上也有控制茶叶泡在水中时间的泡茶杯，这种泡茶杯通常包括外杯和内杯，茶叶放置在内杯中，加水浸泡一定的时间后，拿出内杯，从而达到分离茶叶与茶水的目的。这种泡茶杯在泡好茶后，需要拿出内杯，才能将茶叶与茶水分离，较为麻烦。所以现有技术的缺点是：不能够在泡好茶后，自动将茶与茶水分离。

本新型的机械自动泡茶杯的技术方案是这样实现的：它主要由杯盖、杯身、旋钮、锥齿轮轴、发条、支撑硬片、橡胶软垫、细绳组成。其主体部分主要是杯盖的机械控制时间，自动分离茶叶与茶水部分。其主要的特征是：外力使发条变形储存能量，撤去外力时，发条需要恢复到原来的形状，释放能量，从而带动锥齿轮转动，利用齿轮的传动作用，将绕竖直轴的转动转化为绕水平轴的转动，继而将细绳缠绕在水平锥齿轮轴上，从而实现茶包的上升，达到在规定的时间内茶包与茶水脱离的目的。上述所说的锥齿轮轴为减轻茶杯的重量，也可以用塑料材料的锥齿轮轴。图1为机械自动泡茶水杯杯盖的剖视图（注：水杯的杯身与普通水杯的形状与结构完全相同，故省略未画）

将茶包袋用细绳8系住后，放入装有适量开水的水杯中，将杯盖1与杯身旋合拧紧，然后对杯盖1上面的旋钮进行上劲旋转，使发条4发生变形，储存能量。手松开旋钮2时，发条4要恢复原来的形状，释放能量，带动竖直锥齿轮轴3绕竖直轴线转动，利用齿轮传动的原理，锥齿轮3与锥齿轮5啮合，将竖直方向的转动转化为水平方向的转动，从而带动细绳8缠绕在水平锥齿轮轴5，从而带动茶叶包与茶水脱离，又发条恢复原来的形状需要一定的时间，从而达到定时的目的。支撑硬片6可以从杯盖上拿掉，其作用主要是便于安装竖直锥齿轮轴3和水平锥齿轮轴5，并且也用于支撑橡胶软垫7.橡胶软垫7的作用是强化杯盖内部的齿轮发条结构与茶包和茶水的分离。

本方案的优点是：

1、利用发条旋转变形储存能量，发条释放能量时，带动轴转动

2、利用锥齿轮的啮合作用，将绕竖直轴的转动转变为绕水平轴的转动

3、利用机械装置控制时间简单方便

4、能够实现在规定的时间内自动的将茶包与茶水的分离，无需人工操作

总的来说，此装置能够较为简单地解决普通人群的泡茶时间把握困难的问题，并且很好的解决了由于泡茶时间把握不准而使茶水产生有害物质和口感差的问题。本方案完全采用机械化的结构与零件自动计时泡茶，没有使用其他电子元器件来实现自动化控制，从而减小了成本，并且节约资源，减少了电子元器件所造成的污染问题，较为环保。

参考文献

[1] 濮良贵，陈国定，吴立言. 机械设计[M]. 8版. 北京：高等教育出版社，2006

[2] 沈萌红. 机械设计[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2012

[3] 程友联，杨文堤. 机械设计[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2011