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申请/专利权人：浙江理工大学

摘要：本发明公开了一种智能沙漏，该沙漏包括通过连接管相连的上沙漏瓶和下沙漏瓶瓶以及漏流速调节装置，上沙漏瓶带有顶盖，下沙漏瓶带有底盖；沙漏流速调节装置包括：开设在连接管侧壁上的调节孔，连接管外周设有与调节孔位置对应的保护罩；滑动安装在该调节孔的挡沙板，挡沙板具有伸入连接管内的挡沙位以及收缩至调节孔内的放沙位；安装在保护罩内的步进电机，步进电机的输出轴上安装有驱动齿轮；驱动齿轮和挡沙板之间设有传动单元；顶盖和底盖内均设有压力传感器，压力传感器和步进电机均与控制器相连。用户只要在工作或学习之前将手机放置在该智能沙漏的顶盖或底盖上，智能沙漏即可自主地对用户的工作或学习状态进行监管，大大提高了监管效率。

主权项：1.一种智能沙漏，包括通过连接管（3）相连的上沙漏瓶（1）和下沙漏瓶（2），所述的上沙漏瓶（1）带有顶盖（16），所述的下沙漏瓶（2）带有底盖（17）；其特征在于，还包括沙漏流速调节装置，该沙漏流速调节装置包括：开设在连接管（3）侧壁上的调节孔（31），所述的连接管（3）外周设有与调节孔（31）位置对应的保护罩（8）；滑动安装在该调节孔（31）的挡沙板（15），该挡沙板（15）具有伸入连接管（3）内的挡沙位，以及收缩至调节孔（31）内的放沙位；安装在保护罩（8）内的步进电机（9），该步进电机（9）的输出轴上安装有驱动齿轮（13）；所述的驱动齿轮（13）和挡沙板（15）之间设有用于驱使挡沙板（15）在放沙位和挡沙位之间切换的传动单元；所述的顶盖（16）和底盖（17）用于放置手机，且顶盖（16）和底盖（17）内均设有压力传感器（4），所述的压力传感器（4）和步进电机（9）均与控制器相连；所述的沙漏流速调节装置还包括手机终端APP，该手机终端APP用于监测用户手机后台运行的软件种类，并根据监测结果向控制器发出指令；所述的控制器包括分别安装在顶盖（16）和底盖（17）内的数据采集端控制器（6）和安装在保护罩（8）内的数据接收端控制器（12），所述的数据采集端控制器（6）与压力传感器（4）相连，所述的数据接收端控制器（12）与步进电机（9）相连，所述的数据采集端控制器（6）和数据接收端控制器（12）无线连接，所述的手机终端APP与数据接收端控制器（12）无线连接；所述的数据采集端控制器（6）或数据接收端控制器（12）采用STC12C5A60S2型单片机。

全文数据：智能沙漏技术领域本发明属于沙漏领域，具体涉及一种智能沙漏。背景技术互联网社会中几乎人手一部智能手机，人们沉迷网络的方式不再局限于网吧等场所，只要有手机，随时随地都可能沉迷于网页、游戏等娱乐项目中，而影响了正常的工作和学习；并且沉迷网络时，往往没有意识到时间正在快速流逝，白白浪费了大好时光。因此，一款能够形象生动地、真实地提醒人们娱乐时时间正在快速流逝的工具具有很好的警醒作用。沙漏是一种较为古老的计时工具，但传统的沙漏中沙子的流量和流速是固定的，不能满足日常生活中改变沙漏中沙子的流失时间长短的需求，也不能让沉迷娱乐的人们意识到正常工作和沉迷娱乐之间时间流逝的快慢。为解决上述问题，申请号为CN201320567314.0的中国实用新型专利申请公开了一种可调流速的沙漏，该沙漏包括通过连接管相连的上沙漏瓶和下沙漏瓶瓶，上沙漏瓶带有顶盖，下沙漏瓶带有底盖，该连接管上安装阀门。上述的沙漏虽然能够利用阀门调节连接管内的沙子流量，但需要手动操作阀门，不仅操作精度较低，而且需要使用者具有良好的自觉性，否则难以实现该沙漏提示使用者在沉迷娱乐时时间正在快速流逝的功能。发明内容本申请的发明目的是提供一种能自主地提示用户在工作或学习时不玩或少玩手机的智能沙漏。为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：一种智能沙漏，包括通过连接管相连的上沙漏瓶和下沙漏瓶瓶，所述的上沙漏瓶带有顶盖，所述的下沙漏瓶带有底盖；还包括沙漏流速调节装置，该沙漏流速调节装置包括：开设在连接管侧壁上的调节孔，所述的连接管外周设有与调节孔位置对应的保护罩；滑动安装在该调节孔的挡沙板，该挡沙板具有伸入连接管内的挡沙位，以及收缩至调节孔内的放沙位；安装在保护罩内的步进电机，该步进电机的输出轴上安装有驱动齿轮；所述的驱动齿轮和挡沙板之间设有用于驱使挡沙板在放沙位和挡沙位之间切换的传动单元；所述的顶盖和底盖用于放置手机，且顶盖和底盖内均设有压力传感器，所述的压力传感器和步进电机均与控制器相连。本申请在顶盖和底盖内各设有压力传感器，当用户在工作或学习时，将手机放置在顶盖或底盖上，此时挡沙板处于挡沙位，连接管内沙子无流量；当手机离开顶盖或底盖后，压力传感器向控制器发送信号，控制器启动步进电机，将挡沙板从挡沙位切换至放沙位，使得连接管内沙子的流量变大，从而达到提示用户在玩耍手机时时间流逝更快，提醒用户少玩或不玩手机。用户只要在工作或学习之前将手机放置在该智能沙漏的顶盖或底盖上即可，智能沙漏即可自主地对用户的工作或学习状态进行监管，大大提高了监管效率。本申请提供了两种形式的传动单元，其一：所述的传动单元包括固定安装在保护罩内的中心轴，该中心轴上转动安装有与驱动齿轮相啮合的端面齿盘，所述的端面齿盘上固定有偏心轴，所述的挡沙板的固定端转动安装在该偏心轴上。其二：所述的传动单元包括固定安装在保护罩内的中心轴，该中心轴上转动安装有从动齿轮，该从动齿轮带有与驱动齿轮相啮合的端面齿盘，所述的挡沙板上带有与该从动齿轮相啮合的齿条。在上述的智能沙漏中，所述的挡沙板和调节孔间隙配合，所述的挡沙板的自由端与连接板内壁之间设有用于防止挡沙板脱离调节孔的限位件。间隙配合是为了防止沙子进入调节孔中而影响挡沙板的正常伸缩。在上述的智能沙漏中，所述的限位件包括设置在挡沙板端部的凸缘，该凸缘与调节孔的开口外缘相作用。由于上沙漏瓶和下沙漏瓶是交替使用的，为了防止沙子会被积累在挡沙板与连接臂围成的锐角夹角内，本申请的挡沙板是水平设置的。但水平设置的挡沙板同样有堆积沙子的风险。因此在上述的智能沙漏中，在所述的连接管内，所述的挡沙板的外周滑动配合有推沙板，该推沙板和凸缘之间抵接有弹簧。如此，在挡沙板收缩时，推沙板能够沿挡沙板滑动，将堆积在挡沙板上的沙子清理干净。同时，也可以对挡沙板进行适当改造。比如：所述的挡沙板包括与调节孔滑动配合的第一挡沙段，该第一挡沙段处于连接管内的一端柔性连接有第二挡沙段。凸缘和推沙板都是设置在第一挡沙段上的，第二挡沙段由于与第一挡沙段柔性连接，在沙子的重力冲击下，会转变或保持在便于沙子滑落的倾斜状态。在上述的智能沙漏中，所述的沙漏流速调节装置还包括手机终端APP，该手机终端APP用于监测用户手机后台运行的软件种类，并根据监测结果向控制器发出指令。手机终端APP能够对用户手机后台运行的软件进行分类，此时可以根据手机终端APP对软件种类的划分，而挡沙板可以相应地设置多个放沙位，不同放沙位时连接管内沙子流量不同。比如手机终端APP将用户手机中的软件分成学习类软件和娱乐类软件，当手机离开顶盖或底盖时，挡沙板从挡沙位切换至一倍流速放沙位；当手机终端APP检测到用户在使用娱乐类软件时，手机终端APP向控制器发送指令，控制器驱使步进电机，使挡沙板从一倍流速放沙位切换至两倍流速放沙位；当手机终端APP检测到用户在使用学习类软件时，手机终端APP向控制器发送指令，控制器驱使步进电机将挡沙板从各放沙位切换至挡沙位。手机终端APP作为压力传感器的补充，允许用户使用手机学习，避免一刀切。在上述的智能沙漏中，所述的控制器包括分别安装在顶盖和底盖内的数据采集端控制器和安装在保护罩内的数据接收端控制器，所述的数据采集端控制器与压力传感器相连，所述的数据接收端控制器与步进电机相连，所述的数据采集端控制器和数据接收端控制器无线连接，所述的手机终端APP与数据接收端控制器无线连接。在上述的智能沙漏中，所述的顶盖和底盖内均设有蓝牙发射模块和第一电源模块，所述的蓝牙发射模块和压力传感器与数据采集端控制器相连，所述的第一电源模块与压力传感器、蓝牙发射模块和数据采集端控制器相连；所述的保护罩内安装有蓝牙接收模块和第二电源模块，所述的蓝牙接收模块和步进电机与数据接收端控制器相连，所述的第二电源模块与蓝牙接收模块、数据接收端控制器和步进电机相连。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1本申请在顶盖和底盖内各设有压力传感器，当用户在工作或学习时，将手机放置在顶盖或底盖上，此时挡沙板处于挡沙位，连接管内沙子的流量较小或无流量；当手机离开顶盖或底盖后，压力传感器向控制器发送信号，控制器启动步进电机，将挡沙板从挡沙位切换至放沙位，使得连接管内沙子的流量变大，从而达到提示用户在玩耍手机时时间流逝更快，提醒用户少玩或不玩手机。用户只要在工作或学习之前将手机放置在该智能沙漏的顶盖或底盖上即可，智能沙漏即可自主地对用户的工作或学习状态进行监管，大大提高了监管效率。2本申请中，手机终端APP能够对用户手机后台运行的软件进行分类，比如分成学习类软件和娱乐类软件，当手机离开顶盖或底盖时，挡沙板从挡沙位切换至一倍流速放沙位；当手机终端APP检测到用户在使用娱乐类软件时，手机终端APP向控制器发送指令，控制器驱使步进电机，使挡沙板从一倍流速放沙位切换至两倍流速放沙位；当手机终端APP检测到用户在使用学习类软件时，手机终端APP向控制器发送指令，控制器驱使步进电机将挡沙板从各放沙位切换至挡沙位。手机终端APP作为压力传感器的补充，允许用户使用手机学习，避免一刀切。附图说明图1为本发明一种智能沙漏的结构示意图；图2为本发明一种智能沙漏的爆炸图；图3为图2中保护罩的内部结构示意图；图4为本发明一种智能沙漏的模块连接图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。实施例1如图1和图2所示，本实施例一种智能沙漏，包括通过连接管3相连的上沙漏瓶1和下沙漏瓶2，其中，上沙漏瓶1带有顶盖16，下沙漏瓶2带有底盖17，连接管3外周设有保护罩8。如图2所示、结合图4可见，顶盖16和底盖17的外端面用于放置手机，顶盖16和底盖17内均设有压力传感器4、蓝牙发射模块5、数据采集端控制器6和第一电源模块7，其中，蓝牙发射模块5和压力传感器4与数据采集端控制器6相连，压力传感器4能够将感受到的顶盖16或底盖17的压力传输给数据采集端控制器6，数据采集端控制器6则将采集到的压力信号经蓝牙发射模块5传输出去；第一电源模块7与压力传感器4、蓝牙发射模块5和数据采集端控制器6相连，用于向各模块供电。本实施例的数据采集端控制器6采用STC12C5A60S2型单片机，STC12C5A60S2本身即具有AD转换和DA转换功能，能够将压力传感器4输出的模拟信号转换为数字信号。当然，也可以采用不具备AD转换功能的单片机，此时压力传感器4须先接入AD转换器再接入相应的单片机。如图2和图3和图4所示，连接管3的侧壁上开设有调节孔31，该调节孔31正处于保护罩8的保护范围内。保护罩8内还安装有步进电机9、蓝牙接收模块10、第二电源模块11和数据接收端控制器12，其中，蓝牙接收模块10和步进电机9与数据接收端控制器12相连，第二电源模块11与蓝牙接收模块10、数据接收端控制器12和步进电机9相连。本实施中，数据接收端控制器12同样也可以采用STC12C5A60S2型单片机，以便将蓝牙接收模块10接收到的数字信号转换为模拟信号传递给步进电机9。如图2和图3所示，步进电机9的输出轴上安装有驱动齿轮13，保护罩8内还设有从动齿轮14，该从动齿轮14的中心轴141固定安装在保护罩8上，且从动齿轮14还带有与驱动齿轮13相啮合的端面齿盘142；调节孔31内滑动安装有挡沙板15，挡沙板15水平设置，该挡沙板15的自由端伸入至连接管3中，固定端则带有与该从动齿轮14相啮合的齿条151，挡沙板15具有伸入连接管3内的挡沙位，以及收缩至调节孔31内的一倍流速放沙位和两倍流速放沙位。本实施例中，挡沙板15和调节孔31是间隙配合的，以防止沙子进入调节孔31中而影响挡沙板15的正常伸缩。挡沙板15则包括第一挡沙段152和第二挡沙段153，其中，第一挡沙段152与调节孔31滑动配合，第二挡沙段153柔性连接在第一挡沙段152的末端；并且，第一挡沙段152的端部带有凸缘154，第一挡沙段152的外周滑动配合有推沙板155，该推沙板155和凸缘154之间抵接有弹簧156；在弹簧156的作用下，推沙板155一直抵靠在调节孔31的开口外缘。在挡沙板15收缩时，推沙板155能够沿挡沙板15滑动，将堆积在挡沙板15上的沙子清理干净。如图4所示，本实施例的智能沙漏还包括手机终端APP，手机终端APP能够对用户手机后台运行的软件进行分类，比如分成学习类软件如有道词典、腾讯课堂、邮箱等和娱乐类软件包括除学习类软件以外的所有软件，如微博、微信、优酷、游戏等，学习类软件为白名单，娱乐类软件为黑名单，当用户将手机从顶盖16或底盖17上取下并使用时，手机终端APP能够监测用户手机后台运行的软件种类，并根据监测结果向数据接收端控制器发出指令，进而控制挡沙板15的移动方向。本实施例一种智能沙漏的工作原理为：使用前，用户采用手机终端APP对手机中使用的各种软件进行分类；当用户在工作或学习时，将手机放置在顶盖16或底盖17上，此时挡沙板15处于挡沙位，连接管3内沙子的流量较小或无流量；当手机离开顶盖16或底盖17后，压力传感器4向数据采集端控制器6发送信号，数据采集端控制器6将转换后的数字信号经蓝牙发射模块5发射给蓝牙接收模块10，蓝牙接收模块10将接收到的数字信号发送给数据接收端控制器12，数据接收端控制器12经AD转换后向步进电机9发送控制信号，将挡沙板15从挡沙位切换至一倍流速放沙位，使得连接管3内沙子的流量变大，在从挡沙位切换至一倍流速放沙位的过程中，推沙板155将积累在第一挡沙段152上的沙子清理掉，同时第二挡沙段153在沙子的重力冲压下不再保持水平，而是转变为便于沙子滑落的倾斜状态；当用户使用手机时，手机终端APP对手机正在运行的软件进行检测，当手机终端APP检测到用户在使用娱乐类软件时，手机终端APP向蓝牙接收模块10发送指令，蓝牙接收模块10将接收到的数字信号发送给数据接收端控制器12，数据接收端控制器12经AD转换后向步进电机9发送控制信号，驱使步进电机9将挡沙板15从一倍流速放沙位切换至两倍流速放沙位；当手机终端APP检测到用户在使用学习类软件时，手机终端APP向蓝牙接收模块10发送指令，蓝牙接收模块10将接收到的数字信号发送给数据接收端控制器12，数据接收端控制器12经AD转换后向步进电机9发送控制信号，驱使步进电机9将挡沙板15从一倍流速放沙位切换至挡沙位；当手机终端APP检测到用户在使用娱乐类软件后使用学习类软件时，挡沙板15也会从两倍流速放沙位切换至挡沙位。

权利要求：1.一种智能沙漏，包括通过连接管3相连的上沙漏瓶1和下沙漏瓶2瓶，所述的上沙漏瓶1带有顶盖16，所述的下沙漏瓶2带有底盖17；其特征在于，还包括沙漏流速调节装置，该沙漏流速调节装置包括：开设在连接管3侧壁上的调节孔31，所述的连接管3外周设有与调节孔31位置对应的保护罩8；滑动安装在该调节孔31的挡沙板15，该挡沙板15具有伸入连接管3内的挡沙位，以及收缩至调节孔31内的放沙位；安装在保护罩8内的步进电机9，该步进电机9的输出轴上安装有驱动齿轮13；所述的驱动齿轮13和挡沙板15之间设有用于驱使挡沙板15在放沙位和挡沙位之间切换的传动单元；所述的顶盖16和底盖17用于放置手机，且顶盖16和底盖17内均设有压力传感器4，所述的压力传感器4和步进电机9均与控制器相连。2.如权利要求1所述的智能沙漏，其特征在于，所述的传动单元包括固定安装在保护罩8内的中心轴141，该中心轴141上转动安装有从动齿轮14，该从动齿轮14带有与驱动齿轮13相啮合的端面齿盘142，所述的挡沙板15上带有与该从动齿轮14相啮合的齿条151。3.如权利要求2所述的智能沙漏，其特征在于，所述的挡沙板15和调节孔31间隙配合，所述的挡沙板15的自由端与连接板内壁之间设有用于防止挡沙板15脱离调节孔31的限位件。4.如权利要求3所述的智能沙漏，其特征在于，所述的限位件包括设置在挡沙板15端部的凸缘154，该凸缘154与调节孔31的开口外缘相作用。5.如权利要求4所述的智能沙漏，其特征在于，在所述的连接管3内，所述的挡沙板15的外周滑动配合有推沙板155，该推沙板155和凸缘154之间抵接有弹簧156。6.如权利要求5所述的智能沙漏，其特征在于，所述的挡沙板15包括与调节孔31滑动配合的第一挡沙段152，该第一挡沙段152处于连接管3内的一端柔性连接有第二挡沙段153。7.如权利要求1所述的智能沙漏，其特征在于，所述的传动单元包括固定安装在保护罩8内的中心轴141，该中心轴141上转动安装有与驱动齿轮13相啮合的端面齿盘142，所述的端面齿盘142上固定有偏心轴，所述的挡沙板15的固定端转动安装在该偏心轴上。8.如权利要求1-7中任意一项所述的智能沙漏，其特征在于，所述的沙漏流速调节装置还包括手机终端APP，该手机终端APP用于监测用户手机后台运行的软件种类，并根据监测结果向控制器发出指令。9.如权利要求8所述的智能沙漏，其特征在于，所述的控制器包括分别安装在顶盖16和底盖17内的数据采集端控制器6和安装在保护罩8内的数据接收端控制器12，所述的数据采集端控制器6与压力传感器4相连，所述的数据接收端控制器12与步进电机9相连，所述的数据采集端控制器6和数据接收端控制器12无线连接，所述的手机终端APP与数据接收端控制器12无线连接。10.如权利要求9所述的智能沙漏，其特征在于，所述的顶盖16和底盖17内均设有蓝牙发射模块5和第一电源模块7，所述的蓝牙发射模块5和压力传感器4与数据采集端控制器6相连，所述的第一电源模块7与压力传感器4、蓝牙发射模块5和数据采集端控制器6相连；所述的保护罩8内安装有蓝牙接收模块10和第二电源模块11，所述的蓝牙接收模块10和步进电机9与数据接收端控制器12相连，所述的第二电源模块11与蓝牙接收模块10、数据接收端控制器12和步进电机9相连。

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