具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种倾倒检测设备，包括控制电路200、示警装置300和盛装有导电液体的球体100，控制电路200连接球体100和示警装置200。控制电路200获取球体100输出的电信号，并根据该电信号输出对应控制信号控制示警装置300工作。导电液体不完全填充球体100，该电信号由球体100的放置姿态决定。

其中，球体100是指外形为球形的中空绝缘体。控制电路200是指具备信号采集和控制信号输出能力的电路结构。示警装置300可以是蜂鸣器和/或指示灯，且蜂鸣器和/或指示灯的数量，可以是一个，也可以是多个。

具体的，球体100包括球形外壳和球形外壳内的空腔，空腔中盛装有导电液体。导电液体不完全填充球体100，是指导电液体的体积小于球体100中空腔的体积。导电液体可以通过安装在球体100导电部位上的导电片连接控制电路200，也可以在球体100上需要与控制电路200电连接的导电部位印刷导电材料，以使导电液体可以通过球体100与控制电路200电连接。

进一步的，该导电部位的数量可以是一个，也可以是多个。若导电部位的数量为一个，则该导电部位设置于球体100预设正确放置姿态下的正上方。若该导电部位的数量为多个，则可以按照一定的规则设置各导电部位。例如，可以将第一导电部位设置于球体100预设正确放置姿态下的正上方，其余导电部位以第一导电部位为中心对称均匀设置于球体100的其他位置。下面以导电部位的数量为一个的情况为例，介绍倾倒检测设备的具体工作过程。

由于导电液体受到重力的作用，球体100中未填充导电液体的部分，总是处于球体100当前放置姿态下的正上方。若当前放置姿态恰好为正确姿态，则球体100的导电部位与导电液体分离，断开电连接；若当前放置姿态为非正确姿态，则球体100的导电部位与导电液体导通。两种情况下球体100将向控制电路200输出不同的电信号，控制电路200根据接收到的电信号，可以判断球体100当前是否处于正确放置姿态，进而向示警装置300输出不同控制信号控制示警装置300工作。例如，若示警装置300为蜂鸣器，控制电路200可以在判断球体100处于正确放置姿态时，发送控制信号使蜂鸣器不发声，并在判断球体100处于非正确放置姿态时，发送控制信号使蜂鸣器发声。

可以理解，当球体100的放置姿态与预设正确放置姿态之间的夹角小于临界值时，虽然球体100中未填充导电液体的部分，并非位于球体100预设正确放置姿态下的正上方，但此时球体100的导电部位依然会与导电液体分离。基于此，控制电路200判断得出的正确放置姿态，是指与预设正确放置姿态之间的夹角小于临界值的放置姿态的集合。该临界值，与导电部位的尺寸，以及导电液体与球体100中空腔的体积差有关：导电部位的尺寸越小，导电液体与球体100中空腔的体积差越小，临界值越小，检测精度越高。基于此，可以通过合理设计导电部位的尺寸，以及导电液体与球体100中空腔的体积差，调整倾倒检测设备的检测精度，以匹配不同的场景需求。

上述倾倒检测设备，包括控制电路200、示警装置300和盛装有导电液体的球体100，导电液体不完全填充球体100。由球体100根据自身的放置姿态向控制电路200输出对应的电信号，再由控制电路200根据获取的电信号输出控制信号控制示警装置300工作。这样，就可以根据示警装置300的工作状况，判断球体是否姿势正确，能有效避免误触发的情况发生，提高控制可靠性。

在一个实施例中，请参考图2，球体包括腔体110和设置于腔体110表面的凸起120，腔体110和凸起120的内部为连通的空腔，空腔中盛装有导电液体，导电液体不完全填充该空腔。凸起120连接控制电路200。

具体的，腔体110为球形绝缘体。凸起120设置于腔体100表面，该凸起120的形状，可以是圆柱体、圆锥体、长方体或四面体等。如图2中所示，凸起120为圆柱状凸起。该凸起120的数量，可以为一个，也可以为多个。导电液体不完全填充腔体110与凸起120内部的空腔，是指导电液体的体积小于空腔的体积。凸起120连接控制电路200是指，凸起120上的导电部位连接控制电路200。以圆柱状凸起为例，该导电部位，可以是圆柱状凸起的顶面，也可以是圆柱状凸起的侧面。可以在绝缘材质的凸起120对应导电部位上设置导电片，也可以直接使用导电材料制作凸起120上的导电部位。总之，本实施例对凸起120的形状和数量，以及凸起120与控制电路200电连接的实现方式不作限定。

具体的，若凸起120的数量为1个，且该凸起120设置于腔体110顶端正上方，当球体100处于正确放置姿态时，凸起120与导电液体分离，形成断路；当球体100处于非正确放置姿态时，则凸起120与导电液体导通。两种情况下凸起120将向控制电路200输出不同的电信号，控制电路200根据接收到的电信号，可以判断球体100当前是否处于正确放置姿态，进而向示警装置300输出不同控制信号控制示警装置300工作。

进一步的，在一个实施例中，腔体110通过隔离电阻接地。具体的，可以在正确放置姿态下，腔体110的正下方或斜下方设置接地端，使腔体110内的导电液体接地。并在导电液体与通过隔离电阻接地，以隔离干扰。

上述实施例中，将球体100设计为内部连通的腔体110和凸起120，由凸起120连接控制电路200，在导电液体体积一定的情况下，有利于进一步避免因外部震动引起的误触发，提高控制的可靠性。

在一个实施例中，凸起120的数量为多个，导电液体与空腔的体积差，能使至少一个凸起120与导电液体分离。

具体的，凸起120的数量，可以是两个、三个或其他任意数量。凸起120与导电液体分离，是指凸起120与导电液体之间的电连接断开。为便于理解，下面分别以凸起120的数量为6个和5个的情况进行举例说明。

如图2所示，凸起的数量为6个，且这些凸起均匀分布于腔体110的六个正方位，即各凸起的中轴线共面并且交汇于腔体110的球心，且相邻凸起的中轴线互相垂直。若导电液体与空腔的体积差，能使一个凸起与导电液体分离，则图2所示的结构，控制电路200可以根据接收的电信号，判断球体100中的哪一个凸起朝上放置。若导电液体与空腔的体积差，能使两个凸起与导电液体分离，则图2所示的结构，可以用于判断球体100判断球体100中的哪一个凸起朝上放置，或其中哪两个凸起斜向上放置。

如图3所示，凸起的数量为5个时，可以将第一凸起121设置于腔体110预设正确姿态下的正上方，其余四个凸起第一凸起为中心均匀设置于腔体110上，相邻凸起的中轴线所成的角度为θ，且各凸起的中轴线共面并且交汇于腔体110的球心O。若导电液体与空腔的体积差，能使一个凸起与导电液体分离，则图3所示的结构，控制电路200可以根据接收的电信号，判断球体100是否处于正确放置姿态，倾斜角度是否为θ或2θ，以及倾斜方向是向左还是向右。若导电液体与空腔的体积差，能使两个凸起与导电液体分离，则图3所示的结构，可以用于判断球体100是否处于正确放置姿态，倾斜角度是否为θ/2、θ、3θ/2或2θ，以及倾斜方向是向左还是向右。

可以理解，凸起120的数量为5个时，这些凸起还可以以位置关系设置于腔体。例如，可以将第一凸起121设置于腔体110预设正确姿态下的正上方，其余四个凸起第一凸起121为中心，设置于腔体110前后左右四个方位上，且其余凸起的中轴线与第一凸起121所成的角度均为β，且五个凸起的轴线共面并且交汇于腔体110的球心。若导电液体与空腔的体积差，能使一个凸起与导电液体分离，则这种结构可以用于判断球体100是否处于正确放置姿态，倾斜角度是否为β，以及倾斜方向是向前、向后、向左还是向右。

上述实施例中，可以设计不同的凸起数量和位置关系，以及能同时与导电液体分离的凸起数量，以匹配不同的应用需求，有利于拓宽倾倒检测设备的应用场景。

在一个实施例中，请参考图4，控制电路200包括主控电路210和示警驱动电路220，主控电路210连接球体100和示警驱动电路220，示警驱动电路220连接示警装置300。

具体的，主控电路210用于获取球体100输出的电信号，并根据该电信号输出对应的控制信号至示警驱动电路220，由示警驱动电路220驱动示警装置300工作。

在一个实施例中，主控电路包括主控芯片、上拉电阻和滤波电容，主控芯片的供电端连接电源，主控芯片的检测端连接球体，主控芯片的输出端连接示警驱动电路；上拉电阻的一端连接电源，上拉电阻的另一端连接主控芯片的检测端；滤波电容的一端连接主控芯片的供电端，滤波电容的另一端接地。

其中，主控芯片可以是MCU(Microcontroller Unit，单片机)芯片，也可以是FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，还可以是其他类型的芯片。上拉电阻的数量，可以是一个，也可以是多个。上拉电阻的阻值，可以是9kΩ、10kΩ或11kΩ，也可以是其他数值。同样的，滤波电容的数量，也可以是一个或多个。当滤波电容的数量为多个时，多个滤波电容互相并联后连接主控芯片的供电端。滤波电容的种类，可以是极性电容或非极性电容，还可以是电解电容或贴片电容；滤波电容的容值，可以是0.1uF、10uF或100uF，也可以是其他数值。总之，本实施例对主控芯片、上拉电阻和滤波电容的具体类型，以及上拉电阻的阻值和滤波电容的容值均不作限定。为了便于理解，下面结合图5，对主控电路的具体工作过程进行举例说明。

请参考图5，提供了一个实施例中主控电路210的结构示意图，适用于球体100中导电部位小于或等于六个的情况，例如图2中所示的球体。如图5所示，球体输出的电信号通过导电线SIGNAL1-SIGNAL6分别连接主控芯片的第一检测端13-第六检测端18。第一上拉电阻R1的一端连接电源，第一上拉电阻R1的另一端连接主控芯片U1的第一检测端13；第二上拉电阻R2的一端连接电源，第二上拉电阻R2的另一端连接主控芯片U1的第二检测端14；第三上拉电阻R3的一端连接电源，第三上拉电阻R3的另一端连接主控芯片U1的第三检测端15；第四上拉电阻R4的一端连接电源，第四上拉电阻R4的另一端连接主控芯片U1的第四检测端16；第五上拉电阻R5的一端连接电源，第五上拉电阻R5的另一端连接主控芯片U1的第五检测端17；第六上拉电阻R6的一端连接电源，第六上拉电阻R6的另一端连接主控芯片U1的第六检测端18。其中，电源稳定提供+5V的电压，各上拉电阻的阻值均为10kΩ。另外，第一滤波电容C1的一端连接主控芯片U1的供电端，第一滤波电容C1的另一端接地，第二滤波电容C2与第一滤波电容C1并联。其中，第一滤波电容C1为0.1uF的贴片电容，第二滤波电容C2为100uF的电解电容。进一步的，球体100中的导电液体，通过设置于球体的接地线GND_BALL连接隔离电阻R7，隔离电阻R7的另一端接地。其中，隔离电阻R7的阻值为100Ω。

当球体上导电线SIGNAL1所在的导电部位竖直向上时，导电液体与导电线SIGNAL1断开连接，主控芯片U1的第一检测端13将检测到高电平信号；球体上的其他导电线SIGNAL2-SIGNAL6均与导电液体接触，形成通路，由于导电液体接地，分别与这些导电线连接的检测端14-18，均检测到低电平信号。即当主控芯片U1检测到的信号为100000(1为高电平，0为低电平)时，可以判断得出球体的放置姿态为，导电线SIGNAL1所在的导电部位竖直向上。依此类推，主控芯片U1还可以根据检测到信号，判断导电线SIGNAL2-导电线SIGNAL6所在的导电部位竖直向上的放置姿态。

上述实施例中，主控电路包括主控芯片、上拉电阻和滤波电容，有利于提高主控芯片的供电质量，提升主控芯片的性能稳定性，进而提高倾倒检测设备的控制可靠性。

在一个实施例中，请参考图6，示警装置300为蜂鸣器BUZZ1，示警驱动电路220包括第一限流电阻R8、第一开关Q1和第一驱动电阻R9；第一限流电阻R8的一端连接主控电路210，第一限流电阻R8的另一端连接第一开关Q1的控制端；第一开关Q1的第一端通过第一驱动电阻R9连接电源，第一开关Q1的第二端接地；蜂鸣器BUZZ1与第一驱动电阻R9并联。

其中，第一开关Q1可以是三极管、继电器或场效应管，还可以是其他类型的开关器件。第一限流电阻R8为第一开关Q1的限流电阻，第一限流电阻R8的阻值由第一开关Q1的特性决定。例如，第一开关Q1为NPN三级管时，第一限流电阻R8连接第一开关Q1的基极，使第一开关Q1工作在饱和区；第一开关Q1的集电极连接第一驱动电阻R9，第一开关Q1的发射极接地。进一步的，蜂鸣器BUZZ1可以是电压式蜂鸣器或电磁性蜂鸣器。总之，本申请实施例对第一开关Q1和蜂鸣器BUZZ1的具体器件构成不作限定。第一驱动电阻R9为蜂鸣器BUZZ1的驱动电阻，为蜂鸣器BUZZ1的两端提供工作电压，其阻值由蜂鸣器BUZZ1的特性决定。第一限流电阻R8的一端具体连接主控电路210中控制芯片U1的第一输出端3。

具体的，主控电路210根据判断得出的球体放置姿态，通过第一输出端3和导电线BUZZ输出不同的控制信号控制蜂鸣器BUZZ1工作。例如，主控电路210可以输出+5V方波信号，使第一开关Q1导通，蜂鸣器BUZZ1发出声音。主控电路210通过控制方波信号的脉宽和频率，可以调整蜂鸣器BUZZ1输出不同的警示声音，以便用户根据警示声音调整球体的放置姿态。

在一个实施例中，示警装置300包括第一指示灯和第二指示灯，示警驱动电路包括第一指示灯驱动电路和第二指示灯驱动电路，第一指示灯驱动电路连接主控电路和第一指示灯，第二指示灯驱动电路连接主控电路和第二指示灯。

其中，第一指示灯驱动电路具体连接主控电路210中主控芯片U1的第二输出端5，第二指示灯驱动电路具体连接主控电路210中主控芯片U1的第三输出端4。具体的，主控电路210根据判断得出的球体放置姿态，可以通过不同输出端输出不同的控制信号控制对应指示灯工作，以使各指示灯输出不同的警示灯光，以便用户根据警示灯光调整球体的放置姿态。需要说明的是，上述不同的警示灯光，包括但不限于不同的亮灯颜色、亮灯数量以及亮灯时间的组合。

在一个实施例中，请参考图7，第一指示灯驱动电路包括第二限流电阻R10、第二开关Q2和第二驱动电阻R11；第二限流电阻R10的一端连接主控电路210，第二限流电阻R10的另一端连接第二开关Q2的控制端；第二驱动电阻R11与第一指示灯LED1串联，第二驱动电阻R11的另一端连接电源，第一指示灯LED1的另一端连接第二开关Q2的第一端；第二开关Q2的第二端接地。

其中，第二开关Q2可以是三极管、继电器或场效应管，还可以是其他类型的开关器件。第二限流电阻R10为第二开关Q2的限流电阻，第二限流电阻R10的阻值由第二开关Q2的特性决定。例如，第二开关Q2为NPN三级管时，第二限流电阻R10连接第二开关Q2的基极，使第二开关Q2工作在饱和区；第二开关Q2的集电极连接第一指示灯LED1，第二开关Q2的发射极接地。进一步的，第一指示灯LED1的颜色，可以是红色、绿色或黄色，也可以是其他颜色。总之，本申请实施例对第二开关Q2和第一指示灯LED1的具体器件构成不作限定。第二驱动电阻R11为第一指示灯LED1的驱动电阻，其阻值由第一指示灯LED1的特性决定。第二限流电阻R10的一端具体连接主控电路210中控制芯片U1的第二输出端5。

具体的，以第一指示灯LED1为绿色LED为例，主控电路210根据判断得出的球体放置姿态，通过第二输出端5和导电线LED_GREEN输出不同的控制信号控制第一指示灯LED1工作。例如，当球体处于正确放置姿态时，主控电路210可以输出高电平信号，控制第二开关Q2导通，使第一指示灯LED1点亮。

在一个实施例中，请参考图8，第二指示灯驱动电路包括第三限流电阻R12、第三开关Q3和第三驱动电阻R13；第三限流电阻R12的一端连接主控电路210，第三限流电阻R12的另一端连接第三开关Q3的控制端；第三驱动电阻R13与第二指示灯LED2串联，第三驱动电阻R13的另一端连接电源，第二指示灯LED2的另一端连接第三开关Q3的第一端；第三开关Q3的第二端接地。

其中，第三开关Q3可以是三极管、继电器或场效应管，还可以是其他类型的开关器件。第三限流电阻R12为第三开关Q3的限流电阻，第三限流电阻R12的阻值由第三开关Q3的特性决定。例如，第三开关Q3为NPN三级管时，第三限流电阻R12连接第三开关Q3的基极，使第三开关Q3工作在饱和区；第三开关Q3的集电极连接第二指示灯LED2，第三开关Q3的发射极接地。进一步的，第二指示灯LED1的颜色，可以是红色、绿色或黄色，也可以是其他颜色。总之，本申请实施例对第三开关Q3和第二指示灯LED2的具体器件构成不作限定。第三驱动电阻R13为第二指示灯LED2的驱动电阻，其阻值由第二指示灯LED2的特性决定。第三限流电阻R12的一端具体连接主控电路210中控制芯片U1的第三输出端4。

具体的，以第二指示灯LED1为红色LED为例，主控电路210根据判断得出的球体放置姿态，通过第三输出端4和导电线LED_RED输出不同的控制信号控制第二指示灯LED2工作。例如，当球体处于非正确放置姿态时，主控电路210可以输出高电平信号，控制第三开关Q3导通，使第二指示灯LED2点亮。

上述实施例中，通过设置不同的示警装置和示警驱动电路，可以输出不同的示警信号，有利于提高倾倒检测装置应用场景的灵活性。

一种电器，包括机体和设置于机体内的上述任意实施例中的倾倒检测设备。

其中，该电器可以是电暖器、台式小风扇或制氧机等对放置方向有明确要求的产品。以电暖器为例，机体中除了倾倒检测设备，还固定有发热体和发热驱动电路，发热驱动电路连接电源和发热体，倾倒检测设备的控制电路连接发热驱动电路。

具体的，倾倒检测设备中的球体固定于机体上，与机体的姿态保持一致。当控制电路检测到球体处于非正确放置姿态时，一方面控制示警装置输出对应的示警信号，另一方面控制发热驱动电路停止工作，电器切换成安全保护装置。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。