CN113367543A - 一种智能水杯 - Google Patents

Abstract

本发明属于生活用品的技术领域，公开了一种智能水杯，包括杯盖和与之配合的杯身，杯身采用双层结构，在双层结构的夹层处设置有清洗模块、暖手模块和恒温模块，在杯盖的顶面设置有触摸屏，清洗模块、触摸屏、暖手模块、恒温模块均与处理器相连，处理器还与喝水监测单元相连，并且通过无线通讯模块与智能终端通讯，清洗模块用于采用超声波对智能水杯进行清洗；恒温模块用于对智能水杯内部的水进行恒温控制；暖手模块用于对双层结构的外壳进行加热；喝水监测单元用于对使用者的喝水状态进行监测，并将监测结果显示在触摸屏上；智能终端装载有应用程序，应用程序用于对智能水杯的工作模式进行设定，并通过无线通讯模块向处理器发送控制指令。

Description

一种智能水杯

技术领域

本发明涉及生活用品的技术领域，尤其涉及一种智能水杯。

背景技术

水是人体日常消耗的物质之一，健康的人每天需要补充大量的水分以维持身体的新陈代谢。现有技术中的水杯，虽然能够为用户提供盛水功能，但是，却无法提醒用户按时喝水，导致没有良好饮水习惯的用户在生活中和工作中经常忘记喝水，导致身体处于缺水的亚健康状态，同时现有水杯的功能比较单一，实用性差，很难满足人们日益增长的生活需要。因此，需要一种智能水杯，完成能够智能提醒用户饮水等多项功能。

发明内容

本发明提供了一种智能水杯，解决了现有水杯的功能单一，实用性差，很难满足人们需要等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种智能水杯，包括杯盖和与之配合的杯身，所述杯身采用双层结构，在所述双层结构的夹层处设置有清洗模块、暖手模块和恒温模块，在所述杯盖的顶面设置有触摸屏，所述清洗模块、触摸屏、暖手模块、恒温模块均与处理器相连，所述处理器还与喝水监测单元、供电模块相连，并且通过无线通讯模块与智能终端通讯，

所述清洗模块用于采用超声波对智能水杯进行清洗；

所述恒温模块用于对智能水杯内部的水进行恒温控制；

所述暖手模块用于对双层结构的外壳进行加热，方便使用者暖手；

所述喝水监测单元用于对使用者的喝水状态进行监测，并将监测结果显示在触摸屏上；

所述智能终端装载有应用程序，所述应用程序用于对智能水杯的工作模式进行设定，并通过无线通讯模块向处理器发送控制指令，所述处理器根据接收的控制指定，控制触摸屏、喝水监测模块、清洗模块、暖手模块和/或恒温模块工作。

进一步，所述喝水监测单元包括称重模块、语音模块、计时模块和分析模块，

所述称重模块用于对智能水杯内部的水进行实时称重；

所述语音模块用于到使用者每次喝水时间时，进行语音提示；

所述计时模块用于对使用者相邻两次喝水的时间间隔进行计时；

所述分析模块用于根据计时模块的计时信息，控制语音模块进行语音提示，同时监测称重模块的称重信息，若所述称重信息持续减少，则判定使用者正在喝水，计算使用者的此次喝水量，并根据此次喝水量和每次设定喝水量的比值，控制触摸屏上显示的对应花朵的绽放状态。

进一步，所述喝水监测单元的监测结果在触摸屏上的显示设置为带有多个花朵的花枝，所述花朵的种类根据季节的不同设置，所述花朵的个数根据每天喝水总量的不同设置，一个花朵对应一次设定喝水量。

进一步，所述恒温模块包括设置在夹层处、且杯底位置的第一半导体制冷片和散热器，所述第一半导体制冷片紧贴杯身双层结构的内胆设置；所述暖手模块包括设置在夹层处、且杯身位置的第二半导体制冷片，所述第二半导体制冷片紧贴杯身双层结构的外壳设置；所述清洗模块包括设置在夹层处、且杯底位置的超声波换能器和超声波发生器。

进一步，所述内胆设置为螺旋式结构，采用不锈钢材质制成，表面设置有麦饭石涂层；所述外壳也采用不锈钢材质制成，其表面设置有硅胶隔热层。

进一步，所述工作模式设置为清洗模式、恒温模式、暖手模式和喝水监测模式；

所述供电模块包括设置在杯身底部的第一充电电池，设置在杯盖内部的第二充电电池和磁感应充电模块，所述第一充电电池通过设置在杯身表面的USB接口进行充电，所述第二充电电池通过磁感应充电模块，从第一充电电池处获取电能。

本发明有益的技术效果在于：

借助喝水监测单元可以实现对使用者的喝水监测，确保使用者每天有足够的饮水量；借助恒温模块可以控制智能水杯中的水温，使其可以满足不同使用者的水温需求；借助暖手模块可以使智能水杯变成一个暖手宝，满足冬天或者户外使用需求；而清洗模块可以完成对智能水杯的清洗，确保卫生性，同时，这些功能都可以在智能终端上进行设定，提高了智能水杯的交互性，使其更加人性化，适用性更强。

附图说明

图1为本发明的总体结构爆炸示意图；

图2为本发明的内胆结构示意图；

图3为本发明的触摸屏上显示示意图；

其中，1-触摸屏，2-第一控制电路板，3-内胆，4-外壳，5-第二控制电路板，6-第三控制电路板，7-USB接口。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和2所示，本发明提供了一种智能水杯，包括杯盖和与之配合的杯身，该杯身采用双层结构，在双层结构的夹层处设置有清洗模块、暖手模块和恒温模块，在杯盖的顶面设置有触摸屏，该清洗模块、触摸屏、暖手模块、恒温模块均与处理器相连，该处理器还与喝水监测单元相连，并且通过无线通讯模块与智能终端通讯，该清洗模块用于采用超声波对智能水杯进行清洗；该恒温模块用于对智能水杯内部的水进行恒温控制；该暖手模块用于对双层结构的外壳进行加热，方便使用者暖手；该喝水监测单元用于对使用者的喝水状态进行监测，并将监测结果显示在触摸屏上；该智能终端装载有应用程序，该应用程序用于对智能水杯的工作模式进行设定，并通过无线通讯模块向处理器发送控制指令，该处理器根据接收的控制指定，控制触摸屏、喝水监测模块、清洗模块、暖手模块和/或恒温模块工作。这样，借助喝水监测单元可以实现对使用者的喝水监测，确保使用者每天有足够的饮水量；借助恒温模块可以控制智能水杯中的水温，使其可以满足不同使用者的水温需求；借助暖手模块可以使智能水杯变成一个暖手宝，满足冬天或者户外使用需求；而清洗模块可以完成对智能水杯的清洗，确保卫生性，同时，这些功能都可以在智能终端上进行设定，提高了智能水杯的交互性，使其更加人性化，适用性更强。

具体地，该智能水杯分为两个部分，分别为杯盖、杯身：

①杯盖的表面设置有触摸屏1，内部设置有第一控制电路板2，包括第二充电电池、GPS芯片以及磁感应充电芯片，底部放加压胶垫，可以防止漏水和保温，该GPS芯片可选用YIS045陀螺仪惯导模组，防止智能水杯丢失；该触摸屏1拟选用两寸的TFT触控彩屏；为了确保本发明的智能水杯供电需求，我们在杯盖的内部和杯身的底部均设置有充电电池，在杯身底部的充电电池可以通过设置在杯身表面的USB接口7从外部获取电能，但是由于杯盖和杯身的常规结构都是可以分离的，因此，我们在杯盖的内部还是设置有磁感应充电芯片，这样通过磁感应充电芯片，就可以杯身底部的第一充电电池处获取电能，以储存至设置在杯盖内部的第二充电电池，同时也不会由于杯盖和杯身的分离，造成杯盖内部的器件断电。

②杯身采用双层结构，包括外壳3和内胆4，该外壳3采用304不锈钢制成，其优点是强度高、性能稳定、耐酸、碱性强，合格产品对人体无害，在其外壳的表面螺旋上升式硅胶隔热层，配合暖手工作，防止用户烫伤的同时保证了水杯的美观度；内胆3设置为螺旋式结构，如图2所述，采用不锈钢材质制成，表面设置有麦饭石涂层。

水杯的内胆3设置成螺旋状可以增强超声波在内壁清洗震动的频率和幅度，实现内杯壁的清洗和维护，水杯的内胆3选用的麦饭石涂层，它对粘稠液体有很好的不粘性，可以在清洗中达到良好的效果，它能直接、间接地利用超声波的震动使液体和污染物分散、乳化，达到清洗目的，另一方面保温层采用麦饭石不沾杯涂层，与超声波结合可极大增强清洗效果的同时增加水所含矿物质。

在杯身双层结构的夹层处设置有第二控制电路板5和第三控制电路板6，它们连同第一控制电路板2，共同完成智能水杯的清洗、恒温、暖手和喝水监测等各个功能，因此，其对应的工作模式可设置为清洗模式、恒温模式、暖手模式和喝水监测模式，它们通过应用程序APP显示在智能终端上，使用者需要执行对应的功能时，可以在其智能终端上进行选择，如选择恒温模式，可以设定具体的温度，选择清洗模式，可以设定清洗的时间以及超声波的频率等等。

该喝水监测单元包括称重模块、语音模块、计时模块和分析模块，该称重模块用于对智能水杯内部的水进行实时称重，可以采用薄膜应变片承重传感器，总体结构体积小、高度低、重量轻，当使用者进行加水或者换水时，智能水杯里的水会瞬间增加或者减少，而当使用者喝水时，智能水杯里的水会缓慢减少，因此，我们可以根据水的重量变化，判断使用者的对应动作；该语音模块用于到使用者每次喝水时间时，进行语音提示，如喝水时间到了，请喝500毫升水，快快把肠道清理一下等等；该计时模块用于对使用者相邻两次喝水的时间间隔进行计时，具体间隔时间根据实际而定，使用者也可以通过应用程序自己设置；该分析模块用于根据计时模块的计时信息，控制语音模块进行语音提示，同时监测称重模块的称重信息，若称重信息持续减少，则判定使用者正在喝水，计算使用者的此次喝水量，并根据此次喝水量和每次设定喝水量的比值，控制触摸屏上显示的对应花朵的绽放状态。

为了增加喝水监测的趣味性，该喝水监测单元的监测结果在触摸屏上的显示可以设置为带有多个花朵的花枝，如图3所示，其花朵的种类根据季节的不同设置，如春天是桃花，夏天是荷花，秋天是菊花，冬天是梅花；其花朵的个数根据每天喝水总量的不同设置，一个花朵对应一次设定喝水量，如每天总喝水量设置为2500毫升，每次设定喝水量为500毫升，其具体设定可以在使用者的智能终端的应用程序APP上进行设定，使用者每喝完500毫升水，触摸屏上的花枝就会绽放一朵花，并且会100％绽放，若此次使用者没有喝满500毫升，仅喝250毫升，则触摸屏上的花枝中对应的花朵仅绽放50％，具体根据此时喝水量和设定喝水量的比值而定，另外，在触摸屏上还可以设置一个每天总喝水量进度条，完成对每天总喝水量的最终汇总显示，以方便使用者查看。当然，触摸屏1上还可以根据需要显示时间、杯内水的温度/水量、外部环境温度等等。

该恒温模块包括设置在夹层处、且杯底位置的第一半导体制冷片和散热器，该第一半导体制冷片紧贴杯身双层结构的内胆设置，可选用TECl—12706半导体制冷片，无需任何制冷剂即可连续工作，无污染、无噪音，既能加热又能制冷，体积小，外形尺寸大约为40mm×40mm×3.6mm，热惯性小，制冷或加热时间短；还包括第一温度传感器，该温度传感器非接触式红外测温模块GY-906，不需要直接接触水杯里的水，这样就不会损失传导时候的热能，测出的温度就更加准确，而且，GY-906模块的非常小，反应灵敏且精准度高，成本适中，性价比极高。

该暖手模块包括设置在夹层处、且杯身位置的第二半导体制冷片，该第二半导体制冷片紧贴杯身双层结构的外壳设置，也可选用TECl—12706半导体制冷片，无需任何制冷剂即可连续工作，无污染、无噪音，既能加热又能制冷，体积小，外形尺寸大约为40mm×40mm×3.6mm，热惯性小，制冷或加热时间短。还包括第二温度传感器，也可以采用非接触式红外测温模块GY-906，不需要直接接触水杯里的水，这样就不会损失传导时候的热能，测出的温度就更加准确，而且，GY-906模块的非常小，反应灵敏且精准度高，成本适中，性价比极高。

该清洗模块包括设置在杯底位置的超声波发生器和超声波换能器，选用与小米朗菲超声波眼镜清洗机CS-602中相同的超声波发生器以及超声波换能器，其外形形状为圆形，直径为40毫米，其最高频率为47kHz、额定电压为12V，声波集中于中部。该超声波换能器传导效率高，功耗低，超声波频率较高，直接与内胆底部接触从而发挥超声波清洗作用，以达到良好的清洗效果，涂层上矿物质可以在超声波的震动下分离，从增加水中对人体有益的矿物质含量。

超声波清洗具有强大的超声波功能，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，速度快、清洁度高。再加上智能水杯内胆采用顺时针螺旋曲面形状，通过多个旋转曲面可以进一步加快超声波清洗时能量的转换速度以及清洗的全面覆盖率。

该供电模块包括设置在杯身底部位置的第一充电电池，和置于杯盖位置的第二充电电池以及磁感应充电模块，该第一充电电池和第二充电电池均采用ML621S/DN带脚充电扣式电池，第一充电电池使用外置USB接口充电方式进行储能，为设置在杯身内部的各个器件提供电能，并且可以延长续航时间，便于户外携带使用，而第二充电电池通过磁感应充电模块从第一充电电池获取电能，以便为杯盖内部的各个器件供电，该磁感应充电模块通过两个线圈间电磁感应来实现，由于磁感应充电装置的发送和接收线圈靠的很近，所以不需要采用四线圈的磁耦合谐振式传输方法，只需要两个线圈间电磁感应就能达到比较理想的传输效率。

同时，为了确保在杯盖和杯身分离的时候，杯盖上的各个器件还可以正常工作，可以杯盖内部额外增加一个处理器和无线通讯模块，这样，杯身和杯盖的两个处理器就可以通过无线通讯模块进行通讯，控制指令也可以相互传送，不会因为杯身和杯盖的分离而中断，从而进一步提高整个智能水杯的智能化水平。

本发明的智能水杯可以通过移动端来进行功能的管理以及设置，做到随时随地观测杯中水的情况，使用户获得最佳的饮水体验，杯盖上设置有触控彩屏，可以显示和设置水杯的各项数据，GPS模块可以防止水杯的丢失，还配有小游戏唤起用户的饮水兴趣；杯身包含螺旋内胆可以使超声波清洗发挥最大化，恒温模块和暖手模块可以检测水杯外壁以及水的温度通过控温达到暖手和保温的效果。

(1)趣味多功能检测饮水数据：水杯具有的红外测温功能、饮水量检测功能实现了一杯多用，同时水杯检测到的杯中水以及环境的温度、杯中水的余量、使用者饮水量等各项数据都可以记录在移动端和触摸屏上，方便用户查看，再搭配触摸屏显示的极具趣味性的每日饮水打卡小游戏，用户可以通过移动端或者触摸屏对每日饮水量进行设置，以打卡的形式敦促自己进行饮水。在保障身体健康前提下，增添使用者饮水的积极性。

(2)饮水健康保障：智能水杯会根据移动端设置的水温调节杯中水的温度，用户可以选择最合理健康、最适合自己的水温进行调节，保证饮用体验以及饮水健康。

(3)良好交互性：水杯的语音功能增加了用户的饮水兴趣度，其语音库内容的丰富多样给予了用户很大的选择空间，用户可以选择自己喜欢的声音敦促自己喝水。

(4)便捷性：水杯外形易抓握且便携，水杯内部设置的超声波清洗功能也解决了保温杯难以清理的问题，同时杯中也设置了GPS定位系统，使用者再也不用担心水杯的遗失问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种智能水杯，其特征在于：包括杯盖和与之配合的杯身，所述杯身采用双层结构，在所述双层结构的夹层处设置有清洗模块、暖手模块和恒温模块，在所述杯盖的顶面设置有触摸屏，所述清洗模块、触摸屏、暖手模块、恒温模块均与处理器相连，所述处理器还与喝水监测单元、供电模块相连，并且通过无线通讯模块与智能终端通讯，

所述清洗模块用于采用超声波对智能水杯进行清洗；

所述恒温模块用于对智能水杯内部的水进行恒温控制；

所述暖手模块用于对双层结构的外壳进行加热，方便使用者暖手；

所述喝水监测单元用于对使用者的喝水状态进行监测，并将监测结果显示在触摸屏上；

所述智能终端装载有应用程序，所述应用程序用于对智能水杯的工作模式进行设定，并通过无线通讯模块向处理器发送控制指令，所述处理器根据接收的控制指定，控制触摸屏、喝水监测模块、清洗模块、暖手模块和/或恒温模块工作。

2.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于：所述喝水监测单元包括称重模块、语音模块、计时模块和分析模块，

所述称重模块用于对智能水杯内部的水进行实时称重；

所述语音模块用于到使用者每次喝水时间时，进行语音提示；

所述计时模块用于对使用者相邻两次喝水的时间间隔进行计时；

所述分析模块用于根据计时模块的计时信息，控制语音模块进行语音提示，同时监测称重模块的称重信息，若所述称重信息持续减少，则判定使用者正在喝水，计算使用者的此次喝水量，并根据此次喝水量和每次设定喝水量的比值，控制触摸屏上显示的对应花朵的绽放状态。

3.根据权利要求2所述的智能水杯，其特征在于：所述喝水监测单元的监测结果在触摸屏上的显示设置为带有多个花朵的花枝，所述花朵的种类根据季节的不同设置，所述花朵的个数根据每天喝水总量的不同设置，一个花朵对应一次设定喝水量。

4.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于：所述恒温模块包括设置在夹层处、且杯底位置的第一半导体制冷片和散热器，所述第一半导体制冷片紧贴杯身双层结构的内胆设置；所述暖手模块包括设置在夹层处、且杯身位置的第二半导体制冷片，所述第二半导体制冷片紧贴杯身双层结构的外壳设置；所述清洗模块包括设置在夹层处、且杯底位置的超声波换能器和超声波发生器。

5.根据权利要求4所述的智能水杯，其特征在于：所述内胆设置为螺旋式结构，采用不锈钢材质制成，表面设置有麦饭石涂层；所述外壳也采用不锈钢材质制成，其表面设置有硅胶隔热层。

6.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于：所述工作模式设置为清洗模式、恒温模式、暖手模式和喝水监测模式；

所述供电模块包括设置在杯身底部的第一充电电池，设置在杯盖内部的第二充电电池和磁感应充电模块，所述第一充电电池通过设置在杯身表面的USB接口进行充电，所述第二充电电池通过磁感应充电模块，从第一充电电池处获取电能。

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