CN105266513A - 一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，包括杯体和底座，所述的杯体包括外杯壁、内杯壁和杯底，所述的杯底包括无线接收装置、超声波振荡装置、温度传感器、半导体加热制冷装置和电池，所述的底座包括电源线、电源插头和无线发射装置。本发明通过无线充电技术将电能储存在电池中，并给用电电路提供电能；电路导通后，超声波振荡装置产生机械振动，使水中的溶质在超声波的作用下快速溶解；通过半导体加热制冷装置进行加热制冷，通过按键装置进行参数设置，通过显示装置来显示提醒，使人们能够喝到适合水温的水，从而使本发明具有加热制冷、快速溶解、安全方便的技术效果。

Description

一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯

技术领域

本发明涉及日常生活用品领域，尤其涉及一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯。

背景技术

近年来，随着社会水平的快速发展，人们的生活水平也不断提高，然而，随之而来的快节奏使人们的生活变的越来越紧张，人们对于时间的观念也在不断的加强。

一般情况下，人们在冲泡咖啡、奶粉等溶液时，都希望这些溶质能够快速的溶解，从而能快速的喝到可口的饮料，然而溶质的溶解需要一定的时间，人们在等待的过程中会浪费一定的时间。现实生活中会通过不断的搅拌或晃动来加速溶质的溶解，但收效甚微，市场上的速溶咖啡或速溶茶相对来说价格较贵，且不具有普遍性，难于满足人们的日常需求和频繁使用，于是，寻求一种快速溶解的方法也成为了人们日常生活中需要克服的一个问题点。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

超声波具有空化作用，足够大振幅的超声波作用于液体介质，会使微粒间产生剧烈的相互作用，液体的温度也会骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体发生乳化，且加速溶质的溶解，加速化学反应，人们通过超声波的空化作用，从而发明出超声波清洗机、超声波雾化器、医学超声波检查等一系列被广泛使用的产品，因此，我们想到了把超声波应用到杯子当中，从而利用它的空化现象来快速溶解。

申请号为201210414832.9的一种振动杯，通过太阳能板来提供给蓄电池电能，通过超声波振动片来来提供振动力，从而使溶质快速溶解并溶解均匀，然而通过太阳能板来提供电能，不但具有较大的使用局限性，且存在电能不足以启动超声波振动的隐患，不适合推广，且实用性差。

发明内容

本发明为解决上述问题提供一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，通过无线接收装置与无线发射装置实现了无线充电功能，将电能储存在电池中并给用电电路提供稳定且足够的电能；电路导通后，超声波振荡装置产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下快速溶解；通过半导体加热制冷装置进行制冷加热，通过按键装置进行参数设置，通过显示装置来显示提醒，不但进一步的加快溶解，也使人们能够喝到适合水温的水，从而使本发明具有加热制冷，快速溶解、安全方便的技术效果。

为实现上述目的，达到上述效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，包括杯体和底座，其特征在于：所述的杯体包括外杯壁、内杯壁和杯底，所述的杯底与外杯壁、内杯壁连接，所述的杯底包括无线接收装置、电池管理电路、超声波振荡装置、控制电路、温度传感器、半导体加热制冷装置和电池，所述的无线接收装置与电池管理电路连接，所述的电池管理电路与电池连接，所述的电池与控制电路连接，所述的控制电路与超声波振荡装置、温度传感器和半导体加热制冷装置连接，所述的杯体内设置有显示装置和按键装置，所述的外杯壁在显示装置上设置有缺口，所述的显示装置和按键装置通过电线与控制电路连接，所述的底座包括电源线、电源插头和无线发射装置，所述的电源插头与电源线连接，所述的电源线与无线发射装置连接，所述的无线接收装置与无线发射装置以近场感应来传送能量，实现无线充电功能，所述的电池给用电电路提供电能，并储存电能，电路导通后，超声波振荡装置产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下保持振动，迅速溶解于水中。

进一步的，所述的杯体包括手柄，所述的按键装置放置在手柄上方。

进一步的，所述的杯底包括水位传感器，所述的水位传感器与控制电路连接，所述的水位传感器能够监测到杯子内部是否有水，从而保护超声波振荡装置并防止了出现干烧现象。

进一步的，所述的底座上设置有AC/DC模块，所述的AC/DC模块与无线发射装置连接，从而将交流电转化为直流电。

进一步的，所述的显示装置为LED显示或液晶屏显示或OLED显示或VFD显示或EL显示。

进一步的，所述的半导体加热制冷装置固定在内杯壁的底端，所述的半导体加热制冷装置包括半导体制冷片和极性变换电路，由按键装置进行选择，由控制电路发出控制信号，由极性变换电路完成电源极性的转换，正向导通时，热传递从上往下，从而对杯体中的水进行冷却，反向导通时，热传递从下往上，对杯体中的水进行加热。

进一步的，所述的超声波振荡装置包括超声波换能器和超声波发生电路，由超声波发生电路产生电子高频振荡，超声波换能器将电信号转化为机械振荡，即将输入的电功率转换成超声波再传递出去，使杯子中的溶质快速溶解。

进一步的，所述的杯体可以替换为壶体或罐体或盏体。

进一步的，所述的无线接收装置与无线发射装置之间的近场感应所利用的技术为电磁感应式或磁场共振或无线电波式。

本发明的有益效果是：

一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，通过无线接收装置与无线发射装置的近场感应来传送能量，实现了无线充电功能，将电能储存在电池中并给用电电路提供稳定且足够的电能；电路导通后，超声波振荡装置产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下快速溶解；通过半导体加热制冷装置进行加热制冷，通过按键装置进行设置控制，通过显示装置来显示提醒，不但进一步的加快溶解，也使人们能够喝到适合水温的水；水位传感器起到了防干烧作用，并保护了超声波振荡装置，极大的降低了安全隐患；电池能够储存电能，方便人们在携带的时候也可以使用速溶、加热、制冷等功能；使用超声波不但对人体没有伤害，同时也会对水起到一定的杀菌消毒作用，从而使本发明在快速溶解的基础上，同时具有加热制冷、智能控制、显示提醒、安全方便、利于健康的有益效果，不但适合当代快节奏的个人使用，同时适合家庭、饮料店等群体使用，实用性强，易于推广。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后，本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯的实施例示意图；

图2为本发明涉及的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯的实施例剖面图；

图3为本发明涉及的内杯壁的底部实施例截面图；

图4为本发明涉及的超声波换能器和超声波发生电路连接的实施例示意图；

图5为本发明涉及的半导体加热制冷装置的实施例示意图；

图6为本发明涉及的半导体加热制冷装置在制冷时的实施例示意图；

图7为本发明涉及的半导体加热制冷装置在加热时的实施例示意图；

图8为本发明涉及的无线充电技术的实施例示意图。

图1-图3中，杯体1、杯底2、无线接收装置3、电源线4、电源插头5、无线发射装置6、底座7、显示装置8、按键装置9、超声波振荡装置10、温度传感器11、半导体加热制冷装置12、外杯壁13、电池14、电池管理电路15、控制电路16、AC/DC模块17、内杯壁18、水位传感器19，手柄20。

图4中，C₁-C₄为电容，L₁-L₂为电感，VT₁为三极管，B为超声波换能器，D₁为二极管。

图5-图7中，A、B₁、B₂为金属片。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明：

如图1-图8所示，一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，包括杯体1和底座7，其特征在于：所述的杯体1包括外杯壁13、内杯壁18和杯底2，所述的杯底2与外杯壁13、内杯壁18连接，所述的杯底2包括无线接收装置3、电池管理电路15、超声波振荡装置10、控制电路16、温度传感器11、半导体加热制冷装置12和电池14，所述的无线接收装置3与电池管理电路15连接，所述的电池管理电路15与电池14连接，所述的电池14与控制电路16连接，所述的控制电路16与超声波振荡装置10、温度传感器11和半导体加热制冷装置12连接，所述的杯体1内设置有显示装置8和按键装置9，所述的外杯壁13在显示装置8上设置有缺口，所述的显示装置8和按键装置9通过电线与控制电路16连接，所述的底座7包括电源线4、电源插头5和无线发射装置6，所述的电源插头5与电源线4连接，所述的电源线4与无线发射装置6连接，所述的无线接收装置3与无线发射装置6以近场感应来传送能量，实现无线充电功能，所述的电池14给用电电路提供电能，并储存电能，电路导通后，超声波振荡装置10产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下保持振动，迅速溶解于水中。

进一步的，所述的杯体1包括手柄20，所述的按键装置9放置在手柄20上方。

进一步的，所述的杯底2包括水位传感器19，所述的水位传感器19与控制电路16连接，所述的水位传感器19能够监测到杯子内部是否有水，从而保护超声波振荡装置10并防止了出现干烧现象。

进一步的，所述的底座7上设置有AC/DC模块17，所述的AC/DC模块17与无线发射装置6连接，从而将交流电转化为直流电。

进一步的，所述的显示装置8为LED显示或液晶屏显示或OLED显示或VFD显示或EL显示。

进一步的，所述的半导体加热制冷装置12固定在内杯壁18的底端，所述的半导体加热制冷装置12包括半导体制冷片和极性变换电路，由按键装置9进行选择，由控制电路16发出控制信号，由极性变换电路完成电源极性的转换，正向导通时，热传递从上往下，从而对杯体1中的水进行冷却，反向导通时，热传递从下往上，对杯体1中的水进行加热。

进一步的，所述的超声波振荡装置10包括超声波换能器和超声波发生电路，由超声波发生电路产生电子高频振荡，超声波换能器将电信号转化为机械振荡，即将输入的电功率转换成超声波再传递出去，使杯子中的溶质快速溶解。

进一步的，所述的杯体1可以替换为壶体或罐体或盏体。

进一步的，所述的无线接收装置3与无线发射装置6之间的近场感应所利用的技术为电磁感应式或磁场共振或无线电波式。

具体实施例

由图1-图3为本发明的一种优选实施例，***电源插头5，将杯底2放在底座7上，通过按键装置9启动，此时，交流电源通过电源线4传输到AC/DC模块17，将交流电源转换成直流电源，再传输到无线发射装置6，经无线发射装置6与无线接收装置3的近场感应，在无线接收装置3上输出直流电源后，通过电池管理电路15向电池14传输电能，并适当的将电能储存在电池14，电池14启动控制电路16，由控制电路16控制显示装置8、按键装置9、超声波振荡装置10、温度传感器11和半导体加热制冷装置12，超声波振荡装置10在电路导通的情况下产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下保持振动，迅速溶解于水中。

温度传感器11监测水中的温度，并在显示装置8上显示出当前温度，水位传感器19监测水中的水位，在水位过低或没有水的情况下停止超声波振荡装置10的工作，从而防止出现干烧现象，保护超声波振荡装置10。

当需要加热制冷的时候，由按键装置9进行参数设置，并选择加热或制冷，由控制电路16发出控制信号，由极性变换电路完成电源极性的转换，正向导通时，热传递从上往下，从而对杯体1中的水进行冷却，反向导通时，热传递从下往上，对杯体1中的水进行加热，温度传感器11监测水中的温度，并在显示装置8上显示出当前温度值，当温度值达到设定的加热温度，加热停止，人们就可以喝到合适水温的水。

可选实施例2为显示装置8采用LED显示，分红黄绿蓝四色LED灯，其中红灯表示超高温，温度区间为80°以上，黄灯表示高温，温度区间为50°-80°，绿灯表示适温，温度区间为30°-50°，蓝色表示低温，温度区间为30°以下，人们可以通过LED灯的颜色来判断水中的温度，从而喝到合适水温的水。

可选实施例3为在显示装置8旁边连接有蜂鸣器，当实时温度值达到设定的加热温度，加热停止，蜂鸣器发出声响，从而提醒人们及时饮用。

图4为超声波换能器B和超声波发生电路连接的实施例示意图，由三极管VT₁、电容C₃、电容C₄和超声波换能器B组成一个电容三点式振荡电路，电感L₂和电容C₄的谐振回路这里不决定振荡频率而决定振荡幅度，它的谐振频率低于电路振荡频率；电容C₃为滤波电容，因电路工作频率较高，可选用数值较小的电容，因超声波换能器B会接触到水，故设置了隔水电容C₁，超声波换能器B是一高频陶瓷压电振子，它是电路的自激元件，同时又是电路的负载，此电路能自动跟随压电振子的固有谐振频率。

图5-图7为半导体加热制冷装置的实施例示意图，当电源极性如图6所示时，电子从电源负极出发，经金属片B₁、P型半导体、金属片A、N型半导体、金属片B₂，再回到电源正极，P型半导体为多数空穴，具有负温差电势，N型半导体为多数电子，具有正温差电势，在电子流经的过程中，金属片A上的热能转换为空穴的势能，从而导致金属片A的温度降低成为冷端，低温的金属片A便从周围介质中吸收热量而使周围介质得到冷却，反之，电源极性如图7所示时，金属片A的温度增高而成为热端，从而往周围介质中放热。

图8为无线充电技术的一种实施例，采用电磁感应技术来完成无线充电，通过向无线发射装置6中的送电线圈传输一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收装置3中的受电线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，由电磁感应产生的交流电，在无线接收装置3内部转化成直流电后输出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，包括杯体（1）和底座（7），其特征在于：所述的杯体（1）包括外杯壁（13）、内杯壁（18）和杯底（2），所述的杯底（2）与外杯壁（13）、内杯壁（18）连接，所述的杯底（2）包括无线接收装置（3）、电池管理电路（15）、超声波振荡装置（10）、控制电路（16）、温度传感器（11）、半导体加热制冷装置（12）和电池（14），所述的无线接收装置（3）与电池管理电路（15）连接，所述的电池管理电路（15）与电池（14）连接，所述的电池（14）与控制电路（16）连接，所述的控制电路（16）与超声波振荡装置（10）、温度传感器（11）和半导体加热制冷装置（12）连接，所述的杯体（1）内设置有显示装置（8）和按键装置（9），所述的外杯壁（13）在显示装置（8）上设置有缺口，所述的显示装置（8）和按键装置（9）通过电线与控制电路（16）连接，所述的底座（7）包括电源线（4）、电源插头（5）和无线发射装置（6），所述的电源插头（5）与电源线（4）连接，所述的电源线（4）与无线发射装置（6）连接，所述的无线接收装置（3）与无线发射装置（6）以近场感应来传送能量，实现无线充电功能，所述的电池（14）给用电电路提供电能，并储存电能，电路导通后，超声波振荡装置（10）产生机械振动，从而使水中的溶质在超声波的作用下保持振动，迅速溶解于水中。

2.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的杯体（1）包括手柄（20），所述的按键装置（9）放置在手柄（20）上方。

3.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的杯底（2）包括水位传感器（19），所述的水位传感器（19）与控制电路（16）连接，所述的水位传感器（19）能够监测到杯子内部是否有水，从而保护超声波振荡装置（10）并防止了出现干烧现象。

4.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的底座（7）上设置有AC/DC模块（17），所述的AC/DC模块（17）与无线发射装置（6）连接，从而将交流电转化为直流电。

5.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的显示装置（8）为LED显示或液晶屏显示或OLED显示或VFD显示或EL显示。

6.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的半导体加热制冷装置（12）固定在内杯壁（18）的底端，所述的半导体加热制冷装置（12）包括半导体制冷片和极性变换电路，由按键装置（9）进行选择，由控制电路（16）发出控制信号，由极性变换电路完成电源极性的转换，正向导通时，热传递从上往下，从而对杯体（1）中的水进行冷却，反向导通时，热传递从下往上，对杯体（1）中的水进行加热。

7.根据权利要求1所述的一种无线充电电池加热制冷的超声波速溶杯，其特征在于：所述的超声波振荡装置（10）包括超声波换能器和超声波发生电路，由超声波发生电路产生电子高频振荡，超声波换能器将电信号转化为机械振荡，即将输入的电功率转换成超声波再传递出去，使杯子中的溶质快速溶解。

8.根据权利要求1所述的一种加热控制的超声波速溶杯，其特征在于：所述的杯体（1）可以替换为壶体或罐体或盏体。

9.根据权利要求1所述的一种加热控制的超声波速溶杯，其特征在于：所述的无线接收装置（3）与无线发射装置（6）之间的近场感应所利用的技术为电磁感应式或磁场共振或无线电波式。