CN107028453B - 一种智能控温杯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及杯子领域，具体涉及一种智能控温杯。包括杯体、底座、自动控温机构、手动控温机构和控温相变液，本发明通过对杯体结构和控温机构的特殊设计，利用活塞压缩气体致使控温相变液发生所在位置和液面高低变化，实现对杯体内水温的快速调节并在所需温度下的长期保温，本发明设计巧妙，使用灵活，兼具快速调温与保温功能，适合不同季节、不同人群的个性化需求，具有潜在的市场价值。

Description

一种智能控温杯

技术领域

本发明涉及杯子领域，具体涉及一种智能控温杯。

背景技术

目前大多数水杯在保温方面做了改进，一般采用在内外层杯体之间设置保温层或抽真空方式达到保温效果；在水杯调温方面做的改进不多，专利(CN105640222A)公开了一种饮水杯子，杯体包括内胆和外胆，内胆与外胆之间设置夹层并充有相变液，外胆外侧设有外壳，在外胆与外壳之间设有热交换通道和旋转契合凸台隔离组。相变液的相应温度约在40～50°之间，在50°以上相变液吸热，水温在相变液作用下降温，在40°以下相变液放热，水温在相变液的作用下可以在一定时间内保温或缓慢降温；另外外胆与外壳之间设置的热交换通道和旋转契合凸台隔离组通过从外部灌装相应温度的水，达到调温和保温的目的。此专利公开的杯子结构比较简单，因为40～50°相变液的选择较为困难，同时从外部灌装相应温度的水进行调温较为麻烦，不太适于应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术存在的不足，提供一种智能控温杯。

本发明的技术解决方案是：一种智能控温杯，包括杯体和底座，所述杯体包括内层和外层，所述内层与外层之间密封形成空腔，所述杯体内底部中心设有中空封闭圆柱体，所述中空圆柱体侧面为内外两层，所述内外两层之间形成空腔并与所述杯体内外层之间的空腔形成贯通通道，所述贯通通道内置有相变液，所述中空圆柱体内充满空气，所述中空圆柱体侧面内层上部设有多个贯穿孔，所述杯体内外层之间相变液面上部充满空气，所述中空圆柱体为保温材料；所述中空圆柱体内部设有温度调控装置，所述温度调控装置包括自动调控装置、活塞，所述自动调控装置安装于所述中空圆柱体内上部，所述活塞安装于所述自动调控装置下部；所述杯体表面还设有显示模块，所述杯体内层内表面还设有温度传感器，所述底座表面还设有设定模块，所述底座内部还设有控制模块、充电模块，所述控制模块将所述设定模块的设定温度与所述温度传感模块采集的温度比较并进行信号转化，控制所述自动调控装置带动所述活塞上下移动，通过压缩和释放所述中空圆柱体内空气使所述相变液压入所述杯体内外层之间或缩回所述中空圆柱体侧面内外层之间。

进一步的，所述自动调控装置包括支架、控温马达和伸缩机构，所述支架、控温马达和伸缩机构由上而下依次连接，所述支架与所述中空圆柱体侧面内层连接。

进一步的，所述显示模块包括LED灯组，所述LED灯组由多个长条LED灯由下而上依次排列而成，所述LED灯亮时有红色和绿色两种状态，由下而上的绿色灯高度代表设定水温，由下而上的绿色灯加红色灯高度代表实际水温。

进一步的，所述设定模块包括两个薄膜按键，分别设定温度增加和温度降低。

进一步的，所述控制模块为超低功耗单片机。

进一步的，所述充电模块包括充电口和锂电池，所述锂电池为所述杯体和底座内部件提供电量，所述充电口与锂电池连接实现对锂电池充电。

进一步的，所述温度调控装置还包括手动调控装置，所述手动调控装置上部分在所述中空圆柱体内，由下而上依次包括主锥形齿轮、从锥形齿轮、转轴支架、直齿轮、齿条、连杆，所述主锥形齿轮水平转动带动所述从锥形齿轮竖直转动，所述从锥形齿轮以所述转轴支架为媒介带动所述直齿轮竖直转动，所述直齿轮与所述齿条咬合，带动所述齿条上下移动，所述齿条上部与所述连杆连接，所述连杆上部与所述活塞下部连接；所述手动调控装置下部分包括转换座，所述转换座位于所述杯体与所述底座之间，所述转换座包括T形转轴、深沟球轴承、转换盖、传动转轴，所述T形转轴水平部分侧面设有上下两处凹槽，所述T形转轴竖直部分外侧与所述深沟球轴承内侧卡合，所述T形转轴竖直部分底部与所述底座连接，所述转换盖盖合在所述T形转轴上部，所述转换盖侧面内部设有可伸缩弹片，所述可伸缩弹片伸出时可卡入所述T形转轴水平部分侧面凹槽内，所述转换盖上部与所述传动转轴固定连接，所述传动转轴上部与所述手动调控装置上部分的主锥形齿轮连接。

进一步的，所述相变液为无机相变液PCM-20。

进一步的，所述活塞外侧设有橡胶密封套环。

进一步的，还包括电量显示模块，所述电量显示模块位于所述底座表面，包括红灯和绿灯，所述控制模块提取所述锂电池电量信息后通过所述电量显示模块显示。

本发明通过杯体双层结构，杯体内中空圆柱体侧面双层结构，两部分双层结构之间形成贯通道，利用自动温度调控机构或手动温度调控机构压缩或释放中空圆柱体内空气使空气压强发生变化，调整无机相变液在贯通道内杯体内外层之间与中空圆柱体内外层之间移动，达到对杯中水调节温度和实现控温的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明公开的一种智能控温杯的结构示意图；

图2为本发明公开的一种智能控温杯自动调控装置和手动调控装置上部分示意图；

图3为本发明公开的一种智能控温杯手动调控装置下部分示意图；

图4为本发明公开的一种智能控温杯手动调控装置下部分示意图A部分放大图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明一种智能控温杯。

如图1、图2、图3所示，一种智能控温杯，包括杯体和底座2，所述杯体包括内层12和外层11，所述内层12与外层11之间密封形成空腔，所述杯体内底部中心设有中空封闭圆柱体，所述中空圆柱体侧面为内层22外层21两层，所述内层22外层21两层之间形成空腔并与所述杯体内层12外层11层之间的空腔形成贯通通道，所述贯通通道内置有相变液，所述相变液为无机相变液PCM-20，所述中空圆柱体内充满空气，所述中空圆柱体侧面内层22上部设有多个贯穿孔221，所述中空圆柱体为保温材料，所述杯体内层12外层11之间相变液面上部充满空气；所述中空圆柱体内部设有温度调控装置，所述温度调控装置包括自动调控装置、活塞4，所述活塞4外侧设有橡胶密封套环41，所述自动调控装置安装于所述中空圆柱体内上部，所述活塞4安装于所述自动调控装置下部；所述杯体表面还设有显示模块6，所述杯体内层12内表面还设有温度传感器，所述底座2表面还设有设定模块7，所述底座2内部还设有控制模块、充电模块，所述控制模块将所述设定模块7的设定温度与所述温度传感模块采集的温度比较并进行信号转化，控制所述自动调控装置带动所述活塞4上下移动，通过压缩和释放所述中空圆柱体内空气使所述相变液压入所述杯体内层12外层11之间或缩回所述中空圆柱体侧面内层22外层21之间。所述自动调控装置包括支架31、控温马达32和伸缩机构33，所述支架31、控温马达32和伸缩机构33由上而下依次连接，所述支架31与所述中空圆柱体侧面内层22连接。所述显示模块6包括LED灯组，所述LED灯组由多个长条LED灯由下而上依次排列而成，所述LED灯亮时有红色和绿色两种状态，由下而上的绿色灯高度代表设定水温，由下而上的绿色灯加红色灯高度代表实际水温。所述设定模块7包括两个薄膜按键，分别代表增加温度和降低温度。所述控制模块为超低功耗单片机。所述充电模块包括充电口和锂电池，所述锂电池为所述杯体和底座内部件提供电量，所述充电口与锂电池连接实现对锂电池充电，所述底座表面还设有电量显示模块，包括红灯和绿灯，所述控制模块提取所述锂电池电量信息后通过所述电量显示模块显示，当电量低于15％时，红灯亮并闪烁，当电量充满时，绿色灯亮。

所述温度调控装置还包括手动调控装置，所述手动调控装置上部分在所述中空圆柱体内，由下而上依次包括主锥形齿轮51、从锥形齿轮52、转轴支架53、直齿轮54、齿条55、连杆56，所述主锥形齿轮51水平转动带动所述从锥形齿轮52竖直转动，所述从锥形齿轮52以所述转轴支架53为媒介带动所述直齿轮54竖直转动，所述直齿轮54与所述齿条55咬合，所述齿条55上下移动，所述齿条55上部与所述连杆56连接，所述连杆56上部与所述活塞4下部连接；所述手动调控装置下部分包括转换座，所述转换座位于所述杯体与所述底座2之间，所述转换座包括T形转轴81、深沟球轴承82、转换盖83、传动转轴84，所述T形转轴81水平部分侧面设有上下两处凹槽811，所述T形转轴81竖直部分外侧与所述深沟球轴承82内侧卡合，所述T形转轴81竖直部分底部与所述底座2连接，所述转换盖83盖合在所述T形转轴81上部，所述转换盖83侧面内部设有可伸缩弹片831，所述可伸缩弹片831伸出时可卡入所述T形转轴81水平部分侧面凹槽811内，所述转换盖83上部与所述传动转轴84固定连接，所述传动转轴84上部与所述手动调控装置上部分的主锥形齿轮51连接。

本发明具体使用方法和使用功能如下：

(一)自动调温保温功能：

杯体内装热水后，杯体内层12内表面的温度传感器采集杯内水的温度，在杯体表面的显示模块6显示水温，水温以由下而上的红色灯高度表示，用户在底座2表面的设定模块7设定需要温度，设定温度以由下而上的绿色灯高度表示，在用户设定温度之后，因为设定温度低于实际温度，代表实际水温的由下而上的红色灯下部会变为绿色，而上部的红色灯会代表实际水温与设定水温的差额。控制模块接收到差额信息后，会进行内部信号转化，控制自动调控装置向上拉动活塞4压缩中空圆柱体内空气，空气通过中空圆柱体侧面内层22上部的多个贯穿孔221进入中空圆柱体侧面内层22和外层21之间，由于空气压强较大，无机相变液PCM-20会被大部分压入杯体内层12和外层11之间，无机相变液吸热，杯中的水降温，在降到设定温度后，控制模块控制自动调控装置推动活塞向下运动，释放中空圆柱体内空气，杯体内层12和外层11之间相变液面上部的空气会将相变液压回至中空圆柱体侧面内层22和外层21之间，由于中空圆柱体为保温材料，无机相变液PCM-20无法吸热，而这时杯体内层12和外层11之间充满空气，不容易散热，由此可以在设定温度下长时间保温。

(二)手动调温保温功能

杯体内装热水后，杯体内层12内表面的温度传感器采集杯内水的温度，在杯体表面的显示模块6显示水温，水温以由下而上的红色灯高度表示，用户在底座2表面的设定模块7设定需要温度，设定温度以由下而上的绿色灯高度表示，在用户设定温度之后，因为设定温度低于实际温度，代表实际水温的由下而上的红色灯下部会变为绿色，而上部的红色灯会代表实际水温与设定水温的差额。用户可以向上推动底座2，将转换盖83上的可伸缩弹片831卡入T形转轴81水平部分侧面下部的凹槽811内，这时传动转轴84上部连接的主锥形齿轮51与从锥形齿轮52接触，扭动底座，主锥形齿轮51会带动从锥形齿轮52竖直转动，从而使直齿轮54与齿条55咬合，齿条55向上移动，带动活塞4向上移动，压缩中空圆柱体内空气，空气通过中空圆柱体侧面内层22上部的多个贯穿孔221进入中空圆柱体侧面内层22和外层21之间，由于空气压强较大，无机相变液PCM-20会被大部分压入杯体内层12和外层11之间，无机相变液吸热，杯中的水降温，用户在看到降到设定温度后，反方向转动底座2，使活塞向下运动，释放中空圆柱体内空气，杯体内层12和外层11之间相变液面上部的空气会将相变液压回至中空圆柱体侧面内层22和外层21之间，由于中空圆柱体为保温材料，无机相变液PCM-20无法吸热，而这时杯体内层12和外层11之间充满空气，不容易散热，由此可以在设定温度下长时间保温。最后将底座2向下拉动，使转换盖83上的可伸缩弹片831卡入T形转轴81水平部分侧面上部的凹槽811内，使传动转轴84上部连接的主锥形齿轮51与从锥形齿轮52分离，再转动底座，手动调控装置将失去功能。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能控温杯，包括杯体和底座，其特征在于：

所述杯体包括内层和外层，所述内层与外层之间密封形成空腔，所述杯体内底部中心设有中空封闭圆柱体，所述中空圆柱体侧面为内外两层，所述内外两层之间形成空腔并与所述杯体内外层之间的空腔形成贯通通道，所述贯通通道内置有相变液，所述中空圆柱体内充满空气，所述中空圆柱体侧面内层上部设有多个贯穿孔，所述杯体内外层之间相变液面上部充满空气，所述中空圆柱体为保温材料；

所述中空圆柱体内部设有温度调控装置，所述温度调控装置包括自动调控装置、活塞，所述自动调控装置安装于所述中空圆柱体内层形成的空腔上部，所述活塞安装于所述自动调控装置下部；

所述杯体表面还设有显示模块，所述杯体内层内表面还设有温度传感器，所述底座表面还设有设定模块，所述底座内部还设有控制模块、充电模块，所述控制模块将所述设定模块的设定温度与所述温度传感模块采集的温度比较并进行信号转化，控制所述自动调控装置带动所述活塞上下移动，通过压缩和释放所述中空圆柱体内空气使所述相变液压入所述杯体内外层之间或缩回所述中空圆柱体侧面内外层之间。

2.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述自动调控装置包括支架、控温马达和伸缩机构，所述支架、控温马达和伸缩机构由上而下依次连接，所述支架与所述中空圆柱体侧面内层连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述显示模块包括LED灯组，所述LED灯组由多个长条LED灯由下而上依次排列而成，所述LED灯亮时有红色和绿色两种状态，由下而上的绿色灯高度代表设定水温，由下而上的绿色灯加红色灯高度代表实际水温。

4.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述设定模块包括两个薄膜按键，分别设定温度增加和温度降低。

5.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述控制模块为超低功耗单片机。

6.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述充电模块包括充电口和锂电池，所述锂电池为所述杯体和底座内部件提供电量，所述充电口与锂电池连接实现对锂电池充电。

7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述温度调控装置还包括手动调控装置，所述手动调控装置上部分在所述中空圆柱体内，由下而上依次包括主锥形齿轮、从锥形齿轮、转轴支架、直齿轮、齿条、连杆，所述主锥形齿轮水平转动带动所述从锥形齿轮竖直转动，所述从锥形齿轮以所述转轴支架为媒介带动所述直齿轮竖直转动，所述直齿轮与所述齿条咬合，带动所述齿条上下移动，所述齿条上部与所述连杆连接，所述连杆上部与所述活塞下部连接；

所述手动调控装置下部分包括转换座，所述转换座位于所述杯体与所述底座之间，所述转换座包括T形转轴、深沟球轴承、转换盖、传动转轴，所述T形转轴水平部分侧面设有上下两处凹槽，所述T形转轴竖直部分外侧与所述深沟球轴承内侧卡合，所述T形转轴竖直部分底部与所述底座连接，所述转换盖盖合在所述T形转轴上部，所述转换盖侧面内部设有可伸缩弹片，所述可伸缩弹片伸出时可卡入所述T形转轴水平部分侧面凹槽内，所述转换盖上部与所述传动转轴固定连接，所述传动转轴上部与所述手动调控装置上部分的主锥形齿轮连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述相变液为无机相变液PCM-20。

9.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：所述活塞外侧设有橡胶密封套环。

10.根据权利要求1所述的一种智能控温杯，其特征在于：还包括电量显示模块，所述电量显示模块位于所述底座表面，包括红灯和绿灯，所述控制模块提取所述锂电池电量信息后通过所述电量显示模块显示。