CN108451283A - 一种智能水杯的杯胆的成型工艺 - Google Patents

Abstract

公开了一种智能水杯的杯胆的成型工艺，该智能水杯同时具备测温、保温、显示、罗盘等多重功能，而且本发明的智能水杯运用感应加热原理，具有高效、安全、快速、节能、环保、清洁等优点。与传统的电热管的水杯相比，在环境保护、使用寿命、安全性能等方面都具有独特优势，既节约了电能，又节省了时间。

Description

一种智能水杯的杯胆的成型工艺

技术领域

本发明涉及水杯领域，更具体地讲，涉及一种智能水杯。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对生活质量的追求也越来越高，及时饮用温度适中的水成为人们的需求之一。而普通水杯一般并不具备加热功能。一般只能把杯中的干净的凉水倒走，造成了极大的浪费，目前部分产品已基本实现保温的功能，但因其采用高昂的微米级相变金属，导致成本高昂，且该产品本身自动加热过程过长，无法及时缓解使用者的口渴，甚至还有部分产品采用了低廉的有毒材料，存在危险。因此，寻找一种机械物理的方法实现快速加热保温显得尤为重要。

而且伴随电子技术日新月异的发展，越来越多的科技产品已步入用户的家庭和办公场所。随着人们对现代家庭和办公环境舒适、便利、安全以及多元化信息服务的广泛需要，智能化电器在人们日常生活中所占比重越来越大，如今的智能水杯产品已绝不是一个简单的加热器，而是具有一定科技含量的现代化家电产品。在我国，水杯与很多中年男士形影不离，在很多情况下杯不离手，因此很多人希望水杯不但能够测温、保温，而且还具有其他特殊的功能。因此，针对这些现状，迫切需要开发一种新型的多功能智能水杯，以满足实际使用的需要。

发明内容

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，该智能水杯包括杯身、外杯盖、底座，杯身内部设有奥氏体杯胆，杯胆与杯身的内侧壁之间设有感应线圈和真空锁温层，杯胆与杯身的内底壁之间还设有加热装置，感应线圈与加热装置相连，所述加热装置包括加热电源组件、控制器组件、滤波组件、同步控制组件、IGBT组件、LC并联谐振组件、保护组件，杯身的顺滑杯口上还搭扣有提篮茶隔，顺滑杯口上设有密封橡胶圈，外杯盖上设有智能装置，智能装置包括LED显示屏、智能芯片、电路板，智能芯片上包括感温模块和电子罗盘导航模块，底座位于杯身的底部并与杯身一体成型或螺旋连接。

控制器组件输出脉冲宽度调制信号经过滤波组件后，和同步控制组件输出信号同时控制IGBT部分的导通和闭合，IGBT部分和LC并联谐振组件组成逆变部分，共同形成LC振荡，同步控制组件为锁相环，锁相环包括压控振荡器、相位比较器、低通滤波器，锁相环用于保证IGBT部分的导通和闭合与LC并联谐振组件的谐振频率同步，保护组件包括过流保护、过热保护和故障信号锁存保护。

感温模块上设有变送器、若干传感器和控制器、控制电路、串行总线和感温电源，奥氏体杯胆内侧杯壁上设有感温头和与感温头相连的感温杆，感温杆与感温模块连接，感温头为双铂铑热电偶，通过双铂铑热电偶感温杯胆内液体的温度，经变送器将信号放大后传给控制器，控制器将其转换为具体温度值，再由控制器通过串行总线传输至LED显示屏。

电子罗盘导航模块包括三轴加速度计、三轴气压模件、三轴电子罗盘和三轴陀螺仪、罗盘电源，三轴电子罗盘包括三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU单元、温度补偿单元，在三轴电子罗盘倾斜时，双轴倾角传感器对三轴电子罗盘进行倾斜补偿，温度补偿单元用于克服倾斜和指向角的温度漂移。

进一步的，所述加热装置上设有加热感应开关，连续敲击杯体两下，加热感应开关开启，加热装置开始工作，当加热到指定温度时，再次连续敲击杯体两下，加热感应开关关闭，加热装置停止工作。

进一步的，智能装置上设有切换感应开关，敲击杯体一下，切换感应开关开启，LED显示屏完成温度和罗盘的显示切换。

进一步的，杯身的下部侧方设有micro-USB和/或TYPE-C充电接口，用于对加热电源组件、感温电源、罗盘电源进行充电。

进一步的，杯身上设有RFID标签，RFID标签包括耦合元件及电子芯片。

优选的，过流保护采用互锁保护电路模式，当响应过流时，互锁保护电路低速切断并慢速关闭IGBT组件。

进一步的，IGBT组件还包括IGBT驱动电路，IGBT驱动电路产生的正负电压脉冲信号施加到IGBT的栅极，正电压时对栅极进行充电，负电压时对栅极进行放电，控制IGBT的源极、漏极的开通、关断状态。

优选的，当智能水杯发生故障时，驱动信号变为低电平，故障信号锁存保护组件封锁驱动信号。

该水杯同时具备测温、保温、显示、罗盘等多重功能，而且本发明的智能水杯运用感应加热原理，具有高效、安全、快速、节能、环保、清洁等优点。与传统的电热管的水杯相比，在环境保护、使用寿命、安全性能等方面都具有独特优势，既节约了电能，又节省了时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的内部示意图。

图3为本发明的总体控制示意图。

图4为本发明的加热原理示意图。

图5为本发明的感应原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例一

实施例一位该智能水杯的整体结构。

作为实施例一的智能水杯，该智能水杯包括杯身1、外杯盖2、底座3，杯身1内部设有奥氏体杯胆，杯胆与杯身1的内侧壁之间设有感应线圈和真空锁温层，杯胆与杯身1的内底壁之间还设有加热装置，感应线圈与加热装置相连，所述加热装置包括加热电源组件、控制器组件、滤波组件、同步控制组件、IGBT组件、LC并联谐振组件、保护组件，杯身1的顺滑杯口1-1上还搭扣有提篮茶隔4，顺滑杯口上设有密封橡胶圈5，外杯盖2上设有智能装置，智能装置包括LED显示屏6、智能芯片7、电路板8，智能芯片上包括感温模块和电子罗盘导航模块，底座3位于杯身1的底部并与杯身1一体成型或螺旋连接。

作为实施例一的智能水杯，其控制器组件输出脉冲宽度调制信号经过滤波组件后，和同步控制组件输出信号同时控制IGBT部分的导通和闭合，IGBT部分和LC并联谐振组件组成逆变部分，共同形成LC振荡，同步控制组件为锁相环，锁相环包括压控振荡器、相位比较器、低通滤波器，锁相环用于保证IGBT部分的导通和闭合与LC并联谐振组件的谐振频率同步，保护组件包括过流保护、过热保护和故障信号锁存保护。

作为实施例一的智能水杯，其感温模块上设有变送器、若干传感器和控制器、控制电路、串行总线和感温电源，奥氏体杯胆内侧杯壁上设有感温头和与感温头相连的感温杆，感温杆与感温模块连接，感温头为双铂铑热电偶，通过双铂铑热电偶感温杯胆内液体的温度，经变送器将信号放大后传给控制器，控制器将其转换为具体温度值，再由控制器通过串行总线传输至LED显示屏。

作为实施例一的智能水杯，其电子罗盘导航模块包括三轴加速度计、三轴气压模件、三轴电子罗盘和三轴陀螺仪、罗盘电源，三轴电子罗盘包括三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU单元、温度补偿单元，在三轴电子罗盘倾斜时，双轴倾角传感器对三轴电子罗盘进行倾斜补偿，温度补偿单元用于克服倾斜和指向角的温度漂移。

作为实施例一的智能水杯，其加热装置上设有加热感应开关，连续敲击杯体两下，加热感应开关开启，加热装置开始工作，当加热到指定温度时，再次连续敲击杯体两下，加热感应开关关闭，加热装置停止工作。

作为实施例一的智能水杯，其智能装置上设有切换感应开关，敲击杯体一下，切换感应开关开启，LED显示屏完成温度和罗盘的显示切换。

作为实施例一的智能水杯，其杯身1的下部侧方设有micro-USB和/或TYPE-C充电接口，用于对加热电源组件、感温电源、罗盘电源进行充电。

作为实施例一的智能水杯，其杯身1上设有RFID标签，RFID标签包括耦合元件及电子芯片。

作为实施例一的智能水杯，其过流保护采用互锁保护电路模式，当响应过流时，互锁保护电路低速切断并慢速关闭IGBT组件。

作为实施例一的智能水杯，其IGBT组件还包括IGBT驱动电路，IGBT驱动电路产生的正负电压脉冲信号施加到IGBT的栅极，正电压时对栅极进行充电，负电压时对栅极进行放电，控制IGBT的源极、漏极的开通、关断状态。

作为实施例一的智能水杯，当智能水杯发生故障时，驱动信号变为低电平，故障信号锁存保护组件封锁驱动信号。

实施例二

实施例二为该智能水杯的奥氏体杯胆的生产工艺。

作为实施例二的智能水杯，其杯胆的成型步骤如下：

A）杯胆下料，将厚度为0.45mm的不锈钢板切割成制造杯身需要的长条状不锈钢带，

B）杯胆卷圆，将钢板卷成筒状，

C）杯胆焊接，然后按照0.5m/s的速度向前移动不锈钢圆筒，完成点焊、冷却、整形工序过程，

D）杯胆裁剪和切边，按照设定的长度将不锈钢管裁切好，

E）杯胆拉深加滚压，首先用冲压拉深方法成形两端，再采取滚压方法成形中间凹部，

F）杯胆缩口，通过缩口模具将杯胆口部缩小，

G）杯胆胀形，利用聚氨酯橡胶作凸模，采取分瓣式凹模，一次胀形成形出产品所需大部分外形，

H）杯胆滚上角，把通过胀形的杯胆的内凹形状处的二边角滚至符合尺寸要求，

I）杯胆平上口，利用车床平上口，所操作的平口均匀、无缺口、无毛边，

J）杯胆平底口，利用车床平底口，所操作的平口均匀、无缺口、无毛边，

K）杯胆滚螺纹，利用螺纹机，调整螺纹深浅符合尺寸要求，

L）杯胆抽真空，采用无尾真空方式，

M）杯胆电解抛光，

N）杯胆涂漆。

能源是人类赖以生存所不可或缺的要素，能源储备关系到社会发展的进程，是一个国家可持续发展的基础，改革开放以来，我国的经济高速发展，工业水平不断提高，对能源的需求量远超过以前任何时候，目前有些资源已经面临着枯竭。21世纪，全世界的主题之一就是节能、环保，以及后代的可持续发展。能源紧张与能源消耗急剧增长的矛盾，已经引起了各方的高度关注和重视，并通力合作来解决这一重大问题。

电磁加热产品由于其电磁感应加热原理，通过交变的电磁场直接作用于被加热的锅底内部产生涡流，导体的热效应使锅底迅速发热，由于不需要热传递其热效率高达90%以上，并且发热速度快。同时，运用电磁感应加热技术与传统的煤、油、气以及使用电热管的用电设备相比，在环境保护、使用寿命、安全性能等方面都具有独特优势，电磁感应加热方式既节约了电能，又节省了时间。可以看出，电磁感应加热相对于传统加热方式具有很多的优点，因此，使电磁加热技术在家电产品中的应用日益广泛。因此基于人们对高质量、高效率、高安全性的智能产品的要求越来越高，本发明的智能水杯运用感应加热原理，具有高效、安全、快速、节能、环保、清洁等优点。

本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种智能水杯的杯胆的成型工艺，所述的智能水杯包括杯身（1）、外杯盖（2）、底座（3），所述的杯身（1）内部设有奥氏体杯胆，所述的杯胆与所述的杯身（1）的内侧壁之间设有感应线圈和真空锁温层，所述的杯胆与所述的杯身（1）的内底壁之间还设有加热装置，所述的感应线圈与所述的加热装置相连，所述加热装置包括加热电源组件、控制器组件、滤波组件、同步控制组件、IGBT组件、LC并联谐振组件、保护组件，所述的杯身（1）的顺滑杯口上还搭扣有提篮茶隔（4），所述的顺滑杯口上设有密封橡胶圈（5），所述的外杯盖（2）上设有智能装置，所述的智能装置包括LED显示屏、智能芯片、电路板，所述的智能芯片上包括感温模块和电子罗盘导航模块，所述的LED显示屏用于显示温度和罗盘信息，所述的底座（3）位于所述的杯身（1）的底部并与所述的杯身（1）一体成型或螺旋连接；

所述的感温模块上设有变送器、若干传感器和控制器、控制电路、串行总线和感温电源，所述的奥氏体杯胆内侧杯壁上设有感温头和与所述的感温头相连的感温杆，所述的感温杆与所述的感温模块连接，所述的感温头为双铂铑热电偶；

所述的电子罗盘导航模块包括三轴加速度计、三轴气压模件、三轴电子罗盘和三轴陀螺仪、罗盘电源，所述的三轴电子罗盘包括三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU单元、温度补偿单元；

其特征在于，所述的杯胆的成型步骤如下：

A）杯胆下料，将厚度为0.45mm的不锈钢板切割成制造杯身需要的长条状不锈钢带，

B）杯胆卷圆，将钢板卷成筒状，

C）杯胆焊接，然后按照0.5m/s的速度向前移动不锈钢圆筒，完成点焊、冷却、整形工序过程，

D）杯胆裁剪和切边，按照设定的长度将不锈钢管裁切好，

E）杯胆拉深加滚压，首先用冲压拉深方法成形两端，再采取滚压方法成形中间凹部，

F）杯胆缩口，通过缩口模具将杯胆口部缩小，

G）杯胆胀形，利用聚氨酯橡胶作凸模，采取分瓣式凹模，一次胀形成形出产品所需大部分外形，

H）杯胆滚上角，把通过胀形的杯胆的内凹形状处的二边角滚至符合尺寸要求，

I）杯胆平上口，利用车床平上口，所操作的平口均匀、无缺口、无毛边，

J）杯胆平底口，利用车床平底口，所操作的平口均匀、无缺口、无毛边，

K）杯胆滚螺纹，利用螺纹机，调整螺纹深浅符合尺寸要求，

L）杯胆抽真空，采用无尾真空方式，

M）杯胆电解抛光，

N）杯胆涂漆。

2.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，所述的控制器组件输出脉冲宽度调制信号经过所述的滤波组件后，和所述的同步控制组件输出信号同时控制所述的IGBT部分的导通和闭合，所述的IGBT部分和所述的LC并联谐振组件组成逆变部分，共同形成LC振荡，所述的同步控制组件为锁相环，所述的锁相环包括压控振荡器、相位比较器、低通滤波器，所述的锁相环用于保证所述的IGBT部分的导通和闭合与所述的LC并联谐振组件的谐振频率同步，所述的保护组件包括过流保护、过热保护和故障信号锁存保护。

3.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，通过所述的双铂铑热电偶感温所述的杯胆内液体的温度，经所述的变送器将信号放大后传给所述的控制器，所述的控制器将其转换为具体温度值，再由所述的控制器通过所述的串行总线传输至所述的LED显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，在所述的三轴电子罗盘倾斜时，所述的双轴倾角传感器对所述的三轴电子罗盘进行倾斜补偿，所述的温度补偿单元用于克服倾斜和指向角的温度漂移。

5.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，所述加热装置上设有加热感应开关，连续敲击杯体两下，所述的加热感应开关开启，所述的加热装置开始工作，当加热到指定温度时，再次连续敲击杯体两下，所述的加热感应开关关闭，所述的加热装置停止工作，所述的智能装置上设有切换感应开关，敲击杯体一下，所述的切换感应开关开启，所述的LED显示屏完成温度和罗盘的显示切换。

6.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，所述的杯身（1）的下部侧方设有micro-USB和/或TYPE-C充电接口，用于对所述的加热电源组件、所述的感温电源、所述的罗盘电源进行充电。

7.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，所述的杯身（1）上设有RFID标签，所述的RFID标签包括耦合元件及电子芯片。

8.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，所述的过流保护采用互锁保护电路模式，当响应过流时，所述的互锁保护电路低速切断并慢速关闭所述的IGBT组件。

9.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，所述的IGBT组件还包括IGBT驱动电路，所述的IGBT驱动电路产生的正负电压脉冲信号施加到所述的IGBT的栅极，正电压时对所述的栅极进行充电，负电压时对所述的栅极进行放电，控制所述的IGBT的源极、漏极的开通、关断状态。

10.根据权利要求1所述的一种智能水杯的杯胆的成型工艺，其特征在于，当所述的智能水杯发生故障时，驱动信号变为低电平，所述的故障信号锁存保护组件封锁驱动信号。