多功能智能水杯的制作方法

本发明属于日用品技术领域，具体涉及一种水杯，特别是一种多功能智能水杯。

背景技术：

水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分， 对人体而言，水在身体内不但是“运送” 各种营养的载体，而且还直接参与人体的新陈代谢因此保证充足的摄水量对人体生理功能的正常运转至关重要，正常人每天至少需要喝1500ml左右，大约8杯左右 ，所以水杯成了人们生活中常见的生活用品。但是在实际的使用过程中，人们越来越注重对水杯的各种性能和使用感的提升，如何让水杯更好的满足人们对生活品质的追求一直是本领域技术人员不懈追求的目标。

目前市场上，水杯类型多样，各类独特的外观造型，以及众多新型功能的引入，都为人们的生活带来了方便，而其中具备监测提醒的功能更是获得了市场的认可。事实上，使用者的需求不同，工业上的进一步发展也不一样。

现在的报道有增加具有照明功能的水杯（专利文献一），有自供电温度显示的智能水杯（专利文献二），有通过压力传感器进行杯内水量测算功能的智能水杯（专利文献三），更有结合两种功能的智能水杯（专利文献四）。

专利文献一：中国专利申请号200810302577.2

专利文献二：中国专利申请号201320393447.0

专利文献三：中国专利申请号201320683503.4

专利文献四：中国专利申请号201420553430.1

如上述专利文献二中所公开的技术，“在杯内胆的底部外侧安装温度传感器”，事实上通过温度传感器得到的数据很难准确地计算出杯体内的水温，得到的数据不够准确存在较大的偏差。

如上述专利文献三中所公开的技术，“在水杯内胆的底部下表面和底部支撑板的上表面之间设有压力传感器”，在操作上存在缺陷，对使用者握持水杯或者水杯的摆放状态有要求，功能实现过程条件苛刻，操作上存在很多不便。

如上述专利文献四中所公开的技术，该技术方案相对具有进步，但是仍然存在实际操作上的不便，如“包含加速度传感器和陀螺仪，能够对用户端杯动作进行识别，将倒水量作为干扰数据剔除，”由于不能识别水杯是否处于杯盖打开还是杯盖拧紧状态，加速度传感器和陀螺仪的结合使用并不能有效解决水杯非正常数据，特别是不使用水杯的过程中的数据采集，并没有处理过程。

如今，人们对于生活饮水的体验质量需求越来越高，现有的智能水杯已经不能满足使用者的精确和更高程度的使用需要。

技术实现要素：

本发明的发明目的是提供一种多功能智能水杯，能够精确方便地测得水杯中的水位，且不影响水杯的储水量，水位测量范围大。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能智能水杯，包括杯身和杯盖，在所述杯身上设置有中间套层结构，所述中间套层结构内部设置有电路模块，所述电路模块包括PCB板以及集成在PCB板上的计算处理芯片、加速度传感器、陀螺仪、电压采集模块和电源模块，所述杯盖内部设置有第一触点，所述杯身内部设置有第二触点，所述电压采集模块跨接在第一触点和第二触点上之间，所述杯盖上设有显示模块和蜂鸣器。

上文中，所述蜂鸣器具有第一报警模式、第二报警模式和第三报警模式，所述第一报警模式对应杯身内水位高于20%低于50%的状态，所述第二报警模式对应杯身内水位低于20%的状态，所述第三报警模式对应杯身无水的状态。

具体地，所述蜂鸣器连接到计算处理芯片，由计算处理芯片控制发出报警，在杯身内水位高于50%时，蜂鸣器不发出报警；在杯身内水位高于20%且低于50%时，蜂鸣器发出一声长报警；在杯身内水位低于20%时，蜂鸣器发出两声长报警；在杯身内没有水时，蜂鸣器发出三声短促的报警。这样设计的目的在于，当人们不方便通过观察显示模块来获知杯身内水位时，通过蜂鸣器发出的报警音就可以简单直接地知道杯身内的水位，尤其是在开车过程中，驾驶员无需分神去观察显示模块，减少了安全隐患，提升了驾驶的安全性。

进一步地，所述电路模块还包括集成在PCB板上的霍尔感应器，所述杯盖内部设置有磁铁块，所述磁铁块和霍尔感应在位置上对应设置。

进一步地，所述电路模块还包括集成在PCB板上的接触感应器和红外温度传感器。

进一步地，所述电路模块还包括集成在PCB板上的无线通信模块。

进一步地，所述杯盖上还设有LED指示灯。

应当注意的是，上述技术方案中的主要器件如何排布构成电路，构成完整的电路模块需要的另外一些基本零部件，如连接作用的金属片、导光圈等，都是本领域技术人员显而易见并早已都知悉明了的。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明通过采集设置在杯盖内部的第一触点和设置在杯身内部的第二触点之间的电压，以及加速度传感器测得杯体的空间位置和角度，能够准确得出杯内的水位，并在显示模块中显示给使用者，且由于第一触点设于杯盖内部，因此不影响杯中加入的水量，测量范围大；

2．本发明通过设置在杯盖内的磁铁块以及设置在PCB板上的霍尔感应器测得水杯的打开和封闭状态，从而提醒使用者，还能通过无线通信模块将对应的信息发送到使用者的用户终端，实现远距离提醒；

3.本发明通过在PCB板上集成设置接触感应器和红外温度传感器能够实现使用者触摸水杯时，红外温度传感器启动测得杯内水的温度，从而避免了红外温度传感器的持续工作，节省了电能，延长了电源模块的续航时间。

附图说明

图1是本发明实施例一的水杯整体其中一条轴线方向上的结构剖视图。

图2是本发明实施例一的水杯整体与凸1垂直的一条轴线方向上的结构剖视图。

图3是本发明实施例一的杯盖的结构剖视图。

其中：1、杯身；2、杯盖；3、中间套层结构；4、PCB板；5、电源模块；6、第一触点；7、第二触点；8、霍尔感应器；9、磁铁块；10、红外温度传感器；11、LED指示灯。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

参见图1至3所示，一种多功能智能水杯，包括杯身1和杯盖2，在所述杯身上设置有中间套层结构3，所述中间套层结构内部设置有电路模块，所述电路模块包括PCB板4以及集成在PCB板上的计算处理芯片、加速度传感器、陀螺仪、电压采集模块和电源模块5，所述杯盖内部设置有第一触点6，所述杯身内部设置有第二触点7，所述电压采集模块跨接在第一触点和第二触点上之间，所述杯盖上设有显示模块和蜂鸣器。

具体地，所述蜂鸣器连接到计算处理芯片，由计算处理芯片控制发出报警，在杯身内水位高于50%时，蜂鸣器不发出报警；在杯身内水位高于20%且低于50%时，蜂鸣器启动第一报警模式，即发出一声长报警；在杯身内水位低于20%时，蜂鸣器启动第二报警模式，即发出两声长报警；在杯身内没有水时，蜂鸣器启动第三报警模式，即发出三声短促的报警。这样设计的目的在于，当人们不方便通过观察显示模块来获知杯身内水位时，通过蜂鸣器发出的报警音就可以简单直接地知道杯身内的水位，尤其是在开车过程中，驾驶员无需分神去观察显示模块，减少了安全隐患，提升了驾驶的安全性。

本实施例中，所述电路模块还包括集成在PCB板上的霍尔感应器8，所述杯盖内部设置有磁铁块9，所述磁铁块和霍尔感应在位置上对应设置。

所述电路模块还包括集成在PCB板上的接触感应器和红外温度传感器10。

所述电路模块还包括集成在PCB板上的无线通信模块，所述无线通信模块可以选用蓝牙模块等。

所述杯盖上还设有LED指示灯11。

本发明在使用时，包括如下步骤：

步骤一：使用前，水杯处于正常的拧紧状态。水杯杯盖内部设置的磁铁块和水杯中间套层结构内部设置的霍尔感应器相对位置正中对应，这时候LED指示灯不发光；

步骤二：使用者打开水杯，拧开杯盖，杯盖在旋转过程中呈现螺旋上升的圆周运动，磁铁块相对霍尔感应器发生位移，改变了原有的位置关系，此时，霍尔感应器将信号传递给计算处理芯片，计算机处理芯片在预设的算法下发出指令LED指示灯方式一闪动发光，提醒使用者，杯盖已经打开；

步骤三：使用者使用完水杯后，关拧水杯，在拧紧的瞬间，杯盖中的磁铁块和杯体中间套层结构内部设置的霍尔感应器恢复到正中对应，霍尔感应器将信号传递给计算机处理芯片，计算机处理芯片在预设的算法下发出指令LED停止闪动发光，提醒使用者，杯盖已经拧紧完好。

从步骤二打开水杯杯盖到步骤三拧紧水杯杯盖这个过程的时间如果超出2分钟，计算处理芯片将发出指令，将信息通过蓝牙模块传递给使用者预先设定蓝牙连接的电子设备，如手机、平板电脑等，在电子设备上产生提醒消息，并且LED指示灯以方式二闪动发光，以提醒使用者杯盖长时间处于开启状态。

进一步的，手机、平板电脑等设备把信号传递到云端，云端把该信号转发给使用者的关联用户，这样有助于父母关注未成年子女及老人安全使用水杯，避免他们使用水杯的过程中发生意外。

在水杯处于杯盖拧紧的状态下，使用者触摸水杯，接触感应器传递信号给计算处理芯片，计算处理芯片发出指令红外温度传感器工作，红外温度传感器将数据采集后传递给计算处理芯片，计算处理芯片发出指令，LED指示灯亮。进一步的，LED 灯至少包括四种颜色，即低温度区间，常温区间，合适温度区间，过高温度区间各自相应对应其中一种颜色。

在水杯处于杯盖拧紧的状态下，当温度发生夸温度区间的时候，红外温度传感器将信号传递给计算处理芯片，计算处理芯片发出指令LED指示灯以方式三闪动发光，同时将信号由蓝牙模块传递给使用者预先设定蓝牙连接的电子设备，如手机、平板电脑等。例如，温度从过高温度区间变化到合适温度区间的时候，给LED指示灯指令亮灯，以及给电子设备消息，主动提醒使用者喝水。

在水杯处于杯盖拧紧的状态下，在水杯倾斜的过程中，液体倾斜接触到第一触点和第二触点并将第一触点和第二触点连接，电压采集模块测得第一触点和第二触点上的电压，进而将信号传递给计算处理芯片，同时控制加速度传感器测量杯体的空间位置和角度，计算出杯内水量并在显示模块上显示。喝水结束的时候，水杯逐渐回正，液体脱离第一触点，计算处理芯片得到信号，并控制加速度传感器测量测试杯体的空间位置和角度，得到喝水结束时的剩余水量。同时，计算处理芯片内设置算法程序，并录入模拟数学模型，对电压采集模块采集到的数据，加速度传感器采集到的杯体空间位置和角度，以及陀螺仪采集的角速度，对上述数据进行校正和分析，并能判定使用者动作是喝水动作还是倒水动作。

而由于第一触点设于杯盖内部，因此，加水时无需刻意避开第一触点而控制水位，避免造成水杯容积的浪费。

当然，此发明还可以有其他变换，并不局限于上述实施方式，本领域技术人员所具备的知识，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化，这样的变化均应落在本发明的保护范围内。