一种保温杯的制作方法

本发明涉及一种保温杯。

背景技术：

现有的保温杯都使用简单的隔热保温，其功能单一，生产者一般只关注于保温杯的外观，对于增加保温杯趣味性的研究很少。

专利号为201510383265.9的中国专利公开了一种杯子，其包括杯体以及斯特林发动机单元，斯特林发动机单元包括互相连通的第一气缸以及第二气缸，第一气缸上形成有用于从所述杯体内吸热的吸热面。该专利中的杯子虽然增加了使用时的趣味性，但是斯特林发动机单元的增加并没有为杯子带来其他的功能。关于斯特林发动机单元的其他应用还有待进一步的研究。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种保温杯，其可将热水释放的热能转换为电能储存，当保温杯的温度降低到一定程度时，再利用储能模块中的电能为保温杯中的水进行加热，从而延缓了水杯内水温的降低。

本发明的另一个目的在于提供一种保温杯，其将斯特林发动机模块与水杯结合，为保温杯的使用增添了趣味性。

为达到以上目的，本发明提供一种保温杯，包括：

杯体，其具有导热面；

保温模块，其包括电热装置以及电连接件，所述电热装置设于所述杯体，所述电连接件与所述电热装置电连接，当所述电连接件接通电源时，所述电热装置对所述杯体内部进行加热；

底座模块，其包括充电电源、线圈以及一磁场，所述线圈可移动地设于所述磁场内，所述充电电源与所述线圈电连接，从而所述线圈切割磁感线产生的电能储存在所述充电电源内，所述充电电源与所述电连接件可分离地连接；以及

斯特林发动机模块，包括配气气缸、设于所述配气气缸内的配气活塞、与所述配气气缸连通的动力气缸、设于所述动力气缸内的动力活塞以及与所述动力活塞连接的飞轮，所述配气气缸的吸热面与所述杯体的导热面接触，所述飞轮与所述线圈配合，以使得所述飞轮转动时带动所述线圈进行切割磁感线的运动。

本发明的保温杯的使用方法为：向所述杯体内加入开水，此时使配气气缸的吸热面紧贴所述杯体的导热面，所述杯体内的开水使得所述配气气缸吸热面的温度迅速升高，所述吸热面与处于室温下的所述配气气缸的散热面之间的温差很大，足够驱动所述斯特林发动机模块运转，从而所述飞轮连续转动，在所述飞轮的带动下，所述线圈持续运动切割磁感线产生电流，产生的电能储存在所述充电电源中；随着所述杯体内水温的降低，所述吸热面和散热面之间的温差越来越小，当温差小到不能驱动所述斯特林发动机模块运转时，所述飞轮不再转动，此时使用者可以将所述电连接件与所述充电电源电连接，利用所述充电电源内储存的电能为所述杯体内的水进行加热。

本发明将热水的热量先转化为电能储存，当热水的温度降到较低时，再利用电能对水进行加热，避免了能量的浪费，提高了水的保温时间，同时也增加了使用时的趣味性。值得一提的是，由于能量在进行转化时，必然有损失，因此本发明只能延长水的保温时间，当能量损失较多时，即使利用电热装置对水进行了加热，所述配气气缸吸热面与散热面之间的温差也不足以带动斯特林发动机模块继续运转。

优选地，所述杯体的导热面为所述杯体的弧形侧壁，所述配气气缸的吸热面是与所述导热面形状匹配的弧形，从而所述吸热面与所述导热面可完全贴合。

优选地，所述配气活塞为弧形，所述斯特林发动机模块还包括一活塞轴，所述配气活塞的一端与所述活塞轴连接，所述活塞轴可转动地设于所述配气气缸，所述活塞轴一端从所述配气气缸内延伸到所述动力气缸内，所述活塞轴为中空，从而通过所述活塞轴将所述配气气缸与所述动力气缸连通，所述飞轮与所述活塞轴配合，以使得所述飞轮转动时，带动所述活塞轴转动，进而带动所述配气活塞转动。

优选地，所述斯特林发动机模块包括两所述配气气缸，两所述配气气缸可转动地设置在所述杯体两侧，两所述配气气缸的吸热面均可与所述杯体的导热面贴合。

设置两所述配气气缸的目的是进一步增加吸热面积，为动力活塞的移动提供足够的动力。另外，两所述配气气缸可以根据所述杯体的大小调节其位置，从而使得本发明的斯特林发动机模块可以适用于不同尺寸的杯体。

所述斯特林发动机模块还包括气缸齿轮，所述气缸齿轮固设于所述配气气缸，所述保温杯还包括夹紧压板以及夹紧连杆，所述夹紧压板可上下移动地设于所述底座模块上，所述夹紧连杆与所述夹紧压板斜面配合，所述夹紧连杆与所述气缸齿轮啮合，当所述杯体放置在所述夹紧压板上使其向下移动时，所述夹紧连杆发生位移带动所述气缸齿轮转动，所述气缸齿轮转动带动两所述配气气缸向所述杯体转动，以使得两所述配气气缸的吸热面夹紧所述导热面。

所述夹紧装置的作用就是：当使用者将杯体放置在夹紧压板上时，通过联动机构的作用使得两配气气缸的吸热面自动与杯体贴合，并且通过杯体自身的重量，使配气气缸始终保持在夹紧的位置。

优选地，所述吸热面由柔性导热材料制备，从而使得所述吸热面既具备一定的变形能力，又具备良好的导热性能。

优选地，所述底座模块还包括底座支架、转盘以及一磁铁，所述磁铁设于所述底座支架，所述磁铁具有N极以及S极，所述N极与所述S极相对，从而在所述N极和所述S极之间形成所述磁场，所述转盘可转动地设于所述所述磁场内，所述线圈设于所述转盘上，从而当所述转盘转动时，所述线圈切割所述磁场的磁感线，所述转盘与所述飞轮配合，当所述飞轮转动时，带动所述转盘转动。

优选地，所述底座支架包括两电连接部，所述第一电连接部和所述第二电连接部分别与所述充电电源的正负极电连接，所述电连接件包括第一电连接件与第二电连接件，所述第一电连接件和所述第二电连接件分别与所述电热装置的正负极电连接，所述第一电连接件与所述第一电连接部可分离地连接，所述第二电连接件与所述第二电连接部可分离地连接。

优选地，所述第一电连接部设于所述底座支架的中心，所述第一电连接部为椭圆形凸起，所述杯体在与所述第一电连接部相对的位置形成一圆形凹槽，所述第一电连接件设于所述圆形凹槽内，所述夹紧压板中心形成一通孔，所述第一电连接部穿过所述通孔向外延伸出，当所述杯体放置在所述夹紧压板上时，所述第一电连接部插入所述圆形凹槽内与所述第一电连接件电连接，所述杯体可以所述第一电连接部为轴进行转动，所述第二电连接部设于所述底座支架的圆周壁上，所述杯体包括一开关转环，所述开关转环可转动地设于所述杯体的底部，所述第二电连接件可转动地设于所述开关转环上，所述杯体的底面沿径向形成与所述第二电连接件配合的限位轨道，当所述开关转环相对于所述杯体转动时，其带动所述第二电连接件沿所述限位轨道向杯体的内侧或外侧移动，所述开关转环的中心具有一限位孔，所述限位孔为与所述第一电连接部匹配的椭圆形，当所述杯体放置在所述夹紧压板上时，所述第一电连接部穿过所述限位孔插入所述圆形凹槽内，正向转动所述杯体时，所述开关转环由于所述第一电连接部的限位不转动，从而所述第二电连接沿所述限位轨道向外移动与所述底座支架圆周壁上的所述第二电连接部电连接，反向转动所述杯体时，所述第二电连接沿所述限位轨道向内移动与所述第二电连接部分离。

当所述第一电连接件与所述第一电连接部连接，所述第二电连接件与第二电连接部连接时，形成完整的回路，所述充电电源为所述电热装置供电。上述方案利用杯体的转动，来实现电路的连通或断开，即方便操作，又增加了使用时的趣味性。

优选地，所述杯体在所述导热面外套设有保温层，所述保温层可转动地套设于所述杯体，所述保温层具有两开口，两所述开口的大小以及位置与两所述配气气缸的吸热面匹配，从而所述配气气缸的吸热面通过所述开口与所述导热面贴合。所述保温层的作用是尽可能少地减少所述杯体内热量的浪费。将所述保温层设置为可转动，主要是为避免所述杯体在转动时，保温层与配气气缸产生干涉。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体示意图，显示了杯体放置在底座模块上的状态。

图2是根据本发明的一个优选实施例的立体示意图，显示了杯体与底座模块分离的状态。

图3是根据本发明的一个优选实施例的立体示意图，显示了配气气缸转动到与杯体分离的位置。

图4是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了斯特林发动机模块的基本结构。

图5是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了配气活塞与活塞轴。

图6是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了夹紧压板与底座支架分离时的状态。

图7是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了夹紧压板与底座支架分离时的状态。

图8是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了夹紧连杆。

图9是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了底座支架。

图10是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了杯体的底部。

图11是根据本发明的一个优选实施例的部分示意图，显示了杯体的底部。

图12是根据本发明的一个优选实施例的部分爆炸图图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

图1-图12显示了本发明的一种保温杯，包括杯体1、保温模块、底座模块3、斯特林发动机模块4以及夹紧模块。

所述杯体1上具有导热面11。所述导热面11的作用主要是使所述杯体1内热水的热量通过所述导热面11快速向外扩散。

所述保温模块包括电热装置以及电连接件22，所述电热装置设于所述杯体1内，用于对所述杯体1内的水进行加热。所述电热装置与所述电连接件22电连接，当所述电连接件22接通电源时，所述电热装置通电产生热量，从而实现对所述杯体1内部的加热。

所述底座模块3包括底座支架33、充电电源、线圈以及磁场，所述充电电源设于所述底座支架33内。所述线圈可移动地设于所述磁场内，以使得所述线圈沿不平行于磁感线的方向移动。所述充电电源与所述线圈电连接，从而所述线圈切割磁感线时产生的电流储存在所述充电电源内。所述充电电源与所述电连接件22可分离地连接，从而利用所述充电电源为所述电热装置供电。

所述斯特林发动机模块4包括配气气缸41、设于所述配气气缸41内的配气活塞42、与所述配气气缸41连通的动力气缸43、设于所述动力气缸43内的动力活塞以及与所述动力活塞连接的飞轮45，所述配气气缸41的吸热面411与所述杯体1的导热面11接触，所述飞轮45与所述线圈配合，以使得所述飞轮45转动时带动所述线圈进行切割磁感线的运动。

本发明保温杯的使用方法为：向所述杯体1内加入开水，并且将所述配气气缸41的吸热面411紧贴在所述杯体1的导热面11上，所述杯体1内的开水使得所述吸热面411的温度迅速升高，此时所述吸热面411与处于室温下的所述配气气缸41的散热面之间的温差较大，足够驱动所述斯特林发动机模块4运转，从而使得所述飞轮45连续转动。关于斯特林发动机模型的运行原理属于现有技术，此处不做详述。所述飞轮45的转动带动所述线圈持续进行切割磁感线的运动，产生的电能就储存在所述充电电源中。随着所述杯体1内水温的降低，所述配气气缸41的吸热面411与散热面之间的温差越来越小，当温差小到不能驱动所述斯特林发动机模块4运转时，所述飞轮45不再转动，此时使用者可将所述电连接件22与所述充电电源电连接，从而利用所述充电电源内储存的电能为所述杯体1内的水进行加热。

所述导热面11为所述杯体1的弧形侧壁，所述吸热面411为与所述导热面11形状匹配的弧形，以使得所述吸热面411与所述导热面11可以完全贴合。所述配气活塞42为弧形，所述斯特林发动机模块4还包括一活塞轴47，所述配气活塞42的一端与所述活塞轴47连接，所述活塞轴47可转动地设于所述配气气缸41。所述活塞轴47从所述配气气缸41内延伸到所述动力气缸43内，所述活塞轴47为中空，从而通过所述活塞轴47将所述配气气缸41与所述动力气缸43连通。所述飞轮45与所述活塞轴47通过连杆曲柄结构连接，以使得所述飞轮45转动时，带动所述活塞轴47转动，进而带动所述配气活塞42转动。值得一提的是，所述活塞轴47的转动并不是转动完整的一圈，而是左右交替转动一定的角度。

弧形的吸热面411有利于增加所述吸热面411与所述导热面11的接触面积，从而加快所述配气气缸41内气体的膨胀的速度。弧形的所述配气活塞42主要是为了配合弧形的吸热面411，从而更好地起到配气的作用。当所述吸热面411温度升高时，所述吸热面411与所述配气活塞42之间的气体介质受热迅速膨胀，气体膨胀进入到所述动力气缸43内，从而推动动力活塞向外移动，所述动力活塞带动所述飞轮45转动，所述配气活塞42随之发生位移，与此同时，膨胀的气体在远离吸热面411后，由于温度的降低，其体积收缩，在外界大气压的作用下所述动力活塞向内移动，所述配气活塞42随之发生位移，使得气体介质再次移动到靠近吸热面的一侧，进而循环上述过程。

所述吸热面411由柔性导热材料制备，从而使得所述吸热面411既具备一定的变形能力，又具备良好的导热性能。

所述斯特林发动机模块4包括两所述配气气缸41，每一所述配气气缸41内设有一所述配气活塞42，各所述配气气缸41通过所述活塞轴47与所述动力气缸43连通，两所述配气气缸41左右对称地设置在所述杯体1两侧，从而两所述配气气缸41的吸热面411均可与所述杯体1的导热面11贴合。

设置两所述配气气缸41的目的是进一步增加吸热面积，为动力活塞的移动提供足够的动力。

两所述配气气缸41以所述活塞轴47为轴，可转动地设于所述杯体1侧面，以使得所述配气气缸41的吸热面与所述杯体1的导热面之间的距离可调节。

所述斯特林发动机模块4还包括气缸齿轮413，所述气缸齿轮413固设于所述配气气缸41，当所述气缸齿轮413转动时，带动所述配气气缸41转动。

所述夹紧模块包括夹紧压板51以及夹紧连杆52，所述夹紧压板51可上下移动地设于所述底座模块3上，所述夹紧连杆52与所述夹紧压板51斜面配合，所述夹紧连杆52与所述气缸齿轮413啮合，从而当所述杯体1放置在所述夹紧压板51上使所述夹紧压板51向下移动时，所述夹紧压板51通过所述夹紧连杆52带动所述气缸齿轮413转动，所述气缸齿轮413转动带动两所述配气气缸41向内转动，以使得两所述配气气缸41的吸热面411夹紧所述杯体1的导热面11。

结合图6，夹紧压板51的斜面与夹紧连杆52的斜面契合，当夹紧压板51向下移动时通过斜面推动所述夹紧连杆52向外侧移动(如图6箭头所示)，此时所述夹紧连杆52带动所述气缸齿轮413发生转动，所述气缸齿轮413带动所述配气气缸41向靠近所述杯体1侧壁的方向转动，从而使得所述配气气缸41的吸热面411与所述杯体1的导热面11紧紧贴合。所述夹紧装置的作用就是：当使用者将杯体1放置在夹紧压板51上时，通过机械联动的作用使得两配气气缸41的吸热面411自动与杯体1贴合，并且通过杯体1自身的重量，使配气气缸411始终保持在夹紧的位置。

所述底座模块3还包括转盘34以及一磁铁，所述磁铁具有N极361以及S极362，所述N极361与所述S极362相对。所述磁铁设于所述底座支架33，从而在所述磁铁的N极361和S极362之间形成所述磁场，所述转盘34可转动地设于所述磁铁形成的所述磁场内，所述线圈设于所述转盘34上，从而当所述转盘34转动时，所述线圈切割所述磁场的磁感线，从而产生电流，所述转盘34与所述飞轮45配合，从而当所述飞轮45转动时，带动所述转盘34转动。

具体的，所述转盘34的外边缘具有啮合齿，所述底座模块3还包括一转盘齿轮35，所述转盘齿轮35与所述转盘34啮合，所述飞轮45与所述转盘齿轮35连接，从而当所述飞轮45转动时，带动所述转盘齿轮35转动，进而带动所述转盘34转动。

所述底座支架33包括两电连接部331、332，所述第一电连接部331与所述充电电源的正极电连接，所述第二电连接部332与所述充电电源的负极电连接。所述电连接件22包括第一电连接件221与第二电连接件222，所述第一电连接件221和所述第二电连接件222分别与所述电热装置的正负极电连接。所述第一电连接件221适于与所述第一电连接部331可分离地连接，所述第二电连接件222适于与所述第二电连接部332可分离地连接。

所述第一电连接部331固定于所述底座支架33的中心，所述第一电连接件221固定于所述杯体1底面的中心，所述夹紧压板51中心形成一通孔510，所述第一电连接部331穿过所述通孔510向外延伸出，从而当所述杯体1放置在所述夹紧压板51上时，所述第一电连接件221与所述第一电连接部331连接。

如图11、12所示，所述杯体1包括一开关转环12，所述开关转环12可转动地设于所述杯体1的底部，所示第二电连接件222可转动地设于所述开关转环12上，所述杯体1的底面沿径向形成与所述第二电连接件222配合的限位轨道13，当所述开关转环12相对于所述杯体1转动时，其带动所述第二电连接件222沿所述限位轨道13向杯体1的内侧或外侧移动。

为使所述杯体1转动时所述开关转环12不转动，进行以下设计：所述第一电连接部331为椭圆形凸起，所述杯体1在与所述第一电连接部331相对的位置形成一圆形凹槽，所述第一电连接件221设于所述圆形凹槽内，所述杯体1放置在所述夹紧压板51上时，所述第一电连接部331可插入所述圆形凹槽，所述杯体1能够以所述第一电连接部331为轴进行转动；所述开关转环12的中心具有一限位孔120，所述限位孔120为与所述第一电连接部331匹配的椭圆形，当所述杯体1放置在所述夹紧压板51上时，所述第一电连接部331先穿过所述限位块120，然后进入所述圆形凹槽，这样当所述杯体1转动时，所述开关转环12在所述第一电连接部331的限位下，不发生转动，从而使得所述第二电连接222沿所述限位轨道13发生移动。

所述第二电连接部332设于所述底座支架33的圆周壁上，当所述杯体1放置在所述底座支架33上时，所述第二电连接部332围绕于所述杯体1的底部，此时转动所述杯体1，使所述第二电连接222沿所述限位轨道13向外移动，即可使所述第二电连接件222与所述第二电连接部332电连接。如果需要断开所述第二电连接件222与所述第二电连接部332的连接，反方向转动所述杯体1，使所述第二电连接件222沿所述限位轨道13向内移动即可。

所述杯体1在所述导热面11外套设有保温层14，所述保温层14可转动地套设于所述杯体1，所述保温层14具有两开口140，两所述开口140的大小以及位置与两所述配气气缸41的吸热面411匹配，从而所述配气气缸41的吸热面411通过所述开口140与所述导热面11贴合。所述保温层14的作用是尽可能少地减少所述杯体1内热量的浪费。将所述保温层14设置为可转动，主要是为避免所述杯体1在转动时，保温层14与配气气缸41产生干涉。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。