一种定量饮水提醒智能水杯的制作方法

本实用新型涉及生活家居领域，特别是一种定量饮水提醒智能水杯。

背景技术：

水杯是我们日常用来盛装的液体的容器，通常都采用高度大于宽度的圆柱体造型，以便于手拿取并保留液体的温度，也有方形等形状的水杯。有的水杯还会带有握柄、把手，或带有额外的防烫、保温等功能结构。水杯一般体积较小，人们可以很方便的单手拿起，杯底较宽大，可以稳定放在桌子上。水杯体采用玻璃、陶瓷、塑料、金属等坚固、不溶于水的材料制作，并可以安全容纳多种可食用液体。

随着近年来自动化技术的发展以及人工智能的兴起，以及人们对于健康越来越重视，每天的进水量得到了广泛的重视，进而对水杯的多样化功能提出了很高的要求。但是由于工作学习等原因，人们常常花费大量的时间在工作和学习上，而忽视了每天饮水的摄入量，饮水也只有想起来才喝一些，每天饮水不足，将会影响正常的学习生活。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种定量饮水提醒智能水杯，能够实现每小时饮水量的监测、水温监测、语音提醒以及饮水动作识别的功能。

本实用新型采用以下方案实现：一种定量饮水提醒智能水杯，包括语音播放单元、盖子、连接轴、主控电路板、保温外壳、内胆、温度传感器、称重梁、电池、主控芯片、按键单元、OLED屏幕、角度传感器；所述称重梁采用电阻应变式称重传感器；所述语音播放单元、所述角度传感器、所述按键单元、所述称重传感器、所述电池、所述OLED屏幕以及所述温度传感器均与所述主控电路板电性相连；所述角度传感器和所述主控芯片均集成在所述主控电路板上；所述盖子内部设置有所述主控电路板和所述语音播放单元；所述按键单元以及所述OLED屏幕嵌入在所述盖子外部上表面；所述内胆设置在所述保温外壳内；所述温度传感器设置在所述保温外壳与所述内胆之间，内胆外表面左下侧；所述盖子设置在所述保温外壳上部；所述连接轴设置在所述盖子内表面左下侧与所述保温外壳内表面左上侧之间，用以连接所述盖子与所述保温外壳；所述称重梁设置在所述保温外壳内部下方，所述保温内胆的外部下方；所述电池设置在所述称重梁的下部。

进一步地，所述主控电路板上还集成有用以控制所述温度传感器的温度检测电路、下载接口电路、电源电路、用以控制所述称重梁传感器的重量检测电路、用以控制所述角度传感器的角度检测电路、用以连接所述语音播放单元与所述主控电路板的语音播放单元

接口电路、用以控制所述语音播放单元的语音播放电路、用以连接所述OLED屏幕与所述主控电路板的OLED接口电路以及用以控制所述按键单元的按键电路；所述温度检测电路、所述下载接口电路、所述电源电路、所述重量检测电路、所述角度检测电路、所述语音播放单元接口电路、所述语音播放电路、所述OLED接口电路以及所述按键电路均与所述主控芯片电性相连。

进一步地，所述主控芯片采用的是单片机，型号为STC12LE5A60S2。

进一步地，所述语音播放单元采用型号为WT588D的语音芯片。

进一步地，所述角度传感器采用型号为MMA7361的三轴角度传感器。

进一步地，所述按键单元包括三个按键。

进一步地，所述保温外壳采用PPS材料；所述保温外壳的外表面采用的材料为太阳能电池板薄膜。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型水杯外表面采用太阳能电池板薄膜，光线强时，可以进行充电，节约成本；采用电阻应变式称重传感器对水杯内的水量进行检测，取代了采用液位的方式检测水位，提高了实用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体系统结构图。

其中，1为语音播放单元、2为盖子、3为连接轴、 4为主控电路板、5为保温外壳、 6为内胆、7为温度传感器、 8为称重梁、 9为电池、10为主控芯片、11为按键单元、 12为OLED屏幕、 13为角度传感器。

图2为本实用新型实施例的硬件三视图。

图3为本实用新型实施例的结构框图。

图4为本实用新型实施例的温度检测电路。

图5为本实用新型实施例的下载接口电路。

图6为本实用新型实施例的电源电路。

图7为本实用新型实施例的重量检测电路。

图8为本实用新型实施例的角度检测电路。

图9为本实用新型实施例的语音播放单元接口电路。

图10为本实用新型实施例的OLED接口电路。

图11为本实用新型实施例的语音播放电路。

图12为本实用新型实施例的主控芯片电路图。

图13为本实用新型实施例的按键电路。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1、2、3所示，本实施例提供了一种定量饮水提醒智能水杯，包括语音播放单元1、盖子2、连接轴3 、主控电路板4、保温外壳5、内胆6 、温度传感器7、称重梁8 、电池9、主控芯片10 、按键单元11、OLED屏幕12 、角度传感器13；所述称重梁8采用电阻应变式称重传感器；所述语音播放单元1、所述角度传感器13、所述按键单元11、所述称重传感器、所述电池9、所述OLED屏幕12以及所述温度传感器7均与所述主控电路板4电性相连；所述角度传感器13和所述主控芯片10均集成在所述主控电路板4上；所述盖子2内部设置有所述主控电路板4和所述语音播放单元1；所述按键单元11以及所述OLED屏幕12嵌入在所述盖子2外部上表面；所述内胆6设置在所述保温外壳5内；所述温度传感器7设置在所述保温外壳5与所述内胆6之间，内胆6外表面左下侧；所述盖子2设置在所述保温外壳5上部；所述连接轴3设置在所述盖子2内表面左下侧与所述保温外壳5内表面左上侧之间，用以连接所述盖子2与所述保温外壳5；所述称重梁8设置在所述保温外壳5内部下方，所述保温内胆6的外部下方；所述电池9设置在所述称重梁8的下部。

在本实施例中，如图5、11所示，所述主控电路板4上还集成有用以控制所述温度传感器7的温度检测电路、下载接口电路、电源电路、用以控制所述称重梁8传感器的重量检测电路、用以控制所述角度传感器13的角度检测电路、用以连接所述语音播放单元1与所述主控电路板4的语音播放单元1接口电路、用以控制所述语音播放单元1的语音播放电路、用以连接所述OLED屏幕12与所述主控电路板4的OLED接口电路以及用以控制所述按键单元11的按键电路；所述温度检测电路、所述下载接口电路、所述电源电路、所述重量检测电路、所述角度检测电路、所述语音播放单元1接口电路、所述语音播放电路、所述OLED接口电路以及所述按键电路均与所述主控芯片10电性相连。

在本实施例中，所述主控芯片10采用的是单片机，型号为STC12LE5A60S2。

如图12所示，在本实施例中，所述语音播放单元1采用型号为WT588D的语音芯片。

在本实施例中，所述角度传感器13采用型号为MMA7361的三轴角度传感器13。

如图13所示，在本实施例中，所述按键单元11包括三个按键。

在本实施例中，所述保温外壳5采用PPS材料；所述保温外壳5的外表面采用的材料为太阳能电池9板薄膜。

特别的，在本实施例中，如图9、11所示，语音播放单元1采用的语音芯片具体型号为WT588D是语音核心部分，通过上位机将语音信息下载到WT588D语音模块中，对语音信息进行保存。可控制的语音地址位能达到220个，每个地址位里能加载可组合语音为128段语音，语音功能强大。单片机利用一线串口的传输方式，控制语音模块播放不同的声音信息，它内部自带输出放大功能，可以直接外接喇叭，通过DAC的方式播放语音信息。语音播放单元1在使用过程中，起到语音提示的作用，温度过高提示，饮水不足提示等。

特别的，在本实施例中，盖子2采用铝合金材料制成，盖子2内部是空心的，存放主控电路板4和语音播放单元1，盖子2上面嵌入按键和OLED屏幕12。盖子2下部是软塑料制成，可以与保温外壳5紧密相连，起到保温的效果。

特别的，在本实施例中，连接轴3，起到连接盖子2和保温外壳5的目的，另外保温外壳5部分内部的传感器电路，也是通过连接轴3的内部连接起来。具体为，本实施例底部的电路单元通过有线的方式，和盖子2里面的电路连接以来，线路会通过连接轴内部走线。

特别的，在本实施例中，主控电路板4，它完成的功能有，水壶温度传感器7参数的检测、水壶剩余水量的检测，定时饮水量的检测，声音播放控制，OLED显示驱动等。

特别的，在本实施例中，保温外壳5和内胆6之间是真空的间隙，起到防止内胆6的水温散失，保温的目的，内胆6用于装水。保温外壳5采用PPS材料制成，具有硬度高，热稳定性好，机械强度高、电绝缘性能优等特点，表面为太阳能电池板薄膜。内胆6，由钢化玻璃组成的一个结构，钢化玻璃属于安全玻璃；自身强度大，抗折性好，可承受150度以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果，不易对人体造成伤害。

特别的，在本实施例中，如图4所示，温度传感器7具体型号为DS18B20，检测温度范围0-120摄氏度，主控芯片10通过引脚检测内胆6表面的温度，即可得到水温的温度。

特别的，在本实施例中，如图7所示，称重梁8是电阻应变式称重传感器。它的原理是用导线将各个应变片连接成电桥，在桥路的输入端上加电压，此时输出端的输出量是一个与物体的重量成定比的电压量，但是由于应变片敏感栅金属丝电阻受温度影响而且还受试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响，在使用时会产生一系列误差，因此在使用传感器之前为了减小测量误差对应变片进行一些处理，对应变片进行线路补偿和应变片自补偿。如此一来，传感器性能的指标就能得到很大的提高，可以让输出的参数达到设计要求，便于使用和更换。为了提高电桥灵敏度或进行温度补偿,本实施例采用四臂差动电桥，使用的A/D转换器芯片是HX711芯片，它是一款专门为高精度的电子秤而设计的芯片，相比较于其它类的芯片来说，这款芯片内部集成了片内时钟振荡器，稳压电源等电路，可以直接给外部传感器和A/D 转换器提供电源的，无须再额外附加任何电压来源。

特别的，在本实施例中，如图6所示，电池9采用锂电池，电压为3V，可以直接给系统进行供电。水杯外表面采用太阳能电池板薄膜，光线强时，锂电池9板电压大于锂电池电压，就可以对锂电池进行充电。

特别的，在本实施例中，主控芯片10系统采用STC12LE5A60S2作为控制芯片，该款单片机的供电电压为2.0-3.5V之间都可以正常运行，工作电压宽，调试数据方便。从执行指令的速度来看，该单片机执行指令的速度是传统8位单片机的3-30倍，是一种8位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。内部将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，多应用于需要电池9供电的便携式仪器仪表中；满足本实施例控制要求。

特别的，在本实施例中，按键单元11一共有3个自恢复按键，它的功能分别是：功能切换、数值调整+以及数值调整-，可以通过按键来设定定时饮水量，水温提示下限值等内容。

特别的，在本实施例中，如图10所示，OLED屏幕12采用0.96寸的OLED液晶显示屏。它不仅拥有超快的响应速度和轻薄的优势而且抗干扰性能好，内部为固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；满足现场多方面的需求，它实现功能是显示当前水温、定时定量数值显示以及系统运行状态提示等。

特别的，在本实施例中，如图8所示，角度传感器13为型号是MMA7361的三轴角度传感器13，它可以检测三个方向的角度变化，输出三路不同的电压变化值，主控芯片10通过数据的处理，可以判断使用者是否及时饮水。

较佳的，在本实施例中，智能水杯主要完成了每小时饮水量的监测、水温监测、语音提醒以及饮水动作识别。智能水杯的底部有一个承重梁，可以实现水杯内水的重量进行检测，通过每次饮水的重量差值，来实现饮水的累计控制。本实施例内部有一个温度传感器7，可以实现对水杯内的温度进行检测，根据不同的温度，语音提醒人们饮水时注意事项。饮水动作识别，主要通过角度传感器13来实现，主要是对人体饮水姿势的检测，当检测到人们开始喝水时，自动播放温度信息，提醒水温是否事宜喝水。在一小时内的饮水量小于500ml时，系统将自动播放语音信息，提示及时补充水分。电气电路部分由主控电路板4、电源、语音播放单元1、称重传感器、角度传感器13，温度传感器7等构成。主控电路板4的作用是控制整个电路系统的重量检测、温度检测、姿势识别以及控制语音提示信息的输出。

较佳的，在本实施例中，供电系统由1块3.0V锂电池9电池9供电，智能水杯外表面采用太阳能电池9板薄膜，光线强时，可以进行充电。

较佳的，在本实施例中，检测部分有温度检测和角度检测，通过水杯角度变化，来识别饮水姿势。

较佳的，在本实施例中，输出部分采用固定语音的方式，对饮水情况进行计时播报信息。

作为优选，在本实施例中，采用电阻应变片的方式，对液体重量进行检测，简化了重量检测的电路设计。

较佳的，在本实施例中，利用语音技术，将个人的饮水信息，及时告知用户，实用性更好。采用应变片的方式对水杯内的水量进行检测，取代了采用液位的方式检测水位。智能水杯外表面采用锂电池9板薄膜，光线强时，可以进行充电，可以实现独立运行。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。