一種自動量測飲水量的智能水杯及其量測方法與流程

【技術領域】

本發明屬于智能水杯領域，具體涉及一種自動量測飲水量的智能水杯及其量測方法。

背景技術：

隨著人們的生活質量提高，對各種日用品智能化需求越來越高，水杯的智能化已經有諸多的方向，行業慢慢進入了智能飲水量的計算，現在的智能水杯都是通過安裝稱重傳感器或給水杯觸摸傳感器來計算飲水量，所以給生產智能水杯的公司帶來了很多困擾，杯子結構方面會非常復雜，由于水杯的體積有限，組裝效率慢，組裝工廠組裝的時候需要很多工程，組裝好又需要校準，工序繁雜。

技術實現要素：

本發明目的是克服現有技術中的不足，提供一種自動量測飲水量的智能水杯，僅使用一顆三軸加速度傳感器，即可準確量測使用者的飲水量，結構簡單，數據準確。

本發明的另一目的是提供一種自動量測飲水量的方法。

本發明的具體技術方案如下：

一種自動量測飲水量的智能水杯，包括杯體，所述杯體下部設有智能運算系統，所述智能運算系統包括用于不斷量測所述杯體傾斜角度并輸出信息的三軸加速度傳感器和用于接收輸出信息的中樞機構，所述中樞機構旁設有用于接收中樞機構輸出信號的輸出機構。

優選的，所述三軸加速度傳感器的量測精度為±0.01um。

優選的，所述中樞機構包括用于計算信息數據的計算模組和用于將所述計算模組的指令轉化為模擬信號傳送給輸出機構的輸送模組。

優選的，所述輸出機構包括震動模塊、顯示模塊和統計模塊。

優選的，所述杯體包括內膽，所述內膽的外側套設有用于加熱所述內膽內部液體的加熱機構，所述杯體下部還設有能夠充電并控制輸出電源的儲能裝置，所述加熱機構包括導熱體和涂覆于所述導熱體表面的發熱源。

優選的，所述發熱源與儲能裝置通過導線連通，當所述儲能裝置有電源輸出時，所述發熱源產生電阻而發熱，所述導熱體為聚酰亞銨材質制成，所述發熱源的平均厚度為0.1mm，所述發熱源通過粉末冶金的方式復合于所述導熱體上。

一種自動量測飲水量的方法，包含以下步驟：

1)、設定時間周期，水杯長時間靜置，運算系統的數據歸零；

2)、杯體被傾斜，三軸加速度傳感器開始統計杯體與水平傾斜夾角角度a的數據，同時開始計時；

3)、經一次或多次飲用時，三軸加速度傳感器連續統計a角度數據；

4)、杯體再次被傾斜，三軸加速度傳感器繼續統計a角度數據；

5)、設定的時間周期結束，結束一組數據統計；

6)、經過多次數據統計，由中樞系統運算并向輸出機構發出指令并控制輸出。

優選的，所述運算系統保存有多組過往水杯使用者的飲水習慣數據，在被再次使用時能夠快速匹配。

與現有技術相比，本發明有如下優點：

1、本發明的一種能自動加熱的智能水杯，采用一顆三軸加速度傳感器，通過連續量測杯體傾斜角度的變化，計算得到使用者的飲水量，通過三軸加速度傳感器，判斷用戶拿起水杯喝水時候開始的角度值，到喝完水時候角度值，以及整個有效過程用到的時間，通過這三者來計算喝水量進而通過輸出機構控制輸出，設計結構簡單，易于裝配，極大減輕生產線作業難度，降低成本的同時，達到自動智能量測飲水量的目的；

2、本發明的一種自動量測飲水量的方法，通過特定算法計算，充分利用單一傳感器的優點，數據準確，可重復性好。

【附圖說明】

圖1：本發明立體圖；

圖2：本發明運算系統與輸出機構示意圖；

圖3：本發明分解立體圖；

圖4：本發明分解立體圖；

圖5：本發明剖面示意圖；

圖6：本發明傾斜角度量測示意圖。

【具體實施方式】

如附圖1-2所示的一種自動量測飲水量的智能水杯，包括杯體1，所述杯體1下部設有智能運算系統2，所述智能運算系統2包括用于不斷量測所述杯體1傾斜角度并輸出信息的三軸加速度傳感器21和用于接收輸出信息的中樞機構22，所述中樞機構22旁設有用于接收中樞機構22輸出信號的輸出機構3。本發明的智能水杯采用一顆三軸加速度傳感器，通過連續量測杯體傾斜角度的變化，計算得到使用者的飲水量，通過三軸加速度傳感器，判斷用戶拿起水杯喝水時候開始的角度值，到喝完水時候角度值，以及整個有效過程用到的時間，通過這三者來計算喝水量進而通過輸出機構控制輸出，設計結構簡單，易于裝配，極大減輕生產線作業難度，降低成本的同時，達到自動智能量測飲水量的目的。

所述三軸加速度傳感器21的量測精度為±0.01um。本發明所使用的一顆三軸加速度傳感器，為高精度傳感器，量測精度達到±0.01um，可快速準確的獲得杯體傾斜的數據信號。

所述中樞機構22包括用于計算信息數據的計算模組221和用于將所述計算模組221的指令轉化為模擬信號傳送給輸出機構3的輸送模組222。中樞機構的計算模組接收三軸加速度傳感器的信號后，對其進行分析，剔除水杯異常傾斜、倒水等異常數據，并且能夠識別飲水中間又向水杯加水等過程，準確統計使用者飲水習慣，獲知飲水量數據，再通過輸送模組將模擬信號傳送給輸出機構，進而將健康的飲水信息傳遞給客戶。

所述輸出機構3包括震動模塊、顯示模塊和統計模塊。輸送模組將模擬信號傳送給輸出機構，通過輸出機構顯示模塊的顯示屏告知使用者，或通過振震動模塊的震動器及提示燈提醒使用者，同時將數據記錄在統計模塊中，為使用者提供正確的健康飲水信息，使其保持良好的飲水習慣，同事輸出機構還可通過無線信號傳輸，將該信息發送到手機登移動終端上，為使用者提供更好的或長期的數據支持。

如圖3-5所示，所述杯體1包括內膽11，所述內膽11的外側套設有用于加熱所述內膽11內部液體的加熱機構12，所述杯體1下部還設有能夠充電并控制輸出電源的儲能裝置13，所述加熱機構12包括導熱體121和涂覆于所述導熱體121表面的發熱源122。設計水杯，下部的溫控系統能夠實現無繩進行溫控，可以方便使用者在任何位置，任何時候啟動加熱功能使用，啟動后加熱功能后，儲能裝置控制下向加熱機構供電，加熱機構的發熱源發熱而后傳導給內膽，在內膽內的液體溫度達到設定的溫度(默認室溫到100攝氏度左右)范圍時，儲能裝置停止供電，同時溫控系統設置液位感應傳感器，內膽內無液體或過少，均無法啟動儲能裝置進行通電加熱，同時加熱機構設有超溫保護設置，設計避免加熱機構出現空燒現象，控制簡便安全，方便攜帶，有效利用能源。

所述發熱源122與儲能裝置13通過導線連通，當所述儲能裝置13有電源輸出時，所述發熱源122產生電阻而發熱，所述導熱體121為聚酰亞銨材質制成，所述發熱源122的平均厚度為0.1mm，所述發熱源122通過粉末冶金的方式復合于所述導熱體121上。溫控系統的儲能裝置，依控制向發熱源輸出電能，使發熱源發熱并通過導熱體傳送熱能到內膽，進而加熱內膽中的水，控制方式可采用即時觸摸按鍵開關或手機app等形式，儲能裝置可充電時使用，也可不在充電狀態時多次使用，導熱體采用聚酰亞銨材質制成，絕緣但導熱性能好，輔助發熱源對內膽進行加熱傳導，區別于以往具有自動加熱功能水杯的加熱絲，本設計采用軟質的導熱體附著于內膽外側，而發熱源涂覆于導熱體表面，即可實現水杯即時加熱功能，克服以往電熱絲硬連接的方式，即時水杯摔落或碰撞，也不會導致加熱機構的結構變形，使其更加符合移動使用的要求，發熱源采用粉末冶金的方式附著于導熱體表面，形成導電回路，通電后因電阻而發熱，發熱源的平均厚度為0.1mm，具有一定的韌性形變量，耐沖擊碰撞，更加適合各種環境使用。

如圖6所示的一種自動量測飲水量的方法，包含以下步驟：

1)、設定時間周期，水杯長時間靜置，運算系統2的數據歸零；

2)、杯體1被傾斜，使用者拿起水杯開始飲水，三軸加速度傳感器21開始統計杯體1與水平傾斜夾角角度a的變化數據，同時開始計時；

3)、使用者飲水完畢時，三軸加速度傳感器21連續統計a角度數據停止；

4)、杯體1再次被傾斜，三軸加速度傳感器21再次繼續統計a角度數據；

5)、設定的時間周期結束，結束一組數據統計；

6)、經過多次數據統計，由中樞系統22運算并向輸出機構3發出指令并控制輸出，且所述運算系統2保存有多組過往水杯使用者飲水習慣數據，在水杯被再次使用時，能夠快速匹配使用者，并發出提醒。

結合實施例1-4具體說明本發明自動量測飲水量的方法：

表1：實施例1中統計的角度與時間數據

表2：實施例2中統計的角度與時間數據

表3：實施例3中統計的角度與時間數據

表4：實施例4中統計的角度與時間數據

測試方法，模擬使用者喝水動作，每次控制水杯中水量流出大于30ml(約一口水的容量)，將每次流出水量用量杯統計，同時對比輸出機構輸出統計的飲水量數據(實際飲水量＝水杯飲水前的水容量-剩余的水容量)。

表5：實際量測量杯水量與計算水量對比

由上述實施例1-4及與實際量測對比可知，本發明的自動量測飲水量的方法，參考使用者的飲水習慣，通過精確算法計算，能夠準確量測統計使用者的飲水習慣，進而為使用者提供良好的健康飲水提示，為智能水杯的使用帶來更加舒適的感官體驗。