閆曉雪，侯曉霞，趙加龍

(德州學院機電工程學院，山東 德州 253023)

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智能水杯底座的優(yōu)化設計

閆曉雪，侯曉霞，趙加龍

(德州學院機電工程學院，山東 德州 253023)

隨著人們生活水平的提高，智能水杯底座越來越多的受到人們的關(guān)注。智能水杯底座設計的理念閃亮了市場，它打破了現(xiàn)有水杯的桎梏和智能水杯一對一的局限，并可通過單片機實現(xiàn)對水溫的檢測、調(diào)節(jié)，語音提醒及一座多用等功能,因此得到了廣泛的應用，但是在外觀及功能方面尚有不足。基于此對智能水杯底座進行了優(yōu)化設計，使其外觀更加多樣化，功能更加完善，以便更好地面向大眾推廣。

水杯底座；外觀優(yōu)化；功能優(yōu)化

隨著對健康飲水的關(guān)注，人們對智能水杯底座的設計研究產(chǎn)生了極大的興趣。近來出現(xiàn)的智能水杯底座的設計理念被越來越多的人關(guān)注，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對杯內(nèi)水溫的檢測調(diào)節(jié)和語音提醒的功能而且還具有節(jié)能減排、一座多用的亮點[1-4]，正是大多數(shù)人所需要的，但是外觀及功能上尚有不足。因此，本文將智能水杯底座進行了進一步的優(yōu)化設計，在外觀及功能方面做了改進，使其外觀更加多樣化，功能更加完善，以便更好地面向大眾推廣。

1 智能水杯底座具有的功能

智能水杯底座具有水溫檢測、水溫調(diào)節(jié)、語音提醒、節(jié)能減排和一座多用五大功能。

◆ 水溫檢測：通過單片機控制溫度傳感器實現(xiàn)對水杯底部的溫度測量，并在顯示器和流水燈上顯示出來。

◆ 水溫調(diào)節(jié)：利用底座上表面的制冷片對水溫進行控制，當水溫過高或過低時都可啟動制冷片進行調(diào)節(jié)，能夠在較短的時間內(nèi)喝到預定溫度的水。

◆ 語音提醒：當水溫達到人們設定的溫度值時，蜂鳴器就會播放設定的語音，起到提醒喝水的作用。

◆ 節(jié)能減排：底座上的溫差發(fā)電片利用水溫與外界環(huán)境的溫差發(fā)電，將電儲存在蓄電池中，作為系統(tǒng)的輔助電能。符合節(jié)能減排，綠色能源的理念。

◆ 一座多用：智能水杯底座打破了現(xiàn)有水杯的桎梏，一座多用，使普通水杯瞬間變成智能水杯，通用性強。

2 智能水杯底座的優(yōu)化設計

2.1 外觀的優(yōu)化設計

單一的外觀設計很難吸引所有人的目光，因此在保證核心技術(shù)不變的情況下，使外觀多樣化，滿足不同人群的需求。

智能水杯底座外觀的優(yōu)化設計主要依據(jù)不同人群分別設計，分為家庭類和辦公類。家庭類包括兒童型、學生型、老人型及家庭通用型。兒童型可以適當加入一些卡通元素以吸引兒童的眼球。學生型可將其設計成兩部分，一部分承載底座的功能，另一部分可設計成筆筒，在不使用底座的時候可將其重疊到筆筒的下面，節(jié)省桌面空間。老人型主要強調(diào)使用方便及安全元素。家庭通用型主要放在家庭公共場合可供全家人使用，在外觀上設計要有美感，不用時可以當藝術(shù)品擺放。辦公使用類型分為公共場合使用和個人辦公使用。公共場合型要求外觀簡潔大方，體積較大可在底座上部設有多個小底座，可供多人同時使用。個人辦公型的智能水杯底座類型多種，主要強調(diào)方便使用和靈活辦公。

智能水杯底座總體的外觀設計上部都是一個圓柱形的空腔，空腔的大小可根據(jù)水杯的大小進行調(diào)節(jié)，空腔的底部安裝有制冷片、溫差發(fā)電片和一個溫度傳感器，平時不放置水杯時也可將測量水杯側(cè)面的溫度傳感器壓縮至空腔內(nèi)，上部還有總開關(guān)和音樂開關(guān)以及一個大體顯示溫度的顯示燈。底座側(cè)面鑲嵌有液晶顯示器、制冷片開關(guān)、溫度調(diào)節(jié)按鍵、音樂傳輸插口和充電插口。

2.2 功能的優(yōu)化設計

2.2.1 水溫檢測的優(yōu)化設計

傳統(tǒng)的水杯底座主要測量水杯底部的溫度，目前市場上大部分水杯底部采用較厚的材料或雙層材料，所以對水杯底部的溫度測量溫差較大，為了實現(xiàn)水溫檢測的準確性，設計了三個溫度傳感器同時對杯底和杯子側(cè)面進行溫度測量，多個溫度檢測可減少誤差，使測量更加精確。通過底座上的溫度傳感器對各種水杯外表面溫度的多次測量再與杯內(nèi)水的溫度對比，多少都會存在水溫誤差，又不能將其傳感器或溫度計放入杯內(nèi)測量，因此加入了水溫誤差調(diào)節(jié)模塊，先由用戶手動測出水杯表面的溫度和杯內(nèi)水溫的誤差，再通過底座與電腦的連接操作消除其中的誤差，使其顯示屏上顯示較精確的溫度，以此保證測量溫度的準確性。

2.2.2 溫度調(diào)節(jié)的優(yōu)化設計

將核心的制冷片鑲嵌在底座上部，并在其上面加一導熱薄片，通過導熱薄片良好的熱傳導性能和散熱性能使其迅速達到升溫或降溫的理想效果，以滿足一些急需飲水的人喝到適度溫度的水。這種導熱薄片是在彈性材料中加入導熱性填充材料而制成、實現(xiàn)了別具一格的“熱設計”。該優(yōu)化的導熱薄片還具有良好的凹凸面吻合性和應力松弛作用，以適應不同水杯的底面，更能加快對杯內(nèi)水溫調(diào)節(jié)到最佳的速度。

2.2.3 語音提醒的優(yōu)化設計

智能水杯底座里的語音控制模塊兼有MP3功能。語音提示可以依據(jù)個人的喜好設置語音或喜歡的音樂，適時地提醒人們喝水。用戶需提前設置好每天的需水量和喝水時間，以此滿足每天的身體用水。需水量和喝水時間的設定都是由用戶根據(jù)具體情況自己制定的，使底座功能更加人性化。語音提醒使得人們及時的了解水溫情況，悅耳舒適的提示音或音樂會使人心情舒暢，同時在工作之余或休閑之時，其可兼?zhèn)銶P3音響功能，一座多用也在此顯現(xiàn)出來。

3 結(jié)束語

近來出現(xiàn)的智能水杯底座的設計理念，受到越來越多人的關(guān)注?；谥悄芩鬃M行優(yōu)化設計，使其外觀更加多樣化，功能更加完善。不僅在外觀上適用不同的人群，而且在功能上對杯內(nèi)水溫的檢測和調(diào)節(jié)更加精確，語音提醒更加人性化，充分體現(xiàn)了節(jié)能減排，一座多用的特點。智能水杯底座的優(yōu)化設計促使其能夠更好的面向大眾推廣。

[1] 趙美玲.基于大學生需求的一項產(chǎn)品概念設計—智能人性化水杯[J].中國市場,2013(13):23-24.

[2] 聶光輝.智能水杯開發(fā)與研制設想[J].發(fā)明與創(chuàng)新,2008(9):45-46.

[3] 徐娜.創(chuàng)意杯具[J].知識就是力量,2011(6):55-56.

[4] 姚剛，毛江，熊學琴.溫度傳感器在智能水杯設計中的應用[J].山西煤炭管理干部學院學報,2013,26(3):134-135.

The Optimal Design of Intelligent Glass Base

Yan Xiaoxue,Hou Xiaoxia,Zhao Jialong

(DepartmentofElectricalandMechanicalEngineering,DezhouUniversity,DezhouShandong253023,China)

With the improvement of living standards,smart glass base more and more gets the attention by people.The concept of smart glass design shines the market,it breaks the shackles of the existing water cup design and intelligent glass one-on-one limitations,and can realize the functions with single chip microcomputer such as water temperature detecting,adjusting,voice reminding and a multi-purpose function,therefore,it has been widely used.For there is some inadequate in terms of appearance and function,the optimized design of intelligent glass base is made to make the appearance more diversification and functions more perfect so as to better for the mass promotion.

intelligent glass base; appearance of optimization; function of optimization

2016-05-10

閆曉雪(1993-)，女，山東聊城人，本科在讀，自動化專業(yè)。

1674-4578(2016)05-0003-01

TM925.5

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