摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們的生活方式及生活觀念有了極大的改變。比如對(duì)水杯的功能要求也不斷地提高與完善。目前使用較多的為能夠保溫的真空杯，只需要放入熱水或者冷水，水杯即可對(duì)水溫有一定的保溫作用。但是，該水杯只起到保溫作用，而現(xiàn)實(shí)使用時(shí)，人們往往會(huì)希望能夠得到熱水或者冷水。如公開(kāi)號(hào)為CN205053625的中國(guó)專利，公開(kāi)了一種無(wú)線感應(yīng)制冷水杯，由塑料杯體、水杯內(nèi)膽、制冷片、鋁散熱器、散熱風(fēng)扇、感應(yīng)接收線圈、控制電路板、控制開(kāi)關(guān)和LED水溫顯示器等所組成，這種水杯具有無(wú)線感應(yīng)供電和有線供電兩種模式可以選擇，辦公時(shí)可以利用放置在桌上的無(wú)線感應(yīng)發(fā)射服務(wù)平臺(tái)通過(guò)無(wú)線感應(yīng)供電的方式提供工作電力，對(duì)杯內(nèi)飲料進(jìn)行加熱或制做冷飲；駕車外出時(shí)可以把車內(nèi)12V直流電源引出提供給制冷水杯，在車內(nèi)進(jìn)行液態(tài)飲料的制冷或加熱服務(wù)，具有使用方便，便于攜帶，一杯兩用的特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】制冷 半導(dǎo)體 水杯 智能

1 技術(shù)領(lǐng)域

本保溫杯設(shè)計(jì)涉及生活用品水杯領(lǐng)域。

2 設(shè)計(jì)介紹

本項(xiàng)目提供了一種可控溫水杯，包括杯體、水杯蓋、內(nèi)膽、制冷片和開(kāi)關(guān)，所述內(nèi)膽側(cè)壁設(shè)有溫度傳感器，所述內(nèi)膽底部依次設(shè)有制冷片、散熱片和隔板，所述隔板和所述底座之間設(shè)有控制單元和電源，所述杯體上設(shè)有調(diào)溫開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)、所述溫度傳感器、所述調(diào)溫開(kāi)關(guān)均連接于控制單元，所述控制單元和所述制冷片連接于電源，所述制冷片和所述電源之間設(shè)有正負(fù)極轉(zhuǎn)換器，所述正負(fù)極轉(zhuǎn)換器連接所述控制單元。使用時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使用者通過(guò)調(diào)溫開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)水溫溫度值，當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到的水溫低于或高于設(shè)定水溫值時(shí)，控制單元通過(guò)控制正負(fù)極轉(zhuǎn)換器使得制冷片制熱或制冷，達(dá)到設(shè)定水溫值，停止工作，實(shí)現(xiàn)可控溫的目的。

3 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

本設(shè)計(jì)的目的是為了解決冷熱杯不能使用者自由設(shè)定所需溫度的問(wèn)題，提供一種制冷制熱、自由設(shè)定溫度值的可控溫水杯。為了解決以上問(wèn)題，本設(shè)計(jì)提供了一種可控溫水杯，包括杯體、水杯蓋、內(nèi)膽、制冷片和開(kāi)關(guān)，所述杯體和所述內(nèi)膽的側(cè)壁之間設(shè)有真空層，所述內(nèi)膽底部設(shè)有溫度傳感器，所述內(nèi)膽底部與所述底座之間設(shè)有空腔，所述內(nèi)膽底部依次設(shè)有制冷片、散熱片和隔板，所述杯體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)于所述散熱片設(shè)有散熱孔，所述隔板和所述底座之間設(shè)有控制單元和電源，所述杯體上設(shè)有調(diào)溫開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)、所述溫度傳感器、所述調(diào)溫開(kāi)關(guān)均連接于控制單元，所述控制單元和所述制冷片連接于電源，所述制冷片和所述電源之間設(shè)有正負(fù)極轉(zhuǎn)換器，所述正負(fù)極轉(zhuǎn)換器連接所述控制單元。在使用時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使用者通過(guò)調(diào)溫開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)水溫溫度值，當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到的水溫低于或者高于設(shè)定水溫值時(shí)，控制單元通過(guò)控制正負(fù)極轉(zhuǎn)換器使得制冷片制冷或者制熱，達(dá)到設(shè)定水溫值時(shí)，控制單元控制制冷片停止工作，實(shí)現(xiàn)可控溫的目的。

所述散熱片與所述隔板之間設(shè)有風(fēng)扇，所述杯體的側(cè)壁上對(duì)應(yīng)于所述風(fēng)扇設(shè)有通風(fēng)口，所述風(fēng)扇上下表面均設(shè)有支撐腳，所述風(fēng)扇連接所述控制單元。當(dāng)制冷片上表面處于制冷狀態(tài)時(shí)，則下表面會(huì)產(chǎn)生熱量，為了保證制冷片能夠及時(shí)散熱，延長(zhǎng)制冷片的使用壽命，在制冷片下方設(shè)置了散熱器和風(fēng)扇，并且在杯體側(cè)面設(shè)有為了空氣流通的通風(fēng)口，而風(fēng)扇的支撐腳能夠保證空氣的正常流通。所述調(diào)溫開(kāi)關(guān)為觸屏式開(kāi)關(guān)。使用者可以在觸摸屏上調(diào)節(jié)水溫溫度值，操作簡(jiǎn)單。所述水杯蓋包括內(nèi)膽蓋子和杯體蓋，所述內(nèi)膽蓋子通過(guò)螺紋適配于所述內(nèi)膽上端，所述杯體蓋適配于所述杯體上端。內(nèi)膽和杯體的蓋子分開(kāi)為兩個(gè)蓋，可以起到保溫的同時(shí)，還能保護(hù)杯體蓋溫度不會(huì)過(guò)高，防止?fàn)C傷。本設(shè)計(jì)采用的電源為18500鋰電池，18500鋰電池使用普遍，可充電循環(huán)使用。作為優(yōu)選，所述充電裝置為無(wú)線充電線圈。配無(wú)線充電座，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。

4 具體實(shí)施方案

如圖1中所述，本設(shè)計(jì)提供了一種可控溫水杯，包括杯體1、水杯蓋、內(nèi)膽2、制冷片3和開(kāi)關(guān)4，所述杯體1和所述內(nèi)膽2的側(cè)壁之間設(shè)有真空層，所述內(nèi)膽2底部設(shè)有溫度傳感器5，所述內(nèi)膽2底部與所述底座之間設(shè)有空腔，所述內(nèi)膽2底部依次設(shè)有制冷片3、散熱片6和隔板7，所述杯體1側(cè)壁上對(duì)應(yīng)于所述散熱片6設(shè)有散熱孔，所述隔板7和所述底座之間設(shè)有控制單元8和電源9，所述杯體1上設(shè)有調(diào)溫開(kāi)關(guān)10，所述開(kāi)關(guān)4、所述溫度傳感器5、所述調(diào)溫開(kāi)關(guān)10均連接于控制單元8，所述控制單元8和所述制冷片3連接于電源9，所述制冷片3和所述電源9之間設(shè)有正負(fù)極轉(zhuǎn)換器11，所述正負(fù)極轉(zhuǎn)換器11連接所述控制單元8。在使用時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)4，使用者通過(guò)調(diào)溫開(kāi)關(guān)10調(diào)節(jié)水溫溫度值，當(dāng)溫度傳感器5感應(yīng)到的水溫低于或者高于設(shè)定水溫值時(shí)，控制單元8通過(guò)控制正負(fù)極轉(zhuǎn)換器11使得制冷片3制冷或者制熱，達(dá)到設(shè)定水溫值時(shí)，控制單元8控制制冷片3停止工作，實(shí)現(xiàn)可控溫的目的。

所述散熱片6與所述隔板7之間設(shè)有風(fēng)扇12，所述杯體1的側(cè)壁上對(duì)應(yīng)于所述風(fēng)扇12設(shè)有通風(fēng)口13，所述風(fēng)扇12上下表面均設(shè)有支撐腳，所述風(fēng)扇12連接所述控制單元8。當(dāng)制冷片上表面處于制冷狀態(tài)時(shí)，則下表面會(huì)產(chǎn)生熱量，為了保證制冷片能夠及時(shí)散熱，延長(zhǎng)制冷片的使用壽命，在制冷片下方設(shè)置了散熱片6和風(fēng)扇12，并且在杯體1側(cè)面設(shè)有為了空氣流通的通風(fēng)口13，而風(fēng)扇12的支撐腳能夠保證空氣的正常流通。所述調(diào)溫開(kāi)關(guān)10為觸屏式開(kāi)關(guān)。使用者可以在觸摸屏上調(diào)節(jié)水溫溫度值，操作簡(jiǎn)單。所述水杯蓋包括內(nèi)膽蓋子14和杯體蓋15，所述內(nèi)膽蓋子14通過(guò)螺紋適配于所述內(nèi)膽2上端，所述杯體蓋15適配于所述杯體1上端。內(nèi)膽和杯體的蓋子分開(kāi)為兩個(gè)蓋，可以起到保溫的同時(shí)，還能保護(hù)杯體蓋15溫度不會(huì)過(guò)高，防止?fàn)C傷。

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于飲水問(wèn)題中的保溫、加熱和制冷問(wèn)題，為了滿足人們對(duì)于飲水的需求本保溫杯可同時(shí)實(shí)現(xiàn)保溫、加熱以及降溫功能。當(dāng)進(jìn)入降溫功能后，單片機(jī)控制散熱風(fēng)扇啟動(dòng)，用于氣體流動(dòng)，保溫杯內(nèi)的散熱片可將半導(dǎo)體制冷片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到水杯出氣口處，通過(guò)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)在進(jìn)氣口處形成自上而下的氣流帶走散熱片上的熱量，可實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果；。當(dāng)進(jìn)入保溫功能時(shí)，水杯緊靠水杯外壁有隔熱性能良好的隔熱板，從而實(shí)現(xiàn)很好的保溫效果。當(dāng)進(jìn)入加熱功能時(shí)，單片機(jī)控制半導(dǎo)體制冷片反向通電，進(jìn)入加熱狀態(tài)，半導(dǎo)體制冷片熱端開(kāi)始加熱杯內(nèi)液體到合適溫度。本設(shè)計(jì)讓溫度“速降”從此開(kāi)始變得如此簡(jiǎn)單。它以最直接、高效、環(huán)保的制冷方式，使溫/熱水更高數(shù)率的達(dá)到溫度驟降效果。

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作者簡(jiǎn)介

侯正邦（1997-），男，河南省商丘市人?，F(xiàn)就讀于中南大學(xué)物理與電子學(xué)院，主要研究方向?yàn)殡娮与娐放c系統(tǒng)。

作者單位

中南大學(xué)物理與電子學(xué)院 湖南省長(zhǎng)沙市410000