闫晓雪，侯晓霞，赵加龙

(德州学院机电工程学院，山东 德州 253023)



智能水杯底座的优化设计

闫晓雪，侯晓霞，赵加龙

(德州学院机电工程学院，山东 德州 253023)

随着人们生活水平的提高，智能水杯底座越来越多的受到人们的关注。智能水杯底座设计的理念闪亮了市场，它打破了现有水杯的桎梏和智能水杯一对一的局限，并可通过单片机实现对水温的检测、调节，语音提醒及一座多用等功能,因此得到了广泛的应用，但是在外观及功能方面尚有不足。基于此对智能水杯底座进行了优化设计，使其外观更加多样化，功能更加完善，以便更好地面向大众推广。

水杯底座；外观优化；功能优化

随着对健康饮水的关注，人们对智能水杯底座的设计研究产生了极大的兴趣。近来出现的智能水杯底座的设计理念被越来越多的人关注，它不仅能够实现对杯内水温的检测调节和语音提醒的功能而且还具有节能减排、一座多用的亮点[1-4]，正是大多数人所需要的，但是外观及功能上尚有不足。因此，本文将智能水杯底座进行了进一步的优化设计，在外观及功能方面做了改进，使其外观更加多样化，功能更加完善，以便更好地面向大众推广。

1 智能水杯底座具有的功能

智能水杯底座具有水温检测、水温调节、语音提醒、节能减排和一座多用五大功能。

◆ 水温检测：通过单片机控制温度传感器实现对水杯底部的温度测量，并在显示器和流水灯上显示出来。

◆ 水温调节：利用底座上表面的制冷片对水温进行控制，当水温过高或过低时都可启动制冷片进行调节，能够在较短的时间内喝到预定温度的水。

◆ 语音提醒：当水温达到人们设定的温度值时，蜂鸣器就会播放设定的语音，起到提醒喝水的作用。

◆ 节能减排：底座上的温差发电片利用水温与外界环境的温差发电，将电储存在蓄电池中，作为系统的辅助电能。符合节能减排，绿色能源的理念。

◆ 一座多用：智能水杯底座打破了现有水杯的桎梏，一座多用，使普通水杯瞬间变成智能水杯，通用性强。

2 智能水杯底座的优化设计

2.1 外观的优化设计

单一的外观设计很难吸引所有人的目光，因此在保证核心技术不变的情况下，使外观多样化，满足不同人群的需求。

智能水杯底座外观的优化设计主要依据不同人群分别设计，分为家庭类和办公类。家庭类包括儿童型、学生型、老人型及家庭通用型。儿童型可以适当加入一些卡通元素以吸引儿童的眼球。学生型可将其设计成两部分，一部分承载底座的功能，另一部分可设计成笔筒，在不使用底座的时候可将其重叠到笔筒的下面，节省桌面空间。老人型主要强调使用方便及安全元素。家庭通用型主要放在家庭公共场合可供全家人使用，在外观上设计要有美感，不用时可以当艺术品摆放。办公使用类型分为公共场合使用和个人办公使用。公共场合型要求外观简洁大方，体积较大可在底座上部设有多个小底座，可供多人同时使用。个人办公型的智能水杯底座类型多种，主要强调方便使用和灵活办公。

智能水杯底座总体的外观设计上部都是一个圆柱形的空腔，空腔的大小可根据水杯的大小进行调节，空腔的底部安装有制冷片、温差发电片和一个温度传感器，平时不放置水杯时也可将测量水杯侧面的温度传感器压缩至空腔内，上部还有总开关和音乐开关以及一个大体显示温度的显示灯。底座侧面镶嵌有液晶显示器、制冷片开关、温度调节按键、音乐传输插口和充电插口。

2.2 功能的优化设计

2.2.1 水温检测的优化设计

传统的水杯底座主要测量水杯底部的温度，目前市场上大部分水杯底部采用较厚的材料或双层材料，所以对水杯底部的温度测量温差较大，为了实现水温检测的准确性，设计了三个温度传感器同时对杯底和杯子侧面进行温度测量，多个温度检测可减少误差，使测量更加精确。通过底座上的温度传感器对各种水杯外表面温度的多次测量再与杯内水的温度对比，多少都会存在水温误差，又不能将其传感器或温度计放入杯内测量，因此加入了水温误差调节模块，先由用户手动测出水杯表面的温度和杯内水温的误差，再通过底座与电脑的连接操作消除其中的误差，使其显示屏上显示较精确的温度，以此保证测量温度的准确性。

2.2.2 温度调节的优化设计

将核心的制冷片镶嵌在底座上部，并在其上面加一导热薄片，通过导热薄片良好的热传导性能和散热性能使其迅速达到升温或降温的理想效果，以满足一些急需饮水的人喝到适度温度的水。这种导热薄片是在弹性材料中加入导热性填充材料而制成、实现了别具一格的“热设计”。该优化的导热薄片还具有良好的凹凸面吻合性和应力松弛作用，以适应不同水杯的底面，更能加快对杯内水温调节到最佳的速度。

2.2.3 语音提醒的优化设计

智能水杯底座里的语音控制模块兼有MP3功能。语音提示可以依据个人的喜好设置语音或喜欢的音乐，适时地提醒人们喝水。用户需提前设置好每天的需水量和喝水时间，以此满足每天的身体用水。需水量和喝水时间的设定都是由用户根据具体情况自己制定的，使底座功能更加人性化。语音提醒使得人们及时的了解水温情况，悦耳舒适的提示音或音乐会使人心情舒畅，同时在工作之余或休闲之时，其可兼备MP3音响功能，一座多用也在此显现出来。

3 结束语

近来出现的智能水杯底座的设计理念，受到越来越多人的关注。基于智能水杯底座进行优化设计，使其外观更加多样化，功能更加完善。不仅在外观上适用不同的人群，而且在功能上对杯内水温的检测和调节更加精确，语音提醒更加人性化，充分体现了节能减排，一座多用的特点。智能水杯底座的优化设计促使其能够更好的面向大众推广。

[1] 赵美玲.基于大学生需求的一项产品概念设计—智能人性化水杯[J].中国市场,2013(13):23-24.

[2] 聂光辉.智能水杯开发与研制设想[J].发明与创新,2008(9):45-46.

[3] 徐娜.创意杯具[J].知识就是力量,2011(6):55-56.

[4] 姚刚，毛江，熊学琴.温度传感器在智能水杯设计中的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报,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

闫晓雪(1993-)，女，山东聊城人，本科在读，自动化专业。

1674-4578(2016)05-0003-01

TM925.5

A