CN105125058A - 一种具有自发电功能的智能测温炊具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有自发电功能的智能测温炊具。包括炊具主体、炊具智能手柄、温差自发电模块和手柄连接件。炊具内置了温度传感器和加速度传感器。当用户开启智能炊具开始烹饪，智能炊具手柄开始记录温度数据和用户操作并上传至服务端。在烹饪过程中，由于炊具和周围环境持续存在温度差，故可以通过热发电方式为传感器和控制电路、无线数据传输模块提供电能。炊具内部安置有电池，可以在温差较大发电能力较强时储蓄多余的电量，用于弥补长时间低温差烹饪工况下的电能需求。通过温差发电模块自发电，使智能设备去除了充电接口，极大地方便了用户使用，并且降低了外接充电设备导致的安全隐患，通过对能量的回收再利用，实现了智能硬件设备的永久续航。

Description

一种具有自发电功能的智能测温炊具

技术领域

本发明涉及一种具有温度实时监控、工作时利用温差发电功能的智能炊具。实现了此类智能烹饪设备的无充电接口和长期续航。

背景技术

目前，家居智能化产品不断涌现。其中使用低功耗蓝牙模块、wifi模块作为无线连接核心组件的技术由于其传播范围大、功耗低、成本不断下降的特点而正得到越来越广泛的应用。

与此同时，随着微纳技术的日趋成熟，加速度传感器也正日渐成为智能设备不可或缺的组件之一，对加速度传感器信号的精确读取可以准确识别智能硬件的位移动作，作为对当前运动状态、工作状态所进行判别的有力依据。

在智能硬件正逐渐向社会大众生活的方方面面进行渗透的今天，智能设备的瓶颈往往凸显在续航能力低下，需要外接充电设备、留有充电接口。这往往会导致用户使用的诸多不便，尤其是在厨房智能设备中。若能通过自发电技术的引入去除充电接口而实现超长期续航，则会极大提升用户使用体验和智能设备的整体安全性。避免因为充电设备而引发的过热、融化、厨房火灾、线路短路等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了具有自发电功能的智能测温炊具。为了解决智能测温炊具的电力供应，避免使用外接充电接口，保证用户使用的便利性、舒适性和安全性，将温差自发电模块集成到智能测温炊具之内，通过烹饪过程中炊具和周围环境的温度差产生电能，供测温传感器、主控电路板、LED显示屏和指示灯等硬件设备工作，并使用低功耗无线模块，将整机功耗降低到自发电模块所要求的范围之内。并安置储能元件，将温度差较高时产生的多余电能储存在其中，满足低温差工况的能耗所需和长期休眠状态下的能量供给，以实现超长待机和无外接充电设备即可正常工作。

一种具有自发电功能的智能测温炊具，包括炊具主体、智能炊具手柄、手柄炊具连接件、移动客户端，和温差自发电模块，内置了温度传感器和加速度传感器；温差自发电模块置位于手柄炊具连接件内，炊具智能手柄与移动客户端通过无线连接进行数据交互；在烹饪加热过程中，由于炊具和周围环境持续存在温度差，温差自发电模块通过热发电方式提供电能。

所述的炊具主体包括锅体、不锈钢底片，不锈钢底片与锅体通过压接和焊接相连。

所述的智能炊具手柄包括手柄外壳、指示灯、显示屏、开关按键、蜂鸣器、电池、主控电路板，主控电路板和电池置于手柄外壳的内部，通过手柄外壳上留有的安装槽和安装孔安装固定，指示灯、显示屏、开关按键、充电接口安置于手柄外壳上，方便用户操作，并通过数据或电源连接线与主控电路板相连，另外主控电路板通过数据连接线与手柄锅体连接件中放置的信号接插件相连，传递温度信号，主控电路板上放置有低功耗无线模块、温度补偿模块、加速度传感器模块，其中低功耗无线模块用于和智能设备及客户端软件进行连接与通讯，温度补偿模块用于消除环境温度对测温结果准确性的影响，加速度传感器模块用于对用户炒菜过程中的颠锅、轻晃动作进行识别。

所述的手柄锅体连接件包括连接件主体和信号接插件，连接件主体与锅体通过焊接连接，曲面配合，连接件主体与智能炊具手柄部分的手柄外壳通过机械卡口和紧固螺栓连接，连接件主体上与锅体所配合的凹面留有开槽，温度传感器探头置于炊具与连接件焊接处下缘上方的开槽内，传感器导线埋入连接件主体内部，与信号接插件相连，热发电片紧贴炊具侧壁，一侧与锅体贴合另一侧与导热材料紧密贴合。

所述的移动客户端包括前端应用程序和后端服务数据库，前端应用程序包括烹饪主界面、食谱查询、食材管理和用户管理模块，后端服务数据库包括用户数据管理、食谱数据管理、社区数据管理模块；烹饪主界面包括对智能炊具手柄的开关控制、温度记录启动与停止、状态查询、数据记录和曲线绘制，在移动客户端，通过对比服务器端下载的菜肴烹制的标准温度曲线和实际炒制温度曲线，判别用户的工作状态并通过客户端发出声音，并通过无线数据传输，使智能手柄指示灯或显示屏的显示方式发生变化，提示并指导用户进行下一步操作。

另一种具有自发电功能的智能测温炊具，包括炊具、一体化炊具智能手柄、移动客户端，和温差自发电模块；所述的移动客户端包括前端应用程序和后端服务数据库，前端应用程序包括烹饪主界面、食谱查询、食材管理和用户管理模块；一体化炊具智能手柄之内设有所述温差自发电模块，炊具智能手柄与移动客户端通过无线连接进行数据交互；在烹饪加热过程中，由于炊具和周围环境持续存在温度差，温差自发电模块通过热发电方式提供电能。

所述的炊具主体包锅体、不锈钢底片，不锈钢底片与锅体通过压接和焊接相连，锅体上手柄安装位置留有安装孔。

所述的一体化智能炊具手柄包括手柄外壳、显示屏、蜂鸣器、电池、主控电路板、温度传感器探头、热发电片、导热材料；主控电路板和电池置于手柄外壳的内部，通过手柄外壳上留有的安装槽和安装孔安装固定，显示屏、蜂鸣器安置于手柄外壳上，方便用户操作，并通过数据或电源连接线与主控电路板相连；主控电路板上放置有低功耗无线模块、温度补偿模块、加速度传感器模块，其中低功耗无线模块用于和智能设备及客户端软件进行连接与通讯，温度补偿模块用于消除环境温度对测温结果准确性的影响，加速度传感器模块用于对用户炒菜过程中的颠锅、轻晃动作进行识别，温度传感器探头安置在手柄与锅体相接处的下缘内部，通过引出导线与主控电路板相连，热发电片热端与锅体侧壁贴合，冷端与导热材料紧密接触。手柄外壳与锅体通过安装孔和安装槽相连。

所述的一体化智能炊具手柄，可拆卸，与锅体分离后，独立安装在其它炊具上。

本发明的有益效果是，实现了无需外接充电设备的智能炊具，降低了外接充电设备导致的安全隐患，提高了智能设备的安全性和操作的便捷性。便于拆卸的一体化智能炊具手柄还实现了智能炊具手柄可以作为一个附加智能设备安置在现有炊具之上。

附图说明

图1.1为具有自发电功能的智能测温炊具的一种结构示意图；

图1.2为具有自发电功能的智能测温炊具的另一种结构示意图；

图2为图1.1的剖面示意图；

图3为图1.2的剖面示意图；

图4为智能炊具手柄的主控电路板的结构示意图；

图5为具有自发电功能的智能测温炊具的各模块结构示意图。

具体实施方式

一种具有自发电功能的智能测温炊具。智能炊具具有多种实现方式，比如方式一包括炊具主体、炊具智能手柄、手柄炊具连接件和移动客户端；方式二包括炊具主体、一体化炊具智能手柄和移动客户端。

所述的炊具形式一的炊具主体如普通炒锅，采用铝制侧壁和锅底上部和钢制锅底下部，两者通过压接和焊接相连。其他如平底锅、煎锅、奶锅等均为目前市面常见产品的常见基本结构，锅体一般为铝制或铁质。若锅体为铝制，则兼容电磁炉的炊具则在锅体底部压焊有钢制底片，用于电磁感应涡流发热。

所述的智能炊具形式一的智能炊具手柄包括数据及信号传输线、主控电路板、LED显示屏、开关和动作输入按钮、电池模块、指示灯和手柄机械结构部件。主控电路板置于手柄内部，通过数据及信号传输线获得温度数据并与LED显示屏、电池、充电装置、按钮和指示灯相连实现显示数据和人机交互、获取和充入电能、开关设备等功能。所述的主控电路板包括低功耗无线芯片、加速度传感器、温度补偿、数据采集和转换等主要模块。

所述的智能炊具形式一的炊具手柄连接件包括机械连接部件和传感器接头，温度传感器探头安置在连接件与炊具相接触的下缘附近，放置于一个开槽内，并通过高温绝缘胶保证与槽侧壁的紧密绝缘接触，传感器探头的附属导线沿开槽引出。手柄锅体连接件与锅体使用焊接连接。连接件与炊具智能手柄通过机械卡口配合固定螺栓相连。

所述的智能炊具形式二的炊具主体与形式一外观相同，并在与手柄相连接处安置有固定孔。

所述的智能炊具形式二的一体化智能炊具手柄集成了智能硬件部分和连接器件部分。主要包括数据及信号传输线、主控电路板、LED显示屏、开关和动作输入按钮、电池模块、指示灯、手柄机械结构部件、热发电装置、测温探头和紧固装置。一体化智能炊具手柄和炊具主体通过安装孔并配合安装槽相连，便于拆卸，热发电装置热端紧贴炊具侧壁，冷端与导热材料紧密接触，通过导线将电能引入主控电路板和储能电池。测温探头安置在手柄下缘与炊具主体接触处。开关、指示灯、LED显示屏安置在一体化智能炊具手柄的上表面。所述的主控电路板包括低功耗无线芯片、加速度传感器、温度补偿、数据采集等模块。在条件许可的情况下，一体化智能炊具手柄可以安置在不同品牌、种类的炊具上，在保证测温触电贴合炊具和供电充足的条件下可以实现智能测温，在保证热发电表面与炊具紧密接触的条件下，可以实现自发电运行。

所述的移动客户端软件系统包括前端应用程序和后端服务数据库。前端应用程序包括烹饪、食谱查询、食材管理和用户管理等模块。后端服务数据库则包括用户数据管理、食谱数据管理、社区数据管理等模块。

实施例

如图1.1、1.2、2、3所示，在电池（8、25）电量充足的情况下，有效按下开关按键（6、33）,主控电路板的结构示意图如图4所示，智能炊具手柄主控电路板（9、26）上电启动或者晃动炊具，由加速度传感器唤醒主控电路板（9、26）。一旦手柄主控电路板进入启动待机状态，显示屏（5、23）即实时显示当前炊具温度和电池(8、25）的剩余电量，直到主控电路版进入休眠模式。用户打开动端软件，连接智能炊具成功后，选定菜肴即可准备开始烹饪。

如图5所示，在移动端点击开始烹饪按钮，或者当智能手柄检测到温度超过室温20℃时，即认为进入炒制状态，智能炊具通过位于锅底或侧壁开槽内的温度传感器探头（13、29），配合主控电路板（9、26）上的温度补偿器件，将当前温度通过无线数据传回移动端应用程序。并在移动端显示、记录。当温差发电片（12、28）温差大于20℃，其发电效应可以被检测到，此时通过主控电路板的电源处理模块向电池（8、25）充电。当炊具工作正常时，指示灯（4、32）显示为常亮，当炊具工作异常，如温度过高（大于200℃）、连接信号出错、系统错误时，指示灯显示为快闪。当根据温度实际曲线和标准曲线的对比出现偏差，需要提醒用户进行下一步操作时，指示灯显示为慢闪，显示屏（5、23）根据当前自发电模块的工作状况显示当前是否处于温差发电并充电状态。

在烹炒过程中，用户若需要自行添加炒菜步骤的记录节点，可以短暂按下开关按键（6、33）即表示数据曲线上存在一个标志位，留作用户后续自制标准曲线上传时描述此时所进行的炒制步骤。

当一道菜肴炒制结束，长按开关按键（6、33）3秒以上，即将智能炊具手柄置于休眠状态，移动端自动结束记录。或者当温度检测值较室温偏差小于5℃并持续2分钟，并且在此期间主控电路板（9、26）上加速度传感器没有记录到炊具的明显晃动，则智能炊具手柄自动进入休眠状态，移动端自动结束记录。或者通过移动端的结束烹饪按钮，远程关闭智能炊具手柄。

按一道菜肴烹饪过程30分钟计算，温差50摄氏度，温差发电片所能提供的电能在满足本次使用之外，还可以另外储备不少于五次使用的电能，用于低温差发电量不足的工况，如小火慢炖，还可以用于长期闲置时提供休眠待机能耗。

Claims (9)

1.一种具有自发电功能的智能测温炊具，其特征是，包括炊具主体、智能炊具手柄、手柄炊具连接件、移动客户端，和温差自发电模块；所述智能测温炊具内置了温度传感器和加速度传感器，温差自发电模块置位于手柄炊具连接件内，炊具智能手柄与移动客户端通过无线连接进行数据交互；在烹饪加热过程中，由于炊具和周围环境持续存在温度差，温差自发电模块通过热发电方式提供电能。

2.根据权利要求1所述的智能测温炊具，其特征是，所述的炊具主体包括锅体(1)、不锈钢底片(14)，不锈钢底片（14）与锅体（1）通过压接和焊接相连。

3.根据权利要求1、2所述的智能测温炊具，其特征是，所述的智能炊具手柄包括手柄外壳（3）、指示灯（4）、显示屏（5）、开关按键（6）、蜂鸣器（7）、电池（8）、主控电路板（9），主控电路板（9）和电池（8）置于手柄外壳（3）的内部，通过手柄外壳（3）上留有的安装槽和安装孔安装固定，指示灯（4）、显示屏（5）、开关按键（6）、充电接口（7）安置于手柄外壳（3）上，方便用户操作，并通过数据或电源连接线与主控电路板（9）相连，另外主控电路板（9）通过数据连接线与手柄锅体连接件中放置的信号接插件（10）相连，传递温度信号，主控电路板（9）上放置有低功耗无线模块、温度补偿模块、加速度传感器模块，其中低功耗无线模块用于和智能设备及客户端软件进行连接与通讯，温度补偿模块用于消除环境温度对测温结果准确性的影响，加速度传感器模块用于对用户炒菜过程中的颠锅、轻晃动作进行识别。

4.根据权利要求2、3所述的智能测温炊具，其特征是，所述的手柄锅体连接件包括连接件主体（2）和信号接插件（10），连接件主体（2）与锅体（1）通过焊接连接，曲面配合，连接件主体（2）与智能炊具手柄部分的手柄外壳（3）通过机械卡口和紧固螺栓连接，连接件主体（2）上与锅体（1）所配合的凹面留有开槽，温度传感器探头（13）置于炊具与连接件焊接处下缘上方的开槽内，传感器导线埋入连接件主体（2）内部，与信号接插件（10）相连，热发电片（12）紧贴炊具侧壁，一侧与锅体（1）贴合另一侧与导热材料（11）紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的智能炊具，其特征是，所述的移动客户端包括前端应用程序和后端服务数据库，前端应用程序包括烹饪主界面、食谱查询、食材管理和用户管理模块，后端服务数据库包括用户数据管理、食谱数据管理、社区数据管理模块；烹饪主界面包括对智能炊具手柄的开关控制、温度记录启动与停止、状态查询、数据记录和曲线绘制，在移动客户端，通过对比服务器端下载的菜肴烹制的标准温度曲线和实际炒制温度曲线，判别用户的工作状态并通过客户端发出声音，并通过无线数据传输，使智能手柄指示灯（4）或显示屏（5）的显示方式发生变化，提示并指导用户进行下一步操作。

6.一种具有自发电功能的智能测温炊具，其特征是，包括炊具、一体化炊具智能手柄、移动客户端，和温差自发电模块；所述的移动客户端包括前端应用程序和后端服务数据库，前端应用程序包括烹饪主界面、食谱查询、食材管理和用户管理模块；一体化炊具智能手柄之内设有所述温差自发电模块，炊具智能手柄与移动客户端通过无线连接进行数据交互；在烹饪加热过程中，由于炊具和周围环境持续存在温度差，温差自发电模块通过热发电方式提供电能。

7.根据权利要求6所述的智能测温炊具，其特征是，所述的炊具主体包锅体(21)、不锈钢底片(30)，不锈钢底片（30）与锅体（21）通过压接和焊接相连，锅体（21）上手柄安装位置留有安装孔。

8.根据权利要求6所述的智能测温炊具，其特征是，所述的一体化智能炊具手柄包括手柄外壳（22）、显示屏（23）、蜂鸣器（24）、电池（25）、主控电路板（26）、温度传感器探头（29）、热发电片（28）、导热材料（27）；主控电路板（26）和电池（25）置于手柄外壳（22）的内部，通过手柄外壳（22）上留有的安装槽和安装孔安装固定，显示屏（23）、蜂鸣器（24）安置于手柄外壳（22）上，方便用户操作，并通过数据或电源连接线与主控电路板（26）相连；主控电路板（26）上放置有低功耗无线模块、温度补偿模块、加速度传感器模块，其中低功耗无线模块用于和智能设备及客户端软件进行连接与通讯，温度补偿模块用于消除环境温度对测温结果准确性的影响，加速度传感器模块用于对用户炒菜过程中的颠锅、轻晃动作进行识别，温度传感器探头（29）安置在手柄与锅体（21）相接处的下缘内部，通过引出导线与主控电路板（26）相连，热发电片（28）热端与锅体（21）侧壁贴合，冷端与导热材料（27）紧密接触，手柄外壳（22）与锅体（21）通过安装孔和安装槽相连。

9.根据权利要求8所述的具有自发电功能的智能测温炊具，其特征是，所述的一体化智能炊具手柄，可拆卸，与锅体（21）分离后，独立安装在其它炊具上。