CN105476375B - 防倾倒智能水杯 - Google Patents

Abstract

为了给在水杯尚未发生明显倾斜的情况下防止智能水杯倾倒，本发明提供了一种防倾倒智能水杯，包括：杯盖和杯体，二者之间通过转轴枢转地连接，所述杯盖通过致动部件控制的转轴实现打开或闭合杯体的杯口，杯体包括杯壁部件和杯底部件；该智能水杯还包括：姿态检测单元、应力检测单元和提醒单元。本发明通过应力检测单元，能够判断出水杯是否将要发生倾斜，并及时提醒使用者，使得倾倒洒水被防患于未然。

Description

防倾倒智能水杯

技术领域

本发明涉及生活饮水用具领域，更具体地，涉及一种防倾倒智能水杯。

背景技术

水杯是人们日常生活必不可少的生活用具，其形状多种多样，功能日益丰富。使用过程中，在使用者控制下发生倾斜并实现杯内的水送入口腔的功能。但是，在非故意状态下，不期望的倾倒动作或者外部振荡也会使水杯倾斜。

申请人经过检索，发现现有技术中已经存在一些涉及倾倒的智能水杯技术方案。例如，申请号为CN201510116931.2的中国发明专利申请公开了一种智能水杯倾倒动作实现数据传输的方法，包括：两个智能水杯通过倾角传感器检测与竖直方向的夹角，通过无线通信模块将夹角数据发送给服务器；服务器检测夹角数据，若一智能水杯的夹角始终为0°，相应的智能水杯为静止摆放姿态，且另一智能水杯的夹角变化为先上升，并超过90°后下降，相应的智能水杯为倾倒姿态，则服务器将两个智能水杯的通信地址分别发送给对方；通过通信地址建立倾倒姿态智能水杯至静止摆放姿态智能水杯的单向数据通信，将倾倒姿态智能水杯上的相应数据发送给静止摆放姿态智能水杯。

又例如，申请号为CN201510278203.1的中国发明专利申请公开了一种具有防倾倒、防丢失功能的智能水杯，包括通过螺纹连接的杯盖和水杯本体，所述水杯本体内设有PCB电路板，PCB电路板上安装有主控CPU模块，蓝牙通信模块、陀螺仪芯片和加速度传感器，所述水杯本体内底端安装有依次通过电源线连接的电池、无线充电器和无线充电天线，所述电池通过电流管理模块与PCB电路板相连，所述水杯本体的外壁上安装有温度传感器，所述水杯本体一侧安装有若干LED灯和按键。当水杯在手提包或者书包等随身携带的情况下，如果水杯倾倒到一定程度或者发生杯内水外漏时及时提醒用户。当使用者将随身携带的水杯遗忘时，也会通过手机告知用户。

因此，现有技术中尚无防止水杯倾倒的智能水杯。而上述技术方案则只能在水杯已经发生倾斜时才能产生提示信息，不是真正意义上的防患于未然。

发明内容

为了给在水杯尚未发生明显倾斜的情况下防止智能水杯倾倒，本发明提供了一种防倾倒智能水杯，包括：杯盖和杯体，二者之间通过转轴枢转地连接，所述杯盖通过致动部件控制的转轴实现打开或闭合杯体的杯口，杯体包括杯壁部件和杯底部件；该智能水杯还包括：

姿态检测单元，用于检测智能水杯自身的重力和姿态变化；

应力检测单元，用于检测智能水杯的杯底部件受到的应力；

提醒单元，用于发出提醒信息。

进一步地，所述姿态检测单元包括陀螺仪和三位加速度传感器。

进一步地，所述姿态检测单元设置在所述转轴内以及所述杯壁部件内。

进一步地，所述应力检测单元设置在杯壁部件的表面以及杯底部件的表面。

进一步地，所述智能水杯的杯底部件设置有多个支撑脚，且所述应力检测单元设置在所述支撑脚表面。

进一步地，所述智能水杯还包括声音传感器，用于检测水杯外部的声音信号。

进一步地，所述智能水杯还包括处理单元，用于处理姿态检测单元、应力检测单元以及声音传感器输出的信号并控制致动部件的动作。

进一步地，所述支撑脚由橡胶材料制成。

进一步地，所述智能水杯还包括电源单元，用于向所述智能水杯的各个组件提供电力。

本发明的有益效果是：能够根据使用者是否在握持水杯、水杯所处平面是否发生位移和振动、水杯是否处于掉落或滚动等状态，并结合外部声音自动判断水杯是否为故意被倾斜或非故意被倾斜。通过应力检测单元，本发明能够判断出水杯是否将要发生倾斜，并及时提醒使用者，使得倾倒洒水被防患于未然。此外，本发明的智能水杯还能够通过应力检测单元以高灵敏度检测到杯底和杯体应力的变化，相对于现有技术的检测精度更高，从而有利于防倾倒功能的可靠实现。

附图说明

图1示出了根据本发明的防倾倒智能水杯的功能结构框图。

图2示出了根据本发明的应力检测单元的电路图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的实施例，防倾倒智能水杯包括杯盖和杯体，二者之间通过转轴枢转地连接，所述杯盖通过致动部件控制的转轴实现打开或闭合杯体的杯口，杯体包括杯壁部件和杯底部件。

该智能水杯还包括：姿态检测单元、应力检测单元和提醒单元。其中，姿态检测单元用于检测智能水杯自身的重力和姿态变化，应力检测单元用于检测智能水杯的杯底部件受到的应力；提醒单元用于发出提醒信息。

根据本发明的实施例，所述姿态检测单元包括陀螺仪和三维加速度传感器，该姿态检测单元设置在所述转轴内以及所述杯壁部件内。根据本发明的优选实施例，姿态检测单元将时刻监控陀螺仪以及三维加速度传感器的输出值。

所述应力检测单元设置在杯壁部件的表面以及杯底部件的表面。优选地，所述智能水杯的杯底部件设置有多个支撑脚，且每一个所述应力检测单元设置在杯壁部件的表面以及所述支撑脚中的至少一些支撑脚的各个的表面。根据本发明的优选实施例，支撑脚均匀地布置在杯底部件的下表面，用于检测支撑脚与水杯所处的表面之间的多个接触点产生或承受的压力(或更一般地讲，其他方向的应力)的大小。

根据本发明的一些实施例，所述支撑脚由橡胶材料或者其他有弹性且阻尼较大的材料制成。

根据本发明的一些实施例，所述智能水杯还包括声音传感器，用于检测水杯外部的声音信号。该声音传感器用于采集使用者的声音，例如尖叫、惊叫之类的非正常声音。这类声音表示的是使用者非故意使得水杯发生倾斜。

所述智能水杯还包括处理单元，用于处理姿态检测单元、应力检测单元以及声音传感器输出的信号并控制致动部件的动作。当姿态检测单元输出连续的不规则重力变化时，判断水杯应当处于失控或者被使用者携带且处于运动的状态，此时，处理单元将判断姿态检测单元检测到了水杯处于倾倒且应当提醒使用者，此判断结果被作为第一判断结果；当应力检测单元检测到某些支撑脚的应力不同于其他支撑脚且发生规律或不规律改变时，则处理单元在接收到应力检测单元的这种输出时，将判断此时水杯有倾倒的倾向，且这种检测结果被作为第二判断结果。当声音传感器输出的声音信号存在类似于尖叫、惊叫之类的非正常声音时，处理单元将输出判断此时水杯正在或将要发生非期望的倾斜，且这种判断结果被作为第三判断结果。

当处理单元通过上述处理得到的、根据姿态检测单元、应力检测单元以及声音传感器输出的信号得到的判断结果包括第一判断结果、第二判断结果和第三判断结果之一时，则控制致动部件动作，使得杯盖被自动关闭，并且将通过提醒单元向使用者发出提示信息，例如通过声和/或光和/或语音的方式发送给使用者。

在本发明的各个实施例中，所述智能水杯还包括太阳能电池等电源单元，用于向所述智能水杯的各个组件提供电力。

如图2所示，本发明中的应力检测单元包括多个应力检测子单元，各个应力检测子单元构成一个阵列。其中每个应力检测子单元均包括：公共电极1、压力传感器模块2、发光二极管3、输出端4、双向数据总线B、重置控制端R、晶闸管T1-T6、三极管T、电容F1。其中，晶闸管T1的漏极连接发光二极管3，源极连接双向数据总线B，栅极连接时钟端；晶闸管T2的栅极连接重置控制端R，源极连接压力传感器模块2的控制端(使能端)，漏极连接晶闸管T5的源极；晶闸管T3的栅极连接双向数据总线B，源极连接三极管T的发射极及晶闸管T4的漏极，漏极连接晶闸管T5的栅极；晶闸管T4的栅极连接晶闸管T2的漏极，漏极连接压力传感器模块的控制端，源极连接晶闸管T3的源极；三极管T的集电极连接电容F1的一端，三极管T的基极连接压力传感器模块2的输出端；晶闸管T5的漏极连接晶闸管T6的源极，晶闸管T6的栅极连接时钟信号CLK，漏极连接与门的一个输入端，电容F1的另一端连接与门的另一个输入端，与门的输出端即为输出端4。其中，三极管为N型。通过该电路，应力检测单元能够灵敏地检测到杯底的应力变化和/或杯壁受到的握力等的应力情况，从而为准确判断智能水杯是否将要出现倾倒的趋势提供有利的信息。

根据本发明的优选实施例，所述的多个应力检测子单元构成阵列，且该阵列的形状为长条形、方形或其他形状，该形状所在的区域可以接受使用者的触碰或按压，以实现对来自使用者的调温操作的接收。例如，当该形状为长条形时，这些多个应力检测子单元组成的阵列的输出端被赋予不同的权值，最终经过加法器将阵列中的各个行或列的输出相加，得到的和越大，则表示使用者滑动时滑动的距离越远，则调温的幅度就越大。

另外，优选地，根据上述阵列中各个行或各个列输出值获取时刻的先后，可以判断使用者触碰该人机交互接口时的滑动方向。可以定义其中某一个方向为调高温度，而另一个方向为调低温度。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种防倾倒智能水杯，包括：杯盖和杯体，二者之间通过转轴枢转地连接，所述杯盖通过致动部件控制的转轴实现打开或闭合杯体的杯口，杯体包括杯壁部件和杯底部件；其特征在于，该智能水杯还包括：

姿态检测单元，用于检测智能水杯自身的重力和姿态变化；

应力检测单元，用于检测智能水杯的杯底部件受到的应力，所述应力检测单元设置在杯壁部件的表面以及杯底部件的表面；

提醒单元，用于发出提醒信息；

所述智能水杯的杯底部件设置有多个支撑脚，且所述应力检测单元设置在所述支撑脚表面；所述智能水杯还包括处理单元，用于处理姿态检测单元、应力检测单元以及声音传感器输出的信号并控制致动部件的动作；当应力检测单元检测到某些支撑脚的应力不同于其他支撑脚且发生规律或不规律改变时，则处理单元在接收到应力检测单元的这种输出时，将判断此时水杯有倾倒的倾向，此时控制致动部件动作，使得杯盖被自动关闭，并且将通过提醒单元向使用者发出提示信息；

应力检测单元包括多个应力检测子单元，各个应力检测子单元构成一个阵列，其中每个应力检测子单元被设置成均包括：公共电极、压力传感器模块、发光二极管、输出端、双向数据总线、重置控制端、第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管、第四晶闸管、第五晶闸管、第六晶闸管、三极管、电容，第一晶闸管的漏极连接发光二极管，源极连接双向数据总线，栅极连接时钟端；第二晶闸管的栅极连接重置控制端，源极连接压力传感器模块的控制端，漏极连接第五晶闸管的栅极；第三晶闸管的栅极连接双向数据总线，源极连接三极管的发射极及第四晶闸管的漏极，漏极连接第五晶闸管的栅极；第四晶闸管的栅极连接第二晶闸管的漏极，漏极连接压力传感器模块的控制端，源极连接第三晶闸管的源极；三极管的集电极连接电容的一端，三极管的基极连接压力传感器模块的输出端；第五晶闸管的漏极连接第六晶闸管的源极，第六晶闸管的栅极连接时钟信号，漏极连接与门的一个输入端，电容的另一端连接与门的另一个输入端，与门的输出端即为输出端。

2.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于，所述姿态检测单元包括陀螺仪和三维加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于，所述姿态检测单元设置在所述转轴内以及所述杯壁部件内。

4.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于，所述智能水杯还包括声音传感器，用于检测水杯外部的声音信号。

5.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于，所述支撑脚由橡胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的智能水杯，其特征在于，所述智能水杯还包括电源单元，用于向所述智能水杯的各个组件提供电力。