CN115151168A - 自充电杯子 - Google Patents

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古斯塔沃·冈萨雷斯
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Gu SitawoGangsaleisi
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Abstract

一种自充电杯子，能够对其能量存储系统充电或放电，从而为电话充电并且加热或冷却其中的液体。自充电杯子包括外壳和嵌套在该外壳内的内壳。自充电杯子还包括与内壳接触的热界面构件和与该热界面构件接合的热电板。自充电杯子进一步包括部件固定组件和布置在该部件固定组件内的能量存储系统。自充电杯子还包括双向电源和固定到该双向电源的密封连接器。自充电杯子还包括与部件固定组件接触的电池管理系统和布置在该电池管理系统的表面上充电和放电控制器，以控制根据本发明的电池的充电和放电。

Description

自充电杯子
技术领域
本发明总体上涉及一种杯子或杯，更具体地涉及一种能够对布置在其上的电池进行充电并且加热或冷却布置在其中的饮料的自充电杯子。
背景技术
饮料杯子和咖啡杯子已为人所知多年。通常，这些现有技术的饮料杯子可以是隔热的，可以具有双壁结构，该双壁结构允许饮料杯子的用户握住杯子，而不会在杯子的外侧上形成冷凝水或使布置在其中的加热饮料的热量穿过杯子并且烫到用户的手。其它现有技术的用于咖啡和其它饮料的杯子可能是单壁的，而没有双壁杯子的隔热性质。已知现有技术的这些杯子由多种材料制成，诸如陶瓷、玻璃、金属、塑料、复合材料或任何其它已知的天然或人造材料。许多最近的现有技术饮料杯子还包括当饮料在杯子内时用于加热或冷却饮料的元件。这些现有技术的杯子可以具有可以将饮料加热到预定温度的加热元件、可以允许冷却饮料或允许冰块保持在饮料内并且在多个小时内不融化从而保持饮料凉爽的冷却元件。许多不同类型的现有技术饮料杯子(无论是否具有手柄)都已经被制造并且使用许多不同的形状和许多不同的部件，以允许加热其中的饮料或冷却其中的饮料以满足杯子的用户需求。然而，没有一种现有技术的饮料杯子被设计成并且能够用于为移动电话或其它电子设备充电。此外，没有一种现有技术的饮料马克杯能够将杯子液体加热到或将杯子液体冷却到预定温度，并且在同一杯子系统中使用布置在杯子内的液体的热量或冷量来为直接布置在杯子内的能量存储系统充电。
因此，本领域需要一种具有能够将能量存储系统布置在杯子内的双壁结构上的自充电杯子。本领域还需要一种能够将布置在杯子内的液体或饮料冷却到或者将杯子内的液体或饮料加热到由杯子的用户选择的预定温度的自充电杯子。此外，本领域还需要一种能够经由布置在自充电杯子的内孔内的能量存储系统来为手机或其它电子设备充电的自充电杯子。本领域还需要一种能够使用布置在杯子内的饮料的热量或冷量经由帕尔贴设备(peltier device)对布置在自充电杯子内的能量存储系统进充电的自充电杯子。本领域还需要一种能够指示布置在其上的能量存储系统的电池寿命的低成本且易于制造的自充电杯子。
发明内容
本发明的一个目的可以是提供一种改进的杯子。
本发明的另一目的可以是提供一种杯子，该杯子是自充电杯子。
本发明的又一目的可以是提供一种自充电杯子，该自充电杯子能够将布置在其中的液体加热到预定温度。
本发明的又一目的可以是提供一种自充电杯子，该自充电杯子能够将布置在其中的饮料冷却到预定温度。
本发明的又一目的可以是提供一种自充电杯子，该自充电杯子能够经由布置成穿过自充电杯子外表面的密封连接器接头和布置在自充电杯子内的内部能量存储系统对手机电池或其它电子设备充电。
本发明的另一目的可以是提供一种自充电杯子，该自充电杯子能够经由布置在自充电杯子内的液体的热量或冷量来为机载能量存储系统充电。
本发明的又一目的可以是提供一种自充电杯子，该自充电杯子能够经由USBc电缆对内部能量存储系统充电，该USBc电缆连接到布置成穿过自充电杯子的侧壁的密封连接器接头。
本发明的又一目的可以是提供一种低成本、易于制造且易于使用的自充电杯子。
根据本发明，前述和其它目的以及优点通过一种新颖的自充电饮料杯子获得。该自充电饮料杯子通常包括外壳和嵌套在该外壳内的内壳。该自充电杯子包括与内壳接触的热界面构件和与该热界面构件接合的热电板。该自充电杯子还包括与外壳的底部内表面接触的部件固定组件，其中，热电板布置在该部件固定组件的凹穴中。该自充电杯子还包括布置在部件固定组件内的能量存储系统和在该部件固定组件的一侧上与该部件固定组件接触的双向电源。该自充电杯子还包括密封连接器接头，该密封连接器接头固定到双向电源并且布置在穿过自充电杯子的外壳的侧壁的孔口中。自充电杯子还包括电池管理系统，该电池管理系统在该部件固定组件的另一侧上与该部件固定组件接触，其中，电池管理系统电连接到能量存储系统和热电板。自充电杯子还包括布置在电池管理系统的表面上的充电和放电控制器。自充电杯子能够加热或冷却布置在其中的液体，或者能够经由布置在其中的内部能量存储系统为手机或其它电子设备充电。此外，自充电杯子能够经由布置在杯子内的液体的热量或冷量对机载能量存储系统充电。
本发明的一个优点可以是它提供了一种改进的饮料杯子。
本发明的另一优点可以是它提供了一种饮料杯子，该饮料杯子是自充电杯子。
本发明的再一优点可以是它提供了一种自充电杯子，该自充电杯子能够冷却布置在杯子内的液体或饮料。
本发明的又一优点可以是它提供了一种自充电杯子，该自充电杯子能够经由布置在其中的能量存储系统来加热布置在自充电杯子内的饮料或液体。
本发明的又一优点可以是自充电杯子能够经由布置成穿过自充电杯子的侧壁的密封连接器接头并且利用直接来自布置在其中的能量存储系统的能量来为手机或其它电子设备充电。
本发明的又一优点可以是它提供了一种自充电杯子，该自充电杯子能够经由布置在自充电杯子内的液体的热量或冷量来为其自身的能量存储系统充电。
本发明的又一优点可以是它提供了一种能够经由USBc功能和电缆充电的自充电杯子，从而允许经由有线连接对能量存储系统进行快速充电。
本发明的又一优点可以是它提供了一种易于制造、易于使用且低成本的自充电杯子。
本发明的其它目的、特征和优点可以从结合附图的随后的描述和所附权利要求中变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的自充电杯子的平面图。
图2示出了根据本发明的自充电杯子的侧视图。
图3示出了根据本发明的自充电杯子的部分截面图。
图4示出了根据本发明的自充电杯子的部分分解图。
图5示出了根据本发明的自充电杯子的部分分解图。
图6示出了根据本发明的自充电杯子的分解图。
图7示出了根据本发明的自充电杯子的分解图。
图8示出了根据本发明的自充电杯子的分解图和部分截面图。
图9示出了根据本发明的自充电杯子的分解图。
图10示出了根据本发明的自充电杯子的截面图。
图11示出了根据本发明的自充电杯子的流程图。
图12示出了根据本发明的自充电杯子的流程图。
图13示出了根据本发明的自充电杯子的流程图。
图14示出了根据本发明的自充电杯子的流程图。
图15示出了根据本发明的自充电杯子的替代实施例的分解图。
图16示出了根据本发明的自充电杯子的替代实施例的部分分解图。
图17示出了根据本发明的自充电杯子的替代实施例的部分分解图。
图18示出了根据本发明的自充电杯子的替代实施例的部分分解图。
具体实施方式
参考附图，示出了根据本发明的实施例的自充电杯子20。自充电杯子20是能够加热或冷却布置在杯子20内的饮料的饮料杯子。此外，自充电杯子20能够经由自充电杯子20的内部能量存储系统22为手机充电。而且，自充电杯子20能够经由布置在自充电杯子20内的饮料的热量或冷量对布置在自充电杯子20内的能量存储系统22进行充电。在所示实施例中，自充电杯子20是通常具有杯状形状的杯子20，但也可以设想到，手柄可以附接到自充电杯子20的外表面以为自充电杯子20的用户产生不同的用途和美学外观。应当注意的是，自充电杯子20可以由任何已知材料(人造的或天然的)制成。在一个设想的实施例中，金属材料(诸如钢、铝等)可以用于形成自充电杯子20的所有部件，诸如外壳、内壳26等。然而，应当注意的是，任何其它已知材料(诸如但不限于任何其它金属、陶瓷、复合材料、塑料、人造材料或天然材料)也可以用于形成根据本发明的自充电杯子20。自充电杯子20可以具有任何已知的形状和大小，并且能够取决于自充电杯子的用途和其可以使用的环境来容纳从几盎司至很多盎司的任何量的饮料。还可以设想到的是，自充电杯子20可以包括布置在其顶部开口上方的可密封盖，以便困住由布置在其中的饮料或液体的自充电杯子20产生的热量或冷量。应当注意的是，可以设想到在本发明的自充电杯子20内使用任何已知的饮料，热饮或冷饮和/或液体。此外，还可以设想到的是，固体(诸如食物或其它材料)也可以存储在根据本发明的自充电杯子20内。因此，本发明的自充电杯子20是可以使用布置在其中的液体的热量或冷量来为机载能量存储系统22充电的杯子，该机载能量存储系统通常为锂离子电池的形式。此外，机载能量存储系统22可以用于加热或冷却已经放置在根据本发明的自充电杯子20的内壳26内的饮料。自充电杯子20可以具有延伸穿过自充电杯子20的外表面的用户接口28，该用户接口通常为按钮30的形式，其可以用于选择各种温度或其它功能。如图所示的自充电杯子20通常具有杯状圆柱形状，其具有第一或较宽直径的顶端和第二或较小直径的底端。应当注意的是，任何其它形状(包括但不限于正方形、三角形或其它任意形状)也可以用于根据本发明的自充电杯子20的整体形状。
自充电杯子20可以包括外壳24，该外壳具有大致杯状形状。外壳24可以具有预定的外径和内径，其中外壳24的顶端具有比外壳24的底端更大的直径。通常，在自充电杯子20的高度的大致中点处或刚好在中点之前，直径可以开始减小或逐渐变细至在自充电杯子20的底端处的第二较小直径。自充电杯子外壳24通常可以由金属材料制成，然而也可以使用如上文描述的任何其它类型的材料。还应当注意的是，任何已知的形状都可以用于根据本发明的自充电杯子20的外壳24。此外，取决于设计要求，可以使用任何已知的尺寸，诸如外壳24的任何已知的直径、高度或厚度。还应当注意的是，外壳24在其顶端处可以包括周向唇缘32，该周向唇缘布置在围绕外壳24的整个内周界的顶部边缘下方一预定距离处。该周向唇缘32可以用于与内壳26接合并且将内壳26相对于外壳24定位在一预定位置，使得内壳26可以在预定位置嵌套在外壳24内。外壳24还可以包括穿过侧壁布置在其底部边缘处的预定形状的孔口34。该孔口34通常可以具有任何形状，但在所示的实施例中，使用矩形形状，其中，密封连接器接头36可以布置成经由该孔口34穿过外壳24的壁，以便允许USBc电缆与其连接。应当注意的是，密封连接器接头36通常可以防止液体、沙子或其它碎屑或污垢渗入其中，从而保护并且不影响密封连接器接头36与布置在自充电杯子20内的电子系统之间的电连接。此外，它可以允许在任何已知环境中使用自充电杯子20，诸如水环境、海滩环境、野餐环境，其中沙子、污垢或水可能渗入电连接件或部件，从而允许自充电杯子20可以用于各种场所和环境。如图所示，外壳24还可以具有平坦底部，其能够布置在任何平坦表面上和/或存储在任何已知的杯架内。应当注意的是，密封连接器接头36通常布置在自充电杯子20的背面。用户接口28可以布置在自充电杯子20的相对侧或正面。在一个设想的实施例中，用户接口28可以包括多个按钮30，这些按钮布置成穿过孔口38，这些孔口布置成穿过自充电杯子20的壁。在如图所示的一个设想的实施例中，三个圆形孔口38可以布置成穿过外壳24的壁，并且三个按钮30可以穿过这些孔口38放置，使得按钮30的外表面从自充电杯子20的外壁表面延伸，并且按钮30的内部部分可以与自充电杯子20的电池管理系统40相互作用。在一个设想的实施例中，按钮30可以是密封按钮，其将不允许污垢、灰尘、水或其它元素渗入到自充电杯子20的内部中。按钮30能够被推动以选择用于自充电杯子20的预定设定或功能。还应当注意的是，可以设想到使用与按钮30相关联的LED，这些LED可以允许按钮30以预定颜色点亮以帮助自充电杯子20的用户了解自充电杯子20的状况和状态。这些状态可以是内部能量存储系统22的自充电、布置在自充电杯子20内的饮料的加热或冷却、外部电子设备(诸如手机)的充电正在发生，或者自充电杯子20的内部存储系统电池22的状况。应当注意，其它信息能够经由不同颜色的灯来显示，诸如布置在自充电杯子20的按钮30内的LED。应当注意的是，取决于自充电杯子20的设计要求，除了圆形和任何其它形状的孔口38之外的任何其它形状的按钮30都可以布置成穿过外壳24。这些形状可以是三角形、正方形、六边形中的任何形状，或者任何已知形状或未知形状或任何随机形状都可以用于根据本发明的自充电杯子20的按钮30。此外，还可以设想到的是，外壳24可以在布置在其中点处或其中点附近的外表面上具有抓持件42。该抓持件42可以是橡胶、塑料、氯丁橡胶或其它易于抓持的材料，并且可以允许在所有天气条件下和所有环境中容易处理和使用自充电杯子20。在一个设想的实施例中，抓持件42通常可以具有环状形状并且可以围绕杯子20的外周边延伸一预定距离。它可以具有预定长度和直径以匹配自充电杯子20的外壳24的外形。可以设想到的是，自充电杯子20的抓持件或手柄部分42可以布置在通道或凹口内，该通道或凹口布置在外壳24的外表面中，或者可以使用过盈配合或任何其它机械或化学紧固技术将橡胶或氯丁橡胶抓持件42固定到自充电杯子20的外壳24的外表面。在一个设想的实施例中，具有从其外表面延伸的多个按钮30的用户接口28可以布置在自充电杯子20的抓持件42的大致中点处。自充电杯子抓持件42可以以环状形状在用户接口28上方和下方延伸一预定距离。应当注意的是，任何其它形状都可以用于抓持件42，并且任何类型的轮廓或特殊设计都可以布置在抓持件42的外表面上，从而为自充电杯子20的用户提供更安全的感觉。
自充电杯子20还可以包括布置在外壳24的内孔内的内壳26。通常，内壳26可以嵌套在自充电杯子20的外壳24内。内壳26可以具有布置在其顶端的凸缘44，其中，凸缘44可以具有可以与外壳24的内唇缘32相互作用的肩部表面，使得凸缘44可以坐落在外壳24的内唇缘32上，并且将内壳26相对于外壳24定位在一预定位置，使得内壳26和外壳24两者的顶部边缘可以处于相同的水平，使得杯子20的用户可以看到并且感觉到自充电杯子20的完全齐平的顶部边缘。通常，内壳26的上半部可以具有圆柱形杯状形状，其中，其下半部或略小于该下半部可以具有立方体或矩形形状。布置在内壳26的下半部的立方体形状可以具有比内壳顶部部分的外径更小的长度和宽度，该内壳顶部部分通常是圆柱形或圆形的。应当注意的是，取决于设计要求和布置在其中的内部电子部件，内壳26也可以采用其它任何形状。内壳26通常由金属材料制成，诸如上文描述的用于外壳24的材料，但也可以使用任何其它类型的材料。应当注意的是，内壳26和外壳24可以通过任何已知的锻造技术或者本领域中已知的金属、陶瓷、复合材料或塑料等的机加工技术形成。内壳26可以延伸进入外壳24的内孔中一预定距离，使得在内壳26的外底表面与外壳24的内底表面之间存在预定量的空间。本发明的能量存储系统22可以布置在这两个表面之间的该空间或间隙内。应当注意的是，取决于自充电杯子20的设计要求，限定内壳26的底部立方体状部分的四个侧壁可以具有任何已知的尺寸，并且限定内壳立方体的底部部分的底表面或壁也可以具有任何已知的尺寸。还应当注意的是，立方体不是唯一能够限定内壳26的下半部的形状，取决于布置在其中的电子部件的设计要求，它可以是矩形或任何其它已知的形状。应当注意的是，密封件46可以布置在外壳24的内表面与内壳26的外表面之间。该密封件46可以用于更有效地存储布置在内壳26内的饮料或液体。可以设想到的是，取决于设计要求，填充内壳26的外表面与外壳24的内表面之间的所有空间的全密封件46可以填充有密封材料，诸如任何已知的橡胶、塑料、复合材料或任何已知的密封材料，或者多个O形环型密封件可以沿着内壳26与外壳24之间的不同点布置。还可以设想到的是，在外壳24的预定位置(诸如在外壳24的直径朝向外壳24的底表面开始减小的位置)处仅布置一个密封件46。还应当注意的是，通常，内壳26的周向或圆柱形部分延伸到外壳24的直径可以朝向外壳24的底部的较小直径开始逐渐变细的点。单个密封件46可以放置在自充电杯子20的该部分处，或者密封件可以放置在整个间隙内，该间隙布置在如上文描述的内壳24与外壳26之间。
热电板48可以布置在自充电杯子20的外壳24内并且与热界面材料50接触或接合。热界面材料50可以允许在液体与热电板48之间更有效地传递热量或冷量。热界面材料50继而可以与内壳26的在其底部立方体状部分上的侧面中的一个接触并且直接接合。还应当注意的是，在另一设想的实施例中，第二热界面材料50和第二热电板48可以布置在内壳26的与第一热电板48相对的一侧上，使得第一热电板和第二热电板48与热界面材料50接触，该热界面材料与根据本发明的自充电杯子20的内壳26的外表面直接接触。通常，热界面材料50和热电板48具有类似正方形的形状，使得热界面材料50与内壳26的立方体状部分的外表面直接接合，并且热电板48在其内表面上与热界面材料50直接接合。热电板48可以布置在部件固定组件52的在其外表面上的凹穴或部分内。热电板48可以具有从其表面延伸的多个导线54，其中，导线54直接连接到自充电杯子20的电池管理系统40。应该可以设想到的是，在所示的实施例中，第一导线和第二导线54从第一热电板48延伸，并且第一导线和第二导线从第二热电板48延伸，其中，热电板48放置在自充电杯子20的内壳26的相对外表面上。热电板48通常被限定为帕尔贴设备，当对其施加温差时，该帕尔贴设备通常在非常低的电压下工作。在本发明中，温差可以是布置在自充电杯子20的内壳26内的饮料或液体的热量或冷量，其中，该温差可以穿过内壳26的厚度进入到热界面材料50中，然后进入到热电板48的一侧中。在使用这种帕尔贴设备时，可能需要DC到DC转换器，以便将来自帕尔贴设备的电压(通常非常低)升压到能够为布置在自充电杯子20内的能量存储系统电池组22充电的电压。因此，热电板48可以使用由杯子20中的液体的热量或冷量产生的温差以及在热电板48的另一侧上相反的冷温度或热温度形成的温差，从而形成帕尔贴设备经由温差所产生的低电压。然后，该低电压使用DC到DC转换器来升高该电压以便为根据本发明的能量存储系统22的电池组充电。
自充电杯子20还可以包括布置在自充电杯子20的外壳24内的部件固定组件52。部件固定组件52可以用于将自充电杯子20的各种内部部件连接和保持在预定位置。通常，部件固定组件52的自充电杯子20可以具有底座50，该底座具有被从其每个边缘延伸的正方形凸缘和从底座56的每一侧延伸的第一壁和第二壁58包围的大致圆形部分。通常，在实施例中所示的底座56是两件式底座56，该两件式底座当放在一起时形成根据本发明的整体部件固定组件52。应当注意的是，部件固定组件52可以由任何已知的塑料制成，但也可以使用任何其它已知的材料，诸如任何已知的金属、陶瓷、复合材料、塑料、天然或人造材料。部件固定组件52的第一壁和第二壁58可以具有从其边缘延伸的第一凸缘和第二凸缘60。这些第一凸缘和第二凸缘60可以延伸并且具有多个内部或外部延伸部分以及布置在其中的肩部，其中，热电板48可以布置在部件固定组件52的每一侧上的第一凸缘与第二凸缘58之间，以便将热电设备48相对于自充电杯子20的内壳26的侧部部分固定在预定位置。应当注意的是，可以使用多个锁定肩部或锁定指部将热电板48固定在其预定位置。通常，部件固定组件52的第一壁和第二壁的顶部部分可以具有预定形状的孔口62，并且在这种情况下，大致正方形或矩形的孔口62布置成穿过其中，其中，热电板48的一部分可以布置成邻近于该孔口62但不延伸穿过其中，以便允许该设备产生电压所需的温差。部件固定组件52还可以具有从其内表面延伸的第一连接器管和第二连接器管64，这些连接器管在该部件固定组件的大约中点处从该部件固定组件的每个壁58延伸。这些连接器管可以在其端部彼此接触，并且预定类型的紧固件66可以布置在管64的一端并且紧固到另一管64以允许部件固定组件52的第一部分与第二部分之间的牢固紧固以形成完整的部件固定组件52。应当注意的是，在一个设想的实施例中，紧固件66是布置成穿过连接器管64中的一个的内孔的螺钉，然后螺钉66紧固到布置在部件固定组件52的相对壁上的第二紧固件管64的表面。这可以将部件固定组件52的所述两个零件彼此固定以形成实心的一件式部件固定组件52。部件固定组件52可以直接布置到外壳34的内底表面上。应当注意的是，可以使用将部件固定组件52紧固到外壳24的底表面的密封件或其它方法，然而，也可以设想到使部件固定组件52直接搁置在外壳24上而不在其间布置任何紧固或密封件。在连接器管64正下方的部件固定组件52的壁58可以布置有多个能量存储系统腔或支架构件68。在如图所示的一个设想的实施例中，多个大致圆形孔口布置成大致三角形形状，以在部件固定组件52的第一壁和第二壁中形成大致三角形的外凹口。能量存储系统22可以布置在部件固定组件52的第一壁与第二壁58之间。在一个设想的实施例(诸如如图所示的实施例)中，多个电池22布置并且固定在部件固定组件52的第一壁和第二壁58的腔内，使得电池22可以固定在自充电杯子20内的预定位置。应当注意的是，任何类型的电池都可以用于能量存储系统22，但可以设想到的是在本发明中使用锂离子电池。从部件固定组件52的壁58的外表面在电池架腔68处从部件固定组件52的外表面延伸的是从其两侧延伸的第一导线和第二导线70，其中，那些第一导线和第二导线70继而连接到自充电杯子20的电池管理系统40。部件固定组件52可以将热电板48和能量存储系统22固定在自充电杯子20内的预定位置，使得能量存储系统22布置在内壳26的底部外表面与外壳24的底部内表面之间的间隙中。还应当注意的是，从部件固定组件52的一部分延伸的第一凸缘和第二凸缘60也可以具有从那些凸缘60的外表面延伸的连接肩部和指部，使得电池管理系统40和双向电源72可以被固定并且与部件固定组件52接触，以允许对能量存储系统40进行充电以及对布置在其中的液体进行加热和冷却。多个紧固件66用于将从能量存储系统22和热电板48延伸的导线70固定到布置在其中的电池管理系统40的电路板上。在一个设想的实施例中，紧固件66是螺钉，但也可以使用任何其它已知的紧固件。
自充电杯子20还可以包括布置在自充电杯子20的外壳24内的电池管理系统40。通常，电池管理系统40通常与部件固定组件52的一对第一凸缘60接触，并且经由布置在其部件固定组件凸缘60上的锁定肩部或指部进行固定，并且经由锁定机构保持在适当位置。电池管理系统40被对准使得用户接口按钮30可以与布置在电池管理系统40的电路板的外表面上的开关相互作用。该电路板还可以包括布置在其上的LED，以允许按钮30具有取决于自充电杯子20的状况的预定颜色。电池管理系统40还可以包括操作电池管理系统40的电子功能所需的多个电阻器、电容器和二极管，包括但不限于DC到DC转换器、LED灯、温度控件、对电池再充电的设定、使电池放电的设定或加热自充电杯子20中的液体的设定。这些部件中的一些可以布置在电池管理系统40的电路板上或布置在双向电源72上，该双向电源也包括布置在自充电杯子20的内壳26的相对侧上的电路板。还可以设想到的是，电池管理系统40的内表面可以接触内壳24的立方体延伸部的侧面中的一个的外表面，或者可以具有某种绝缘体78、密封件、间隙或布置在其间的热保护器。对于布置在内壳立方体延伸部的与电池管理系统40相对的一侧上的双向电源72也是如此。热电设备48和能量存储系统22可以在电池管理系统的电路板上的不同位置处具有固定到电池管理系统40的电连接件。应当注意的是，电池管理系统40还可以包括布置在其上的充电和放电控制器74，以允许对能量存储系统22进行充电或放电，以便为能量存储系统22进行充电、对布置在自充电杯子20内的液体加热或冷却或者经由能量存储系统22和布置成穿过自充电杯子20的一部分的密封连接器接头36为外部电子设备(诸如手机)充电。控制充电和放电控制器74所需的电子器件可以布置在电池管理系统40的电路板上。
自充电杯子20还可以包括双向电源72，该双向电源布置在与自充电杯子20的内壳24上的电池管理系统40的侧壁相对的侧壁上。双向电源72能够将AC电压转换成DC电压，然后使用DC到DC转换器来升高电压，该升高的电压可以用于为电池组22充电，如上文描述的那样。双向电源72的使用可以允许经由穿过USBc电缆的AC电压对内部能量存储系统22进行充电，然后使用在转换成DC电压之后的电压为能量存储系统22的锂离子电池充电，或者使用经由布置在自充电杯子20的内壳24内的液体的热量或冷量从热电设备48产生的低电压，然后经由DC到DC转换器升高该电压以便为电池组22充电。因此，双向电源72允许根据本发明的自充电杯子20的多次使用。应当注意的是，操作双向电源72所需的所有必要的电子器件和/或IC芯片可以布置在双向电源72和与其相关联的电路板上。还应当注意的是，双向电源72还经由第一壁和第二壁58的第二凸缘60与部件固定组件52连接和接触，使得双向电源72相对于自充电杯子20的内壳26和外壳24保持在预定位置。还应当注意的是，密封连接器接头36还经由任何已知的紧固件66连接到双向电源72的底部部分。因此，密封连接器接头36电连接到双向电源电路板，并且至少两个紧固件66用于将密封连接器接头72连接到自充电杯子20的外壳24。在一个设想的实施例中，紧固件66是螺钉，诸如用于紧固根据本发明的自充电杯子20的螺钉。自充电杯子20还可以包括电气线束76，该电气线束布置在电池管理系统40与双向电源72之间并将电池管理系统40电连接到双向电源72，从而允许电力在双向电源72与电池管理系统40之间传输，其中该电池管理系统控制对电池的充电和放电、控制对布置在自充电杯子20内的液体的加热和冷却以及控制对外部电子设备的充电，这可以允许电力从能量存储系统22通过电池管理系统40并因此通过电气线束76流动到双向电源72，然后通过密封连接器接头36流动到由自充电杯子20在外部充电的手机或其它电子设备。
在图16和图17中示出了自充电杯子120的替代实施例。相同的附图标记表示相同的零件。在该实施例中，自充电杯子120可以包括具有任何已知形状和大小的外壳121。此外，外壳121可以包括具有杯状形状的内孔，以用于在其中容纳液体。通常，外壳121的内孔的底部部分可以具有立方体或矩形/正方形形状。外壳121的底端可以是敞开的并且包括布置在其正面上的预定形状的凹痕125。该凹痕125可以具有细长的椭圆形形状。然而，可以使用任何其它形状的凹痕125。外壳121可以具有预定大小的间隙，该间隙布置在外壳121的外壁与外壳121的内壁之间，其中，外壳121的内壁形成内孔，该内孔是用于容纳其中的饮料或液体的容器。该间隙可以具有任何预定的大小和形状。自充电杯子120的替代实施例还可以包括内壳123，该内壳布置在外壳121的该间隙内。内壳123可以放置在外壳121的底部开口内并且嵌套在外壳121的内孔的矩形底部部分周围。内壳123可以嵌套并且安置在外壳内孔的立方体状底部部分周围，使得它在其内表面上与立方体状延伸部的所有四个侧面接触。内壳123可以具有可以模仿外壳121的形状的任何已知形状。通常，内壳123也可以具有杯状形状，其具有模仿外壳121的内孔的底部部分的内孔，该底部部分是立方体或矩形/正方形形状。因此，内壳123可以在其自身的内孔内与外壳121的内孔的外表面相互作用并且相互接合，其中内壳的内孔具有相同的总体形状，只是稍大一些，以便以严格的公差嵌套或安置到外壳121。内壳123还可以包括布置在内壳123的内孔的表面与内壳123的外表面之间的间隙。通常，内壳123的外表面可以与外壳121的内表面接合。还应当注意，具有与外壳121的凹痕125相同或相似形状的凹痕127可以布置在内壳123的正面内。内壳123可以布置在外壳121的底部部分内，并且内壳123的凹痕127和外壳121的凹痕125可以在内壳121和外壳123被嵌套或固定在一起后匹配并且呈现为单个凹痕。替代实施例的自充电杯子120还可以包括底部壳体构件129。底部壳体129可以具有大致正方形的底座，该底座包括从底部壳体129延伸的外壁131。底部壳体129还可以包括前外壁131，其通常具有与布置在内壳123和外壳121内的凹痕125、127相同的形状，使得当内壳123和外壳121在彼此固定之后被布置在底部壳体129上，并且特别地，底部壳体129的前壁131可以布置在内壳123和外壳121的凹痕125、127内，从而在底部壳体129与内壳123和外壳121之间形成实心杯。底部壳体129的前壁131还可以具有布置在其中的凹痕，其中，连接器端口可以布置在该凹痕内，以便将USBc线插入到替代实施例的自充电杯子120中。然后，密封连接器端口可以布置在控制板133上，该控制板固定到底部壳体129的一部分。底部壳体129还可以包括第一连接器臂135和第二连接器臂137以及布置在其相对侧上的第一锁定肩部构件和第二锁定肩部构件139。此外，底部壳体129还可以包括从第一连接器臂135和第二连接器臂137延伸的能量存储组件连接指部141。这些指部141通常可以垂直于连接器臂135、137。如上文描述的多个锂离子电池或其它电池可以布置在这些连接指部141内，它们形成自充电杯子120的替代实施例的能量存储系统122。自充电杯子120的替代实施例还可以包括控制板133，该控制板固定到底部壳体129的第一连接器臂135和第二连接器臂137。任何已知的紧固件166(诸如如上文描述的螺钉)可以用于将控制板133固定到底部壳体129。应当注意的是，控制板133可以具有任何已知的形状或厚度。还应当注意的是，控制板133通常可以包括来自上文描述的第一实施例的充电和放电控制器、双向电源和电池管理系统的功能。因此，密封连接器端口可以直接固定到控制板133，使得控制板133在固定到底部壳体129时可以通过孔口延伸到底部壳体129的前壁131的凹痕中，从而允许USB电缆或其它类型的电缆固定到其上并且允许能够对布置在自充电杯子120中的能量存储系统122进行充电。自充电杯子120的替代实施例还可以包括围绕底部壳体129的顶部边缘布置的密封件或焊接部143。该密封件143可以与内壳123和外壳121两者的底部边缘以及布置在内壳123和外壳121内的凹痕125、127相互接合，以允许根据本发明的自充电杯子120的部件之间的牢固密封。还应当注意的是，还可以设想到使用真空密封件将内壳123、外壳121和底部壳体129彼此密封。还应当注意的是，在自充电杯子120的替代实施例中，还可以设想到不使用任何类型的密封件来连接内壳123、外壳121和底部壳体129，然而，还应当注意的是，任何已知的化学紧固技术或机械紧固技术也可以用于将内壳123固定到外壳121和自充电杯子120的替代实施例的底部壳体129。自充电杯子120的替代实施例还具有电连接到控制板133的能量存储系统122，以允许对电池122进行充电和放电，例如上文针对第一实施例所描述的那样。自充电杯子120的替代实施例还可以包括多个热电设备148以及与该多个热电设备接合的第一热界面145和第二热界面147。如图所示，第一热电设备和第二热电设备148布置在根据实施例的自充电杯子120的第一侧和第二侧上。布置在每一侧上的这些第一热电设备和第二热电设备148形成了布置在自充电杯子120内的总共四个热电设备148。热电设备148电连接到控制板133。应当注意的是，根据自充电杯子120的替代实施例，可以使用任意数量的热电设备148，然而在所示实施例中总共使用了四个。如图所示，第一热界面构件145布置在热电设备148的一侧上方并且与热电设备148的一侧接触。第一热电界面构件145通常具有鞍形形状并且与第一热电设备和第二热电设备148的第一侧接触。该热界面145还与内壳123的内孔的外表面直接接触并且接合，使得布置在自充电杯子120内的任何液体可以使其热量或冷量穿过外壳121和内壳123的内孔并且进入本发明的第一热界面145。替代实施例的自充电杯子120还包括第二热界面构件147，该第二热界面构件布置在热电设备148的与第一热界面构件145相对的一侧上。该第二热界面构件147也与散热器构件151接触。第一散热器构件和第二散热器构件151可以在自充电杯子120的替代实施例中使用。散热器构件151可以由任何已知的塑料、陶瓷、复合材料、金属或任何其它天然或人造材料制成。散热器151通常可以具有带有预定宽度的矩形形状并且可以模仿具有大致鞍形形状的第一热界面145的内部间隙的形状。散热器151通常可以具有穿过其宽度布置的多个腔，从而在其间形成气隙。散热器151的内表面还可以包括第一横档和第二横档153，其中，热电设备148被布置成使底部部分触碰或接触第一横档或第二横档153，从而允许热电设备148相对于内壳123以预定方式定位。还应当注意的是，散热器151还可以包括布置在其底表面上的锁定指部或凸片机构，该锁定指部或凸片机构可以与布置在底部壳体129的每一侧上的锁定表面139相互作用，使得在自充电杯子120的每一侧上的散热器151与底部壳体129之间可以发生卡扣配合锁定布置。在一个设想的实施例中，底部壳体129的锁定表面可以包括锁定孔口，其中，来自散热器151的底部的锁定指部可以布置在其中并且卡入到位，从而将散热器151固定到底部壳体129。因此，通过第一热电设备和第二热电设备148布置在散热器151的内表面或壁上，因此可以将热界面构件145布置在散热器151以及第一热电设备和第二热电设备148两者上方，使得第一热界面145可以用于将散热器151和热电设备148以及第二热界面147彼此固定并且保持抵靠在自充电杯子120的内壳123的内孔的外壁上。在具有布置在其间隙内的散热器151和热电设备148的第一热界面145布置在形成在内壳123的外壁与内孔之间的间隙内之后，第一热界面145可以压配合在该间隙内，从而将热电设备148相对于内孔固定并且保持在预定位置，并且允许热量从布置在自充电杯子120内的饮料或液体通过其中传递。如图所示，第一热界面145布置在自充电杯子120的一侧上，并且在相对侧上，第二个第一热界面145布置在其中，如上文描述的。在操作中，自充电杯子120的替代实施例以与上文针对原始实施例描述的相同方式操作。替代实施例的任何部件可以由任何已知材料制成，例如上文针对第一实施例描述的材料。应当注意的是，自充电杯子120还可以具有布置在控制板133或杯子的其它表面上的通信微控制器153。通信微控制器153能够经由电话或其它支持互联网的设备与杯子120通信并且控制杯子120。
在操作中，自充电杯子20由于密封连接器接头36而能够在任何位置使用，因此它是海滩、野餐或任何潮湿或脏污环境的理想选择。如上文提到的，自充电杯子20可以具有设备用户接口28，其中，它可以具有与其一起布置的任意数量的按钮30。在如图所示的设想的实施例中，自充电杯子20可以具有三个按钮30。按钮30中的一个可以用于电话充电，按钮30中的一个可以用于加热自充电杯子20内的液体或饮料，并且按钮30中的一个可以用于冷却布置在自充电杯子20内的液体或饮料。通常，控制自充电杯子20的电子器件的方法80可以开始并且可以进入一个框并且监测用户接口28，并且可以确定是否已经按下冷却按钮或是否已经按下加热按钮以及是否已经按下冷却按钮或加热按钮，它可以发送适当的指令以允许经由热电板48冷却饮料和/或经由热电板48加热饮料。应当注意的是，任何预定温度可以用于冷却或加热自充电杯子20内的液体。而且，如果用户接口28已经按下电话充电按钮，则电池管理系统40可以允许能量存储系统22放电以及经由USBc 82或任何其它已知的电缆或无线连接为外部设备84(诸如手机)提供充电，从而经由自充电杯子20的机载能量存储系统22为手机充电。还应当注意的是，设备用户接口28可以允许用户知道自充电杯子20的电池寿命状况，从而使用户有时间经由其中的热液体或冷液体为电池22充电，或者经由连接到密封连接器接头36的USBc电缆82为其充电。应当注意的是，为自充电杯子20充电的优选方法是经由USBc功能82，其中，USBc电缆82被插入到密封连接器接头36中，并且一旦USBc被连接，该方法就可以确定能量存储系统22是否充满电。如果未充满，则LED指示灯86可以亮起，从而向自充电杯子20的用户告知能量存储系统22未充满电。一旦能量存储系统22充满电，该方法就可以进入一个新的框并且将电池组22与从USBc线82流出的电压和电流断开，从而不允许能量存储系统22过热且产生电池过热的问题。应当注意的是，自充电杯子20还能够经由该方法的液体温度功能为自充电杯子20的能量存储系统22充电。应当注意的是，如上文陈述的，经由USBc进行充电是该方法的优先选择，但自充电杯子20也能够在将热液体或冷液体倒入杯子20中时为其能量存储系统电池22充电。在将液体倒入杯子20中之后，该方法可以测试以确定自充电杯子20的能量存储系统22是否充满电。如果未充满，则能量存储系统22可以打开LED指示器86以表明杯子20正在充电。在能量存储系统22充满电之后，该方法可以进入一个框并将电池组22与电池管理系统热电板48断开，从而允许电池组22不再发生充电，从而降低自充电杯子20中电池过热而发生事故的可能性。通常，本发明的自充电杯子20的方法80可以通过从热电设备48获取非常低的电压并使产生的低电压穿过DC到DC转换器而开始，从而升高电压并由此为电池组22充电。此外，如果USBc电缆82经由密封连接器接头36连接，则获得的AC电压可以转换成DC，然后穿过DC到DC转换器来为电池组22充电，直到电池组22充满电。此外，布置在电池管理系统40上的控制板88可以确定用户接口28是要求加热或冷却布置在自充电杯子20内的饮料或液体，还是要求对外部设备84(诸如电话)进行充电，电池管理系统40可以从电池组22获取电压，使其穿过DC到DC转换器，并且允许经由USBc电缆端口82为电话充电。因此，本发明的自充电杯子20能够在任何环境中使用，并且可以允许经由布置在其中的热液体或冷液体为机载能量存储系统22充电，以及经由布置在其中的能量存储系统22为外部设备充电。
已经以说明性方式描述了本发明。应当理解的是，所使用的术语旨在具有描述性词语的性质而不是限制性的。
根据上述教导，本发明的任何修改和变化都是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，可以以不同于具体描述的方式实施本发明。

Claims (20)

1.一种自充电杯子，所述杯子包括：
外壳；
内壳，所述内壳嵌套在所述外壳内；
热界面构件，所述热界面构件与所述内壳接触；
热电板，所述热电板与所述热界面构件接合；
部件固定组件，所述部件固定组件与所述外壳的底部内表面接触，所述热电板布置在所述部件固定组件的凹穴中；
能量存储系统，所述能量存储系统布置在所述部件固定组件内；
双向电源，所述双向电源在所述部件固定组件的一侧上与所述部件固定组件接触；
密封连接器接头，所述密封连接器接头固定到所述双向电源，所述密封连接器接头布置在穿过所述外壳的壁的孔口中；
电池管理系统，所述电池管理系统在所述部件固定组件的另一侧上与所述部件固定组件接触，所述电池管理系统电连接到所述能量存储系统并且电连接到所述热电板；以及
充电和放电控制器，所述充电和放电控制器布置在所述电池管理系统的表面上。
2.根据权利要求1所述的杯子，进一步包括用户接口，所述用户接口延伸穿过所述外壳的孔口，所述用户接口与所述电池管理系统接触并且相互作用。
3.根据权利要求1所述的杯子，进一步包括绝缘体，所述绝缘体布置在所述电池管理系统的表面与所述内壳的外表面之间。
4.根据权利要求1所述的杯子，进一步包括密封件，所述密封件布置在所述内壳的外表面与所述外壳的内表面之间。
5.根据权利要求1所述的杯子，进一步包括抓持件，所述抓持件围绕所述外壳的预定周界布置。
6.根据权利要求1所述的杯子，进一步包括线束，所述线束布置在所述双向电源与所述电池管理系统之间。
7.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述内壳具有大致正方形或矩形的下端。
8.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述热电板电连接到所述电池管理系统，所述热电板是帕尔贴设备。
9.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述部件固定组件具有底座和从所述底座延伸的第一壁和第二壁，所述部件固定组件具有从每个所述壁延伸的第一凸缘和第二凸缘，所述部件固定组件具有穿过每个所述壁的孔口，所述部件固定组件具有从每个所述壁延伸的第一连接器管和第二连接器管，所述部件固定组件具有紧固件，所述紧固件布置在所述第一连接器管和所述第二连接器管中以将所述第一壁固定到所述第二壁。
10.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述部件固定组件电连接到所述电池管理系统，所述部件固定组件和所述电池管理系统机械地附接到所述电连接。
11.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述能量存储系统是锂离子电池。
12.根据权利要求1所述的杯子，其中，在所述第二壁的凹穴中布置有第二热电板。
13.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述杯子利用连接到所述密封连接器接头的USB电缆，或经由所述热电板使用所述内壳中的饮料或液体的热量或冷量产生为所述能量存储系统充电的电压，从而为所述能量存储系统充电。
14.根据权利要求1所述的杯子，其中，所述用户接口具有多个按钮，所述按钮中的第一按钮用于电话充电，所述按钮中的第二按钮用于加热所述杯子中的液体，所述按钮中的第三按钮用于冷却所述杯子中的液体。
15.一种自充电杯子，所述杯子包括：
外壳；
内壳，所述内壳布置在所述外壳内；
底部壳体，所述底部壳体与所述外壳和所述内壳接触；
第一热界面，所述第一热界面与所述内壳接触；
热电板，所述热电板在所述热电板的第一侧上与所述第一热界面接合；
第二热界面，所述第二热界面在所述热电板的第二侧上与所述热电板接触；
散热器构件，所述散热器构件与所述第二热界面接触；
能量存储系统，所述能量存储系统布置在所述底部壳体内；以及
控制板，所述控制板固定到所述底部壳体。
16.根据权利要求15所述的杯子，进一步包括用户接口，所述用户接口布置在所述底部壳体上并且从所述底部壳体延伸，所述用户接口与所述控制板接触并且相互作用。
17.根据权利要求15所述的杯子，进一步包括密封件或焊接部，所述密封件或焊接部布置在所述外壳与所述底部壳体之间。
18.根据权利要求15所述的杯子，进一步包括通信微控制器，所述通信微控制器布置在所述控制板上。
19.根据权利要求15所述的杯子，其中，所述杯子通过连接到密封连接器接头的USB电缆，或经由所述热电板使用所述外壳中的饮料或液体的热量或冷量产生为所述能量存储系统充电的电压，从而为所述能量存储系统充电。
20.一种对杯子的能量存储系统充电或放电以对电话充电或者加热或冷却所述杯子中的液体的方法，所述方法包括以下步骤：
将热液体或冷液体倒入所述杯子中；
使用至少一个热电板经由所述热液体或冷液体产生电压；
通过所述电压对所述能量存储系统充电；
如果被所述杯子的用户选择，则通过所述热电板来加热或冷却所述液体；以及
如果被所述用户选择，则通过所述杯子的所述能量存储系统为电话充电。
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