CN205018795U - 烹饪锅具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烹饪锅具和具有其的超声波无线供电系统，所述烹饪锅具包括：传感器组件；超声能量接收端，超声能量接收端与传感器组件相连，超声能量接收端通过接收超声波信号以输出电能供给传感器组件。该烹饪锅具能够通过超声波信号实现自供电，以对锅具内食物的烹饪情况实时检测，有效解决智能化烹饪中锅具的无线供电问题。

Description

烹饪锅具

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种烹饪锅具。

背景技术

随着用户对食品营养关注度不断提高，如何更准确的反映锅具内食物温度、食物营养成分以及整个烹饪过程的精确智能化管理成为一个关注焦点。

通常，由于锅具和加热装置处于分离状态，如电饭煲、电磁炉等，在实现智能化管理时，如何实现对安装在锅具上的传感器供电成为一个难点。传统的无线供电方式有磁感应、磁共振、太阳能以及温差发电等，但是上述供电方式对环境和使用条件要求比较苛刻，而且由于锅具为金属制品，具有屏蔽磁场效应，因此磁感应和磁共振无线供电方式很难应用于电磁加热锅具。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种通过超声波信号实现自供电，以对锅具内食物的烹饪情况进行实时检测的烹饪锅具。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种烹饪锅具，包括：传感器组件；超声能量接收端，所述超声能量接收端与所述传感器组件相连，所述超声能量接收端通过接收超声波信号以输出电能供给所述传感器组件。

根据本实用新型的烹饪锅具，烹饪锅具上设置传感器组件和超声波能量接收端，超声能量接收端与传感器组件相连，超声能量接收端通过接收超声波信号以输出电能供给传感器组件，从而通过超声波信号实现烹饪锅具的自供电，有效解决智能化烹饪中锅具的无线供电问题。

另外，根据本实用新型上述的烹饪锅具还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述传感器组件包括温度传感器和/或营养成分传感器。

具体地，所述烹饪锅具还包括无线通信模组，所述无线通信模组将所述传感器组件采集的烹饪信息发送给外部的智能终端。

具体地，所述烹饪锅具还包括显示器，所述显示器与所述传感器组件电连接，以显示所述传感器组件采集的烹饪信息。

进一步地，所述超声能量接收端包括用于接收所述超声波信号的接收振子、根据所述超声波信号产生能量的压电组件和能量管理单元，所述接收振子与所述压电组件相连，所述能量管理单元的输入端与所述压电组件相连，所述能量管理单元的输出端与所述传感器组件相连，其中，所述能量管理单元对所述压电组件产生的能量进行收集和管理以输出电能供给所述传感器组件。

优选地，所述压电组件可以包括压电陶瓷、PVDF(PolyVinyLideneFluoride，聚偏氟乙烯)器件。

具体地，所述能量管理单元具体包括：整流储能器件，所述整流储能器件与所述压电组件相连以收集并储存所述压电组件产生的能量；推挽开关电路，所述推挽开关电路的输入端与所述整流储能器件的输出端相连，所述推挽开关电路的输出端与所述传感器组件相连；比较器电路，所述比较器电路的第一输入端与所述整流储能器件的输出端相连，所述比较器电路的第二输入端与参考电压端相连，所述比较器电路的输出端与所述推挽开关电路的控制端相连，所述比较器电路根据所述整流储能器件的输出端电压生成比较信号以控制所述推挽开关电路导通，以使所述整流储能器件给所述传感器组件供电。

其中，所述整流储能器件包括整流桥和储能电容。

优选地，所述储能电容可以为电解电容或聚丙苯乙烯电容。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的烹饪锅具的方框示意图。

图2是根据本实用新型另一个实施例的烹饪锅具的方框示意图。

图3是根据本实用新型一个实施例的烹饪锅具的示意图。

图4是根据本实用新型一个实施例的能量管理单元的电路图。

图5是根据本实用新型又一个实施例的烹饪锅具的方框示意图。

附图标记：传感器组件10、超声能量接收端20、接收振子21、压电组件22、能量管理单元23、无线通信模组30、智能终端40、显示器50、手柄101、锅具锅体102、整流储能器件231、推挽开关电路232、比较器电路233、超声能量发射端60、供电电源61、电能转换单元62、发射振子63、整流桥V1、第一电容C1、第一二极管D1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电压比较器P1、第一稳压管Z1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的烹饪锅具以及超声波无线供电系统。

图1是根据本实用新型一个实施例的烹饪锅具的方框示意图。如图1所示，该烹饪锅具包括传感器组件10和超声能量接收端20。

其中，超声能量接收端20与传感器组件10相连，超声能量接收端20通过接收超声波信号以输出电能供给传感器组件10，从而可以通过超声波信号给烹饪锅具内的传感器组件进行供电，解决智能化烹饪中烹饪锅具的无线供电问题。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，超声能量接收端20包括用于接收超声波信号的接收振子21、根据超声波信号产生能量的压电组件22和能量管理单元23，接收振子21与压电组件22相连，能量管理单元23的输入端与压电组件22相连，能量管理单元23的输出端与传感器组件10相连，其中，能量管理单元23对压电组件22产生的能量进行收集和管理以输出电能供给传感器组件10。

具体而言，当接收振子21接收到超声波信号后，接收振子21产生振动并将振动传递给压电组件22，以通过压电组件22产生电能，能量管理单元23对压电组件22输出的电能进行收集和存储，并通过升降压、直交变换或者变频等技术将电能转换为传感器组件10所需电能。

根据本实用新型的一个实施例，传感器组件10包括温度传感器和/或营养成分传感器。

具体而言，为了能够准确反映烹饪锅具内食物的温度以及食物的营养成分等，通常会在烹饪锅具上设置有温度传感器和/或营养成分传感器，以便实时采集烹饪信息，其中，营养成分传感器泛指可以测试营养的传感器，如湿度传感器、烟雾传感器等。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，上述的烹饪锅具还包括无线通信模组30，无线通信模组30将传感器组件10采集的烹饪信息发送给外部的智能终端40。无线通信模组30可以为WIFI、蓝牙以及射频等。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，烹饪锅具可以为用于电磁炉的锅具，温度传感器和营养成分传感器安装在锅具的内壁或者外壁上，该烹饪锅具还包括手柄101，手柄101固定在烹饪锅具的侧壁，超声能量接收端20设置在手柄101中。烹饪锅具还可以为电饭煲或者电压力锅，如果温度传感器安装在锅盖上或者外锅上，营养成分传感器安装在锅盖上，则超声能量接收端20相应的安装在锅盖上或者外锅上。值得注意的是，超声能量接收端20最好安装在锅盖的外侧或者外锅的外侧，尽量不要密闭在锅盖内或者密闭在外锅内，否则会严重影响超声波能量的接收。如果温度传感器和营养成分传感器直接安装在内锅上，则超声能量接收端20安装在内锅上，优选的方案是在内锅上设置手柄或者类似手柄等安装超声能量接收端的支撑件。值得注意的是，手柄或者类似手柄等安装超声能量接收端的支撑件必须伸出外锅，不能密闭在外锅内，否则会严重影响超声波的接收。

可以理解的是，上述的烹饪锅具还可以包括安装在手柄101上的显示器50，显示器50与传感器组件10电连接，用于显示传感器组件10采集的烹饪信息，显示器50可以为单色屏或OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)等耗电量极少的显示装置。简单的说，传感器组件10采集的烹饪信息既可以通过显示器50进行显示，也可以通过无线通信模组30发送给外部的智能终端40进行显示，或者两者兼有之。

以电磁炉为例，由于锅具锅体102与电磁炉处于分离状态，如果采用传统的无线供电方式如磁感应、磁共振、太阳能等，条件比较苛刻，因此可以通过设置在手柄101中的超声能量接收端20给传感器组件10进行供电。同时，无线通信模组30和显示器50也设置在手柄101中，并由超声能量接收端20供电，以便对传感器组件10采集的烹饪信息进行显示，另外，也可以在手柄101中设置蜂鸣器，以对用户进行提醒。

如图3所示，为了能够实时获取锅具内食物的烹饪情况，可以根据实际情况将传感器组件10如温度传感器和/或营养成分传感器设置在锅具锅体102中，例如，可以将传感器组件10设置在锅具锅体102内部紧贴食物，以便能够及时反映食物的烹饪细节，而且可以设置多个传感器组件，以使采集的烹饪信息更加准确。也可以将传感器组件10设置在锅盖上，传感器组件从锅盖伸入锅具锅体102内的食物中或者深入锅具锅体内食物上方的蒸汽中，传感器组件10采集的烹饪信息通过显示器50进行显示，并通过蜂鸣器进行提醒，同时通过无线通信模组30与智能终端40如手机、智能烹饪机终端等进行无线通信以将传感器模组10采集的烹饪信息如食物的温度和湿度等发送给智能终端40，智能终端40接收烹饪信息并对其进行判断，以便用户或智能烹饪机终端能够及时了解烹饪锅具内食物的烹饪情况，并做出相应处理。

根据本实用新型的一个实施例，压电组件22包括压电陶瓷、PVDF器件。

根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，能量管理单元23具体包括：整流储能器件231、推挽开关电路232和比较器电路233，其中，整流储能器件231与压电组件22相连以收集并储存压电组件22产生的能量，推挽开关电路232的输入端与整流储能器件231的输出端相连，推挽开关电路232的输出端与传感器组件10相连，比较器电路233的第一输入端与整流储能器件231的输出端相连，比较器电路233的第二输入端与参考电压端相连，比较器电路233的输出端与推挽开关电路232的控制端相连，比较器电路233根据整流储能器件231的输出端电压生成比较信号以控制推挽开关电路232导通，以使整流储能器件231给传感器组件10供电。其中，整流储能器件231包括整流桥和储能电容。优选地，储能电容可以为电解电容或聚丙苯乙烯电容。

具体地，如图4所示，整流储能器件231具体包括整流桥V1和第一电容C1，整流桥V1的输入端与压电组件22相连，第一电容C1的一端与整流桥V1的输出端相连，第一电容C1的另一端接地GND。比较器电路233具体包括第一二极管D1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电压比较器P1、第一稳压管Z1、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第一二极管D1阳极与整流储能器件231相连，第二电容C2的一端与第一二极管D1的阴极相连，第二电容C2的另一端接地GND，第一电阻R1和第二电阻R2串联，第一电阻R1的一端分别与第二电容C2的一端、第一二极管D1的阴极相连，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地GND，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端之间具有第一节点J1，第一电压比较器P1的正输入端与第一节点J1相连，第一电压比较器P1的输出端与推挽开关电路232的控制端相连，第一稳压管Z1的阴极与第一电压比较器P1的负输入端相连，第一稳压管Z1的阳极接地GND，第三电阻R3连接在第一电压比较器P1的正输入端和第一电压比较器P1的输出端之间，第四电阻R4连接在第一电压比较器P1的正极电源端和第一电压比较器P1的输出端之间。

需要说明的是，第一二极管D1对第一电容C1和第二电容C2进行隔离，第一二极管D1可以为低压降差的锗管，并且导通电流在毫安级别以下。第一电容C1和第二电容C2可以为低漏电电流电容，如电解电容、聚苯乙烯电容等。第一电阻R1和第二电阻R2的阻值比较大，一般在兆级别以上。第一稳压管Z1可以为低导通电流稳压管，导通电流在毫安级别以下。第三电阻R3为调节电阻，用于控制第一电压比较器P1开通时间长短。第四电阻R4为上拉电阻，可以根据实际情况进行选择。第一电压比较器P1可以为低漏电流比较器，其漏电流在毫安级别以下。

推挽开关电路232具体包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4，其中，第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7的公共端与整流储能器件231相连，第五电阻R5的另一端与第一开关管Q1的集电极相连，第一开关管Q1的发射极分别与第二开关管Q2的发射极、传感器组件10相连，第六电阻R6的另一端分别与第一开关管Q1的基极、第二开关管Q2的基极以及第三开关管Q3的集电极相连，第七电阻R7的另一端分别与第三开关管Q3的基极、第四开关管Q4的集电极相连，第四开关管Q4的基极与第一电压比较器P1的输出端相连，第二开关管Q2的集电极、第三开关管Q3的发射极以及第四开关管Q4的发射极相连后接地GND。需要说明的是，第一至第四开关管可以为三极管或MOS管，其压降差比较小，第五至第七电阻的阻值比较大。

当接收振子21接收到超声波信号后，接收振子21产生振动并将振动传递给压电陶瓷或PVDF器件等，压电陶瓷或PVDF器件等因受力形变而产生电能，整流桥V1对压电陶瓷或PVDF器件等产生的电能进行收集，并由第一电容C1进行存储，当第一电容C1的电压达到一定值时，第一电压比较器P1输出高电平以使推挽开关电路232导通，从而使得第一电容C1给传感器组件10供电。可以理解的是，第一电容C1输出的电能还需通过升降压、直交变换或者变频等技术将电能转换为传感器组件10所需电能，具体转换电路为现有技术，故此处未给出具体电路。

根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，超声波信号通过超声能量发射端60发射，其中，超声能量发射端60包括：供电电源61、电能转换单元62和发射振子63，其中，电能转换单元62与供电电源61相连以对供电电源61进行电能转换后输出预设频率的电信号，发射振子63与电能转换单元62相连，发射振子63将预设频率的电信号转换成超声波信号并进行发射，且发射振子63与接收振子61相匹配。

优选地，预设频率可以为20kHz-500MHz。另外，需要说明的是，超声波信号的功率是根据超声能量接收端20的功率以及超声能量发射端60到超声能量接收端20的距离来确定，例如，超声波信号的功率可以在1W以上。

根据本实用新型的一个实施例，接收振子21与发射振子63通过共振以接收超声波信号。

具体地，电能转换单元62对供电电源61如交流市电进行整流、升降压、升降频率等以输出预设频率的电信号，发射振子63将预设频率的电信号转换成超声波信号并进行发射，接收振子21通过共振接收超声波信号，以达到能量的最大收集，并将其转换为振动信号，该振动信号通过压电组件22产生电能，能量管理单元23对压电组件22产生的电能进行收集和存储，并通过升降压、直交变换或者变频等将存储的电能转换为传感器组件10所需电能，以给传感器组件10、无线通信模组30、显示器50和蜂鸣器供电，传感器组件10如温度传感器和/或营养成分传感器实时采集锅具内食物信息，并将采集的烹饪信息通过无线通信模组30发送给智能终端40，从而使得烹饪过程更精确、更智能，同时通过显示器50进行显示，并通过蜂鸣器进行提醒。需要说明的是，能量管理单元23还可以包括欠压、过压保护等，以提高锅具的安全性。

综上所述，根据本实用新型的烹饪锅具，烹饪锅具上设置传感器组件和超声波能量接收端，超声能量接收端与传感器组件相连，超声能量接收端通过接收超声波信号以输出电能供给传感器组件，从而通过超声波信号实现锅具的自供电，进而实现对锅具内食物的烹饪情况实时检测，有效解决智能化烹饪中锅具的无线供电问题。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种超声波无线供电系统，其包括上述的烹饪锅具。

该超声波无线供电系统由于具有上述的烹饪锅具，因此能够有效解决智能化烹饪中锅具的无线供电问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种烹饪锅具，其特征在于，包括：

传感器组件；

超声能量接收端，所述超声能量接收端与所述传感器组件相连，所述超声能量接收端通过接收超声波信号以输出电能供给所述传感器组件。

2.如权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，所述传感器组件包括温度传感器和/或营养成分传感器。

3.如权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，还包括无线通信模组，所述无线通信模组将所述传感器组件采集的烹饪信息发送给外部的智能终端。

4.如权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述传感器组件电连接，以显示所述传感器组件采集的烹饪信息。

5.如权利要求1-4任意一项所述的烹饪锅具，其特征在于，所述超声能量接收端包括用于接收所述超声波信号的接收振子、根据所述超声波信号产生能量的压电组件和能量管理单元，所述接收振子与所述压电组件相连，所述能量管理单元的输入端与所述压电组件相连，所述能量管理单元的输出端与所述传感器组件相连，其中，所述能量管理单元对所述压电组件产生的能量进行收集和管理以输出电能供给所述传感器组件。

6.如权利要求5所述的烹饪锅具，其特征在于，所述压电组件包括压电陶瓷、聚偏氟乙烯PVDF器件。

7.如权利要求5所述的烹饪锅具，其特征在于，所述能量管理单元具体包括：

整流储能器件，所述整流储能器件与所述压电组件相连以收集并储存所述压电组件产生的能量；

推挽开关电路，所述推挽开关电路的输入端与所述整流储能器件的输出端相连，所述推挽开关电路的输出端与所述传感器组件相连；

比较器电路，所述比较器电路的第一输入端与所述整流储能器件的输出端相连，所述比较器电路的第二输入端与参考电压端相连，所述比较器电路的输出端与所述推挽开关电路的控制端相连，所述比较器电路根据所述整流储能器件的输出端电压生成比较信号以控制所述推挽开关电路导通，以使所述整流储能器件给所述传感器组件供电。

8.如权利要求7所述的烹饪锅具，其特征在于，所述整流储能器件包括整流桥和储能电容。

9.如权利要求8所述的烹饪锅具，其特征在于，所述储能电容为电解电容或聚丙苯乙烯电容。