TWI828496B

TWI828496B - 飲水容量計算記錄系統

Info

Publication number: TWI828496B
Application number: TW111150426A
Authority: TW
Inventors: 張志暉
Original assignee: 張志暉
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2024-01-01

Abstract

本發明是一種飲水容量計算記錄系統，主要包括：容量設定模組、位移檢知元件、液位檢知元件及供電設備，其中容量設定模組偶接處理單元並設定容量刻度，位移檢知元件設置於容器且供偵測容器每次之動靜狀態並產生一晃動訊號，液位檢知元件設置於容器並偶接處理單元，液位檢知元件依據每次的晃動訊號由處理單元啟動並經發送單元產生偵測訊號，偵測訊號照射方向由容器口朝容器之容器底部方向，由接收單元接收反射的偵測訊號以產生反射高度數據，由處理單元依據反射高度數據對應計算容量刻度以取得實際刻度位置，處理單元依據每次不同的實際刻度位置而取得一刻度差，透過統計的刻度差能判斷飲用水量的多寡。

Description

飲水容量計算記錄系統

本發明係一種飲水容量計算記錄，尤指一種飲水容量計算記錄系統。

按，飲水對於人體而言尤其重要，水對於人體的好處包括1.大腦變靈活(水是維持腦部正常功能運作的關鍵之一，它與大腦記憶力、情緒、視覺專注力是有相關的，因為血裡有高達90%是水，而血水承載氧氣進入大腦，只要一缺水，就會缺血，導致腦缺氧。而大腦佔了體內氧氣消耗的20%，有充足的氧氣才能讓腦袋運轉更快、更靈活)2.血管更健康(多喝水可以幫助降低血液的黏稠度，減少血栓、高血壓以及心血管疾病的發生率)3.抗老顯年輕(水可以活化細胞、加速身體代謝以及排毒。而且肌膚的彈性也要靠水分來支撐，所以每天喝足夠的水分，就能有助於修復皮膚更顯年輕)4.緩解關節疼痛(關節之間的連接點是軟骨，而軟骨主要是由水、膠原蛋白、蛋白聚糖等成分組成。軟骨水分充足時，才能提供關節潤滑、緩衝的作用，更能承受體重和運動帶來的衝擊)5.提升抵抗力(水是非常重要的存在，它參與了整個身體的循環，可以幫助人體的細胞與組織想維持正常的生理機能。它可以運送養分、氧氣到各個組織，也可將廢物經由肝臟、腎臟排出體外。當體內的廢物、毒素排出體外後，抵抗力自然就提升)6.加速新陳代謝(身體有足夠水分，就能加速體內的新陳代謝、幫助排毒減肥。有研究顯示，水分攝取不足時會導致脂肪堆積，相反的如果有攝取到充足的水分，就能有效減少脂肪堆積在體內)。

而正確且適當的飲水尤其重要，一般來說，喝水量的建議如下：學齡兒童7~12歲，20Kg以上皆適用，每日喝水量「體重kg X 50~60」，每日上限2400ml。青少年13~18歲，50kg以上皆適用，每日喝水量「體重kg X 30~35」，每日上限3500ml。健康成年人體重kg X(30~35)。通常若忘記喝水、等到口很渴、身體其實已經很缺水時才喝很多，或是運動後一次性猛灌、又喝很快，其實這樣做都無法被吸收。因為人體腎臟每20分鐘平均只能吸收200ml的水量，喝超量會導致血液更濃稠、身體更缺水，甚至會脫水，而且除了腸胃不舒服，還有可能引起水中毒「低鈉血症」。因此一天最好不要超過5000cc，一小時內飲水不超過1000c.c。一次要小口小口喝水量約100-200cc為佳。

有鑑於上述關於飲水的基本常識，目前市面上對於每日飲用水的紀錄方式十分少見，現有可知的多以手機中下載飲用水紀錄的相關應用程式APP，以手動輸入方式自行記錄，而此種紀錄方式十分容易無法落實，最終宣告失敗，又或者以重量偵測方式作為飲用水紀錄，而重量偵測方式則十分容易受到使用環境因素造成誤判，而這類的重量偵測設備主要是結合於保溫瓶，並無法應用在任何的容器，倘若使用馬克杯則無法使用，因此用於每日飲水的紀錄就無法充分落實。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

本發明之主要目的在於：提供一種水杯飲水容量計算的記錄裝置，使用者僅需將本裝置夾扣掛貼於容器口側邊處，當裝置與杯子結合後即提升為智能喝水日記的好幫手，隨時24小時記錄每次喝水次數、時間及容量。建立良好的喝水習慣及健康喝水的觀念。

本發明之次要目的在於：提供一種水杯飲水容量計算的記錄裝置，與杯子結合具有位移檢知的能力，能夠辨識杯子移動行為包括觸動移位、舉杯、杯子旋轉角度及靜止等。

本發明之另一目的在於：提供一種水杯飲水容量計算的記錄裝置，與杯子結合具有水位檢知的能力，能夠辨識杯子內的液體水位與裝置間的高度距離數據。

為達上述目的，本發明係一種飲水容量計算記錄系統，其包括：一容量設定模組，其偶接一處理單元並設定一容量刻度；一位移檢知元件，其設置於一具容器口之容器並偶接該處理單元，且供偵測該容器每次之動靜狀態並產生一晃動訊號；一液位檢知元件，其設置於該容器並偶接該處理單元，該液位檢知元件設置一發送單元及一接收單元，該液位檢知元件依據每次的該晃動訊號由該處理單元啟動並經該發送單元產生一偵測訊號，該偵測訊號照射方向由該容器口朝該容器之容器底部方向，由該接收單元接收反射的該偵測訊號以產生一反射高度數據，由該處理單元依據該反射高度數據對應計算該容量刻度以取得一實際刻度位置，該處理單元依據每次不同的該實際刻度位置而取得一刻度差；一供電設備，其電性連接該處理單元以供啟動該位移檢知元件及該液位檢知元件。

根據本發明之一實施例，其中該容器包括一容器本體及一容器蓋。

根據本發明之一實施例，更包括一供整合該位移檢知元件、該液位檢知元件、該處理單元及該供電設備之量測設備，該量測設備供設置於該容器本體或該容器蓋。

根據本發明之一實施例，更包括一顯示元件，其偶接該處理單元並整合於該量測設備，且供顯示該實際刻度位置及該刻度差。

根據本發明之一實施例，更包括一計時元件，其偶接該處理單元並整合於該量測設備，且供啟動該液位檢知元件之倒數計時。

根據本發明之一實施例，更包括一儲存元件，其偶接該處理單元並整合於該量測設備，供該實際刻度位置及該刻度差。

根據本發明之一實施例，更包括一無線通訊單元，其偶接該處理單元並整合於該量測設備，且以無線方式與一電子裝置雙向訊號傳輸。

根據本發明之一實施例，其中該容量設定模組整合於該量測設備或該電子裝置。

根據本發明之一實施例，其中該容量設定模組中的該容量刻度由一容器口直徑輸入單元、一容器底部直徑輸入單元及一容器高度輸入單元輸入尺寸經該處理單元而產生。

根據本發明之一實施例，其中該容量設定模組中的該容量刻度由一刻度輸入單元直接輸入。

根據本發明之一實施例，其中該動靜狀態為移動狀態、傾斜狀態及靜止狀態。

根據本發明之一實施例，其中該位移檢知元件，可為加速度/重力傳感器(accelerometer/G-sensor)、傾斜傳感器(inclinometer)、陀螺儀(Gyroscope)、震動感測器(如Grove-壓電/滾珠/水銀/彈簧開關形式)其中之一者。

根據本發明之一實施例，其中該液位檢知元件，可為Time-of-Flight(ToF)Sensor距離感測器、Ultrasonic Sensor超音波感測器、反射式光學感測器其中之一者。

根據本發明之一實施例，其中該電源單元，可為充電形式電池或非充電形式電池其中之一者。

1:量測設備

10:容量設定模組

100:容器口直徑輸入單元

102:容器底部直徑輸入單元

104:容器高度輸入單元

106:刻度輸入單元

11:位移檢知元件

12:液位檢知元件

120:發送單元

122:接收單元

13:供電設備

14:處理單元

15:顯示元件

16:計時元件

17:儲存元件

18:無線通訊單元

2:容器

20:容器口

21:容器底部

22:容器本體

24:容器蓋

3:吸盤

4:電子裝置

圖1 為本發明較佳實施例之方塊示意圖。

圖2 為本發明量測設備設置於容器之使用狀態示意圖。

圖3 本發明位容量設定模組設定之使用狀態示意圖。

圖4 本發明位移檢知元件對容器感應之使用狀態示意圖。

圖5 為本發明啟動液位檢知元件進行液面距離偵測之使用狀態示意圖。

圖6 為本發明較佳實施例之運作流程示意圖。

圖7 本發明另一位容量設定模組設定之使用狀態示意圖。

圖8 為本發明量測設備設置於容器蓋之使用狀態示意圖。

以下藉由具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“一”、“兩”、“上”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

本發明是一種飲水容量計算記錄系統，請參閱圖1及圖2所示，為本發明較佳實施例之方塊示意圖及量測設備設置於容器之使用狀態示意圖。

圖1中可看出，本發明飲水容量計算記錄系統中的主要包括有容量設定模組10、位移檢知元件11、液位檢知元件12及供電設備13並整合於量測設備1，本實施例中的容量設定模組10以整合於智慧手機或平板電腦所下載的應用程式(APP)為主，容量設定模組10的容量刻度設定主要由容器口直徑輸入單元100、容器底部直徑輸入單元102及容器高度輸入單元104輸入尺寸經該處理單元14而產生，具體操作，容器口直徑輸入單元100輸入8CM，容器底部直徑輸入單元102輸入6CM，容器高度輸入單元104輸入12.4CM，透過與容量設定模組10偶接的處理單元14可得到容量刻度為350ml，抑或是另一種實施態樣(參考圖7)，為容量設定模組中的容量刻度由刻度輸入單元106直接輸入350ml。兩者方式均可作為之後判斷容量刻度的方式。

位移檢知元件11可為加速度/重力傳感器(accelerometer/G-sensor)、傾斜傳感器(inclinometer)、陀螺儀(Gyroscope)、震動感測器(如Grove-壓電/滾珠/水銀/彈簧開關形式)其中之一者。位移檢知元件11設置於一具容器口20之容器2，位移檢知元件11供偵測容器2每次之動靜狀態並產生一晃動訊號，所謂動靜狀態可分為為移動狀態、傾斜狀態及靜止狀態。

液位檢知元件12設置於容器2並偶接處理單元14，液位檢知元件12可為Time-of-Flight(ToF)Sensor距離感測器、Ultrasonic Sensor超音波感測器、反射式光學感測器其中之一者，液位檢知元件12主要設置有發送單元120及接收單元122，當處理單元14接收到晃動訊號後，由液位檢知元件12依據晃動訊號經該發送單元120產生一偵測訊號，偵測訊號照射方向由容器口20朝容器2之容器底部21方向，此偵測訊號是依據液位檢知元件12應用類型而有不同，倘若為Time-of-Flight(ToF)Sensor距離感測器，其偵測方式是以近紅外光為偵測訊號，近紅外光遇液體或物體後反射，接收單元122接收反射的光線，由處理單元14將發射和反射時間差或相位差來換算距離以產生反射高度數據，而後由處理單元14依據反射高度數據對應計算容量刻度以取得一實際刻度位置，處理單元14依據每次不同的實際刻度位置而取得一刻度差。再者，液位檢知元件12倘若為Ultrasonic Sensor超音波感測器，其偵測訊號則為超音波，由發送單元120產生超音波後，遇液體或物體後反射，接收單元122接收反射的超音波，由處理單元14經計算發射後到接收的時間差來換算出與液體或物體的距離，以產生反射高度數據，而後由處理單元14依據反射高度數據對應計算容量刻度以取得一實際刻度位置，處理單元14依據每次不同的實際刻度位置而取得一刻度差。

供電設備可為充電形式電池或非充電形式電池其中之一者，其電性連接處理單元14以供啟動位移檢知元件11及液位檢知元件12。

前述中的容器2包括容器本體22及容器蓋24，圖2中可知，本實施例中的量測設備1主要以外掛方式掛設於容器本體22外側，並且在量測設備1靠近容器本體22位置另外增設吸盤3，藉由吸盤3能讓量測設備1固定在容器本體22而不會晃動，讓偵測時的穩定度更高。

再者，處理單元14另偶接有顯示元件15、計時元件16、儲存元件17及無線通訊單元18且整合於量測設備1，其中顯示元件15供顯示實際刻度位置及刻度差，計時元件16供啟動液位檢知元件之倒數計時，計時元件16的倒數計時亦可直接顯示於顯示元件15，儲存元件17供用於紀錄實際刻度位置及刻度差，而無線通訊單元18以無線方式與一電子裝置(智慧型手機或平板電腦)雙向訊號傳輸。

同時參考圖3、圖4、圖5及圖6所示，本發明位容量設定模組設定之使用狀態示意圖、位移檢知元件對容器感應之使用狀態示意圖、啟動液位檢知元件進行液面距離偵測之使用狀態示意圖及為運作流程示意圖。由各示圖可知，杯子以容器口與容器底部不同尺寸為例，量測設備1首次使用時，利用無線通訊單元18以無線方式與電子裝置4(智慧型手機或平板電腦)雙向訊號傳輸，透過電子裝置4中下載的應用程式(APP)，透過應用程式(APP)中的容量設定模組10進行容器2尺寸輸入，具體操作如下：容器口直徑輸入單元100輸入8CM，容器底部直徑輸入單元102輸入6CM，容器高度輸入單元104輸入12.4CM，透過與容量設定模組10偶接的處理單元14可得到容量刻度為350ml，經由上述操作即可完成容量設定。

透過上述的設定，量測設備1中的液位檢知單元12會自動建立該杯子與水位高度間的容量比值做為刻度容量的基準。其中喝水量的判斷主要依據水位下降的高度做為容量計算的基礎，故基準點的喝水前及喝水後，水位高度比值取樣的時機點及方法至關重要。然而杯子在移動裝水及喝水中都存在水面晃動的狀況，不利於精準的水位判讀，故本發明量測設備1中的位移檢知元件11有效取得震幅強度及轉動角度數據與液位檢知元件12取得的水位長度數據，配合靜止與動態時間差，做為分析的方法。

當杯子舉起或有任何的移動時，位移檢知元件11會先行喚醒顯示單元102，顯示元件15則會開啟顯示當日已飲用的累計喝水總容量。而後，計時元件16供啟動液位檢知元件之倒數計時，而後啟動液位檢知單元12，因此，當杯子靜止超過2分鐘，同時水位高度亦未有改變時，顯示元件15關閉顯示，若水位增加或減少，則會依上次的測試作為基準並顯示新增或減少的數據。

另從圖6可知，本發明的運作流程如圖所示啟始點開始，(歩驟1)檢查位移檢知單元是否被移動觸發，當檢知杯子被移動時，顯示元件15開啟顯示目前容量資訊及2分鐘計時(由計時元件16倒數計時)。(歩驟2)檢查位移檢知元件11是否處於靜止不動狀態，如果“No”則2分鐘計時重新計數。(歩驟3)檢查位移檢知元件11的容器口方向是否在判定區(參閱第5圖)，判定區即是容器口水平無傾斜狀態，如果“No”(歩驟4)檢查位移檢知元件11的容器口方向是否在喝水區(參閱第6圖)喝水區即是容器口非水平傾斜狀態，如果“Yes”是則將喝水旗標設為1，反之設為0，之後返回(歩驟2)。而當(歩驟3)檢查位移檢知元件11如果“Yes”則將液位檢知單元12開啟，同時取樣目前即時的實測水位值高度。(歩驟5)檢查即時水位值高度是否大於水位基準值，如果“Yes”代表杯子內有注水的狀況水位有上升，所以變更水位的判定基準值設為等於即時水位值之後返回(歩驟2)。但如果(歩驟5)檢查為“No”代表杯子水位下降，此時必須再檢查喝水旗標是否為1，因為必須依據該旗標判斷是否真有喝水的行為發生才為合理事件。(歩驟5)如果“Yes”則計算該次喝水容量及累加至每日總喝水容量的記錄資訊中，於儲存元件17中儲存記錄及變更水位的判定基準值設為等於即時水位值及喝水旗標設為0，之後返回(歩驟2)。在結束迴圈的程序上必須在(歩驟2)中滿足位移檢知的杯子靜止不動的條件，進入(歩驟7)2分鐘靜止不動時間計數完成後，執行關閉顯示屏幕、關閉液位檢知單元12及喝水旗標設為0等，即可返回最初的開始啟始點。

計算喝水容量採用圓錐體積的數學方程式計算，適用於直筒及斜筒型式的杯子。已知杯子的容器口直徑D及杯底直徑d，將水位基準值減去即時水位值，可得水位高度H，依據前述已知數據可計算之水容量體積V的參考公式如下：V=1/3πH((D/2)²+(d/2)²+(Dd/4))，依該基礎公式求得體積。

由上述可知，本發明主要是提供一種水杯飲水容量計算的記錄裝置，使用者僅需將本裝置夾扣掛貼於容器口側邊處，當裝置與容器結合後即提升為智能喝水日記的好幫手，隨時24小時記錄每次喝水次數、時間及容量。建立良好的喝水習慣及健康喝水的觀念，以及與容器結合具有位移檢知的能力，能夠辨識容器移動行為包括觸動移位、舉杯、容器旋轉角度及靜止等。再者，與容器結合具有水位檢知的能力，能夠辨識容器內的液體水位與裝置間的高度距離數據。

另請參閱圖7及圖8所示，為本發明另一位容量設定模組設定之使用狀態示意圖及量測設備設置於容器蓋之使用狀態示意圖。容量設定模組以整合於量測設備1為主，並可直接在量測設備1上容量設定模組10中的刻度輸入單元106輸入容量刻度，由刻度輸入單元106輸入容量刻度的數字，而具體操作與上述容量設定模組10整合於智慧手機或平板電腦所下載的應用程式(APP)中的相同，因此不多贅述。藉此，可讓不會用手機操作得使用者，亦可簡易的透過操作量測設備1達到得知自己每日喝水量的數據統計。由於量測設備1直接安裝於容器2的容器蓋24上，因此當容器蓋24放置於容器本體22且位於容器口20時，則可透過位移檢知元件11偵測容器2動靜狀態並啟動液位檢知元件12產生偵測訊號，偵測訊號照射方向由容器口20朝容器2之容器底部21方向，而後續偵測方式與可預期達到之效果皆與前述相同，不重複贅述。

上述實施例僅為例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此項技藝的人士均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的權利保護範圍，應如後述申請專利範圍所列。