實時喚醒不倒翁保溫杯設計

楊帆

摘要：現有的大學生用保溫杯，無論是功能還是造型都多種多樣，但是在使用時存在一定的弊端，如半夜喝水無法準確找到保溫杯，工作學習時容易打翻水杯，因此有必要設計出一款解決使用問題的學生用保溫杯，利用科技手段結合實際，使保溫杯具有機敏喚醒等功能，重點闡述學生用保溫杯的設計。

關鍵詞：大學生用保溫杯;喚醒;不倒翁;設計

一、研究內容啟示

（一）研究問題與對象

現在大學的宿舍不僅僅是作為一個休息的場所，而且是學習、生活、娛樂的場所。作為大學宿舍中的一員，針對這種情景進行一款保溫杯的設計，得心應手且具有說服力。

通過對大學生使用保溫杯飲水的過程進行情景模擬分析得出：一：當半夜口渴時，不方便開燈又找不到手機會很麻煩。如果把保溫杯放在枕邊或床框里又擔心會撒，而且在床上光線弱，喝水很容易撒到床單上，同時也給睡眠帶來一定的心理負擔。二：在想喝水時光線弱的情況下，床邊的階梯非常高，在半夜意識不太清醒的時候很容易踩空摔倒，相當危險。三：在寢室本就不大的書桌學習時，如果把忘記擰緊的保溫杯放在旁邊很容易碰到，把書本和電腦浸濕，這很糟會影響學習的效率和心情。四：在不查看的情況下，不知道保溫杯的剩余水量及杯中的水溫是否適合立即使用。五：不確定接的水是否符合國家飲用水標準，對健康是否存在威脅。情景六：占用空間問題，寢室空間較小，設計要考慮到產品的空間利用問題。情景七：冬季，保溫杯的杯體材質親膚問題，尤其是對于怕受涼經期的女孩子。因此，親膚與美觀應該完美結合。情景八：成本問題，反對人力、財力、物力的浪費，同時盡可能使產品在包括價格方面使大學生能夠接受。

結論：為大學生針對性地設計一款實時喚醒不倒翁保溫杯設計

（二）理論依據

發展來源：保溫杯一般是由陶瓷或不銹鋼加上真空層作成的盛水的容器，頂部有蓋，密封嚴實，真空絕熱層能使裝在內部的水等液體延緩散熱，以達到保溫的目的。保溫杯從保溫瓶發展而來的，保溫原理與保溫瓶一樣，只是人們為了方便把瓶做成杯。熱力的傳播有三種途徑：輻射、對流和傳遞。保溫杯內銀色的杯膽能反射熱水的輻射，杯膽和杯身的真空能阻斷熱力的傳遞，而不易傳遞熱量的瓶子能阻止熱對流。

（三）研究目的及預期成果

主要功能解決方案及技術可行性：

1.捕捉微小聲音指令，立刻做出回饋。（智能聲控）

2.在設備上顯示溫度、水量、時間及電量參數。（輕觸）

技術：高靈敏度傳感器、智能芯片，精準度高達±1℃

3.顯示屏顯示PPM（Part Per Million）值，檢測水質。（將產品倒過來靜置3S左右）

世界衛生組織飲用水質準則：

飲用水：≤500PPM， 優質飲用水：50PPM，最佳飲用水：170PPM ? ? ?1PPM=1mg/l

技術：杯中放置水質檢測模塊，與溫度探測模塊相連。

4.磁吸充電（直接觸碰杯頂）

5.設計外形：紡錘體、草編杯套、嵌入杯蓋的環可掛置或手提。

二、解決實際問題，設計方案過程

（一）研究過程及條件

1.由興趣點確認研究對象和目的，逐步發現了設計問題。抱著這些問題開始走訪調研，包括兩次的宜家之行，都給了我很多收獲。

2.以下內容就開始了我的設計過程，包括市場深入調研、網上查找資料，歸納總結，進一步了解市場上保溫杯的功能和外型。了解保溫杯的發展前景和設計價值，做到以人為本的設計理念，讓優質的設計提高人們的生活質量、使設計產品價值最大化。

3.繪制草圖，仔細推敲、篩選方案。做到造型簡潔、功能直達痛點，解決人們在使用保溫杯遇到的麻煩和困難。

4.和他人交流設計想法和過程，聽取他人意見，彌補設計中的不足。

5.利用三維軟件建模加渲染，完成設計上視覺的表達。進一步總結。

（二）經費預算

1、材質：內膽用食品級的304鋼，保證用來裝水的保溫杯重金屬溶入量不超標，包括鉛不超標。內外都用304鋼，成本較高。最好的是PC料（嬰兒奶瓶料），PC料放在開水里面煮是沒有味道，不會變形的。膠圈用硅膠，無毒材料，彈性韌性好，不易變形。

2、真空保溫：真空分為無尾真空和有尾真空，無尾真空的技術較先進，真空度高，效果好，由于工藝的差別，有效容量更多。

3、外觀：保溫杯造形是否美觀要看制作保溫杯的工藝，細節部分的做工，接口處會不會精致，保溫杯口邊沿會不會圓滑，平整。

4、內蓋：保溫杯的內蓋用PC料，聞起來沒有味道，塑料的亮度好，平整。蓋子平整，不會出現有清洗不到的衛生盲點，能清得干凈，用的衛生。

一款保溫杯參考價為160元

參考文獻

[1] 李增輝.一種便于攜帶的學生用保溫杯.科技技術創新， 2019.

[2] 保溫杯的選購技巧.中國防偽報道， 2016.

[3] 王娜;范玉杰;李偉;葉文江.用溫度傳感器院級設計保溫杯.大學物理實驗， 2008.

[4]候正邦.可調節水溫的保溫杯設計[J].電子技術與軟件工程， 2018（02）.

[5]韓菲.楊建軍.新型保溫水杯的功能與外觀結構設計研究[J].才智， 2018（02）.