基于新時代下智能暖心杯的思考

武天星 張 瑋 郭美岐

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)大慶校區(qū) 黑龍江省大慶市 163000）

產(chǎn)品簡介

本產(chǎn)品是一種可以控制水溫的保溫杯，包括內(nèi)膽，杯底和杯蓋。所述內(nèi)膽由吸熱層和真空層組成，雙層內(nèi)膽通過密制螺紋將真空層和交互材料層無縫連接可以實現(xiàn)保溫、降溫雙模式。杯底儲存無線藍(lán)牙智聯(lián)芯片和成分模塊，可實現(xiàn)APP小程序的水質(zhì)信息自動更新，杯蓋設(shè)有電子顯示屏和溫度傳感器，溫度傳感器與顯示屏電性連接，可直接顯示水溫。本實用新型通過杯身旋轉(zhuǎn)，使保溫降溫模式隨意切換，杯底內(nèi)有蓄電池裝備，可以根據(jù)電阻提示不同的模式，真正達(dá)到人杯交互的效果。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩種不同的模式實現(xiàn)保溫和控溫。其一是降溫模式，內(nèi)膽雙層相同材料重疊時，保溫功能失效，吸熱功能開啟，開始迅速降溫到適宜的溫度；其二是保溫模式，內(nèi)膽雙層相同材料交互，真空隔離層圍成一圈時，保溫功能開啟，鎖住溫度，長效保溫。智能顯屏水溫水質(zhì)實時監(jiān)測，掃碼智能小程序，更有為每日飲水健康做一份用心的報告和建議，更有專業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助使用者養(yǎng)成健康的飲水習(xí)慣。

項目的靈感來源

隨著人類文明的進(jìn)步，人類對自身健康的要求也越來越高,很多人都注重自己的生活方式。而不同品質(zhì)的水對人的身體也會產(chǎn)生不同的影響，據(jù)了解，攝入冷飲會使胃腸黏膜突然遇冷而使原來開放的毛細(xì)血管收縮，使平滑肌痙攣，可以引起胃腸不適或絞痛甚至是腹瀉而過燙的水進(jìn)入食道，也會破壞食道黏膜和刺激黏膜增生，誘發(fā)食道癌，這已是醫(yī)學(xué)界的定論。因此，飲用水的最適宜溫度是35℃-50℃。但該溫度間的水有可能是陰陽水，有可能是溫開水。而陰陽水又稱混合水，即冷水和熱水的混合體?，F(xiàn)實生活中，有些‘急性子’會直接將開水和冷水混合后飲用。其實，喝陰陽水是一種不科學(xué)的做法（中藥藥引除外），因為陰陽水可能含有各種病原微生物，所以喝陰陽水可能引起各種腸道傳染病。

而溫開水是指將新鮮開水涼自然冷卻至20℃-25℃，俄羅斯、美國、日本的科學(xué)家亦稱為“復(fù)活水”。有?！拔浮?、清潔口腔、促進(jìn)吸收、減肥瘦身、預(yù)防感冒等作用。

但是快節(jié)奏的生活，讓人們無法等待熱水降溫至適宜的溫度，以致人們都選擇喝冷水或者放棄喝水。而我們的水杯可以解決這個問題，做到迅速降溫并長效保溫，隨時都可以喝到最適宜溫度的水，養(yǎng)成喝水的健康習(xí)慣，若能實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，這款迅速降溫至適宜溫度并長效保溫的智能暖心杯將風(fēng)靡全球

產(chǎn)品創(chuàng)新

材料創(chuàng)新：智能暖心杯的內(nèi)膽材料從外至內(nèi)分別使用了：點噴工藝、304不銹鋼杯身、內(nèi)膽鍍銅原理、真空隔熱層、相變材料層、內(nèi)層304不銹鋼層、內(nèi)膽電解研磨層。而其中最重要的是相變材料，它是一種會隨溫度變化而改變物質(zhì)狀態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。以固-液相變?yōu)槔诩訜岬饺刍瘻囟葧r，就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲存大量的潛熱;當(dāng)相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去，進(jìn)行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。除了相變材料之外，熱電材料可以為水質(zhì)和水溫的監(jiān)測裝置提供能量。它們?yōu)闊犭娔芰哭D(zhuǎn)換器和實時水質(zhì)監(jiān)測器的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：智能暖心杯的特殊結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)水杯無法實現(xiàn)迅速降溫的問題。首先在水杯的內(nèi)表面鋪設(shè)真空材料層和散熱材料層，通過現(xiàn)代工藝將兩層結(jié)構(gòu)內(nèi)膽交互無縫連接，并由置于杯身的按鈕控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，當(dāng)使用者按壓按鈕時，整個杯子處于保溫狀態(tài)，此時杯身中間兩層同側(cè)為相同材料，再按一次按鈕后，可使第二層旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后杯子處于散熱狀態(tài)，開始迅速降溫，從而來達(dá)到人杯交互的效果。

項目成就

第七屆“建行杯”黑龍江省大學(xué)生互聯(lián)網(wǎng)+比賽中獲得省級三等獎；獲批2019年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目立項；參加第六屆“創(chuàng)青春”全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽展覽。

項目感悟

通過開展此項創(chuàng)新訓(xùn)練，不僅響應(yīng)了國家大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)的號召，更開闊了我們的視野、學(xué)習(xí)了很多技能，提升了綜合能力，在一次次機(jī)遇與挑戰(zhàn)中培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，為日后創(chuàng)業(yè)或就業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。該項目自被確立為國家級立項后，課題小組成員和老師都對項目投入了極大的熱情和努力。我們發(fā)揮各自的優(yōu)勢，端正研發(fā)態(tài)度，積極調(diào)整與完善研究計劃，協(xié)調(diào)項目與學(xué)習(xí)時間。其中的辛苦只有經(jīng)歷過的人才知道，但其中的收獲和經(jīng)驗也是一份無價之寶，讓我們學(xué)會了團(tuán)隊合作只有勁往一處使，才能讓團(tuán)隊勝利，自己收益。如果有機(jī)會，希望每一位同學(xué)都可以有一次立項訓(xùn)練的經(jīng)歷，相信一定會收獲頗多的。（通訊作者:潘昱）