一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的是提供一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，包括杯體及底座，所述杯體包括不銹鋼內(nèi)膽，所述不銹鋼內(nèi)膽外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層外部設(shè)有杯體外殼，所述杯體外殼內(nèi)部設(shè)有控制線路板，所述控制線路板一側(cè)設(shè)有觸控屏，所述不銹鋼內(nèi)膽側(cè)部設(shè)有溫度傳感器。本實(shí)用新型的有益效果在于，大大減少同等容積下水杯的整體體積，同時(shí)由于石墨烯電阻小，熱轉(zhuǎn)率高，升溫快，且所需電壓較低，因此攜帶及使用均非常方便，且可迅速加熱杯內(nèi)液體，并且可精確控制加熱的溫度，另外由于石墨烯材料熱儲能非常少，因此斷電后迅速停止增溫，提升了使用的安全性。
【專利說明】
一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及生活用品領(lǐng)域，尤其涉及一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對于生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們對于日常生活用品美觀與功能性的的要求也逐漸提尚。
[0003]現(xiàn)有的水杯產(chǎn)品多只具有保溫功能，本身不帶有加熱功能，產(chǎn)品的功能性相對不足。而已有的少部分帶有加熱功能的水杯均采用傳統(tǒng)的加熱材料進(jìn)行加熱，其缺點(diǎn)是不僅體積相對普通水杯較大，影響產(chǎn)品美觀和使用體驗(yàn)，同時(shí)其加熱速度慢，溫度不易調(diào)節(jié)，且所需電源電壓較大，使用靈活性相對較差。
[0004]石墨烯(Graphene)是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈.蓋姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
[0005]石墨烯既是最薄的材料，也是最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強(qiáng)度最尚的材料。
[0006]作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨稀被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。
[0007]石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300￥/!11.K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V.s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10_6 Ω.cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料，其電阻率極低，電子迀移的速度極快。同時(shí)其也具有在一定電壓下可產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射，從而產(chǎn)生熱能的特性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，體積小，重量輕，加熱速度快，并且溫度可精確調(diào)節(jié)。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，包括杯體及底座，所述杯體包括不銹鋼內(nèi)膽，所述不銹鋼內(nèi)膽外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層包裹在不銹鋼內(nèi)膽外部，由于石墨烯具有在一定電壓下可產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射，從而產(chǎn)生熱能的特性，因此可以對杯內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層外部設(shè)有杯體外殼，所述杯體外殼的材質(zhì)為不銹鋼或塑料等。
[0010]所述杯體外殼內(nèi)部設(shè)有控制線路板，所述控制線路板包括中央處理器、電源控制模塊、觸控屏驅(qū)動模塊、功率發(fā)生模塊以及安全保護(hù)模塊等，所述控制線路板一側(cè)設(shè)有觸控屏，觸控屏可選用液晶材質(zhì)，所述觸控屏的表面位于杯體外殼側(cè)部外表面，所述觸控屏可以為普通屏幕，平整鑲嵌于杯體外殼表面，也可以選用柔性屏，用以貼合不同形狀的杯體的側(cè)表面。所述不銹鋼內(nèi)膽側(cè)部設(shè)有溫度傳感器，用于檢測杯內(nèi)液體的實(shí)時(shí)溫度，并將相關(guān)溫度信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂凭€路板內(nèi)，用以精確控制石墨烯膜材料發(fā)熱層是否繼續(xù)加熱或停止加熱，以達(dá)到精確控制杯內(nèi)液體溫度的效果。所述控制線路板與石墨烯膜材料發(fā)熱層之間通過電線路連接，所述控制線路板與溫度傳感器之間通過電線路連接。
[0011]由于石墨烯膜材料發(fā)熱層發(fā)熱所需的電壓相對較低，因此可選用電池作為電源， 所述底座內(nèi)部設(shè)有電池，所述電池可以選用普通可更換的電池，但優(yōu)選為可充電電池，以便配合外部電源使用。
[0012]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層與杯體外殼之間設(shè)有隔熱層，防止石墨烯膜材料發(fā)熱層產(chǎn)生的熱量向杯體外部方向輻射，以防熱量散失，或使控制線路板溫度過高，或燙傷使用者。
[0013]更進(jìn)一步，所述隔熱層與杯體外殼之間設(shè)有保溫層，可以有效防止杯內(nèi)熱量散失。
[0014]進(jìn)一步，所述底座一側(cè)設(shè)有電源接口，所述電源接口優(yōu)選的帶有防水設(shè)計(jì)，且電源接口既可以直接為石墨烯膜材料發(fā)熱層供電，同時(shí)也可以為所選用的充電電池進(jìn)行充電， 所述電源接口可通過電源適配器連接100-240V的交流電源，同時(shí)也可以通過汽車內(nèi)的點(diǎn)煙器或車內(nèi)電源接口等連接車載電源供電。
[0015]進(jìn)一步，所述杯體上部優(yōu)選的設(shè)有杯蓋，加設(shè)杯蓋可以提升水杯整體的加熱效率， 同時(shí)也可以使保溫效果更好，并且也更加方便攜帶。
[0016]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層的溫度調(diào)節(jié)范圍為20°C_100°C。[0〇17]進(jìn)一步，所述杯體厚度范圍為lmm-4.5mm，較薄的杯體可以保證水杯的使用方便性及杯體的美觀程度。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:利用石墨烯具有在一定電壓下可產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射， 從而產(chǎn)生熱能的特性，用石墨烯膜材料發(fā)熱層代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱材質(zhì)，大大減少同等容積下水杯的整體體積，同時(shí)由于石墨烯電阻小，熱轉(zhuǎn)率高，升溫快，且所需電壓較低，因此攜帶及使用均非常方便，且可迅速加熱杯內(nèi)液體，并且可精確控制加熱的溫度，另外由于石墨烯材料熱儲能非常少，因此斷電后迅速停止增溫，提升了使用的安全性。【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；[0021 ]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的剖視圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的剖視圖；[〇〇23]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三的剖視圖。[〇〇24]附圖標(biāo)記:
[0025] 1-杯體；2-底座；3-觸控屏；
[0026]4-電池；5-溫度傳感器；6-控制線路板；[〇〇27]7-杯蓋；8-電源接口；
[0028]11-不銹鋼內(nèi)膽；12-石墨烯膜材料發(fā)熱層；13-杯體外殼；
[0029]14-隔熱層；15-保溫層；【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0032]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連， 可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。[〇〇33] 實(shí)施例一:
[0034]圖1為本實(shí)用新型的主視圖，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的剖視圖，如圖所示:一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，包括杯體1及底座2,所述杯體1包括不銹鋼內(nèi)膽11，所述不銹鋼內(nèi)膽11外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層12,所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12包裹在不銹鋼內(nèi)膽11外部，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12外部設(shè)有杯體外殼13,所述杯體外殼13的材質(zhì)為不銹鋼。[〇〇35]所述杯體外殼13內(nèi)部設(shè)有控制線路板6,所述控制線路板6包括中央處理器、電源控制模塊、觸控屏驅(qū)動模塊、功率發(fā)生模塊以及安全保護(hù)模塊等，所述控制線路板6—側(cè)設(shè)有觸控屏3,觸控屏3選用液晶材質(zhì)，所述觸控屏3的表面位于杯體外殼13側(cè)部外表面，平整鑲嵌于杯體外殼13表面。
[0036]所述不銹鋼內(nèi)膽11側(cè)部設(shè)有溫度傳感器5,用于檢測杯內(nèi)液體的實(shí)時(shí)溫度，并將相關(guān)溫度信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂凭€路板6內(nèi)，用以精確控制石墨烯膜材料發(fā)熱層12是否繼續(xù)加熱或停止加熱，以達(dá)到精確控制杯內(nèi)液體溫度的效果。所述控制線路板6與石墨烯膜材料發(fā)熱層12之間通過電線路連接，所述控制線路板6與溫度傳感器5之間通過電線路連接。
[0037]由于石墨烯膜材料發(fā)熱層12發(fā)熱所需的電壓相對較低，因此可選用電池4作為電源，所述底座2內(nèi)部設(shè)有電池4,所述電池4選用普通可更換的電池。
[0038]進(jìn)一步，所述杯體1上部優(yōu)選的設(shè)有杯蓋7,加設(shè)杯蓋7可以提升水杯整體的加熱效率，同時(shí)也可以使保溫效果更好，并且也更加方便攜帶。[〇〇39]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12的溫度調(diào)節(jié)范圍為20°C_100°C。
[0040]進(jìn)一步，所述杯體I厚度范圍為1.5mm，較薄的杯體I可以保證水杯的使用方便性及杯體的美觀程度。
[0041]實(shí)施例二:
[0042]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的剖視圖，如圖所示:一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，包括杯體I及底座2，所述杯體I包括不銹鋼內(nèi)膽11，所述不銹鋼內(nèi)膽11外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層12，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12包裹在不銹鋼內(nèi)膽11外部，由于石墨烯具有在一定電壓下可產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射，從而產(chǎn)生熱能的特性，因此可以對杯內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12外部設(shè)有杯體外殼13，所述杯體外殼13的材質(zhì)為耐熱塑料材質(zhì)。
[0043]所述杯體外殼13內(nèi)部設(shè)有控制線路板6，所述控制線路板6包括中央處理器、電源控制模塊、觸控屏驅(qū)動模塊、功率發(fā)生模塊以及安全保護(hù)模塊等，所述控制線路板6—側(cè)設(shè)有觸控屏3，觸控屏3選用液晶材質(zhì)，所述觸控屏3的表面位于杯體外殼13側(cè)部外表面，所述觸控屏3為普通液晶屏幕，平整鑲嵌于杯體外殼13表面。
[0044]所述不銹鋼內(nèi)膽11側(cè)部設(shè)有溫度傳感器5，所述溫度傳感器精度為0.TC，用于檢測杯內(nèi)液體的實(shí)時(shí)溫度，并將相關(guān)溫度信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂凭€路板6內(nèi)，用以精確控制石墨烯膜材料發(fā)熱層12是否繼續(xù)加熱或停止加熱，以達(dá)到精確控制杯內(nèi)液體溫度的效果。
[0045]所述控制線路板6與石墨烯膜材料發(fā)熱層12之間通過電線路連接，所述控制線路板6與溫度傳感器5之間通過電線路連接。
[0046]由于石墨烯膜材料發(fā)熱層12發(fā)熱所需的電壓相對較低，因此可選用電池4作為電源，所述底座2內(nèi)部設(shè)有電池4，所述電池4選用可更換的充電電池。
[0047]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12與杯體外殼13之間設(shè)有隔熱層14，防止石墨烯膜材料發(fā)熱層12產(chǎn)生的熱量向杯體I外部方向輻射，以防熱量散失，或使控制線路板6溫度過高，或燙傷使用者。
[0048]更進(jìn)一步，所述隔熱層14與杯體外殼13之間設(shè)有保溫層15，可以有效防止杯內(nèi)熱量散失。
[0049]進(jìn)一步，所述杯體I上部優(yōu)選的設(shè)有杯蓋7，所述杯蓋7材質(zhì)為與杯體材質(zhì)相同的耐熱塑料材質(zhì)，加設(shè)杯蓋7可以提升水杯整體的加熱效率，同時(shí)也可以使保溫效果更好，并且也更加方便攜帶，并保證水杯整體的美觀。
[0050]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12的溫度調(diào)節(jié)范圍為20°C-100°C。
[0051]進(jìn)一步，所述杯體I厚度范圍為3mm，較薄的杯體I可以保證水杯的使用方便性及杯體的美觀程度。
[0052]實(shí)施例三:
[0053]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三的剖視圖，如圖所示:一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，包括杯體I及底座2，所述杯體為圓筒型，所述杯體I包括不銹鋼內(nèi)膽11，所述不銹鋼內(nèi)膽11外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層12，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12包裹在不銹鋼內(nèi)膽11外部，由于石墨烯具有在一定電壓下可產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射，從而產(chǎn)生熱能的特性，因此可以對杯內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12外部設(shè)有杯體外殼13，所述杯體外殼13的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)。
[0054]所述杯體外殼13內(nèi)部設(shè)有控制線路板6，所述控制線路板6包括中央處理器、電源控制模塊、觸控屏驅(qū)動模塊、功率發(fā)生模塊以及安全保護(hù)模塊等，所述控制線路板6—側(cè)設(shè)有觸控屏3,觸控屏3選用柔性屏，用以貼合圓筒形杯體1的側(cè)表面。
[0055]所述不銹鋼內(nèi)膽11側(cè)部設(shè)有溫度傳感器5,用于檢測杯內(nèi)液體的實(shí)時(shí)溫度，并將相關(guān)溫度信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂凭€路板6內(nèi)，用以精確控制石墨烯膜材料發(fā)熱層12是否繼續(xù)加熱或停止加熱，以達(dá)到精確控制杯內(nèi)液體溫度的效果。
[0056]所述控制線路板6與石墨烯膜材料發(fā)熱層12之間通過電線路連接，所述控制線路板6與溫度傳感器5之間通過電線路連接。[〇〇57]由于石墨烯膜材料發(fā)熱層12發(fā)熱所需的電壓相對較低，因此可選用電池4作為電源，所述底座2內(nèi)部設(shè)有電池4,所述電池4為可充電電池，以便配合外部電源使用。[〇〇58]進(jìn)一步，所述底座2—側(cè)設(shè)有電源接口，所述電源接口優(yōu)選的帶有防水設(shè)計(jì)，防止水杯使用過程中有液體濺入，造成短路，且電源接口 8既可以直接為石墨烯膜材料發(fā)熱層12 供電，同時(shí)也可以為所選用的充電電池進(jìn)行充電，所述電源接口8可通過電源適配器連接 100-240V的交流電源，同時(shí)也可以通過汽車內(nèi)的點(diǎn)煙器或車內(nèi)電源接口等連接車載電源供電，方便在遠(yuǎn)途旅行中在車的進(jìn)行加熱使用。
[0059]進(jìn)一步，所述杯體1上部優(yōu)選的設(shè)有杯蓋7,所述杯蓋7選用與杯體相同的不銹鋼材質(zhì)，加設(shè)杯蓋7可以提升水杯整體的加熱效率，同時(shí)也可以使保溫效果更好，并且也更加方便攜帶。
[0060]進(jìn)一步，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層12的溫度調(diào)節(jié)范圍為20°c-100°c。
[0061]進(jìn)一步，所述杯體1厚度范圍為2mm，較薄的杯體1可以保證水杯的使用方便性及杯體的美觀程度。
[0062]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:包括杯體及底座，所述杯體包括不銹鋼內(nèi)膽，所述不銹鋼內(nèi)膽外部設(shè)有石墨烯膜材料發(fā)熱層，所述石墨烯膜材料發(fā)熱層外部設(shè)有杯體外殼； 所述杯體外殼內(nèi)部設(shè)有控制線路板，所述控制線路板一側(cè)設(shè)有觸控屏，所述觸控屏的表面位于杯體外殼側(cè)部外表面，所述不銹鋼內(nèi)膽側(cè)部設(shè)有溫度傳感器，所控制線路板與石墨烯膜材料發(fā)熱層之間通過電線路連接，所述控制線路板與溫度傳感器之間通過電線路連接； 所述底座內(nèi)部設(shè)有電池。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述石墨烯膜材料發(fā)熱層與杯體外殼之間設(shè)有隔熱層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述隔熱層與杯體外殼之間設(shè)有保溫層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述電池為可充電電池。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述底座一側(cè)設(shè)有電源接口。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述電源接口可通過電源適配器連接100-240V的交流電源。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述電源接口可接連接車載電源供電。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述杯體上部設(shè)有杯蓋。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述石墨烯膜材料發(fā)熱層的溫度調(diào)節(jié)范圍為20 °C -1OO °C。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用石墨烯材料控制水溫的水杯，其特征在于:所述杯體厚度范圍為lmm-4.5mm。
【文檔編號】A47G19/22GK205568539SQ201620117472
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】瑙ｆ袱, 解渤
【申請人】瑙ｆ袱, 解渤