基于新时代下智能暖心杯的思考

武天星 张 玮 郭美岐

（哈尔滨医科大学大庆校区 黑龙江省大庆市 163000）

产品简介

本产品是一种可以控制水温的保温杯，包括内胆，杯底和杯盖。所述内胆由吸热层和真空层组成，双层内胆通过密制螺纹将真空层和交互材料层无缝连接可以实现保温、降温双模式。杯底储存无线蓝牙智联芯片和成分模块，可实现APP小程序的水质信息自动更新，杯盖设有电子显示屏和温度传感器，温度传感器与显示屏电性连接，可直接显示水温。本实用新型通过杯身旋转，使保温降温模式随意切换，杯底内有蓄电池装备，可以根据电阻提示不同的模式，真正达到人杯交互的效果。其内部结构有两种不同的模式实现保温和控温。其一是降温模式，内胆双层相同材料重叠时，保温功能失效，吸热功能开启，开始迅速降温到适宜的温度；其二是保温模式，内胆双层相同材料交互，真空隔离层围成一圈时，保温功能开启，锁住温度，长效保温。智能显屏水温水质实时监测，扫码智能小程序，更有为每日饮水健康做一份用心的报告和建议，更有专业数据分析，帮助使用者养成健康的饮水习惯。

项目的灵感来源

随着人类文明的进步，人类对自身健康的要求也越来越高,很多人都注重自己的生活方式。而不同品质的水对人的身体也会产生不同的影响，据了解，摄入冷饮会使胃肠黏膜突然遇冷而使原来开放的毛细血管收缩，使平滑肌痉挛，可以引起胃肠不适或绞痛甚至是腹泻而过烫的水进入食道，也会破坏食道黏膜和刺激黏膜增生，诱发食道癌，这已是医学界的定论。因此，饮用水的最适宜温度是35℃-50℃。但该温度间的水有可能是阴阳水，有可能是温开水。而阴阳水又称混合水，即冷水和热水的混合体。现实生活中，有些‘急性子’会直接将开水和冷水混合后饮用。其实，喝阴阳水是一种不科学的做法（中药药引除外），因为阴阳水可能含有各种病原微生物，所以喝阴阳水可能引起各种肠道传染病。

而温开水是指将新鲜开水凉自然冷却至20℃-25℃，俄罗斯、美国、日本的科学家亦称为“复活水”。有保“胃”、清洁口腔、促进吸收、减肥瘦身、预防感冒等作用。

但是快节奏的生活，让人们无法等待热水降温至适宜的温度，以致人们都选择喝冷水或者放弃喝水。而我们的水杯可以解决这个问题，做到迅速降温并长效保温，随时都可以喝到最适宜温度的水，养成喝水的健康习惯，若能实现规模化生产，这款迅速降温至适宜温度并长效保温的智能暖心杯将风靡全球

产品创新

材料创新：智能暖心杯的内胆材料从外至内分别使用了：点喷工艺、304不锈钢杯身、内胆镀铜原理、真空隔热层、相变材料层、内层304不锈钢层、内胆电解研磨层。而其中最重要的是相变材料，它是一种会随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。以固-液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热;当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。除了相变材料之外，热电材料可以为水质和水温的监测装置提供能量。它们为热电能量转换器和实时水质监测器的应用提供了理论依据，具有很强的现实意义。

结构创新：智能暖心杯的特殊结构解决了传统水杯无法实现迅速降温的问题。首先在水杯的内表面铺设真空材料层和散热材料层，通过现代工艺将两层结构内胆交互无缝连接，并由置于杯身的按钮控制结构转换，当使用者按压按钮时，整个杯子处于保温状态，此时杯身中间两层同侧为相同材料，再按一次按钮后，可使第二层旋转，旋转后杯子处于散热状态，开始迅速降温，从而来达到人杯交互的效果。

项目成就

第七届“建行杯”黑龙江省大学生互联网+比赛中获得省级三等奖；获批2019年国家级大学生创新创业训练项目立项；参加第六届“创青春”全国大学生创业大赛展览。

项目感悟

通过开展此项创新训练，不仅响应了国家大众创新，万众创业的号召，更开阔了我们的视野、学习了很多技能，提升了综合能力，在一次次机遇与挑战中培养了创新思维，为日后创业或就业奠定了坚实的基础。该项目自被确立为国家级立项后，课题小组成员和老师都对项目投入了极大的热情和努力。我们发挥各自的优势，端正研发态度，积极调整与完善研究计划，协调项目与学习时间。其中的辛苦只有经历过的人才知道，但其中的收获和经验也是一份无价之宝，让我们学会了团队合作只有劲往一处使，才能让团队胜利，自己收益。如果有机会，希望每一位同学都可以有一次立项训练的经历，相信一定会收获颇多的。（通讯作者:潘昱）