一种智能测控按压胶塞及其测控系统的制作方法

本发明涉及智能测控技术领域，尤其涉及一种智能测控按压胶塞及其测控系统。

背景技术：

随着移动互联网时代的来临，智能化的硬件设备逐渐进入了我们的日常生产生活当中。现如今，人们可以利用各种各样的终端设备对外界的信息进行采集和测量，能够更加方便地知晓具体的信息情况。但针对于装置内部容量以及使用频率测控领域，仍存在较多的不足之处，具体表现为：

1.人们针对于现有的各类不透明密闭容器，不能直接通过观察而得知容器的使用频率以及容器内部的剩余液体情况。

2.对于工厂内大型不可拆卸的挤压式容器设备，采用大型测控系统成本较高，安装时间较长，总体而言获取容器的整体使用频率以及容器内部的剩余液体情况信息的复杂度较大。

3.现有的一体化智能容量和使用频率监测仪器售价较高，使用过程当中容易受到液体的腐蚀作用影响，从而减少整体工作寿命。一体化智能容量和使用频率监测仪器且需要外接电源进行充电。

4.现有的一体化智能容量和使用频率监测仪器在使用的过程当中，外部一体化元件容易受到反复按压作用所造成的磨损干扰，各个部位在反复按压或拉伸过程当中容易损坏，从而影响元器件的整体工作性能。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种智能测控按压胶塞及其测控系统，可以较低的成本实现一种智能测控按压胶塞，可以精准高效地测量非透明容器的使用频率以及容器内部的剩余液体。

本发明第一方面实施例提供了一种智能测控按压胶塞，可包括：上层保护结构和下层保护结构；所述上层保护结构包括上层保护盖和所述上层保护盖内设置的卡合结构；所述下层保护结构包括下层保护盖、在所述下层保护盖侧面设置的出液管口、所述下层保护盖内层嵌入的弹簧按压组件以及放置在所述弹簧按压组件上方的中央芯片。

进一步的，所述下层保护结构还包括缓冲组件；所述缓冲组件放置在所述下层保护盖内侧。

进一步的，所述中央芯片上方垫有至少一层保护垫片。

进一步的，所述上层保护盖嵌入所述保护垫片上端。

进一步的，基于在所述上层保护盖上施加的压力，所述上层保护盖和所述下层保护盖通过所述卡合结构咬合在一起。

进一步的，所述上层保护盖内设置的卡合结构为环绕卡槽。

进一步的，所述出液管口为具有曲率的弯曲管口；所述曲率为0°-180°。

进一步的，所述出液管口的截面直径为0.01cm-100cm。

进一步的，所述上层保护盖和所述下层保护盖的横截面直径的大小为0.01cm-100cm、高度为0.01cm-100cm；

所述中央芯片的横截面直径为0.01cm-100cm、厚度为0.01cm-100cm。

本发明第二方面实施例提供了一种智能测控按压胶塞的测控系统，可包括：供电模块、主控模块、传输模块和显示模块；所述供电模块与所述主控模块电连接，所述主控模块与所述传输模块通信连接，所述传输模块与所述显示模块通信连接；

所述供电模块用于根据所述智能测控按压胶塞是否处于使用状态，动态调整所述智能测控按压胶塞的开关周期；

所述主控模块用于监测所述智能测控按压胶塞受到的外界作用力，并将所述外界作用力转化为数字信号进行处理；

所述传输模块用于接收所述主控模块传递的数字信号并将所述数字信号传输至所述显示模块；

所述显示模块用于接收所述数字信号并显示。

本发明的有益效果：通过设计一种至少包括上层保护结构和下层保护结构的智能测控按压胶塞，且其中的上层保护结构包括上层保护盖和上层保护盖内设置的卡合结构；下层保护结构包括下层保护盖、在下层保护盖侧面设置的出液管口、下层保护盖内层嵌入的弹簧按压组件以及放置在弹簧按压组件上方的中央芯片；该智能胶塞具有制作成本低、适配性高、功耗低、操作方便、使用寿命长等优点。胶塞的测控系统通过检测外界的作用力并将其转换为直观的数据统计结果输出显示，达到了精准高效地测量非透明容器的使用频率以及容器内部的剩余液体的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种智能测控按压胶塞的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种的智能测控按压胶塞的测控系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种的智能测控按压胶塞的测控系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的测控流程示意图。

附图标记：上层保护盖1、环绕卡槽2、保护垫片3、中央芯片4、缓冲组件5、下层保护盖6、弹簧按压组件7和出液管口8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，本发明的智能测控按压胶塞可以安装在洗发水、沐浴露等一般不透明容器瓶等上。

在本发明的第一个实施例中，智能测控按压胶塞至少可以包括上层保护结构和下层保护结构。如图1所示，其中上层保护结构包括上层保护盖1和上层保护盖1内设置的卡合结构；下层保护结构包括下层保护盖6、在下层保护盖6侧面设置的出液管口8、下层保护盖6内层嵌入的弹簧按压组件7以及放置在弹簧按压组件7上方的中央芯片4。

在一种优选的实现方式中，上层保护盖1内设置的卡合结构的环绕卡槽2，该卡槽环绕上层保护盖1的内侧一周，可以实现上层保护盖1与下层保护盖6的完全咬合。

在一种优选的实现方式中，下层保护结构还包括缓冲组件5，该缓冲组件5放置在下层保护盖6内侧，中央芯片4放置在弹簧按压组件7和缓冲组件5的上方。

在一种优选的实现方式中，中央芯片4的上方垫有至少一层保护垫片3，可以对中央芯片4起到有效的防冲击作用，能够在一定程度上减小芯片受到的外界冲击和震动的影响。具体实现中，在缓冲组件5、弹簧按压组件7、中央芯片4、保护垫片3放置无误之后，可以将上层保护盖1嵌入保护垫片3上端，并向下施加一定压力，最终使得上层保护盖1和下层保护盖6通过内部的环绕卡槽2紧密咬合。

在一种优选的实现方式中，为了使上层保护盖1和下层保护盖6之间的各个组件紧密连接，可以在各组件之间涂抹强力胶水或者采用焊接技术确保连接的紧密性和牢固性。

在一种可选的实现方式中，智能测控按压胶塞的上层保护盖1和下层保护盖6的横截面形状可以是圆形、方形、三角形、多边形、等其他形状。出液管口8和中央芯片4的截面形状可以是圆形、方形、三角形、多边形、等其他形状。需要说明的是，上、下层保护盖的截面形状影响智能测控按压胶塞的外观形状，而胶塞的形状可以根据实际需求或审美需要进行设计，外观形状并无固定样式。

在一种可选的实现方式中，智能测控按压胶塞的上、下层保护盖横截面直径大小范围在0.01cm-100cm之间，高度尺寸范围在0.01cm-100cm之间。中央芯片4的横截面尺寸直径在0.01cm-100cm之间，芯片厚度尺寸范围在0.01cm-100cm之间。

在一种优选的实现方式中，出液管口8为弯曲的管口，弯曲的曲率在0°-180°之间，管口的截面直径在0.01cm-100cm之间。

需要说明的是，上述尺寸或者曲率区间均为本申请提供的常用的区间范围，其他合理的取值也在本申请的保护范围内。

在一种优选的实现方式中，智能测控按压胶塞上层保护盖1和下层保护盖6均可由聚丙烯(pp)材料、聚乙烯(pe)材料或聚氯乙烯(pvc)等材料组成，具体是哪种材料或者哪些材料的组合此处不做限定。由于智能测控按压胶塞采用高分子有机材料进行组装，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，使用寿命较长。

需要说明的是，智能测控按压胶塞下端含有一个连接空腔即下层保护盖6的底部为空腔设计，通过将该空腔和所对接的容量瓶上端管口对齐，并紧密连接，即标志着智能测控按压胶塞和下端容量瓶二者之间组装完成。相比一体化的智能测控容量瓶而言，其组装过程简单，有效节约了组装时间，提升了组装效率。同时，如果智能测控按压胶塞出现异常情况，只需要将其和下端连接的容量瓶拆分开来，即可单独对发生故障的智能测控按压胶塞进行维护和保修，不必进行整体更换，进一步提升了智能测控按压胶塞的使用寿命。

在第二个实施例中，如图2所示，用于控制实施例一种的智能测控按压胶塞的测控系统1至少可以包括供电模块11、主控模块12、传输模块13和显示模块14。

具体实现中，供电模块11与主控模块12电连接，主控模块12与传输模块13通信连接，传输模块13与显示模块14通信连接。

在一种具体的实现方式中，供电模块11根据上述智能测控按压胶塞是否处于使用状态，动态调整胶塞的开关周期。例如：在用户使用智能测控按压胶塞时，定时开关周期变短，如果用户没有使用智能测控按压胶塞，则周期变长，以降低在运输、存储过程以及工作运行中的能量损耗。采用定时开关对电源进行控制，在一定的周期范围内，打开电源，并维持恒定运行状态，然后关闭电源，这样消除了后续电路的待机功耗，体现了节约电能的优良功效。

在一种具体的实现方式中，主控模块12可以是微控制器(microcontrollerunit，mcu)，通过监测智能测控按压胶塞受到的外界挤压力或冲击力的大小，将力学信号转化成数字信号并进行处理。可以理解的是，胶塞所能承受或者所能监测的力的大小与其制作工艺或者材料相关，例如，胶塞可承受的外界挤压力和冲击力大小范围是1n-1000n。为了减小智能测控按压胶塞的体积和质量，在选择mcu时可以选用尺寸较小且功耗极低的装置。例如，texasinstruments推出的cc1310,cc2640，nordic推出的nrf51822，nrf51810，nrf51820，atmel推出的attiny102/104、飞思卡尔推出超薄版kinetisk22微控制器或者飞思卡尔还推出了cortex-m0+内核的kinetiskl03mcu等。

在一种具体的实现方式中，传输模块13可以采用低功耗的蓝牙。蓝牙传输是一种功耗较低的无线传输方式，蓝牙无线发射器可以降低智能测控按压胶塞的功耗，保证其可以使用较长时间。同时也可以采用sub1g模块替代蓝牙模块。例如，sub1g芯片。sub-1g频段是我们国家的免申请段发射接收频率，可直接使用，穿透性强，适用于障碍物较多、需要无线传输的应用。sub-1g按照无线传输频段又可细分为430-440mhz、450mhz-470mhz、868mhz-870mhz、902-928mhz四个频段系列。相比于2.4g频段，sub-1g频段在覆盖效果和容量之间效果更佳，目前被广泛应用于移动通信和无线网络领域。在一些实施例中，传输模块13还可以采用nfc模块或各种无线传输方式的组合。例如，采用蓝牙无线发射器、nfc和/或sub1g模块的组合。

优选的，在本申请中可以采用低功耗蓝牙和sub1g模块作为智能测控按压胶塞的信号发射装置，能够以高效、节能的方式进行信号传输。

在一种具体的实现方式中，在显示模块14中可以通过数字显示终端，例如计算机、智能手机或平板电脑(如：app，小程序等)、智能手环、智能手表、智能显示屏等仪器设备实时显示容器挤压使用频率以及内部液体剩余情况。

特别的，最终测得的数字信号可以如下两种模式在显示模块14中显示，例如：主控模块12通过记录胶塞收到外界按压的次数，并将该次数直接显示在终端设备显示屏中；或者主控模块12通过记录胶塞收到外界按压次数，再根据胶塞出液管口8的横截面面积，通过计算得到胶塞每次经过挤压之后得到的液体体积，并将计算得到的体积数据在终端显示屏上显示。

在一种可选的实现方式中，测控系统如图3所示，还可包括保护模块15，该模块主要用于保护胶塞中的其他模块免受外界作用力的损坏。

在本申请的第三个实施例中，基于第二个实施例的测控系统，具体的测控流程如图4所示。

具体实现中，可以将智能测控按压胶塞安装在相应的容器顶部(洗发水、沐浴露、一般容器瓶等)，并确保二者紧密连接。之后，可以通过摇晃、震荡、按压等方式唤醒胶塞内部供电模块11的电路。待胶塞正常启动之后，用户对胶塞顶部进行挤压，此时智能测控按压胶塞内部的主控模块12监测到外界受力情况，并能够将力学信号转化为电信号，将收集到的力学测量信息转化为电子信息。在测量过程结束之后，胶塞通过主控模块12进行数据处理，之后通过传输模块13将电信号转化为数字信号，并传输到外界终端设备，如计算机、智能手机或平板电脑(包含设备内部应用软件，app，小程序等)、智能手环、智能手表、智能显示屏等仪器设备，方便用户查看和记录。需要说明的是，最终得到的信息情况支持多种设备进行显示，测控系统的可适配性较高。

可以理解的是，智能测控按压胶塞具体使用流程简单，操作方便，只需要经过组装之后，正常进行按压即可实现数据测控和转化功能。

需要说明的是，通过运用力-电信号之间的转化机制，并针对测量得到的数据加以处理和计算，便能够得到直观的数据统计结果，运算机理具有高效性和严密的逻辑性。

特别的，智能测控按压胶塞主控模块11和上层保护盖1之间的距离范围在0.1mm到100mm内，主控模块11中的中央芯片4和上层保护盖1之间只有一层保护垫片3相连接，使得中央芯片4与外界受力面之间的间隔距离缩小，中央芯片4对于外界信息的采集和测量精确度较高。

在本发明实施例中，通过设计一种至少包括上层保护结构和下层保护结构的智能测控按压胶塞，且其中的上层保护结构包括上层保护盖和上层保护盖内设置的卡合结构；下层保护结构包括下层保护盖、在下层保护盖侧面设置的出液管口、下层保护盖内层嵌入的弹簧按压组件以及放置在弹簧按压组件上方的中央芯片；该智能胶塞具有制作成本低、适配性高、功耗低、操作方便、使用寿命长等优点。胶塞的测控系统通过检测外界的作用力并将其转换为直观的数据统计结果输出显示，达到了精准高效地测量非透明容器的使用频率以及容器内部的剩余液体的目的。

以上所述均为本专利较合理的实施案例，并不局限于本专利的其他新型实施方案，凡是按照规定在本专利体现的精神和原则范围内，所做出的任何修改，模仿，等同替换，改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。