CN103402410A - 自动杯中搅拌装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本申请描述了自动杯中混合装置及其相关的操作方法。本申请通常涉及搅拌消耗材料的领域。更具体地，本申请涉及可自动操作成将搅拌叶片降低到包含要被混合/搅拌的材料的杯子或器皿中的搅拌器。罩子自动地降低以至少部分地隔离所述杯子。在搅拌之后，罩子和叶片自动回退，并且从所述装置中移除杯子。罩子和叶片可以再次自动降低以进行清洁操作。通过一只手操作可以实现对该装置的使用。总的来说，所述装置包含各种结构化的和安全的元件，所述元件提供了唯一的结构和操作该装置的方法。该装置有效、快速、易于操作、安全、且清洁。

Description

自动杯中搅拌装置及其操作方法

技术领域

本申请涉及自动杯中搅拌装置及相关的操作方法。本申请通常涉及对消耗材料进行搅拌的领域。更具体地，本申请涉及一种搅拌器，当杯子位于所述搅拌器的杯接纳位置时，该搅拌器能够自动操作以将搅拌叶片向下放置到包含要被混合/搅拌的材料的杯子或器皿中。罩子和盖子围绕着搅拌叶片的侧部和顶部。对于搅拌操作，罩子和盖子自动地降低以靠近且至少部分地围绕杯子。在搅拌之后，罩子和叶片自动回退，并且杯子被从该装置中移除。罩子和叶片可以再次自动降低以包围该装置的杯接纳位置，以执行清洁操作。该装置包含各种结构性元件和安全元件，以提供用于操作该装置的独特结构和方法。该装置有效、快速、易于操作、安全、且清洁。

背景技术

在商用食物环境中，尽可能快地制备各种食物常常是很重要的。该目标与所有食物制备设备尽可能卫生的要求相违背。也就是说，在匆忙将一食物递送给顾客时，有可能忽视对有关卫生的最佳实施。还可以理解，随着一个人更快地重复重复性任务，人所犯的错会增加。换句话说，随着加速制备食物或饮品，制备所述食物或饮品的人将“变得草率”。

传统混合器要求食物/饮品组分分别被装载到混合器罐中。所述罐是闭合的且被放置在混合器基座上。所述机器被致动以混合其中的食物/饮品，所述食物/饮品随后被放置到另一容器中。在连续的混合操作之间对混合器和/或混合器基座进行清洁。

其它商用食物制备和饮品递送单元包括用于冷冻饮品或甜点的饮品和冰分配器和搅拌器。如在许多快餐店中使用的，饮品和冰分配器可以被客户手动操作，或者饮品和冰分配器可以包括各种尺寸杯子的自动填充。

用于冷冻饮品或甜点的商用搅拌器通常涉及使用者（即，雇员）将具有饮料成分的金属杯装载到机器上。该金属杯被定位为使得搅拌叶片位于该杯中。使用者随后激活该机器以使叶片旋转。在该传统机器中，在搅拌叶片仍然在旋转时可以移出该杯子，这使得饮料/甜点会溅到机器和/或使用者上。为了达到更均匀的搅拌，使用者还需要在搅拌周期期间手动地上下移动杯子。但是，该操作增加了饮料或甜点将溅到杯子外的风险。基本地，随着操作者尝试更快速地完成任务，操作将变得更不卫生和更不安全。搅拌的材料必须被传递到另一容器。

已经想出了用于自动实现搅拌操作的机器。对于自动单元，仍然存在要清洁在搅拌操作中使用的叶片和装置的问题。一个搅拌周期中的口味不会影响下一搅拌周期的口味是重要的，下一搅拌周期的口味可能是不同的口味。此外，还必须定期地从机器上清除饮品或甜点，以避免在机器上的累积和污染。人们认为，已知自动机器的操作是相对慢的和复杂的。

需要一种用于搅拌杯中消耗材料的装置及操作该装置的方法，该装置和方法快速、有效、安全、干净、且易于操作。以下公开的自动杯中搅拌装置及其操作方法解决了这些或其它需要中的至少一个。

发明内容

本申请公开了适用于搅拌消耗材料的自动杯中搅拌装置。“杯中搅拌器”、“杯中搅拌”、或“杯中混合”装置被理解为在搅拌周期之后且在被消耗之前消耗物品不被传送到另一器皿的一种搅拌器。传统的搅拌器和混合器使用专用的搅拌器皿，并且随后所有或部分被搅拌材料被传送到服务器皿（玻璃杯、聚苯乙烯泡沫塑料杯等）。

除了其它的优点之外，这里公开的自动杯中搅拌装置被认为是快速、清洁、易于操作、安全、及有效的。用于搅拌消耗材料的自动杯中搅拌装置包括框架，所述框架支撑步进马达在该框架上上下移动一托架。所述托架支撑搅拌马达、罩子支柱、及防溅罩和盖子的组合。所述框架包括竖直对齐的直立臂和水平的杯支撑臂。可选的杯接纳支撑件位于所述框架的臂上。

在一个实施例中，经由步进马达和导螺杆实现托架的移动。导螺杆穿过托架，并且托架经由螺母被支撑在导螺杆上。步进马达使已知为转5换螺丝的导螺杆旋转，以将步进马达施加的径向运动转换成托架的线性运动。导螺杆的旋转使得托架在框架上上升或下降。一个或多个导轨穿过托架以使托架保持与框架对齐。

搅拌马达被连接到托架，可旋转的搅拌叶片从搅拌马达向下延伸。搅拌马达沿着托架移动。搅拌叶片能够沿着搅拌马达和托架往复移动。0当接合时，搅拌马达能够操作成使搅拌叶片旋转，以搅拌杯子中的消耗物品。

框架的水平部分可以包括支撑杯子或杯接纳支撑件的平底板。所述底板可以包括多支管的液体喷嘴（小直径开孔），以从该底板向上喷射流体。在该底板中还可以使用排水开孔作为液体出口端。排水器优选地与5杯接纳位置邻近。

在另一实施例中，框架的水平部分还包括液体井，液体井包括凹底板和侧壁。该井可以进一步包括液体入口多支管，所述多支管具有与将该多支管流体连通到井的至少一个喷嘴。所述井还可以包括用作井的至少一个液体出口端的排水器。在该实施例中，可选的杯接纳支撑件位于0所述井的底板上。杯子位于井中或位于井底板上的杯接纳支撑件上。杯接纳支撑件可以为了清洁目的从装置中被选择性地移除。

防溅罩包括至少一个侧壁、封闭的盖子或顶部、及下开口。盖子和罩子可以是集成的零件，或者罩子可以经由已知的紧固件被固定到盖子。防溅罩和盖子围绕所述搅拌叶片。叶片经由一轴连接到搅拌马达，该轴5延伸经过罩子顶端的开孔。围绕着盖子开孔中的该轴可以使用密封件，以防止流体从罩子向上漏出。密封件紧邻着该轴并且可以包含内部螺旋槽。密封件内表面上的螺旋槽向下引导轴和密封件之间的任何液体。

题述的防溅罩、搅拌叶片、及搅拌马达都是经由托架在导螺杆上的移动而沿着共享轴线做往复移动。但是，如下所述，防溅罩可以独立于搅拌叶片和搅拌马达经由罩子支柱进行移动。

当接合时，装置自动地将搅拌叶片、搅拌马达、及防溅罩从原始位置移向搅拌位置。在搅拌位置，搅拌叶片位于杯子的尺寸范围内。罩子落在杯子上，并且罩子的盖子使杯子闭合。在搅拌周期期间，叶片可以穿过消耗材料上下移动而不移动罩子。

搅拌马达、搅拌叶片、及防溅罩返回到原始位置。使用者移除杯子，并且所述装置将托架移动到清洁位置，由此罩子与框架诸如在井底板处接触，以选择性地包围框架上的杯接纳位置和可选的杯接纳支撑件。叶片可以被设置为在清洁周期期间穿过杯接纳支撑件。

在一个实施例中，滑轮系统用作绳索管理系统，以将电源线连接到搅拌马达。电源线还可以包围传感器线，电源线的第一端被固定到托架，并且其第二端被固定到框架。托架在框架上上下移动。作为绳索管理系统，滑轮系统包括一静滑轮和一可移动的、弹簧偏置的滑轮，以管理随着托架上下移动时电源线中的松弛。随着托架在框架上向下移动，可移动的滑轮被电源线上的张力升起。随着托架在框架上向上移动，弹簧偏置可移动的滑轮向下移动以解决电源线中的松弛。

在使用时，在第一原始位置或开放位置启动机器。使用者将具有消耗材料的杯子放置在杯接纳支撑件上并且启动所述装置。步进马达使导螺杆旋转以降低所述托架。托架的向下移动将搅拌马达、搅拌叶片、及防溅罩降低到搅拌位置。结果，罩子被降低以围绕杯子，直到盖子接触并且闭合杯子的开口顶部为止。类似地，搅拌叶片进入杯子的内部空间。

在该搅拌位置，罩子至少部分地隔离杯子与使用者。盖子还防止杯子中的材料在搅拌周期期间离开杯子。当装置处于搅拌位置时，马达被启动以旋转搅拌叶片，由此引起消耗材料被搅拌。叶片的速度可以是可变的，可以包括速度传感器以向控制板输出马达速度反馈。此外，叶片在搅拌周期期间可以在杯子内上下移动而不移动防溅罩。

在完成搅拌周期之后，罩子和叶片自动回退到开放位置（或原始位置）以允许接近杯子。杯子随后被移除。随后手动或自动激活清洁周期。托架被再次降低。在清洁位置，罩子与框架接触以产生密封的、封闭的空间。对于清洁周期，叶片可以位于距离框架/井底板的各种距离处，包括位于杯接纳支撑件的水平面之下。

流体经由入口多支管被注入到罩子内部，以在清洁周期期间接触罩子和叶片。流体用于冲洗罩子和叶片。叶片可以在清洁周期期间旋转以增加流体分布或流体力。冲洗流体经由排水器被移除。这样，可以实现材料的自动搅拌以及随后的装置清洁。清洁周期快速且有效。在搅拌操作和清洁操作期间叶片与使用者隔离。清洁操作可以移除所有食物或饮品材料，并且防止不同搅拌周期之间的任何口味污染。

在至少一个实施例中，还已经想出可以使用多个传感器。传感器用于电性判断马达、叶片、和/或罩子的位置，并且作为互锁机构当使用者在搅拌周期或清洁周期期间移动罩子时断开搅拌马达。换句话说，除非防溅罩定位恰当，否则来自传感器的反馈用于自动防止叶片旋转。在一个实施例中，在启动清洁周期之前未能从杯接纳位置移除杯子也将防止搅拌叶片向叶片清洁位置移动。叶片或叶片轴将接触杯子。作为响应，单元将罩子返回到原始位置。

根据结合附图的优选实施例的以下详细描述，本申请的进一步特征和优点对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

通过下列结合附图的详细描述将更好地理解题述杯中搅拌装置及相关方法的特征和目标，其中：

图1是用于组合的流体或冰分配和搅拌单元的壳体的立体图，其中搅拌装置被视为这里公开的装置；

图2是这里公开的自动杯中搅拌装置的立体图，其中搅拌叶片和防溅罩被示出在升起位置或原始位置；

图3是自动杯中搅拌装置的侧剖视图，其中进一步示出了井、杯接纳支撑件、及排水器；

图3A是这里进一步公开的密封元件的侧视图；

图4是题述装置的一个实施例的立体的、半透明的视图，其中搅拌叶片和防溅罩被示出为处于搅拌位置或下放位置，使得防溅罩在井中并且至少部分地包围杯子的开口；

图5是题述装置的侧剖视图；

图5A进一步示出了这里公开的绳索管理滑轮系统；

图6是题述装置的一个实施例的立体的、半透明的视图，其中防溅罩处于搅拌位置或下放位置，并且叶片处于搅拌位置以与杯中的物品相接合；

图7是题述装置的侧剖视图；

图8是题述装置的一个实施例的立体的半透明的视图，其中防溅罩和叶片处于清洁位置；

图9是题述装置的侧剖视图；

图10是在至少一个实施例中公开的井和杯接纳支撑件的俯视图；

图11是这里公开的进水多支管和排水器的俯视剖视图；

图12是这里公开的一个实施例中的可选择性地移除的杯接纳支撑件、液体井、多支管盖的分解图；

图13是进一步示出这里公开的一个实施例中的可选择性地移除的杯接纳支撑件的题述装置的立体图；

图14是井中的防溅罩和相关联的互锁安全机构的闭合的半透明视图；以及

图15是示出了位于题述装置上的传感器的该题述装置的一个实施例的四分之三正视图。

具体实施方式

本申请公开了一种自动杯中搅拌装置及使用该装置的方法。通常来说，自动杯中搅拌装置被认为比已知设备更有效、更安全、更快、更清洁、及更易于操作。根据各种实施例描述和示出了本装置和方法。当然，本公开内容不限于这里公开的实施例，而是包括对于研究了题述公开内容的本领域技术人员来说显而易见的各种变形和等效结构。

现在参考附图，图1示出了组合的商用流体/冰分配和搅拌单元2。单元2包括外壳，外壳用于覆盖分配机构和搅拌机构两者。单元2还可以包括柜6，柜6用于容纳与分配器流体连通的多个流体容器8。单元中还可以包括冰或冷冻的饮品浆分配器和/或加料斗。

单元2的全部操作包括使用者选择杯子4，所述杯子可以被从单一尺寸或多个不同尺寸的杯子中进行选择，将杯子4放置到单元2上靠近分配机构处（在此处未示出或未进一步描述所述分配机构）。分配机构被致动，以从流体容器8和/或冷冻的流体分配器至少部分地向杯子4进行填充。流体容器8可以包含各种口味的消耗饮品混合物。还可以用来自单元2的冰或其它冷冻消耗材料至少部分地填充杯子4。

一个或多个自动杯中搅拌装置10位于靠近用于搅拌/混合饮品（诸如思慕雪、奶昔、冰咖啡饮品等）的分配装置。在将流体分配到杯子中的步骤之后，使用者将包含选定口味且冷冻的材料的杯子4放置在杯中搅拌装置10上的杯接纳位置。如下进一步所述的，杯中搅拌装置10随后开始对杯中材料的自动搅拌操作。除了选择搅拌周期或另外地致动对于启动单元操作而言必要的开关或按钮之外，使用者不接触装置10。

参考图2-图14，示出了这里所述的杯中搅拌装置的一个或多个实施例及其操作方法。如以下具体参考附图和附图标记进一步详细描述的，题述装置在三个操作位置之间进行移动。

通常来说，第一位置是开放位置或“原始”位置，其中搅拌叶片、搅拌马达、及防溅罩被升起到杯接纳位置之上，以便使用者接近杯接纳位置。在搅拌位置，防溅罩被降低，直到其与杯子4接合并且闭合杯子4。罩子借助重力保持在杯子上。虽然罩子总是围绕搅拌叶片的侧部和顶部，罩子还可以围绕杯子4的侧部并且在搅拌位置闭合杯子4的顶部。当装置位于搅拌位置中时，搅拌叶片位于杯子4内部。在搅拌周期期间，叶片可以独立于防溅罩的运动而在杯子内上下移动。

在清洁位置，杯子首先被从杯接纳位置中移除，罩子被再次降低，直到罩子接触底板为止。底板和罩子用于建立密封的内部空间。在清洁位置，叶片被移动到可以位于所述杯接纳位置之下的位置。不通过手动移开罩子的话，使用者无法在清洁位置或搅拌位置处接触搅拌叶片。

参考更详细的以及带有标记元件的特定附图标记的图2和图3，示出了根据本公开内容的至少一个实施例的杯中搅拌装置10。用于搅拌消耗材料的自动杯中搅拌装置10包括用于支撑步进马达13的框架12。该实施例中的框架12通常是L形、基本竖直的结构，其具有足够宽度以支撑5如下所述的机械部件。框架12可以接着被安装到组合单元2的结构中并且很大程度上被包围在壳体后面。还可以看出杯中搅拌装置10可以替代作为用于搅拌杯子4中的消耗材料的独立设备。

图2和图3示出装置10的原始位置。如所示的，L形框架12的水平部分在杯接纳位置处支撑杯子4。框架12的直立部分支撑连接到步进马0达13的竖直对齐的导螺杆15。步进马达13位于框架12顶部。导螺杆15的远端安装于轴承（未示出）中。

一个或多个导轨16竖直对齐在框架12上且平行于导螺杆15。导螺杆15和导轨16穿过托架17。在导螺杆15上的托架17下的螺母（未示出）将托架17保持在导螺杆15上的适当位置。随着步进马达13使导螺5杆15旋转，该螺母在该螺杆上上下移动。结果，托架17相对于框架12上下移动。导轨16进一步支撑托架17并且随着其移动而维持托架17的对齐。总的来说，对步进马达13进行致动以使导螺杆15旋转，并且导螺杆15将旋转运动转换为托架17的线性上下运动。

在一个实施例中，如下进一步解释的，滑轮系统用作用于连接到托0架17的电源线19的绳索管理系统。电源线19还可以包围传感器线，电源线19在其第一端处固定到托架17上并且在其第二端处固定到框架12上。考虑到托架17的运动，滑轮系统包括一个静滑轮18和一个可移动的、弹簧加载的滑轮21。

可移动的滑轮21至少部分地放置在滑轮壳体内，所述滑轮壳体在框5架12限定的竖直轨道中滑动。可移动的滑轮21包括安装于滑动壳体的轮轴。弹簧23的近端固定到壳体上。弹簧23的远端连接到滑轮壳体下面的框架12上的一点，以维持滑轮壳体上的张力。随着托架17在导螺杆15上向下运动，可移动的滑轮21被电源线19上的张力升起。也就是说，托架17上的向下的力克服了弹簧23的张力。随着托架17在导螺杆15上升起以相对于框架12向上移动，弹簧23偏置使得滑轮壳体向下运动，从而滑轮21在框架的轨道内向下移动。这样，绳索19中的任何松弛都由滑轮系统控制。

托架17支撑搅拌马达14、罩子支柱70、及防溅罩50。如在搅拌领5域中已知的或使用的，可以利用任何合适类型的电动马达作为搅拌马达14。搅拌马达壳体54围绕并且支撑搅拌马达14，并且该壳体54随后固定到托架17上。这样，托架17支撑马达14。当杯子4在杯接纳位置时，搅拌马达14在杯子4上方轴向对齐。框架的水平部分限定用于支撑杯子4的底板，或者可选的杯接纳支撑件40可以在杯接纳位置处位于框架1210上。在框架12限定了流体接纳井的实施例中，支撑件40至少部分地位于井中。通过该支撑件，杯子不会接触排水器或装置的底板，这被认为是更卫生的。

可旋转的搅拌叶片20从搅拌马达14经由轴22竖直向下延伸。叶片20用于搅拌杯子4中的消耗材料。马达14可操作成旋转搅拌叶片20和15轴22。当搅拌马达14经由托架17升起或降下时，叶片20相对于框架12移动。轴22从搅拌马达14延伸一个固定长度。如此，叶片20与搅拌马达14能够沿着共享轴线往复移动。

在一个实施例中，框架12还包括：与杯子4共享竖直轴线的液体井30、搅拌马达14、轴22、及防溅罩50。井30是L形框架12水平部分中20的凹口，其包括底板32和侧壁34。在该实施例中，底板32被认为是框架12的一部分。井30可以是插入到框架12中的塑料模制部件。

液体入口多支管36与框架12一体成形或连接到框架12，并且多支管36包括将所述多支管与框架12外部流体连通的至少一个喷嘴（参考图10和图11）。在示出的、使用可选的凹口井30的实施例中，多支管2536与井30一体成形或连接到井30。清洁液体从多支管36中选择性地喷出，清洁液体可以是水或者水与已知清洁剂的组合。排水器38用作至少一个液体出口。在包含井的实施例中，排水器38与井30一体成形或连接到井30。在任一实施例中，排水管将连接到排水器，使得从装置10中移除清洁流体。

可选的杯接纳支撑件40被设置成支撑框架12之上（诸如井30的底板32之上）的杯子。如以下进一步所述的（参考图14），为了清洁可以将支撑件40从装置中选择性地移除。

防溅罩50可以由不透明的、半透明的、或透明的材料构成。在杯接5纳位置中，诸如当杯子4放置到支撑件40上时，杯子4轴向对齐在罩子50之下。

罩子50包括罩盖52和从该罩盖52垂下来的圆柱形侧壁56。罩子50限定开口底端60，杯子4和/或杯接纳支撑件40可以被放置到开口底端60中。罩子50通过罩子支柱70悬挂在马达壳体54上。支柱70包括0两个导向杆72和上止板74。在原始位置中，上止板74落在搅拌马达14或搅拌马达壳体54上，并且导向杆72牢牢地固定到罩盖52上。

随着托架17移动到搅拌位置，罩盖52与杯子4开口顶部接合，以闭合盖子。罩子侧壁56在杯接纳位置处至少部分地围绕着杯子4。在搅拌位置，罩子50的向下运动被杯子4的高度所限制，并且罩子50落在5杯子4之上。但是，在罩子50与杯子4接合之后，托架17可以沿着导螺杆15继续向下移动。托架17的继续向下运动使得马达壳体54沿着罩子导向杆72移动。上止板与搅拌马达14和马达壳体54相分离。托架17可以继续向下移动，直到马达壳体54与盖子52的顶部接合。

向上移动托架17，直到搅拌马达14和/或马达壳体54与上止板740相接合才会移走罩子50。一旦接合时，托架17的继续向上移动将提升止板74。随后，导向杆72提升罩子50，导向杆72的第一端固定到板74上，第二端固定到罩子50上。出于审美考虑，外壳53可以选择性地套在马达壳体54外。外壳53被支撑在盖子52上。随着马达壳体54远离罩子50移动，外壳53将包裹马达壳体54和盖子52之间的导向杆72和5轴22。随着马达壳体54被带到更靠近盖子52，外壳53套在马达壳体54外。

防溅罩50在各个侧都围绕叶片20并且覆盖叶片20顶部。轴22延伸经过罩子顶端中的开孔62。使用密封件63以防止流体向上经过盖子52溢出。在图3A中示出了密封件63的一个实施例。密封件63位于轴22所经过的盖子开孔62处。密封件63减小或防止流体围绕轴22向上穿过罩子顶端。轴22可以独立于罩子50移动，这样密封件63允许轴22线性运动进入罩子50且离开罩子50。与轴22接触或靠近轴22的密封件63内表面包括螺旋槽64。该螺旋槽64允许并且促进任何流体向下流动以进入密封件63。

图2和图3示出原始位置处的马达14和罩子，此时使用者可以接近杯子4和杯接纳位置。在该原始位置，如下进一步所述的，搅拌马达14不能被启动。

随后参考图4和图5，示出了图1和图2的实施例，但是托架17已经向下移动到搅拌位置。在搅拌位置，如上简单描述的，罩子50落在杯子4上。当没有杯子时，罩子50落在框架12上。在示出的实施例中，由于杯子的高度，罩子50不接触框架12或井30的底板32。在搅拌位置，杯子4被盖子52闭合并且至少部分地被罩子50围绕。

在一个实施例中，罩子侧壁56到闭合顶端58的连接形成截圆锥形或截圆锥部分59。也就是说，侧壁56和盖子52之间的连接是倾斜的，似乎形成圆锥形。但是，圆锥尖顶被截短。

尽管使用的杯子可能具有不同的直径，圆锥部59也都能在杯子4上形成有效密封。圆锥部59还用于将杯子4置于杯接纳位置或支撑件的中心。当圆锥部在一侧与杯子不相称地接合时，盖子52的倾斜将罩子50的向下运动转换成横向运动，以将杯子4更好地位于罩子50内。

图5A进一步示出了基于滑轮的绳索管理系统。框架21的帮助限定竖直轨道的部分被移除以更好地示出绳索管理系统。可移动的滑轮21经由轮轴被固定到可移动的滑轮壳体。滑轮壳体在框架21限定的竖直轨道内滑动。

托架17的向下运动对绳索19施加张力。该张力超过弹簧23提供的弹簧偏置力（spring bias）。结果，滑轮21在框架12内向上移动。随着托架17在导螺杆15上被升起以相对于框架12向上移动，弹簧23通过滑轮壳体向下偏置滑轮21。这样，绳索19中的任何松弛都由滑轮系统控制。

参考图6和图7，显然，即使在罩子50接触杯子4并且被杯子4阻挡之后，叶片20和马达14也可以相对于框架12继续向下运动。支柱70被导向杆72固定到罩子50上。马达14可滑动地沿导向杆72移动。随着托架17继续移动搅拌马达14以更靠近罩子50，上止板74远离搅拌马达14移动。这样，搅拌马达14可以往复上下移动，而不用在搅拌周期期间移动罩子50。在搅拌周期期间使叶片20上下移动的能力增加了混合产品的质量和一致性。

在搅拌周期之后，步进马达13被致动成旋转导螺杆15，从而升起托架17，其中搅拌周期可以包括叶片运动和可变的叶片速度变化的预定程序序列。马达与止板74接合。结果，罩子50和叶片20被从杯子4中撤回。随后杯子4被移除。

现在参考图8和图9，装置10或使用者随后进行清洁周期。托架17经由步进马达和导螺杆被放置到清洁位置。在清洁位置处，罩子50与框架12（诸如井30）接触以产生围绕杯接纳位置的封闭空间。例如，杯接纳支撑件40将被罩子50和井底板32包围。

进一步如图8和图9所示，随着杯子4被移除，马达14可以被降低经过最低搅拌位置。结果，叶片20和/或轴22延伸到杯接纳位置之下。例如，叶片20可以穿过杯接纳支撑件40。在清洁操作或清洁周期期间，仍然可以使叶片20上下往复运动而不移动罩子50。

在清洁操作中，参考图10和图11，流体经由管35进入多支管36。流体经由多支管36和流体喷嘴37被传送到罩子50所包围的空间。流体将冲击叶片20，叶片20可以在清洁周期期间进行旋转以进一步驱散流体。清洁操作对罩子50内部（包括罩盖52）、杯接纳支撑件40、叶片20、及轴22进行冲洗。清洁流体经由排水器38离开框架，排水器38连接到出口管。清洁操作是自动的并且不需要或几乎不需要使用者参与。这样，自动杯中搅拌装置进行自清洁，这使得使用者在清洁操作期间可以填充另一个杯子。

图12以分解图示出了具有多支管36的井30下侧。多支管36的底板39被移出以露出多支管36内部的一个实施例。支撑件40被示出为从井30处移除。

参考图12，杯接纳支撑件40包括杯子4所坐落的开环42。当托架17在清洁位置时，该环42提供了叶片20所经过的开孔。

如上简单所述，可以从框架12选择性地移除支撑件40。支撑件40可以包括与框架12上的竖直柱46接合的一个或多个中空柱44。例如，竖直柱46可以与井底板32一体成形。竖直柱46套在支撑件的中空柱44中，用摩擦力将支撑件40保持到位。如果需要的话，使用者可以升起支撑件40以脱离框架12来独立地清洁支撑件40。移除支撑件40提供了进一步清洁支撑件和/或位于支撑件40下的排水器和框架的手段。

总的来说，由于罩子50和搅拌叶片20自动地移入或移出搅拌位置，因此装置10易于操作、安全、且快速。由于使用者仅需要在搅拌周期之前放置杯子且在搅拌周期之后移除杯子，因此使用者可以单手进行操作。不需要手动操作除了杯子4之外的杯子、罩子、或装置的任何其它部件。然而，用户可能在搅拌周期期间错误地尝试接近或操作防溅罩，或以其它方式接近杯子。

现在参考图14，示出了在搅拌位置罩子50闭合的示图。在示出的实施例中，磁条80集成到或以其它方式固定到罩子50的侧壁56。框架12上（例如，在井30中）对应的罩子传感器82可操作成对磁条80进行检测。在搅拌位置和清洁位置处，除非罩子传感器82检测到磁条80，否则搅拌马达14将不会使叶片20旋转。当磁条80移动时，控制单元将断开搅拌马达14。这样，使用者不能在未断开搅拌器马达14的情况下升起罩子50以接近杯子4。

如图15进一步示出的，另外的传感器向控制单元提供反馈。原始传感器84用于确定在每个搅拌周期和清洁周期之后托架17是否恰当地返回到原始位置。原始传感器84能够操作成检测位于托架17上的磁体86。步进马达13继续运行，直到原始传感器84检测到磁体86或者直到出现超时情况为止。例如，如果托架17被阻挡，步进马达13将运行一个长于其使托架17返回到原始位置的预定时间段。如果在该时间段内未检测到磁体86，步进马达13被停止并且装置10将被重置。

当原始传感器84检测到磁体86时，步进马达13反向运转导螺杆15，直到不再检测到磁体86为止。托架17随后又一次被提升，直到原始传感器84检测到磁体86为止。这提供了可选的校准机构，使得在搅拌周期或清洁周期之前托架17的位置被校准。

杯传感器88也与磁体86和控制单元一起工作。在杯传感器88处未检测到磁体86可以向控制单元指示罩子50未处于清洁位置。如上所述，在清洁位置处，罩子50与框架12（例如，井底板32）相接触。罩子50产生封闭的内部空间，以在清洁周期期间收集清洁流体。当杯子在其位置时，罩子50不会到达框架或井底板。结果，罩子50将不会合适地靠在框架12或井底板32上。罩子将不会产生封闭的内部空间，使得在清洁周期期间不能完全容纳清洁流体。当使用者将杯子放置到其位置时，杯传感器88防止清洁周期的启动。

此外，托架17将叶片20移动到低于叶片的“搅拌位置”并且低于支撑件40的杯接纳位置的清洁位置。如果使用者忘记移除杯子4，那么叶片20将向下移动直到其接触杯底为止。杯底将阻止叶片20在轴22上进一步移动。步进马达上的额外负载将使步进马达受阻。结果，托架17将不会在杯传感器88检测托架17上的磁体86的合适位置。

使用题述装置的方法提供了快速、安全、清洁、易于使用、及有效的单手操作。在使用中，使用者将具有消耗材料的杯子放置在杯接纳位置处，例如放置在杯接纳支撑件上，并且经由开关、按钮、触摸板等启动所述装置。该装置自动地将托架降低到搅拌位置。在搅拌位置处，罩盖使杯子顶部闭合，搅拌叶片位于杯子和消耗材料中。

搅拌马达自动被启动以旋转搅拌叶片，由此使得消耗材料被搅拌。叶片速度可以是可变的，并且叶片可以在搅拌周期期间在杯子内上下移动而不移动防溅罩。

在搅拌周期完成之后，托架返回到原始位置，由此防溅罩和搅拌叶片从杯子中升起。使用者可以从杯接纳位置处接近并且移除杯子。

清洁周期随后被手动或自动启动。仍然围绕着叶片的防溅罩被再次降低到与框架接触。防溅罩和框架（诸如井底板32）产生封闭的整个空间。杯接纳位置和/或杯接纳支撑件被防溅罩和框架包围。叶片可以位于距离框架的各种距离处，包括位于杯接纳支撑件的水平面之下。在清洁周期期间可以移动搅拌叶片而不移动防溅罩。

清洁周期被启动，并且流体经由入口多支管被注入到罩子内部。流体接触并且清洁罩子（包括盖子）、叶片、杯接纳位置、及可选的杯接纳支撑件。可以利用搅拌马达在清洁周期期间旋转搅拌叶片，以增加流体分布或流体力。冲洗流体经由排水器被移除。这样，可以实现材料的自动搅拌以及随后的装置清洁。当杯中搅拌装置搅拌前一任务且执行自清洁操作时，使用者可以选择下一任务中要分配的口味。在搅拌操作和清洁操作期间搅拌叶片与使用者隔离。在搅拌周期或清洁周期期间对移动防溅罩的尝试使搅拌马达停止。

虽然已经参考其具体实施例描述了本申请的内容，应该理解，各种变化、修改、及额外的实施例是可行的，并且所有这些变化、修改、及实施例被认为是在本申请所公开内容的精神和范围中。

Claims (19)

1.一种操作自动杯中搅拌装置以搅拌消耗材料的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括框架的杯中搅拌装置，其中所述框架包括杯接纳位置；

将能够竖直移动的托架安装到所述框架上，所述托架将搅拌马达和防溅罩支撑在所述杯接纳位置之上，能够旋转的搅拌叶片从所述马达延伸，所述防溅罩包括封闭的盖子和侧壁以限定内部空间，所述叶片经由轴从所述马达延伸，所述轴穿过所述封闭的盖子中的开孔；

将包含消耗材料的杯子放置在所述杯接纳位置；

第一次将所述托架降低；

使用所述盖子封闭所述杯子；

使所述搅拌叶片旋转；

经由旋转的搅拌叶片对所述杯子中的物品进行搅拌；

升起所述托架；

在升起所述托架的步骤之后，移除所述杯子；

在移除所述杯子的步骤之后，第二次将所述托架降低，直到所述防溅罩接触所述框架以产生封闭的内部空间；

将流体注入到所述封闭的内部空间；以及

经由排水器排出所述流体。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在所述框架上所述杯接纳位置处提供杯接纳支撑件；以及将所述杯子放置在所述杯接纳支撑件上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在移除所述杯子的步骤之后将所述托架降低直到所述防溅罩接触所述框架以产生封闭的内部空间的步骤还包括：将所述杯接纳支撑件包围在所述防溅罩内。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

从所述框架选择性地移除所述杯接纳支撑件的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经由旋转的搅拌叶片对所述杯子中的物品进行搅拌的步骤还包括：升起和降下所述搅拌叶片而不移动所述防溅罩的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一次将所述托架降低的步骤和第二次将所述托架降低的步骤还包括以下步骤：启动步进马达，通过所述步进马达旋转导螺杆，及将所述导螺杆的旋转转换为所述托架的线性移动。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述盖子闭合所述杯子的步骤包括：使得所述杯子的边缘与所述防溅罩的倾斜部分相接触。

8.一种用于搅拌消耗材料的自动杯中搅拌装置，所述装置包括：

支撑往复运动的托架的框架，所述托架将搅拌马达和防溅罩支撑在杯接纳位置之上，所述防溅罩包括至少一个侧壁、封闭的盖子、及开放的底端；

能够旋转的搅拌叶片，所述搅拌叶片从所述搅拌马达延伸用于搅拌消耗材料，所述马达能够操作成使所述搅拌叶片旋转；

邻近所述杯接纳位置的排水器；以及

所述搅拌叶片的移动自动实现接近或离开选择性地放置在所述杯接纳位置处的杯子，并且所述防溅罩的移动自动实现与所述框架的接触，所述防溅罩和所述框架之间的接触限定了封闭空间，所述封闭空间包括所述杯接纳位置。

9.根据权利要求8所述的装置，还包括：位于所述杯接纳位置处的杯接纳支撑件。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述杯接纳支撑件能够可选择地从所述框架移除。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述防溅罩的移动选择性地独立于所述搅拌叶片的移动。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述防溅罩的侧壁与所述封闭盖子的连接形成圆锥部，所述圆锥部实现选择性地密封所述杯子。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述框架还包括位于所述杯接纳位置之下的井，所述井包括底板、侧壁、包含至少一个喷嘴的入口多支管、及排水器。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述托架位于三种操作位置之间，所述三种操作位置包括原始位置、搅拌位置、及清洁位置。

15.根据权利要求8所述的装置，所述装置还包括用于驱动导螺杆旋转的马达，所述导螺杆穿过所述托架，所述导螺杆将旋转移动转换为所述托架的线性移动。

16.根据权利要求8所述的装置，所述装置还包括绳索管理系统，所述绳索管理系统包括至少一个往复运动的滑轮，所述往复运动的滑轮的移动与所述往复运动的托架的移动方向相反。

17.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述防溅罩还包括磁性部分，所述装置还包括传感器和安全互锁机构，所述传感器能够操作成检测所述防溅罩的所述磁性部分，所述安全互锁机构防止在所述磁性部分未邻近所述传感器的情况下致动所述搅拌叶片。

18.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述托架包括磁性部分，所述装置包括能够操作成检测所述托架的所述磁性部分的传感器，所述装置能够操作成经由所述传感器对所述托架的所述磁性部分的检测来确定所述托架的位置。

19.一种用于搅拌消耗材料的自动杯中搅拌装置，所述装置包括：

支撑往复运动的托架的框架，所述托架将搅拌马达和防溅罩支撑在杯接纳位置之上；

能够旋转的搅拌叶片，所述搅拌叶片从所述搅拌马达延伸以用于搅拌消耗材料，所述马达能够操作成使所述搅拌叶片旋转；

所述托架位于三种操作位置之间，所述三种操作位置包括原始位置、搅拌位置、及清洁位置；以及

所述防溅罩位于所述三种操作位置之间，所述防溅罩在所述搅拌位置接触杯子，所述防溅罩在所述清洁位置接触所述框架，所述防溅罩和所述框架之间的接触限定了封闭空间，所述封闭空间包括所述杯接纳位置。

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