CN106170231B - 可调节的手柄和研磨调节 - Google Patents

Abstract

一种用于浓咖啡机的手柄装置，所述装置包含：可附接至浓咖啡机的成组头部的金属头部，所述头部限定用于容纳一些研磨咖啡的咖啡粉末隔室；以及在所述头部内的穿孔的可移动底板；所述底板形成过滤器并限定咖啡粉末隔室的底座，所述底板相对于所述头部可竖直移动以调节咖啡粉末隔室的容积。

Description

可调节的手柄和研磨调节

技术领域

本发明涉及手柄(portafilter)，而且更具体地涉及带有可变容积调节的手柄。

背景技术

贯穿本说明书的现有技术的任何讨论绝不应该被认为是承认这种现有技术已广为人知，或其形成本领域公知常识的一部分。

手柄是附接在浓缩咖啡制备机的成组头部上的设备，并且手柄在带有充当过滤器的穿孔的底板的隔室内携带一些或一剂量研磨咖啡。隔室有时被称为篮，并且在一些手柄中，篮是可互换的。不同容量和流动特性的篮从而可以彼此互换。例如，双份(double-shot)研磨咖啡需要具有12-14克容量的篮。单份(single-shot)篮可以容纳例如6至7克。一些手柄能够容纳用于三份(thriple-shot)的篮，从而具有18至21克的研磨咖啡的容量。即使当手柄能够容纳可互换的篮时，任何单个的篮的研磨容量通常是固定的，因为取得最佳的冲泡需要篮内的研磨咖啡的填充高度保持相对地恒定。

优化咖啡冲泡过程也需要手柄的头部预先加热以达到最佳的工作温度。测定普通手柄的头部是否已经达到预热温度是困难的，特别是在重新被使用之前，如果手柄已经从成组头部脱离一段时间。

在不同的研磨咖啡数量被冲泡的机器内，除非通过使用者命令或直接到研磨器或机器中的人工输入，不管是将粉分配到手柄中的咖啡研磨器还是将热水分配通过手柄的咖啡机都不能补偿不同的研磨咖啡量。

手柄能够特别地适合于单份浓缩咖啡且有单流槽(single spout)，或者双份浓缩咖啡且有双流槽。

本发明解决了咖啡冲泡过程中的以上限制。

发明内容

根据实施例提供了具有容积可调节的篮的手柄。

根据实施例提供了具有容积可连续调节的篮的手柄。

根据实施例提供了能够感测且显示或传达其自身温度的手柄。

根据实施例提供了能够无线传达诸如篮容积和温度的参数至浓缩咖啡制备机或咖啡研磨器的手柄。

根据实施例提供了具有单流槽和双流槽二者的手柄。

根据实施例提供了用于浓咖啡机的手柄装置，该装置包含：

可附接至浓咖啡机的成组头部的金属头部，该头部限定用于容纳大量研磨咖啡的咖啡粉末隔室；以及

在头部内的穿孔的可移动底板；该底板形成过滤器并且限定咖啡粉末隔室的底座，底板相对于头部可竖直移动以调节咖啡粉末隔室的容积。

装置可以进一步包括：耦接至头部的把手；以及围绕把手的自由端定位的容积调节选择器，该容积调节选择器可操作地与底板关联，使得选择器的旋转引起底板相对于头部升高或降低。

穿孔的底板可以由移动的底板主体支撑。主体可以包括通过小齿轮和锥形齿轮总成驱动的竖直螺纹齿条；小齿轮和锥形齿轮总成通过穿过把手的主轴被旋转。容积调节选择器的旋转可以引起轴的旋转，从而相对于头部升高或降低底板。

围绕把手的自由端定位的齿轮箱可以终止轴，使得容积调节选择器的旋转致动齿轮箱，从而引起轴的旋转。齿轮箱可以是行星齿轮箱的形式。

来自成组头部的热水可以进入隔室的开口，穿过研磨咖啡并通过穿孔的底板退出隔室。

底板可以与在底板和隔室的内部侧壁之间延伸的圆周密封件关联。

咖啡粉末隔室的容积在预定的最小容积和预定的最大容积之间可以连续可调节。

控制器模块可以接收来自与手柄关联的一个或多个传感器的信号。温度传感器可以测量头部的温度并传输指示温度状态的信号至控制器模块。位置传感器可以提供指示咖啡粉末隔室的容积状态的信号至控制器模块。位置传感器可以测量选择器或主轴的旋转位置。

显示模块可以耦接至控制器模块用于呈现通过一个或多个传感器指示的状态信息。

接收器可以接收来自器具的数据信号，用于配置控制器模块的设置。接收器可以接收电磁能量以给内部电源和/或电容器充电，所述内部电源和/或电容器用于给控制器模块供电。接收器可以是无线接收器的形式。

发射器可以传输数据信号至关联的器具，用于配置关联的器具的设置。发射器可以传输指示咖啡粉末隔室的容积的数据信号至浓咖啡机，用于配置水输送容积。发射器可以传输指示咖啡粉末隔室的容积的数据信号至咖啡研磨器机器，用于配置研磨咖啡输送容积。发射器可以是无线发射器的形式。

附图说明

为了本发明得以更好的理解，现在通过示例的方式参考以下图形图表，其中：

图1是具有可变容积隔室的手柄的透视图。

图2A是通过在图1中示出的手柄的截面图。

图2B是通过在图1中示出的手柄的截面图。

图3是在图1中描绘的手柄的分解透视图。

图4是在图1中示出的手柄的透视图，其中双流槽在合适的位置。

图5是在图1中示出的手柄的透视图，其中单流槽在合适的位置。

图6是具有内部处理器、图形显示器和其他特征的手柄的透视图。

图7是带有电子显示器的手柄的透视图。

图8是具有机械显示器的手柄的透视图。

图9是包含咖啡研磨器、手柄、咖啡机和通信设备的网络的示意图。

图10是具有处理器控制的研磨调节和其他特征的浓缩咖啡制备机的示意图。

具体实施方式

如图1所示，手柄100具有带有凸形卡口特征102的金属头部101，该金属头部101附接至浓缩咖啡制备机的成组头部。头部101具有用于容纳一些或一剂量研磨咖啡的咖啡粉末隔室103。来自成组头部的热水进入隔室103的开口104，穿过研磨咖啡并通过穿孔的底板105退出隔室103，底板105形成隔室103的过滤器。穿过过滤器105的冲泡好的咖啡从流槽106被分配。头部101由把手107保持。在这个示例中，隔室的底板105根据定位在把手107的自由端处的选择器110(例如可旋转旋钮)的旋转可竖直地108调节。

如图2A和图2B所示，穿孔的过滤器或底板105与圆周密封件200关联，圆周密封件200在竖直可调节的底板105和隔室或篮103的内部侧壁201之间延伸。因此，进入篮的热水只能通过底板退出，而不能在篮周围退出。在这个示例中，穿孔的过滤器或底板105由移动的过滤器底板主体202支撑。主体202支撑底板105在通向中心排出通道204的间隙203之上。排出通道204在上面终止并且排出在流槽106上。在这个示例中，主体202包含通过在这个示例中的小齿轮和锥形齿轮总成206驱动的竖直齿条或螺纹205。小齿轮和锥形齿轮总成206由穿过把手并且终止在齿轮箱(例如，通过手柄的诸如可旋转旋钮的旋转选择器110致动的行星齿轮箱208)处的主轴207旋转。

如在图3中更详细地所示，齿轮箱总成208至少部分地容纳在旋转选择器或旋钮的周围的轮缘301下面，而且在选择器/旋钮和把手107的剩余部分之间。在这个示例中的行星齿轮箱总成包含支撑三个行星齿轮轴303的齿轮壳体302。每一个齿轮轴支撑行星齿轮304。行星齿轮304驱动附接至主轴207的近端306的行星小齿轮305。行星齿轮轴303的近端由齿轮壳体盖板307支持，而且盖板307利用在这个示例中的三个轴向螺纹紧固件308附接至齿轮箱壳体。在优选的实施例中，行星齿轮箱机构减少了选择器110的旋转，以便，例如，选择器110的一整转引起主轴207的四转。

主轴207一端由行星小齿轮305支撑，并且主轴207远端由驱动小齿轮309支撑。如图2A至图3所示，驱动小齿轮309定位在过滤器底板主体202的下面并且在手柄的头部101内。因此，选择器301(例如，可旋转旋钮)的旋转由主轴207通过把手107内的中心通道310和穿过头部101的颈部312的第二通道311被传输至驱动小齿轮309。驱动小齿轮309围绕主轴207的水平轴线的旋转引起驱动锥形齿轮313围绕竖直轴线的旋转。驱动锥形齿轮313具有衬圈(collar)314，衬圈314带内螺纹并且啮合定位在过滤器底板主体202上的配合的齿或螺纹315。

在图3的示例中，过滤器底板105包含具有下降的轮缘316的圆形穿孔的圆盘，下降的轮缘316与在圆周密封件200中的凹槽317配合。埋头紧固件318穿过在过滤器底板内的配合开口319，而且因此用于可移除地夹紧或保持密封件200在底板105和过滤器底板主体202之间。过滤器底板主体202具有用于容纳埋头紧固件318的螺纹开口319。通过拆下螺纹紧固件318，穿孔的底板105和密封件200能够被移除用于清洁。过滤器底板主体202也可以被移除用于清洁，通过旋转过滤器底板主体202以使螺纹315从衬圈314的内螺纹拧下来。这也提供了对将盖板320附接至头部101的紧固件340的接近。

头部101的下侧容纳盖板320。在这个示例中，盖板320有具有缺口(notch)322的圆周轮缘321，缺口322允许主轴207穿过它。盖板320有被提供有出口盖板324的出口轮缘323，出口盖板324容纳旋转的3通流槽325。因为出口323的排出口是偏心的(见图2A至图3)，从通道204被排出的冲泡的咖啡将会根据流槽出口325的旋转取向落在倒U型的双流槽326(见图4)或单流槽327(见图5)上。

如图6所示，手柄100可以有头部101或颈部312，其中诸如电热调节器601的温度传感器被包含在颈部内部。在这个示例中，电热调节器测量金属头部101的温度并传输相关的信号信息至定位在把手107内的控制器或处理器602。控制器602适合于驱动在这个示例中定位在邻近颈部312的把手107的上表面上的电子图形显示器603。在优选的实施例中，把手的内部也具有位置传感器604，位置传感器604与诸如选择器110或旋转的主轴207协作。因为轴驱动竖直往复的底板105，因此轴的旋转位置指示篮或隔室103的内部容积或工作容量。位置传感器604传输数据至处理器602，处理器602进而适合于在显示器603上数字地或者符号地提供图形指示。通过定位在把手107内的内部电池或电容器605提供处理器、仪器仪表和显示器所需的功率。在特别优选的实施例中，与温度传感器601和位置传感器604的输出相关的数据能够通过也定位在把手107内的发射器和最佳接收器606的结合被无线传输。通过接收器606接收的数据信号能够由控制器602处理并显示在显示区域603上。接收器606也可以用于接收电磁能量并使用该能量给内部电池或电容器605充电。

如图7所示，电子显示器603适合随着选择器110被旋转而实时字母数字地701或者符号地702(或者二者)指示隔室103的容积或工作容量。电子显示器603也能够提供指示如由温度传感器601记载的何时正确的预加热温度已经在头部101内实现的字母数字符号或图形符号704。

作为电子显示器的替代品，如图8所建议的，可以在把手107的上表面上提供机械显示器800。在这个示例中，主轴207的旋转通过齿轮机构801转化成滑动指针802的线性移动，滑动指针802被保持在形成在把手107的上表面上的槽803内。紧挨着槽803的分度标记804提供隔室103的内部容积的指示。

作为电子显示器的进一步替代品，可以在把手和/或选择器(例如，可旋转旋钮)的表面上印上或形成对应于使用者选项或周长(perimeter)或测量状态的多个递增的指示符。

应当理解，控制过滤器底板的高度并且因此控制隔室103的容积的前述调节机构是连续的或无级可调。能够提供触觉反馈和/或图形反馈和/或声频反馈至使用者，用于指示选择器的前进和隔室底板的合成运动。

如图9和图10所示，根据以上的教导构造的手柄100能够连同咖啡研磨器901(在浓缩咖啡制备机内部或者外部的研磨器)、浓缩咖啡制备机902和个人优选的无线通信设备903(诸如智能手机、个人电脑、平板电脑、平板(pad)等)形成无线网络的部分。在前述的设备100、901、902、903之间的无线通信允许包括在以下示例的各个的和任何实用的组合的大范围的益处和功能。

参考图9的示例，其中咖啡研磨器901和咖啡机902是分开的(或图10，当研磨器与咖啡机集成且任选地共享它们的控制器时)，在咖啡研磨器901和咖啡机902之间的通信能够使咖啡研磨器901和咖啡机902之间的数据信号和命令信号的无线的或硬件有线的通信可行。可以从咖啡研磨器的使用者接口904或者从个人通信设备903向咖啡研磨器的控制器提供与研磨尺寸和持续时间相关的使用者输入或命令。这些使用者输入用于操作研磨调整位置马达1001并且因此改变由研磨器901产生的研磨物的尺寸，其中研磨调整位置马达1001升高或降低在研磨器的研磨头部1002内的磨盘。在一些实施例中，磨盘的实际位置通过研磨调节位置传感器1003探测。来自研磨调节位置传感器的数据被提供至咖啡研磨器的控制器903(图9)或中心控制器1004(图10)。这样，与使用者的研磨选择、可调节磨盘的实际位置和研磨持续时间相关的数据能够通过研磨器901播送并例如通过通信设备903记录或由咖啡机的控制器905使用(无线地通过咖啡机的发射器和接收器906和控制器905，或者按照图10的硬件有线)。这个信息被咖啡机的控制器905、1004使用以控制冲泡过程的方面，诸如，水温、冲泡持续时间、冲泡水压力曲线等。这些相同的参数也能够通过源于通信设备903中的相应的使用者输入被控制。因此，通信设备903能够传输命令来改变咖啡机902、研磨器901或研磨器901和咖啡机902二者的功能或操作参数。

应当理解，来自手柄100的关于头部温度和隔室容积的数据可以被无线地提供至咖啡研磨器901，以便数据能够被研磨器的控制器903使用以调节研磨咖啡的输送容积。来自手柄100的数据也能够被无线传输至咖啡机902，以便设备的控制器905、1004能够调节输送至手柄的水的容积。通过手柄100传输的数据也能够被传输至能够记录数据或记载数据以备将来使用的通信设备903。

上述的网络配置能够以如下方式被使用。例如，技术操作员可以通过安装在通信设备903上的软件程序编程诸如冲泡温度、萃取时间、研磨容积、捣实压力的冲泡参数。然后这些参数能够被上传或传输至咖啡机902和研磨器901，借此，与恰当的控制器903、905、1004相关联的控制程序将会执行用于复制操作员的选择的饮料的目的的选择的参数。在另一个示例中，研磨器901或咖啡机902能够传输或下载数据至通信设备903用于由使用者或售后服务技术员进行问题或潜在问题的诊断。通信设备903能够相应地提供与诊断数据相关的图形显示，或通过诊断数据以与诊断的解决方案或问题的建议相关的文本或图像形式提供建议。在另一个示例中，来自手柄100、咖啡研磨器901或咖啡机902的全部或任意个的数据能够被传输至通信设备903且通过通信设备903收集，并且被记录或记载以备将来使用。这将允许使用者一次地、重复地或者作为能够在不同的使用者中共享的数据包复制特定的冲泡温度、萃取容积、萃取压力曲线和其他参数。

在另一些示例中，如图10所建议的，带有(在这个示例中)一体的或内嵌的咖啡研磨器901的咖啡机902包括捣实系统，诸如机动的捣实推运器(auger)1005。捣实系统1005进一步包含通过设备的处理器1004控制的直流(DC)推运器马达1006。马达1006驱动旋转的推运器头部1007，推运器头部1007穿过与扭矩传感器1009关联的可调节的滑动离合器1008。通过磨盘研磨器1002输送的研磨咖啡通过输送斜槽1010进入推运器头部1007。咖啡机902进一步包含使用者接口1011，使用者接口1011与处理器通信，并且使用者输入、命令或偏好通过接口1011能够被表达至处理器输入1012。到处理器的其他输入包括与扭矩传感器1009的输出相关的信号、通过与高压水输送泵1014串联的流量计1013指示的流率、串联在高压泵1014和冲泡热水器1016之间的串联压力传感器1015和研磨调节位置传感器1003的输出。利用这些输入，控制器1004能够对研磨调节位置马达1001、研磨器马达1007、推运器马达1006、高压冲泡水输送泵1014和低压蒸汽水输送泵1018二者、蒸汽热水器1020的加热元件1019、冲泡水热水器1022的加热元件1021、控制输出到成组头部1024的排出电磁阀(discharge solenoid)1023和图形显示器1025进行控制。这样，处理器1004能够使用来自流量计1013、压力传感器1014、研磨调节位置传感器1003、捣实扭矩传感器1009和萃取时间的反馈来计算理想的研磨尺寸设置并相应地调节研磨调节马达1001。处理器1004使用来自流量计1013、压力传感器1015、研磨调节位置传感器1003、捣实扭矩传感器1009和萃取时间的反馈来计算理想的扭矩捣实设置并因此调节推运器马达1006的动作来传送计算的扭矩捣实设置。例如，如果先前的萃取太快，处理器能够通过调节研磨调节马达1001减小研磨尺寸，因而研磨尺寸被研磨更小，从而减慢了萃取过程。如果先前的萃取太慢，那么通过控制研磨尺寸调节马达1001结合来自研磨调节位置传感器1003的相同的监测，能够使得研磨尺寸更大。类似地，先前的萃取太快，通过改变由扭矩传感器1009确定的目标或阈值阻力，捣实压力能够增加。类似地，先前的萃取太慢，那么捣实压力能够被降低而且在由扭矩传感器1009确定的低扭矩阻力下研磨器马达将会停止。

在使用没有研磨尺寸调节马达1001的另一个实施例中，处理器能够提示使用者使用显示器1025或有播放提示音1026发出的显示器1025来手动地(例如从使用者接口1011处)调节研磨尺寸。

因此，处理器1004能够接收来自多种传感器的信号并计算用于包括研磨尺寸和捣实压力的多种机器功能的目标参数，并且然后，例如通过使用处理器控制的马达1001、1006和恰当的反馈设备1003、1009自动调节研磨尺寸或捣实压力执行那些参数。

虽然已参考具体的示例描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，本发明可以以许多其他形式来实施。

如本文所用，除非另外指明，用来描述通用对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等的使用仅表示类似对象被引用的不同情况，而并不意味着暗示如此描述的对象必须按照给定的时间或空间的顺序、按照排列，或按照任何其他方式。

本说明书全文中提到的“一个实施例”或“实施例”或“示例”意味着关于实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因而，在本说明书全文中各个地方出现的词组“在一个实施例中”或“在示例中”不是全部必须指同样的实施例或示例，但是可以指同样的实施例或示例。此外，本公开中，一个或更多实施例中的具体特征、结构或特性可以以任何合适方式组合，这对本领域技术人员是显然的。

类似地，应当理解，在对本发明的示例性实施例的以上描述中，为了达到使本公开流畅并且帮助理解各种创造性方面中的一个或更多个的目的，本发明的各种特征有时组合在单个实施例、附图或对其的描述中。然而，本公开的方法不能解释为反映如下意图，即要求保护的发明需要比在每个权利要求中清楚地叙述的更多特征。而是，如下列的权利要求反映的，创造性方面在于少于单个前述公开实施例的所有特征。随附于具体实施方式的任何权利要求在此明确并入该具体实施方式中，且每个权利要求自身作为本发明的单独的实施例。

除非特别声明，否则如从以下讨论明显可以理解的是，在整个说明书讨论中使用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”或类似的术语，指微处理器、控制器计算机或计算系统或操纵和/或变换数据的类似的电子计算设备的动作和/或过程。

此外，虽然在本文中所描述的一些实施例包括一些但不是包括在其他实施例中的其他特征的特征，不同实施例的特征的组合意味着在本发明的范围之内，并且形成不同的实施例(如本领域技术人员可以理解的)。例如，在下面的权利要求中，任何要求保护的实施例能够以任何组合被使用。

因此，虽然已经描述被认为是本发明的优选实施例的实施例，但本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下可以对优选实施例做出其他和进一步的修改，并且意在要求所有此类变化和修改在本发明的范围内。

虽然已经参考结构的具体细节公开了本发明，但这些应该被理解为通过示例的方式被提供而不应被理解为对本发明的精神和范围的限制。

Claims (20)

1.一种用于浓咖啡机的手柄装置，所述装置包含：

金属头部，其可附接至所述浓咖啡机的成组头部，其中所述金属头部限定用于容纳一些研磨咖啡的咖啡粉末隔室；

在所述金属头部内的穿孔的可移动底板，其中所述底板形成过滤器且限定所述咖啡粉末隔室的底座，其中所述底板相对于所述金属头部可竖直移动；

耦接至所述金属头部的把手；以及

围绕所述把手的自由端定位的容积调节选择器，所述容积调节选择器可操作地与所述穿孔的底板关联，

其中所述穿孔的底板由移动的底板主体支撑，其中所述主体包括通过小齿轮和锥形齿轮总成驱动的竖直螺纹齿条以调节所述咖啡渣隔室的容积；以及

其中所述容积调节选择器围绕所述把手的旋转引起所述穿孔的底板相对于所述金属头部升高或降低。

2.根据权利要求1所述的手柄装置，其中：

所述小齿轮和锥形齿轮总成通过穿过所述把手的主轴被旋转；以及

所述容积调节选择器的旋转引起所述主轴的旋转，从而相对于所述金属头部升高或降低所述底板。

3.根据权利要求2所述的手柄装置，其中：

围绕所述把手的所述自由端定位的齿轮箱终止所述轴，使得所述容积调节选择器的旋转致动所述齿轮箱，从而引起所述轴的旋转。

4.根据权利要求3所述的手柄装置，其中：

所述齿轮箱是行星齿轮箱。

5.根据权利要求1所述的手柄装置，其中：

来自所述成组头部的热水进入所述隔室的开口，穿过所述研磨咖啡并通过所述穿孔的底板退出所述隔室。

6.根据权利要求1所述的手柄装置，其中：

所述底板与在所述底板和所述隔室的内部侧壁之间延伸的圆周密封件关联。

7.根据权利要求1所述的手柄装置，其中：

所述咖啡粉末隔室的容积在预定的最小容积和预定的最大容积之间连续可调节。

8.根据权利要求1所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

控制器模块，所述控制器模块接收来自与所述手柄关联的一个或多个传感器的信号。

9.根据权利要求8所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器测量所述金属头部的温度并将指示所述温度状态的信号传输至所述控制器模块。

10.根据权利要求8所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

位置传感器，所述位置传感器将指示所述咖啡粉末隔室的容积状态的信号提供至所述控制器模块。

11.根据权利要求10所述的手柄装置，其中：

所述位置传感器测量所述选择器或主轴的旋转位置。

12.根据权利要求8所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

耦接至所述控制器模块的显示模块，所述显示模块用于呈现通过所述一个或多个传感器指示的状态信息。

13.根据权利要求8所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

接收器，所述接收器接收来自器具的数据信号，用于配置所述控制器模块的设置。

14.根据权利要求13所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

用于给所述控制器模块供电的电容器。

15.根据权利要求13所述的手柄装置，其中所述接收器是无线接收器。

16.根据权利要求8所述的手柄装置，所述装置进一步包括：

发射器，所述发射器传输数据信号至关联器具，用于配置所述关联器具的设置。

17.根据权利要求16所述的手柄装置，其中：

所述设置包括水输送容积。

18.根据权利要求16所述的手柄装置，其中：

所述设置包括研磨咖啡输送容积。

19.根据权利要求16所述的手柄装置，其中所述发射器是无线发射器。

20.根据权利要求13所述的手柄装置，其中所述接收器接收电磁能量以为内部电源充电。