CN107616667A - 一种便携式西瓜榨汁机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水果榨汁机，具体涉及一种便携式西瓜榨汁机及其控制方法。一种便携式西瓜榨汁机,包含底座、出汁管、过滤网、套筒、智能打汁模块、供电模块和控制开关，其特征在于，所述智能打汁模块包含伸入头、伸缩杆、伸缩电机、打汁电机、打汁杆、偏心球、传感器和微型处理器，所述伸入头通过所述伸缩杆固定在所述底座上，所述伸缩电机内置在伸缩杆中，所述打汁电机内置在伸入头前端，打汁电机通过弹性打汁杆连接到所述偏心球上，所述传感器固定在所述打汁杆后部，检测其变形量。本发明的有益效果为：通过添加智能打汁模块和小型化的设计，使榨汁机方便携带，能在野外提供西瓜汁，且不易打碎西瓜子，提高西瓜汁口感。

Description

一种便携式西瓜榨汁机及其控制方法

技术领域

本发明涉及水果榨汁机领域，具体涉及一种便携式西瓜榨汁机及其控制方法。

背景技术

西瓜具有解暑的功效，是人们在夏天最喜爱的水果，在夏天对于西瓜的食用频次很高。西瓜能够提供丰富的维生素和微量元素，对保持人体健康具有显著的作用，而鲜榨西瓜汁即能够方便食用，也不会损失有效成分。随着人们生活水平的提高，鲜榨西瓜汁越来越受到人们的推崇，是一种广泛且频繁的消费品。对于病人、老人和幼童等不方便食用西瓜的人群，可通过饮用西瓜汁代替。而通过使用一般的榨汁机进行西瓜进行榨汁的效率低下，操作繁琐，需要先洗净去皮后切成小块才能够榨汁，而且西瓜子也被打碎混入西瓜汁中，降低了西瓜汁的口感，且只能在室内使用，限制了供应西瓜汁的范围。因而急需研制出一种步骤简单可携带不易将西瓜汁打碎的西瓜榨汁机。

中国专利号CN 203262999 U，公开日2013年11月6日，插入式便携榨汁机，其巧妙的插入式设计，避免了对果皮的清洗和切块步骤，大大提高了榨汁的方便性，且其为小型化设备，方便携带，使得随时随地享用果汁成为可能。但其采用锯齿刀片对果肉进行打碎榨汁，不能保证西瓜子不被打碎掺入西瓜汁中，且其依靠长度固定的弹性材料来匹配水果形状，具有局限性，不能适用大小不一的西瓜。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是常规榨汁机操作步骤繁琐，榨汁效率低下，不易携带，而现有便携式榨汁机功能有限，不能适用大小不同的西瓜且榨汁过程中不能完整保留西瓜子的问题。提供了一种方便携带、能够智能匹配西瓜果肉形状大小并能够保留西瓜子的便携式西瓜榨汁机。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种便携式西瓜榨汁机,包含底座、出汁管、过滤网、套筒、智能打汁模块、供电模块和控制开关，所述智能打汁模块包含伸入头、伸缩杆、伸缩电机、打汁电机、打汁杆、偏心球、传感器和微型处理器，所述伸入头通过所述伸缩杆固定在所述底座上，所述伸缩电机内置在所述伸缩杆中，所述打汁电机和所述微型处理器内置在所述伸入头前端，所述打汁电机通过所述打汁杆连接到所述偏心球上，所述打汁杆是带有弹性的杆，所述传感器固定在所述打汁杆后部，检测打汁杆的弯曲程度，并连接到所述微型处理器，所述伸缩电机和所述打汁电机受所述微型处理器控制。

通过提高打汁电机的转速，在离心力的作用下，偏心球将带动打汁杆向外变形，从而使得打汁的范围扩大，即增大了打汁的径向范围，而通过检测打汁杆的变形量，并经过计算，可以计算出偏心球在径向扩张中所受的阻力，由于果皮比果肉更坚硬，所以当偏心球触碰到果皮时能够在阻力变化中体现出来，此时微型处理器就可以判定偏心球已触碰到果皮而不再增加打汁电机的转速，通过伸缩电机的伸长和收缩，能够控制打汁杆和偏心球在轴向的移动，从而能够从西瓜一端移动到西瓜另一端，且边移动边打汁边适应西瓜直径的变化，从而智能的完成榨汁过程。由于击打果肉进行榨汁的是打汁杆和偏心球，二者形状均为钝形，因而能够保持西瓜子完整，在西瓜汁经过过滤网时，西瓜子将被过滤掉，因而得到更为纯净的西瓜汁，具有更好的口感。由于采用插入式设计，因而在榨汁前无需对西瓜进行清洗和切块，榨汁便捷，效率高，本发明小型化和自带电源的设计允许将本发明携带至野外使用。

作为优选，所述底座呈圆柱形，所述出汁管和所述过滤网固定在所述底座两侧，所述底座内部加工有空腔，所述空腔与所述出汁管和所述过滤网连通，所述套筒通过螺纹连接在所述底座过滤网侧，所述套筒呈圆筒形，末端加工有三角尖角和外螺纹，所述供电模块和所述控制开关固定在所述底座的侧面，所述智能榨汁模块与所述电源电连接，所述打汁电机是伺服电机。榨出的西瓜汁通过套筒收集，由于套筒与西瓜果皮紧密连接，因而可以避免西瓜汁洒漏，经过过滤网过滤后即可通过出汁口流出，供饮用，套筒前端外螺纹的设计能够方便套筒与西瓜果皮的连接。

作为优选，所述打汁杆由304不锈钢丝呈螺旋状卷绕制成。打汁杆和偏心球工作在潮湿环境中，容易生锈，使用不锈钢制作能够避免生锈，所采用的螺旋结构能够使偏心球在径向位置变化过程中，打汁电机的转速在一个较小的范围内变化，保证在低速时能够打碎果肉，在高速时仍不打碎西瓜子。

作为优选，所述智能打汁模块的打汁电机固定连接有两个打汁杆，所述打汁杆沿圆周对称布置并各自连接一个偏心球。对称布置的打汁杆和偏心球能够相互抵消离心力，减小榨汁机的震动。

作为优选，所述套筒由树脂或玻璃钢制成，所述套筒内径为82毫米，壁厚为4.2毫米。所选82毫米的套筒尺寸能够适用多数大小不一的西瓜。

作为优选，所述供电模块包含蓄电池和非接触式充电模块，所述蓄电池电压为36V。西瓜汁具有较好的导电性能，采用36V的安全电压能够避免可能的触电危险。

作为优选，所述过滤网为中空圆柱体，与底座连接一侧无底面，侧面和另一个底面开有过滤孔，所述过滤孔直径为4毫米，过滤孔数量为13000-16000个/平方米。所选过滤孔在直径和密度能够阻挡西瓜子通过，同时能够快速的滤除西瓜汁。

作为优选，所述传感器为贴片式应变传感器。贴片式应变传感器能够准确的检测到打汁杆的变形量，且体积小、自密封，方便内置安装于伸入头中。

作为优选，所述不锈钢丝直径为1.2毫米，螺旋内径为5.2毫米，卷绕螺距为1.8毫米，所述偏心球直径为8毫米，固定在打汁杆末端时，偏心距为3.2毫米。

一种便携式西瓜榨汁机的控制方法，适用于所述一种便携式西瓜榨汁机，包括以下步骤：1)将西瓜一端切掉一片，使切口直径和本发明装置的套筒直径相同，通过切口将套筒固定在西瓜上，将本发明装置垂直放置，并使西瓜在上；2)按下启动开关，微型处理器控制打汁电机以较低速度旋转，偏心球在离心力作用下，击打西瓜瓤榨汁，并使打汁杆有所变形，该变形量ψ由传感器测得，并传输给微型出力器，由微型处理器计算出偏心球径向扩张阻力F_z，其计算式为：

F_z＝mω²R[ψ]-F[ψ]，

其中，ω为打汁电机当前转速，m为偏心球质量，R[ψ]为偏心球偏心半径相对于变形量ψ的函数，F[ψ]为打汁杆径向弹力相对于变形量ψ的函数；3)微型处理器控制打汁电机提高转速，并跟踪偏心球径向扩张阻力F_z的值的变化，当偏心球触碰到西瓜果皮时，该偏心球径向扩张阻力F_z的值将迅速增大，此时维持打汁电机转速；4)由微型处理器控制伸缩电机工作，使伸缩杆伸长一个步长，并跟踪偏心球径向扩张阻力F_z的值的变化，如变大则降低打汁电机的转速，如变小则提高打汁电机的转速；5)不断重复步骤4，本发明装置将从西瓜一端开始不断伸入西瓜内部进行榨汁，并把榨出的西瓜汁存储在套筒中，直至打汁电机转速降至最低转速时，微型处理器仍判断偏心球触碰到西瓜果皮，则表示西瓜已经全部榨汁，由微型处理器关闭打汁电机，并控制伸缩电机复位伸缩杆，而后指示榨汁已完成。按照所述工作流程榨汁机能够智能的适应西瓜直径的变化，快速将全部西瓜瓤榨汁，且榨汁过程中能够保留西瓜子，避免西瓜子打碎后掺入西瓜汁而影响西瓜汁的口感。

本发明的实质性效果为：能够适用不同大小的西瓜，在榨汁过程中能够保留西瓜子，提高西瓜汁的口感，且方便携带操作简单，能够在野外不清洗果皮的情况下，提供鲜榨西瓜汁。

附图说明

图1为便携式西瓜榨汁机榨汁示意图一。

图2为便携式西瓜榨汁机榨汁示意图二。

图3为便携式西瓜榨汁机结构图。

图4为便携式西瓜榨汁机内部结构图。

图5为便携式西瓜榨汁机的第二个实施例。

其中，1、伸缩电机，2、西瓜果皮，3、打汁电机，4、伸入头，5、打汁杆，6、西瓜瓤，7、偏心球，8、套筒，9、伸缩杆，10、过滤网，11、出汁口，12、底座，13、供电模块，14、控制开关，15、打汁杆二，16、偏心球二。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的实施方式作进一步的具体说明。

如图3-4所示为便携式西瓜榨汁机结构图，底座12上侧固定有过滤网10和套筒8，智能榨汁模块与过滤网10固定连接，从而能够固定在底座12上，底座12的侧面固定有供电模块13和控制开关14，底座12的下侧固定有出汁口11，底座12内部加工有空腔，空腔与过滤网和出汁口连通。智能榨汁模块包含有伸缩杆9、伸入头4、打汁杆5和偏心球7，伸缩杆9下端固定在过滤网10上，另一端连接伸入头4，伸入头4内置有伸缩电机1、微型控制器和打汁电机3，伸缩电机1与伸缩杆通过齿轮齿条驱动伸缩杆9伸长和收缩，打汁电机3输出端连接打汁杆5，打汁杆5末端连接偏心球7，打汁杆5为弹性杆，可弯曲可拉长，本实施例中打汁杆5采用不锈钢丝螺旋卷制而成，不锈钢的材料可以避免打汁杆在使用中生锈，而螺旋卷绕即能够提供离心力，也可以拉长从而适应不同大小的西瓜，微型控制器与伸缩电机1、打汁电机3电连接和供电模块13电连接。供电模块13包含有非接触式充电模块和插线式充电模块。

如图1-2所示，为便携式西瓜榨汁机榨汁示意图，下面结合图1-2说明本发明装置进行榨汁的方法，本发明装置进行西瓜榨汁的流程为：1)将西瓜果皮2切除一小块，使形成的切口直径与套筒8的直径相当，将套筒8插入西瓜内少许，而后将本发明装置垂直放置，并使西瓜在上，而后操作控制开关14开启装置；2)初榨汁时伸入头4的位置处于切口附近，如图2所示，由微型控制器控制打汁电机3逐渐增加转速，转速逐渐增加的过程中，偏心球7所受离心力将逐渐增大，在离心力作用下偏心球7将带动打汁杆5产生偏转变形和拉长，其过程等效于随打汁电机3转速的提高，打汁杆5和偏心球7击打西瓜瓤6的范围不断变大，在击打西瓜瓤6的过程中即将西瓜果肉榨成汁，由于打汁杆5和偏心球7均为钝形，因而可以保留西瓜子，避免将西瓜子打碎掺入西瓜汁中，影响西瓜汁的口感。贴在打汁杆5靠近打汁电机3位置的传感器将收集打汁杆5的变形量，并输入到微型处理器中，微型处理器根据打汁电机3的转速和传感器输入的数据，计算偏心球7径向扩张的阻力F_z，其计算式为：

F_z＝mω²R[ψ]-F[ψ]，

其中，ω为打汁电机当前转速，m为偏心球质量，R[ψ]为偏心球偏心半径相对于变形量ψ的函数，F[ψ]为打汁杆径向弹力相对于变形量ψ的函数；3)微型处理器控制打汁电机3提高转速，并跟踪偏心球7径向扩张阻力F_z的值的变化，当偏心球7触碰到西瓜果皮2时，该偏心球7径向扩张阻力F_z的值将迅速增大，此时维持打汁电机3转速，即表示已经把当前位置的全部西瓜榨汁；4)由微型处理器控制伸缩电机1工作，使伸缩杆9伸长一个步长，开始下一部分西瓜的榨汁，并跟踪偏心球7径向扩张阻力F_z的值的变化，如变大则表示西瓜果皮2的直径在缩小，此时降低打汁电机3的转速，使打汁范围缩小而适应西瓜果皮2的直径减小，如变小则表示西瓜果皮2的直径变大，此时提高打汁电机3的转速，使打汁范围扩大而适应西瓜果皮2的直径增大；5)不断重复步骤4，本发明装置将从西瓜一端开始不断伸入西瓜瓤6内部进行榨汁，并把榨出的西瓜汁经过套筒8和过滤网10后，由出汁口11流出，过滤网10的滤孔直径为4毫米，可以有效过滤掉西瓜汁中的西瓜子，当打汁电机3转速降至最低转速时，微型处理器仍判断偏心球7触碰到西瓜果皮2时，即表示西瓜瓤6已经全部榨汁，由微型处理器关闭打汁电机3，并控制伸缩电机1复位伸缩杆9，而后指示榨汁已完成。按照所述工作流程榨汁机能够通过控制打汁电机3的转速智能的适应西瓜直径的变化，快速将全部西瓜瓤榨汁。套筒8由树脂或玻璃钢制成，内径为82毫米，壁厚为4.2毫米，所选尺寸能够适用于大多数大小的西瓜，而且具有足够的强度能够支撑西瓜的重量且重量轻，易于携带。

如图5所示，为便携式西瓜榨汁机的第二个实施例，其中打汁电机3末端连接有打汁杆5和打汁杆二15，打汁杆5末端连接偏心球7，打汁杆二末端连接偏心球二16，打汁杆5和打汁杆二15在圆周方向对称排列，且具有相同的材料和尺寸，偏心球7和偏心球二16具有相同的尺寸、偏心量和质量，在此实施例中，打汁电机3同时带动打汁杆5和打汁杆二15转动，在偏心球5和偏心球二16的作用下，打汁杆5和打汁杆二15将呈对称的发生变形，偏心球5和偏心球二16的离心力从智能打汁模块的总体看来相互抵消，从而能够有效减小智能打汁模块在工作中的震动。在此实施例中，本发明装置的使用方法为，本装置垂直倒置，即西瓜在下装置在上，其榨汁流程同步骤1-5，只是榨出的西瓜汁不在通过过滤网10由出汁口11流出，而是留在西瓜果皮2内部，榨完汁后取走本发明装置，西瓜果皮2中将充满西瓜汁，此时可以直接饮用也可插入吸管饮用，在缺少杯子或其他容器盛装西瓜汁时，通过本使用方法依然能够享用到鲜榨西瓜汁，解决了无盛装西瓜汁容器的问题。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种便携式西瓜榨汁机,包含底座、出汁管、过滤网、套筒、智能打汁模块、供电模块和控制开关，其特征在于，所述智能打汁模块包含伸入头、伸缩杆、伸缩电机、打汁电机、打汁杆、偏心球、传感器和微型处理器，所述伸入头通过所述伸缩杆固定在所述底座上，所述伸缩电机内置在所述伸缩杆中，所述打汁电机和所述微型处理器内置在所述伸入头前端，所述打汁电机通过所述打汁杆连接到所述偏心球上，所述打汁杆是带有弹性的杆，所述传感器固定在所述打汁杆后部，检测打汁杆的弯曲程度，并连接到所述微型处理器，所述伸缩电机和所述打汁电机受所述微型处理器控制。

2.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述底座呈圆柱形，所述出汁管和所述过滤网固定在所述底座两侧，所述底座内部加工有空腔，所述空腔与所述出汁管和所述过滤网连通，所述套筒通过螺纹连接在所述底座过滤网侧，所述套筒呈圆筒形，末端加工有三角尖角和外螺纹，所述供电模块和所述控制开关固定在所述底座的侧面，所述智能榨汁模块与所述电源电连接，所述打汁电机是伺服电机。

3.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述打汁杆由不锈钢丝呈螺旋状卷绕制成。

4.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述智能打汁模块的打汁电机固定连接有两个打汁杆，所述打汁杆沿圆周对称布置并各自连接一个偏心球。

5.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述套筒由树脂或玻璃钢制成，所述套筒内径为82毫米，壁厚为4.2毫米。

6.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述供电模块包含蓄电池和非接触式充电模块，所述蓄电池电压为36V。

7.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述过滤网为中空圆柱体，与底座连接一侧无底面，侧面和另一个底面开有过滤孔，所述过滤孔直径为4毫米，过滤孔数量为13000-16000个/平方米。

8.根据权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述传感器为贴片式应变传感器。

9.根据权利要求3所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，所述不锈钢丝直径为1.2毫米，螺旋内径为5.2毫米，卷绕螺距为1.8毫米，所述偏心球直径为8毫米，固定在打汁杆末端时，偏心距为3.2毫米。

10.一种便携式西瓜榨汁机的控制方法，适用于如权利要求1所述的一种便携式西瓜榨汁机，其特征在于，

包括以下步骤：

1)将西瓜一端切掉一片，使切口直径和本发明装置的套筒直径相同，通过切口将套筒固定在西瓜上，将本发明装置垂直放置，并使西瓜在上；

2)按下启动开关，微型处理器控制打汁电机以较低速度旋转，偏心球在离心力作用下，击打西瓜瓤榨汁，并使打汁杆有所变形，该变形量ψ由传感器测得，并传输给微型出力器，由微型处理器计算出偏心球径向扩张阻力F_z，其计算式为：

F_z＝mω²R[ψ]-F[ψ]，

其中，ω为打汁电机当前转速，m为偏心球质量，R[ψ]为偏心球偏心半径相对于变形量ψ的函数，F[ψ]为打汁杆径向弹力相对于变形量ψ的函数，R[ψ]和F[ψ]均通过实验数据拟合得到；

3)微型处理器控制打汁电机提高转速，并跟踪偏心球径向扩张阻力F_z的值的变化，当偏心球触碰到西瓜果皮时，该偏心球径向扩张阻力F_z的值将迅速增大，此时维持打汁电机转速；

4)由微型处理器控制伸缩电机工作，使伸缩杆伸长一个步长，并跟踪偏心球径向扩张阻力F_z的值的变化，如变大则降低打汁电机的转速，如变小则提高打汁电机的转速；

5)不断重复步骤4，本发明装置将从西瓜一端开始不断伸入西瓜内部进行榨汁，并把榨出的西瓜汁存储在套筒中，直至打汁电机转速降至最低转速时，微型处理器仍判断偏心球触碰到西瓜果皮，则表示西瓜已经全部榨汁，由微型处理器关闭打汁电机，并控制伸缩电机复位伸缩杆，而后指示榨汁已完成。