CN110074676B - 粉末摇均机构、采用其的咖啡自动冲泡装置及冲泡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域。粉末摇均机构，包括一支架，还包括一用于承载粉末容器的支撑板；还包括两组前后设置的弹簧组，位于前方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的前侧弹簧，位于后方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的后侧弹簧；前侧弹簧的强度小于后侧弹簧的强度；两组弹簧组的上端分别与支撑板的前后两端相连，两组弹簧组的下端分别与支架的前后两端相连；支撑板的后端安装有一配重，支撑板的前端连接有一向前延伸的延伸部，延伸部为用于驱动支撑板前后摆动的施力端。本专利通过机械手对延伸部进行下压施力后，可以实现支撑板的前后摆动，进而实现粉末的摇均。摇匀原理为运用跷跷板原理对支撑板进行前后摆动。

Description

粉末摇均机构、采用其的咖啡自动冲泡装置及冲泡方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体涉及粉末摇均机构。

背景技术

传统当粉末导入容器内后，粉末往往是高低不平的进行堆积的，目前通常采用的如下两种方式实现。

方式一，手动摇晃容器进行粉末平铺的均匀性，需要人力，且由于不同的人力量的不同，容易存有均匀效果的偏差。

方式二，采用电机带动偏心轮的转动，进而作为驱动容器振动的力量来源，实现对粉末在容器内平铺均匀性的控制。需要对电机进行控制，较为繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供粉末摇均机构，以解决现有粉末摇均效果不佳，需要消耗人力或电力的技术问题。

本发明提供采用粉末摇均机构的咖啡自动冲泡装置，以解决以上至少一个技术问题。

本发明提供采用粉末摇均机构的咖啡自动冲泡装置的冲泡方法，以解决以上至少一个技术问题。

本发明的技术方案是：粉末摇均机构，包括一支架，其特征在于，还包括一用于承载粉末容器的支撑板；

还包括两组前后设置的弹簧组，位于前方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的前侧弹簧，位于后方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的后侧弹簧；

所述前侧弹簧的强度小于所述后侧弹簧的强度；

两组弹簧组的上端分别与所述支撑板的前后两端相连，两组弹簧组的下端分别与所述支架的前后两端相连；

所述支撑板的后端安装有一配重，所述支撑板的前端连接有一向前延伸的延伸部，所述延伸部为用于驱动支撑板前后摆动的施力端。

本专利通过机械手对延伸部进行下压施力后，可以实现支撑板的前后摆动，进而实现粉末的摇均。摇匀原理为运用跷跷板原理对支撑板进行前后摆动。具有配重的一侧通过强度高的弹簧组进行支撑，后侧弹簧可以充当跷跷板的中心点。当机器人手钳来压下延伸部，相当于跷跷板一端施加力量，另一端也就是配重端，升上去，当撤力后，前端即会反弹，前侧弹簧，拉住支撑板，控制支撑板的前端上升位移量。

进一步优选的，所述后侧弹簧的强度为所述前侧弹簧强度的1.8-2.4倍。

进一步优选的，所述配重与所述支撑板可拆卸连接或固定连接；

所述延伸部与所述支撑板可拆卸连接或固定连接。

进一步优选地，配重为180-210g。后侧弹簧的金属丝的直径为前侧弹簧金属丝的直径的1.9-2.1倍。优选为，后侧弹簧的金属丝的直径为1.1-1.3mm。前侧弹簧金属丝的直径为0.5-0.7mm。

配重与后侧弹簧的间距为后侧弹簧与延伸部间距的1/3-1/4。

进一步优选的，两组弹簧组中所有的弹簧的上下两端均通过螺丝锁紧固定，

且两组弹簧组中所有的弹簧均为腰鼓形弹簧。

进一步优选的，所述延伸部包括一用于连接支撑板的安装部以及一从后至前倾斜向下的引导部；

所述安装部的前端与所述引导部相连。

便于机器人手钳从上至下施力时，直接延伸引导部下滑，带动支撑板的晃动。

进一步优选的，所述支架包括两个并排设置的U型支架，U型支架的顶部与弹簧组的弹簧相连。

进一步优选的，所述支撑板上开设有用于安装咖啡滤斗的安装孔。

采用所述粉末摇均机构的咖啡自动冲泡装置，其特征在于，包括所述粉末摇均机构、用于执行冲泡动作的机器人、自动磨豆机、水壶、咖啡滤斗以及安装面板；

所述粉末摇均机构、所述机器人、所述自动磨豆机、所述水壶均可拆卸式设置在所述安装面板上；

所述咖啡滤斗安装在所述粉末摇均机构的支撑板上。

便于通过咖啡冲泡的各个部件固定安装，便于机器人根据部件安装的方位，沿着设定的运动轨迹执行冲泡动作。

所述咖啡滤斗包括漏斗以及安装在漏斗上的滤网，所述滤网包括一网状体以及覆盖在网状体外表面的金层。

通过在滤斗的滤网上覆盖有金层，其稳定性优异，不利于被腐蚀。且没有串味的问题，滤出的咖啡味道纯正。解决了传统的纸质滤纸需要频繁更换的问题，此外还解决了现有纸质滤纸的余味传入咖啡中的问题。

所述机器人的手臂上安装有一体化成型的机器人手钳，所述机器人手钳上开设有用于夹持物品的夹持口，所述夹持口的圆心角大于260°；

所述夹持口的内侧开设有两个镜像对称设置的卡口，所述卡口的上下均开口，两个卡口的中心从内侧至外侧逐渐邻近；

所述夹持口以两个卡口的镜像对称面为分隔面分为两个圆心角不同的夹持部；

且所述机器人手钳靠近两个卡口的镜像对称面处的外侧为用于连接机器人手臂的连接端。

通过卡口，便于提高对物品的卡接效果。通过机器人手钳的结构优化，便于模拟人体的大拇指以及食指，实现物品的夹持抓握。

所述水壶上设有与所述机器人手钳相互匹配的对手件，所述对手件包括用于机器人手钳穿过进行定位的定位块以及用于限制机器人手钳轴向位移的限位板，所述限位板设置在所述定位块的上方；

所述定位块的外圆周上设有两个用于卡入机器人手钳的卡口的定位凸台，所述定位凸台包括上下设置的卡口配合部以及卡口预定位部，所述卡口预定位部的横截面面积小于所述卡口配合部的横截面面积，所述卡口预定位部与所述卡口配合部之间通过过渡部连接，所述过渡部为从卡口预定位部扩增渐变到卡口配合部的渐变段；

所述定位块上的外圆周上开设有缺口，所述缺口是用于机器人手钳在轴向上穿过卡口预定位部后沿着过渡部的引导方向运动时机器人手钳端部运动的空间。

本专利通过定位凸台进而可以实现手钳穿过定位块后，进行限位的效果，进而实现手钳带动对手件的提升以及倾倒的动作。通过定位凸台可以实现对手钳周向运动的限位。

所述自动磨豆机是一称重定量磨豆机，所述称重定量磨豆机上安装有用于感应机器人手钳接近并触发启动研磨指令的感应开关，所述感应开关连接所述称重定量磨豆机的控制单元。

便于感应开关感应到机器人手钳后，触发研磨功能，称重定量磨豆机进行自动磨豆。

所述安装面板上还安装有组合式接粉杯，所述组合式接粉杯包括一用于承载自动磨豆机研磨出的粉体的杯体以及用于支撑杯体的支撑件；

所述支撑件上开设有用于插入所述杯体底部的插口，所述支撑件与所述杯体插接；

所述杯体的顶部设有径向向外延伸的限位部，所述杯体位于所述限位部下方的区域的外围套设有一橡胶圈，且所述杯体套设有橡胶圈区域的外表面呈下窄上宽的圆锥面；

所述杯体的底部以及所述支撑件的顶部分别安装有两个磁性相吸的磁性吸引件；

所述支撑件上设有向上突出的凸台，所述凸台上开设有所述插口，所述插口的底部开设有开口向上且用于安装一个磁性吸引件的安装槽；

所述杯体的底部开设有开口向下且用于安装另一磁性吸引件的安装槽。

本专利通过磁性吸引件的磁性相吸，便于机器人的机器人手钳的从下至上提拉杯体时，给予一定的阻力，进而控制将机器人手钳与橡胶圈两者相抵，提高机器人手钳与杯体之间的连接效果，进而便于机器人手钳可以驱动杯体的大角度倾倒。由于橡胶圈与机器人手钳的紧密连接效果，机器人手钳驱动杯体倒置时，杯体不掉落。

进一步优选的，两个磁性吸引件为两个磁性相吸的吸铁石。

便于支撑件与杯体之间的磁力，对杯体提拉给予缓冲阻力，有利于机械机器人手钳与杯体之间的紧密配合效果。

进一步优选的，所述橡胶圈的径向厚度为1mm-2mm。

进一步优选的，所述杯体包括从上至下顺序连接的所述限位部、用于安装橡胶圈的橡胶圈安装部、用于导入机器人手钳的导入部以及用于安装在支撑件上的支撑件安装部；

所述橡胶圈安装部以及所述导入部的外表面均呈下窄上宽的圆锥面；

所述橡胶圈安装部的外表面的锥角大于所述导入部外表面的锥角。

一种咖啡冲泡方法，其特征在于，采用所述咖啡自动冲泡装置进行咖啡冲泡，机器人的控制系统接收到了咖啡冲泡启动指令后，按照设定的运动轨迹依次进行冲泡工作；

具体包括如下步骤：

步骤一，磨粉；

机器人的控制系统驱动机器人手钳将杯体输送至自动磨豆机的出粉口的下方，自动磨豆机的磨豆指令被触发，杯体对自动磨豆机研磨出的粉粒进行承载；

步骤二，粉末摇均；

机器人的控制系统驱动机器人手钳将杯体内的粉粒咖啡滤斗内，机器人手钳刮动延伸部，安装板晃动，摇均粉粒；

步骤三：咖啡冲泡；

机器人的控制系统驱动机器人手钳带动水壶运动至咖啡滤斗上方，按照设定的冲泡运动轨迹倾倒热水；

粉末摇均机构的安装板的正下方摆放有一用于承载咖啡滤斗滴滤出的咖啡的咖啡杯。

步骤四，水壶归位；

热水倾倒完后，机器人的控制系统驱动机器人手钳将水壶摆放至设定的位置。

如若机械人产生故障，可以通过人手进行替代，进行咖啡的半自动冲泡。

所述冲泡运动轨迹包括至少两次螺旋状注水轨迹，螺旋状注水轨迹为首先将水倒入咖啡滤斗的中央，然后由中央向外围螺旋状运动；

邻近的两次螺旋状注水轨迹之间通过停止注水运动轨迹进行间隔。

让咖啡粉跟着注水轨迹，在水中做圆形运动。

每次螺旋注注水轨迹水壶中倒出的水量的差值不大于5ml。

通过螺旋注水轨迹之间设有停止注水运动轨迹，进而可以给于咖啡的充分浸润，冲泡的时间。可以是二注一停，三注两停、四注三停等多种模式。

优选的，两注三停。所述冲泡运动轨迹包括沿着时间先后顺序依次进行的一次螺旋状注水轨迹、一次停止注水运动轨迹、二次螺旋状注水轨迹、二次停止注水运动轨迹，三次螺旋状注水轨迹。

在机器人手钳进行第一次螺旋状注水轨迹时，咖啡粉粒在吸水后会涨大，这样有效的减慢下水为后面二次水煮咖啡刨造条件。

第二次螺旋状注水轨迹时，水会慢慢的泡煮咖啡漏斗中的咖啡粉后，缓缓的滴入漏斗下方正对的咖啡杯内。

当漏斗停止滴下咖啡时，进行第三次螺旋状注水轨迹。

所述机器人的控制系统驱动机器人手钳带动水壶运动之前，机器人控制系统控制机器人手钳打开水壶的盖体。

便于后期单次冲泡完成后，导入定量的水体，无需在额外进行开盖动作。

附图说明

图1为本发明粉末摇均机构的一种结构示意图；

图2为本发明咖啡自动冲泡装置的一种结构示意图；

图3为本发明安装在水壶上的对手件的一种结构示意图；

图4为本发明对手件上的定位块与机器人手钳装配状态下的一种结构示意图；

图5为本发明杯体的一种结构示意图；

图6为本发明支撑件的一种结构示意图。

图中：1为机器人手钳，2为对手件，3为粉末摇均机构，4为组合式接粉杯，5为自动磨豆机，6为水壶安装座，8为咖啡滤斗，9为安装面板，11为卡口，21为定位块，22为定位凸台，23为缺口，24为减重槽，25为引导部，26为辅助定位凸起，31为支架，32为支撑板，33为延伸部，34为配重，35为前侧弹簧，36为后侧弹簧，41为限位部，42为橡胶圈安装部，43为导入部，44为支撑件安装部，45为环状凹槽，46为第一安装槽，47为凸台，48为插口，49为第二安装槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，粉末摇均机构，包括一支架31，还包括一用于承载粉末容器的支撑板32；还包括两组前后设置的弹簧组，位于前方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的前侧弹簧35，位于后方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的后侧弹簧36；前侧弹簧35的强度小于后侧弹簧36的强度；两组弹簧组的上端分别与支撑板32的前后两端相连，两组弹簧组的下端分别与支架31的前后两端相连；支撑板32的后端安装有一配重34，支撑板32的前端连接有一向前延伸的延伸部33，延伸部33为用于驱动支撑板32前后摆动的施力端。本专利通过机械手对延伸部33进行下压施力后，可以实现支撑板32的前后摆动，进而实现粉末的摇均。摇匀原理为运用跷跷板原理对支撑板32进行前后摆动。具有配重34的一侧通过强度高的弹簧组进行支撑，后侧弹簧36可以充当跷跷板的中心点。当机器人手钳1来压下延伸部33，相当于跷跷板一端施加力量，另一端也就是配重34端，升上去，当撤力后，前端即会反弹，前侧弹簧35，拉住支撑板32，控制支撑板32的前端上升位移量。

后侧弹簧36的强度为前侧弹簧35强度的1.8-2.4倍。两组弹簧组中所有的弹簧的上下两端均通过螺丝锁紧固定，且两组弹簧组中所有的弹簧均为腰鼓形弹簧。

配重为180-210g。后侧弹簧的金属丝的直径为前侧弹簧金属丝的直径的1.9-2.1倍。后侧弹簧的金属丝的直径为1.1-1.3mm。前侧弹簧金属丝的直径为0.5-0.7mm。配重与后侧弹簧的间距为后侧弹簧与前侧弹簧间距的1/3-1/4。间距指的是前后方向上的间距。

配重34与支撑板32可拆卸连接或固定连接；延伸部33与支撑板32可拆卸连接或固定连接。延伸部33包括一用于连接支撑板32的安装部以及一从后至前倾斜向下的引导部；安装部的前端与引导部相连。便于机器人手钳1从上至下施力时，直接延伸引导部下滑，带动支撑板32的晃动。

支架31包括两个并排设置的U型支架，U型支架的顶部与弹簧组的弹簧相连。

支撑板32上开设有用于安装咖啡滤斗的安装孔。

前侧弹簧设有两个，后侧弹簧也设有两个；两个前侧弹簧以及两个后侧弹簧分别支撑在支撑板的四个角部；且支撑板的四个角部开设有缺口。缺口给予支撑板摆动的活动空间。

参见图1至图6，采用粉末摇均机构的咖啡自动冲泡装置，包括粉末摇均机构3、用于执行冲泡动作的机器人、自动磨豆机5、水壶、咖啡滤斗8以及安装面板9；粉末摇均机构3、机器人、自动磨豆机5、水壶均可拆卸式设置在安装面板9上；咖啡滤斗安装在粉末摇均机构3的支撑板32上。便于通过咖啡冲泡的各个部件固定安装，便于机器人根据部件安装的方位，沿着设定的运动轨迹执行冲泡动作。安装面板上安装有一水壶安装座6。水壶摆放在水壶安装座上。进而实现水壶可拆卸式设置在安装面板上。

咖啡滤斗8包括漏斗以及安装在漏斗上的滤网，滤网包括一网状体以及覆盖在网状体外表面的金层。通过在滤斗的滤网上覆盖有金层，其稳定性优异，不利于被腐蚀。且没有串味的问题，滤出的咖啡味道纯正。解决了传统的纸质滤纸需要频繁更换的问题，此外还解决了现有纸质滤纸的余味传入咖啡中的问题。咖啡漏斗即为手冲咖啡漏斗。

自动磨豆机5是一称重定量磨豆机，称重定量磨豆机上安装有用于感应机器人手钳1接近并触发启动研磨指令的感应开关，感应开关连接称重定量磨豆机的控制单元。便于感应开关感应到机器人手钳1后，触发研磨功能，称重定量磨豆机进行自动磨豆。

参见图4，机器人的手臂上安装有一体化成型的机器人手钳1，机器人手钳1上开设有用于夹持物品的夹持口，夹持口的圆心角大于260°；夹持口的内侧开设有两个镜像对称设置的卡口11，卡口11的上下均开口，两个卡口11的中心从内侧至外侧逐渐邻近；夹持口以两个卡口11的镜像对称面为分隔面分为两个圆心角不同的夹持部；且机器人手钳1靠近两个卡口的镜像对称面处的外侧为用于连接机器人手臂的连接端。通过卡口11，便于提高对物品的卡接效果。通过机器人手钳1的结构优化，便于模拟人体的大拇指以及食指，实现物品的夹持抓握。

参见图3，水壶上设有与机器人手钳1相互匹配的对手件2，对手件2包括用于机器人手钳1穿过进行定位的定位块以及用于限制机器人手钳1轴向位移的限位板，限位板设置在定位块的上方；定位块的外圆周上设有两个用于卡入机器人手钳1的卡口11的定位凸台22，定位凸台22包括上下设置的卡口配合部以及卡口预定位部，卡口预定位部的横截面面积小于卡口配合部的横截面面积，卡口预定位部与卡口配合部之间通过过渡部连接，过渡部为从卡口预定位部扩增渐变到卡口配合部的渐变段；定位块上的外圆周上开设有缺口23，缺口23是用于机器人手钳1在轴向上穿过卡口预定位部后沿着过渡部的引导方向运动时机器人手钳1端部运动的空间。

本专利通过定位凸台22进而可以实现手钳穿过定位块后，进行限位的效果，进而实现手钳带动对手件2的提升以及倾倒的动作。通过定位凸台22可以实现对手钳周向运动的限位。

定位块21的底部为一从下至上外径递增的引导部25；卡口预定位部的底面与引导部25处于同一曲面上。定位块21的外圆周的圆心角大于260°。进而可以实现定位块21径向上对机器人手钳1的限位。定位块21上设有至少三个用于接触机器人手钳1的接触处，且所有接触处中至少有两处在径向上至定位块21的中央的距离不等。进而提高定位块21与机器人手钳1之间的限位效果。防止两者之间的相对晃动。保证带动的平稳性。

限位板27可拆卸安装在水壶上。

定位块21的外圆周上设有两个定位凸台22，且两个定位凸台22之间设有辅助定位凸起26；辅助定位凸起26包括上下设置的上部以及下部；下部的直径从下至上逐渐递增至与下部相匹配；下部的底部不高于两个定位凸台22的过渡部的底部；上部的顶部不高于两个定位凸台22的卡口11配合部12的底部。便于通过辅助定位块21，提高机器人手钳1与对手件2进行相对固定的轨迹引导。通过设有辅助定位凸起机器人手钳1与定位块21的对位效果更优益。

定位块21的外圆周上设有两个定位凸台22，两个定位凸台22沿着径向从内至外相对聚拢。也就是说，两个定位凸台22的中心从内侧至外侧逐渐邻近。提高周向上的限位效果。定位块21的横截面呈圆缺状；两个定位凸台22呈镜像对称设置在一对称面的两侧，定位块21的中心轴线设置在对称面上；缺口23设置在定位块21周向上远离对称面处的端部。

定位块21上开设有减重槽24。减缓自身重量。

定位块21与机器人手钳1卡接时，定位块21设置在机器人手钳1的插口48在一线性轨迹的投影区域内。便于通过将机器人手钳1运动轨迹进行控制，即可直接实现机器人手钳1单一运动轨迹的脱离。限位板的下端部的外边沿为从下至上倾斜向上的圆锥面。便于给予机器人手钳1脱出的运动空间。

本专利通过机器人手钳1以及对手件2的配合，进而可以实现机器人手钳1的快速导入以及快速导出，机器人手钳1导入时，通过从下至下插入至卡口11预定位部后，沿着过渡部的引导，进而将卡口11正好卡入机卡口11配合部12。此时机器人手钳1无法周向以及径向运动，定位性好，便于机器人手钳1带动进行不同的运动幅度。机器人手钳1退出时，直接单一方向即可。实现快退。

机器人手钳上设有用于径向插入纸杯的插入口。插入口的宽度为66mm-70mm，也就是说机器人手钳两端部的间距为66mm-70mm。机器人手钳两端部的外表面均包括一斜面，且夹持件的两端部的斜面处于同一平面上；机器人手钳的外表面包括相互平行的上侧面以及下侧面，斜面的上端连接上侧面。斜面的下端连接下侧面，斜面所处的平面与下侧面所处的平面的夹角为锐角。以斜面作为用于堆叠纸杯进行铲松的铲松结构。具体可以是，斜面的下端通过一连接面与下侧面相连；斜面与上侧面之间的夹角为140°-150°，斜面与连接面之间的夹角为120°-130°，连接面与下侧面之间的夹角为90°-95°。便于通过连接面与下侧面的连接处作为铲松纸杯处。或者，斜面的上端通过一过渡曲面与上侧面相连；斜面的下端通过另一过渡曲面与下侧面相连；斜面与上侧面构成140°-150°。便于实现对纸杯的铲松。本专利通过优化传统的具有堆叠纸杯铲松结构的手钳的机器人手钳的结构，无需外界动力，即可实现纸杯的夹持。本专利通过优化机器人手钳的结构，通过在两端部设有一斜面设计，便于将机器人手钳的端部的斜面插入堆叠的纸杯之间，实现紧密连接在一起的两个纸杯间的松动。由于两个端部均是斜面，故手钳与纸杯有两个接触点，可以有效的避免铲松时造成堆叠成圆柱形的杯群的偏移。纸杯从包装袋中取出时，是紧密堆叠在一起的，餐饮店往往将纸杯杯口朝上，堆叠的纸杯固定在纸杯架上，堆叠的纸杯最上方的几个纸杯卡设在纸杯架上，其余纸杯均外露在纸杯架的下方，通过机器人手钳的斜面，插入最下方的纸杯与上方纸杯的杯沿之间位置，实现两个纸杯的杯沿处的松动，将纸杯从堆叠的纸杯中铲松后，掉落至纸杯座上。然后在从插入口插入，实现纸杯的夹持搬运。

机器人手钳的内表面为一直径为77mm-79mm的柱面。本专利优化了机器人手钳的尺寸，便于手钳从纸杯的下端部插入纸杯后，上移，实现机器人手钳卡设在纸杯的中上部，便于保证对纸杯的夹持效果。经实验，上述尺寸能将目前市面上的一次性纸杯，比如目前便利店、快餐店以及咖啡店等饮品店中自制饮品所选取的纸杯，均能实现很好的夹持固定效果，且均可以卡设在中上部，可以有效的避免饮品的倾倒。机器人手钳的两端部的间距优选为68mm。机器人手钳的内表面优选为一直径为78.5mm的柱面。机器人手钳的两端部的间距指的是两端部的最小间隙处的间距。

参见图5以及图6，安装面板上还安装有组合式接粉杯4，组合式接粉杯4包括一用于承载自动磨豆机5研磨出的粉体的杯体以及用于支撑杯体的支撑件；支撑件与杯体可拆卸连接；杯体的顶部设有径向向外延伸的限位部41，杯体位于限位部41下方的区域的外围套设有一橡胶圈，且杯体套设有橡胶圈区域的外表面呈下窄上宽的圆锥面；杯体的底部以及支撑件的顶部分别安装有磁性相吸的磁性吸引件。本专利通过磁性吸引件的磁性相吸，便于机器人的机器人手钳1的从下至上提拉杯体时，给予一定的阻力，进而控制将机器人手钳1与橡胶圈两者相抵，提高机器人手钳1与杯体之间的连接效果，进而便于机器人手钳1可以驱动杯体的大角度倾倒。由于橡胶圈与机器人手钳1的紧密连接效果，机器人手钳1驱动杯体倒置时，杯体不掉落。

支撑件上开设有用于插入杯体底部的插口48，支撑件与杯体插接。便于杯体在支撑件上的稳定性。两个磁性吸引件为两个磁性相吸的吸铁石；支撑件上设有向上突出的凸台41，凸台41上开设有插口48，插口48的底部开设有开口向上且用于安装一个吸铁石的安装槽(第二安装槽49)；杯体的底部开设有开口向下且用于安装另一吸铁石的安装槽(第一安装槽46)。便于支撑件与杯体之间的磁力，对杯体提拉给予缓冲阻力，有利于机械机器人手钳1与杯体之间的紧密配合效果。橡胶圈的径向厚度为1mm-2mm。

杯体包括从上至下顺序连接的限位部41、用于安装橡胶圈的橡胶圈安装部42、用于导入机器人手钳1的导入部43以及用于安装在支撑件上的支撑件安装部44；橡胶圈安装部42以及导入部43的外表面均呈下窄上宽的圆锥面；橡胶圈安装部42的外表面的锥角大于导入部43外表面的锥角。

一种咖啡冲泡方法，采用咖啡自动冲泡装置进行咖啡冲泡，机器人的控制系统接收到了咖啡冲泡启动指令后，按照设定的运动轨迹依次进行冲泡工作；具体包括如下步骤：

步骤一，磨粉；

机器人的控制系统驱动机器人手钳1将杯体输送至自动磨豆机5的出粉口的下方，自动磨豆机5的磨豆指令被触发，杯体对自动磨豆机5研磨出的粉粒进行承载；

步骤二，粉末摇均；

机器人的控制系统驱动机器人手钳1将杯体内的粉粒咖啡滤斗内，机器人手钳1刮动延伸部33，安装板晃动，摇均粉粒；

步骤三：咖啡冲泡；

机器人的控制系统驱动机器人手钳1带动水壶运动至咖啡滤斗上方，按照设定的冲泡运动轨迹倾倒热水；粉末摇均机构3的安装板的正下方摆放有一用于承载咖啡滤斗滴滤出的咖啡的咖啡杯。

步骤四，水壶归位；

热水倾倒完后，机器人的控制系统驱动机器人手钳1将水壶摆放至设定的位置。如若机械人产生故障，可以通过人手进行替代，进行咖啡的半自动冲泡。

所述冲泡运动轨迹包括至少两次螺旋状注水轨迹，螺旋状注水轨迹为首先将水倒入咖啡滤斗的中央，然后由中央向外围螺旋状运动；邻近的两次螺旋状注水轨迹之间通过停止注水运动轨迹进行间隔。让咖啡粉跟着注水轨迹，在水中做圆形运动。每次螺旋注注水轨迹水壶中倒出的水量的差值不大于5ml。通过螺旋注水轨迹之间设有停止注水运动轨迹，进而可以给于咖啡的充分浸润，冲泡的时间。可以是二注一停，三注两停、四注三停等多种模式。优选的，两注三停。所述冲泡运动轨迹包括沿着时间先后顺序依次进行的一次螺旋状注水轨迹、一次停止注水运动轨迹、二次螺旋状注水轨迹、二次停止注水运动轨迹，三次螺旋状注水轨迹。在机器人手钳1进行第一次螺旋状注水轨迹时，咖啡粉粒在吸水后会涨大，这样有效的减慢下水为后面二次水煮咖啡刨造条件。第二次螺旋状注水轨迹时，水会慢慢的泡煮咖啡漏斗中的咖啡粉后，缓缓的滴入漏斗下方正对的咖啡杯内。当漏斗停止滴下咖啡时，进行第三次螺旋状注水轨迹。所述机器人的控制系统驱动机器人手钳1带动水壶运动之前，机器人控制系统控制机器人手钳1打开水壶的盖体。便于后期单次冲泡完成后，导入定量的水体，无需在额外进行开盖动作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.粉末摇均机构，包括一支架，其特征在于，还包括一用于承载粉末容器的支撑板；

还包括两组前后设置的弹簧组，位于前方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的前侧弹簧，位于后方的弹簧组包括至少两个从左至右排布的后侧弹簧；

所述前侧弹簧的强度小于所述后侧弹簧的强度；

两组弹簧组的上端分别与所述支撑板的前后两端相连，两组弹簧组的下端分别与所述支架的前后两端相连；

所述支撑板的后端安装有一配重，所述支撑板的前端连接有一向前延伸的延伸部，所述延伸部为用于驱动支撑板前后摆动的施力端；

所述支撑板上开设有用于安装咖啡滤斗的安装孔；

具有配重的一侧通过强度高的弹簧组进行支撑，后侧弹簧充当跷跷板的中心点；

当机器人手钳来压下延伸部，相当于跷跷板一端施加力量，另一端也就是配重端，升上去，当撤力后，前端即会反弹，前侧弹簧拉住支撑板，控制支撑板的前端上升位移量。

2.根据权利要求1所述的粉末摇均机构，其特征在于：所述后侧弹簧的强度为所述前侧弹簧强度的1.8-2.4倍。

3.根据权利要求1所述的粉末摇均机构，其特征在于：两组弹簧组中所有的弹簧的上下两端均通过螺丝锁紧固定，

且两组弹簧组中所有的弹簧均为腰鼓形弹簧。

4.根据权利要求1所述的粉末摇均机构，其特征在于：所述支架包括两个并排设置的U型支架，U型支架的顶部与弹簧组的弹簧相连。

5.一种咖啡自动冲泡装置，其特征在于：包括根据要求1至4中任意一项所述粉末摇均机构、用于执行冲泡动作的机器人、自动磨豆机、水壶、咖啡滤斗以及安装面板；

所述粉末摇均机构、所述机器人、所述自动磨豆机、所述水壶均可拆卸式设置在所述安装面板上；

所述咖啡滤斗安装在所述粉末摇均机构的支撑板上。

6.根据权利要求5所述的咖啡自动冲泡装置，其特征在于：所述咖啡滤斗包括漏斗以及安装在漏斗上的滤网，所述滤网包括一网状体以及覆盖在网状体外表面的金层。

7.根据权利要求5所述的咖啡自动冲泡装置，其特征在于：所述机器人的手臂上安装有一体化成型的机器人手钳，所述机器人手钳上开设有用于夹持物品的夹持口，所述夹持口的圆心角大于260°；

所述夹持口的内侧开设有两个镜像对称设置的卡口，所述卡口的上下均开口，两个卡口的中心从内侧至外侧逐渐邻近；

所述夹持口以两个卡口的镜像对称面为分隔面分为两个圆心角不同的夹持部；

且所述机器人手钳靠近两个卡口的镜像对称面处的外侧为用于连接机器人手臂的连接端；

所述水壶上设有与所述机器人手钳相互匹配的对手件，所述对手件包括用于机器人手钳穿过进行定位的定位块以及用于限制机器人手钳轴向位移的限位板，所述限位板设置在所述定位块的上方；

所述定位块的外圆周上设有两个用于卡入机器人手钳的卡口的定位凸台，所述定位凸台包括上下设置的卡口配合部以及卡口预定位部，所述卡口预定位部的横截面面积小于所述卡口配合部的横截面面积，所述卡口预定位部与所述卡口配合部之间通过过渡部连接，所述过渡部为从卡口预定位部扩增渐变到卡口配合部的渐变段；

所述定位块上的外圆周上开设有缺口，所述缺口是用于机器人手钳在轴向上穿过卡口预定位部后沿着过渡部的引导方向运动时机器人手钳端部运动的空间。

8.根据权利要求5所述的咖啡自动冲泡装置，其特征在于：所述安装面板上还安装有组合式接粉杯，所述组合式接粉杯包括一用于承载自动磨豆机研磨出的粉体的杯体以及用于支撑杯体的支撑件；

所述支撑件上开设有用于插入所述杯体底部的插口，所述支撑件与所述杯体插接；

所述杯体的顶部设有径向向外延伸的限位部，所述杯体位于所述限位部下方的区域的外围套设有一橡胶圈，且所述杯体套设有橡胶圈区域的外表面呈下窄上宽的圆锥面；

所述杯体的底部以及所述支撑件的顶部分别安装有两个磁性相吸的磁性吸引件；

所述支撑件上设有向上突出的凸台，所述凸台上开设有所述插口，所述插口的底部开设有开口向上且用于安装一个磁性吸引件的安装槽；

所述杯体的底部开设有开口向下且用于安装另一磁性吸引件的安装槽。

9.一种咖啡冲泡方法，其特征在于，采用权利要求5所述咖啡自动冲泡装置进行咖啡冲泡，机器人的控制系统接收到了咖啡冲泡启动指令后，按照设定的运动轨迹依次进行冲泡工作；

具体包括如下步骤：

步骤一，磨粉；

机器人的控制系统驱动机器人手钳将杯体输送至自动磨豆机的出粉口的下方，自动磨豆机的磨豆指令被触发，杯体对自动磨豆机研磨出的粉粒进行承载；

步骤二，粉末摇均；

机器人的控制系统驱动机器人手钳将杯体内的粉粒咖啡滤斗内，机器人手钳刮动延伸部，安装板晃动，摇均粉粒；

步骤三：咖啡冲泡；

机器人的控制系统驱动机器人手钳带动水壶运动至咖啡滤斗上方，按照设定的冲泡运动轨迹倾倒热水；

粉末摇均机构的安装板的正下方摆放有一用于承载咖啡滤斗滴滤出的咖啡的咖啡杯；

步骤四，水壶归位；

热水倾倒完后，机器人的控制系统驱动机器人手钳将水壶摆放至设定的位置。

10.根据权利要求9所述的一种咖啡冲泡方法，其特征在于，所述冲泡运动轨迹包括至少两次螺旋状注水轨迹，螺旋状注水轨迹为首先将水倒入咖啡滤斗的中央，然后由中央向外围螺旋状运动；

邻近的两次螺旋状注水轨迹之间通过停止注水运动轨迹进行间隔；

让咖啡粉跟着注水轨迹，在水中做圆形运动；

每次螺旋注注水轨迹水壶中倒出的水量的差值不大于5ml。

Images