CN112120532A - 一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具 - Google Patents

Abstract

一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，包括：输出茶叶的出茶叶装置、带动茶壶在第一工位、第二工位和第三工位之间移动的茶壶控制装置、淋灌热水的淋灌装置、容纳茶杯并带动茶杯翻转的茶盘装置、底座；其中，第一工位处于出茶叶装置的下方，第二工位处于淋灌装置的下方，第三工位处于茶盘装置的上方；出茶叶装置、茶壶控制装置、淋灌装置、茶盘装置均设置在底座上。本发明结构简洁，功能多样，集清洗茶具、装茶叶、洗茶叶、泡茶、倒茶等功能于一体，自动化程度高，属于泡茶装置领域。

Description

一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具

技术领域

本发明涉及泡茶装置，具体地，涉及一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具。

背景技术

潮汕工夫茶是广东潮汕地区及福建漳州、泉州一带一种日常的饮茶习惯。所谓工夫茶，具体指一种细致讲究的泡茶技法，因其各个步骤极为讲究严格，需要一定的泡茶技术，所以人们统称它为工夫茶。但是随着社会节奏的加快，目前的工夫茶冲泡方式并不能适应所有茶叶消费群体的需求，我们需要更加方便的饮茶方式，用机器替代人力是最好的选择。

目前，市场上已有的家用泡茶机器主要有两种。一种是实现煮水和注水功能的简单机器，功能单一，大部分工作还是需要人力参与。另一种是在人为加入茶叶后，机器可以自动完成煮水、冲泡和出茶动作的机器，虽然实现了大部分的自动化，但是每次工作还是需要人为进行加茶；另一方面，目前的机器泡茶用具和泡茶方式，并不符合潮汕工夫茶的讲究和独特的泡茶和饮茶习惯。市场上还有一些商用的泡茶机器，自动化和智能化程度较高但造价昂贵，体型庞大不适宜家用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种功能多样的实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，包括：输出茶叶的出茶叶装置、带动茶壶在第一工位、第二工位和第三工位之间移动的茶壶控制装置、淋灌热水的淋灌装置、容纳茶杯并带动茶杯翻转的茶盘装置、底座；其中，第一工位处于出茶叶装置的下方，第二工位处于淋灌装置的下方，第三工位处于茶盘装置的上方；出茶叶装置、茶壶控制装置、淋灌装置、茶盘装置均设置在底座上。

采用这种结构后，可实现加茶叶、泡茶、出茶的自动化，智能程度高。

作为一种优选，茶壶控制装置包括茶壶、第二电机、机架、旋转机构、茶壶盖、第一舵机、第二舵机、第三舵机、摇臂、齿轮传动系统；第二电机通过旋转机构与机架连接，驱动机架带动茶壶在第一工位、第二工位、第三工位之间旋转；第一舵机固定在机架上，通过齿轮传动系统与茶壶连接，驱动茶壶前倾；第三舵机与第二舵机固定在齿轮传动系统上，第三舵机与茶壶外侧连接，驱动茶壶左右翻转；第二舵机与摇臂连接，茶壶盖固定在摇臂上，第二舵机驱动摇臂带动茶壶盖上下摆动。

采用这种结构后，可实现茶壶的多种姿态及位置调节，模仿人工泡茶工艺。

作为一种优选，茶壶控制装置还包括一L型钣金，茶壶固定在L型钣金上，第三舵机上设有舵盘，通过舵盘与L型钣金连接；旋转机构为一蜗轮蜗杆机构，第二电机通过联轴器与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆连接，蜗轮蜗杆机构中的蜗轮带动机架转动。

采用这种结构后，传动可靠，稳定性高。

作为一种优选，出茶叶装置包括机架、第一电机、储茶盒、储茶盖、传动机构；储茶盒的内部放置茶叶，底部设有用于出茶叶的开口，开口的下方设有一滑轨，滑轨的底部设有茶叶出口；第一电机通过传动机构控制茶叶从开口送出。

采用这种结构后，不需要人工取茶叶和加茶叶，茶叶可顺畅地从储茶盒中滑出，操作方便。

作为一种优选，出茶叶装置还包括水管头、压力传感器、指示灯；压力传感器设于储荼盒内部，通过电路与指示灯连接；传动机构包括单向离合器、螺旋杆、传动齿轮，螺旋杆设于储茶盒的开口下方，通过螺旋杆的旋转带动茶叶送出；储茶盒、单向离合器、螺旋杆、传动齿轮的数量均为两个，第一电机的输出轴与两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮均与螺旋杆通过单向离合器连接，第一电机的输出轴的正反转向分别带动其中一个螺旋杆旋转；水管头设于机架的底部。

采用这种结构后，可通过控制电机的转向实现两种茶叶的有选择性添加。

作为一种优选，淋灌装置包括机架、行程开关、丝杆滑轨、变流器、滑块、第三电机、导管；滑块安装于丝杆滑轨上，第三电机驱动滑块在丝杆滑轨上升降，滑块的移动范围为第四工位和第五工位之间，第五工位位于第四工位的下方；行程开关包括对应第四工位的第一行程开关和对应第五工位的第二行程开关；变流器固定在滑块上。

采用这种结构后，可控制泡茶时的注水高度变化，以便实现传统潮汕茶艺文化中的“高冲”过程。

作为一种优选，变流器上设有位于变流器中心的收束口和若干个出水孔，收束口为从上至下直径逐渐缩小的管状结构，导管的出水端设于收束口的正上方；若干个出水孔呈环形布置在收束口周围；淋灌装置还包括弹性挡片，弹性挡片可伸缩式地插入变流器中；机架上设有一斜面，当滑块处于第五工位时，弹性挡片在变流器上的伸出部分与斜面相抵，弹性挡片被斜面压进变流器内部，挡住收束口。

采用这种结构后，在滑块处于第五工位时，弹性挡片堵住变流器中心的收束口，热水从周围的出水孔流出，使热水仅流经壶身而不流入壶内，可实现传统潮汕茶艺文化过程中的“淋壶”。

作为一种优选，茶盘装置包括茶盘、杯套、茶杯、支架、挡轴、第四电机、第五电机、传动系统；茶杯安装于杯套内，杯套固定在挡轴上，挡轴可转动式地连接在支架上，支架固定在茶盘上；第五电机通过传动系统驱动挡轴转动，从而带动茶杯翻转；第四电机驱动茶盘水平旋转。

采用这种结构后，茶杯可翻转，便于调整姿态以适应倒水和清洗动作；且通过电机旋转茶盘调节茶杯的位置，可实现茶壶对多个茶杯出茶。

作为一种优选，传动系统包括多个传动锥齿轮；杯套与支架的数量为n个，挡轴的数量为2n个，每个支架上装有两个可转动的挡轴，两个挡轴之间通过锥齿轮传动，第五电机驱动锥齿轮转动；n≥2且n为整数。

采用这种结构后，可通过一个电机控制多个茶杯的翻转，实现茶杯的倒茶、清洗的自动化。

作为一种优选，底座包括过滤装置、挡板、显示屏、蓝牙模块、用于收集废水并排出的清洗槽；清洗槽为一凹进结构，位于底座边缘；过滤装置包括一可抽拉的滤网，设于清洗槽的上方；底座上还安装有一喷嘴，喷嘴与冷水管连接；挡板安装在底座外围；蓝牙模块设于底座内；显示屏设于底座的外表面。

采用这种结构后，底座具有排水和过滤功能，方便清洗，挡板的设置还能避免茶水溅出。

总的说来，本发明还具有如下优点：

本发明所提供的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其结构简洁，功能多样，集清洗茶具、装茶叶、洗茶叶、泡茶、倒茶等功能于一体，具有显示屏和蓝牙模块，可通过显示屏或者手机控制茶具系统动作，实现了人机交互，机器动作过程模拟人工过程，实现了潮汕传统工夫茶艺的自动化。

附图说明

图1为一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具的结构示意图。

图2为出茶叶装置的结构示意图。

图3为出茶叶装置的侧视图。

图4为出茶叶装置的内部结构示意图。

图5为实施例一中的茶壶控制装置的结构示意图。

图6为蜗轮蜗杆机构的结构示意图。

图7为实施例一中机架与齿轮传动系统的结构示意图。

图8为茶壶、茶壶盖、第二舵机、第三舵机部分的结构示意图。

图9为淋灌装置的结构示意图。

图10为变流器的内部结构示意图。

图11为变流器在俯视方向的内部结构示意图。

图12为茶盘装置的结构示意图。

图13为茶杯翻转时的支架、挡轴、杯套、茶杯部分的结构示意图。

图14为底座的结构示意图。

图15为工作流程图。

其中，1为出茶叶装置；2为茶壶控制装置；3为淋灌装置；4为茶盘装置；5为底座。

11为支架；12为第一电机；13为储茶盒；14为储茶盖；15为传动齿轮；16为单向离合器；17为螺旋杆；18为滑轨；19为水管头。

21为第二电机；22为第一舵机；23为第二舵机；24为茶壶；25为茶壶盖；26为摇臂；27为茶壶控制装置的机架；28为蜗轮蜗杆机构；29为第三舵机。

31为第二行程开关；32为淋灌装置的机架；33为第一行程开关；34为丝杆滑轨；35为变流器；36为滑块；37为弹性挡片；38为第三电机；39为导管。

41为茶盘；42为杯套；43为茶杯；44为茶盘装置的支架；45为第四电机；46为第五电机；47为挡轴；48为传动锥齿轮。

51为清洗槽；52为滤网；53为显示屏；54为喷嘴；55为挡板。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，包括：输出茶叶的出茶叶装置、带动茶壶在第一工位、第二工位和第三工位之间移动的茶壶控制装置、淋灌热水的淋灌装置、容纳茶杯并带动茶杯翻转的茶盘装置、底座；其中，第一工位处于出茶叶装置的下方，第二工位处于淋灌装置的下方，第三工位处于茶盘装置的上方；出茶叶装置、茶壶控制装置、淋灌装置、茶盘装置均设置在底座上。

茶壶控制装置包括茶壶、第二电机、机架、旋转机构、茶壶盖、第一舵机、第二舵机、第三舵机、摇臂、齿轮传动系统、L型钣金。

旋转机构为一蜗轮蜗杆机构，安装在底座上，底座上固定安装有一壳体，壳体的内部有一腔体，蜗轮蜗杆机构设于上述腔体内，第二电机通过联轴器与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆连接，机架与蜗轮蜗杆机构中的蜗轮连接，蜗轮带动机架旋转。

第一舵机安装在机架上，通过齿轮传动系统与茶壶连接，驱动茶壶前倾。

第二舵机安装在齿轮传动系统的顶部，通过摇臂与茶壶盖连接，驱动茶壶盖上下摆动，实现茶壶盖的闭合与打开。

茶壶固定在L型钣金上，第三舵机上设有舵盘，通过舵盘与L型钣金连接；第三舵机驱动L型钣金翻转，从而带动茶壶翻转。

出茶叶装置包括机架、第一电机、储茶盒、储茶盖、水管头、压力传感器、指示灯、单向离合器、螺旋杆、传动齿轮；储茶盒安装在出茶叶装置的机架的顶部，储茶盒内部放置茶叶，底部设有用于出茶叶的开口，螺旋杆设于储茶盒的开口下方，通过螺旋杆的旋转带动茶叶送出；开口的下方还设有一滑轨，滑轨的底部设有茶叶出口；储茶盒、单向离合器、螺旋杆、传动齿轮均有两个，第一电机的输出轴与两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮均与螺旋杆通过单向离合器连接，在单向离合器的作用下，第一电机的输出轴的正反转向分别带动其中一个螺旋杆旋转，从而第一电机的正反转向控制出茶叶的种类，第一电机的转动圈数控制出茶叶的质量。

压力传感器设于储荼盒内部，通过电路与指示灯连接；当储茶盒内茶叶含量过低时，压力传感器检测到压力小于设定值，则指示灯亮起以提示添加茶叶。

淋灌装置包括机架、行程开关、丝杆滑轨、变流器、滑块、第三电机、导管；滑块安装于丝杆滑轨上，第三电机驱动滑块在丝杆滑轨上升降，滑块的移动范围为第四工位和第五工位之间，第五工位位于第四工位的下方；行程开关包括对应第四工位的第一行程开关和对应第五工位的第二行程开关。

变流器固定在滑块上，变流器上设有位于变流器中心的收束口和若干个出水孔，收束口为从上至下直径逐渐缩小的管状结构，导管的出水端设于收束口的正上方，若干个出水孔呈环形布置在收束口周围；从而当收束口为流通状态时，导管送出的热水从收束口中流出，当收束口被挡住无法出水时，水从周围的出水孔溢出。

淋灌装置还包括弹性挡片，弹性挡片可伸缩式地插入变流器中；机架上设有一斜面，当滑块处于第五工位时，弹性挡片在变流器上的伸出部分与斜面相抵，弹性挡片被斜面压进变流器内部，挡住收束口；

茶盘装置包括茶盘、杯套、茶杯、支架、挡轴、第四电机、第五电机、传动系统；茶杯安装于杯套内，杯套固定在挡轴上，挡轴可转动式地连接在支架上，支架固定在茶盘上；第五电机通过传动系统驱动挡轴转动，从而带动茶杯翻转；第四电机驱动茶盘水平旋转。

传动系统包括多个传动锥齿轮；杯套与支架的数量均为3个，挡轴的数量为6个，每个支架上装有两个可转动的挡轴，两个挡轴之间通过锥齿轮传动，第五电机驱动锥齿轮转动，茶盘上设有排水口。

底座包括过滤装置、挡板、显示屏、蓝牙模块、用于收集废水并排出的清洗槽；清洗槽为一凹进结构，位于底座边缘；过滤装置包括一可抽拉的滤网，设于清洗槽的上方；底座上还安装有一喷嘴，喷嘴与冷水管连接；挡板安装在底座外围；蓝牙模块设于底座内；显示屏设于底座的外表面。

上述一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具茶壶控制装置的工作流程如下：

第一步：操作人员通过显示屏或者手机选择添加茶叶的种类及质量，第二舵机驱动茶壶盖打开，第二电机驱动茶壶转动至出茶叶装置的下方，茶叶将从储茶盒的开口经过滑轨出到茶壶中。

第二步：第二电机控制茶壶移动到变流器下方。需要说明的是，滑块的初始位置位于第四工位。热水通过水泵进入导管并从变流器的收束口直接进入茶壶里。同时，滑块在第三电机的控制下往第五工位移动。滑块移动至第五工位时，在第二行程开关的动作下，滑块停止运动，同时，水泵停止工作，完成注热水过程。特别说明的是，热水源从高处往低处移动并同时给茶壶注水的过程，符合传统潮汕茶艺文化过程，俗称“高冲”。

第三步：需要说明的是，滑块移至第五工位时，弹性挡片因与淋灌装置的机架上的斜面接触，而被压进变流器里，进而阻挡变流器中间的收束口，使得中间出水孔无法出水，而只能从周围的出水孔出水。此时水泵工作，热水通过导管进入到变流器里，因弹性挡片的阻挡作用，热水将从变流器周围的出水孔流出，并淋灌茶壶壶身，而不流进茶壶内部，一段时间之后，水泵停止工作。特别说明的是，热水流经茶壶壶身的过程，符合传统潮汕茶艺文化过程，俗称“淋壶”。

第四步：第三电机驱动滑块移动到第四工位，第二电机控制茶壶移动到茶壶盖下方。第二舵机控制摇臂向下摆动，直到茶壶盖与茶壶闭合触发第二舵机内的阻力感应，然后第二舵机停止动作。

第五步：第一舵机控制茶壶前倾，茶水从茶壶中流出，同时，第四电机动作，控制茶盘旋转，使得茶盘上的个茶杯都盛有从茶壶流出的茶水。一段时间之后，第一舵机控制茶壶回到水平状态，第四电机停止动作。

第六步：第五电机动作，控制杯套翻转，进而使得杯套里的茶杯翻转，倒掉第五步中流到茶杯里的水，废水经茶盘上的排水口排出。需要说明的是，倒掉第一次泡茶的水，符合传统潮汕茶艺文化过程，俗称“洗茶”。

第七步：第二舵机控制摇臂向上摆动，使茶壶盖离开茶壶。然后，第二电机控制控制茶壶移动到变流器下方，重复第二步、第四步、第五步动作。完成泡茶、倒茶步骤。

第八步：第二舵机控制摇臂向上摆动，使茶壶盖离开茶壶。然后，第二电机控制控制茶壶移动到出茶叶装置下方。

第九步：水泵工作，冷水经通过导管与水管头进入到茶壶内部，然后第三舵机控制茶壶翻转，将茶壶里的水连同茶渣一起倒掉，达到清理茶渣功能。

实施例二

本实施例中，茶壶控制装置不包含L型钣金，茶壶的壶身直接与第三舵机连接，第三舵机控制壶身的翻转；

本实施例中未提及部分同实施例一。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：包括：

-输出茶叶的出茶叶装置、

-带动茶壶在第一工位、第二工位和第三工位之间移动的茶壶控制装置、-淋灌热水的淋灌装置、

-容纳茶杯并带动茶杯翻转的茶盘装置、

-底座；

其中，第一工位处于出茶叶装置的下方，第二工位处于淋灌装置的下方，第三工位处于茶盘装置的上方；出茶叶装置、茶壶控制装置、淋灌装置、茶盘装置均设置在底座上。

2.按照权利要求1所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：茶壶控制装置包括茶壶、第二电机、机架、旋转机构、茶壶盖、第一舵机、第二舵机、第三舵机、摇臂、齿轮传动系统；第二电机通过旋转机构与机架连接，驱动机架带动茶壶在第一工位、第二工位、第三工位之间旋转；第一舵机固定在机架上，通过齿轮传动系统与茶壶连接，驱动茶壶前倾；第三舵机与第二舵机固定在齿轮传动系统上，第三舵机与茶壶连接，驱动茶壶左右翻转；第二舵机与摇臂连接，茶壶盖固定在摇臂上，第二舵机驱动摇臂带动茶壶盖上下摆动。

3.按照权利要求2所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：茶壶控制装置还包括一L型钣金，茶壶固定在L型钣金上，第三舵机上设有舵盘，通过舵盘与L型钣金连接；旋转机构为一蜗轮蜗杆机构，第二电机通过联轴器与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆连接，蜗轮蜗杆机构中的蜗轮带动机架转动。

4.按照权利要求1所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：出茶叶装置包括机架、第一电机、储茶盒、储茶盖、传动机构；储茶盒的内部放置茶叶，底部设有用于出茶叶的开口，开口的下方设有一滑轨，滑轨的底部设有茶叶出口；第一电机通过传动机构控制茶叶从开口送出。

5.按照权利要求4所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：出茶叶装置还包括水管头、压力传感器、指示灯；压力传感器设于储荼盒内部，通过电路与指示灯连接；传动机构包括单向离合器、螺旋杆、传动齿轮，螺旋杆设于储茶盒的开口下方，通过螺旋杆的旋转带动茶叶送出；储茶盒、单向离合器、螺旋杆、传动齿轮的数量均为两个，第一电机的输出轴与两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮均通过单向离合器与螺旋杆连接，第一电机的输出轴的正反转向分别带动其中一个螺旋杆旋转；水管头设于机架的底部。

6.按照权利要求1所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：淋灌装置包括机架、行程开关、丝杆滑轨、变流器、滑块、第三电机、导管；滑块安装于丝杆滑轨上，第三电机驱动滑块在丝杆滑轨上升降，滑块的移动范围为第四工位和第五工位之间，第五工位位于第四工位的下方；行程开关包括对应第四工位的第一行程开关和对应第五工位的第二行程开关；变流器固定在滑块上。

7.按照权利要求6所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：变流器上设有位于变流器中心的收束口和若干个出水孔，收束口为从上至下直径逐渐缩小的管状结构，导管的出水端设于收束口的正上方；若干个出水孔呈环形布置在收束口周围；淋灌装置还包括弹性挡片，弹性挡片可伸缩式地插入变流器中；机架上设有一斜面，当滑块处于第五工位时，弹性挡片在变流器上的伸出部分与斜面相抵，弹性挡片被斜面压进变流器内部，挡住收束口。

8.按照权利要求1所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：茶盘装置包括茶盘、杯套、茶杯、支架、挡轴、第四电机、第五电机、传动系统；茶杯安装于杯套内，杯套固定在挡轴上，挡轴可转动式地连接在支架上，支架固定在茶盘上；第五电机通过传动系统驱动挡轴转动，从而带动茶杯翻转；第四电机驱动茶盘水平旋转。

9.按照权利要求8所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：传动系统包括多个传动锥齿轮；杯套与支架的数量为n个，挡轴的数量为2n个，每个支架上装有两个可转动的挡轴，两个挡轴之间通过锥齿轮传动，第五电机驱动锥齿轮转动；n≥2且n为整数。

10.按照权利要求1所述的一种实现潮汕传统工夫茶茶艺过程的智能茶具，其特征在于：底座包括过滤装置、挡板、显示屏、蓝牙模块、用于收集废水并排出的清洗槽；清洗槽为一凹进结构，位于底座边缘；过滤装置包括一可抽拉的滤网，设于清洗槽的上方；底座上还安装有一喷嘴，喷嘴与冷水管连接；挡板安装在底座外围；蓝牙模块设于底座内；显示屏设于底座的外表面。

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