CN114431709A - 自动咖啡机及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动咖啡机及工作方法，包括粉碗、萃取锅炉、压粉机构、托盘；研磨机对咖啡豆进行磨粉，研磨后的咖啡粉通过管道进入压粉机构内，压粉机构将咖啡粉压紧于粉碗内，粉碗移动至萃取锅炉处，使粉碗与萃取锅炉连接，萃取锅炉向粉碗内喷入热水，对咖啡粉进行萃取，萃取后的咖啡液通过滴嘴流入咖啡杯中，咖啡杯放置于托盘上，托盘连接有第一称重传感器，第一称重传感器记录咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度，从而判断萃取时间是否与咖啡豆的种类相适应，并对研磨机的研磨度进行调整，进而实现咖啡机对咖啡豆磨粉粗细的自动调整。

Description

自动咖啡机及工作方法

技术领域

本发明涉及咖啡机技术领域，特别涉及一种自动咖啡机及工作方法。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的人追求高品质的现磨咖啡，现磨咖啡在制作过程中需要对咖啡豆进行磨粉和萃取，而咖啡粉的粗细影响水在咖啡粉之间的流动速度，从而使萃取的时间不同；因此需要根据咖啡豆的风味种类，来调整咖啡豆的磨粉粗细，但现有的咖啡机只能通过人工的方式对咖啡豆的磨粉粗细进行调整。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一方面实施例一种自动咖啡机，包括粉碗、萃取锅炉、拨动机构、压粉机构、翻转位移机构、托盘；所述粉碗的底部设有滴嘴；所述萃取锅炉上设有紧固环，所述紧固环与所述粉碗卡扣连接；所述拨动机构用于拨动所述紧固环，使所述粉碗与所述萃取锅炉连接；所述压粉机构与研磨机通过管道连通，所述压粉机构用于将咖啡粉压紧于所述粉碗内；所述翻转位移机构与所述粉碗连接，所述翻转位移机构用于移动或翻转所述粉碗；所述托盘位于所述萃取锅炉下方，所述托盘连接有第一称重传感器，所述托盘用于放置咖啡杯。

根据本发明的一些实施例，还包括清理机构，所述清理机构设置于所述萃取锅炉的一侧，用于清理所述粉碗中的咖啡粉。

根据本发明的一些实施例，所述清理机构包括刮粉叶板、刮粉块、旋转组件，所述刮粉叶板与所述刮粉块通过所述旋转组件驱动旋转。

根据本发明的一些实施例，所述旋转组件包括旋转电机、主动齿轮、从动齿轮，所述旋转电机上装有所述主动齿轮，所述从动齿轮采用两个，两个所述从动齿轮分别装于所述刮粉叶板的转轴与所述刮粉块的转轴上，所述主动齿轮与两个所述从动齿轮啮合。

根据本发明的一些实施例，所述拨动机构包括拨动电机，所述拨动电机上装有拨动齿轮，所述拨动齿轮与所述紧固环的齿纹外圈啮合。

根据本发明的一些实施例，所述压粉机构包括粉筒、刮粉电机、刮片，所述粉筒内装入所述刮片，所述刮片与所述刮粉电机连接，所述刮片上弯折有两个相互反向的刮压脚片。

根据本发明的一些实施例，所述研磨机包括机壳、第一刀盘、第二刀盘、研磨电机第一调节齿轮、第二调节齿轮、调节电机，所述机壳内设有研磨腔，所述研磨腔内固定有所述第一刀盘，与所述第一刀盘对向设置有所述第二刀盘，所述研磨电机的驱动轴穿过所述第一刀盘后与所述第二刀盘连接，所述第二刀盘可在轴向前后移动，所述在机壳上螺纹装有所述第一调节齿轮，所述第一调节齿轮的轴杆上设有凸杆，所述凸杆顶于所述第二刀盘的背部，所述凸杆用于限制第二刀盘背向第一刀盘的移动，所述第一调节齿轮与所述第二调节齿轮啮合，所述第二调节齿轮与所述调节电机连接。

根据本发明的一些实施例，还包括翻转位移机构，所述翻转位移机构包括滑台、立架、滑板、翻转电机，所述滑台底部装有横移机构，所述立架垂直装于所述滑台上，所述立架上装有纵移机构，所述纵移机构与所述滑板连接，所述滑板上装有所述翻转电机，所述翻转电机与所述粉碗连接。

根据本发明的一些实施例，所述粉碗上装有第二称重传感器。

一种上述的自动咖啡机的工作方法，包括如下步骤：

S1.初次咖啡磨粉及压粉：咖啡豆送入研磨机中进行磨粉，粉碗通过移动至所述压粉机构处，所述压粉机构将咖啡粉压紧于所述粉碗内；

S2.初次咖啡萃取：完成预压粉后的所述粉碗通过移动至所述萃取锅炉处，所述拨动机构将所述粉碗与所述萃取锅炉连接，进行初次咖啡萃取；

S3.初次咖啡出液：咖啡萃取液通过所述滴嘴滴落至放置于所述托盘上的咖啡杯内；

S4.流速计算：所述第一称重传感器在咖啡出液过程中，记录咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度；

S5.调整研磨度：研磨机根据咖啡的出液速度，进行对咖啡豆研磨粗细的调整。

根据本发明的一些实施例，还包括：S6.粉碗清洁：所述粉碗在完成咖啡萃取后，通过所述翻转位移机构移动至所述清理机构处，所述清理机构将粉碗中的咖啡粉进行清理。

本发明至少具有如下有益效果：

研磨机对咖啡豆进行初次磨粉，并通过压粉机构将咖啡粉压紧于所述粉碗内，压紧有咖啡粉后的粉碗通过所述翻转位移机构移动至所述萃取锅炉处进行萃取，咖啡萃取液通过所述滴嘴滴落至放置于所述托盘上的咖啡杯内，第一称重传感器记录咖啡出液过程中咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度，从而判断萃取时间是否与咖啡豆的种类相适应，并对研磨机的研磨度进行调整，进而实现咖啡机对咖啡豆磨粉粗细的自动调整。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的整体示意图；

图2为本发明实施例的粉碗、萃取锅炉、拨动机构、压粉机构组合示意图；

图3为本发明实施例的压粉机构、研磨机组合示意图；

图4为本发明实施例的粉碗、翻转位移机构组合示意图；

图5为本发明实施例的清理机构的前侧立体示意图；

图6为本发明实施例的清理机构的后侧平面示意图；

图7为本发明实施例的研磨机剖面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1、2，本发明的第一方面实施例一种自动咖啡机，包括粉碗100、萃取锅炉200、压粉机构400、托盘700；研磨机500对咖啡豆进行磨粉，研磨后的咖啡粉通过管道进入压粉机构400内，压粉机构400将咖啡粉压紧于粉碗100内，粉碗100移动至萃取锅炉200处，萃取锅炉200通过紧固环210与粉碗100连接，萃取锅炉200向粉碗100内喷入热水，对咖啡粉进行萃取，萃取后的咖啡液通过滴嘴110流入咖啡杯中，咖啡杯放置于托盘700上，托盘700连接有第一称重传感器710，第一称重传感器710记录咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度，从而判断萃取时间是否与咖啡豆的种类相适应，并对研磨机500的研磨度进行调整，进而实现咖啡机对咖啡豆磨粉粗细的自动调整。

参照图5、6所示，粉碗100完成萃取后，需要将粉碗100内的咖啡粉渣进行清理，以进行下一杯咖啡的制作，因此为提供自动清理，在萃取锅炉200的一侧设置有清理机构800，通过清理机构800清理粉碗100中的咖啡粉。

在本实施例中，清理机构800包括刮粉叶板810、刮粉块820、旋转组件830，刮粉叶板810与刮粉块820通过旋转组件830驱动旋转，在清理时，通过翻转位移机构600翻转并移动粉碗100，使粉碗100分别朝向刮粉块820、刮粉叶板810移动，同时刮粉块820、刮粉叶板810通过旋转组件830旋转，从而实现对粉碗100自动清理；其中刮粉叶板810将粉碗100内的咖啡粉块进行旋转刮出后，再通过刮粉块820对粉碗100内壁上的咖啡粉进行清理。

旋转组件830包括旋转电机831、主动齿轮832、从动齿轮833，旋转电机831上装有主动齿轮832，从动齿轮833采用两个，两个从动齿轮833分别装于刮粉叶板810的转轴与刮粉块820的转轴上，主动齿轮832与两个从动齿轮833啮合。

为方便承接咖啡渣，在清理机构800下方设置有接水桶。

参照图2所示，为使紧固环210与粉碗100连接，设置有拨动机构300，通过拨动机构300拨动紧固环210，拨动机构300包括拨动电机310，拨动电机310上装有拨动齿轮320，拨动齿轮320与紧固环210的齿纹外圈啮合；拨动电机310驱动拨动齿轮320正向转动时，使紧固环210旋转，使紧固环210相对粉碗100旋转，使粉碗100与紧固环210间卡扣连接；完成萃取后，拨动电机310上反向转动拨动齿轮320，解除紧固环210与粉碗100间的卡扣连接。

参照图2所示，压粉机构400包括粉筒410、刮粉电机420、刮片430，所述粉筒410内装入所述刮片430，刮片430与刮粉电机420连接；压粉时，粉碗100移动至粉筒410下方并上移，使粉筒410伸入粉碗100内，粉筒410向粉碗100内出粉，粉碗100逐步下移，刮粉电机420使刮片430旋转将咖啡粉刮平并压紧，同时粉碗100逐步下移。

为进一步提高压紧度，在刮片430上弯折有两个相互反向的刮压脚片431。

参照图4所示，为将粉碗100在萃取锅炉200、压粉机构400、清理机构800之间移动，并使粉碗100朝向刮粉叶板810、刮粉块820，将粉碗100与翻转位移机构600连接。

翻转位移机构600包括滑台610、立架620、滑板630、翻转电机640，滑台610底部装有横移机构650，立架620垂直装于滑台610上，立架620上装有纵移机构660，纵移机构660与滑板630连接，通过横移机构650、纵移机构660分别使粉碗100横向和纵向移动；同时在滑板630上装有翻转电机640，翻转电机640与粉碗100连接，使粉碗100能够进行旋转。

在本实施例中，横移机构650、纵移机构660均包括主动皮带轮、从动皮带轮、步进电机，步进电机与主动皮带轮连接，主动皮带轮与从动皮带轮啮合；其中横移机构650的皮带圈通过皮带夹与滑台610连接，纵移机构660的皮带圈通过皮带夹与滑板630连接。

为方便控制装入粉碗100内的咖啡粉重量，粉碗100上装有第二称重传感器120，在本实施例中，第二称重传感器120装于粉碗100与翻转电机640之间，第二称重传感器120与粉碗100的柄部连接，翻转电机640上装有连接器，通过连接器与第二称重传感器120连接。

参照图7所示，研磨机500包括机壳510、第一刀盘520、第二刀盘530、研磨电机540，机壳510内设有研磨腔501，研磨腔501内固定有第一刀盘520，与第一刀盘520对向设置有第二刀盘530，研磨电机540的驱动轴穿过第一刀盘520后与第二刀盘530连接，第二刀盘530可在轴向前后移动。

研磨时，使第二刀盘530相对第一刀盘520旋转，咖啡豆进入第一刀盘520与第二刀盘530之间的间隙，被第一刀盘520、第二刀盘530磨碎；因此咖啡豆磨粉后的颗粒粗细由第一刀盘520与第二刀盘530间的间隙大小决定，因此为方便控制咖啡豆磨粉后颗粒的粗细，在机壳510上装有第一调节齿轮550，第一调节齿轮550的轴杆与机壳510螺纹连接，第一调节齿轮550的轴杆上设有凸杆551，凸杆551顶于第二刀盘530的背部，凸杆551用于限制第二刀盘530背向第一刀盘520的移动，第一调节齿轮550啮合有第二调节齿轮560，第二调节齿轮560与调节电机570连接。

在进行研磨粗细调节时，调节电机570工作，使第二调节齿轮560带动第一调节齿轮550顺时针转动，进而使凸杆551推动第二刀盘530，使第二刀盘530向第一刀盘520方向移动，从而缩小第一刀盘520与第二刀盘530间的间隙，从而实现咖啡豆的细磨；当需要对咖啡豆进行粗磨时，调节电机570工作，第二调节齿轮560带动第一调节齿轮550逆时针转动，进而使凸杆551后移，在凸杆551与第二刀盘530的背部间形成空隙，第二刀盘530在旋转及咖啡豆的作用下向凸杆551方向移动，并与凸杆551接触，从而扩大了第一刀盘520与第二刀盘530间的间隙，从而实现咖啡豆的粗磨。

本发明的第二方面实施例，咖啡豆在细研磨后，咖啡豆颗粒的粒径小，使咖啡豆颗粒之间紧凑，使水在咖啡豆颗粒间流动的空间缩小，使萃取后的咖啡液的流速慢，进而使咖啡杯的重量增重的时间较长；而咖啡豆在粗研磨后，咖啡豆颗粒的粒径大，使咖啡豆颗粒之间松散，使水在咖啡豆颗粒间流动的空间增大，使萃取后的咖啡液的流速快；因此，咖啡杯增重到预设重量的时长与咖啡萃取液的流速相关，进而判断咖啡豆的研磨粗细是否合适。

为此提出一种用于上述自动咖啡机的工作方法，包括如下步骤：

S1.初次咖啡磨粉及压粉：咖啡豆送入研磨机500中进行磨粉，粉碗100移动至压粉机构400处，压粉机构400将咖啡粉压紧于粉碗100内；

S2.初次咖啡萃取：完成预压粉后的粉碗100移动至萃取锅炉200处，拨动机构300将粉碗100与萃取锅炉200连接，进行初次咖啡萃取；

S3.初次咖啡出液：咖啡萃取液通过滴嘴110滴落至放置于托盘700上的咖啡杯内；

S4.流速计算：第一称重传感器710在咖啡出液过程中，记录咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度；

S5.调整研磨度：研磨机500根据咖啡的出液速度，进行对咖啡豆研磨粗细的调整。

完成萃取后，还包括S6.粉碗100清洁：粉碗100在完成咖啡萃取后，通过翻转位移机构600移动至清理机构800处，清理机构800将粉碗100中的咖啡粉进行清理，步骤S6并分为：

S6.1旋转组件830驱动旋转转刮粉叶板810，使刮粉叶板810对粉碗100内压实的咖啡粉进行刮除；

S6.2旋转组件830驱动旋转刮粉块820，使刮粉块820对粉碗100内壁上残留的咖啡粉进行刮除。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种自动咖啡机，其特征在于，包括：

粉碗(100)，所述粉碗(100)的底部设有滴嘴(110)；

萃取锅炉(200)，所述萃取锅炉(200)上设有紧固环(210)，所述紧固环(210)与所述粉碗(100)卡扣连接；

压粉机构(400)，所述压粉机构(400)通过管道连接有研磨机(500)，所述压粉机构(400)用于将咖啡粉压紧于所述粉碗(100)内；

托盘(700)，所述托盘(700)位于所述萃取锅炉(200)下方，所述托盘(700)连接有第一称重传感器(710)，所述托盘(700)用于放置咖啡杯。

2.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，还包括清理机构(800)，所述清理机构(800)设置于所述萃取锅炉(200)的一侧，用于清理所述粉碗(100)中的咖啡粉，所述清理机构(800)包括刮粉叶板(810)、刮粉块(820)、旋转组件(830)，所述刮粉叶板(810)与所述刮粉块(820)通过所述旋转组件(830)驱动旋转。

3.根据权利要求2所述的一种自动咖啡机，其特征在于，所述旋转组件(830)包括旋转电机(831)、主动齿轮(832)、从动齿轮(833)，所述旋转电机(831)上装有所述主动齿轮(832)，所述从动齿轮(833)采用两个，两个所述从动齿轮(833)分别装于所述刮粉叶板(810)的转轴与所述刮粉块(820)的转轴上，所述主动齿轮(832)与两个所述从动齿轮(833)啮合。

4.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，还包括拨动机构(300)，所述拨动机构(300)用于拨动所述紧固环(210)，使所述粉碗(100)与所述萃取锅炉(200)连接；所述拨动机构(300)包括拨动电机(310)，所述拨动电机(310)上装有拨动齿轮(320)，所述拨动齿轮(320)与所述紧固环(210)的齿纹外圈啮合。

5.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，所述压粉机构(400)包括粉筒(410)、刮粉电机(420)、刮片(430)，所述粉筒(410)内装入所述刮片(430)，所述刮片(430)与所述刮粉电机(420)连接，所述刮片(430)上弯折有两个相互反向的刮压脚片(431)。

6.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，所述研磨机(500)包括机壳(510)、第一刀盘(520)、第二刀盘(530)、研磨电机(540)第一调节齿轮(550)、第二调节齿轮(560)、调节电机(570)，所述机壳(510)内设有研磨腔(501)，所述研磨腔(501)内固定有所述第一刀盘(520)，与所述第一刀盘(520)对向设置有所述第二刀盘(530)，所述研磨电机(540)的驱动轴穿过所述第一刀盘(520)后与所述第二刀盘(530)连接，所述第二刀盘(530)可在轴向前后移动，所述机壳(510)上螺纹装有所述第一调节齿轮(550)，所述第一调节齿轮(550)的轴杆上设有凸杆(551)，所述凸杆(551)顶于所述第二刀盘(530)的背部，所述凸杆(551)用于限制第二刀盘(530)背向第一刀盘(520)的移动，所述第一调节齿轮(550)与所述第二调节齿轮(560)啮合，所述第二调节齿轮(560)与所述调节电机(570)连接。

7.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，还包括翻转位移机构(600)，所述翻转位移机构(600)用于移动或翻转所述粉碗(100)；所述翻转位移机构(600)包括滑台(610)、立架(620)、滑板(630)、翻转电机(640)，所述滑台(610)底部装有横移机构(650)，所述立架(620)垂直装于所述滑台(610)上，所述立架(620)上装有纵移机构(660)，所述纵移机构(660)与所述滑板(630)连接，所述滑板(630)上装有所述翻转电机(640)，所述翻转电机(640)与所述粉碗(100)连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动咖啡机，其特征在于，所述粉碗(100)上装有第二称重传感器(120)。

9.一种权利要求1至8任意一项所述的一种自动咖啡机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.初次咖啡磨粉及压粉：咖啡豆送入研磨机(500)中进行磨粉，粉碗(100)移动至所述压粉机构(400)处，所述压粉机构(400)将咖啡粉压紧于所述粉碗(100)内；

S2.初次咖啡萃取：完成预压粉后的所述粉碗(100)移动至所述萃取锅炉(200)处，所述拨动机构(300)将所述粉碗(100)与所述萃取锅炉(200)连接，进行初次咖啡萃取；

S3.初次咖啡出液：咖啡萃取液通过所述滴嘴(110)滴落至放置于所述托盘(700)上的咖啡杯内；

S4.流速计算：所述第一称重传感器(710)在咖啡出液过程中，记录咖啡杯的重量变化数据，并根据重量变化数据计算出咖啡出液速度；

S5.调整研磨度：研磨机(500)根据咖啡的出液速度，进行对咖啡豆研磨粗细的调整。

10.根据权利要求9所述的一种自动咖啡机的工作方法，其特征在于，还包括：S6.粉碗(100)清洁：所述粉碗(100)在完成咖啡萃取后，通过所述翻转位移机构(600)移动至所述清理机构(800)处，所述清理机构(800)将粉碗(100)中的咖啡粉进行清理。

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