CN219331346U - 用于操作咖啡机的系统 - Google Patents

Abstract

咖啡机和粉锤锤组件及相关系统。一种系统，包括：控制器；研磨器模块，其从控制器接收开始和停止信号，并在研磨完成时向控制器提供反馈；锤模块，其用于进行压实操作，并向控制器提供压实位置信息；以及便于所述系统的用户操作的用户界面模块，该界面模块向用户提供操作提示，并允许用户操作研磨器和进行压实操作，其中所述系统被配置成监测压实深度。

Description

用于操作咖啡机的系统

相关申请

本申请要求澳大利亚专利申请AU2020904817和澳大利亚专利申请 AU2021221718的优先权，这些专利申请的内容通过引用结合在此。

技术领域

本实用新型涉及一种咖啡机、一种锤和一种操作该咖啡机的方法。

背景技术

咖啡机通常具有用于研磨咖啡豆的研磨器和用于将研磨好的咖啡输送到配装在咖啡机的手柄支架中的手柄内的研磨器斜槽，在该手柄中，使用锤将咖啡压成粉饼，然后注入蒸汽和/或水，蒸汽和/或水滤过粉饼，并被提取到放置在手柄下的杯子中。

粉饼制备的一致性对于持续提取非常重要。这需要均匀地分布咖啡粉，对每个粉饼施加一致的压实压力，以及添加适当的咖啡粉量等。

咖啡粉分布不均会导致压实的咖啡粉饼具有不均匀的咖啡粉间距、密度和/或厚度，并可能导致被称为“通道效应”的现象，在这种现象中，蒸汽和/或水优先沿着某些路径穿过粉饼，导致咖啡提取不均，并且提取的咖啡饮料不够香醇。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种系统，该系统包括：

控制器；

电机状态传感器，其提供关于咖啡研磨器的电流或电机转速的信息，以指示在料斗中是否有咖啡豆和/或是否堵塞；

研磨器模块，其从控制器接收开始和停止信号，并在研磨完成时向控制器提供反馈；

锤模块，其用于进行压实操作，并向控制器提供压实位置信息；以及

便于所述系统的用户操作的用户界面模块，该界面模块向用户提供操作提示，并允许用户操作研磨器和进行压实操作，其中所述系统被配置成监测压实深度，确定压实深度是否在预定的允许误差之内，并且，若压实深度在预定的允许误差之外，则调整研磨时间。

在一个方面中，提供了一种咖啡机，该咖啡机具有研磨器、用于沿着流动路径将咖啡粉输送到配装在咖啡机上的手柄中的研磨斜槽、以及具有用于将保持在手柄内的咖啡粉压成粉饼的压实机构的压实单元，其中所述压实机构包括连接至锤的连接件，该连接件被布置成在压实操作期间相对于手柄沿着轴向按压锤的面，并且其中该连接件使锤返回到闲置位置，在该闲置位置，锤的面被沿着侧向移动出流动路径。

在一个实施例中，联轴器将锤连接至连接件，以使锤能够在闲置位置与压实位置之间相对于所述机构旋转。

在一个实施例中，当锤在闲置位置与压实位置之间移动时，锤与邻近所述机构的导引结构接合。

在一个实施例中，所述导引结构是轨道，并且所述锤包括与联轴器间隔开的枢轴，以控制锤相对于连接件的枢转运动。

在一个实施例中，所述锤包括一对枢轴和一对联轴器，并且所述咖啡机包括两组轨道，以导引所述联轴器和所述枢轴。

在一个实施例中，在处于压实位置时，所述导引装置和所述枢轴是竖直布置的，并且所述导引结构包括双轨道，以分别导引所述联轴器和所述枢轴，这些轨道沿着下部竖直对齐，而在上部是水平发散的，以水平地移动所述导引装置和所述枢轴，从而将锤旋转到闲置位置。

在一个实施例中，所述导引装置和所述枢轴附接至从锤的主体突出的支撑构件，并且，与所述导引装置相比，所述枢轴向锤的侧向延伸的距离较大。

在一个实施例中，在所述支撑构件之间限定间隙空间，在锤旋转到闲置位置时，该间隙空间为研磨斜槽提供间隙。

在一个实施例中，所述机构由致动器驱动，该致动器是由杠杆操作的可旋转轴的形式，并且该杠杆通过离合器连接至所述轴，以允许该杠杆在被从原始位置抬高时自由旋转。

在一个实施例中，所述咖啡机包括用于启动研磨器的操作的开关，该开关是通过抬起所述杠杆激活的。

在一个实施例中，压实力控制组件在锤处于压实位置时将锤朝咖啡粉偏压，并在粉饼形成期间向咖啡粉施加压缩力。

在一个实施例中，所述机构包括铰接连接件，该铰接连接件由致动器驱动，以在闲置位置与压实位置之间移动锤。

在一个实施例中，所述压实力控制组件是连接在所述构件之间的偏压元件。

在一个实施例中，所述偏压元件是弹簧活塞的形式，该弹簧活塞具有被弹簧偏压在所述构件之间的活塞杆。

在一个实施例中，所述构件被连接成进行有限的相对运动，以在锤处于压实位置时适应锤的不同高度位置。

在一个实施例中，所述咖啡机包括传感器，该传感器用于确定活塞的相对伸长量，从而测量由锤形成的粉饼的高度。

在另一个实施例中，所述压实力控制组件包括一个或多个位于该组件的固定部分与可移动托架之间的弹簧，当锤在压实位置与咖啡粉接合时，该可移动托架克服施加到锤上的反作用压力而移动。

在一个实施例中，限位联轴器限制所述可移动托架的行程。

在一个实施例中，使用所述可移动托架的位置来确定由锤形成的粉饼的相对高度。

在另一个实施例中，所述机构包括滑块形式的连接件，该滑块被轴的旋转直线地驱动，该滑块通过铰接臂连接至锤，该铰接臂使锤在闲置位置与压实位置之间沿着导轨平移。

在另一个实施例中，所述致动器是通过铰接臂连接至锤的主体的线性致动器，所述锤的上部具有另一个枢轴连接，以在所述线性致动器使锤在闲置位置与压实位置之间移动时围绕研磨斜槽的一端旋转。

在另一个实施例中，所述咖啡机包括位于压实单元下方的手柄支架，该手柄支架包括用于接收手柄以接收咖啡粉的对接座、以及用于将手柄保持在对接座中的弹性扣钩。

在一个实施例中，所述手柄支架包括接入斜面，该接入斜面用于与手柄的凸片接合，以在插入期间自动对准手柄，并将凸片抬离扣钩并使其进入对接座。

在一个实施例中，所述手柄支架包括用于确定手柄是否被装载到手柄支架中的传感器。

在另一个方面中，提供了一种用于将咖啡粉输送到手柄内的咖啡机，该咖啡机包括：

用于将咖啡粉研磨到手柄中的研磨器；

用于沿着路径压实手柄中的咖啡粉的压实机构，该压实机构包括：

锤，其包括用于压实咖啡粉的表面；

连接至锤的连接件，其中在所述路径的第一部分期间，所述连接件使所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分期间，所述连接件使所述表面朝向第二方向，其中第一方向与第二方向不同。

在另一个方面中，提供了一种用于将咖啡粉输送到手柄内的咖啡机，该咖啡机包括：

用于将咖啡粉研磨到手柄中的研磨器；

用于沿着路径压实手柄中的咖啡粉的压实机构，该压实机构包括：

锤，其包括用于压实咖啡粉的表面；

用于沿着所述路径移动所述表面的压实致动器，其中在所述路径的第一部分期间，所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分期间，所述表面朝向第二方向，其中第一方向与第二方向不同。

优选所述压实机构使锤在闲置位置与压实位置之间移过所述路径的第一部分和第二部分，其中在闲置位置，所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分中，所述表面朝向第二方向，以进行压实操作。

在压实操作期间，优选所述压实机构使锤在所述路径的第一部分与第二部分之间旋转，使得所述压实面朝向第二方向，以压实咖啡粉。优选所述锤在闲置位置相对于压实位置旋转，使得所述压实面朝向从第二方向偏离一个角度的第一方向，由此锤不会妨碍从研磨器向手柄中输送咖啡粉。

在另一个方面中，提供了一种锤，该锤包括锤的底座所带的压实面和带有联接器的主体，该联接器用于与上述机构连接，所述底座和所述主体被布置成在压实操作期间沿轴向进行伸缩运动，以克服偏压元件而压缩和扩张，其中所述锤包括旋转机构，该旋转机构用于在压实期间将底座和主体的相对轴向运动转化成底座的旋转运动，并在压实之后逆转该旋转运动。

在一个实施例中，所述旋转机构包括位于底座或主体之中的一个内的一系列内部斜面，这些斜面与底座或主体之中的另一个内的相应的相对结构接合，所述斜面与所述结构的滑动接合导致底座的旋转运动。

在一个实施例中，所述联接器包括两个支撑构件，每个支撑构件带有枢轴和旋转联轴器，该枢轴和旋转联轴器成间隔开的竖直关系，其中，与所述联轴器相比，所述枢轴向锤的侧向伸出的距离较大。

在一个实施例中，所述支撑构件在它们之间限定间隙空间，以提供用于研磨斜槽的间隙。

在另一个方面中，本实用新型提供了一种操作上述咖啡机的方法，该方法包括：监测压实深度，确定压实深度是否在预定的允许误差之内，并且，若压实深度超出所述预定的允许误差，则调整研磨时间。

在一个实施例中，所述方法包括：确定压实深度的偏差，若该偏差超出所述预定的允许误差，则通过用户界面向用户提供压实深度偏差和偏差的正负性的信息。

在一个实施例中，所述方法包括：通过用户界面提供用户提示，以手工地调整研磨时间。

在一个实施例中，所述方法包括：监测料斗、研磨器电机和手柄的状态，并且，若料斗变空、研磨器被堵住或者手柄不存在，则关断研磨器。

在一个实施例中，所述方法包括：若研磨器电机被关断，则记录实际研磨时间，并更新后续研磨的研磨时间，以包括在研磨器被再次接通时完成研磨操作所需的时间。

在一个实施例中，所述方法包括：通过用户界面向用户通知料斗、研磨器电机和手柄的状态，并向用户通知更新的研磨时间。

在一个实施例中，所述方法包括：通过测量压实深度来评估压实深度是否在与所选碗规格的预期压实深度相关联的范围之内，从而确定用户是否选择了不正确的碗规格。

在一个实施例中，所述方法包括：通过用户界面向用户通知是否确定用户输入了不正确的碗规格，并更新研磨时间以反映正确的碗规格选择。

在一个实施例中，所述方法包括：使用设定到预定允许误差的已知高度的粉饼校准咖啡机，进行压实操作并检查压实位置是否与该已知粉饼高度相关联，并根据需要进行任何校准调整。

在另一个实施例中，所述方法包括：校准锤，包括对具有理想粉饼高度的单个粉饼进行压实操作，检查压实位置，并根据需要进行校准调整。

在另一个方面中，提供了一种用于实施上述方法的系统，该系统包括：

控制器；

电机状态传感器，其提供关于研磨器的电流或电机转速的信息，以指示在料斗内是否有咖啡豆和/或是否堵塞；

研磨器模块，其从控制器接收开始和停止信号，并在研磨完成时向控制器提供反馈；

锤模块，其用于进行压实操作，并向控制器提供压实位置信息；以及

便于所述系统的用户操作的用户界面模块，该界面模块向用户提供操作提示，并允许用户操作研磨器和进行压实操作。

附图说明

在下文中将参照以下附图通过非限制性实施例更全面地说明本实用新型，在附图中：

图1是一种咖啡机的透视图；

图2是该咖啡机的另一个透视图；

图3是该咖啡机的局部截面图，示出了处于高位的压实机构；

图4是与图3类似的一个视图，示出了处于低位的压实机构；

图5是一个类似的视图，示出了处于降低位置的杠杆；

图6是示出压实机构的透视横截面图；

图7是咖啡机的侧视横截面图，其中压实机构处于升高位置；

图8是示出处于中间位置的压实机构的侧视横截面图；

图9是示出处于压实位置的压实机构的侧视横截面图；

图10是示出配装到咖啡机上的手柄在剂量不足状况下的侧视横截面图；

图11示出了理想剂量状况下的锤的理想高度位置；

图12是示出过量状况下的锤的位置的横截面图；

图13是咖啡机的顶部的放大图，示出了回位装置；

图14是与图13类似的一个视图，示出了处于伸长状态的回位装置；

图15示出了处于升高位置的杠杆和压实力控制组件的状态；

图16是与图15类似的一个视图，其中杠杆处于原始位置；

图17是压实机构的另一个实例的透视图，其中杠杆处于原始位置；

图18是一个类似的视图，示出了处于低位的杠杆；

图19是图17和18的压实机构处于升高位置时的横截面图；

图20是与图19类似的一个视图，示出了处于中间位置的压实机构；

图21是与图20类似的一个视图，示出了处于压实位置的压实机构；

图22是压实机构的另一个实例的示意性侧视透视图；

图23是从另一侧观察压实机构时的一个类似视图；

图24示出了处于低位的压实机构；

图25示出了处于高位的压实机构；

图26是图25的压实机构的局部横截面图；

图27是从另一侧观察时压实机构的局部横截面图；

图28是在杠杆处于原始位置时压实机构的横截面图；

图29是压实机构处于低位时的横截面图；

图30是压实机构处于中间位置时的横截面图；

图31是压实机构的一部分的俯视透视图；

图32是从另一侧观察时压实机构的俯视透视图；

图33示出了由轴激活的开关；

图34是示出回位装置的俯视透视图；

图35是示出VR传感器的位置的透视图；

图36示出了与杠杆相关联的齿轮；

图37示出了用于驱动压实机构的配合齿轮；

图38是处于降低位置的另一种压实机构的一个实例的横截面图；

图39是与图38类似的一个视图，示出了处于中间位置的压实机构；

图40是示出处于升高位置的压实机构的横截面图；

图41是示出处于降低位置的压实机构的透视图；

图42是处于升高位置的压实机构的透视图；

图43是压实单元的一部分的透视图，示出了压实机构的另一个实例；

图43a至43d示出了压实单元中的传感器的可能位置；

图44是示出处于升高位置的压实机构的横截面图；

图45是与图44类似的一个视图，示出了处于中间位置的压实机构；

图46是与图45类似的一个视图，示出了处于压实位置的压实机构；

图47是离合器的分解图；

图48是离合器的另一个分解图；

图49是锤的一个实例的透视图；

图50是锤的横截面图；

图51是从下侧观察时锤的分解图；

图52是从上侧观察时锤的分解图；

图53是锤的另一个实例的分解图；

图54是从上侧观察时图53的锤的分解图；

图55是锤的另一个实例的横截面图；

图56是图55的锤的一段的放大横截面图；

图57是压实单元的另一个实例的横截面图；

图58是压实单元的横截面图，示出了处于闲置位置的锤；

图59是压实单元的一个类似视图，为了清楚起见，移除了压实机构；

图60是压实单元的一部分的横截面图；

图61是压实单元的透视图，其中压实机构的一部分已被移除，以示出双轨道；

图62是在压实单元中使用的传感器和阻尼器的放大图；

图63是手柄支架中的手柄的端视图；

图64是图63的手柄支架的横截面图；

图64A是手柄支架的透视图；

图65是手柄支架的分解图；

图66是手柄支架中的手柄的仰视透视图；

图67是用于操作咖啡机的系统的示意图；

图68示出了剂量算法；

图69示出了图68的算法中的附加步骤；

图70示出了图68的算法中的另一些步骤；

图71示出了另一种剂量算法；

图72是咖啡机的前视图；

图73示出了咖啡机的用户界面的一部分，其中示出了正确的剂量；

图74示出了显示过量状况的用户界面；

图75示出了显示极度过量状况的用户界面；

图76示出了显示剂量不足状况的用户界面；

图77a是咖啡机的压实斜槽上的盖的透视图；

图77b是从咖啡机上取下的盖的透视图；

图78示出了手柄支架的另一个实例；

图79示出了图78的支架的前视图；

图80是沿着图79中的A-A线截取的横截面图；

图81是图78的支架的侧视图；

图82是沿着图81中的B-B线截取的横截面图；

图83示出了锤的另一个实例的分解图；

图84示出了图83的锤的分解图；

图85是图83的锤的侧视图；

图86是沿着图85中的A-A线截取的横截面图；

图87是图83的锤的侧视图；

图88是沿着图87中的A-A线截取的横截面图；

图89A示出了锤的另一个实例的分解图；

图89B示出了图89A的锤的分解图；和

图90是包括图83至89B的锤的图1的咖啡机的截面图；

图91示出了不同关节处的坐标系；

图92示出了有咖啡豆和无咖啡豆的电流对比；

图93示出了有咖啡豆和无咖啡豆的速度对比；

图94示出了测量结果；

图95示出了示例性校准。

具体实施方式

压实机构的实例

在下文中将说明压实机构的实例，其中将使用相同的附图标记表示相同的部件。

例1

图1示出了咖啡机1的一个实施例，该咖啡机1具有压实单元2、咖啡豆料斗3、外壳4、用户界面面板5、杠杆6,以及位于滴水盘8上方的手柄支架7。

图2示出了咖啡机1具有用于设定研磨规格的调节刻度盘9。

图3是咖啡机1的局部截面图。咖啡研磨器10被示为与调节刻度盘9 接口，用于研磨从图1的料斗3输送的咖啡。杠杆6被示为处于原始位置，该原始位置与压实机构11处于升高位置对应。

在图4中，杠杆6已经被移动至降低位置，该位置与机构11处于压实位置对应。

图5也示出了降低的杠杆6。杠杆连接至轴12，该轴12用作致动器 13，以驱动机构11在升高位置与压实位置之间运动。

图6是一个局部横截面图，其中杠杆6已经返回到原始位置，并且机构11处于升高位置。机构11联结至锤14，该锤14被保持在升高的闲置位置。

机构11带有压实力控制组件15，该压实力控制组件15由壳体16形成，该壳体16容纳压缩弹簧18形式的偏压元件17。进一步优选的是使偏置元件被预张紧(即，偏置元件在安装时不在其自然位置)，从而：能更精确地控制压实力；减小压实机构的行程长度，这使得咖啡机的高度/尺寸减小，以提供更紧凑的咖啡机；减少由用户进行的杠杆6的必要旋转；并且减小用户压实咖啡粉的力。优选具有一个或多个在连接件7上施加作用的偏压元件17，以控制施加到咖啡粉上的压实力。

设有包括连接杆19的传感器20，并且该连接杆的相对位置可用于监测锤行进的距离。在压实/按压咖啡饼时，偏压元件17被压缩，这导致连接杆19的运动。应注意，带有连接杆19的传感器20仅仅是用于测量锤行进距离的装置的一个例子。

研磨斜槽21从研磨器10延伸，该研磨器10在被激活时沿着流动路径22输送咖啡粉，并将咖啡粉通过压实斜槽23输送到手柄支架7的中心位置，该位置在压实斜槽23的正下方。

在升高机构11时，锤14的闲置位置在咖啡粉的流动路径22之外，以免妨碍通过压实斜槽23输送咖啡。

图7更清楚地示出了锤14和研磨斜槽21的相对位置。

研磨斜槽21位于压实斜槽23的正上方，与压实斜槽23的中心线24 基本上对准。机构11处于升高位置，使得机构11和锤14的面25从斜槽 21的下端26旋转离开。

机构11包括连接件30，该连接件30在一端31连接至轴12，用于与轴12一起固定旋转。锤14包括底座27、主体28和联接器29，该联接器 29用于通过旋转联轴器32将锤14连接至连接件30，该旋转联轴器32允许锤14在移出闲置位置时旋转。

压实单元2具有从压实斜槽23向上延伸的内壳33。在咖啡粉向压实斜槽23移动时，该内壳33有助于容纳咖啡粉。内壳33具有狭槽35形式的导引结构34，在锤14被连接件30旋转并移出闲置位置时，该导引结构导引锤14。

图8示出了处于部分降低状态的杠杆6，该杠杆6的这个状态导致机构11旋转到中间位置。机构11的连接件30与固定到轴12上的第一构件 36铰接，在杠杆6被压下时，该第一构件36与轴12一起旋转。第一构件 36铰接至第二构件37，该第二构件37向远离第一构件36的方向枢转。第二构件37连接至锤14，从而第二构件37的向下运动导致锤14被沿着导引结构34降低，并在研磨斜槽21下方旋转。

图9示出了第二构件37还包括凹口38，在机构11处于压实位置并且连接件30完全伸出时，该凹口38用于容纳联轴器32。在该位置，来自轴 12的旋转力被通过联轴器32转化为锤14上的轴向载荷。

图10示出了配装到手柄支架7中的手柄40。开关41用于检测手柄 40是否存在，该手柄40先前使研磨器能够被激活并导致咖啡粉(未示出) 被输送到由手柄40承载的碗42中。

机构11处于压实位置，此时锤14已经通过压实单元2的压实斜槽23 降低到处于碗42内部，用于将咖啡粉压成粉饼(为了清楚起见也未示出)。

图10示出了剂量不足状况，在该状况下，向手柄40输送的待压实的咖啡粉量低于理想量。“理想的”咖啡量可基于许多参数，例如咖啡豆的特性、研磨器的设置、冲调设置、滤碗参数等。也可由用户选择其认为适当的咖啡量。在任何情况下，在剂量不足状况中，锤14被压到比理想位置低的位置，并且，在压实力控制组件15的作用下，连接件30的第二构件37被推向与第一构件36的有限运动连接44的下端43。虽然说明了剂量不足状况，但是在所有状态下：在压实力控制组件15的作用下，第二构件37被推向与第一构件36的有限运动连接44的一端，在该处，锤14 在咖啡粉上的反作用力克服压实力控制组件15的偏压力而推动第二构件 37，同时连接杆19被驱回到壳体16中。不同状态之间的差异在于所述端部相对于有限运动连接44的位置。

图11示出了在向手柄40中输送了理想剂量的咖啡粉时锤14的高度。在该高度处，锤14在咖啡粉上的反作用力克服压实力控制组件15的偏压力而推动第二构件37，以将第二构件37驱动到有限运动连接44中的较高位置，使得第二构件37推动连接杆19。

图12示出了过量状况，在该状况下，向手柄40输送的咖啡粉过多。在该状况下，锤14被置于更高位置，并且锤14上的反作用力导致第二构件37被推向有限运动连接44的顶部45，并且连接杆19被驱回到壳体16 中。

现在请参考图13，其中示出了咖啡机1的横截面图46。杠杆6被示为处于原始位置，机构11处于相应的升高位置。该图中还示出了回位装置 47，该回位装置47将轴12和杠杆6偏压到原始位置。回位装置47被示为拉伸弹簧48，该拉伸弹簧48作用在固定安装架49与连接至轴12的控制齿轮50之间。

还设有旋转位置传感器51，该旋转位置传感器51从与齿轮50接合的嵌齿52接收输入，并允许通过轴12的相对旋转位置来监测杠杆5的位置，轴12的相对旋转位置也提供了机构11的相应位置的指示。

还示出了阻尼器53，该阻尼器53通过嵌齿54提供旋转阻力，该嵌齿 54也与齿轮50接合。

图14示出了处于降低位置的杠杆6，在该位置，机构11处于相应的压实位置。弹簧48被示为处于伸长状态，由此回位装置47在弹簧力的作用下将杠杆6偏压回到原始位置。阻尼器53被配置成在杠杆被降低并且机构11处于压实位置时平衡弹簧力，并使机构11的返回变得和缓。

图15更清楚地示出了压实力控制组件15和传感器20。机构11也被示为处于升高位置，锤14被第二构件37通过联轴器32支撑在升高的闲置位置。第二构件37通过有限运动连接44附接，以实现相对于第一构件 36的铰接运动，该有限运动连接44由枢轴55形成，该枢轴55被可滑动地接收在形成于第一构件36的端部57的狭槽56中。传感器组件20被固定到第一构件36上，并通过横杆形式的连接组件58连接至下侧构件37。连接杆19穿过集成到印刷电路板(PCB)59中的传感器20，从而可确定连接杆19的相对位置，并由此确定锤14的相对位置。

传感器20优选是线性位置/位移传感器(又称为VR传感器)，当然，也可使用任何其它适当形式的线性位置传感器。当机构11在向下行程的终点伸长到压实位置时，来自传感器的反馈允许确定锤14的高度，而这又揭示了压实深度(即，咖啡饼的高度)。旋转位置传感器51也可用于提供关于所述机构的直线伸长量的信息，因为轴12的实测旋转位置与机构11的伸长量直接相关。压实深度会根据待压实的咖啡粉的剂量而变化。在过量状况下，当连接件30完全伸出时，机构11的伸长量会减小，导致压实深度减小(即，粉饼高度增大)，而在剂量不足状况下，机构11会进一步伸长，导致压实深度增大(即，粉饼高度减小)。更具体地说，在锤行进距离减小时，机构11的伸长量减小，因而由传感器组件20(经由连接杆 19)检测到的偏压元件7的压缩量也减小。

图15还示出了处于升高位置的杠杆6。杠杆6通过齿式离合器60连接至轴12，该齿式离合器60允许杠杆6从原始位置向升高位置自由旋转运动。这意味着轴12保持在中间位置，同时杠杆6的毂61逆时针旋转，如图所示，直到突起62与研磨器激活开关63接合，该开关用于激活图14 中所示的研磨器10。

在研磨器10被激活后，可向回旋转或向初始位置偏压杠杆6，以使突起62移动从而脱离与开关63的接合，如图16所示，以准备好压下杠杆6，从而将机构11降低到压实位置。

例2

图17示出了另一种压实单元2，该压实单元2带有压实机构11和压实力控制组件15，与参照图1至16所述的压实单元类似。

机构11包括连接至轴12的铰接连接件30，杠杆6处于原始位置，机构11处于升高位置，将锤14保持在不妨碍研磨斜槽21的位置。张力机构 30包括安装在支柱65上的压缩弹簧64，该支柱65附接至压实单元2的固定结构66。弹簧64作用在端部垫圈67与支撑轴12的托架68之间。

轴12通过U形段69联结至杠杆6，该U形段69允许将杠杆6的旋转运动传递至轴12的末端延伸部70，同时为位于U形段69内的压实力控制组件15的弹簧64提供间隙。

末端延伸部70联结至有限运动连接器71，该有限运动连接器71包括围绕连接至固定结构66的枢轴73旋转的摇杆72。摇杆72的一端74可旋转地安装在延伸部70上，摇杆72的另一端75设有接收从动件77的细长开口76。从动件77在支架79中提供的竖直通道78内上下滑动，该支架 79也固定到结构66上。如图所示，在杠杆6处于原始位置时，从动件77 处于通道78的上端80。

图17还示出了通过离合器60将杠杆6连接至轴12的毂61，该离合器60允许杠杆6沿向上方向自由旋转，而不旋转轴12。

图18示出了处于低位的杠杆6，在该位置，机构11已被降低，并且已施加了压实压力。在杠杆6被压下时，锤14上的反作用压力被通过机构11传回，这使得轴12和托架68克服弹簧64的偏压力相对于固定结构 66升高。结果，摇杆72的端部74升高，这使得摇杆72旋转，并将从动件77传送到通道78的下端81，以提供行程结束止挡件，从而限制托架 68的任何进一步升高，由此保持压实力控制组件15的恒定弹簧载荷，以进行压实操作。

现在请参考图19，其中杠杆6被示为处于原始位置，在该位置，机构 11被升高，锤14处于闲置位置。在图20中，杠杆6被压下，这使机构11 的连接件30伸出到中间状态。在该状态下，锤14已从旋转闲置位置沿着导引结构34移动，该导引结构34导引锤14的联轴器32和枢轴82，以使压实面25朝向水平方向，处于由手柄40保持的碗42中的一定剂量的咖啡83上方的位置。

杠杆6的进一步旋转导致机构11移动至压实位置，在该位置，连接件 30伸出，如图21所示，并且压实力控制组件15迫使锤14的面25进入咖啡83中，以形成粉饼84。轴12的相对旋转和张紧组件15的压缩程度可用于确定压实深度。在压实后，压实机构11返回到图19中所示的闲置位置，从而可进行另一次定量加料操作。

例3

现在请参考图22，其中示出了压实机构11的另一个实例，在此也使用相同的附图标记来表示与上述实施例的部件相同的部件。

图22的机构包括由带有固定臂86的齿条85形成的连接件30。齿条 85处于竖直取向，并包括由横梁88接合的竖直支腿87。每个支腿87具有轮齿89，所述轮齿89与小齿轮90接合，以驱动齿条85上下运动。在每个支腿87中设有狭槽91，以接收辊92。梁93连接每个支腿87的底部 94，并以固定角度支撑连接件30的臂86之中的相应臂。

杠杆6被示为处于原始位置，在该位置，连接件30被升高，并且辊 92处于狭槽91的下端95。

图23示出了安装在固定结构66中的轴12、旋转位置传感器51和阻尼器53。小齿轮90连接至轴12，该轴12又连接至杠杆6。

图24示出了处于降低位置的杠杆6，该降低位置与处于压实位置的机构11相关，在压实位置，辊92位于齿条85的狭槽91的顶部96。锤具有枢轴82，该枢轴82沿侧向突出到狭槽35形式的导引结构34中。狭槽35 形成在壳体33中，并且具有竖直部分97和弯曲的顶部98。

锤14在另一侧具有相同的枢轴82，该枢轴82在锤14的相对侧被接收在壳体33内的匹配狭槽35中。

在机构11被升高和降低时，枢轴82循着狭槽33的路径移动，从而在枢轴82移过狭槽33的弯曲的顶部98时，锤14旋转回到倾斜取向，在机构11被升高并且杠杆6返回到闲置位置时，锤14回到图25所示的位置。

请参考图26，在锤14处于闲置位置时，锤14的面25和机构11旋转离开研磨斜槽21的下端43，这意味着可通过压实斜槽23居中地输送咖啡粉以进行压实，而不会受到锤14的妨碍。

图26还示出了位于狭槽91下端95的辊92，该辊92用于防止齿条 85进一步升高。

旋转联轴器32将臂86的远端99连接至锤14的一侧，从而在锤14 被沿着导引狭槽25升高时，锤14围绕臂86旋转，由此使锤14的面25 向远离斜槽21的端部43的方向倾斜。另一个臂86以同样的方式连接，如图27所示。

图28更清楚地示出了锤14的面25和研磨斜槽21的相对位置。在杠杆6处于原始位置时，锤14抵靠轴12向上旋转，并离开斜槽21的端部 43。

在图29中，机构11已经被降低，锤14从压实斜槽23伸出，再次处于压实位置，在该位置，联轴器32与狭槽25的竖直部分97对准，使得锤14处于竖直状态，并且锤14的面25是水平的。

图30示出了处于中间位置的杠杆6和锤14，在该位置，锤14在研磨斜槽21下方围绕联轴器32和枢轴82部分地旋转，枢轴82在闲置位置与压实位置之间循着狭槽25移动。

图31示出了连接在固定支架49与控制齿轮50之间的拉伸弹簧48形式的回位装置47，该控制齿轮50被固定，从而与轴12协同地旋转。旋转位置传感器51通过与齿轮50接合的嵌齿52检测轴12的旋转位置。传感器51优选是电位计或POT传感器。压实机构11处于升高状态，在所述机构被降低到压实位置时，传感器51的输出信号用于根据轴12的相对旋转监测压实深度。

在图31中，杠杆6被升高，使得突起62与研磨器激活开关63接合，这在图32中更清楚地示出。

图32还示出了突起62是与固定到杠杆6上的环形齿轮段100一体形成的。在杠杆6被从原始位置升高时，齿轮段100脱离与轴12的驱动接合，这允许独立地升高杠杆6，以与研磨器激活开关63接合。在此方面，齿轮段充当杠杆6与轴12之间的离合器60。

图33示出了杠杆6处于远离开关63的降低位置。齿轮段100通过中间齿轮101与轴12重新接合，该中间齿轮101通过键连接到轴12上，从而杠杆6在通过初始位置后的向下运动引起轴12的相应旋转和压实机构的激活。

图34示出了在机构11处于压实位置时处于伸长状态的弹簧48。在该状态下，回位装置47的弹簧48迫使机构11回到升高位置。阻尼器53接合在机构11的向下行程的终点，以抵抗回位装置47，并减慢机构11在压实位置附近的运动。

如上文所述，旋转传感器51可用于监测机构11的伸长量和由此引起的压实位置，以确定压实深度。但是，也可使用监测齿条85的竖直方向高度的传感器20测量压实位置和压实深度，以提供直接的VR或直线距离读数。

出于完整性目的，图36示出了附接至杠杆6的齿轮段100，而图37 示出了中间齿轮101，该中间齿轮101与齿轮100接合，以驱动压实机构 11在闲置位置与压实位置之间移动锤14。齿轮100的弧长受到限制，使得当杠杆6在闲置位置与降低位置之间移动时，杠杆只能驱动相应的中间齿轮101。若杠杆从原始位置向上移动，则齿轮100和101会脱离驱动接合，这允许杠杆6自由旋转运动以开始研磨，同时在研磨操作期间使机构11 保持在升高位置。

例4

图38示出了压实单元2的压实机构11的另一个实例，与上述实例相同的部件将以相同的附图标记表示。

机构11被示为处于降低的压实位置，在该位置，锤14处于手柄40 的碗42内。机构11包括臂86形式的连接件30，该臂86连接至线性驱动轴103形式的致动器13的杆102，该线性驱动轴103穿过支撑件104上下移动。

图39示出了处于中间位置的机构11，在该位置，已经操作轴103来升高连接件30，并同时使锤14围绕旋转联轴器32枢转。锤14通过位于锤14两侧的旋转联轴器连接至臂86，同时该臂本身桥接在斜槽21上，以在所述轴在升高位置与降低位置之间移动机构11时避免臂86与斜槽21 之间的任何干涉。

在图40中，机构11处于升高位置，在该位置，轴103已经被升高，并且锤14被从斜槽21旋转离开。在该位置，可经由居中布置的斜槽21 在压实斜槽23内居中地分配咖啡，并使咖啡直接进入手柄40的碗42内，而没有任何阻碍。

图41是处于降低位置的机构11的透视图。设有第二连接件105，该第二连接件105在压实单元2的压实斜槽23附近铰接至固定结构66。连接件30、105协同工作，以在所示的压实位置与图42所示的升高位置之间移动锤14。

更具体地说，第二连接件105通过枢轴82连接至锤14，并且连接件 30通过位于压实面25与枢轴82之间的旋转联轴器32连接至锤14，以在连接件30相对于铰接的第二连接件105沿直线方向移动时允许锤14在不同的倾斜取向之间枢转。

驱动轴103的直线向上运动导致锤升高并从研磨斜槽21的下端43旋转离开，而轴103的直线向下运动导致锤转回到图41中所示的压实位置。

图42还更清楚地示出了锤14具有主体106以及承载相应的枢轴82 和旋转联轴器32的两个侧部107。侧部107向远离主体106的方向突出，以在它们之间限定空间108，在锤14旋转期间，该空间108在研磨斜槽 21周围提供间隙。

例5

图43示出了压实机构11的另一个实例，并且相同的部件将以与上文所用的附图标记相同的附图标记表示。

机构11被示为包括齿条85形式的连接件30，该齿条85由附接至驱动轴12的小齿轮90驱动。齿条85通过臂86和旋转联轴器32连接至锤 14，从而在齿条85通过轴12的旋转被升高和降低时，锤14以由方向箭头所示的直线方式上下移动。

轴12由杠杆6通过离合器60操作。离合器60包括环形槽109，该环形槽109接收从固定结构66突出的销110，以允许离合器与杠杆6协同地进行有限的旋转运动。

应理解，离合器60可与上述的咖啡机1的其它实例联结使用。

根据需要，可使用一个或多个不同的传感器监测杠杆6和压实机构21 的相对位置。图43a示出了用于监测齿条85的直线运动的线性传感器184 和飞行时间(ToF)传感器185的位置。飞行时间传感器计算两点之间的距离。在此情况下，上传感器应位于固定位置。作为上传感器的替代，下传感器应附接至齿条85，从而可测量上连接件的直线运动。

或者，可在图43b中所示的位置使用旋转传感器51，以测量小齿轮 90的相对旋转。作为另一种替代，可将旋转传感器185布置成直接监视杠杆6的旋转。

图43c示出了安装在轴12的端部的旋转传感器51的另一种选择，而图43d示出了旋转传感器51与齿条85直接接合的另一种选择。

图44示出了杠杆6处于原始位置，机构11处于行程的顶部，使得齿条85被升高，锤14处于研磨斜槽上方且不妨碍研磨斜槽的闲置位置。

在把手被压下时，机构11降低锤14，使其通过图45所示的中间位置。

在行程的终点，齿条85处于降低位置，锤14处于如图46所示的压实位置。

现在请参考图47和48，离合器由三个相互连接的部分组成。第一部分附接至杠杆，并且包括弹簧偏压的凸片，该凸片布置成实现有限的环形运动。

请转到图47和48，现在更详细地说明离合器60。离合器60包括第一圆盘112、环形槽109、连接构件113和偏置元件114。优选第一连接构件113位于元件114的径向外侧。优选偏置元件114是矩形凸台。优选连接构件113是圆柱形突起。

第二圆盘115附接至杠杆6，并且包括连接凹部116，该连接凹部116 用于接收第一圆盘112的连接构件113，以抑制第一圆盘与第二圆盘115 之间的相对旋转。第二圆盘115也包括偏置元件117。优选偏置元件117 与偏置突起114类似，但是朝向相反的方向。

离合器60还包括离合器盘118，该离合器盘118具有接收夹钳119的中心轴和布置成径向阵列的环形槽120。连接构件113穿过环形槽120，该环形槽120具有足以允许离合器盘118与第一圆盘112之间的有限运动的环形尺寸，例如，这使得升高杠杆6不会转化为离合器盘118的任何运动。

离合器盘118还包括两个环形开口121，这些环形开口121用于接收第一和第二离合器盘112和115的偏置元件114和117，使得第一和第二离合器盘112和115能够在预张紧偏压下驱动离合器盘118，并传递来自杠杆6的扭矩。所述盘112和115与偏置元件114和117相联结，从而形成压实力控制组件15，以在压实操作期间施加偏压力。

从上文的说明能够理解，本实用新型提供了一种用于将咖啡粉输送到手柄内的咖啡机，该咖啡机包括：用于将咖啡粉研磨到手柄中的研磨器；用于沿着路径压实手柄中的咖啡粉的压实机构，该压实机构包括：锤，其包括用于压实咖啡粉的表面；以及连接至锤的连接件，其中在所述路径的第一部分期间，所述连接件使所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分期间，所述连接件使所述表面朝向第二方向，其中第一方向与第二方向不同。

本实用新型还提供了一种用于将咖啡粉输送到手柄内的咖啡机，该咖啡机包括：用于将咖啡粉研磨到手柄中的研磨器；用于沿着路径压实手柄中的咖啡粉的压实机构，该压实机构包括：锤，其包括用于压实咖啡粉的表面；用于沿着所述路径移动所述表面的压实致动器，其中在所述路径的第一部分期间，所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分期间，所述表面朝向第二方向，其中第一方向与第二方向不同。

所述压实机构使锤在闲置位置与压实位置之间移过所述路径的第一部分和第二部分，其中在闲置位置，所述表面朝向第一方向，在所述路径的第二部分中，所述表面朝向第二方向，以进行压实操作。在所有的上述实例中，连接件被布置成在压实操作期间相对于手柄沿着轴向按压锤的面，并且在压实操作之间相对于被保持在手柄中的碗沿着非轴向路径将锤返回到闲置位置，使得锤在处于闲置位置时不会妨碍向斜槽中输送咖啡。

在压实操作期间，压实机构使锤在所述路径的第一部分与第二部分之间旋转，使得所述压实面朝向第二方向，以压实咖啡粉。

锤在闲置位置相对于压实位置旋转，使得所述压实面朝向从第二方向偏离一个角度的第一方向，由此锤不会妨碍从研磨器向手柄中输送咖啡粉。

锤的实例

现在请转到图49，在此将说明锤14，与上述部件相同的部件将以相同的附图标记表示。

锤具有底座27、主体28，以及用于连接至上述连接件30的联接器29。联接器29包括从主体28向上延伸的支撑结构122。横向销123为锤14提供旋转联轴器32。第二个销123从支撑结构122的另一侧延伸，以提供第二个旋转联轴器32。

导引枢轴82向锤14的侧向突出，与相关联的联轴器32成一条直线，但是在竖直方向上与该联轴器32间隔开。与联轴器32相比，导引枢轴从支撑结构122向侧向延伸的距离较远。

支撑结构122是两个间隔开的支撑构件124的形式，这些支撑构件124 在它们之间限定间隙空间108。

图50是锤14的横截面图，示出了将轴向力转化为底座27的旋转运动的旋转机构125。

底座27具有套环126，该套环126沿着通过紧固螺钉128固定到主体 28上的圆柱体127上下滑动。在主体28与底座27之间布置有偏压元件 129。偏压元件129优选是弹簧130的形式，该弹簧130位于套环126上，并连接在底座27与主体28之间。

旋转机构125包括凸轮结构131，在底座27相对于主体28沿轴向移动或伸缩时，该凸轮结构131产生底座27的旋转运动。凸轮结构27是一系列或斜面132和相应的突起133的形式。

底座27还包括侧壁134，该侧壁134沿着主体28的外壁135上下滑动，并且主体28具有用于支撑密封件137的定位凸缘136，在相对轴向运动期间，该密封件137与侧壁133形成密封。凸缘135还带有用于将密封件137保持就位的保持环138。

底座27包括侧壁134中的圆形槽口139，该圆形槽口139用于接收附接裙部140，该附接裙部140支撑底座27下侧的压实面25。

锤14被示为处于扩张状态。能够理解，在压实操作期间，当轴向载荷施加在锤14上时，锤14随着底座27朝主体28移动而压缩。在该轴向移动期间，斜面132和突起133相互接合并沿着彼此滑动，导致底座27 旋转。

在压实操作之后，轴向载荷被移除，并且弹簧130推动底座27远离主体28，这导致凸轮作用被逆转。在锤14返回到扩张状态时，这使得底座27因斜面131和突起132反转到原始取向而反向旋转。

底座27的旋转运动有助于在压实期间“磨光”粉饼，并实现更均匀的咖啡粉分布。同时，能够使可能粘附到压实面25上的任何咖啡粉都脱离，这有助于清洁锤14，而这是有益的，因为在锤14上积聚的咖啡粉可能影响理想粉饼的形成。

锤14的底座27在形成粉饼期间和之后沿两个方向的相对旋转用于对锤14进行自我清洁，并从锤14的表面25清除咖啡粉，因为锤底座27在压实期间相对于主体28旋转，并且在压实操作之后当锤14上的轴向载荷被移除时又相对于主体28旋转。

现在请转到图51，其中主体28中的斜面132被更清楚地示为径向布置的斜面(bevel)141，这些斜面141与形成在底座27中的相应突起133 接合，如图52所示。

图51和52还示出了枢轴82由箍环141形成，该箍环141被配装到与支撑构件124一体形成的轴142上。联轴器32由被插入到开口144中并以弹性挡圈145保持就位的轴143形成。该轴带有箍环146。

锤14被示为仅具有用于将底座27向远离主体28的方向偏压的单个弹簧130，但是，可根据需要使用附加弹簧或替代偏压装置。

图51和52的锤14还被示为带有密封件137，该密封件137优选由毛毡制成，以阻止咖啡进入锤14，但是，也可根据需要使用任何其它适当的密封件代替毛毡密封件137。

图53和54示出了一种替代锤14，其中相同的特征以相同的附图标记表示。旋转机构125也包括位于主体28的底面上的一系列斜面132和底座27中的匹配突起133。图51和52的毛毡密封件被橡胶密封件147代替，该橡胶密封件147具有配装在底盖149内的内圈148和环形肩部150，该环形肩部150布置成沿着主体28的外壁135的外周上下滑动。

图55示出了密封件137是安装在底座27的环形槽151内的刮片的形式。密封件137优选由橡胶形成，从而密封件137提供比许多其它替代品更耐用的橡胶刮片152。

如图56所示，刮片152被弹性地压靠在主体28的外壁135上。主体 28优选由塑料形成，并且刮片152与壁135的连接是点接触，该点接触能减少摩擦，同时当锤14在压实操作期间和之后被压缩和减压时确保紧密密封。主体28优选也由较高密度的塑料形成，以最大限度地减小刮片152 与主体28之间的摩擦。

图49至56之中的任何一个图所示的锤14优选还包括通气孔，以在锤压缩期间使锤内部的压力达到平衡。

图83至90涉及锤14的另一个实例，在适当的情况下，相同的附图标记用于表示相同的部件。应注意，上述多种形式的锤14之中的任何一种均可独立地用作上述咖啡机1的手动锤。

如图83所示，锤14具有主体28，该主体28具有中心轴线217。锤 14还具有用于压缩手柄40中的咖啡粉的压实面25。锤14还具有连接组件218，该连接组件218位于主体28与压实面25之间，并将主体28连接至压实面25，从而可通过主体28和连接组件218向压实面25施加压力。在压实期间，咖啡粉易粘附到压实面25上，若用户不对其进行清洁，则咖啡粉会随着时间的推移而积聚。内置压实机构更容易出现这个问题，因为压实面25不像常规锤那样易接近。旋转锤14能减少压实面25上的积粉量。为了进一步提高旋转锤14的有效性，可与旋转锤14联结在压实面 25上使用不粘表面或材料。该不粘表面或材料也可作为旋转锤14的替代。

从图84能够更好地看出，连接组件218包括围绕中心轴线217布置的第一倾斜表面219。优选该第一倾斜表面219包括多个倾斜表面。如图 86的截面图所示，连接组件218还包括适于抵接第一倾斜表面219的凸轮 220。优选凸轮220是围绕中心轴线217布置的第二倾斜表面221。连接组件218还包括连接在压实面25与主体28之间的锤偏压构件222，从而在压实面25与主体28之间的距离减小时，锤偏压构件222施加力，迫使压实面25和主体28彼此远离。

如图86、图89A和图89B所示，在向压实面25施加压缩力并且主体 28被保持固定时，压实面25从图86中所示的闲置位置朝主体28移动(优选平移)到图88中所示的压实位置，从而压缩锤偏压构件222。在压实面 25和主体28朝彼此相对移动时，凸轮220抵接第一倾斜表面219，这样的抵接导致从倾斜表面219在凸轮220上施加法向力，由此导致凸轮220和压实面25相对于主体28围绕中心轴线217枢转。在向压实面25施加的压缩力被移除时，压实面25被锤偏压构件222推离主体28。在压实面 25和主体28彼此远离时，凸轮220被类似地压靠在第一倾斜表面219上，并且随着压实面25与主体28之间的距离增大，凸轮220允许压实面25 围绕中心轴线217枢转回到闲置位置，从而相对于手柄中的咖啡粉移动压实面25。在压实面25与主体28之间的距离是大约3毫米时，优选压实面 25相对于主体28的旋转是大约5度。

优选锤偏压构件222具有用于朝闲置位置压迫压实面25的预张力。更优选锤偏压构件222还具有用于在相对于主体28的轴向平移和相对于主体28的旋转中朝闲置位置压迫压实面25的预张力。

如图47所示，第一倾斜表面219优选是螺旋花键。连接组件218还可包括止挡构件223，该止挡构件223适于防止凸轮220沿着第一倾斜表面219移动到超过止挡构件223的位置。

在一个优选实施例中，锤14是密封的，只是在主体28中设有至少一个孔或缝隙224(如图83所示)，以允许排出的空气进入和/或离开锤14 的内部757。在另一个优选实施例中，压实面25可移除地连接至连接组件 218，例如是通过凸片225(如图84所示)连接的。

现在请参考图89A和89B，其中示出了锤14的另一个实施例。锤14 基本上类似于图88至88的锤14，但是图89A和89B的锤14适于在本文中公开的咖啡机1中使用，或者在涉及锤的另一种咖啡粉压实组件中使用。图89A和89B的锤14包括用于导引如本说明书所公开的锤14相对于枢轴的运动的圆形销226。如图90所示，锤14可在咖啡机1中使用。

双轨定量加料单元

在图57中示出了定量加料单元2，其中上述相同的部件以相同的附图标记表示。

在图57中，锤14被示为处于压实之前的闲置位置。导引结构34以双轨153、154的形式设置在壳体33中，以在机构11被升高和降低时导引锤的相应联轴器32和枢轴82。

如上文中参照图49和50所述，与下联轴器32相比，枢轴82向锤14 的外侧突出距离的较大，因此上枢轴82可由轨道154导引，而轨道153 用于导引下联轴器32。枢轴和联轴器可由双轨道独立地导引归因于轨道和枢轴以及联轴器的几何形状(例如深度和宽度)。下联轴器32的几何形状与轨道153的几何形状相匹配，同样，枢轴的几何形状与轨道154的几何形状相匹配。

通过独立地导引枢轴82和联轴器32，很容易使锤14转入和转出闲置位置，而不会遵循错误的路径(例如，否则锤14可能向相反方向旋转，由此堵塞研磨斜槽)。

图58示出了内轨道和外轨道153、154沿着下部155对齐并平行，而在相应的上部156、157处发散。枢轴82位于轨道154的上部157内，而联轴器32位于外轨道153的相应上部156内。在辊以这样的方式布置时，机构11处于升高位置，锤14旋转，使得面25倾斜到接近竖直取向，从而给研磨斜槽21留出间隙。

图59示出了联轴器32和枢轴82在其各自的轨道153、154的上部156、157中的相对位置。内轨道和外轨道156、157的上部156、157沿水平方向彼此远离地弯曲，使得联轴器32和枢轴82采用接近水平的取向，从而给研磨斜槽21留出间隙。

为了压实，将联轴器32从内轨道153的上部156导引出来，并向下导引至轨道153的竖直取向的下部155。同时将枢轴82从外轨道154的上部157导引出来，然后向下导引至轨道154的竖直部分155。

图60示出了伸长的机构11以及竖直取向地位于其各自的轨道153、 154中的联轴器32和枢轴82。

在该位置，锤14已准备好压实。机构11的穿过轴12和联轴器32的中心的中心线158从由竖直线159表示的竖直方向偏离一个角度，这有助于在将锤升高到闲置位置时使锤14的面25进一步朝竖直方向倾斜，而这又提供了改善的间隙，使得锤14在定量加料操作期间不会妨碍咖啡粉的流动。

双轨153、154的使用提供的一个益处是，在所述机构处于行程的顶部时，可独立地控制锤14的每个枢转点，以实现平滑运动和快速旋转，从而在定量加料操作期间快速地将锤14移动至闲置位置，并避免其阻碍咖啡的流动。

图61更清楚地示出了形成在壳体33中的轨道153、154。图61还示出了回位装置47的另一个实例，该回位装置47是扭转弹簧160的形式，安装在轴12的端部。在压实操作之后，弹簧160被偏压，以使杠杆6返回到原始位置。

传感器51用于检测轴12在压实操作期间的相对旋转和位置。传感器 51通过与附接到轴12上的控制齿轮50接合的嵌齿52监测轴的旋转。齿轮50仅在有限的一段162上具有齿161。

在传感器50下方设有阻尼器53，如图62所示。阻尼器53是嵌齿54 的形式，该嵌齿54与齿轮50的齿161接合，并抵抗齿轮50的旋转运动。在图61的杠杆6处于原始位置时，阻尼器53从控制齿轮50脱开，因为仅在齿轮50的有限的一段162上设有齿161。向下按压杠杆6会导致齿轮 50旋转并且齿161最终与阻尼器53连接。因此，当杠杆6处于降低位置时，阻尼器53在齿轮50上的作用可被限制于杠杆6的行程终点。在杠杆处于向上位置时，齿轮上的任何齿都不接合。因此，阻尼器未被接合，并且仅影响较低运动范围内的旋转。

阻尼器53用于在压实操作之前和之后瞬时降低压实机构的速度。这有助于减少由于锤在接近时高速冲击咖啡粉或在压实操作后从粉饼高速释放等原因造成的脏乱，锤在压实操作后从粉饼高速释放可能导致粉饼在手柄中松动，造成咖啡提取不良。

手柄支架

下面说明手柄支架7，与上述部件相同的部件将以相同的附图标记表示。

现在请参考图63，手柄40具有附接至手柄40的杯状部分164的把手 163。在杯状部分164周围，在邻近上周缘的位置布置有定位凸片165。

手柄支架7包括接入开口167以及由顶部和底部对准表面169、170 限定的对接座168，在手柄40处于所示的对接位置时，顶部和底部对准表面169、170牢固地擒住并保持凸片165。

在开口167的两侧设有斜面171，以将凸片165导引到对接座168中，并且还设有扣钩172，以将手柄40弹性地保持在对接位置。扣钩172由两个偏置元件173形成，这两个偏置元件173优选是弹簧夹174的形式，当然，也可根据需要采用任何其它适当的夹紧装置。

为了将手柄40装载到手柄支架7中，首先将手柄40引入开口167中，使得凸片165与斜面171接合。这有助于使手柄40居中和对准。然后，使用把手163将手柄40抵着偏置元件173推动，偏置元件173分开以允许手柄40插入，之后夹子174抵靠着手柄40闭合，以将手柄40偏置到对接位置。

图64是沿着图63所示的G-G线截取的横截面图，为了清楚起见，省略了手柄40。上下对准表面169、170从开口167到对接座的端壁176从水平线175稍微向下倾斜，以在插入和/或压实期间适应重力在手柄40上的倾斜作用，从而使手柄在前后方向上保持水平，以确保在压实期间使咖啡粉饼保持水平。在壁176中或附近可设置微型开关等装置(未示出)，以检测手柄40何时被装载到手柄支架7中。

图64还示出了斜面171的位置靠近开口167，在扣钩172的前面，以确保手柄40的凸片165被升高到对接座168中而不会与扣钩172干涉，并到达使手柄在左右方向上保持水平的位置。

常规的卡销型手柄具有竖直方向偏移的凸片，并且斜面171直通到支撑表面171a，该支撑表面171a相应地竖直方向偏移，以确保在手柄被装载到对接座中时使手柄保持水平，从而在压实期间使粉饼保持水平。

现在请转到图65，手柄支架7具有用于接收咖啡粉的开口177和位于底面179上的用于保持扣钩172的凹部178。扣钩172具有大体上为U形的主体180，该主体180具有弯曲的内部轮廓181，以与手柄40的杯状部分164的外部形状相匹配。主体180插入到凹部178中，偏置元件173向前探入开口167中。在使用紧固件183将扣钩172固定到手柄支架7的底面179上之前，主体180上的定位柄脚182确保扣钩172处于正确的取向和位置。

图66示出了插入在手柄支架7中的手柄40的底部视图。能清楚地看到扣钩172的弹簧夹174将手柄40保持在对接位置，从而准备好压实。

能够理解，可通过单次插入动作将手柄40可靠地定位并保持在手柄支架7中，并且无需像卡销式手柄通常需要的那样抬高并旋转手柄40。这有助于简化使用，并降低手柄支架的总体设计高度。

图78至82涉及支架7，其中与上述部件相同的部件将以相同的附图标记表示。

如图78所示，支架7包括用于支撑手柄40的定位凸片165的支撑表面170。从图80的截面图能够更好地看出，支架7还包括后壁176，该后壁176的形状与手柄40的主体180的至少一个杯状部分14的形状相符。后壁176被定位成使得在手柄40抵靠后壁176时滤杯211的中心210与压实斜槽23的中心轴线212对准。如图82所示，支架7还包括用于迫使手柄40的主体180抵靠后壁176的保持构件213。中心斜槽轴线212优选垂直于滤杯底面214，并穿过滤杯底面214的中心214。

保持构件213优选通过在手柄40上施加保持力来压迫手柄40的主体 180。该保持力优选平行于支撑表面170。此外，后壁176优选包括手柄检测开关215(如图82所示)，该手柄检测开关215用于与手柄40协作，以提供指示在支架7中是否存在手柄40的手柄信号。

在手柄40抵靠后壁176时，保持构件213优选通过从与手柄40的位置干涉的位置弹性变形来施加保持力。保持构件213弹性变形回到该位置的趋势迫使手柄40抵靠后壁176。在另一个实施例中，保持构件213包括弹簧(未示出)，该弹簧具有预张力以施加保持力。优选支架7包括位于支架7的相对侧的两个保持构件213，因此手柄40被这两个保持构件213保持在支架7中。优选保持构件213位于平行于支撑表面170但在竖直方向上处于支撑表面170下方的平面内。

咖啡研磨系统

图67是用于操作上述咖啡机1的系统200的示意图。

系统200包括控制器201和电机状态传感器202，该电机状态传感器 202提供关于研磨器的电流或电机转速的信息，以指示在料斗中是否有咖啡豆和/或是否堵塞。

系统200还包括研磨器模块202，该研磨器模块202从控制器201接收开始和停止信号，并在研磨完成时向控制器201提供反馈。

还设有锤模块203，该锤模块203用于进行压实操作，并向控制器提供压实位置信息。

最后，所述系统包括用户界面模块204，以便于用户操作该系统。界面模块204向用户提供操作提示，并允许用户操作研磨器和进行压实操作。

系统200用于实施下述剂量算法之中的一种或多种。

剂量算法

采用上述压实机构11的多个实例时，对压实位置进行监测，并且在压实操作期间能确定压实深度。压实深度信息提供反馈，用于确定输送到手柄40中的咖啡粉的适当剂量。例如，如果在压实操作期间锤14的位置过高或过低，那么可以改变研磨时间，从而相应地调整当前和/或下一次剂量。

请参考图68，其中示出了算法流程图，该算法流程图标明了为确定是否需要进行任何剂量调整而应采取的一些方法步骤。

步骤S101代表激活研磨器达到预定研磨时间的初始步骤。在研磨器被激活后，就会在料斗中研磨咖啡豆，并通过研磨斜槽将咖啡粉输送到手柄中。

在步骤S103中，检查锤位置，确定其处于闲置状态，之后在步骤S105 中，将锤组件从闲置位置移动至压实位置。然后施加压实压力以初次使用锤压实咖啡粉，以在手柄中形成咖啡粉饼。在步骤106中，将压实状态记录为初始状态，在步骤107中，还将所述机构记录为处于延续状态。

在步骤109中，通过将在锤处于闲置状态时的位置信息与在机构处于延续状态时的锤位置比较来确定总压实深度。然后可在步骤111中确定压实深度与理想深度之间的任何偏差。

若该偏差小于预定的允许误差，则不需要采取任何措施，并且可向用户界面提供指示理想深度的信息。但是，若该偏差大于预定的允许误差，则可向用户界面提供指示偏差的正负性的信息。然后可调整剂量，以备下次使用。

关于图69，在步骤117之后，在步骤123中，可通过根据偏差的程度改变研磨时间来调整剂量。研磨时间调整可由用户手动完成，或者自动完成。

图69示出的情况是：偏差代表剂量不足，并且在步骤121中确定进行第二次研磨，以在提取之前补足剂量。然后重复步骤S101至S111，以确保压实深度在预定的允许误差内。

关于实测压实深度，该值可根据来自任何适当的测量传感器的反馈来确定。若使用旋转传感器，则可通过以下方式提供深度：

深度＝d＝P-x

其中：

x＝R·cosθ+L·sinφ

并且

θ:来自旋转传感器的压实状态信号(优选是初始压实状态和延续压实状态之间的差异)

R:连接件的长度

L:构件的长度(包括狭槽允许的运动长度)

P:理想剂量参数

在一个实例中，优选的预定理想压实深度可以是6.75±0.5毫米。根据沉积在手柄中的咖啡粉量，可将压实深度可表征为剂量不足或过量。如图10所示的剂量不足可能导致压实深度在7.25毫米至10毫米之间，而如图12所示的过量可能导致压实深度在1毫米至6.25毫米之间。严重过量 (例如压实深度小于1毫米)要求去除咖啡粉，然后才能将手柄与咖啡机一起使用。

如图69所示，在步骤S119中，处理器可根据偏差(在‘自动模式’下操作时)或响应于用户输入(若选择了‘手动’模式)调整以后的研磨操作的研磨时间。在手动模式下，用户可参考压实深度测量值自行确定研磨时间。处理器可能不会为进一步的研磨操作更新研磨时间。

对于典型的定量加料操作，可在自动模式下利用压实深度与压缩咖啡粉饼的预定体积之间的线性关系来进行调节计算：

体积[％]＝c₁*压实深度[毫米]+c₂

在一个实施例中，c₁和c₂的值分别是-0.0638和1.4326。

利用这种关系，处理器确定需要在当前和/或以后的咖啡粉饼中增加或减少多少量。然后，可通过体积与研磨时间之间的线性关系来实现研磨时间的调整，这可由处理器通过将确定的体积除以当前研磨时间来确定。然后按照该梯度的倒数来确定当前和/或下一次研磨时间。

针对带有铰接连接件的机构的压实深度计算也可通过以下方式得出：

正向运动学和Denavit-Hartenberg(DH)参数

推导1–线性近似

可将机构11视为x和y坐标系中的二自由度(DoF)平面机械手的构造。图91示出了不同关节处的坐标系。具体而言，[x₀,y₀]、[x₁,y₁]、[x₂,y₂] 分别表示轴12的关节处、第一构件36和第二构件37的关节处、以及旋转联轴器32处的坐标系。

这样得到了计算y坐标的以下公式。

y＝l₁ sin(q₁)+l₂ sin(q₁+q₂)---(1)

我们知道末端受动器与原点轴之间的偏移量为x＝c₁(根据上面的方位，此值是负的)。结果，得到了根据q₁的任何关节角度求解q₂的公式：

x＝c₁＝l₁cos(q₁)+l₂cos(q₁+q₂)---(2)

为了导出用于确定y坐标的末端受动器的单个公式，可将q₂代入y的公式：

在该优选实施例中，弹簧位于第一构件36上，因此l₂是恒定值，仅有的变量是l₁和q₁。如前文所述，设有包括连接杆19的传感器20，并且该连接杆19的相对位置可用于监测锤行进的距离(l₃)。

应注意，若偏压元件7位于第二构件37上，则l₂是可变的，而l₁是恒定值。若偏压元件7不在第一构件36中且不在第二构件37中，则可从所有公式中消除l₃(＝0)。

由传感器20监测的距离(l₃)与l₁的线性关系可以是：

l₁＝l_构件36-l₃

这产生了以下公式：

或者，第一构件36与由传感器20监测的距离的关系可以是非线性的。该关系可从三角学推导出来。

其中l₄是恒定值，l₅表示由传感器20监测的距离。

l₅＝a₁-l₃

上面的两个公式会产生y与l₃之间的非线性关系。

简化计算

为了简化计算，可假设在延续状态下q₁＝90°；q₂＝0°，这意味着可使用上面的公式根据线性传感器20来计算压实高度，而无需来自旋转传感器的测量值。

通过这种方式，能够得到y与l₃之间的线性关系：

y＝c₂-l₃

推导2–Denavit-Hartenberg(DH)参数(一种本身很独特的替代推导。DH通常用于机器人/机械臂。它还推导出每个连接件在任何位置的旋转和点，并且还能用于推导力方程)

在得到q₂之后(从公式(1)和(2)获得)，现在能得到所述机构的 Denavit-Hartenberg(DH)参数。为了测试这两个公式，将l₁、l₂、q₁和q₂的值输入DH计算器，以求得从一个坐标系变换到另一个坐标系的变换矩阵。

其中y是第一构件36(或者，若偏压元件7位于第二构件37中，则是第二构件37)的运动量。

q:围绕z轴的旋转量

l:z轴上的距离

b:每个公共法线的长度(关节偏移量)

α:两个连续z轴之间的角度(关节扭转)

联结了研磨器状态检测的剂量算法

这个剂量算法基于两个主要部分：压实读数和当前研磨时间。在用户压实时，测量压实的高度，并且，若粉饼不处于理想高度，则相应地更新当前和/或下一次研磨的时间长度。若上述系统200检测到剂量不足，则应增加研磨时间，若检测到过量，则应减少研磨时间。

在研磨循环中，若料斗中的咖啡豆用完和/或研磨器被堵塞，并且研磨器继续工作直到其设定时间结束，则用户在压实时会接收到剂量不足读数 (假设原本是理想剂量)。这导致算法试图通过给当前和/或下一次研磨增加更多时间而进行过度补偿。当用户再次加满料斗并试图研磨时，用户会在当前和/或下一次压实操作中接收到过量咖啡粉，因为算法曾试图补偿本应是理想剂量的剂量不足状况。

若剂量原本应是过量的但料斗中的咖啡豆用完和/或研磨器在研磨循环中被堵塞，则这个问题会变得更严重。若高度读数再次是剂量不足读数，则研磨时间将会自我更新为严重过量。

通过设置传感器来检测料斗中的咖啡豆和/或任何潜在的研磨器堵塞，若没有咖啡豆和/或研磨器堵塞，则能够停止研磨器。除非有咖啡豆存在，否则这会阻止研磨时间结束，并相应地更新算法的研磨时间。通过这种方式，在研磨时间结束时，算法会正确地调整，使得当前和/或下一个研磨循环产生理想剂量。这消除了因咖啡豆耗尽而导致算法出错的可能性。

一个可选或替代的步骤是：可在研磨之前检查研磨器状态，以允许用户i)在料斗变空的情况下重新填充料斗；以及ii)在料斗堵塞的情况下检查研磨器。

1)研磨器状态检测方法

a)通过电流感测来检测料斗的正常、变空和堵塞状态

此方法依赖于研磨器消耗的电流。存在咖啡豆时的电流会大于不存在咖啡豆时的电流，如图92所示。关断研磨器的阈值会略高于“无咖啡豆”的电流消耗。若电流高于存在咖啡豆时的电流，则表明研磨器被阻塞，并且将关断研磨器。

b)通过速度感测来检测料斗的正常和变空状态

与上述类似的比较可基于研磨器的电机速度，该速度根据研磨器中是否有咖啡豆而有所不同，如图93所示。

2)如何更新研磨时间

a)若在研磨循环内料斗是空的或者研磨器被堵塞，则存储实际研磨时间T₁。

b)对照标称值T₀评估剩余的T₂，并完成T₂。

c)若用户在T₁之后重新填充料斗，则在T₂之前增加子时间间隔T₃。

·T₃被认为是咖啡豆的“零流速时间”，因为在向空料斗重新填充咖啡豆后，在研磨器的毛刷之间没有咖啡豆，这是因为咖啡豆需要从料斗中向下移动。

图71是算法步骤的流程图，其中S130表示算法的开始，步骤S131 是确定是否检测到料斗，随后在步骤S132中检测手柄。

若料斗和手柄均被检测到，则在步骤S133中启用研磨器，并且在步骤S134中研磨器LED被点亮，以指示研磨器接通。然后，用户能够在步骤135中开始研磨，例如通过抬起咖啡机的杠杆来进行。

随后在步骤136中进行检查，以确定料斗中是否有咖啡豆。若料斗是空的，则在步骤S137中关断研磨器，在步骤138中使研磨器LED闪烁。在步骤S139中进行检查，以确定用户是否移除了手柄。

若手柄仍在手柄支架中，则用户可能已经向料斗重新填充了咖啡豆，因此在步骤140中检查用户是否已经重新开始研磨。若用户已经重新启动研磨器，则需要记录直到研磨器停止的实际研磨时间，并且在步骤S141 中需要更新剩余的研磨时间，之后此过程返回到步骤S135。

如果用户未重新开始研磨，则在步骤S142中检查预设时间，之后在步骤S143中记录实际研磨时间，并在步骤144中更新研磨时间，之后算法在步骤S145处结束。

若用户在中断研磨后移除了手柄，则在步骤S146中启动计时器。若在步骤S142中确定未达到预设时间，并且在步骤S147中检测到手柄已经被插回到手柄支架中，则此过程返回到步骤S140。或者，若已经经过了预设时间，则执行步骤143和144以更新研磨时间。

当然，若手柄支架中没有手柄，则不应操作研磨器。因此，若在步骤 S148中未检测到手柄，则在步骤S149中停止研磨器，在步骤S150中重置研磨时间，并在步骤S151中禁用研磨器，随后在步骤S152中关断研磨器 LED。

若在步骤S153中未检测到料斗，则执行关断研磨器的类似过程。若在步骤148中检测到料斗以及手柄，则过程返回到步骤136，以检查料斗是否是空的。

在步骤154中，检查杠杆的位置。若杠杆已经从其原始位置移动，则可通过步骤137的过程停止研磨器。若杠杆位置未变，则在步骤S155中检查研磨是否完成。

若研磨已完成，则在步骤S156中停止研磨器。关断研磨器LED，并接通压实LED，以表明系统已准备好进行压实操作。

步骤S158表示压实操作。在压实操作之后更新研磨时间，随后该过程在步骤145处结束。

上述过程中的另一个重要步骤是检查研磨器中的任何堵塞。这在步骤 S159中完成。若检测到堵塞，则在步骤S160中停止研磨器，并在步骤S161 中使用户界面上的LED灯闪烁，以指示研磨器的堵塞状态。若研磨器没有堵塞，则系统可在步骤S136、S148和S153中继续监测料斗和手柄的状态。

碗规格检查

手动压实系统的错误场景之一是用户可能不正确地选择了错误的碗规格。这会i)错误地更新下一个循环的下一次研磨时间；并且ii)给当前循环增加不正确的研磨时间。

在选择了单倍剂量碗但使用了双倍剂量碗的情况下，提供给手柄的最终咖啡量会严重剂量不足。为了纠正这个错误，需要长得多的研磨时间。

相反，若选择了双倍剂量碗但使用了只有单倍剂量碗的手柄，则提供到手柄中的咖啡量会严重过量，需要移除手柄并清除多余的咖啡。

如果在单个手柄上进行了两次研磨(即，完成研磨循环和压实操作，移除手柄，重新插入充满的手柄并再次研磨)，那么会存在类似的问题。这也会在下一个研磨循环中引起与在双倍剂量碗设置下使用单倍剂量碗和更新时间相同的问题。

为了解决上述问题，可使用上述系统200来检查使用锤组件时的剂量，然后可检查计算的研磨时间，以确定研磨循环是否与实测的锤深度相关，以指明碗选择是否有误。例如，若选择了单倍剂量碗的剂量，则压实深度会指示双倍剂量碗只有一半满，因为单倍剂量碗的咖啡粉量大约是双倍剂量碗的咖啡粉量的一半。研磨时间的调整会取决于下表中的不同场景。需要为每个场景设置一个适用范围。

选择了单倍剂量碗但使用了双倍剂量碗的情况的研磨时间

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选择了双倍剂量碗但使用了单倍剂量碗的情况的研磨时间

这可能伴随着一个通知，例如过滤器LED闪烁或者屏幕向用户提示碗或过滤器设置选择可能不正确。

向盛有一定量咖啡粉的手柄中加入更多咖啡粉

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这也可能伴随着某种形式的错误闪烁或屏幕提示。

用户界面

关于图72，用户界面184的一个实例被示为包括面板5，该面板5具有电源按钮185、研磨按钮186、剂量控制刻度盘187和过滤器按钮188，可按压过滤器按钮188以在滤碗规格之间切换。小碗图标189表示正在使用单倍剂量碗，较大图标190表示正在使用双倍剂量碗。面板5还包括显示碗中的咖啡剂量的LED显示器191。此外，在手柄支架7上方可布置压实指示器192，例如LED，以指示压实操作是否正在进行。

优选控制器201配置成操控压实指示器192以至少两种状态点亮，例如第一状态是红色，第二状态是绿色。控制器201还优选配置成当偏差量在预定的允许误差之内时以第一状态操作压实指示器的LED，并且当偏差量在预定的允许误差之外时以第二状态操作压实指示器的LED。

若压实深度与预定的理想压实深度的偏差超过预定的允许误差(例如 0.5毫米)，则控制器201向用户界面184提供指示偏差的正负性的信息。例如，用户界面184可显示“过量”或“剂量不足”，或者相应地“增加研磨时间”或“减少研磨时间”。或者，用户界面184可显示基于风味的反馈或调整设置，例如“弱”、“强”、“理想”。或者，指示器可向用户指示如何调整研磨时间来校正偏差。例如，在“剂量不足”的场景中，LED 可在剂量控制刻度盘的适当的一侧发光，或者按钮上的LED可闪烁以请求用户按下按钮，以增加额外的研磨时间。

图73至76示出了指示各种剂量状况的LED点亮模式。

例如，若压实深度的偏差不超过预定的允许误差，则控制器201可使用户界面184的一个或多个中央LED 193亮起，如图73所示，以指示剂量可接受。若偏差超过预定的允许误差并且其量值是正值，则控制器201 可使一个或多个上侧LED 194亮起，如图74所示，以指示过量。

若偏差超出预定的允许误差的量达到预定的阈值，并且其量值为正值，则指示器面板5的一个或多个上侧LED 194(优选还包括中央LED 193和一个或多个下侧LED 195)会被点亮，并且警告LED 196(如图75所示) 指示应从手柄移除咖啡粉。若偏差超过预定的允许误差并且其量值是负值，则处理器50可使指示器的一个或多个下侧LED 195亮起，如图76所示，以指示剂量不足。

咖啡机校准

由于制造公差，不同咖啡机之间的算法计算会略有不同。因此，需要进行工厂校准来解决这个问题。

假设

-所有部件都已正确组装

-只有在杠杆位于末端止点(θ＝0)时才会进行测量

为了校准咖啡机，需要使用不同高度的塑料粉饼。所述塑料粉饼例如可以是-2和+2粉饼，这表明粉饼的高度与理想压实高度相比有-2毫米偏差和+2毫米偏差。分别在每个粉饼上进行测量，以确定锤的线性传感器位置与距理想值的距离之间的关系。这就是所谓的运动学算法。

方法

1.按住ON按钮、Filter按钮和2 Cup Extraction按钮5秒钟，以进入工厂校准模式(当然，也可选择任何预定的按钮组合)。

2.将-2粉饼放入双倍剂量碗，并将手柄放入手柄支架中。

3.压实，将杠杆保持在末端止点位置，直到发出哔哔声，然后将杠杆返回原位。

4.将+2粉饼放入双倍剂量碗，并将手柄放入手柄支架中。

5.压实，将杠杆保持在末端止点位置，直到发出哔哔声，然后将杠杆返回原位。

6.在把手返回原位之后，设备会返回待机模式。

计算

-在分别使用-2和+2塑料粉饼进行测量后，设备会找到将传感器20 与距理想值的距离关联起来的公式。

-如下求得m的梯度解，

-接下来使用梯度和两个点找到恒定偏移量，

C₄＝-m·V₁+x₁

-将m和C₄代入x，得到：

∴x＝m·V+C₄

-因此，可通过两次校准测量来求得理想值与实测压实高度之间的距离。请参考下面的实例，该实例包括获得的、绘出(图94)的和解出的测量结果：

x＝3.6-V

用户校准

在咖啡机的使用寿命期间，咖啡可能会在旋转锤内部积聚，这会降低锤的旋转和高度的可变性。这会影响剂量算法，因为在工厂校准期间计算的常数现在不同了。

假设

-所有部件都已正确组装

-只有在把手位于端部止点(θ＝0)时才会进行测量

-无论旋转锤处于什么角度，将线性传感器20与距理想值的距离关联起来的梯度都是相同的。

-旋转锤可具有减小的旋转角度，导致锤高度在0至3毫米之间变化。

为了进行校准，需要使用插入到手柄中的单壁、单倍剂量碗进行一次测量，以确定线性传感器20与距理想值的距离之间的关系。在这种情况下，运动学算法如下。

x＝m·(V-V₁)+x₁

方法

1.按住ON按钮、Filter按钮和1Cup Extraction按钮5秒钟，以进入工厂校准模式(这也可以是任何按钮组合)。

2.将单壁、单倍剂量碗插入到手柄中，并将手柄放入手柄支架中。

3.压实，将锤保持在末端止点位置，直到发出哔哔声，然后将杠杆返回原位。

4.在把手返回原位后，设备会返回待机模式，并发出1秒钟的蜂鸣声。

计算

-按照方法中的说明完成单次测量。现在，设备会找到将线性传感器 20与距理想值的距离关联起来的公式。

x-x₁＝m·(V-V₁)

x＝m·(V-V₁)+x₁

x＝m·V-m·V₁+x₁

-根据工厂校准，假设梯度是相同的，对于此例来说，假设m＝-1。

-接下来，使用梯度和两个点找到恒定偏移量，其中该公式中的被测变量是从线性传感器20记录的V₁。

C₄＝-m·V₁+x₁

3.6＝-(-1)·(1.2)+(2.4)

-将m和C₄代入x，得到：

∴x＝m·V+C₄

x＝-1*V+3.6

x＝3.6-V

-因此，可通过单次校准测量和恒定梯度来求得理想值与实测压实高度之间的距离。请参考图95，其中示出了示例性校准。

最后请参考图77a和77b，咖啡机包括位于压实斜槽188上方的可移除盖187。盖187允许用户清洁压实斜槽188的内部区域。盖187还可丰富用户体验，使用户能实际看到实时压实运动。此外，这个盖有助于用户理解压实是如何工作的，并了解应该如何操作上述系统200(例如在不同位置向把手施加适当的力)以获得最佳结果。它还允许研究压实斜槽188内的任何潜在问题(例如堵塞)，而无需分开整个咖啡机1，从而有助于进行修理。

在一个优选实施例中，所述盖通过滑入/滑出运动磁性地附接在手柄支架7正上方或者可从该处移除。

优点

利用上述咖啡机和压实机构能实现许多优点。

连接件与锤之间的旋转连接允许在所述机构的行程顶端将锤从研磨斜槽旋转离开，这意味着能够将咖啡粉不受阻碍地导引到手柄中。因此，研磨斜槽可直接位于压实斜槽上方，这能优化咖啡粉向手柄中的分布，因为咖啡粉被输送成居中的一堆，而不是从侧向输送的，从侧向输送咖啡粉可能导致咖啡在获得的压实粉饼中分布不均。通过将锤摆离斜槽，斜槽可处于居中位置，而不会在压实操作期间与锤干涉。

由于锤机构在行程的顶端旋转锤，而不是直线地将锤抬离斜槽，因此能最大限度地减小咖啡机的总高度。

压实机构优选依赖于由铰接构件形成的铰接连接件，该铰接连接件提供机械优点，同时也最大限度地降低了咖啡机的总高度要求。如果使用齿条和小齿轮而不是使用大尺寸的小齿轮，那么通过组合连接件长度能实现较大的行程长度。这还允许减小杠杆的旋转角度，从而以紧凑的形式实现压实机构的行程长度，而不需要齿轮装置。

所述机构为杠杆提供了良好的“手感”，因为对于给定的载荷，扭矩曲线不是恒定的，由此峰值载荷仅出现在行程的终点。这还通过减小行程长度起点的力而提高了行程终点附近的机械优点。只在杠杆的行程终点需要最大力。

与杠杆相关联的旋转传感器和/或VR传感器检测杠杆位置，该位置可显示在用户界面上。该用户界面还能提供可能的后续步骤，从而可指导/ 教导用户制作一杯咖啡。

可通过将杠杆从其原始位置抬起(旋转)来激活研磨开关，以启动研磨器。杠杆和活塞的运动可以是手动的，也可以是电动的。

压实力控制组件提供偏置力来辅助压实，这意味着所需的压缩距离较短，从而使设计更加紧凑。预张紧还意味着可使用较低弹簧刚度的弹簧，这能在整个压缩距离上提供更一致的力。

通过测量压实力控制组件的压缩和/或轴的旋转，能计算压实深度，而该压实深度又可用于调节咖啡粉剂量。所述咖啡机可通过用户界面向用户提供咖啡粉剂量的反馈。该压实深度还可用于计算正确咖啡粉剂量的最佳研磨时间。如果剂量不足，那么可增加研磨时间。在过量的情况下，可自动减少下一次研磨时间，或者显示给用户以进行手动调整。

如果用户抬起杠杆达到预定时间，那么可实施手动研磨模式。通过抬起杠杆，用户能激活研磨器开关以启动研磨器，该模式允许用户手动控制研磨量。

手柄可滑入到手柄支架中，在弹簧夹的作用下，手柄在手柄支架中居中。也可激活一个按钮来启动研磨器。支架由支架卡销支撑，其中一个卡销可由按钮本身支撑。这样的推入式设计使插入更容易，如果使用竖直配合方式，那么可减小手柄支架下的必要的插入间隙。

通过将压实机构封闭在壳体中，可将咖啡粉容纳在内部，并且极大地减少由此引起的脏乱。

与齿条和小齿轮设计相比，“手感”能得到改善，并且，与具有相同杠杆旋转角度的齿条和小齿轮相比，还能减小压实咖啡粉所需的力。

压实力控制组件的弹簧预加载适合于对于不同的咖啡粉剂量施加和控制压实力，而无需用户判断把手力。

压实深度或粉饼高度的剂量反馈可通过电子方式实现。

使用粉饼高度的电子测量结果，能够计算最佳研磨时间和“多一点”量。

手柄支架设计允许将手柄简单地滑入手柄支架中，而不是像常规的卡销连接那样将手柄抬高并旋转。这能改善用户体验。

部件列表

1.咖啡机

2.压实单元

3.料斗

4.外壳

5.用户界面面板

6.杠杆

7.手柄支架

8.滴水盘

9.刻度盘

10.研磨器

11.压实机构

12.轴

13.致动器

14.锤

15.压实力控制组件

16.活塞

17.偏压元件

18.弹簧

19.连接杆

20.传感器

21.研磨斜槽

22.流动路径

23.出口

24.中心线

25.面

26.端部

27.底座

28.主体

29.联接器

30.连接件

31.端部

32.联轴器

33.壳体

34.导引结构

35.狭槽

36.第一构件

37.第二构件

38.凹口

39.

40.手柄

41.开关

42.碗

43.下端

44.有限运动连接

45.顶部

46.段

47.回位装置

48.拉伸弹簧

49.固定安装架

50.控制齿轮

51.旋转位置传感器

52.嵌齿

53.阻尼器

54.嵌齿

55.枢轴

56.狭槽

57.端部

58.横杆

59.印刷电路板

60.离合器

61.毂

62.突起

63.研磨器激活开关

64.弹簧

65.柱

66.固定结构

67.端部垫圈

68.托架

69.U形段

70.延伸部

71.有限运动连接器

72.摇杆

73.枢轴

74.摇杆的末端

75.摇杆的末端

76.细长开口

77.从动件

78.通道

79.支架

80.上端

81.下端

82.枢轴

83.咖啡

84.粉饼

85.齿条

86.固定臂

87.支腿

88.横梁

89.齿

90.小齿轮

91.狭槽

92.辊

93.梁

94.底座

95.下端

96.顶部

97.竖直部分

98.弯曲的顶部

99.远端

100.齿轮段

101.中间齿轮

102.杆

103.驱动轴

104.支撑件

105.第二连接件

106.锤主体

107.侧部

108.间隙空间

109.环形槽

110.销

111.箭头

112.第一圆盘

113.连接构件

114.偏置元件

115.第二圆盘

116.连接凹部

117.偏置元件

118.离合器盘

119.夹钳

120.环形槽

121.开口

122.支撑结构

123.横向销

124.支撑构件

125.旋转机构

126.套环

127.圆柱体

128.螺钉

129.偏压元件

130.弹簧

131.凸轮结构

132.斜面

133.突起

134.侧壁

135.外壁

136.凸缘

137.密封件

138.保持环

139.槽口

140.裙部

141.箍环

142.轴

143.轴

144.开口

145.弹性挡圈

146.箍环

147.橡胶密封件

148.内圈

149.底盖

150.肩部

151.环形槽

152.刮片

153.轨道

154.轨道

155.下部

156.上部

157.上部

158.中心线

159.竖直线

160.弹簧

161.齿

162.段

163.把手

164.杯状部分

165.定位凸片

166.周缘

167.接入开口

168.对接座

169.对准表面

170.对准表面

171.斜面

171a.支撑表面

172.扣钩

173.偏置元件

174.弹簧夹

175.水平线

176.端壁

177.开口

178.凹部

179.底面

180.主体

181.内部轮廓

182.柄脚

183.紧固件

184.传感器

185.传感器

186.传感器

187.可移除盖

188.压实斜槽

200.系统

201.控制器

202.研磨器模块

203.锤模块

204.用户界面模块

210.中心

211.滤杯

212.中心轴线

213.保持构件

214.中心

215.滤杯底面

216.开关

217.中心轴线

218.连接组件

219.第一倾斜表面

220.凸轮

221.第二倾斜表面

222.偏置构件

223.止档构件

224.缝隙

225.凸片

226.销

Claims (12)

1.一种用于操作咖啡机的系统，其特征在于，所述系统包括：

控制器；

研磨器模块，其从控制器接收开始和停止信号，并在研磨完成时向控制器提供反馈；

锤模块，其用于进行压实操作，并向控制器提供压实位置信息；以及

便于所述系统的用户操作的用户界面模块，该界面模块向用户提供操作提示，并允许用户操作研磨器和进行压实操作，其中所述系统被配置成监测压实深度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电机状态传感器，该电机状态传感器提供关于咖啡研磨器的电流或电机转速的信息，以指示在料斗中是否有咖啡豆和/或是否堵塞。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统配置成确定压实深度是否在预定的允许误差之内，并且，若压实深度在预定的允许误差之外，则调整研磨时间。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统确定压实深度的偏差，并且，若该偏差超出预定的允许误差，则通过用户界面向用户提供压实深度偏差和偏差的正负性的信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还通过用户界面提供用户提示，以手动调整研磨时间。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统适于监测料斗、研磨器电机和手柄的状态，并且，若料斗变空、研磨器被堵住或者手柄不存在，则关断研磨器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统适于在研磨器电机被关断的情况下记录实际研磨时间，并更新后续研磨的研磨时间，以包括在研磨器被再次接通时完成研磨操作所需的时间。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器布置成通过用户界面向用户通知料斗、研磨器电机和手柄的状态，并向用户通知更新的研磨时间。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器通过测量压实深度来评估压实深度是否在与所选碗规格的预期压实深度相关联的范围之内，从而确定用户是否选择了不正确的碗规格。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器通过用户界面向用户通知是否确定用户输入了不正确的碗规格，并更新研磨时间以反映正确的碗规格选择。

11.根据权利要求1至10中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述系统适于使用设定到预定允许误差的已知高度的粉饼校准咖啡机，进行压实操作并检查压实位置是否与该已知粉饼高度相关联，并根据需要进行任何校准调整。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统适于通过如下方式校准锤：对具有理想粉饼高度的单个粉饼进行压实操作，检查压实位置，并根据需要进行校准调整。

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