KR20230029354A - 세척효과가 향상된 자동화 커피머신 - Google Patents

세척효과가 향상된 자동화 커피머신 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면 컵 및 포터필터와 직접 접촉되어 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼; 복수단의 링크구조로 형성되어 병진 및 회전이동이 가능하게 형성되고 다자유도로 이동이 가능하게 형성되는 로봇암; 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 커피가 추출되는 커피추출기; 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 컵이 구비되는 컵디바인더; 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 컵에 냉수와 얼음이 출수 출빙되는 제빙기; 및 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 그립퍼가 안착되는 그립퍼 안착대가 형성되고 한개 이상의 상기 그립퍼안착대를 향하는 고온 고압의 온수 토출 노즐이 구비되는 세척조; 전단에 커피원두가 담기는 공간이 마련되고 상기 커피추출기와 결합되어 커피가 추출되는 포터필터; 및 상기 포터필터에서 커피가 추출된 후 남겨진 찌꺼기가 배출되는 넉박스; 를 포함하는 자동화 커피머신이 제공될 수 있다.

Description

세척효과가 향상된 자동화 커피머신{Automatic coffee machine with inhanced washing ability}
본 발명은 커피의 추출 및 세척이 자동화된 커피머신에 관한 것이다.
일반적으로 커피를 추출하는 기계는 로스팅된 원두를 분쇄하여 뜨거운 물을 이용하여 추출하는 방식이 사용된다. 커피를 추출하는 방법은 보일러의 압력과 모터를 이용하여 상대적으로 빠른 시간동안 추출하는 방법과 필터가 결합된 드리퍼에 분쇄된 커피원두를 담고 뜨거운 물을 양이나 속도, 주기 등을 제어하여 여러차례 추출하는 드립식 방법이 있다. 이와 같은 커피를 제조하는 방법 중 드립핑 방법을 이용한 자동화 기계의 경우 등록특허 10-2214778호에서 개시하고 있다. 최근에는 커피의 추출에 한정되지 않고 위생을 위한 세척과정까지의 전과정을 자동화하고 있으며, 추출과정에서 수행되는 작업의 효율을 증대하기 위한 연구가 추진중에 있다.
등록특허 제10-2214778호(2021.02.04. 등록)
본 발명은 커피추출 및 세척과정이 자동화되어 세척효과가 향상된 커피머신을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 컵 및 포터필터와 직접 접촉되어 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼; 복수단의 링크구조로 형성되어 병진 및 회전이동이 가능하게 형성되고 다자유도로 이동이 가능하게 형성되는 로봇암; 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 커피가 추출되는 커피추출기; 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 컵이 구비되는 컵디바인더; 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 컵에 냉수와 얼음이 출수 출빙되는 제빙기; 및 상기 로봇암의 작동반경안에 배치되어 상기 그립퍼가 안착되는 그립퍼 안착대가 형성되고 한개 이상의 상기 그립퍼안착대를 향하는 고온 고압의 온수 토출 노즐이 구비되는 세척조; 전단에 커피원두가 담기는 공간이 마련되고 상기 커피추출기와 결합되어 커피가 추출되는 포터필터; 및 상기 포터필터에서 커피가 추출된 후 남겨진 찌꺼기가 배출되는 넉박스; 를 포함하는 자동화 커피머신이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 자동화 커피머신은 로봇암과 그립퍼를 통해 포터필터를 이용한 고온 고압의 커피추출이 자동화된 커피머신이 제공될 수 있다. 특히, 이와 같은 본 실시예들의 자동화 커피머신은 종래 브러시방식의 세척방식을 대체하여 공압 및 수압을 이용하여 위생적인 환경을 유지하는데 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 커피머신의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 그립퍼를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 컵접촉면의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포터필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 넉박스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 세척조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 본 실시예의 포터필터와 포터필터거치대의 결합을 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 포터필터와 포터필터거치대의 후면을 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 음료픽업시스템의 사시도 및 정면도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 DID시스템의 출력화면을 나타낸 도면이다.
도 10은 제빙기에 형성된 로드셀을 나타낸 도면이며, 도 11은 로드셀을 이용한 출빙 편차 제거 시스템의 순서도 및 작동 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 이하의 실시예들은 해당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 커피머신의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 커피머신은 컵 및 포터필터(700)와 직접 접촉되어 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼(100); 복수단의 링크구조로 형성되어 병진 및 회전이동이 가능하게 형성되고 다자유도로 이동이 가능하게 형성되는 로봇암(200); 과 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 커피가 추출되는 커피추출기(300); 와 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 컵이 구비되는 컵디바인더(400); 와 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 상기 컵에 냉수와 얼음이 출수 출빙되는 제빙기(500); 와 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 그립퍼(100)가 안착되는 포터필터거치대(620)가 형성되고 한개 이상의 포터필터거치대(620)를 향하는 고온 고압의 온수가 토출되는 세척조(600); 와 전단에 커피원두가 담기는 공간이 마련되고 커피추출기(300)와 결합되어 커피가 추출되는 포터필터(700); 및 포터필터(700)에서 커피가 추출된 후 남겨진 찌꺼기가 배출되는 넉박스(800); 를 포함할 수 있다.
이와 같은 자동화 커피머신은 세척조 및 넉박스에 구비된 그립퍼 안착대에 그립퍼(100)가 안착되어 물과 공기를 병용한 세척방법으로 세척효과가 증대된 자동화 커피머신을 제공하게 될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성을 상세히 설명키로 한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 자동화 커피머신은 소정크기의 작동반경을 가지는 로봇암(200)을 포함할 수 있다. 로봇암(200)은 자동화 커피머신(10)에서 원두, 포터필터 및 컵의 운송 등의 이동동작에 모두 관여될 수 있다. 로봇암(200)은 다단의 링크구조로 형성되어 본 실시예를 수행할 수 있도록 다자유도의 동작이 수행될 수 있다. 이와 같은 로봇암(200)은 자동화 커피머신(10)의 모든 구성이 하나의 스테이지에 설치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 자동화 커피머신(10)의 모든 구성이 로봇암(200)의 작동반경안에 배치될 수 있다면, 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다. 이와 같은, 로봇암(200)은 이송동작 시 그립핑 대상과 직접 접촉되어 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼(100)가 구비될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 그립퍼(100)를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 로봇암(200)은 그립퍼(100)를 포함할 수 있다. 그립퍼(100)는 로봇암(200)을 이용하여 여러 기능을 수행할 수 있도록 로봇암(200)의 일측에 결합되어 그립핑 동작되는 부분이 될 수 있다. 그립퍼(100)는 로봇암(200)의 일측과 결합되며 적어도 한개 이상의 이동홈(111)이 형성되는 그립퍼베이스(110); 와 그립퍼베이스(110)의 일측에 결합되어 그립퍼(100)에 형성된 이동홈(111)의 경로를 따라 이동되는 그립퍼액츄에이터블럭(120); 및 그립퍼액츄에이터블럭(120)과 결합되어 물체와 접촉되어 그립핑동작이 형성되는 그립퍼암(130)을 포함할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 각 구성을 설명하기로 한다.
본 실시예의 그립퍼(100)는 그립퍼베이스(110)를 포함할 수 있다. 그립퍼베이스(110)는 로봇암(200)과 결합되며 그립퍼(100)의 구성이 지지되는 부분이 될 수 있다. 그립퍼베이스(110)는 로봇암과 볼팅으로 결합될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 그립퍼베이스(110)는 샤프트로 연결되어 회전가능한 구조가 될 수 있다. 그립퍼베이스(110)는 소정 크기의 기둥형태로 형성되며, 특별히 그 외형은 특별히 제한되지 않는다.
이와 같은 그립퍼베이스(110)는 일측에 이동홈(111)이 형성될 수 있다. 이동홈(111)은 그립퍼액츄에이터블럭(120)이 좌우로 이동가능한 경로가 될 수 있다. 본 실시예의 이동홈(111)은 좌측 및 우측에 대칭으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이동홈(111)은 한 개이상으로 형성되어 그립퍼(100)에 포함되는 그립퍼암(130)이 충분히 작동될 수 있는 개수로 형성될 수 있다. 또한, 이동홈(111)의 형태는 요철형태로 형성될 수 있다. 또한, 이동홈(111)은 상하 대칭으로 형성될 수 있다. 이와 같은 이동홈(111)은 그립퍼암(130)의 이동반경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
본 실시예의 그립퍼(100)는 그립퍼액츄에이터블럭(120)을 포함할 수 있다. 그립퍼액츄에이터블럭(120)은 그립퍼(100)가 동작될 수 있도록 움직임이 형성되는 부분이 될 수 있다. 또한, 그립퍼액츄에이터블럭(120)은 제어반으로부터 송출된 신호에 따라 작동되는 부분이 될 수 있다. 그립퍼액츄에이터블럭(120)은 그립퍼베이스(110)에 형성된 이동홈(111)에 결합되어 배치될 수 있다. 또한, 그립퍼액츄에이터블럭(120)은 이동홈(111)을 경로로 이동되는 동작이 형성될 수 있다.
본 실시예의 그립퍼(100)는 그립핑 되는 대상과 직접 접촉되는 그립퍼암(130)을 포함할 수 있다.
그립퍼암(130)은 그립퍼액츄에이터블럭(120)과 상호결합되는 형태로 결합된 형태가 될 수 있다. 그립퍼암(130)은 후단이 그립퍼액츄에이터블럭(120)과 결합되며 일측이 포터필터와 결합되는 포터필터홀더부(131); 및 포터필터홀더부(131)와 연장되 컵의 외곽에 대응되는 원호의 형태로 형성되는 컵홀더부(132); 를 포함할 수 있다.
포터필터홀더부(131)는 그립퍼액츄에이터블럭(120)과 결합되는 후단이 단차가 형성될 수 있다. 또한, 포터필터홀더부(131)는 단차가 형성된 후단의 하측(131A)은 그립퍼액츄에이터블럭(120)의 하측에 위치되어 볼팅결합될 수 있다. 또한, 포터필터홀더부(131)의 단차가 형성된 후단의 상측(131B)은 그립퍼액츄에이터블럭(120)의 전측에 형성되는 일측면에 접촉되어 지지될 수 있다. 이에 따라, 포터필터홀더부(131)에 포터필터(700)가 결합되는 경우, 그립퍼암(130)이 포터필터(700)에 접촉되어 후방으로 밀리는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 포터필터홀더부(131)의 일측에는 경사삽입돌기(134)가 형성될 수 있다. 경사삽입돌기(134)는 상하 대칭형태로 경사면(134a)이 형성된 삼각빔 형태의 돌기가 될 수 있다. 본 실시예로 도시된 경사삽입돌기(134)는 삼각형의 단면형상으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상하에 경사면이 형성될 수 있다면 사다리꼴 또는 다각형의 형태 등으로 가변될 수 있다.
한편, 그립퍼암(130)에는 컵과 접촉되어 그립핑동작이 형성되는 컵홀더부(132)가 형성될 수 있다. 컵홀더부(132)는 원호형태로 형성된 두개의 단부의 형태로 형성될 수 있다. 이때, 컵홀더부(132)에 형성된 두개의 단부는 서로 대칭형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 컵홀더부(132)의 크기는 그립핑되는 컵의 외주면과 대응되는 직경의 크기로 형성된 원호의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 컵홀더부(132)는 컵과 접촉되는 컵접촉면(132a)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 컵접촉면(132a)은 도면과 같이 매끈한 면으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 3은 도 2에 도시된 컵접촉면의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 컵접촉면(132a)은 응결수배출유로(R1)가 형성될 수 있다. 응결수배출유로(R1)는 컵접촉면(132a)에 사선형태로 형성된 홈이 될 수 있다. 또한, 응결수배출유로(R1)는 컵접촉면(132a)에 복수개가 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 응결수배출유로(R1)는 서로 소정간격 이격되어 형성될 수 있다. 복수개의 응결수배출유로(R1)가 이격된 간격은 컵접촉면(132a)과 음료용 컵의 접촉 시 흐르는 응결수가 충분히 배출되는 개수로 형성될 수 있다. 또한, 응결수배출유로(R1)는 상측과 하측부분의 홈의 깊이가 상이하게 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 단면도를 참조하면, 응결수배출유로(R1)는 상측부분에서 하측부분으로 향할 수록 홈의 깊이가 커지게 형성될 수 있다. 또한, 응결수배출유로(R1)는 상측부분에서 하측부분으로 향할수록 홈의 경사가 커지도록 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 응결수배출유로(R1)는 응결수의 배출이 용이한 형태가 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포터필터를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 자동화 커피머신은 포터필터(700)를 포함할 수 있다. 포터필터(700)는 커피원두가 담겨져 커피추출기(300)에 결합될 경우 커피원액이 추출되는 부분이 될 수 있다. 포터필터(700)는 갈아진 원두가 담기는 바스켓부(710); 및 바스켓부(710)와 연장되어 길이방향으로 길게 형성되어 로봇암(200)과 결합되는 그립부(720)를 포함할 수 있다.
바스켓부(710)는 갈아진 커피원두가 담기게 되는 공간이 될 수 있다. 또한, 바스켓부(710)는 고온 및 고압의 온수가 담기게 될 수 있다. 이에 따라, 바스켓부(710)는 하부의 중심에 형성된 추출구(711)를 통해 커피원액이 추출될 수 있다. 이때, 바스켓부(710)는 추출구(711)로 갈아진 커피원두가 배출되지 않도록 커피필터(미도시)가 추출구(711)의 상측에 결합될 수 있다. 커피필터(미도시)는 커피머신의 포터필터에서 통상적으로 사용되는 필터형태가 될 수 있다. 바스켓부(710)는 추출구(711)가 중심부분에 수직하게 커피원액이 배출될 수 있도록 추출구로 향하는 유로가 수직하게 형성될 수 있다.
바스켓부(710)는 그립부(720)를 포함할 수 있다. 그립부(720)는 전단에 바스켓부와 연결되는 그립로드(721)와 후단에 결합블럭(722)이 형성될 수 있다. 결합블럭(722)은 그립부(720)의 일측에 블럭형태로 형성되어 로봇암(200)과 결합될 수 있는 홈으로 형성되는 로봇암결합홈(723)이 형성될 수 있다.
그립로드(721)는 포터필터에서 일측으로 연장된 단부의 형태가 될 수 있다.
이때, 로봇암결합홈(723)은 결합블럭(722)의 좌우의 외측에 대칭형태로 형성될 수 있다. 로봇암결합홈(723)은 이에 따라 로봇암결합홈(723)은 결합블럭(722)의 상하측에서 중심측으로 굽어지게 형성된 외측라운드(723a)가 형성될 수 있다. 상하측에 형성되는 한쌍의 외측라운드(723a)는 대칭형태로 형성될 수 있다. 외측라운드(723a)는 그립퍼(100)와 결합을 용이하게 하기위해 형성된 부분이 될 수 있다.
한편, 한쌍의 외측라운드(723a)는 대칭으로 형성되는 내측경사면(723b)과 연결된 형태가 될 수 있다. 내측경사면(723b)은 외측라운드(723a)에 연장되어 결합블럭(722)에 형성된 로봇암결합홈(723)이 형성될 수 있도록 결합블럭(722)의 내부방향으로 경사진 형태의 경사면이 될 수 있다. 내측경사면(723b)은 대칭형태로 형성되어 'v'형태가 형성될 수 있다. 이때, 내측경사면(723b)의 골부분의 꼭지점의 위치는 그립로드(721)의 중심축과 일치되는 위치가 될 수 있다. 이에 따라, 로봇암에 형성된 경사삽입돌기(134)가 로봇암결합홈(723)에 삽입되어 결합될 경우, 로봇암과 포터필터의 수평유지가 용이하게 될 수 있다. 포터필터(700)는 원두를 담아 커피추출기(300)방향으로 이동하게 되므로 수평이 유지 중요하게 될 수 있다. 본 발명의 결합블럭(722)에 형성된 로봇암결합홈(723)은'v'형태의 골부분의 꼭지점 위치가 그립로드(721)의 중심축과 일치될 수 있도록 하여, 수평방향만 고려하여 이동궤적이 형성될 수 있어 동작이 용이하게 될 수 있다.
또한, 결합블럭(722)에는 거치면(A1)이 형성될 수 있다. 거치면(A1)은 결합블럭(722)에서 로봇암결합홈(723)의 하측에 바스켓부(710)방향측 면이 될 수 있다. 거치면(A1)은 포터필터(700)가 커피추출동작을 완료하고 세척 또는 대기 상황에서 거치되는 부분이 될 수 있다. 거치되는 상황에 대한 상세한 설명은 후술할 넉박스 및 세척조의 특징과 함께 설명하기로 한다.
또한, 결합블럭(722)에는 거치홀(H1)이 형성될 수 있다. 거치홀(H1)은 거치면(A1)의 중심부분에 형성된 홀이 될 수 있다. 거치홀(H1)은 후술할 넉박스 및 세척조의 결합핀과 결합되어 포터필터(700)가 고정되는 홀이 될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 넉박스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 자동화 커피머신은 넉박스(800)를 포함할 수 있다. 넉박스(800)는 커피추출기(300)에서 커피가 추출된 후 나오는 포터필터(700)에서 커피 찌꺼기가 배출되는 공간이 될 수 있다.
넉박스(800)는 소정의 커피찌꺼기가 담기는 공간이 형성되는 박스부(810); 와 박스부(810)의 외측에 배치되고 공기가 주입되는 커넥터형태로 형성되는 공기주입구(820); 및 공기주입구(820)와 연결되어 박스부(810)의 내측으로 돌출되어 중공관 형태로 형성된 공기분사노즐(830)을 포함할 수 있다.
넉박스(800)는 박스부(810)를 포함할 수 있다. 박스부(810)는 소정공간으로 형성되어 상부가 개방된 박스형태가 될 수 있다. 박스부(810)에 형성된 공간의 크기는 포터필터(700)에서 배출되는 커피찌꺼기를 충분히 수용할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
넉박스(800)는 공기주입구(820)를 포함할 수 있다. 공기주입구(820)는 박스부(810)의 외측에 형성될 수 있다. 또한, 공기주입구(820)는 박스부(810)의 상측에 형성되어 포터필터(700)가 박스부(810)의 내부에 깊은 위치에 이동되지 않아도 세척될 수 있다. 공기주입구(820)는 본 발명의 자동화커피머신(10)의 어느 일측에 구비되는 컴프레셔와 연결되어 높은 압력의 공기를 주입받는 입구가 될 수 있다.
넉박스(800)는 공기분사노즐(830)을 포함할 수 있다. 공기분사노즐(830)은 공기주입구(820)와 연통된 형태의 공기유로가 될 수 있다. 또한, 공기분사노즐(830)은 박스부(810)의 내측방향으로 공기가 토출될 수 있도록 끝단이 주시될 수 있다. 이와 같은 공기분사노즐(830)은 소정직경의 중공관 형태로 형성될 수 있다. 이때, 공기분사노즐(830)의 직경의 크기는 포터필터(700)에 형성된 추출구(711)의 내경과 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 이와 같은 공기분사노즐(830)은 포터필터(700)의 추출구(711)와 결합되어 공기가 토출될 경우, 포터필터(700)에 형성되는 커피찌꺼기가 포터필터의 일측방향으로 탈락될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 세척조(600)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 세척조(600)는 물이 담기는 공간이 형성되는 수조(610); 와 수조(610)의 일측에 복수개가 배치되어 수조(610)의 내측방향으로 고온 및 고압의 물이 토출되는 세척수주입구(611); 및 수조(610)의 내부에 형성되어 세척수주입구(611)의 반대측면에 형성되어 포터필터(700)가 거치되는 포터필터거치대(620)를 포함할 수 있다.
수조(610)는 하부의 중심부분이 가장 낮게 형성된 상부가 개방된 박스형태가 될 수 있다. 수조(610)의 가장 낮은 중심부분에는 배출구(613)가 형성될 수 있다. 배출구(613)는 세척에 사용된 물이 빠져나가는 출구가 될 수 있다.
또한, 수조(610)의 일측에는 세척수주입구(611)가 형성될 수 있다. 세척수주입구(611)는 복수개로 형성되어 복수개의 포터필터(700)가 동시에 세척될 수 있다. 세척수주입구(611)는 자동화 커피머신의 어느 일측에 설치되는 펌프로부터 고온 및 고압의 물이 공급되어 토출되는 분사구가 될 수 있다.
또한, 수조(610)에는 가림막(612)이 형성될 수 있다. 가림막(612)은 세척수주입구(611)와 소정 간격 이격된 둘레의 위치에 형성될 수 있다. 가림막(612)은 소정두께의 판을 절곡한 형태로 형성될 수 있다. 가림막(612)은 세척수주입구(611)에서 토출되어 포터필터(700)가 세척된 물이 세척조의 외측으로 유출되는 문제를 방지하게 될 수 있다.
한편, 수조(610)에는 일측에 복수개의 포터필터거치대(620)가 배치될 수 있다. 포터필터거치대(620)는 세척수주입구(611)의 반대측면에 배치될 수 있다. 포터필터거치대(620)는 수조(610)에서 세척되는 포터필터(700)가 거치되는 부분이 될 수 있다.
도 7의 (a)는 본 실시예의 포터필터(700)와 포터필터거치대(620)의 결합을 나타낸 도면이고 도 7의 (b)는 포터필터(700)와 포터필터거치대(620)의 후면을 나타낸 사시도이다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면. 본 실시예의 포터필터거치대(620)는 포터필터(700)가 지지되는 거치블럭(621) 및 거치블럭(621)의 상부면에 상측방향으로 돌출된 핀의 형태로 형성된 거치핀(622)을 포함할 수 있다. 이하 포터필터거치대(620)의 각 구성을 상세히 설명키로 한다.
거치블럭(621)은 포터필터(700)가 커피추출동작을 완료하고 세척 또는 대기 상황에서 거치되는 부분이 될 수 있다. 거치블럭(621)은 일측에 포터필터의 그립로드(721)의 일측과 대응되는 형태로 형성된 안내홈(621a)이 형성될 수 있다. 안내홈(621a)은 그립로드(721)의 일측에 대응되는 형태로 형성되어 외측이 그립로드(721)를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 안내홈(621a)은 포터필터(700)와 세척조(600)의 안착 과정에서 포터필터(700)의 일측과 접촉되는 부분이 될 수 있다. 안내홈(621a)에 접촉되는 포터필터(700)는 거치블럭(621)의 정확한 위치에 거치될 수 있도록 결합경로를 안내될 수 있다. 또한, 거치블럭(621)은 포터필터(700)의 결합블럭(722)이 충분히 지지될 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
한편, 거치블럭(621)의 상부면에 형성된 거치핀(622)은 포터필터(700)에 형성된 거치홀(H1)에 삽입되는 핀이 될 수 있다. 이에 따라, 포터필터(700)는 세척조(600)에 지지되어 고정될 수 있다.
본 실시예의 자동화 커피머신은 온수기(900)를 포함할 수 있다. 온수기(900)는 음료가 담기는 컵에 온수가 토수되는 장치가 될 수 있다. 이와 같은 온수기(900)는 로봇암(200)의 작동범위안에 배치될 수 있다. 또한, 온수기(900)는 파이프형태로 형성되어 끝단에서 온수가 토수될 수 있다. 또한, 온수기(900)의 토수되는 부분의 하측에는 배수구가 형성되어 컵에 토수된 후 흐르는 잔여온수가 배출될 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 음료픽업시스템의 사시도 및 정면도를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 자동화 커피머신은 바코드 스캐너를 이용한 음료픽업시스템(1000)을 포함할 수 있다. 음료픽업시스템은 제조가 완료된 음료가 안착되어 외부로 배출되도록 이송되는 장치가 될 수 있다.
이와 같은 음료픽업시스템(1000)은 원형판의 형태로 형성되어 중심에 컵홀딩홈(1110)이 형성되어 컵이 안착되는 공간이 마련되고 상측 및 하측으로 이동 가능하게 형성되며 한 개이상이 구비되는 음료배출트레이(1100); 와 음료배출트레이(1100)의 일측에 배치되어 하측에 리니어액추에이터(1210)가 결합되어 상측 및 하측으로 이동되어 개폐동작이 형성되고 상기 음료배출트레이(1100)와 대응되는 개수로 구비되는 게이트(1200); 와 바코드가 스캔되는 스캐너로 상기 게이트(1200)가 개폐되는 신호가 송출되는 바코드스캐너(1300); 및 상기 게이트(1200)의 일측에 배치되어 신호가 감지될 경우 상기 게이트(1200)를 개방하는 신호가 송출되는 손끼임방지센서(1400); 를 포함하는 음료픽업시스템을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 자동화 커피머신은 DID 시스템을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 DID시스템의 출력화면을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 DID시스템(Digital Information Display)(S10)은 키오스크에서 주문화면에 출력될 수 있다. DID시스템(S10)에는 준비중인 음료의 번호를 알리는 준비중알림란(S11)이 형성될 수 있다. 준비중알림란(S11)은 제조중인 음료의 번호가 출력되어 사용자에게 음료의 배출 순서를 알리는 효과가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 DID시스템에는 음료픽업시스템(1000)에서 배출되는 음료의 번호를 알려는 배출구알림란(S12)이 형성될 수 있다. 배출구알림란(S12)은 음료픽업시스템(1000)에서 배출되는 음료의 번호를 알려 본 발명의 자동화커피머신(10)에서 제조가 완료된 음료의 번호를 알리는 효과가 형성될 수 있다. 이때, 배출구알림란(S12)은 음료픽업시스템(1000)의 음료배출트레이(1100)의 개수와 대응되는 개수로 분할될 수 있다. 이와 같은 배출구알림란(S12)은 음료배출트레이(1100)의 위치별 매칭되는 배출구알림란(S12)의 위치에 번호가 표번호에 맞는 음료가 배출되는 음료배출트레이(1100)의 위치를 알리게 될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 커피머신의 제빙기(500)는 로드셀 및 컵트레이(520)를 포함할 수 있다.
도 10은 제빙기에 형성된 로드셀을 나타낸 도면이며, 도 11은 로드셀을 이용한 출빙 편차 제거 시스템의 순서도 및 작동 나타낸 도면이다.
도 10의 및 도 11을 참조하면, 제빙기(500)는 컵이 하측에 로드셀(510)이 형성될 수 있다. 또한, 로드셀(510)과 연결되어 컵이 안착되는 컵트레이(520)가 형성될 수 있다. 이와 같은 제빙기(500)는 제빙기 출빙 편차 제거 시스템이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기(500)는 로드셀(510) 및 컵트레이(520)가 구비될 수 있다. 로드셀(510)과 컵트레이(520)는 서로 연결된 형태로 형성될 수 있다. 컵트레이(520)는 컵이 놓일 수 있도록 수평하게 형성되는 안착면이 형성된 원형판의 형태가 될 수 있다. 컵트레이(520)에 컵이 놓이는 경우, 로드셀(510)은 컵의 무게를 측정하여 제빙기(500)의 작동이 제어되는 신호가 송출될 수 있다.
이와 같은 제빙기(500)는 출빙 편차 시스템이 형성될 수 있다. 출빙편차시스템은 먼저 컵트레이(520)에 컵이 안착되는 경우 솔레노이드밸브가 열리며 얼음과 냉수가 출수 및 출빙될 수 있다. 이때, 솔레노이드밸브가 열리는 시간은 약 2~4초가 될 수 있다. 이때, 로드셀(510)은 무게를 측정하여 현재 무게의 아날로그값을 로드셀 제어 릴레이 회로로 송출하게 될 수 있다. 이때, PLC에서 설정된 목표무게에 도달되지 않은 경우, PLC는 제빙기(500)에 출수 및 출빙동작 신호를 송출하게 될 수 있다. 이와 같은 과정을 반복하여 PLC에서 설정된 목표무게에 도달된 경우 로드셀제어릴레이 회로는 출수 및 출빙 신호를 차단하여 적절한 얼음 및 냉수의 양이 출수 및 출빙될 수 있도록 제어될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 자동화 커피머신은 공압장치 및 수압장치를 통해 포터필터의 찌꺼기를 효과적으로 제거할 수 있도록 한다. 특히, 이와 같은 본 실시예들의 자동화 커피머신은 종래 브러시방식의 세척방식을 대체하여 포터필터의 찌꺼기를 제거하는데 활용될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 그립퍼 200 : 로봇암
300 : 커피추 400 : 컵디바인더
500 : 제빙기 600 : 세척조
700 : 포터필터 710 :바스켓부
720 : 그립부 721 : 그립로드
722 : 결합블럭 723 : 로봇암결합홈
800 : 넉박스

Claims (11)

  1. 컵 및 포터필터(700)와 직접 접촉되어 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼(100);
    복수단의 링크구조로 형성되어 병진 및 회전이동이 가능하게 형성되고 다자유도로 이동이 가능하게 형성되는 로봇암(200);
    상기 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 커피가 추출되는 커피추출기(300);
    상기 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 상기 컵이 구비되는 컵디바인더(400);
    로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 상기 컵에 냉수와 얼음이 출수 출빙되는 제빙기(500); 및
    상기 로봇암(200)의 작동반경안에 배치되어 상기 그립퍼(100)가 안착되는 포터필터거치대(620)가 형성되고 상기 포터필터거치대(620)를 향하는 고온 고압의 온수 토출 노즐이 구비되는 세척조(600);
    전단에 커피원두가 담기는 공간이 마련되고 상기 커피추출기(300)와 결합되어 커피가 추출되는 포터필터(700); 및
    상기 포터필터(700)에서 커피가 추출된 후 남겨진 찌꺼기가 배출되는 넉박스(800); 를 포함하는 자동화 커피머신.
  2. 그립핑 동작이 형성되는 그립퍼(100); 및
    전단에 커피원두가 담기는 공간이 마련되고 커피추출기(300)와 결합되어 커피원액이 추출되는 포터필터(700); 를 포함하고
    상기 그립퍼(100)는
    물체와 접촉되어 그립핑동작이 형성되는 그립퍼암(130)을 포함하고
    상기 그립퍼암(130)은
    후단이 그립퍼액츄에이터블럭(120)과 결합되며 상하 대칭형태로 경사면(134a)이 형성된 삼각빔 형태의 돌기인 경사삽입돌기(134)가 형성되는 포터필터홀더부(131); 및 상기 포터필터홀더부(131)와 연장되어 컵의 외곽에 대응되는 원호의 형태로 형성되는 컵홀더부(132); 를 포함하고
    상기 포터필터(700)는
    갈아진 원두가 담기는 바스켓부(710); 및
    바스켓부(710)와 연장되어 길이방향으로 길게 형성되어 로봇암(200)과 결합되는 그립부(720); 를 포함하고
    상기 그립부(720)는
    전단에 상기 바스켓부(710)와 연결되며 일측으로 연장된 단부형태의 그립로드(721); 및
    상기 그립부(720)의 후단에 형성되며 좌우에 대칭형태로 로봇암결합홈(723)이 형성되는 결합블럭(722); 을 포함하고
    상기 로봇암결합홈(723)은
    상기 결합블럭(722)의 상하측에서 중심측으로 굽어지게 형성되는 외측라운드(723a); 및
    상기 외측라운드(723a)에 연장되어 상기 결합블럭(722)의 내부방향으로 경사진 형태의 경사면이 대칭형태로 형성된 내측경사면(723b); 을 포함하는 자동화 커피머신 그립핑시스템.
  3. 일측에 복수개의 포터필터거치대(620)가 형성되고 상기 포터필터거치대(620)를 향해 고온 고압의 온수가 토출되는 세척조(600); 및
    커피가 추출된 후 남겨진 찌꺼기가 배출되는 넉박스(800); 를 포함하고
    상기 포터필터거치대(620)는
    포터필터(700)와 대응되는 형태로 형성된 안내홈(621a)이 형성되고 지지되는 거치블럭(621); 및
    상기 거치블럭(621)의 상부면에 상측방향으로 돌출된 핀의 형태로 형성된 거치핀(622); 을 포함하고
    상기 넉박스(800)는
    소정의 커피찌꺼기가 담기는 공간이 형성되는 박스부(810);
    상기 박스부(810)의 외측에 배치되고 공기가 주입되는 커넥터형태로 형성되는 공기주입구(820); 및
    상기 공기주입구(820)와 연결되어 상기 박스부(810)의 내측으로 돌출되어 중공관 형태로 형성된 공기분사노즐(830)을 포함하는 자동화 커피머신 세척 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서
    상기 포터필터(700)는
    상부가 개방된 원통형의 공간이 형성되고 하부의 중심에 추출구(711)가 형성되는 바스켓부(710); 및 바스켓부(710)와 연장되어 길이방향으로 길게 형성되어 로봇암(200)과 결합되는 그립부(720)를 포함하고
    상기 그립부(720)는
    전단에 상기 바스켓부(710)와 연결되며 일측으로 연장된 단부형태의 그립로드(721); 및
    상기 그립부(720)의 후단에 형성되며 좌우에 대칭형태로 로봇암결합홈(723)이 형성되는 결합블럭(722); 을 포함하고
    상기 로봇암결합홈(723)은
    상기 결합블럭(722)의 상하측에서 중심측으로 굽어지게 형성되는 외측라운드(723a); 및
    상기 외측라운드(723a)에 연장되어 상기 결합블럭(722)의 내부방향으로 경사진 형태의 경사면이 대칭형태로 형성된 내측경사면(723b); 을 포함하는 자동화 커피머신.
  5. 청구항 1에 있어서
    넉박스(800)는 소정의 커피찌꺼기가 담기는 공간이 형성되는 박스부(810); 상기 박스부(810)의 외측에 배치되고 공기가 주입되는 커넥터형태로 형성되는 공기주입구(820); 및
    상기 공기주입구(820)와 연결되어 박스부(810)의 내측으로 돌출되어 중공관 형태로 형성된 공기분사노즐(830); 을 포함하는 자동화 커피머신.
  6. 청구항 1에 있어서
    상기 포터필터(700)는
    갈아진 원두가 담기는 바스켓부(710); 및
    바스켓부(710)와 연장되어 길이방향으로 길게 형성되어 로봇암(200)과 결합되는 그립부(720); 를 포함하는 자동화 커피머신.
  7. 청구항 1에 있어서
    상기 세척조(600)는 물이 담기는 공간이 형성되는 수조(610); 와
    상기 수조(610)의 일측에 복수개가 배치되어 수조(610)의 내측방향으로 고온 및 고압의 물이 토출되는 세척수주입구(611); 및
    상기 수조(610)의 내부에 형성되어 상기 세척수주입구(611)의 반대측면에 형성되어 포터필터(700)가 거치되는 포터필터거치대(620)를 포함하는 자동화 커피머신.
  8. 청구항 1에 있어서
    파이프형태로 형성되어 끝단에서 온수가 토수되고 토수되는 부분의 하측에는 배수구가 형성되는 온수기(900); 를 더 포함하는 자동화 커피머신.
  9. 청구항 1에 있어서
    제조가 완료된 커피가 담겨진 컵이 안착되어 외부로 배출되도록 이송되는 음료픽업시스템(1000); 을 포함하고
    상기 음료픽업시스템(1000)은
    원형판의 형태로 형성되어 중심에 컵홀딩홈(1110)이 형성되어 컵이 안착되는 공간이 마련되고 상측 및 하측으로 이동 가능하게 형성되며 한 개이상이 구비되는 음료배출트레이(1100);
    상기 음료배출트레이(1100)의 일측에 배치되어 하측에 리니어액추에이터(1210)가 결합되어 상측 및 하측으로 이동되어 개폐동작이 형성되고 상기 음료배출트레이(1100)와 대응되는 개수로 구비되는 게이트(1200);
    바코드가 스캔되는 스캐너로 상기 게이트(1200)가 개폐되는 신호가 송출되는 바코드스캐너(1300); 및
    상기 게이트(1200)의 일측에 배치되어 신호가 감지될 경우 상기 게이트(1200)를 개방하는 신호가 송출되는 손끼임방지센서(1400); 를 포함하는 음료픽업시스템을 더 포함하는 자동화 커피머신.
  10. 청구항 9에 있어서
    키오스크에서 주문화면에 출력되는 DID시스템(S10)을 포함하고
    상기 DID시스템(S10)은
    준비중인 음료의 번호가 출력되는 준비중알림란(S11); 및
    상기 음료픽업시스템(1000)에서 배출되는 음료의 번호가 출력되는 배출구알림란(S12); 이 형성되는 자동화 커피머신.
  11. 청구항 1에 있어서
    상기 제빙기(500)는
    컵이 놓일 수 있도록 수평하게 형성되는 안착면이 형성되는 컵트레이(520); 및
    상기 컵트레이(520)와 연결되어 무게를 측정하여 상기 제빙기(500)가 제어되는 신호가 송출되는 로드셀(510); 을 포함하고
    상기 제빙기(500)는 상기 컵트레이(520)에 컵이 안착되는 경우 솔레노이드밸브가 2~4초 동안 열리며 얼음과 냉수가 출수 및 출빙되고 상기 로드셀(510)로부터 무게가 측정되는 과정이 반복되어 설정된 목표무게에 도달될 경우 솔레노이드밸브 하는 출빙편차시스템이 형성되는 자동화 커피머신.
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