TWI682751B - 咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種檢測咖啡豆研磨機狀態的方法，包括提供電壓給一研磨裝置的一 馬達，及一馬達失速檢測感應器監測該馬達的至少一運作參數，該檢測方法還包括基於至少一操作參數來監測該馬達來判定是否已經失速，該方法也包括使用一重量感應器來測量該研磨裝置已研磨的研磨咖啡重量，當監測該馬達没有失速和在一段設定時間內該重量感應器偵測重量也無變化時，以判定該料斗無咖啡豆提供給該研磨裝置，同時也揭露一咖啡豆研磨機。

Description

咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置

本發明係有關一種咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置，特別是指在咖啡豆研磨機在研磨咖啡豆時，可以自動檢測還有無咖啡豆可以被研磨之方法及裝置。

咖啡豆研磨機通常是指裝咖啡豆的料斗置於一研磨裝置上面並送入咖啡豆，而研磨裝置將已研磨咖啡豆送進一容器，該容器可以為咖啡沖泡機的一部分，例如沖泡筐或類似之容器，該咖啡豆研磨機也可以將磨碎後的咖啡由容器取出後再倒入具沖泡筐的咖啡沖泡機裡以分別進行沖泡方式。

概括而言，應盡可能去檢測到咖啡豆研磨機的料斗上有無咖啡豆，如果未能及時檢測到無咖啡豆時，如果在長時間沒有負載的狀況下去運轉馬達，因為馬達是研磨裝置的一部分將會過熱，已知咖啡豆研磨機將會停止馬達運作，因為所需咖啡量(例如：重量)或已研磨完成檢測到無咖啡豆在料斗裡。

而重量感應器已被採用來判定該咖啡豆的所需量是否已被研磨，例如，一種習知的咖啡豆研磨機包括一控制電路其具有選擇所需研磨多少重量的咖啡豆的選擇器，一重量感應器設有於容器的下方，反復稱重其在容器中已研磨累積的咖啡，傳輸實際重量信號給控制電路，而該實際重量會和所需研磨咖啡重量相比較，並且當所測量的重量等於所選的重量時，則該控制電路會停止研磨，但是並沒有提及當在咖啡豆研磨機的料斗沒有咖啡豆時如何停止研磨機構的馬達。

而咖啡豆研磨機的料斗上有無咖啡豆的檢測，已有使用設於料斗內的光感應器來進行，但是此光學感應器在咖啡豆研磨機因為使用頻繁會覆蓋許多灰塵，另外已知的咖啡豆研磨機監測電流通過馬達，並由馬達的電流大小研判有無咖啡豆在料斗裡，而用此種檢測方法的問題是如果在研磨機構的齒輪一旦被卡住馬達則軸將不會轉動，造成通過馬達的電流量可能會增加，導致結果即是料斗研判是空的但實際上它是馬逹失速錯誤的判定。

有鑑於上述會造成錯誤判定情形發生，本發明提供了一種用於檢測咖啡豆研磨機的狀態方法，該方法包括提供電壓給該咖啡豆研磨機的一研磨裝置的一馬達，及一馬達失速檢測感應器用以監測該馬達至少一運作參數，該方法還包括基於監控該馬達失速檢測感應器所偵測的至少一運作參數，以確認該馬達是否已經失速，該方法更包括使用一重量感應器對研磨裝置所研磨的研磨咖啡的重量做測量，以及檢測馬達没有失速和在一段設定時間內該重量感應器偵測重量無變化時，判定該料斗無咖啡豆提供給該研磨裝置。

一咖啡豆研磨機其包括一研磨裝置、一料斗、一重量感應器、一馬達失速檢測感應器、一使用者介面和一控制器，該研磨裝置包括一馬達具有和該研磨機構連動的一輸出軸，該料斗相對該研磨裝置設置以提供咖啡豆給研磨裝置，該重量感應器相對該研磨裝置設置，使得由研磨裝置所研磨的咖啡豆送至該重量感應器進行測重，該馬達失速檢測感應器與該馬達相連接用於監控 該馬達的操作參數，該使用者介面包括一顯示器，該控制器是與該馬達、該重量感應器、該馬達失速檢測感應器和該使用者介面電性連接，該控制器程式設計從該馬達失速檢測感應器以接收到馬達失速狀態訊號，當偵測馬達無失速狀態及在一段設定時間內該重量感應器偵測重量無變化時，該控制器程式設計判定為到無咖啡豆狀態，指表示無咖啡豆在於該料斗裡。

10‧‧‧咖啡豆研磨機

12‧‧‧研磨裝置

14‧‧‧料斗

16‧‧‧重量感應器

18‧‧‧馬達失速檢測感應器

20‧‧‧使用者介面

22‧‧‧控制器

24‧‧‧容器

30‧‧‧馬達

32‧‧‧輸出軸

34‧‧‧研磨機構

40‧‧‧顯示器

42‧‧‧輸入裝置

32‧‧‧輸出軸

34‧‧‧研磨機構

40‧‧‧顯示器

42‧‧‧輸入裝置

100、102、104、106、108、112、114、116、120、122、124、126、128、140、142、144、148‧‧‧步驟

第一圖：係本發明之咖啡豆研磨機示意圖。

第二圖：係本發明之咖啡豆研磨機狀態檢測方法流程圖。

一種咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置之詳細實施例被揭示於此，然而，可被理解的是該被揭示之實施例僅為該咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置之範例，其可以各種形式被實施。惟以上該者，僅為本發明之一較佳實施例，並不能以之限定本發明實施之範圍，亦即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化和修飾，皆應屬本發明涵蓋之範圍。

參見圖式1的示意圖，一咖啡豆研磨機10包括一研磨裝置12、一料斗14、一重量感應器16、一馬達失速檢測感應器18、一使用者介面20、一控制器22和一容器24，該咖啡豆研磨機10設計為減少當該料斗14上無咖啡豆在該研磨裝置12進行運作的時間。

該研磨裝置12包括設有一研磨機構34連動於一馬達30的一輸出軸32，該馬達30從電力來源接收電力(圖未示出)，而該控制器22為控制電源向馬達30輸送電力，該研磨機構34包括碾碎件，研磨輪或已知的機構，任何類型可用於研磨咖啡豆為所需的粉末狀形態者，通常碾碎件一面是由該馬達30 所驅動而另一面的碾碎件為從動，或者研磨輪是靜止的相對移動碾碎件，一齒輪箱或其它類型的傳輸可以用以設有於馬達及相似已知咖啡豆研磨機和碾碎件之間。

設有該料斗14以提供咖啡豆給研磨裝置12，於本實施例中該料斗14豎直設於該研磨裝置12上方，使得利用重力從料斗14進料咖啡豆給研磨裝置12，不同於習知的咖啡豆研磨機使用的光學感應器以檢測是否有咖啡豆在料斗上，於本實施例該料斗14可以沒有任何光學感應器。

該研磨裝置12設有該重量感應器16，使得已經被該研磨裝置12研磨的咖啡豆送入該重量感應器16測重，如圖式1該研磨裝置12設有該容器24，使得已經被研磨的研磨裝置12的咖啡豆被輸送到該容器24中，該容器24可以收集該研磨裝置12研磨的粉狀咖啡豆，而該重量感應器16可測量該容器24和研磨咖啡豆的總重，該重量感應器16可以是設有在該容器24下方的稱重感應器；然而，各種習知重量感應器都可以採用。

該馬達失速檢測感應器18與該馬達30相結合用以監測該馬達30的至少一運作參數，於本實例中，該馬達失速檢測感應器18是一監測電流流經該馬達30運行的電流感應器，另一實施例中，該馬達失速檢測感應器18可以包括設有為檢測該馬達30的該輸出軸32每分鐘轉速(RPM，Revolution Per Minute)的一霍爾效應感應器。

該使用者介面20設有於該咖啡豆研磨機10的外部，便可由咖啡豆研磨機10的使用者介面20看到訊息，該使用者介面20包括一顯示器40以顯示該咖啡豆研磨機10訊息，該使用者介面20還包括一輸入裝置42，例如一按鈕，一選擇旋鈕，一按鍵或者可以用按壓、觸控或可由使用者操縱輸入命令至 咖啡豆研磨機10通過使用者界面20等其他類似的裝置。

該控制器22以電通連接該馬達30、該重量感應器16、該馬達失速檢測感應器18和該使用者介面20，該控制器22設有程式設計以決定是否該馬達失速狀態乃基於接收到該馬達失速檢測感應器18的信號，該控制器22還設有程式設計以控制該顯示器40，更具體而言，當馬達無失速狀態有被檢測時，並且設定持續時間裡咖啡豆的重量被該重量感應器16檢測無變化時，該控制器22程式設計為控制該顯示器40以顯示一第一指示無咖啡豆於料斗14上。

一種用於檢測咖啡豆研磨機狀態的方法，如圖式1及2所示，圖式1的該咖啡豆研磨機10，及圖式2敍述特定特定步驟，該步驟的操作的順序也可以改變，此外，也可以與其它步驟同時執行，即使該步驟以邏輯順序進行說明時非認定為其限制，其中必須執行的步驟的順序而已。

該咖啡豆研磨機10被設定於各種狀態均進行操作，此些狀態包括休眠狀態、就緒狀態、研磨狀態下、無咖啡豆狀態、失速狀態和過熱狀態，該控制器22連續監控該咖啡豆研磨機10，進入休眠狀態的設定是於就緒狀態或無咖啡豆狀態二者的不間斷的設定時間以後，休眠狀態是節電模式，其中，該使用者界面20的部份區域即不再顯示，該咖啡豆研磨機10要由休眠狀態進入就緒狀態，可由該使用者界面20上的該輸入裝置42按壓以觸控或啟動咖啡豆研磨機10，於就緒狀態時，該咖啡豆研磨機10可以經由程式設計將該使用者界面20與控制器22通連，所有的特徵可被程式設計至該咖啡豆研磨機10上，因為有關其他的特徵對咖啡豆是否有留在料斗中14没有關係則不詳加說明，而該咖啡豆研磨機10也可依情況進入就緒狀態，以下更詳細地說明之。

當該研磨裝置12的該馬達30在運行時該咖啡豆研磨機10是處在 研磨狀態，以下更詳細地說明如何在某些條件下該咖啡豆研磨機10是進入無咖啡豆狀態和失速狀態，當進入過熱狀態是因為進入研磨狀態後該馬達30的運行時間太長產生過熱，於過熱狀態時.該馬達30是關閉且不能開啟，直到所設定時間經過以後，才可讓該馬達30適當地冷卻。

用於檢測咖啡豆研磨機10的狀態將啟始於步驟100的就緒狀態，步驟102電源提供電壓給該馬達30(圖未示出)，通常是使用者是按下該使用者界面20上的該輸入裝置42以啟動研磨咖啡豆，而電壓提供給馬達30時，該咖啡豆研磨機10會更新狀態為步驟104的研磨狀態，該控制器22會連續地監測和更新該咖啡豆研磨機10狀態，當在研磨狀態時，於步驟106該馬達失速檢測感應器18監測到該馬達30至少一運作參數，如上所述該馬達失速檢測感應器18可以是一電流感應器，於本實施例中，被監控的運行參數是以電流通過該馬達30，當運行時的電流消耗超過馬達30正常電流時，此表示該馬達30失速，在另一實例，該馬達失速檢測感應器18設有為檢測該馬達30的該輸出軸32的轉速，被監控的運行參數是該輸出軸32的轉速，當該輸出軸的轉速是低於設定值(通常接近零)表示該馬達30是在失速狀態。

在步驟108該控制器22可經由該馬達失速檢測感應器18來判定該馬達10是否為失速，其操作參數例如為監測馬達30的電流或檢測該輸出軸的轉速，如在步驟108檢測該馬達10没有失速時，則檢測方法恢復到步驟102向馬達30提供電壓，如在步驟108檢測該馬達10失速時，則為步驟112該咖啡豆研磨機10更新為失速狀態，並且進入步驟114該控制器22使得該顯示器40為一第二指示該馬達10已經失速，進入步驟116該控制器22則停止提供電壓給馬達30，從而保護該馬達30和電源和馬達30之間的保險絲。

參見步驟104的研磨狀態及步驟106監測該馬達10的操作參數， 步驟120監測當研磨咖啡豆重量已被該研磨裝置12研磨後，可以透過使用該重量感應器16量測被研磨裝置12的研磨咖啡重量，該重量感應器16可以是稱重感應器設有於該研磨裝置12研磨後收集研磨咖啡該容器24的下方。

步驟122監測研磨咖啡的重量會包括判定研磨咖啡的重量是否在設定的時間重量有變化，並判定是否研磨咖啡已經到達預定研磨時間的重量，如果於步驟122中其研磨咖啡重量超出預定研磨時間數量產生變化時，例如一秒，那麼可以表示咖啡豆仍在該料斗14裡可提供給研磨裝置12，同樣地，該方法可以返回步驟102並且提供電壓給馬達30處於研磨狀態。

該咖啡豆研磨機10也可以設有為允許使用者輸入需被研磨咖啡的量，例如，該料斗14設有為存儲足夠沖泡至少12杯咖啡的研磨咖啡豆，然而該咖啡豆研磨機10的操作者可能只要4杯咖啡的量，則操作者可以經由該使用者界面20輸入所需的咖啡數量，該控制器22設有為控制研磨咖啡豆的量或重量，以符合沖泡的咖啡杯量，因此，在步驟120同時監測研磨咖啡的重量，使用該重量感應器16作為測量研磨咖啡的重量，該重量感應器16檢測出的實際重量可以比較所需重量，此所需重量乃基於使用者的選擇輸入來決定咖啡豆是否已經充足地研磨，所需重量也可以設有為初值重量，如果該咖啡豆研磨機10沒有使用者輸入，如果所需重量沒有達到，在步驟124研磨操作會持續，以及返回至步驟102電壓便會繼續提供給該馬達30，而該咖啡豆研磨機10將保持在步驟104的研磨狀態，如果所需重量已在步驟124達到，則該咖啡豆研磨機10的狀態更新為就緒狀態或者在步驟126中的過熱狀態，將顯示在該顯示器40上，步驟128顯示該咖啡豆研磨機10是處於就緒(或過熱)狀態，則進入步驟116停止給該馬達30電壓，如果該馬達30運轉太長於研磨狀態時過熱可能是一大問題，此時，該咖啡豆研磨機10將會進入過熱狀態以替代就緒狀態。

返回步驟122，如果研磨咖啡重量不超過所設定時間的重量，則該控制器22檢測該咖啡豆研磨機10中狀態於步驟140和142，如以上述，如果所需重量已在步驟124中達到了，那麼咖啡研磨狀態會移至就緒或過熱狀態，如果該重量感應器16的研磨咖啡重量没有變化，此可能是因為所需重量在步驟124已達到，該馬達30已失速或者該料斗14不再提供咖啡豆給該研磨裝置12，即該料斗14是空的，經由檢測該咖啡豆研磨機10是否是處於就緒狀態或過熱狀態，由此即可檢測研磨咖啡的所需重量是否已經達到，因此，在步驟140中該控制器22判定該咖啡豆研磨機10是否處於就緒狀態或過熱狀態，此表示是否在該容器24的研磨咖啡所需重量已經達到，如果咖啡豆研磨機10處於就緒狀態或過熱狀態，此是表示所需重量已經達到，則在步驟128該控制器22控制該顯示器40顯示該咖啡豆研磨機10是處於就緒狀態或過熱狀態，如果該馬達30在研磨狀態下運轉太長時間過熱可能是一個問題，而該咖啡豆研磨機10由控制器22控制顯示器40顯示過熱，如果在步驟140該控制器22判定為咖啡豆研磨機10不是處於就緒狀態或過熱狀態，因此表示所需重量未達到，由此，因為該料斗14不再提供咖啡豆給研磨裝置12，因為它是空的，所必在步驟122須判定是否研磨咖啡重量未改變或者馬達30已經失速，例如，有咖啡豆夾在研磨機構34裡。

於步驟142，該控制器22判定該咖啡豆研磨機10是否處於失速狀態，如果是該咖啡豆研磨機10處於失速狀態，則該顯示器40如步驟114為第二指示顯示馬達失速，但是，如果步驟144該控制器22判定該咖啡豆研磨機10不處於失速狀態時，則該控制器22更新為步驟144無咖啡豆狀態，判定為該第一指示的無咖啡豆狀態於該料斗14，而無咖啡豆提供給該研磨裝置12，在步驟148該控制器22控制該顯示器40顯示無咖啡豆在該料斗14裡，也可以用不同 在步驟114中馬達失速的顯示表示如步驟128，即可停止供應電壓給步驟116的該馬達30。

一種咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置之詳細實施例已被說明並圖示於此，然而，可被理解的是該被揭示之實施例僅為該咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法及裝置之範例，其可以各種形式被實施。另外，任何上述之部件，部份及元件可由任何合適之材料製成。惟以上該者，僅為本發明之一較佳實施例，並不能以之限定本發明實施之範圍，亦即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化和修飾，皆應屬本發明涵蓋之範圍。

100、102、104、106、108、112、114、116、120、122、124、126、128、140、142、144、148‧‧‧步驟

Claims (15)

1. 一種咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，其包括：提供電壓給一研磨裝置的一馬達；用一馬達失速檢測感應器監測該馬達的至少一運作參數；該馬達失速檢測感應器馬達基於監測該馬達的至少一運作參數以判定該馬達是否失速；使用一重量測量感應器測量該研磨裝置已研磨的咖啡粉重量；當偵測該馬達無失速及在一段設定時間內該重量感應器偵測重量無變化時，判定咖啡豆提供給該研磨裝置的料斗中無咖啡豆。
2. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，其中，該馬達失速檢測感應器為一電流感應器，並且該至少一操作參數是流通過該馬達的電流。
3. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，其中，該馬達失速檢測感應器設為檢測該馬達的一輸出軸的每分鐘轉速(RPM，Revolution Per Minute)，且該至少一運作參數是該輸出軸的每分鐘轉速。
4. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，其中，該重量感應器是稱重感應器設於收集該研磨裝置已研磨的咖啡粉的容器的下方。
5. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，還包括：基於使用該重量感應器測量由該研磨裝置已研磨的咖啡粉的重量以判定是否研磨咖啡粉已達所需的重量；及 更進一步基於所需的重量未達到以判定無咖啡豆於該料斗裡。
6. 如申請專利範圍第5項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，其中，如沒有所需重量透過該咖啡豆研磨機的該使用者介面輸入時，則所需重量為原設定好的預設值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，還包括：在判定無咖啡豆於該料斗時，在該咖啡豆研磨機的一顯示器提供一第一指示，且當判定馬達失速時，提供與第一指示不同的一第二指示於該顯示器上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之咖啡豆研磨機無咖啡豆檢測方法，還包括：判定如無咖啡豆於該料斗裡時，則停止提供電壓給該馬達。
9. 一種咖啡豆研磨機，其包括：一研磨裝置包括一馬達具有與一研磨機構連動的一輸出軸；相對該研磨裝置配置的一料斗，以提供咖啡豆給該研磨裝置；相對該研磨裝置配置的一重量感應器，由該研磨裝置研磨的咖啡豆輸送給該重量感應器測重；一馬達失速檢測感應器連接該馬達用於監控該馬達的一運行參數；一使用者介面包括一顯示器；及一控制器以電力連接該馬達、該重量感應器、該馬達失速檢測感應器和該使用者介面；其中該控制器用程式設計基於該馬達失速檢測感應器所接收到的信號以判定一馬達失速狀態； 其中當偵測該馬達無失速狀態，以及在一段設定時間內該重量感應器偵測重量無變化時，該控制器程式設計判定為無咖啡豆狀態，指示無咖啡豆於該料斗裡。
10. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，該控制器程式設計當判定無咖啡豆狀態時，控制該顯示器顯示一第一指示，並且該控制器程式設計當監測到該馬達失速狀態時，控制該顯示器顯示與第一指示不同的一第二指示。
11. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，該研磨機構包括一研磨輪的一碾碎件連動與該輸出軸。
12. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，該馬達失速檢測感應器是一電流感應器。
13. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，該馬達失速檢測感應器包括設為監測該馬達的該輸出軸轉速的一霍爾效應感應器。
14. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，還包括一容器相對於該研磨裝置配置，使得由該研磨裝置已研磨的咖啡豆被送入該容器，該重量感應器為一稱重感應器設於該容器的下方。
15. 如申請專利範圍第9項所述之咖啡豆研磨機，其中，該控制器程式設計當判定無咖啡豆狀態時停止提供電壓給該馬達。

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