一種全自動咖啡機及其工作方法與流程

本發明涉及咖啡或類似飲品的釀造設備技術領域，更具體地，涉及一種全自動咖啡機及其工作方法。

背景技術：

全自動咖啡機指的是，只需按下按鈕便可以制作出咖啡的機器——其實現了從咖啡豆磨粉到熱水沖煮出咖啡的全過程自動化。

市面上不乏全自動咖啡機，但這些全自動咖啡機具有結構復雜、成本高、操作復雜等缺點，導致難以在普通用戶中普及。因此，急需一種結構簡單、使用方便、成本低廉、功能齊全、密封效果好、可快速方便地制作出香濃可口的咖啡的全自動咖啡機。

技術實現要素：

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種全自動咖啡機及其工作方法，過程全自動操作、具有磨豆功能、結構簡單、使用方便、成本低廉、功能齊全、密封效果好、可快速方便制作出濃香可口的咖啡。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種全自動咖啡機，包括咖啡機主體及與咖啡機主體可拆卸連接的咖啡杯，所述咖啡機主體上設有磨豆與釀造裝置、可移動式水箱、加熱裝置、保溫裝置及微電腦控制裝置；所述加熱裝置包括導水組件、發熱組件及出水組件，所述可移動式水箱通過所述導水組件與所述加熱裝置連通，所述磨豆與釀造裝置通過所述出水組件與所述加熱裝置連通，所述可移動式水箱中的水能夠依次經過導水組件、發熱組件及出水組件后進入所述磨豆與釀造裝置；所述磨豆與釀造裝置包括磨豆盒蓋組件、磨豆盒組件及電機組件，所述磨豆盒組件包括磨豆刀組件，所述磨豆刀組件連接至所述電機組件；所述磨豆盒組件設有出水閥，咖啡液從所述磨豆與釀造裝置經由所述出水閥流至所述咖啡杯；所述保溫裝置與所述咖啡杯連接；所述微電腦控制裝置包括操作控制板，并與所述電機組件、加熱裝置及保溫裝置電連接以進行微電腦控制；通過將微電腦控制裝置與所述電機組件、加熱裝置及保溫裝置電連接，用戶能夠通過所述操作控制板對咖啡機進行設定，所述設定包括選擇是否預約、是否保溫、是否磨豆、加工時間、保溫時間、溫度控制及咖啡濃度。

水箱設置成可移動式，能夠方便用戶進行加水的操作。通過設置微電腦控制裝置，用戶能夠通過操作控制板對咖啡機進行微電腦控制，以實現全自動操作。通過設置保溫裝置，沖泡好進入到咖啡杯的咖啡能夠進行保溫，即使用戶沒有及時飲用咖啡，仍能夠享受香濃可口的熱咖啡。

作為一個實施方式，所述磨豆盒組件中，由過濾元件及濾網組成釀造室，所述磨豆盒蓋組件設有濾網，所述濾網位于所述釀造室的上部；所述磨豆盒組件的底部設有吸鐵片，所述咖啡機主體設有磁鐵，使得所述磨豆盒組件固定至咖啡機主體；所述電機組件包括電機、電機支架及電機減震塊。

濾網設置在釀造室的上部，可有效防止咖啡溢出，又可以在咖啡溢出時，起到泄流的作用。通過吸鐵片及磁鐵，使得磨豆盒組件可拆卸地固定至咖啡機主體，方便拿出，方便安裝。為了減震降噪，電機與咖啡機主體之間的連接，除了采用電機支架加強穩定性外，電機與電機支架之間有加有電機上減震塊及電機下減震塊。

作為一個實施方式，所述可移動式水箱包括水箱蓋、水箱箱體、水箱密封圈、水箱彈簧及水箱止水閥。當所述可移動式水箱被移走時，在所述水箱彈簧的作用下，所述水箱密封圈壓緊位于所述水箱箱體底部的水箱出水口，使得水不能從所述水箱出水口流出；當所述可移動式水箱處于工作位置時，在所述導水組件的作用下，所述水箱止水閥向上移動，所述水箱密封圈從所述水箱出水口脫離，使得水從所述水箱出水口流出至所述導水組件。

如此構造的可移動式水箱在移走時水箱出水口自動關閉，因此在移動時不會漏水；在工作位置（即安放在咖啡機主體的相應位置）時，水箱出水口自動打開，無需手動操作。

作為一個實施方式，所述加熱裝置的導水組件包括導水座進水密封圈、導水座、單向閥、單向閥球及發熱管進水硅膠管；所述導水座上設有導水座出水口和回水口，所述導水座出水口連接至所述發熱管進水硅膠管，所述導水座回水口通過管路與所述出水組件連通。

設置導水座回水口，使得出水組件的水能夠通過管路回流至導水組件，進而流回可移動式水箱。

作為一個實施方式，所述加熱裝置的出水組件包括出水座，所述出水座被構造成使得當所述磨豆盒組件不處于工作位置（即被拿出）時，水到達出水組件后回流到所述可移動式水箱，而不進入所述磨豆與釀造裝置。

通過這樣的回流設計，如果加熱過程中磨豆盒組件拿出，高溫熱水會回到水箱，以避免噴水噴氣等燙傷用戶的意外發生。

作為改進，所述出水座包括出水口、出水座進水管、出水座回水管、出水座活動銷及出水座活動銷彈簧，所述出水口通過管路與所述磨豆與釀造裝置連通，所述出水座進水管通過管路與所述加熱裝置連通，所述出水座回水管通過管路與所述可移動式水箱連通；當所述磨豆與釀造裝置的磨豆盒組件處于工作位置時，設置在所述磨豆盒蓋組件上的進水管插入到所述出水座的出水口，使得所述出水座活動銷被壓下，堵住所述出水座回水管的管口，水沿管路進入所述磨豆與釀造裝置；當所述磨豆與釀造裝置的磨豆盒組件不處于工作位置時，所述出水座活動銷在所述出水座活動銷彈簧的作用下向上回彈，所述出水座回水管被打開，使得所述出水座進水管的水不能從所述出水口流出，而是經所述出水座回水管通過管路流回所述可移動式水箱。

上述回流設計通過如上構造實現。如果加熱過程中磨豆盒組件拿出，出水座里的出水座活動銷會自動關閉，高溫熱水會經出水座回水管回到可移動式水箱。如此設置能有效避免噴水噴氣等燙傷用戶的意外發生。

作為一個實施方式，所述發熱組件包括發熱管及溫控器，所述微電腦控制裝置分別與所述發熱管及溫控器電連接以進行微電腦控制。設置溫控器以實現溫度的調節，讓用戶能夠品嘗特定溫度下沖泡釀造的咖啡。

作為一個實施方式，所述保溫裝置為獨立地發熱結構，不受加熱裝置的影響；所述保溫裝置通過緊固件可拆卸地緊固在所述咖啡機主體上，當所述咖啡杯放置在所述保溫裝置上時，用戶能夠通過操作控制板選擇是否啟動所述保溫裝置。

獨立的保溫裝置設計能夠確保保溫效果、保溫溫度。

作為改進，操作控制板采用多案件液晶顯示，能夠方便用戶操作。

優選地，電機與磨豆刀組件的連接，采用小間隙與大間隙相配合的結構。首先電機軸與刀軸之間采用小間隙配合，可以保證電機與磨豆刀組件同心度，減少震動與噪音；其次刀軸與磨豆盒之間采用大間隙配合，可以保證到軸高速旋轉時的震動不會傳給磨豆盒。

優選地，為保證刀軸與磨豆盒之間的密封性，采用軟硬結合的密封方式。刀軸密封環與密封軸承相結合實現密封與減震的功能，密封軸承與到軸之間屬于硬結合，不會泄露；刀軸密封環與密封軸承，刀軸密封環與磨豆盒之間的連接，屬于軟結合，也不會泄露，這樣可保證到軸的震動既不會傳給磨豆盒，也不會泄露。

一種全自動咖啡機的工作方法，包括如下步驟：

s1.將一定量的咖啡豆或咖啡粉加入到磨豆盒組件中，將相對量的水加入到可移動式水箱中；

s2.通過操作控制板，選擇是否預約、是否磨豆、是否保溫及咖啡濃度；

s3.啟動咖啡機，咖啡機在微電腦控制下，根據s2的選擇結果決定是否啟動預約功能、是否啟動磨豆功能、是否需要保溫及咖啡的濃淡；

s4.根據s3的決定結果，加熱裝置按預知的程序加熱，在熱能作用下，可移動式水箱中的水流經導水組件、發熱組件及出水組件后進入磨豆與釀造裝置；

s5.在所述磨豆與釀造裝置中咖啡豆或咖啡粉與水混合，咖啡經由磨豆盒組件的出水閥流至咖啡杯；

s6.保溫裝置根據s2中是否保溫的選擇結果決定是否啟動對所述咖啡杯進行保溫；

s7.用戶能夠隨時飲用流入咖啡杯的咖啡。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供的全自動咖啡機及其工作方法，通過微電腦控制裝置，實現微電腦控制，過程全自動操作、使用方便；電機與磨豆刀組件的連接采用小間隙與大間隙相配合的結構，減少震動與噪音；采用軟硬結合的密封方式，保證刀軸與磨豆盒之間的密封性；通過電機支架及電機減震塊，實現減振降噪；可移動式水箱使加水更加方便；磨豆盒可方便拿出，方便安裝；通過獨立地保溫裝置，確保保溫效果、保溫溫度；加熱裝置的回流設計，有效避免噴水噴氣等燙傷用戶的意外發生；本發明提供的全自動咖啡機過程全自動操作、具有磨豆功能、結構簡單、使用方便、成本低廉、功能齊全、密封效果好，可快速方便制作出濃香可口的咖啡，可方便的滿足客戶的使用要求，極大地推廣了咖啡的飲用市場，可隨時在家庭、辦公室使用。

附圖說明

圖1為全自動咖啡機的組成結構示意圖。

圖2為磨豆與釀造裝置的示意圖。

圖3為磨豆盒組件的示意圖。

圖4為磨豆盒蓋組件的示意圖。

圖5為電機組件的示意圖。

圖6為可移動式水箱的示意圖。

圖7為加熱裝置的示意圖。

圖8為導水組件的示意圖。

圖9為發熱管組件的示意圖。

圖10為出水組件的示意圖。

圖11為保溫裝置的示意圖。

圖12為微電腦控制裝置的控制示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的說明，但具體實施例并不對本發明作任何限定。

本發明實施例的附圖中相同或相似的標號對應相同或相似的部件；在本發明的描述中，需要理解的是，若有術語“上”、“下”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此附圖中描述位置關系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等術語僅用于描述目的，主要是用于區分不同的裝置、元件或組成部分（具體的種類和構造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示裝置、元件或組成部分的相對重要性和數量，而不能理解為指示或者暗示相對重要性。

實施例1

圖1為本發明的一種全自動咖啡機的組成結構示意圖。如圖1所示，該全自動咖啡機包括咖啡機主體1及與咖啡機主體1可拆卸連接的咖啡杯6，咖啡機主體1上設有磨豆與釀造裝置2、可移動式水箱3、加熱裝置4、保溫裝置5及微電腦控制裝置7。咖啡機主體1能夠把磨豆與釀造裝置2、可移動式水箱3、加熱裝置4、保溫裝置5、咖啡杯6及微電腦控制裝置7組成一個整體。微電腦控制裝置7的控制線路如下文所述。

如圖2所示，磨豆與釀造裝置2包括磨豆盒蓋組件21、磨豆盒組件22、電機組件23及咖啡儲存室。磨豆盒蓋組件21和磨豆盒組件22組成的腔體形成磨豆室與釀造室，磨豆室與釀造室有共用的空間體，經磨豆室釀制過濾出來的咖啡，流入到咖啡儲存室。

如圖3所示，磨豆盒組件22包括磨豆盒定位硅膠221、刀軸螺帽222、刀片223、刀軸密封墊224、磨豆盒225、刀軸密封環226、密封軸承227、軸下端蓋228、固定螺釘229、刀軸組件2210、磨豆盒出水閥2212、磨豆盒止漏閥彈簧2213、磨豆盒吸鐵片2214、吸鐵蓋2215及過濾元件2216。磨豆盒吸鐵片2214與咖啡機主體1上的磁鐵相吸，可保證磨豆盒固定。通過吸鐵片及磁鐵，使得磨豆盒組件可拆卸地固定至咖啡機主體，方便拿出，方便安裝。其中刀軸螺帽222、刀片223、刀軸密封墊224、磨豆盒225、刀軸密封環226、密封軸承227、軸下端蓋228、固定螺釘229及刀軸組件2210組成磨豆刀組件。

如圖4所示，磨豆盒蓋組件21包括磨豆盒排氣孔裝飾片211、磨豆盒裝飾片212、磨豆盒蓋213、左鎖桿214、開啟按鍵215、鎖桿彈簧216、切換快217、自攻螺釘218、右鎖桿219、磨豆盒硅膠管a2110、二通接頭2111、磨豆盒硅膠管b2112、磨豆盒內襯2113、濾網彈簧2114及濾網2115。

如圖5所示，電機組件23包括彈簧銷231、馬達軸套圈232、電機上減震塊233、電機234、電機下減震塊235、電機支架236及螺釘237。電機組件23通過電機支架236、防震墊用螺釘237固定在咖啡機主體1上。電機231與咖啡機主體1之間的連接，除了采用電機支架236加強穩定性外，電機234與電機支架236之間設有電機上減震塊233和電機下減震塊235。

工作時，磨豆盒組件22放置在咖啡機主體1的固定位置，設置于磨豆室中，電機234的輸出軸與磨豆刀組件通過彈簧銷231連接，帶動磨豆刀組件高速旋轉，打碎咖啡豆，對磨豆室中的咖啡豆進行研磨，然后可移動式水箱3內的水通過加熱裝置4的加熱與管道后，經過濾網2115的中間孔，對咖啡粉進行充分沖泡釀造。在釀造過程中，磨豆盒底部與過濾元件2116組成了釀造室，濾網2115位于釀造室上部，可有效防止咖啡溢出，又可以在咖啡釀造溢出時，起到泄流的作用。

電機234與磨豆刀組件的連接，采用小間隙與大間隙相配合的結構，首先電機234的軸與刀軸之間采用小間隙配合，可以保證電機234與磨豆刀組件同心度，減少震動與噪音；其次刀軸與磨豆盒225之間采用大間隙配合，可以保證到軸高速旋轉時的震動不會傳給磨豆盒225。為保證刀軸與磨豆盒225之間的密封性，采用軟硬結合的密封方式，刀軸密封環226與密封軸承227相結合實現密封與減震的功能，密封軸承227與刀軸之間屬于硬結合，不會泄露；刀軸密封環226與密封軸承227，刀軸密封環226與磨豆盒225之間的連接，屬于軟結合，也不會泄露，這樣可保證到軸的震動既不會傳給磨豆盒225，也不會泄露。

如圖6所示，可移動式水箱3包括水箱蓋31、水箱箱體32、水箱密封圈33、水箱彈簧34及水箱止水閥35。當可移動式水箱3移走時，在水箱彈簧34的作用下，水箱密封圈33壓緊位于水箱箱體32底部的水箱出水口，使得水不能從水箱出水口流出；當可移動式水箱處3于工作位置時，在導水組件41的作用下，水箱止水閥35向上移動，水箱密封圈33從水箱出水口脫離，使得水從水箱出水口流出至導水組件41。

如此構造的可移動式水箱3在移走時水箱出水口自動關閉，因此在移動時不會漏水；在工作位置（即安放在咖啡機主體的相應位置）時，水箱出水口自動打開，無需手動操作。

如圖7所示，加熱裝置4包括導水組件41、發熱組件42及出水組件43，可移動式水箱3通過導水組件41與加熱裝置4連通，磨豆與釀造裝置2通過出水組件43與加熱裝置4連通。當咖啡機開始加熱時，可移動式水箱3的水，經導水組件41流入發熱組件42，再沿著圖7實線的箭頭方向流到出水組件43后進入磨豆與釀造裝置2。

如圖8所示，導水組件41包括導水座進水密封圈411、導水座412、螺釘413、單向閥414、單向閥球415及發熱管進水硅膠管416。導水座412上設有導水座出水口和導水座回水口，所述導水座出水口連接至發熱管進水硅膠管416，所述導水座回水口通過管路與出水組件43連通。設置導水座回水口，使得出水組件43的水能夠通過管路回流至導水組件41，進而流回可移動式水箱3。

如圖9所示，發熱組件42包括發熱管支架421、隔熱墊422、發熱管423、溫控器424、機牙螺絲425、彈簧夾426、加熱器壓條427、螺母428、彈簧墊429、機牙螺絲4210、溫度熔斷器4211、硅膠纖維套桿4212及螺釘4213。微電腦控制裝置7分別與發熱管423及溫控器424電連接以進行微電腦控制。設置溫控器424以實現溫度的調節，讓用戶能夠品嘗特定溫度下沖泡釀造的咖啡。

如圖10所示，出水組件43包括出水口、出水座進水管、出水座回水管、出水座開關密封圈431、開關觸動座432、出水座散動開關彈簧433、出水座434、散動開關435、螺釘436、出水座密封圈437、出水座活動銷438、出水座活動銷彈簧439、出水連接座4310、卡簧4311、進水4312及回水管4313。所述出水口通過管路與磨豆與釀造裝置2連通，所述出水座進水管通過管路與加熱裝置4連通，并用卡簧4311卡緊，所述出水座回水管通過管路與可移動式水箱3連通。當磨豆與釀造裝置2的磨豆盒組件22處于工作位置時，設置在所述磨豆盒蓋組件21上的進水管插入到出水座434的出水口，使得出水座活動銷438被壓下，堵住所述出水座回水管的管口，高溫熱水沿著圖7實線的箭頭方向流入磨豆與釀造裝置2；當磨豆與釀造裝置2的磨豆盒組件22不處于工作位置時，出水座活動銷438在出水座活動銷彈簧439的作用下向上回彈，出水座回水管被打開，使得出水座進水管的水不能從所述出水口流出，高溫熱水經出水座回水管沿著圖7的虛線箭頭方向流回可移動式水箱3。

上述回流設計通過如上構造實現。如果加熱過程中磨豆盒組件22拿出，出水座434里的出水座活動銷438會自動關閉，高溫熱水會經出水座回水管回到可移動式水箱3。如此設置能有效避免噴水噴氣等燙傷用戶的意外發生。

如圖11所示，保溫裝置5包括隔熱圈密封圈51、隔熱圈52、保溫板密封圈53、保溫板54、保溫板接地線55、ptc（熱敏電阻）56、ptc定位塊57及ptc壓條58。保溫裝置5為獨立地發熱結構，不受加熱裝置4的影響；保溫裝置5通過緊固件可拆卸地緊固在咖啡機主體1上，當咖啡杯6放置在保溫裝置5上時，用戶能夠通過微電腦控制裝置7的操作控制板71選擇是否啟動保溫裝置5。獨立的保溫裝置設計能夠確保保溫效果、保溫溫度。

如圖12所示，微電腦控制裝置包操作控制板71及電源板72，并與電機234、發熱管423、溫控器424及ptc56電連接以進行微電腦控制。控制線路如圖所示。操作控制板71采用多按鍵液晶顯示，其中“時間+”、“時間-”分別為增加、減少運作時間；“預約”為設定是否預約；“濃淡”為選擇咖啡的濃淡；“保溫”為設定是否保溫；“電源”為打開或關閉電源板72；“豆/粉”為設定是否磨豆；“開始”為啟動咖啡機開始工作。

使用時，客戶把一定用量的咖啡豆或者咖啡粉加入到磨豆與釀造裝置2中，把相對用量的水加入到可移動式水箱3中，通過微電腦控制裝置7的功能選擇，啟動咖啡機后，咖啡機會自動根據客戶設定，決定是否啟動磨豆功能（如果是咖啡粉，則不需要啟動磨豆功能，如果是咖啡豆則需要啟動磨豆功能）；是否需要保溫，是否需要預約，以及咖啡的濃淡的選擇，在微電腦的控制下，按程序進行加工。首先微電腦控制裝置7按用戶設定決定是否啟動電機234，其次在加熱裝置4的作用下，按預置的程序加熱，在熱能的作用下，可移動式水箱3的水，經導水座412的出水口，進入發熱組件進行加熱，到達出水連接座4310的進水管，從出水口再經過磨豆盒蓋組件21的進水管路，流入磨豆室，經濾網2115過濾后進入磨豆盒225，沖泡釀造研磨好的咖啡豆/咖啡粉。咖啡液從磨豆盒出水閥2212流入到咖啡杯6。咖啡杯6下獨立的保溫裝置4按照用戶的設定，決定是否啟動保溫；流入咖啡杯6的咖啡可隨時供用戶飲用。

具體工作方法的步驟如下：

s1.將一定量的咖啡豆或咖啡粉加入到磨豆盒組件22中，將相對量的水加入到可移動式水箱3中；

s2.通過操作控制板71，選擇是否預約、是否磨豆、是否保溫及咖啡濃度；

s3.啟動咖啡機，咖啡機在微電腦控制下，根據s2的選擇結果決定是否啟動預約功能、是否啟動磨豆功能、是否需要保溫及咖啡的濃淡；

s4.根據s3的決定結果，加熱裝置4按預知的程序加熱，在熱能作用下，可移動式水箱3中的水流經導水組件41、發熱組件42及出水組件43后進入磨豆與釀造裝置2；

s5.在所述磨豆與釀造裝置2中咖啡豆或咖啡粉與水混合，咖啡經由磨豆盒組件22的出水閥2212流至咖啡杯6；

s6.保溫裝置5根據s2中是否保溫的選擇結果決定是否啟動對所述咖啡杯6進行保溫；

s7.用戶能夠隨時飲用流入咖啡杯6的咖啡。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。