咖啡机及其操作方法与流程

本发明涉及咖啡机的，特别涉及咖啡机及其操作方法。

背景技术：

1、咖啡机是一种用于萃取咖啡液的机器，是通过对研磨后的咖啡粉进行高压萃取以获取咖啡饮品。

2、随着市场需求的不断提高，咖啡机的功能也越来越全面，现有的咖啡机基本上能够自动完成萃取咖啡。

3、然而，对于萃取后残留的粉饼，现有的咖啡机仍然需要将承载咖啡粉的粉斗拆下取出再倒掉粉饼，自动化程度低。

技术实现思路

1、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，本发明提出咖啡机，能够自动排出冲泡腔内萃取后残留的粉饼，提高自动化程度。

2、本发明还提出用于操作上述咖啡机的操作方法。

3、根据本发明的第一方面实施例的咖啡机，包括：

4、冲泡装置，包括可移动的冲泡器组件和第一驱动结构，所述冲泡器组件限定有冲泡腔，所述第一驱动结构用于驱动所述冲泡器组件在打开所述冲泡腔的第一位置、压力密封地关闭所述冲泡腔的第二位置以及排出所述冲泡腔内的粉饼的第三位置之间往返运动；

5、磨粉装置，用于将咖啡豆研磨成咖啡粉；

6、活动粉道，可滑动或旋转地设置在所述磨粉装置和所述冲泡器组件之间，配置为当所述冲泡器组件位于所述第一位置时将所述磨粉装置输出的咖啡粉注入所述冲泡腔；

7、供水装置，配置为当所述冲泡器组件位于所述第二位置时向所述冲泡腔压力注水以萃取咖啡；

8、推饼结构，配置为当所述冲泡器组件位于所述第三位置时将所述冲泡腔上方的粉饼推离所述冲泡器组件。

9、根据本发明实施例的咖啡机，至少具有如下有益效果：

10、1.本发明通过第一驱动结构驱动冲泡器组件在第一位置、第二位置和第三位置之间往返运动，并配合活动粉道、供水装置和推饼结构，使咖啡机能够依次完成接粉、高压萃取和自动排饼，克服了现有咖啡机萃取后需人工拆卸粉斗、倒掉粉饼的缺陷，实现了接粉、密封萃取、排出粉饼的全流程自动化，显著提高了咖啡机的自动化程度。

11、2.本发明通过限定了冲泡器组件可在打开冲泡腔的第一位置、压力密封地关闭冲泡腔的第二位置以及排出冲泡腔内粉饼的第三位置之间往返移动，这一多功能集成设计，使得单一的冲泡器组件通过在不同位置间的移动，即可依次完成接粉、压粉萃取和排饼三大工序，结构高度集成，传动链短，减少了独立执行机构的数量，降低了整机结构的复杂度和制造成本，同时提高了各工序之间衔接的可靠性和自动化水平。

12、3.本发明通过将活动粉道可滑动或旋转地设置在磨粉装置和冲泡器组件之间，在冲泡腔打开时进行送粉，在其他工作状态下可以避让，避免与冲泡器组件的密封关闭和排饼动作发生干涉，提高了整机工作的可靠性和连续性。

13、4.本发明通过设置推饼结构，推饼结构能够在粉饼排出后将粉饼自动推离冲泡器组件，保持冲泡腔区域清洁，便于连续多次冲泡，提升了用户体验。

14、根据本发明的一些实施例，所述活动粉道包括滑动或转动连接的第一粉道和第二粉道，所述第一粉道用于接收所述磨粉装置输出的咖啡粉，所述第二粉道相对所述第一粉道滑动或转动以将所述第二粉道的输出端在所述冲泡腔打开时伸入或伸出所述冲泡腔的上方，以使所述第二粉道向所述冲泡腔的中央区域注入咖啡粉。

15、有益的是：本发明通过使活动粉道包括可活动连通的第一粉道和第二粉道，形成了两级接力式的送粉路径，能够将磨粉装置输出的咖啡粉平稳、有序地向下引导；关键在于，第二粉道与第一粉道活动连接，使第二粉道的输出端可选择性地伸入或伸出冲泡腔上方；在送粉阶段，将第二粉道的输出端伸入冲泡腔上方，能够直接对准冲泡腔的中央区域进行布料，这从根本上改变了传统方式中咖啡粉从边缘落入或集中堆积在边沿的问题，使得咖啡粉主要分布在冲泡腔中心，自然地向四周均匀铺展，从而显著提高了粉层分布的均匀性，确保了后续压粉时，形成的粉饼各处密度趋于一致，有效提升了萃取均匀性和咖啡出品质量，有利于改善咖啡冲泡效果；另外，送粉完毕后第二粉道能够伸出冲泡腔，避让开冲泡腔上方的空间，从而不会对后续冲泡装置的动作造成任何干涉，保证了整机结构布局的紧凑性与动作的顺畅性，实现了送粉功能与冲泡功能的时空分离，结构设计巧妙、可靠。

16、根据本发明的一些实施例，所述第二粉道套设在所述第一粉道外，所述第二粉道沿所述第一粉道的长度方向滑动以将所述第二粉道的输出端伸入或伸出所述冲泡腔的上方。

17、有益的是：本发明通过将第二粉道套设在第一粉道外并沿其长度方向直线滑动，这种伸缩式结构极为紧凑，在实现输出端位置变化时，几乎不额外占用咖啡机内部的横向空间，对整机小型化设计有利；同时，直线滑动运动副易于通过简单的导轨或套筒配合实现，运动平稳、导向精准，能够保证每次伸入冲泡腔上方的位置重复性，从而精确且稳定地向冲泡腔中央区域落粉，进一步保障了布料均匀性的一致性；此外，套设结构还能对两粉道接口处形成良好的周向遮挡，减少咖啡粉从侧面逸散的可能。

18、根据本发明的一些实施例，所述第二粉道的顶端与所述第一粉道的底端铰接，所述第二粉道摆动以将所述第二粉道的输出端伸入或伸出所述冲泡腔的上方。

19、有益的是：本发明通过将第二粉道的顶端与第一粉道的底端铰接，铰接摆动的运动机构可以做得非常简单，例如仅需一个旋转驱动源即可实现第二粉道在伸入和伸出位置之间的往复摆动，这种结构对制造和装配精度的要求相对宽松，成本较低；同时，摆动动作本身在竖直面内划过的包络空间与咖啡机冲泡装置的上方升降路径可能形成良好的避让，能够灵活适应不同的整机内部布局，为产品设计提供了另一种结构紧凑且可靠的运动实现形式。

20、根据本发明的一些实施例，所述第二粉道向上摆动以将所述第二粉道的输出端伸入所述冲泡腔的上方，所述第二粉道向下摆动以将所述第二粉道的输出端伸出所述冲泡腔的上方，所述第二粉道顶端的下侧壁形成限位部，所述限位部与所述第一粉道的外壁配合以限制所述第二粉道的最高摆动角度和最低摆动角度，所述第二粉道顶端的上侧壁设置有弧形挡板，所述弧形挡板沿所述第二粉道与所述第一粉道的铰接中心的周向延伸，所述弧形挡板用于遮挡所述第一粉道的底端。

21、有益的是：本发明通过在第二粉道顶端的下侧壁形成限位部，与第一粉道外壁配合，机械地限定了第二粉道的最高摆动角度（送粉工位）和最低摆动角度（避让工位），这种硬限位结构无需依赖传感器的精确控制，即可确保第二粉道每次都能准确到达工作位置，既防止了摆动不到位导致送粉位置偏移，又避免了过度摆动造成部件碰撞，提升了系统长期运行的稳定性和可靠性；另外，在第二粉道顶端的上侧壁设置沿铰接中心周向延伸的弧形挡板，弧形挡板在第二粉道的整个摆动行程中，始终能够遮挡第一粉道的底端出口与第二粉道的顶端入口之间的可变间隙，有效防止了咖啡粉在两级粉道转接处从上方泄漏，既避免了物料浪费和机器内部污染，也保证了定量送粉的精度，使进入冲泡腔的粉量严格符合设定。

22、根据本发明的一些实施例，所述冲泡装置还包括上冲泡头，所述上冲泡头设置在所述冲泡腔的上方，所述上冲泡头用于盖合所述冲泡腔；

23、所述第一驱动结构驱动所述冲泡器组件到达所述第一位置时，所述冲泡器组件脱离所述上冲泡头，以使所述冲泡腔打开；

24、所述第一驱动结构驱动所述冲泡器组件到达所述第二位置时，所述上冲泡头压力密封地关闭所述冲泡腔，并将所述冲泡腔内的咖啡粉压实形成粉饼。

25、有益的是：本发明通过在冲泡装置设置上冲泡头，当第一驱动结构驱动冲泡器组件到达第一位置时，冲泡器组件脱离上冲泡头，冲泡腔打开，为第二粉道伸入冲泡腔上方进行中央落料提供了宽敞的无障碍空间；当送粉完成后，第一驱动结构驱动冲泡器组件到达第二位置，此时上冲泡头压力密封地关闭冲泡腔，并将冲泡腔内的咖啡粉压实形成粉饼；这种中央落料与垂直压实的协作方式，能够最大限度地保持咖啡粉落下时的均匀分布状态不被打乱，将均匀的粉层直接压成密度均匀的粉饼，从工艺上保证了萃取时水流能均匀穿透粉饼，充分萃取咖啡精华，避免了通道效应，有利于提升咖啡口感；此外，将打开冲泡腔、关闭冲泡腔并压实咖啡粉以及排出粉饼这三个功能集成于第一驱动结构对冲泡器组件的驱动行程中，结构紧凑，控制逻辑清晰简洁。

26、根据本发明的一些实施例，所述冲泡器组件包括腔体和下冲泡头，所述冲泡腔设置在所述腔体内，所述下冲泡头的顶部位于所述腔体内，所述下冲泡头的顶面用于承载所述冲泡腔内的咖啡粉，所述下冲泡头与所述腔体上下滑动连接，所述腔体的内壁设置有内凸沿，所述下冲泡头的外壁设置有第一外凸沿，所述内凸沿用于对所述第一外凸沿的底部支撑限位，所述冲泡器组件的下方设置有底架，所述第一驱动结构的输出端连接所述腔体；

27、当所述第一驱动结构驱动所述冲泡器组件到达所述第三位置时，所述底架与所述下冲泡头的底部抵接推动所述下冲泡头相对所述腔体上升，以使所述下冲泡头将所述冲泡腔内的粉饼上顶至所述冲泡腔外。

28、有益的是：本发明通过将下冲泡头与腔体上下滑动连接，利用腔体下降这一单一动作，通过固定的底架在下冲泡头底部进行抵接，联动地实现了“腔体下降、下冲泡头相对上升”的复合运动，从而将萃取后留在腔体底部的废弃粉饼自动顶升至冲泡腔外，同时，腔体的下降动作也能使腔体远离上冲泡头，使得冲泡腔的顶部敞开，为冲泡腔内的粉饼排出以及下一次的送粉操作提供了通道，这一设计无需为排饼设置独立的动力源和驱动机构，极大地简化了传动结构，降低了成本和故障率，利用粉饼自身被上顶的动作，使其完整地脱离冲泡腔，为下一步自动推饼做好了准备，整个过程高效且动作逻辑清洗。

29、根据本发明的一些实施例，所述冲泡器组件还包括第一弹簧，所述第一弹簧的顶端与所述内凸沿的底部抵接，所述下冲泡头的底部设置有第二外凸沿，所述第一弹簧的底端与所述第二外凸沿的顶部抵接，当所述第一驱动结构带动所述腔体上升远离所述底架，所述第一弹簧用于带动所述下冲泡头相对所述腔体下降，以使所述下冲泡头复位。

30、有益的是：本发明通过设置第一弹簧连接腔体的内凸沿和下冲泡头的第二外凸沿，当排饼完成后腔体开始上升复位时，被压缩的第一弹簧会依靠自身弹力自动牵引下冲泡头相对腔体下降，使其平稳地回到初始的、用于承载下次咖啡粉的底部位置，该复位过程纯机械、免控制、响应即时，与腔体的上升动作同步完成，确保了冲泡腔迅速恢复至待命状态，为下一次冲泡循环做好准备，极大地提升了咖啡机的连续工作能力和自动化水平。

31、根据本发明的一些实施例，所述冲泡装置还包括推饼结构，所述推饼结构用于在所述下冲泡头将所述冲泡腔内的粉饼上顶至所述冲泡腔外之后将粉饼推离所述冲泡器组件。

32、有益的是：本发明通过设置推饼结构，在下冲泡头已将废粉饼上顶至冲泡腔外的基础上，推饼结构能自动完成粉饼的横向移除工作，例如将其推入废料盒，有助于实现萃取后废渣排出的完全自动化，用户无需手动抠除湿粉饼，不仅大大提升了使用便捷性和卫生程度，也避免了因忘记清理废渣而影响下次冲泡的情况，有利于实现咖啡机全自动无人值守操作。

33、根据本发明的一些实施例，所述下冲泡头的外壁嵌装有第一密封圈，所述第一密封圈用于与所述腔体的内壁抵接密封。

34、有益的是：本发明通过在下冲泡头的外壁嵌装第一密封圈与腔体内壁形成径向密封，能够在高压萃取过程中，可靠地封闭冲泡腔，防止高压热水和咖啡粉从冲泡头与腔壁的配合缝隙中泄漏，保证了冲泡腔内能建立起稳定、必需的萃取压力，从而确保咖啡油脂的丰厚度和风味的完整萃取；同时，良好的密封也保护了腔体外部的驱动和传动部件免受水汽和咖啡粉的侵蚀，延长了机器使用寿命。

35、根据本发明的一些实施例，所述上冲泡头的外壁嵌装有第二密封圈，所述第二密封圈用于与所述腔体的内壁抵接密封。

36、有益的是：本发明通过在上冲泡头的外壁嵌装第二密封圈与腔体内壁形成径向密封，能够在高压萃取过程中，可靠地封闭冲泡腔，防止高压热水和咖啡粉从冲泡头与腔壁的配合缝隙中泄漏。这保证了冲泡腔内能建立起稳定、必需的萃取压力，从而确保咖啡油脂的丰厚度和风味的完整萃取。同时，良好的密封也保护了腔体外部的驱动和传动部件免受水汽和咖啡粉的侵蚀，延长了机器使用寿命。

37、根据本发明的第二方面实施例的操作方法，用于操作本发明的第一方面实施例的咖啡机，所述操作方法包括如下步骤：

38、磨粉装置将咖啡豆研磨成咖啡粉；

39、当冲泡器组件位于第一位置，冲泡腔打开时，第二粉道相对第一粉道滑动或摆动，以将所述第二粉道的输出端伸入冲泡装置的所述冲泡腔上方；

40、所述磨粉装置向所述第一粉道定量输出咖啡粉，所述第一粉道和所述第二粉道依次对咖啡粉导向输送以向所述冲泡腔的中央区域输出咖啡粉，待完成咖啡粉输送后，所述第二粉道相对所述第一粉道反向滑动或反向摆动，以将所述第二粉道的输出端伸出所述冲泡装置外；

41、第一驱动结构带动所述冲泡器组件移动至第二位置，上冲泡头与所述冲泡器组件的下冲泡头配合压力密封地关闭所述冲泡腔，并将所述冲泡腔内的咖啡粉压实形成粉饼；

42、供水装置向所述冲泡腔压力注水萃取冲泡咖啡液；

43、完成萃取后，所述第一驱动结构带动所述冲泡器组件的腔体到达第三位置，在所述腔体移动过程中，所述下冲泡头的底部抵接底架后，底架推动所述下冲泡头相对所述腔体上升，以使所述下冲泡头将所述冲泡腔内的粉饼上顶至所述冲泡腔外；

44、推饼结构将所述下冲泡头上的粉饼推离所述冲泡器组件；

45、所述第一驱动结构带动所述腔体返回所述第一位置，所述腔体和所述下冲泡头之间的第一弹簧带动所述下冲泡头复位。

46、根据本发明实施例的操作方法，至少具有如下有益效果：

47、本发明通过将二级粉道的定位送粉、自动压粉、高压萃取、自动排饼和自动复位等一系列动作，整合成一个逻辑严密、高效衔接的自动化操作流程，通过“送粉时伸入布粉、送完后伸出避让”的关键步骤，实现了对粉饼均匀度的主动控制，确保每一杯咖啡的出品品质稳定，整个操作流程实现粉道位置变换、咖啡液萃取、粉饼转移和废渣清理，极大地简化了用户操作，提升了产品的智能化水平和用户体验，同时明确了机器的最佳工作流程，有利于保证机器所有功能在设计寿命内可靠运行。

48、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。