具有胶囊识别的饮料制备机器的制作方法

509、ep 08155851.2、fr 2 624 844、gb 2 397 510、us 4,377,049、us 4,458,735、us 4,554,419、us 4,767,632、us 4,954,697、us 5,312,020、us 5,335,705、us 5,372,061、us 5,375,508、us 5,645,230、us 5,685,435、us 5,731,981、us 5,836,236、us 5,959,869、us 6,182,555、us 6,354,341、us 6,759,072、us 2007/0157820、wo 97/25634、wo 99/50172、wo 2004/030435、wo 2004/030438、wo 2006/063645、wo 2006/090183、wo 2007/003062、wo 2007/003990、wo 2008/104751、wo 2008/138710、wo 2008/138820、wo 2010/003932、wo 2011/144720和wo 2012/032019。
9.为了便于操作机器，可以自动识别供应到机器的胶囊，并且然后自动操纵并提取胶囊，如例如wo 2012/123440中所公开的那样。
10.仍然需要通过可靠地自动识别胶囊的机器来改善饮料分配。


技术实现要素：

11.本发明涉及用于制备饮料的机器。饮料制备机器可为家用或非家用机器。
12.该机器可用于制备咖啡、茶、巧克力、可可、奶、汤、幼儿食品等。
13.饮料制备通常包括混合多种饮料配料，例如水和乳粉；和/或冲泡或泡制饮料配料，诸如用水冲泡或泡制研磨咖啡或茶。此类配料中的一种或多种可以松散和/或团聚粉末形式和/或以液体形式、具体地以浓缩物形式供应。载体或稀释剂液体(例如，水)可与此类配料混合以形成饮料。通常，根据用户要求形成并分配预定量的饮料，该预定量对应于一部分(例如一份)。此部分的体积可在25ml至200ml的范围内，甚至多达300ml或400ml，例如装满茶杯的体积，具体取决于饮料的类型。形成并分配的饮料可选自芮斯崔朵特浓咖啡(ristrettos)、浓缩咖啡(espressos)、lungo咖啡、热牛奶咖啡(cappuccinos)、拿铁玛奇朵(latte macchiato)、拿铁咖啡(caf
é
latte)、美式咖啡(americano coffees)、茶等。具体地，咖啡机可被配置为分配浓缩咖啡，例如每份的可调体积为20ml至60ml；和/或用于分配lungo咖啡，例如每份的体积在70ml至150ml的范围内。
14.本发明的机器具有用于提取饮料配料胶囊以形成饮料的单元。该单元具有第一部件和第二部件，该第一部件和第二部件能够在用于插入和/或移除胶囊的打开位置与用于固定和提取此类胶囊的关闭位置之间相对移动。在关闭位置，第一部件和第二部件通常界定提取室。
15.胶囊可以包括胶囊主体，例如大体直的或锥形的主体。胶囊可以具有从周边部分例如胶囊主体的边缘或面延伸的圆形的周边环形凸缘，例如柔性或刚性凸缘。胶囊可以包含用于制备茶、咖啡、巧克力热饮、巧克力冷饮、奶、汤或幼儿食物的调味配料。
16.第一部件和第二部件中的至少一个部件可界定用于接收例如胶囊内的配料的腔，诸如锥形腔(例如圆锥形或金字塔形腔)或直腔(例如圆柱形或梯形腔)。此类腔可沿着与第一部件和第二部件的相对移动方向大致共线的轴线延伸。随后由此类腔在一侧界定提取室。
17.这些第一部件和第二部件的其它部件可由另一个腔界定或包括提取板，诸如设置有用于打开胶囊的流通面的穿刺元件的板或者用于与胶囊的预先打开的或自打开式流通面配合的非侵入性板。
18.wo 2008/037642和wo 2013/026843中公开了提取室的示例。
19.这些部件中的至少一个部件可具有胶囊开启器，例如一个或多个胶囊刺穿器。
20.胶囊还可包括自打开机构。例如，ch 605 293和wo 03/059778中公开了自打开式胶囊。
21.当使用封闭胶囊时，第一部件和第二部件可包括胶囊开启器，诸如刀片和/或撕开工具，例如具有撕裂轮廓的板，例如从nespresso
tm
机器已知的或者在ep 0 512 470、ep 2 068 684和wo 2014/076041以及其中引用的参考文献中公开的具有撕裂轮廓的板。
22.部件中的至少一个部件可具有开口，以供要与此类胶囊中容纳的配料混合的液体流入。
23.该机器包括用于控制提取单元以提取此类胶囊的控制单元。该控制单元可通过电源例如经由电线供电。
24.该机器具有出口，该出口用于将通过提取此类胶囊形成的饮料分配到位于容器放置区域中的用户容器，诸如茶杯或马克杯。
25.调味饮料的制备方式可为：将诸如水之类的载液循环(使用液体驱动器，例如泵)到胶囊中，以通过例如沿着提取方向暴露于保持在胶囊中的调味配料来给液体调味，所述提取方向可大致平行于第一部件和第二部件的相对移动方向或者大致平行于提取的纵向或中心方向。
26.例如，用户容器可被放置在容器支撑件上以收集饮料。
27.容器支撑件可通过此类机器所在的外部放置支撑件来形成。
28.容器支撑件可由机器包括的支撑件形成，例如可移动或可移除的机器支撑件。
29.容器放置区域可与用于支撑位于出口下方的此类用户容器的机器容器支撑件相关联。该支撑件可以与滴盘相关联，例如支撑该支撑件的滴盘；和/或能够在出口下方相对于外壳垂直地移动和/或在出口下方相对于外壳远离移动，从而能够在出口下方放置不同高度的用户容器。合适的容器支撑件的示例在ep 0 549 887、ep 1 440 639、ep 1 731 065、ep 1 867 260、us 5,161,455、us 5,353,692、wo 2009/074557、wo 2009/074559、wo 2009/135869、wo 2011/154492、wo 2012/007313、wo 2013/186339、wo 2016/096705、wo 2016/096706和wo 2016/096707中有所公开。
30.在实施方案中，出口可固定到以下部件或由以下部件形成或安装到以下部件上或安装到以下部件中：
[0031]-机器头，该机器头具有其中出口位于容器放置区域上方的展开位置以及其中出口回缩到外部机器主外壳内的塌缩位置，诸如通过第一部件和第二部件中的至少一个部件或通过由控制单元控制的致动器驱动以向内进入和向外离开主外壳的机器头；和/或
[0032]-可移动的饮料引导件，该可移动的饮料引导件具有将饮料分配到容器放置区域的饮料分配构型和阻止将饮料分配到容器放置区域的饮料止挡构型，例如通过将残余饮料从引导件经过引导件边缘排出到废物容器，诸如通过第一部件和第二部件中的至少一个部件或通过一个(或上述)机器头或通过由控制单元控制的致动器在分配构型与止挡构型之间驱动的饮料引导件。
[0033]
例如，该机器设置有机器头，如wo 2017/037212和wo 2017/037215中所公开的那样。
[0034]
ep 1867260、wo 2009/074559、wo 2009/135869、wo 2010/128109、wo 2011/
086087、wo 2011/086088、pct/ep2017/050237和wo 2017/037212中公开了用于实施本发明的合适的废物容器的示例。
[0035]
定向液体引导件可以完全限定于主体和/或机器头中。
[0036]
wo 2006/050769、wo 2012/072758、wo 2013/127907、wo 2016/083488和wo 2017/037212中公开了适合的或适于实施本发明的定向液体引导件的细节。
[0037]
提取单元可包括用于将胶囊进给到提取室的胶囊进料器，该进料器具有胶囊分配器，该胶囊分配器具有从进料器朝向提取室释放此类胶囊的释放构型以及保持此类胶囊远离提取室的保持构型。
[0038]
胶囊分配器可由机械和/或磁性胶囊门形成，诸如例如具有与此类胶囊的外部形状的至少一部分互补并匹配的形状的胶囊保持器。
[0039]
该胶囊保持器可具有能够在阻碍朝向提取室转移的位置与无碍朝向提取室的转移的位置之间移动的胶囊门，诸如可枢转的和/或可平移的胶囊门。
[0040]
该胶囊保持器可具有用于从保持构型变为释放构型或从释放构型变为保持构型的致动器，诸如由控制单元控制的致动器。
[0041]
在朝向提取室释放胶囊之后，该胶囊分配器可立即从释放构型变为保持构型，使得仅在需要释放胶囊时提供朝向提取室的通道。
[0042]
wo 2012/126971、wo 2014/056641、wo 2014/056642和wo 2015/086371中公开了合适的胶囊分配器的细节。
[0043]
胶囊进料器可包括用于将此类胶囊引导至提取室呈预定胶囊取向以使其进入提取室的通道，诸如与胶囊固定器相关联的通道，该胶囊固定器用于在将第一部件和第二部件相对地移动到其关闭位置之前将此类胶囊固定在处于其打开位置的第一部件与第二部件之间。
[0044]
第一部件和第二部件(以及任选的胶囊引导通道)与配料胶囊之间的相互作用可为wo 2005/004683、wo 2007/135135、wo 2007/135136、wo 2008/037642和wo 2013/026856中所公开的类型。
[0045]
当第一部件和第二部件处于打开位置或朝向打开位置移动时，控制单元可控制胶囊分配器从进料器释放此类胶囊，以便当第一部件和第二部件返回其关闭位置时使此类胶囊进入提取室。
[0046]
当第一部件和第二部件为以下情况时，控制单元可控制胶囊分配器将此类胶囊保持在进料器中并远离提取室：
[0047]-处于关闭位置或相对地移动到该关闭位置；或
[0048]-处于打开位置并即将相对地移动到关闭位置，以便在此类胶囊从分配器释放的情况下为该胶囊留出的时间不足以在第一部件和第二部件到达关闭位置之前将胶囊接收到提取室中。
[0049]
胶囊进料器可包括连接到控制单元的胶囊传感器或与该胶囊传感器相关联，控制单元被配置为当胶囊传感器感测到胶囊分配器上或该胶囊分配器处无此类胶囊时，使该胶囊分配器进入或保持其保持构型。例如在wo 2012/123440、wo 2014/147128、wo 2015/173285、wo 2015/173289、wo 2015/173292、wo 2016/005352和wo 2016/005417中公开了胶囊传感器的示例。
[0050]
控制单元可被配置为控制致动器，使得在预定的时间段之后第一部件和第二部件被致动器移动：从关闭位置移动到打开位置以及从打开位置移动到关闭位置，该预定的时间段例如从饮料制备触发事件(诸如例如胶囊检测、胶囊识别、用户致动机器的用户界面等或这些事件的组合)开始，例如预定的时间段在3秒至15秒的范围内，诸如5秒至12秒，例如7秒至10秒。
[0051]
ep 1767129、wo 2012/025258、wo 2012/025259、wo 2013/127476和wo 2014/056641中公开了由致动器(例如，马达)相对地移动的此类部件的示例。
[0052]
例如，该第一部件和第二部件能够大致沿着直轴线由致动器从关闭位置相对地移动到打开位置和/或反之亦然。
[0053]
该机器可包括用于将液体例如水供应到提取室中的液体供应器，该液体供应器连接到控制单元并受其控制以将此类液体供应到提取室中以及中断此类供应，中断此类供应的操作自动地和/或经由连接到控制单元的用户界面手动地执行，和/或在由检测布置结构检测到此类容器的移除时执行。例如，液体供应器包括以下各项中的一者或多者：所述液体的源，诸如液体储罐或用于连接到外部液体提供器的液体连接器；用于将此类液体引导至提取室的一个或多个液体管；用于将此类液体驱动到提取室中的液体驱动器，诸如泵，例如电磁泵(往复式活塞泵)或蠕动泵或隔膜泵；以及用于热调节此类液体的热调节器，例如加热器和/或冷却器，诸如直列式热调节器，例如直列式流量调节器。
[0054]
wo 2016/005349、ep2015194020.2、pct/ep2017/050237以及其中引用的参考文献中公开了合适的液体源的示例，例如储罐或连接器。
[0055]
热调节器可以是热水器或加热块或按需加热器(odh)，例如ep 1 253 844、ep 1 380 243和ep 1 809 151中公开的odh类型。
[0056]
泵及其在饮料机中的结合的示例在wo 2009/150030、wo 2010/108700、wo 2011/107574和wo 2013/098173中有所公开。
[0057]
控制单元可被配置为控制液体供应器，以便在以下时间将液体自动供应到提取室中：
[0058]-当第一部件和第二部件已经到达它们的关闭位置，其中在这些部件从打开位置移动到关闭位置时胶囊容纳在提取室中时，以便将所述液体与胶囊中容纳的配料混合并形成经由出口分配的饮料，该过程任选地在通过一个(或上述)胶囊传感器感测到将此类胶囊供应到该单元之后执行；和/或
[0059]-当第一部件和第二部件已经到达它们的关闭位置，其中提取室中未容纳任何胶囊时，以便冲洗或清洁单元的至少一部分和任选的出口，液体供应器例如被配置为在冲洗或清洁温度下供应液体，该冲洗或清洁温度与此类液体例如通过泡制来形成饮料的温度不同。
[0060]
在一个具体实施方案中，还设想递送冷冻或凉爽的饮料。
[0061]
控制单元可被配置为控制液体供应器以在第一部件和第二部件已经到达它们的关闭位置，其中提取室中未容纳任何(例如被检测到或被识别的)胶囊时，不将液体自动供应到提取室中。例如，控制单元被配置为控制液体供应器，以在连接到控制单元的用户界面上感测到对应的手动用户输入时将液体供应到提取室中。
[0062]
控制单元可具有提取结束管理程序，该提取结束管理程序在液体供应被中断时
(例如，当预定提取过程结束或被检测为有故障时)自动运行，以执行以下操作：
[0063]-将第一部件和第二部件立即相对地移动到它们的打开位置，以便从第一部件与第二部件之间移除任何胶囊；或
[0064]-使第一部件和第二部件在预定时间段(例如在1秒至5秒诸如2秒至3秒的范围内)内保持在关闭位置，从而允许手动请求(例如经由连接到控制单元的用户界面)以经由液体供应器将额外量的液体供应到提取室中，以及在预定时间段内不存在此类手动请求时，将第一部件和第二部件相对地移动到它们的打开位置，以便从第一部件与第二部件之间移除任何胶囊，例如将此类胶囊移入由一个(或上述)废物容器形成的旧胶囊收集器中。
[0065]
例如，在将第一部件和第二部件移动到它们的关闭位置之前，这些部件可在预定时间段(诸如在1秒至6秒例如2秒至4秒的范围内的时间段)内保持进入它们的打开位置，从而允许先将新胶囊插入在第一部件与第二部件之间，然后再将它们相对地移动到它们的关闭位置，其中新胶囊容纳在提取室中以供提取新胶囊。
[0066]
因此，用户可请求将两份(或多份)饮料(例如，双份浓缩咖啡)分配到同一用户容器中。
[0067]
根据本发明，该机器包括：
[0068]-提取单元，该提取单元用于提取饮料配料胶囊以形成饮料，例如具有第一部件和第二部件的单元，该第一部件和该第二部件能够在用于插入和/或移除胶囊的打开位置与用于固定和提取此类胶囊的关闭位置之间相对地移动，该关闭位置为诸如其中第一部件和第二部件界定提取室的关闭位置，任选地所述部件中的至少一个部件具有胶囊开启器，例如一个或多个胶囊刺穿器，并且/或者所述部件中的至少一个部件具有开口，以供要与此类胶囊中容纳的配料混合的液体流入；
[0069]-控制单元，该控制单元用于控制提取单元提取胶囊，诸如由电源例如经由电线供电的控制单元；
[0070]-出口，该出口用于将通过提取胶囊形成的饮料分配到位于容器放置区域诸如位于容器支撑件上的用户容器，诸如茶杯或马克杯，以收集所述饮料，该容器支撑件为例如此类机器所在的外部放置支撑件或机器支撑件，例如可移动或可移除的机器支撑件，
[0071]-胶囊识别模块，该胶囊识别模块用于识别插入所述机器中的胶囊的类型，该胶囊识别模块包括：
[0072]-光源，该光源用于照亮胶囊的表面的至少一部分；
[0073]-光学传感器，该光学传感器用于感测胶囊的表面的该至少一部分的光学特性；
[0074]
其中胶囊识别模块被配置为：
[0075]-通过在光源被断开时感测胶囊的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的校正值；
[0076]-通过在光源被接通时感测胶囊(3)的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的至少一个样品值；
[0077]-用该校正值和该至少一个样品值来计算经校正的样品值；
[0078]-通过将经校正的样品值与至少一个参考值进行比较来确定胶囊的类型，该至少一个参考值代表胶囊类型。
[0079]
优选地，胶囊识别模块被配置为通过从至少一个样品值中减去校正值来计算经校
正的样品值。
[0080]
在实施方案中，胶囊识别模块被配置为在光源被接通时连续地确定胶囊的表面的至少一部分的多于一个(例如三个)样品值。然后将如此确定的样品值例如彼此进行比较，以便检测在样品值测量期间感测条件的可能变化，这可能指示不稳定的胶囊和/或快速变化的环境条件，特别是环境照明条件。如果样品值内的变化高于预定阈值，则例如忽略样品值并且中断胶囊识别过程并可能使其从头开始重复。如果该变化低于或等于预定阈值，则将样品值中的一个样品值用作由感测步骤得到的样品值，或者求样品值的平均值并且将该平均值用作由感测步骤得到的样品值。然后，例如通过从所得样品值中减去校正值来计算经校正的样品值。
[0081]
胶囊识别模块优选地被配置为在第一步骤中确定校正值并且在第二步骤中确定至少一个样品值，胶囊识别模块被进一步配置为：
[0082]-在第二步骤之后的步骤中，通过在光源被断开时感测胶囊的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的对照值；
[0083]-计算对照值与校正值之间的差值；
[0084]-如果该差值等于或高于预定义阈值，则丢弃先前确定的至少一个样品值并且再次在第一步骤开始胶囊识别过程；
[0085]-如果该差值低于预定义阈值，则将胶囊的确定类型传输到机器的控制单元。
[0086]
所感测的光学特性是例如胶囊的颜色，并且值是表征此类颜色的矢量，例如三维颜色矢量。然后，胶囊识别模块可被配置为通过计算经校正的样品值与至少一个参考值之间的欧几里得距离来确定胶囊的类型，该至少一个参考值代表胶囊类型。
[0087]
优选地，机器包括胶囊识别位置。
[0088]
该机器还可进一步包括胶囊检测器，该胶囊检测器用于检测位于或接近机器的胶囊进料器的胶囊的存在，并且通过胶囊识别模块触发胶囊识别。
[0089]
该机器还可包括材料检测器，该材料检测器用于识别位于或接近机器的胶囊进料器的胶囊的材料。
[0090]
在另一方面，本发明涉及此类机器和胶囊的组合，例如，此类胶囊位于机器的提取室中或此类胶囊通过机器的胶囊进料器来操纵。
[0091]
在又另一方面，本发明涉及在此类机器中从胶囊制备和分配饮料的方法，该方法包括：
[0092]-将胶囊插入机器中；
[0093]-通过在光源被断开时用光学传感器感测胶囊的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的校正值；
[0094]-通过在光源被接通时感测胶囊的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的至少一个样品值；
[0095]-用该校正值和该至少一个样品值来计算经校正的样品值；
[0096]-通过将经校正的样品值与至少一个参考值进行比较来确定胶囊的类型，该至少一个参考值代表胶囊类型。
[0097]
可通过从至少一个样品值中减去校正值来计算经校正的样品值。
[0098]
优选地，确定至少一个样品值的步骤包括在光源被接通时连续地确定胶囊的表面
的至少一部分的三个样品值以及通过计算该三个样品值的平均值并从该平均值中减去校正值来计算经校正的样品值。
[0099]
在优选实施方案中，确定校正值的步骤是在第一步骤中执行，并且确定至少一个样品值的步骤是在第二步骤中执行，其中该方法还包括：
[0100]-在第二步骤之后的步骤中，通过在光源被断开时感测胶囊的表面的至少一部分的光学特性来确定该光学特性的对照值；
[0101]-计算对照值与校正值之间的差值；
[0102]-如果该差值等于或高于预定义阈值，则丢弃先前确定的至少一个样品值并且再次在第一步骤开始胶囊识别过程；
[0103]-如果该差值低于预定义阈值，则将胶囊的确定类型传输到控制单元。
附图说明
[0104]
现在参照示意图描述本发明，其中：
[0105]-图1是根据本发明的机器的透视图；
[0106]-图2是图1所示机器的剖视图，其中胶囊待识别且朝向机器的提取室进料，并且具有用户容器；
[0107]-图3示出了图2所示的机器和胶囊，其中第一部件和第二部件已被从它们的关闭位置带到它们的打开位置；
[0108]-图4是图3的机器和胶囊的剖视图，其中已朝向提取室释放胶囊；并且
[0109]-图5示出了图4的机器和胶囊，其中经释放的胶囊已被固定在处于它们的打开位置的第一部件和第二部件之间；
[0110]-图6示出了图5的机器和胶囊，其中第一部件和第二部件已相对于彼此移动到它们的关闭位置以形成在其中容纳胶囊的提取室，液体供应器将液体供应到提取室中以与胶囊中的调味配料混合并经由出口将该液体分配到用户容器；
[0111]-图7示出了图6的机器和胶囊在提取胶囊之后以及在第一部件和第二部件相对于彼此移动到它们的打开位置之后的情况，其中胶囊被弹出到废物收集器中并且没有向机器的提取室进料新胶囊；
[0112]-图8示出了图7中的机器和胶囊的变型，其中在提取的胶囊被弹出后朝向机器的提取室进料新胶囊；
[0113]-图9是根据本发明的实施方案的胶囊识别模块以及所识别的胶囊的剖视图；
[0114]-图10是图9的胶囊识别模块的剖视图。
[0115]-图11是示出了校准根据本发明的胶囊识别模块的过程的框图。
具体实施方式
[0116]
图1至图8示出了根据本发明的饮料机器1的示例性实施方案，该机器用于制备和分配饮料2，诸如茶、咖啡、巧克力热饮、巧克力冷饮、奶、汤或幼儿食品。该配料可以配料胶囊3的形式被供应，例如在上述标题为“技术领域”部分中描述的类型。
[0117]
图1至图8的顺序示出了机器1中的饮料制备顺序，从配料胶囊3的供应到在制备好饮料之后移除胶囊3。
[0118]
机器1包括用于提取饮料配料胶囊3以形成饮料2的提取单元10。提取单元10具有例如第一部件11和第二部件12，该第一部件和第二部件能够在用于插入和/或移除胶囊3的打开位置与用于固定和提取此类胶囊3的关闭位置之间相对地移动，该关闭位置是诸如其中第一部件11和第二部件12界定提取室100的关闭位置。例如，部件11、12中的至少一个部件具有胶囊开启器，例如一个或多个胶囊刺穿器，并且/或者所述部件11、12中的至少一个部件具有开口，以供要与此类胶囊3中容纳的配料混合的液体流入。
[0119]
机器1包括用于控制提取单元10以提取胶囊3的控制单元40，示意性地在图2至图8中示出。控制单元40可由电源(例如经由电线45)或由直流电源(例如一个或多个电池，诸如汽车电池或便携式电池或机器电池)供电。
[0120]
机器1具有出口20，该出口用于将通过提取此类胶囊3形成的饮料2分配到位于容器放置区域中的用户容器4，诸如茶杯或马克杯，以收集饮料2。此类容器放置区域可处于容器支撑件5、6上，例如，此类机器1所在的外部放置支撑件5、或机器支撑件6，例如可移动或可移除的机器支撑件6，例如位于外部放置支撑件5上或上方的机器支撑件6。
[0121]
在实施方案中，出口20例如固定到机器头21或由该机器头形成或安装到该机器头上或安装在该机器头中。例如，机器头21具有其中出口20位于容器放置区域上方的展开位置以及其中出口20回缩到机器1的外部主外壳14内的塌缩位置。机器头21可通过第一部件11和第二部件12中的至少一个部件或通过由控制单元控制的致动器驱动以向内进入和向外离开外壳14。
[0122]
出口20可固定到能够移动的饮料引导件22或由其形成或安装到其上或安装到其中，该引导件具有将饮料2分配到容器放置区域的饮料分配构型(例如图6中所示)和阻止将饮料分配到容器放置区域的饮料停止构型(例如图2中可见)，例如通过将残余饮料从引导件22经过引导边缘23排出到废物容器60。引导件22可通过第一部件11和第二部件12中的至少一个部件或通过一个(或上述)机器头21或通过由控制单元控制的致动器在分配构型与停止构型之间驱动。
[0123]
提取单元10包括致动器13，该致动器被配置为使第一部件11和第二部件12相对于彼此在它们的打开位置和关闭位置之间相对地移动。致动器13连接到控制单元40并受其控制以使第一部件11和第二部件12相对于彼此移动。
[0124]
控制单元40连接到用于启动和/或控制提取单元10的输入装置。根据本发明，输入装置包括例如用户界面41和胶囊识别模块8，以识别准备插入提取单元10的胶囊3的类型。输入装置任选地还包括胶囊传感器，该胶囊传感器用于感测位于和/或接近提取单元10的胶囊3的存在，例如用于感测位于和/或接近胶囊识别位置的胶囊3的存在。
[0125]
提取单元10可包括用于将胶囊3进料到提取室100的胶囊进料器15。胶囊进料器15可具有胶囊分配器151，该胶囊分配器具有从胶囊进料器15朝向提取室100释放胶囊3的释放构型以及保持胶囊3远离提取室100的保持构型。胶囊进料器15可包括机械和/或磁性胶囊门，诸如匹配胶囊3的外部形状的至少一部分的胶囊保持器151。
[0126]
胶囊进料器15可具有用于将胶囊3引导至提取室100呈预定胶囊取向以使其进入提取室100的通道152(图4)，诸如优选地与胶囊固定器相关联的通道152，该胶囊固定器用于在将第一部件11和第二部件12相对于彼此移动到它们的关闭位置(图6)之前将胶囊3固定在处于它们的打开位置(图5)的第一部件11与第二部件12之间。
[0127]
当第一部件11和第二部件12处于打开位置(图4)或当它们朝向打开位置移动时，控制单元40可控制胶囊分配器151以从进料器15释放胶囊3，以当第一部件11和第二部件12返回它们的关闭位置(图6)时使胶囊3进入提取室100。
[0128]
当第一部件11和第二部件12为以下情况时，控制单元40可控制胶囊分配器151以将胶囊3保持在进料器15中并且远离提取室100：处于关闭位置或移动到关闭位置(图2)；或者处于打开位置并且即将移动到关闭位置，以便在胶囊3从分配器151释放的情况下为该胶囊留出的时间不足以在第一部件11和第二部件12到达关闭位置之前将该胶囊接收到提取室100中。
[0129]
任选地，胶囊进料器15可包括或关联到连接到控制单元40的胶囊传感器，该控制单元例如配置成用于在当胶囊传感器感测到胶囊分配器151上或胶囊分配器处无胶囊3时，使胶囊分配器151进入或保持其保持构型(图7)。
[0130]
控制单元40可被配置为控制致动器13，使得在从饮料制备触发事件开始过去了预定时间段后，第一部件11和第二部件12被致动器13从打开位置移动到关闭位置，该饮料制备触发事件为诸如例如胶囊检测、胶囊识别、用户致动机器的用户界面或到达打开位置或这些事件的组合(图2至图6)。例如，预定时间段在3秒至15秒的范围内，诸如5秒至12秒，例如7秒至10秒。
[0131]
提取单元10可包括液体供应器50、51、52、53、54，用于将液体(例如水)供应到提取室100(图2)。液体供应器50、51、52、53、54可连接到控制单元40并受其控制，以将液体供应到提取室100中以及中断此类供应，中断此类供应的操作是例如自动和/或经由连接到控制单元40的用户界面41手动执行。
[0132]
例如，液体供应器50、51、52、53、54包括以下项中的一者或多者：液体源50，诸如液体储罐或连接到外部液体提供器的液体连接器；用于将液体引导至提取室100的一条或多条液体管51、52；用于将液体驱动到提取室100中的液体驱动器53，诸如泵；以及用于热调节液体的热调节器54，例如加热器和/或冷却器，诸如直列式热调节器，例如直列式流量调节器。
[0133]
控制单元40可被配置为控制液体供应器50、51、52、53、54，以当第一部件11和第二部件12已经到达它们的关闭位置，其中在第一部件11和第二部件12从打开位置移动到关闭位置时胶囊3容纳在提取室100中时，将液体自动供应到提取室100中，以便将液体与胶囊3中容纳的配料混合并形成经由出口20分配的饮料2。参见图6。
[0134]
控制单元40可被配置为控制液体供应器50、51、52、53、54，以当第一部件11和第二部件12已经到达它们的关闭位置，其中提取室100中未容纳任何胶囊时，将液体自动供应到提取室100中，以便冲洗或清洁提取单元10的至少一部分和任选的出口20。例如，液体供应器50、51、52、53、54被配置为在冲洗或清洁温度下供应液体，该冲洗或清洁温度与此类液体例如通过泡制来形成饮料的温度不同。
[0135]
在实施方案中，还设想递送冷冻或凉爽的饮料。
[0136]
控制单元40可被配置为控制液体供应器50、51、52、53、54，以在第一部件11和第二部件12已经到达它们的关闭位置，其中提取室100中未容纳任何胶囊时，不将液体自动供应到提取室100中。例如，控制单元40被配置为控制液体供应器50、51、52、53、54，以在连接到控制单元40的用户界面41上感测到对应的手动用户输入时将液体供应到提取室100中。
[0137]
根据本发明，机器1包括胶囊识别模块8，该胶囊识别模块连接到控制单元40并且被配置为识别进料到或准备进料到提取室100的胶囊3(优选地为位于限定的胶囊识别位置的胶囊3)的类型。根据本发明，胶囊识别模块8通过识别胶囊3的表面的至少一部分的至少一种光学特性(例如颜色、照度或任何其他光学特性)来识别胶囊3的类型。
[0138]
控制单元40优选地被配置为根据与类型相关联的液体供应程序来控制液体供应器50、51、52、53、54，该液体供应程序为诸如具有一个或多个经调节的供应液体参数的液体供应程序，该一个或多个经调节的供应液体参数选自在所识别的胶囊3的提取期间恒定或可变的液体温度、流量、压力和体积。例如，类型可选自多个胶囊类型，该多个胶囊类型可在提取室100中提取并且各自与存储在连接或可连接到控制单元40的内部或外部数据存储装置中的至少一种参考光学特性相关联。
[0139]
胶囊识别模块8例如定位在胶囊进料器15附近，并且更具体地在胶囊分配器151的附近、周围和/或其中。胶囊识别位置例如被限定在胶囊进料器15中，例如在胶囊分配器151上。
[0140]
控制单元40可具有提取结束管理程序，该提取结束管理程序在液体供应被中断时(例如，当预定提取过程结束或被检测为有故障时)自动运行，以执行以下操作：
[0141]-将第一部件11和第二部件12立即相对于彼此移动到它们的打开位置，以便从第一部件11与第二部件12之间移除任何胶囊3；或
[0142]-使第一部件11和第二部件12在预定时间段(例如在1秒至5秒诸如2秒至3秒的范围内)内保持在关闭位置，从而允许手动请求(例如经由连接到控制单元40的用户界面41)以经由液体供应器50、51、52、53、54将额外量的液体供应到提取室100中，以及在所述预定时间段内不存在此类手动请求时，将第一部件11和第二部件12相对于彼此移动到它们的打开位置，以便从第一部件11与第二部件12之间移除任何胶囊3，例如将此类胶囊3移入由一个(或上述)废物容器60形成的旧胶囊收集器60中。
[0143]
任选地，在将第一部件11和第二部件12移动到它们的关闭位置之前，第一部件11和第二部件12可保持进入它们的打开位置预定时间段，诸如在1秒至6秒例如2秒至4秒的范围内的时间段，从而允许将新胶囊3插入在第一部件11与第二部件12之间，然后将它们相对地移动到它们的关闭位置，其中新胶囊3容纳在提取室100中以供提取新胶囊3。
[0144]
在使用期间，可执行以下步骤(图1至图6)：
[0145]-将容器4放置在容器放置区域；
[0146]-将胶囊3放置在胶囊进料器15上；
[0147]-通过胶囊识别模块8识别胶囊3的类型；
[0148]-自动、半自动或手动地将第一部件11和第二部件12相对地移动到它们的打开位置；
[0149]-将胶囊3供应到提取单元10；
[0150]-将第一部件11和第二部件12相对地移动到它们的关闭位置以将胶囊3定位在提取室100中；
[0151]-应用基于胶囊3的识别类型确定的提取参数提取提取室100中的胶囊3以制备饮料2；以及
[0152]-经由出口20将所制备的饮料2分配到容器4。
[0153]
根据本发明，识别模块8被配置为通过识别胶囊3的表面的至少一部分的至少一种光学特性来确定插入或放置在机器1上(优选地处于胶囊识别位置中，例如在胶囊进料器15上)的胶囊3的类型。
[0154]
机器1通常允许提取不同类型的胶囊，以便制备不同的饮料和/或不同的饮料风格。提取室100中可提取的不同类型的胶囊例如对应于容纳在其中的不同配料和/或不同的配料调理。在实施方案中，每种类型的胶囊对应于具体类型的咖啡，其不同于容纳在其它类型胶囊中的咖啡，例如但不限于容纳在胶囊中的咖啡的产地、烘焙程度、研磨水平、数量和/或其咖啡因含量中的一者或多者。另选地或以它们的组合，在机器1中可提取的不同类型的胶囊对应于用于制备不同饮料的配料，诸如例如咖啡、奶、汤、幼儿牛奶、茶、冷饮等。
[0155]
优选地，每种胶囊类型与胶囊3的表面的至少一部分的至少一种特定光学特性(例如参考颜色、参考照度或另一参考光学特性)相关联，从而例如允许用户在视觉上区分不同类型的胶囊。代表此类参考光学特性的数据(例如参考颜色矢量和/或照度值)优选地存储在连接或可连接到控制单元40和/或胶囊识别模块8的内部或外部数据存储装置中。
[0156]
机器1可配置成用于使用特定于具体类型的胶囊3的制备参数来提取每个胶囊3。例如，制备参数包括以下项中的一者或多者：载液温度、载液体积、提取时间、载液压力、载液类型、连续制备阶段数量等。与在机器1中可提取的每种胶囊类型一起使用的制备参数优选地存储在连接或可连接到控制单元40和/或胶囊识别模块8的内部或外部数据存储装置中。基于由胶囊识别模块8确定并由控制单元40用来控制所识别的胶囊3的提取的胶囊3的类型来选择适当的制备参数。
[0157]
机器1还可配置成用于将关于在机器中提取的每个胶囊类型的信息存储和/或传输到外部服务器，以便例如监测机器1上的胶囊消耗。
[0158]
参考图9，胶囊识别模块8包括：光源82，例如白色led或任何其他合适的光源，优选地具有已知明确光谱；和光学传感器81，例如相机、颜色传感器、感光器或适合于捕获待测量的光学特性的任何其他光学传感器。胶囊识别模块8还优选地包括控制器83，例如但不限于asic或可编程微控制器，用于控制光源82和光学传感器81，例如用于接通和断开光源82和/或用于接收和处理来自光学传感器81的信号。光源82、光学传感器81和控制器83优选地附接(例如焊接)到电子板80(通常为pcb)，以已知的方式为它们提供必要的电力和数据连接和/或互连。控制器83优选连接到机器1的控制单元40并受其控制。
[0159]
在实施方案中，胶囊识别模块8例如包括光导89，该光导用于将由光源82发射的光引导朝向胶囊识别位置或其至少一部分，以及用于优选地将由光学传感器81接收的光限制为由位于胶囊识别位置的对象反射的光，以便尽可能多地避免感测杂散光，例如环境光。光导89为例如覆盖件的形式，该覆盖件关联到(例如附接到)电子板80并且至少部分地覆盖光源82和/或光学传感器81。覆盖件包括例如开口或其他引导装置，以用于向和从胶囊识别位置引导光。在例示的示例中，在光学传感器81和光源82中的每一者上方的覆盖件中形成腔，并且这些腔在其上侧开口。腔的内壁优选地被成型，以便避免腔内的反射，这些反射可导致位于胶囊识别位置处的对象的错误照明和/或对由所述对象反射的光的错误感测。
[0160]
任选地，机器1包括用于检测位于或接近胶囊进料器的胶囊的胶囊检测器84。胶囊检测器84例如被包括在胶囊识别模块8中，优选地附接到例如焊接在电子板80上。然而，胶囊检测器的其它部署在本发明的框架内是可以的。胶囊检测器84可为任何合适的类型，例
如，存在和/或运动检测器，诸如红外(ir)检测器、电感式和/或电阻式检测器、机械开关元件等。胶囊检测器84例如由胶囊识别模块8的控制器83控制或直接由机器的控制单元控制。胶囊检测器84例如检测位于或接近胶囊识别位置的胶囊的存在。
[0161]
在实施方案中，机器1还包括图中未示出的材料检测器，用于检测位于或接近胶囊进料器的胶囊的材料。材料检测器为例如用于识别胶囊的金属主体的电感器或电阻元件。材料检测器的输出例如被发送到控制器83并且与胶囊识别模块8的输出一起使用，作为确定位于或接近胶囊进料器的胶囊的类型的附加标准。材料检测器可以是除任选的胶囊检测器84之外的附加检测器。另选地，可使用单个检测器(例如电感式、电容式或电阻式检测器)作为胶囊检测器和材料检测器。
[0162]
图10示出了胶囊3在被引入机器的提取室之前位于机器的胶囊进料器15中的胶囊识别位置处的胶囊。胶囊识别模块8优选地与胶囊进料器15相关联或为其的一部分。胶囊识别模块8例如附接到胶囊保持器151并且被定位成使得光源82发射的光被引导朝向放置在胶囊进料器15中的胶囊识别处的胶囊3的表面，并且使得由胶囊3的表面反射的光源82的光的至少一部分被引导朝向光学传感器81。
[0163]
在例示的示例中，胶囊识别模块8附接在胶囊保持器151的胶囊接收表面下方。在胶囊保持器151的优选不透明的材料中形成窗口，该窗口与胶囊识别模块8的光导89的开口配合，从而允许光源82发射的光到达放置在胶囊保持器151上的胶囊识别位置处的胶囊3的表面的至少一部分，并且允许所述表面反射的光由光学传感器81接收。
[0164]
形成于胶囊保持器151的优选不透明的材料中的窗口优选地被半透明材料覆盖，以便保护胶囊识别模块8的元件(特别是光学传感器81、光源82和任选的胶囊检测器84)，使其免受外部机械性侵蚀，诸如但不限于灰尘、插入胶囊保持器151的窗口中的物体等。在实施方案中，胶囊保持器151的胶囊接收表面覆盖有半透明表层153，该表层由例如坚固半透明塑料材料制成并且被成型(例如模制)成匹配胶囊3的表面的形状，以便在胶囊3被正确地放置在胶囊保持器151上的胶囊识别位置处时为该胶囊提供稳定的位置。在实施方案中，覆盖件153此外被略微着色，以便至少部分地将胶囊识别模块8及其元件隐藏在机器用户的视野中，同时不会显著损害胶囊识别模块8对胶囊3的光学感测。
[0165]
在实施方案中，当将胶囊3接近和/或放置在胶囊进料器15中的胶囊识别位置处时，任选的胶囊检测器84检测胶囊3的存在并将对应信号发送到控制器83和/或机器的控制单元，该信号会激活胶囊识别模块8以开始胶囊识别过程。
[0166]
该胶囊识别过程包括：激活光源82以照射位于胶囊识别位置处的胶囊3的表面的至少一部分；激活光学传感器81以根据由所述表面反射并由光学传感器81接收的光来感测胶囊3的至少一种光学特性，例如颜色、照度或另一种光学特性；并且确定表征胶囊3或胶囊3的感测表面的此类光学特性的样品值。样品值例如为表征光学特性的数值，诸如照度、预定频率范围内的反射率等，或者为数值矢量，例如表征颜色的三维矢量，如例如在公开的pct申请wo 2018/229102 a1中所描述。然后将胶囊3的至少一个样品值或者若干样品值的平均值与光学特性的一个或多个已知参考值进行比较，每个参考值通常代表不同胶囊类型。优选地，待识别的胶囊3的类型将被确定为是代表性参考值最接近针对胶囊3确定的样品值或平均样品值的类型。
[0167]
另选地，特别是在机器不包括任何胶囊检测器的情况下，胶囊识别模块8是通过例
如机器的用户界面的用户致动来激活，例如通过激活饮料制备命令来激活。
[0168]
在实施方案中，胶囊识别模块8是颜色识别模块，并且胶囊识别是例如如pct申请wo 2018/229102 a1中所描述那样执行，该pct申请以引用方式并入本文。另选地或与其组合地，胶囊识别模块可确定胶囊3的表面的总反射率、一个或多个频谱中的反射水平、照度或任何其他适当的光学特性。
[0169]
为了简洁起见，如本技术全文所用，术语“值”可指定单个数值，诸如例如，优选地在有限频率范围内的照度值或总反射率水平；或指定数值矢量，例如，rgb颜色矢量或如wo 2018/229102 a1中所描述的颜色矢量。
[0170]
为了消除或至少减轻环境光对确定代表位于胶囊识别位置的胶囊的感测到的光学特性的样品值的影响并且由此减少胶囊识别过程中的错误概率，本发明的胶囊识别模块8被配置为执行校正步骤。
[0171]
根据本发明，该校正步骤包括：在胶囊识别模块8的光源82被断开时，即，在胶囊识别位置处的胶囊3的表面仅由环境光照亮时，感测位于胶囊识别位置处的胶囊3的光学特性。优选地，除了照明之外，确定校正值时的条件与确定至少一个样品值时的条件相同。具体地，当胶囊相对于光学传感器81处于相同位置，优选地处于胶囊识别位置时，对校正值和至少一个样品值进行采样。
[0172]
校正值用于将至少一个样品值校正成至少一个经校正的样品值中，该至少一个经校正的样品值代表在仅由光源82发射的光的影响下(即在没有环境光的影响下)所采样的胶囊3的光学特性。
[0173]
例如通过从样品值中或从代表相同胶囊3的样品值的平均值中减去校正值来计算经校正的样品值。然而，在本发明的框架内，其他计算经校正样品值的方法是可能的，这取决于例如光学特性的性质、表征光学特性的单位或值等。
[0174]
根据本发明的在图11的图中示意性地示出的胶囊识别过程的优选实施方案，在第一步骤71中确定校正值。因此，一旦胶囊定位在胶囊识别位置并且胶囊识别过程通过检测传感器的信号自动发起或通过机器的用户界面的用户致动手动发起，胶囊识别模块的光学传感器就在光源被断开时感测胶囊的对应光学特性，从而确定校正值。在第二步骤72中，将光源接通，并且光学传感器感测胶囊的相同光学特性，从而确定胶囊的光学特性的至少一个样品值。在第二步骤72中，光学传感器优选地例如在突发中连续地感测胶囊的光学特性至少两次，例如三次。然后优选地将如此确定的至少两个(例如三个)样品值彼此进行比较，以便检测在样品值测量突发期间感测条件的可能变化，这可能指示不稳定的胶囊和/或快速变化的环境条件，特别是环境照明条件，这可能导致胶囊识别过程的错误结果。如果样品值内的变化高于预定阈值，则例如忽略样品值并且中断胶囊识别过程并可能使其从头开始重复。如果该变化低于或等于预定阈值，则将样品值中的一个样品值用作由感测步骤得到的样品值，或者求样品值的平均值并且将该平均值用作由感测步骤得到的样品值。然后，例如通过从所得样品值中减去校正值来计算经校正的样品值。另选地，通过校正值校正相同胶囊的每个样品值，并且然后将其与相同胶囊的其他经校正样品值求平均值。
[0175]
然后在步骤73中使用所得经校正的样品值来基于参考值确定所感测的胶囊的类型，如上文所解释。
[0176]
任选地，在胶囊识别过程的步骤74处，在光源被断开的情况下再次感测胶囊的光
学特性。将如此确定的对照值与在第一步骤71中捕获的校正值进行比较，以便确定环境照明条件在胶囊识别过程期间是否保持稳定。
[0177]
如果环境光在识别过程的开始和结束之间显著改变，即，如果校正值和对照值之间的差值高于预定义阈值，则胶囊识别过程优选地从第一步骤71开始重复，以便避免可能由照明条件的变化引起的错误。
[0178]
如果环境光在胶囊识别过程的开始和其结束之间没有发生显著变化，即，如果校正值和对照值之间的差值低于预定义阈值，则在胶囊识别过程期间确定的胶囊类型被认为是高概率正确的并且因此由机器的控制器用来使用所识别的胶囊控制饮料制备过程。
[0179]
另选地，确定胶囊类型的步骤73在确定环境光在胶囊识别过程期间是否显著改变的步骤75之后执行。因此，如果答案是肯定的，即，如果环境光显著改变，并且必须针对相同胶囊重新开始进行胶囊识别过程，则可省去将可能不相关的经校正样品值与参考值进行比较的不必要操作。类似地，由于相同的原因，可在确定步骤75之后执行用校正值校正至少一个样品值。