1.本发明属于咖啡机技术领域，具体而言，涉及一种全自动手冲咖啡智能设备及其工作方法。


背景技术：

2.随着近些年来我国经济的飞速发展，人们对生活质量和生活服务有了更高的要求。饮品行业也是如此，逐渐呈现出多样化、精致化的特点，咖啡这种饮品逐渐被大众所追捧，目前市面上咖啡店多采用人工进行手冲咖啡的制作，且越来越多的咖啡品牌的兴起，在品牌扩张过程中，在各地均设置分店，人工冲泡无法固定品牌亮点，对咖啡师功力要求较高，容易导致品质不稳定和冲泡时间长的问题，影响了经济效益和品牌口碑，近些年，智能咖啡机有所发展，但仍无法解决咖啡冲调口感一致性的问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种全自动手冲咖啡智能设备及其工作方法，按照手工冲泡咖啡的步骤和关键点进行自动智能冲泡，智能化程度高，保证咖啡冲调的口感一致性，解决了人工冲调的差异性。
4.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
5.一种全自动手冲咖啡智能设备，包括咖啡机本体和控制机构。
6.所述咖啡机本体包括水箱、料箱、分享壶和废液槽，所述水箱包括储水箱、恒温箱和微型水泵，所述储水箱与所述恒温箱底部连通，所述料箱用于存放咖啡豆，所述料箱的底部设置有供料阀，所述供料阀的底部设置有研磨机和滤杯架，所述滤杯架用于放置滤杯，所述分享壶设置于所述滤杯架的正下方，所述废液槽设置于所述分享壶的底部。
7.所述控制机构设置于所述咖啡机本体的内部，所述控制机构包括主控制器、信息输入模块、检测模块、时间模块和报警提示模块，所述信息输入模块包括本机输入单元、有线输入单元和无线输入单元，所述检测模块包括液位传感器、温度传感器、供水流量计、水质检测传感器、料箱重量传感器、出液重量传感器和滤杯架重量传感器，所述时间模块包括计时单元和时钟单元，所述报警提示模块包括蜂鸣器、led灯和扬声器。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述储水箱的进水端设置有过滤组件，所述过滤组件的入口端连接供水水源，所述恒温箱的内部设置有加热件，所述加热件与所述主控制器电性连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述微型水泵的进水端分别与所述储水箱和所述恒温箱的出水端连通，所述储水箱和所述恒温箱的出水管路上分别设置有第一电动阀和第二电动阀，所述第一电动阀、所述第二电动阀和所述微型水泵均与所述主控制器电性连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述供料阀和所述研磨机均与所述主控制器电性连接，所述滤杯架呈圆环形结构，所述滤杯架与所述研磨机之间设置有螺旋环状的水滑
道，且所述水滑道与所述研磨机和所述滤杯架之间相互隔离，无直接连接，所述微型水泵的出水端与所述水滑道的进水端连通，所述水滑道用于对滤杯进行螺旋状循环注水，所述水滑道在所述研磨机工作时可收缩或左右移动以防止阻挡咖啡粉直接落入滤杯中，所述水滑道与所述主控制器电性连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述信息输入模块与所述主控制器电性连接，所述信息输入模块与所述主控制器电性连接，所述信息输入模块用于接收用户的设置数据，设置数据为包含关键点数据的各类格式的图形数据或数据包、符合通讯协议的参数数据和离线生成的历史数据中的一种。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述本机输入单元包括触摸屏和操作按键，所述触摸屏和所述操作按键均设置于所述咖啡机本体的前侧，所述有线输入单元包括usb接口和网络接口，所述usb接口和所述网络接口均设置于所述咖啡机本体的一侧，所述无线输入单元包括蓝牙通信元件和wifi通信元件，所述蓝牙通信元件和所述wifi通信元件均设置于所述主控制器的一侧。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述检测模块与所述主控制器电性连接，所述液位传感器和所述温度传感器均设置于所述恒温箱的内部，所述液位传感器用于检测所述恒温箱内的水位，所述温度传感器用于实时检测所述恒温箱内的液体温度，所述供水流量计设置于所述微型水泵的泵后管路上，用于检测所述微型水泵输水水量，所述水质检测传感器设置于所述储水箱的内部，用于检测所述储水箱内的水质情况，方便提示用户更换过滤件，所述料箱重量传感器设置于所述料箱的底部，用于检测咖啡豆的存量和用量，所述出液重量传感器设置于所述分享壶的底部，用于检测获得的咖啡液的重量，所述滤杯架重量传感器设置于所述滤杯架的支撑杆上，用于检测研磨咖啡粉的重量，同时配合所述出液重量传感器检测冲泡注水总重量。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述时间模块与所述主控制器电性连接，所述计时单元用于计量咖啡研磨和冲泡的时间，所述时钟单元定期校准北京时间，用于智能设备的定时开关机和运行参数参考。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述报警提示模块与所述主控制器电性连接，所述蜂鸣器、所述led灯和所述扬声器均设置于所述咖啡机本体的前侧。
16.另一方面，一种全自动手冲咖啡智能设备的工作方法，包括以下步骤：
17.s1，运行参数输入，用户根据实际情况选择本机输入、有线输入或无线输入中的一种方式进行参数设置，本机输入时，在咖啡机本体前侧的触摸屏和操作按键上进行手动设置，有线输入时，连接usb或网络，将预先设置好的数据包传输至主控制器上，无线输入时，使用终端通过蓝牙或wifi连接并将数据发送至主控制器上，完成运行参数的设置；
18.s2，滤纸、滤杯准备，在滤杯架上放入带有咖啡滤纸的滤杯；
19.s3，自动冲调，根据设置参数，手动开启或自动定时开启运行，恒温箱内加热件启动运行将水温加热至设定温度，同时，供料阀开启，投放定量的咖啡豆至研磨机内，研磨机根据设定的咖啡粉粗细度开启研磨，并将研磨好的咖啡粉送至滤杯架上的滤杯内，滤杯架重量传感器检测到滤杯架上的滤杯内咖啡粉重量到达设定值时将信号传输主控制器上，然后主控制器根据供水流量计和计时单元的信号控制微型水泵启停，将恒温箱内按温度参数准备好的水定时定量模拟手冲咖啡以螺旋状形式通过水滑道注入至滤杯架上的滤杯内，水
与咖啡粉融合后形成萃取咖啡液从滤杯底部流入分享壶内，出液重量传感器和滤杯架重量传感器配合检测到注入液体到达设定量时，传输信号至主控制器，主控制器控制微型水泵停止工作，并开启蜂鸣器、led灯和扬声器，提示用户完成咖啡冲调。
20.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
21.(1)通过共享咖啡冲泡数据，可得到按照冲泡数据自动冲泡出的手冲咖啡，让不同地方的人都能感受到同一优势数据所冲泡出来的同一口感的高品质咖啡；
22.(2)用智能机器替代了繁琐的手冲咖啡流程，节省了冲调时间，获得的是机器自动冲泡出的高品质手冲咖啡，提高了经济效益；
23.(3)解放了手冲咖啡爱好者的双手，降低了咖啡爱好者的劳动强度，并能获得相同品质或更高品质的手冲咖啡，利于咖啡品牌的推广和发展。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
25.图1是本发明所公开的一种全自动手冲咖啡智能设备的结构示意图；
26.图2是本发明所公开的一种全自动手冲咖啡智能设备的通信连接框图；
27.图3是本发明所公开的一种全自动手冲咖啡智能设备的工作方法的流程示意图；
28.附图标记说明：100-咖啡机本体；101-水箱；1011-储水箱；1012-恒温箱；1013-过滤组件；1014-第一电动阀；1015-第二电动阀；1016-加热件；1017-微型水泵；102-料箱；1021-供料阀；1022-研磨机；1023-滤杯架；1024-水滑道；103-分享壶；104-废液槽；200-控制机构；201-主控制器；202-信息输入模块；2021-本机输入单元；20211-触摸屏；20212-操作按键；2022-有线输入单元；20221-usb接口；20222-网络接口；2023-无线输入单元；20231-蓝牙通信元件；20232-wifi通信元件；203-检测模块；2031-液位传感器；2032-温度传感器；2033-供水流量计；2034-水质检测传感器；2035-料箱重量传感器；2036-出液重量传感器；2037-滤杯架重量传感器；204-时间模块；2041-计时单元；2042-时钟单元；205-报警提示模块；2051-蜂鸣器；2052-led灯；2053-扬声器。
具体实施方式
29.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.实施例一
35.参照附图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种全自动手冲咖啡智能设备，包括咖啡机本体100和控制机构200。
36.参照附图1所示，咖啡机本体100包括水箱101、料箱102、分享壶103和废液槽104，水箱101包括储水箱1011、恒温箱1012和微型水泵1017，储水箱1011与恒温箱1012底部连通，储水箱1011的进水端设置有过滤组件1013，过滤组件1013的入口端连接供水水源，储水箱1011用于储存冲调水源，过滤组件1013将供水水源分级过滤并达到水质要求后暂存于储水箱1011内，恒温箱1012的内部设置有加热件1016，通过加热件1016的启停控制恒温箱1012内的水温，使其能快速满足咖啡冲调的需要，恒温箱1012容量小于储水箱1011的容量，降低了加热件1016的工作负荷，防止储水箱1011水量过大造成加热件1016加热不均的问题，而影响了咖啡冲调的质量，料箱102用于存放咖啡豆，将统一品种的咖啡豆填充至料箱102内，方便设备自动获取咖啡豆进行研磨，料箱102的底部设置有供料阀1021，供料阀1021的底部设置有研磨机1022和滤杯架1023，供料阀1021用于控制料箱102的开闭，电动自动控制供料，减少人工干预，提高设备智能化程度，滤杯架1023用于放置滤杯，分享壶103设置于滤杯架1023的正下方，废液槽104设置于分享壶103的底部，分享壶103用于盛放冲调出的咖啡液，废液槽104防止咖啡液洒漏污染台面。
37.参照附图1-2所示，控制机构200设置于咖啡机本体100的内部，控制机构200包括主控制器201、信息输入模块202、检测模块203、时间模块204和报警提示模块205，信息输入模块202包括本机输入单元2021、有线输入单元2022和无线输入单元2023，信息输入模块202与主控制器201电性连接，信息输入模块202用于接收用户的设置数据，设置数据为包含关键点数据的各类格式的图形数据或数据包、符合通讯协议的参数数据和离线生成的历史数据中的一种，用户可根据使用场景通过不同的方式输入参数数据，且可接受的数据形式丰富，提高了设备的适应性，适用范围广，检测模块203包括液位传感器2031、温度传感器2032、供水流量计2033、水质检测传感器2034、料箱重量传感器2035、出液重量传感器2036和滤杯架重量传感器2037，时间模块204包括计时单元2041和时钟单元2042，报警提示模块205包括蜂鸣器2051、led灯2052和扬声器2053。
38.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
39.在本发明的实施例中，加热件1016与主控制器201电性连接，加热件1016受主控制器201的控制，根据温度传感器2032的检测信号和设置参数信号控制加热件1016将恒温箱
1012内的清水加热至设置要求温度。
40.在本发明的实施例中，微型水泵1017的进水端分别与储水箱1011和恒温箱1012的出水端连通。储水箱1011和恒温箱1012的出水管路上分别设置有第一电动阀1014和第二电动阀1015，第一电动阀1014、第二电动阀1015和微型水泵1017均与主控制器201电性连接，微型水泵1017根据参数设定步骤通过主控制器201控制开启将清水输送至滤杯架1023上的滤杯内与咖啡粉融合形成咖啡液，第一电动阀1014和第二电动阀1015受主控制器201的控制，实现储水箱1011和恒温箱1012内清水的排出，当恒温箱1012内温度比设定值高时可开启第一电动阀1014补充常温清水与沸水混合抽送至滤杯内，减少沸水降温时间。
41.在本发明的实施例中，供料阀1021和研磨机1022均与主控制器201电性连接，主控制器201控制供料阀1021和研磨机1022根据设定步骤开始或结束工作，用智能机器代替人工磨豆的繁琐流程，减轻工作强度，滤杯架1023呈圆环形结构，方便放置各类滤杯，滤杯架1023与研磨机1022之间设置有螺旋环状的水滑道1024，且水滑道1024与研磨机1022和滤杯架1023之间相互隔离，无直接连接，微型水泵1017的出水端与水滑道1024的进水端连通，水滑道1024用于对滤杯进行螺旋状循环注水，有效避免排气受阻的同时，产生扭挤冲刷的作用，更好的进行咖啡液的萃取冲调，同时符合手工冲泡咖啡的螺旋注水方式的要求，滤杯架1023也方便放置和更换滤杯、滤纸，水滑道1024在研磨机1022工作时可收缩或左右移动以防止阻挡咖啡粉直接落入滤杯中，水滑道1024与主控制器201电性连接，主控制器201输出信号控制水滑道1024的收缩移动。
42.在本发明的实施例中，本机输入单元2021包括触摸屏20211和操作按键20212，触摸屏20211和操作按键20212均设置于咖啡机本体100的前侧，用户可在触摸屏20211和操作按键20212上手动设定和调整参数信息，并可自动生成离线数据包，方便后续其他设备的调取使用，有线输入单元2022包括usb接口20221和网络接口20222，usb接口20221和网络接口20222均设置于咖啡机本体100的一侧，usb接口20221和网络接口20222可实现参数数据的有线导入和导出，无线输入单元2023包括蓝牙通信元件20231和wifi通信元件20232，蓝牙通信元件20231和wifi通信元件20232均设置于主控制器201的一侧，蓝牙通信元件20231和wifi通信元件20232可通过无线通讯技术与移动终端连接进行数据的双向传输。
43.在本发明的实施例中，检测模块203与主控制器201电性连接，液位传感器2031和温度传感器2032均设置于恒温箱1012的内部，液位传感器2031用于检测恒温箱1012内的水位，用于判断恒温箱1012内的水位情况，并通过主控制器201控制过滤组件1013启闭进行补水，防止水箱101缺水影响设备正常使用，温度传感器2032用于实时检测恒温箱1012内的液体温度，检测是否满足设置使用要求，供水流量计2033设置于微型水泵1017的泵后管路上，用于检测微型水泵1017输水水量，匹配参数设置的冲水量和频次，水质检测传感器2034设置于储水箱1011的内部，用于检测储水箱1011内的水质情况，方便提示用户更换过滤件，料箱重量传感器2035设置于料箱102的底部，用于检测咖啡豆的存量和用量，使单次冲调咖啡使用的咖啡豆重量与设定值匹配，出液重量传感器2036设置于分享壶103的底部，用于检测注水冲泡前咖啡粉的重量或获得的咖啡液的重量，作为咖啡冲调的结果性数据控制整套设备的停止，当达到设定咖啡液的重量或达到设定注水总量时，即控制设备停止注水冲泡，完成萃取冲调，滤杯架重量传感器2037设置于滤杯架1023的支撑杆上，用于检测研磨咖啡粉的重量，同时配合出液重量传感器2036检测冲泡注水总重量。
44.在本发明的实施例中，时间模块204与主控制器201电性连接，计时单元2041用于计量咖啡研磨和冲泡的时间，方便冲调时的注水间隔时间的计时，时钟单元2042定期校准北京时间，用于智能设备的定时开关机和运行，用户可预约设备在未来时间定时启停，设备通过时钟单元2042的控制，按照设定参数自动开启全过程的运行，满足快节奏生活的要求，提高时间利用率。
45.在本发明的实施例中，报警提示模块205与主控制器201电性连接，蜂鸣器2051、led灯2052和扬声器2053均设置于咖啡机本体100的前侧，方便提示用户取用咖啡液，同时在过滤件过期、水/咖啡豆缺货时提示用户及时补充，设计人性化，使用方便。
46.实施例二
47.参照附图3所示，本发明实施例另提供的一种全自动手冲咖啡智能设备的工作方法，包括以下步骤：
48.s1，运行参数输入，用户根据实际情况选择本机输入、有线输入或无线输入中的一种方式进行参数设置，本机输入时，在咖啡机本体100前侧的触摸屏20211和操作按键20212上进行手动设置，有线输入时，连接usb或网络，将预先设置好的数据包传输至主控制器201上，无线输入时，使用终端通过蓝牙或wifi连接并将数据发送至主控制器201上，完成运行参数的设置；
49.s2，滤纸、滤杯准备，在滤杯架1023上放入带有咖啡滤纸的滤杯：
50.s3，自动冲调，根据设置参数，手动开启或自动定时开启运行，恒温箱1012内加热件1016启动运行将水温加热至设定温度，同时，供料阀1021开启，投放定量的咖啡豆至研磨机1022内，研磨机1022根据设定的咖啡粉粗细度开启研磨，并将研磨好的咖啡粉送至滤杯架1023上的滤杯内，滤杯架重量传感器2037检测到滤杯架1023上的滤杯内咖啡粉重量到达设定值时将信号传输主控制器201上，然后主控制器201根据供水流量计2033和计时单元2041的信号控制微型水泵1017启停，将恒温箱1012内按温度参数准备好的水定时定量模拟手冲咖啡以螺旋状形式通过水滑道1024注入至滤杯架1023上的滤杯内，水与咖啡粉融合后形成萃取咖啡液从滤杯底部流入分享壶103内，出液重量传感器2036和滤杯架重量传感器2037配合检测到注入液体到达设定量时，传输信号至主控制器201，主控制器201控制微型水泵1017停止工作，并开启蜂鸣器2051、led灯2052和扬声器2053，提示用户完成咖啡冲调。
51.本实施例公开的一种全自动手冲咖啡智能设备及其工作方法，可通过三种方式输入设置参数，使设备智能化程度更高，满足不同应用场景的需求，通过提供冲调模式和数据设定后，按照设定参数进行手冲咖啡的自动冲煮，设定冲泡咖啡豆量和研磨粗细度，沸水温度、投加量和投加间隔时间以及萃取咖啡液的量等参数，还可根据需求设定定时开启和结束冲泡，通过智能设备根据同一参数运行进行手冲咖啡的冲泡，使不同地方或时间调制出的咖啡口感保持一致性，并获得更高品质的咖啡，方便咖啡品牌在不同区域的推广，使咖啡口感和品牌效应深入人心。
52.需要说明的是，第一电动阀1014、第二电动阀1015、加热件1016、微型水泵1017、供料阀1021、研磨机1022、主控制器201、触摸屏20211、蓝牙通信元件20231、wifi通信元件20232、液位传感器2031、温度传感器2032、供水流量计2033、水质检测传感器2034、料箱重量传感器2035、出液重量传感器2036、滤杯架重量传感器2037、计时单元2041、时钟单元2042、蜂鸣器2051、led灯2052和扬声器2053的具体型号规格需根据该装置的实际规格等进
行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
53.需要说明的是，第一电动阀1014、第二电动阀1015、加热件1016、微型水泵1017、供料阀1021、研磨机1022、主控制器201、触摸屏20211、蓝牙通信元件20231、wifi通信元件20232、液位传感器2031、温度传感器2032、供水流量计2033、水质检测传感器2034、料箱重量传感器2035、出液重量传感器2036、滤杯架重量传感器2037、计时单元2041、时钟单元2042、蜂鸣器2051、led灯2052和扬声器2053的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
54.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
55.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
56.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
57.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
58.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
59.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性
的或者”。