本實用新型涉及漿料型自動咖啡機及其控制系統，屬于自動售貨機控制系統技術領域。

背景技術：

咖啡是世界三大飲品之一，普遍存在世界每個角落，為咖啡機的設計和生產創造了良好的市場環境。咖啡機的發展經歷了幾個階段，從虹吸式咖啡機，到機械滴落式、電子控制式咖啡機，再到高壓蒸汽式以及全自動組合式咖啡機和新型咖啡機、咖啡包機和膠囊式咖啡機。如今咖啡包機和膠囊咖啡機越來越流行，它們也可稱作全自動咖啡機，“全自動”是兩者共同的特點，便于操作并且功能齊全。伴隨著咖啡文化在國內的盛行，全自動咖啡機掀起了一股全新的潮流。

然而國內生產的咖啡機，溫度控制精度不夠，且操作較為不便，需以手工輔助進行間歇式工作，清洗和泡制前的準備很費時間。

其次，現有的自動咖啡機基本都選用粉料盒作為原料，選用粉料盒是原因是，粉料管理方便，便于維護和清洗，控制也相對較方便。普通的直流電機就可以控制出料，通過控制出料的時間來完成量取。然而從消費者的角度來看，粉料有大量的添加劑，危害身體的健康。

再次，現有技術的供水系統單一，要么是自來水經過凈水器供水，要么是桶裝水供水。

因此，設計開發一種可用于功能齊全而價格相對較為低廉的咖啡機及其控制系統是很有必要的。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種可用于功能齊全且健康安全的漿料型自動咖啡機的漿料型自動咖啡機及其控制系統。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：漿料型自動咖啡機，其特征在于：其包括機架和安裝在機架上的工控操作部、咖啡制作部和落杯部；所述機架包括柜體和柜門；所述工控操作部安裝在柜門上，包括攝像頭和顯示器；所述咖啡制作部安裝在柜體內，包括研磨裝置、沖泡和攪拌裝置、供水裝置、加熱裝置、蠕動裝置、冷藏裝置；所述供水裝置包括自來水供水通道和水桶供水通道，并與沖泡和攪拌裝置及加熱裝置連接；所述加熱裝置與沖泡和攪拌裝置連接；所述冷藏裝置包括冷藏柜和制冰器，所述冷藏柜內藏有原料漿液，所述冷藏柜與沖泡和攪拌裝置連接，所述蠕動裝置與冷藏柜連接；所述落杯部安裝在柜門上，包括杯桶、落杯器和取杯蓋器。

供水裝置兼容自來水供水通道和水桶供水通道，使得咖啡機的水源多樣化，大大降低了咖啡機的運營成本。采用漿液型的原料，徹底解決了粉末添加劑帶來的危害，且漿液的新鮮度較高，大大地提升了咖啡的口感，健康安全。將漿液等物料儲存在冷藏柜中，使得物料不受高溫天氣的影響，大大減少了運營的工作量和運營成本的同時，保證了物料的新鮮度。在制作咖啡的過程中需要加牛奶、糖、巧克力等材料，由步進電機構成的蠕動泵可通過步進電機轉動的圈數來控制這些材料的出料量。沖泡和攪拌裝置則可以對加入的水和原料進行攪拌，沖泡室內還設有風扇，風扇可以將沖泡和制作飲品過程中產生的水蒸氣及時排出沖泡室。制冰器中冰塊則有安裝在制冰器中的推桿推落到紙杯中。而制冰器使得咖啡成品的溫度可調，擴大了機器能滿足的客戶需求范圍。

進一步地，所述供水裝置安裝在柜體的右上方，所述制冰器位于供水裝置的下方，所述冷藏柜位于供水裝置的左側；所述蠕動裝置位于冷藏柜的下方；所述研磨裝置安裝在柜體的左側，所述沖泡與攪拌裝置正對于研磨裝置和蠕動裝置的下方；所述制冰器尾端設有落冰管道，所述落冰管道的尾端與沖泡和攪拌裝置的出液口位置相應；所述落杯器在柜門上的位置相對位于出液口的下方，所述杯桶安裝在落杯器的上方。

進一步地，所述柜體的下部設有儲水柜，可用于放置水桶。

進一步地，所述研磨裝置包括豆盒、研磨室和安裝在研磨室的研磨電機；所述豆盒安裝在研磨室的上方；所述研磨室底部還設有微動開關一和落粉電磁閥。

研磨裝置主要實現的是咖啡豆的打磨和量取。研磨電機負責將咖啡豆打磨成粉末狀，微動開關一檢測粉末量，落粉電磁閥控制研磨室下料口的開閉。

進一步地，所述沖泡和攪拌裝置包括沖泡室和安裝在沖泡室內并受控于MCU的沖泡器、沖泡電機、攪拌電機、攪拌碗、微動開關二和微動開關三，所述攪拌電機包括攪拌棒，所述攪拌棒安裝在攪拌碗內。

沖泡電機負責將沖泡器推到沖泡位置，沖泡器負責沖泡，攪拌電機負責對攪拌碗里的液體進行攪拌。微動開關二檢測沖泡器的進粉口是否與研磨室下料口對齊，和控制沖泡電機轉動出廢渣。微動開關三負責開啟對沖泡器的清洗工作。

進一步地，所述水桶供水通道為雙水桶供水通道。

進一步地，所述供水裝置還包括水箱、水位傳感器、流量計和進水電磁閥，所述水箱安裝在柜體的右上方，所述自來水供水通道和水桶供水通道均和水箱連接，所述水位傳感器置于水箱內，所述流量計安裝在所述水箱的出水口并與加熱裝置連接，所述進水電磁閥安裝在水箱的進水口。水位傳感器和進水電磁閥可以實時地反饋和控制水箱內的儲水量，流量計則使得出水量能夠得到控制。

進一步地，所述加熱裝置包括鍋爐和安裝在鍋爐上并受MCU控制的加熱器、溫度傳感器、出水電磁閥和電磁增壓泵，所述電磁增壓泵一端與流量計連接，另一端與鍋爐連接。溫度傳感器可以實時反饋鍋爐內的水溫，使得機器對水溫的控制更加地精準，使得后期調配出來的咖啡具有更佳的口感。出水電磁閥控制鍋爐的出水，電磁增壓泵則可以對水進行加壓，使它具有足夠的壓力進行沖泡和攪拌。

進一步地，所述落杯控制系統還包括紅外檢測儀，以檢測杯子是否落下。

一種控制上述漿料型自動咖啡機的控制系統，包括工控操作系統、機器控制系統和落杯控制系統；所述工控操作系統包括工控操作部，控制工控操作部實現人機互動并將指令傳送給機器控制系統和落杯控制系統；所述機器控制系統通過MCU控制研磨裝置、沖泡和攪拌裝置、供水裝置、加熱裝置、蠕動裝置和冷藏裝置，實現咖啡制作部的運轉；所述落杯控制系統控制落杯部實現落杯。

當工控操作系統通過顯示屏接收到制作咖啡的指令時，將指令傳達給機器控制系統和落杯控制系統。受機器控制系統控制，咖啡制作部開始工作。首先，通過鍋爐內的溫度傳感器檢測水溫是否達到設定值，完成后，由微動開關二檢測到沖泡器的進粉口和研磨室的出粉盒的下料口相對準后，進行研磨，咖啡豆從豆盒中落入研磨室，研磨電機開始研磨。當粉末量增加到一定的量時，觸發安裝在研磨室底部出粉盒的的微動開關一，研磨電機停止工作。接著，沖泡和攪拌裝置中的沖泡器受沖泡電機控制調整位置，當微動開關二檢測到沖泡器的進粉口對準研磨室的下料口時，落粉電磁閥開始工作，粉料落進沖泡器內。供水裝置提供一定的水量潤濕粉末后，沖泡電機將沖泡器推到沖泡位置，微動開關二檢測沖泡器的位置合適后，沖泡電機停止工作。隨后，加熱裝置中熱水進入到沖泡其內進行沖泡。沖泡完成后，微動開關二控制沖泡電機轉動出廢渣。沖泡完成后的咖啡液從出液口落入由落杯控制系統操控落杯部安放好的杯子中。接著，蠕動泵將漿料從冷藏柜中轉出添加到攪拌碗里，攪拌電機控制攪拌棒進行攪拌，攪拌完成后，混合液被加入到咖啡液中，供顧客取用。當需要對沖泡器進行清洗工作時，可手動啟動微動開關三。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：本實用新型采用漿液型的原料，徹底解決了粉末添加劑帶來的危害，且漿液的新鮮度較高，沖泡的水溫同時得到了精準的控制，大大地提升了咖啡的口感，健康安全。將漿液等物料儲存在冷藏柜中，使得物料不受高溫天氣的影響，大大減少了運營的工作量和運營成本的同時，保證了物料的新鮮度。而制冰器使得咖啡成品的溫度可調，擴大了機器能滿足的客戶需求范圍。同時，采用自來水供水通道和水桶供水通道兼容的供水裝置，使得咖啡機的水源多樣化，大大降低了咖啡機的運營成本。

附圖說明

圖1為本實用新型咖啡機內部機構示意圖。

圖2為本實用新型咖啡機外部結構示意圖。

圖3為本實用新型系統示意圖。

圖4為本實用新型實施例意式濃縮咖啡的制作流程示意圖。

圖5為本實用新型實施例沖泡流程示意圖。

圖6為本實用新型原料添加流程示意圖。

圖中，1為機架，2為柜體，3為柜門，4為攝像頭，5為顯示器，6為水箱，7為冷藏柜，8為制冰器，9為攪拌碗，10為落冰管道，11為出液口，12為蠕動泵，13為豆盒，14為研磨室，15為沖泡器，16為鍋爐，17為電磁增壓泵，18為杯桶，19為落杯器，20為取杯蓋器。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

參見圖1-6，本實施例包括機架1、工控操作部、咖啡制作部和落杯部，后三者分別受控于工控操作系統、機械控制系統和落杯控制系統。

機架包括柜體2和柜門3。

工控操作部安裝在柜門3上，包括攝像頭4和顯示器5。工控操作系統實現人機互動，完成支付、數據管理、遠程監控等工作，并將制作咖啡的指令傳送給機器控制系統和落杯控制系統。

咖啡制作部安裝在柜體2內，包括研磨裝置、沖泡和攪拌裝置、供水裝置、加熱裝置、蠕動裝置、冷藏裝置。

供水裝置安裝在柜體2的右上方，包括供水通道、水箱6、水位傳感器、流量計和進水電磁閥。其中，供水通道為自來水供水通道和雙水桶供水通道兼容的多功能供水通道，使得咖啡機的水源多樣化，大大降低了咖啡機的運營成本。水箱6與沖泡和攪拌裝置和加熱裝置均連接在一起。水位傳感器置于水箱6內，與安裝在水箱6進水口的進水電磁閥配合可以實時地反饋和控制水箱6內的儲水量。流量計安裝水箱6的出水口，使得出水量能夠得到控制。

冷藏裝置包括冷藏柜7和制冰器8，制冰器8位于供水裝置的下方，冷藏柜7位于供水裝置的左側。冷藏柜7內藏有原料漿液，并與攪拌碗9連接；制冰器8內的冰塊則由安裝在制冰器8內的推桿推落到紙杯中。制冰器8尾端設有落冰管道10，落冰管道10的尾端與沖泡和攪拌裝置的出液口11位置相應。

蠕動裝置位于冷藏柜的下方，包括五個蠕動泵12，并與冷藏柜7連接。在制作咖啡的過程中需要加牛奶、糖、巧克力、冰塊等材料，由步進電機構成的蠕動泵12可通過步進電機轉動的圈數來控制這些材料的出料量。沖泡室內的攪拌棒則可以對加入的水和原料進行攪拌。

研磨裝置安裝在柜體2的左側，包括豆盒13、研磨室14和安裝在研磨室的研磨電機。豆盒13安裝在研磨室14的上方，研磨室14底部還設有微動開關一和落粉電磁閥。研磨裝置主要實現的是咖啡豆的打磨和量取。

沖泡與攪拌裝置正對于研磨裝置和蠕動裝置的下方，包括沖泡室和安裝在沖泡室內的沖泡器15、沖泡電機、攪拌電機、攪拌碗9、微動開關二和微動開關三，攪拌電機包括安裝在攪拌碗內的攪拌棒。微動開關二檢測沖泡器15的進粉口對準研磨室14的下料口的位置是否對準、沖泡器15是否到達沖泡位置以及后續的廢渣清理工作是否進行。微動開關三則控制沖泡器的清洗工作。

加熱裝置與供水裝置連接，包括鍋爐16和安裝在鍋爐上的加熱器、溫度傳感器、出水電磁閥和電磁增壓泵17，電磁增壓泵17一端與流量計連接，另一端與鍋爐16連接。溫度傳感器可以實時反饋鍋爐16內的水溫，使得機器對水溫的控制更加地精準，使得后期調配出來的咖啡具有更佳的口感。出水電磁閥控制鍋爐16的出水，電磁增壓泵17則可以對水進行加壓，使它具有足夠的壓力進行沖泡和攪拌。

落杯部安裝在柜門3上，包括杯桶18、落杯器19和取杯蓋器20，受控于落杯控制系統。落杯器在柜門3上的位置相對位于出液口11的下方，杯桶18安裝在落杯器19的上方。當落杯控制系統接收到制作咖啡的指令后，立即控制被子落到指定位置上，同時還設有紅外檢測儀以確保杯子確實落下。

當客戶需要制作咖啡時，先與工控操作系統互動，完成訂單并支付后，工控操作系統將制作咖啡的指令下達給機械控制系統的MCU和落杯控制系統。此時咖啡開始制作，杯子落到指定位置進行等待。

首先，通過鍋爐16內的溫度傳感器檢測水溫是否達到設定值，完成后，由微動開關二檢測到沖泡器15的進粉口和研磨室14的出粉盒的下料口相對準后，研磨電機開始將咖啡豆打磨成粉末狀，當粉末量增加到一定的量時，觸發安裝在研磨室底部的出粉盒內的微動開關一，研磨電機停止工作。隨后，落粉電磁閥開始工作，粉料落進沖泡器15內。隨后供水裝置根據事先設定好的數據將40ml的水量壓到沖泡器15內潤濕粉末，沖泡電機開始工作，將沖泡器15推到沖泡位置，微動開關二檢測沖泡器15的位置合適后，沖泡電機停止工作。接著鍋爐16內的熱水被壓進沖泡器15內進行沖泡工作。此時，蠕動泵12受控從冷藏柜7內轉出一定的原料添加到攪拌碗9內，攪拌棒則對攪拌碗9內的液體進行攪拌。沖泡完成后，微動開關二控制沖泡電機轉動出廢渣。隨后，沖泡完成后的咖啡被推入事先放好的杯子中，同時，根據需要添加冰塊。最后，如需對沖泡器進行清洗工作，可手動啟動微動開關三。

雖然本實用新型已以實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型的保護范圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍內所作的更動與潤飾，均應屬于本實用新型的保護范圍。