CN116869358A - 一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，包括机构外壳，所述机构外壳上设置有旋转动力端、通过旋转动力端驱动而轴向转动的第一旋转部件和第二旋转部件以及摆动连接在机构外壳上的出水管组件，第一旋转部件上活动设置有与出水管组件传动连接的横移寻迹组件，所述横移寻迹组件随第一旋转部件轴向转动时沿运动轨迹带动出水管组件斜轴摆动，所述运动轨迹固定设置在第二旋转部件上，在出水管组件沿运动轨迹完成一轮摆动后，所述第二旋转部件驱动运动轨迹沿其中心轴步进旋转以移动出水管组件的出水轨迹；此款应用在咖啡机上的模拟人手旋转冲泡机构，能够将热水均匀、全面地浇灌到待酿造的咖啡粉上，使得咖啡粉与水的融合效果更为均匀彻底。

Description

一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构

技术领域

本发明涉及咖啡机领域，具体是一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构。

背景技术

现有的咖啡粉冲泡酿造咖啡中，咖啡爱好者普遍喜欢手冲咖啡，手冲咖啡即通过人手把持水壶沿放置咖啡粉的酿造腔的锥形或倾斜内壁上自内向外或自外向内旋转均匀倒进热水，从而使咖啡粉与水的融合更为均匀彻底，而且能够控制滴水的速度和时间，达到理想的咖啡酿造效果，而目前的咖啡机为了满足咖啡爱好者的需求，均开发出能够模拟人手旋转冲泡咖啡的机构，现有具备模拟人手旋转冲泡结构的咖啡机所公开的现有技术，如以下介绍：

现有技术1：中国申请号 CN201510340239.8，名称为：一种咖啡器具的旋转出水机构及咖啡器具，其公开的技术方案，主要包括固定座、电机、涡轮、蜗杆以及呈弯曲状的出水管，通过电机、蜗杆以及涡轮依次传动，使出水管能够轴向转动，使出水管的出水端在咖啡壶上方循环画圆转动，该出水方式使得咖啡粉受到冲泡范围如图1中的A1所示，只能局限于一个圆形范围，使得咖啡粉与水的融合不够彻底。

现有技术2：中国申请号CN201610146581.9，名称为：一种旋转冲调咖啡机，其公开的技术方案，主要包括旋转喷头和带动旋转喷头转动的驱动机构，该结构与现有技术1最大的区别在于，旋转喷头上沿长度方向开设有数个出水孔，使得旋转喷头在转动过程中，数个出水孔在酿造腔上方同轴转动，该出水方式使得咖啡粉受到冲泡范围如图2中的A2所示，包括多个同心但不同直径的冲泡范围，虽然其冲泡范围对比现有技术1有所增加，但是相邻两个圆形冲泡范围之间还是留有空白，同样使得咖啡粉与水未能够彻底地充分融合。

上述两个现有技术，均通过各自的手段，实现了模拟人手旋转冲破咖啡的功能，申请人通过结构的改进和完善，提供一种可解决上述两种现有技术的缺陷的新方案，供消费者选择使用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有的问题，提供一种结构简单、合理的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其主要作用是能够将热水均匀、全面地浇灌到待酿造的咖啡粉上，使得咖啡粉与水的融合效果更为均匀彻底。

一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，包括有机构外壳，所述机构外壳上设置有旋转动力端、通过旋转动力端驱动而轴向转动的第一旋转部件和第二旋转部件以及摆动连接在机构外壳上的出水管组件，所述第一旋转部件上活动设置有与出水管组件传动连接的横移寻迹组件，所述横移寻迹组件随第一旋转部件轴向转动时沿运动轨迹带动出水管组件斜轴摆动，所述运动轨迹固定设置在第二旋转部件上，在出水管组件沿运动轨迹完成一轮摆动后，所述第二旋转部件驱动运动轨迹沿其中心轴步进旋转以移动出水管组件的出水轨迹。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的方案，所述旋转动力端包括转动连接在机构外壳上的动力轴以及连接在动力轴上的主动齿轮；所述第一旋转部件为从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合传动；所述第二旋转部件为拨轮，所述主动齿轮与拨轮啮合传动、并驱动拨轮进行步进旋转。

作为进一步的方案，所述拨轮上周向设置有多个等间距均布的拨动槽，所述主动齿轮上对应拨动槽偏心设置有拨叉，所述拨叉随主动齿轮转动并跳跃式与多个拨动槽逐一啮合传动而实现运动轨迹步进旋转;并且所述拨叉向主动齿轮的轮轴方向倾斜设置。

作为进一步的方案，相邻两拨动槽之间还设置有半圆槽,所述主动齿轮沿轮轴延伸有与半圆槽转动配合的半圆轴,在拨轮进行步进旋转时,所述半圆轴转动至离开半圆槽位置。

作为进一步的方案，所述拨轮上固定连接有同轴转动的轨迹座，所述轨迹座上偏心设置有闭环状的轨迹环，所述轨迹环的内侧面形成运动轨迹，所述横移寻迹组件置于轨迹环内并弹性压抵在运动轨迹上。

作为进一步的方案，所述横移寻迹组件包括滑轨块和横移推板，所述滑轨块一体或者可拆装地固定设置在从动齿轮上，所述横移推板开设有与滑轨块构成直线滑动配合的滑轨槽，所述滑轨块与横移推板之间还设有弹性件，横移推板通过弹性件产生横推作用力，使横移推板在转动时保持其外端压抵在运动轨迹上。

作为进一步的方案，所述出水管组件包括有球形部，所述机构外壳上设有上下敞开的球形腔，所述球形部适配容置在球形腔内；所述球形部顶端沿其中心轴线设置有从动轴，从动轴通过万向节与横移推板传动连接，所述球形部底端沿其中心轴线设置有出水口，出水口随从动轴驱动以球形部为中心点斜轴摆动。

作为进一步的方案，所述万向节包括设置在从动轴顶端的球形头以及设置在横移推板上的主动轴，所述主动轴包括设置在横移推板上的固定轴套以及嵌套在固定轴套外的活动轴套，所述固定轴套内设置有相抵在固定轴套与活动轴套之间的第一弹簧，并且所述活动轴套底面设置有半球形槽，所述半球形槽通过第一弹簧弹性套设在球形头上表面。

作为进一步的方案，所述横移推板呈椭圆形结构、且椭圆形结构中的一端相抵在运动轨迹上；并且其顶面开设有一端开放、一端封闭的滑轨槽，所述横移推板对应滑轨槽的封闭端开设有若干个容置横孔，所述容置横孔内放置有第二弹簧，若干个第二弹簧组成弹性件，所述第二弹簧的外端相抵在滑轨块的端侧。

作为进一步的方案，所述机构外壳包括有上壳体和下壳体，所述下壳体内紧固装配有轴承座，所述拨轮转动设置在轴承座上，所述轨迹座紧固转配在拨轮上方且设置有环向支撑面，所述从动齿轮通过横移寻迹组件支撑在环向支撑面上而转动设置在轨迹座上方，所述从动齿轮为面齿轮，所述主动齿轮设置在面齿轮与拨轮之间、其动力轴的外端延伸出机构外壳外。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种应用在咖啡机上的模拟人手旋转冲泡机构，其结构简单、内部零件紧凑，机构整体体积较小，便于缩小咖啡机的体积，能够模仿花瓣状的运动轨迹出水冲泡，当运动轨迹步进旋转次数增加至一定数值时，能够将热水均匀、全面地浇灌到待酿造的咖啡粉上，使得咖啡粉与水的融合效果更为均匀彻底，接近或者超越手冲咖啡效果，从而酿制出温度和口感更好的咖啡。

附图说明

图1为本发明的现有技术1中冲泡范围示意图。

图2为本发明的现有技术2中冲泡范围示意图。

图3为本发明的一实施例剖面结构示意图。

图4为本发明的冲泡范围示意图。

图5为本发明的横移寻迹组件与运动轨迹配合结构示意图。

图6为本发明的拨轮与旋转动力端配合结构示意图。

图7、图8和图9为本发明的拨轮完成一半步进旋转动作示意图。

图10、图11为本发明的分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图3至图11所示：一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，包括有机构外壳1，所述机构外壳1上设置有旋转动力端2、通过旋转动力端2驱动而轴向转动的第一旋转部件和第二旋转部件以及摆动连接在机构外壳1上的出水管组件4，所述第一旋转部件上活动设置有与出水管组件4传动连接的横移寻迹组件5，所述横移寻迹组件5随第一旋转部件轴向转动时沿运动轨迹A带动出水管组件4斜轴摆动，所述运动轨迹A固定设置在第二旋转部件上，在出水管组件4沿运动轨迹A完成一轮摆动后，所述第二旋转部件驱动运动轨迹A沿其中心轴步进旋转以移动出水管组件4的出水轨迹。

此款模拟人手旋转冲泡机构能够模仿花瓣状的运动轨迹出水冲泡，当运动轨迹A（如图4中的A3所指是出水管组件4沿运动轨迹A斜轴摆动一轮所冲泡的范围）步进旋转次数增加至一定数值时，能够将热水均匀、全面地浇灌到待酿造的咖啡粉上，使得咖啡粉与水的融合效果更为均匀彻底，接近或者超越手冲咖啡效果，从而酿制出温度和口感更好的咖啡。

所述旋转动力端2包括转动连接在机构外壳1上的动力轴21以及连接在动力轴21上的主动齿轮22；所述第一旋转部件为从动齿轮6，从动齿轮6与主动齿轮22啮合传动；所述第二旋转部件为拨轮7，所述主动齿轮22与拨轮7啮合传动、并驱动拨轮7进行步进旋转；通过上述结构使出水管组件4的斜轴摆动以及运动轨迹A的步进旋转均能够通过主动齿轮22传动，有助于提高从动齿轮6与拨轮7的转动同步性。

所述拨轮7上周向设置有多个等间距均布的拨动槽701，所述主动齿轮22上对应拨动槽701偏心设置有拨叉221，所述拨叉221随主动齿轮22转动并跳跃式与多个拨动槽701逐一啮合传动而实现运动轨迹A步进旋转;并且所述拨叉221向主动齿轮22的轮轴方向倾斜设置；该结构的拨叉221从一个拨动槽701跳跃到相邻的拨动槽701过程对应出水管组件4的一轮摆动，使得出水管组件4完成一轮摆动后能够即时驱动拨轮7步进旋转，从而使运动轨迹A对比原运动轨迹A的位置进行轴向偏离，所述拨叉221向内倾斜便于拨叉221在拨动槽701偏角度情况下落入拨动槽701内。

另外，还可以增加相邻两个拨动槽701之间的间距，使横移寻迹组件5沿运动轨迹A转动两周或以上后才完成一轮摆动。

相邻两拨动槽701之间还设置有半圆槽702,所述主动齿轮22沿轮轴延伸有与半圆槽702转动配合的半圆轴222,在拨轮7进行步进旋转时,所述半圆轴222转动至离开半圆槽702位置；

该结构通过半圆轴22和动力轴21确保主动齿轮22能够保持同轴转动，在主动齿轮22驱动从动齿轮6转动过程中，所述半圆轴置于半圆槽702内，同时起到对拨轮7起到锁止功能，当完成一轮摆动后，半圆轴22正好转动至其上半部位置，此时半圆轴222,完全离开半圆槽702，不会阻碍拨轮7进行步进旋转,当拨轮7步进旋转完成后，所述半圆轴222再次落入下一个半圆槽702内。

所述拨轮7上固定连接有同轴转动的轨迹座8，所述轨迹座8上偏心设置有闭环状的轨迹环81，所述轨迹环81的内侧面形成运动轨迹A，所述横移寻迹组件5置于轨迹环81内并弹性压抵在运动轨迹A上；在本实施例中，所述轨迹环81呈肾状或者不规则的闭环圆结构，当横移寻迹组件5完全沿运动轨迹A移动时，可以驱动垂直状态的出水管组件4进行斜轴摆动，在完成一轮斜轴摆动，出水管组件4再次返回垂直状态的原点位置。

所述横移寻迹组件5包括滑轨块51和横移推板52，所述滑轨块51一体或者可拆装地固定设置在从动齿轮6上，所述横移推板52开设有与滑轨块51构成直线滑动配合的滑轨槽521，所述滑轨块51与横移推板52之间还设有弹性件，横移推板52通过弹性件产生横推作用力，使横移推板52在转动时保持其外端压抵在运动轨迹A上；

从动齿轮6带动滑轨块51和横移推板52轴向转动，而横移推板52在弹性件的横推作用力下会相对滑轨块51向外移动直至压抵在轨迹环81的内侧面（即运动轨迹A）上，由于轨迹环81偏心设置且为不规则圆形体，因此横移推板52的外端与轨迹环81的距离在转动过程当中不断变化，从而通过横移推板52带动出水管组件4斜轴摆动。

所述出水管组件4包括有球形部41，所述机构外壳1上设有上下敞开的球形腔101，所述球形部41适配容置在球形腔101内；所述球形部41顶端沿其中心轴线设置有从动轴42，从动轴42通过万向节与横移推板52传动连接，所述球形部41底端沿其中心轴线设置有出水口43， 出水口43随从动轴42驱动以球形部41为中心点斜轴摆动；通过球形部41使出水口43实现斜轴摆动，即使靠近中心位置设置仍然能够浇灌到出水管组件4范围外的咖啡粉，可以减少模拟人手旋转冲泡机构的整体宽度。

所述出水口43上连接有沿中心轴线向外延伸的出水嘴45，出水嘴45随球形部41斜轴摆动，增加的出水嘴45能够放大水流摆动范围，使冲泡范围能够覆盖整个面的咖啡粉。

所述机构外壳1上对应出水口43开设有摆动避让口，机构外壳1对应摆动避让口上方装配连接有下半圆球座102和置于下半圆球座102上方的上半圆球座103，上半圆球座103与下半圆球座102装配连接而形成球形腔101。

所述万向节包括设置在从动轴42顶端的球形头44以及设置在横移推板52上的主动轴，所述主动轴包括设置在横移推板52上的固定轴套522以及嵌套在固定轴套522外的活动轴套9，所述固定轴套522内设置有相抵在固定轴套522与活动轴套9之间的第一弹簧10，并且所述活动轴套9底面设置有半球形槽901，所述半球形槽901通过第一弹簧10弹性套设在球形头44上表面；通过该结构的万向节使横移推板52能够保持与出水管组件4传动接触，并且在摆动过程中减少两者之间的摩擦力，避免结构之间卡死情况出现。

所述横移推板52呈椭圆形结构、且椭圆形结构中的一端相抵在运动轨迹A上；并且其顶面开设有一端开放、一端封闭的滑轨槽521，所述横移推板52对应滑轨槽521的封闭端左右开设有两个容置横孔523，所述容置横孔523内放置有第二弹簧11，两个第二弹簧11组成弹性件，所述第二弹簧11的外端相抵在滑轨块51的端侧；通过第二弹簧11推动横移推板52产生横移作用力。

所述机构外壳1包括有上壳体12和下壳体13，所述下壳体13内紧固装配有轴承座14，所述拨轮7转动设置在轴承座14上，所述轨迹座8紧固转配在拨轮7上方且设置有环向支撑面82，所述从动齿轮6通过横移寻迹组件5支撑在环向支撑面82上而转动设置在轨迹座8上方，所述从动齿轮6为面齿轮，所述主动齿轮22设置在面齿轮与拨轮7之间、其动力轴21的外端延伸出机构外壳1外。

所述球形部41内对应出水口43设置有引管腔，所述球形部41开设有连通引管腔411的第一开口412、所述上半圆球座103对应第一开口412开设有第二开口1031，轴承座14对应第二开口1031开设有第三开口141，通过第三开口141、第二开口1031和第一开口412能够将进水软管引入到引管腔411内与出水口43实现对接。

另外，上壳体12上设置有与从动齿轮6顶面配合的内轴套121和外轴套122，通过内轴套121和外轴套122对从动齿轮6进行定位，确保其保持轴向转动。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，包括有机构外壳（1），其特征在于：所述机构外壳（1）上设置有旋转动力端（2）、通过旋转动力端（2）驱动而轴向转动的第一旋转部件和第二旋转部件以及摆动连接在机构外壳（1）上的出水管组件（4），所述第一旋转部件上活动设置有与出水管组件（4）传动连接的横移寻迹组件（5），所述横移寻迹组件（5）随第一旋转部件轴向转动时沿运动轨迹（A）带动出水管组件（4）斜轴摆动，所述运动轨迹（A）固定设置在第二旋转部件上，在出水管组件（4）沿运动轨迹（A）完成一轮摆动后，所述第二旋转部件驱动运动轨迹（A）沿其中心轴步进旋转以移动出水管组件（4）的出水轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：所述旋转动力端（2）包括转动连接在机构外壳（1）上的动力轴（21）以及连接在动力轴（21）上的主动齿轮（22）；所述第一旋转部件为从动齿轮（6），从动齿轮（6）与主动齿轮（22）啮合传动；所述第二旋转部件为拨轮（7），所述主动齿轮（22）与拨轮（7）啮合传动、并驱动拨轮（7）进行步进旋转。

3.根据权利要求2所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：所述拨轮（7）上周向设置有多个等间距均布的拨动槽（701），所述主动齿轮（22）上对应拨动槽（701）偏心设置有拨叉（221），所述拨叉（221）随主动齿轮（22）转动并跳跃式与多个拨动槽（701）逐一啮合传动而实现运动轨迹（A）步进旋转;并且所述拨叉（221）向主动齿轮（22）的轮轴方向倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：相邻两拨动槽（701）之间还设置有半圆槽（702）,所述主动齿轮（22）沿轮轴延伸有与半圆槽（702）转动配合的半圆轴（222）,在拨轮（7）进行步进旋转时,所述半圆轴（222）转动至离开半圆槽（702）位置。

5.根据权利要求2所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：所述拨轮（7）上固定连接有同轴转动的轨迹座（8），所述轨迹座（8）上偏心设置有闭环状的轨迹环（81），所述轨迹环（81）的内侧面形成运动轨迹（A），所述横移寻迹组件（5）置于轨迹环（81）内并弹性压抵在运动轨迹（A）上。

6.根据权利要求5所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：所述横移寻迹组件（5）包括滑轨块（51）和横移推板（52），所述滑轨块（51）一体或者可拆装地固定设置在从动齿轮（6）上，所述横移推板（52）开设有与滑轨块（51）构成直线滑动配合的滑轨槽（521），所述滑轨块（51）与横移推板（52）之间还设有弹性件，横移推板（52）通过弹性件产生横推作用力，使横移推板（52）在转动时保持其外端压抵在运动轨迹（A）上。

7.根据权利要求6所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于：所述出水管组件（4）包括有球形部（41），所述机构外壳（1）上设有上下敞开的球形腔（101），所述球形部（41）适配容置在球形腔（101）内；所述球形部（41）顶端沿其中心轴线设置有从动轴（42），从动轴（42）通过万向节与横移推板（52）传动连接，所述球形部（41）底端沿其中心轴线设置有出水口（43）， 出水口（43）随从动轴（42）驱动以球形部（41）为中心点斜轴摆动。

8.根据权利要求7所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于:所述万向节包括设置在从动轴（42）顶端的球形头（44）以及设置在横移推板（52）上的主动轴，所述主动轴包括设置在横移推板（52）上的固定轴套（522）以及嵌套在固定轴套（522）外的活动轴套（9），所述固定轴套（522）内设置有相抵在固定轴套（522）与活动轴套（9）之间的第一弹簧（10），并且所述活动轴套（9）底面设置有半球形槽（901），所述半球形槽（901）通过第一弹簧（10）弹性套设在球形头（44）上表面。

9.根据权利要求6所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于:所述横移推板（52）呈椭圆形结构、且椭圆形结构中的一端相抵在运动轨迹（A）上；并且其顶面开设有一端开放、一端封闭的滑轨槽（521），所述横移推板（52）对应滑轨槽（521）的封闭端开设有若干个容置横孔（523），所述容置横孔（523）内放置有第二弹簧（11），若干个第二弹簧（11）组成弹性件，所述第二弹簧（11）的外端相抵在滑轨块（51）的端侧。

10.根据权利要求5所述的一种咖啡机用的模拟人手旋转冲泡机构，其特征在于:所述机构外壳（1）包括有上壳体（12）和下壳体（13），所述下壳体（13）内紧固装配有轴承座（14），所述拨轮（7）转动设置在轴承座（14）上，所述轨迹座（8）紧固转配在拨轮（7）上方且设置有环向支撑面（82），所述从动齿轮（6）通过横移寻迹组件（5）支撑在环向支撑面（82）上而转动设置在轨迹座（8）上方，所述从动齿轮（6）为面齿轮，所述主动齿轮（22）设置在面齿轮与拨轮（7）之间、其动力轴（21）的外端延伸出机构外壳（1）外。