一种咖啡机酿造单元及设有该单元的咖啡机的制造方法与工艺

本发明是一种咖啡酿造锁紧机构，属于咖啡机酿造系统锁紧的改进技术。

背景技术：
现市场上的咖啡机一般都包括以下几个部分：水箱、加热装置、酿造单元，其中酿造单元是一个咖啡机的核心部件，所谓酿造单元一般由酿造头、咖啡兜和驱动装置组成，酿造头通过咖啡机加热装置与水箱连通，咖啡兜用于置放咖啡胶囊或咖啡饼，市场上大多数酿造单元的酿造头为固定结构，咖啡兜在驱动装置的驱动下可以上下移动，当咖啡兜远离酿造头时，咖啡兜与酿造头所围成的酿造腔处于打开状态；当咖啡兜与酿造头处于紧密接触状态时，酿造腔闭合，此时可以进行咖啡机的冲泡。现有的酿造单元驱动装置一般为连杆结构，包括与咖啡兜连接的手柄，和限定咖啡兜运行轨迹的导滑槽，驱动手柄，咖啡兜便沿导滑槽移动。但连杆结构容易出现死点，甚至导致酿造单元不能使用，此外，该驱动装置不能增强酿造腔的密封性能，容易使咖啡液泄漏，引发安全隐患。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种安全可靠、不易出现死点的咖啡机酿造单元。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种安全可靠、不易出现死点的咖啡机。为了解决第一个技术问题，本发明采取的技术方案是：一种咖啡机酿造单元，包括第一侧壁和与第一侧壁相对而置的第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁所围成的空间内设有容置咖啡胶囊或咖啡饼的咖啡兜和用以挤压咖啡胶囊或咖啡饼的酿造头，所述酿造头与咖啡兜共同围成酿造腔，其特征在于，所述第一侧壁和/或第二侧壁上设有用以驱动酿造头直线运动同时驱动咖啡兜旋转运动的驱动装置，所述驱动装置包括：相互啮合的第一齿轮和第二齿轮、与酿造头和第一齿轮连接的第一驱动臂、与酿造头和第二齿轮连接的第二驱动臂、限定酿造头直线运动的导滑槽、设于第一齿轮或第二齿轮上的拨轴和与咖啡兜同轴连接并能够容纳拨轴的咖啡兜拨杆。为了实现自动掉渣功能，所述咖啡机酿造单元还包括卸料机构，所述卸料机构包括设于酿造头上用以夹持和释放咖啡胶囊的卸料臂、用以使卸料臂复位的复位机构，所述卸料臂一端伸入酿造头下方，另一端伸出酿造单元外。该复位机构既可以为分别顶至酿造头和卸料臂的弹簧或弹片，也可以是套接在卸料臂与酿造头轴接转轴上的扭簧。为方便卸料臂勾起咖啡胶囊，所述卸料臂伸入酿造头下方的部分的末端设有用以夹持咖啡胶囊的挂钩。在另一个实施例中，所述咖啡机酿造单元的卸料机构包括：能够伸入酿造腔内的顶出杆；卸料臂，所述卸料臂一端顶触顶出杆，另一端伸出酿造单元外；设置在酿造头下部的至少两个立柱，所述立柱上设有挡块；和设置在咖啡兜上用于容纳所述挡块的凹槽。所述第一驱动臂设有能够卡在第一齿轮转轴的第一卡口，所述第二驱动臂上设有能够卡在第二齿轮转轴上的第二卡口。第一卡口和第二卡口能够在酿造腔闭合状态下降酿造头紧紧地压在咖啡兜上，使酿造腔的密封性更佳。所述咖啡兜拨杆上设有用以容置拨轴的凹槽，便于拨轴拨动咖啡兜拨杆。此外，所述第一齿轮上设有酿造腔打开状态下能够阻挡咖啡兜拨杆往回转动的挡筋。为了便于操控，所述驱动装置还包括与第二齿轮啮合的驱动手柄。该驱动手柄包括驱动杆和驱动齿轮，所述酿造腔打开状态下，驱动齿轮触及所述卸料臂伸出酿造单元外的部分。进一步的，该驱动齿轮为与第二齿轮啮合的扇形结构。为了解决第二个技术问题，本发明采取以下技术方案：一种咖啡机，包括水箱、加热装置、和咖啡液出口，其特征在于，所述咖啡机还包括上述的咖啡机酿造单元，其中，所述酿造头通过加热装置与水箱连通，所述咖啡兜与咖啡液出口连通。本发明采用齿轮驱动，将酿造头的直线移动和咖啡兜的旋转运动融为一体，便于置放咖啡胶囊或咖啡饼，操作简单，不易出现死点。另外，在第一、第二驱动臂上设有卡口，便于卡住第一齿轮转轴和第二齿轮转轴，能够将酿造头压紧在咖啡兜上，确保酿造腔具有良好的密封性，避免咖啡液泄漏，使用更加安全。本发明通过卸料臂实现掉渣功能，能够在保证稳定可靠的卸渣操作的同时大大节约机器的生成制造成本，相对现有技术具有明显的优势。附图说明图1为本发明酿造单元的立体图；图2为酿造腔闭合状态下驱动装置结构图；图3为本发明省去第一、第二齿轮的驱动装置结构示意图；图4为酿造腔闭合状态下省去第一、第二齿轮的驱动装置结构示意图；图5为酿造腔打开状态下驱动装置结构示意图；图6为酿造单元局部放大图；图7为实施例二酿造腔打开状态图；图8为实施例二酿造腔闭合状态图；图9为实施例二掉渣状态图；图10为实施例二所用咖啡胶囊的结构示意图；图11为实施例二卸料臂的结构示意图；图12为实施例三酿造腔打开状态图；图13为实施例三酿造腔闭合状态图；图14为实施例三掉渣状态图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图说明对本发明作进一步详细说明。实施例一如图1至图6所示的咖啡机酿造单元，包括第一侧壁1和第二侧壁2，两侧壁相对而置，围成用以置放酿造头7和咖啡兜5的空间，其中，酿造头7为可移动部件，置于该空间的上部，咖啡兜5置于酿造头7的下方，通过转轴固定在两侧壁之间，酿造头7与咖啡兜5共同围成酿造腔，该酿造单元还包括用以驱动酿造头7上下移动同时驱动咖啡兜5旋转运动的驱动装置。该驱动装置既可以设于第一侧壁1或第二侧壁2上，也可同时设于第一侧壁1和第二侧壁2上。本实施例中的驱动装置同时设于第一侧壁1和第二侧壁2上而且两侧壁上的驱动装置结构相同，下面仅以第一侧壁1上的驱动装置为例进行说明。该驱动装置包括设在第一侧壁1上的两个相互啮合的第一齿轮41和第二齿轮42，连接第一齿轮41和酿造头7的第一驱动臂31，连接第二齿轮42和酿造头7的第二驱动臂32，与咖啡兜5同轴连接咖啡兜拨杆51，以及拨动咖啡兜拨杆51的拨轴412。具体来说，第一齿轮41通过第一齿轮转轴411安装在第一侧壁1上，第二齿轮42通过第二齿轮转轴421安装在第一侧壁1上。所述第一驱动臂31的上端与酿造头7轴接，下端连接在第一齿轮41的偏心圆周上，同理，第二驱动臂32的上端与酿造头7轴接，下端连接在第二齿轮42的偏心圆周上，同时，为了使酿造头7在两驱动臂指引下能够直线移动，本实施例还在第一侧壁1上设有两导滑槽11。当第一齿轮41和第二齿轮42转动时，两驱动臂的下端随两齿轮的转动做弧形运动，而两驱动臂的上端则因为导滑槽11的限位带动酿造头7沿导滑槽11直线移动。如图3至图6所示，为了使咖啡兜5旋转运动，本实施例中与咖啡兜5同轴连接的咖啡兜拨杆51设于两齿轮下方，并且，咖啡兜拨杆51延伸方向与咖啡兜5开口方向相同，与此同时，在第一齿轮41上还设有拨轴412，该拨轴412从第一齿轮41的周缘延伸出来，相应的，咖啡兜拨杆51上设有容置拨轴412的凹槽，第一齿轮41带动拨轴412转动的过程中使拨轴412插入咖啡兜拨杆51的凹槽内，并推动咖啡兜拨杆51转动，进而带动咖啡兜5转动。当酿造腔处于密封状态时，即酿造头7与咖啡兜5紧密接触的状态下，所述咖啡兜拨杆51的延伸方向与酿造头7的轴向方向相同，即咖啡兜拨杆51处于竖直朝上的位置。当酿造腔处于打开状态时，即酿造头7远离咖啡兜5，咖啡兜5因拨轴412作用发生旋转，咖啡兜5开口方向和咖啡兜拨杆51延伸方向偏离酿造头7轴线方向，此时，为了进一步防止咖啡兜5受外力而重新回到酿造腔闭合状态时的位置，本实施例还在第一齿轮41上设有挡筋413，当酿造腔处于打开状态时，第一齿轮41上的挡筋413恰好能够阻挡咖啡兜拨杆51往回转动，如图6所示。如图4所示，为了防止第一齿轮41转轴和第二齿轮转轴对第一驱动臂31和第二驱动臂32的运动造成阻碍，本实施例还在第一驱动臂31和第二驱动臂32上分别设有第一卡口311和第二卡口321，当两驱动臂运动到最低位置时，即酿造腔闭合状态下，第一卡口311恰好能够卡在第一齿轮转轴411上，第二卡口321恰好卡在第二齿轮转轴421上。为了便于驱动两齿轮转动，本实施例还设有驱动手柄6，该驱动手柄6轴接在第一侧壁1上，包括驱动杆61和驱动齿轮62，驱动齿轮62与第二齿轮42啮合，旋动驱动杆61，通过驱动齿轮62便可驱动第二齿轮42转动，并进一步驱动第一齿轮41转动。该驱动齿轮62既可以设置成齿轮状，也可以设置成扇形，本实施例为了节省空间，特将驱动齿轮62设置成扇形。本发明在使用的过程中，所述驱动手柄6存在两个极限位置，当驱动手柄6处于第一极限位置时，所述第一、第二驱动臂32位于向上移动的最高位置，此时，酿造头7远离咖啡兜5，酿造腔处于打开状态，同时，咖啡兜5开口旋转出酿造单元，即咖啡兜5开口方向偏离酿造头7的轴线方向，这样便于安放咖啡胶囊或咖啡饼，由于咖啡兜拨杆51和咖啡兜5是同轴连接，当咖啡兜5的开口方向偏离酿造头7的轴线方向时，咖啡兜拨杆51也随咖啡兜5一起同步转动，即咖啡兜拨杆51上的凹槽开口方向也偏离酿造头7轴向方向，如图5所示。将咖啡胶囊或饼放入咖啡兜5后，旋动驱动手柄6，第一齿轮41和第二齿轮42在驱动手柄6的驱动下发生旋转，并通过第一驱动臂31和第二驱动臂32带动酿造头7向下平移，第一齿轮41在转动的过程中，第一齿轮41上的拨轴412也随之转动并逐渐插入咖啡兜拨杆51的凹槽内，推动咖啡兜拨杆51转动，咖啡兜拨杆51进一步带动咖啡兜5旋转，直至咖啡兜5开口方向与酿造头7相对，此时，咖啡兜拨杆51的凹槽开口方向朝上，而拨轴412逐渐从咖啡兜拨杆51的凹槽内移出。继续拨动驱动手柄6，当旋转手柄运动至第二极限限位时，两驱动臂位于向下平移的最低位置，酿造头7与咖啡兜5紧密接触，酿造腔处于闭合状态，如图2所示，同时，两驱动臂上的卡口恰好分别卡住第一齿轮转轴411和第二齿轮转轴421，确保酿造头7与咖啡兜5紧密接触。此时，咖啡机开始进行酿造，即经过加热的热水从酿造头7流经咖啡胶囊或饼，形成咖啡液，并从咖啡液出口流出。实施例二如图7至图11所示，本实施例在实施例一的基础上增加了卸料机构，该卸料机构主要主要针对使用咖啡胶囊的咖啡机，本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不再重复描述。如图10所示，本实施例中所使用的咖啡胶囊50为果冻状结构，包括囊体52和密封在囊体52开口上的盖体53，囊体52开口处设有径向向外的翻边，即领圈54。本实施例所述卸料机构包括设在酿造头7两侧的卸料臂71和卸料臂复位机构，该卸料臂7大致为L状，卸料臂71通过转轴轴接在酿造头7上，卸料臂71的一端伸入酿造头7下方，另一端伸出酿造单元外，当酿造腔处于闭合状态时，该卸料臂71能够伸入到咖啡胶囊50领圈54的下方，将咖啡胶囊50夹持住。所述复位机构一般为分别顶至于酿造头7和卸料臂71的弹簧或弹片，当然，能够实现本处所描述的功能的其他结构也同样适用于本发明，如扭簧，将扭簧套接在卸料臂71与酿造头7轴接的转轴上。此外，为了使卸料臂71更加方便夹持咖啡胶囊50，所述卸料臂71深入酿造头7下方的一端设有挂钩73，挂钩73下方为斜面74，该斜面74便于使卸料臂71滑入到咖啡胶囊50领圈54的下方，如图11所示。本实施例的掉渣过程如下：当酿造腔处于打开状态时，所述咖啡兜拨杆在拨轴的作用下旋动咖啡兜，使其开口方向偏离酿造头的轴线方向，将咖啡胶囊50置于咖啡兜5内，通过旋转驱动手柄6，使拨轴412推动咖啡兜拨杆51转动，咖啡兜拨杆51进一步带动咖啡兜5旋转，直至咖啡兜5开口方向与酿造头7相对，如图7所示，继续旋转驱动手柄6，酿造头7与咖啡兜5发生相对运动，最终，酿造腔达到闭合状态，如图8所示。在酿造腔闭合的过程中，所述卸料臂71伸入酿造头7下方末端的斜面74从咖啡胶囊50领圈54滑过，卸料臂71斜面74受到领圈54的挤压后开始转动并挤压作为复位机构的弹簧，当卸料臂71末端的挂钩73伸入领圈54下方后，斜面74上的压力消失，卸料臂71在弹簧的作用下复位，挂钩73便将咖啡胶囊50托住。待咖啡酿造完毕后，反向旋转驱动手柄6，咖啡兜5在驱动装置的驱动下开始向下移动，并逐渐与咖啡胶囊50分离。当酿造腔处于完全打开状态时，驱动手柄6的扇形驱动齿轮62抵触并拨动卸料臂71伸出酿造单元外的部分使卸料臂71释放咖啡胶囊50，完成掉渣工作。当然，如果不使用驱动手柄6驱动，也可以直接手动拨动卸料臂71使其完成掉渣工作。实施例三如图12至图14所示，本实施例在实施例一的基础上增加了卸料机构，该卸料机构主要主要针对使用咖啡饼的咖啡机。本实施例中，酿造头7的下端向下延伸出3个立柱77，每个立柱77上设有一个挡块76，相应的，咖啡兜5上设有三个与立柱77相对应的凹槽，酿造腔处于密封状态时，所述立柱77恰好插入咖啡兜的凹槽内。当然，立柱77与凹槽的数量并不局限于3个，2个以上数量的立柱77均能够满足本发明的需要。本实施例所示的卸料机构包括：一对顶出件75，每个顶出件75的一部分能够伸入酿造腔内；卸料臂71，所述卸料臂71一端顶触顶出杆75，另一端伸出酿造单元外；设置在立柱77上的挡块76；和设置在咖啡兜5上用于容纳所述挡块的76个凹槽。挡块76以60度角等角度地排列在酿造头下端的圆周上，以使咖啡饼的受力更加均匀。该一对顶出件伸入酿造腔内的部分分别对准咖啡饼55的不同位置，从而使得顶渣动作在咖啡饼55上的施力更加均匀，以利于卸渣操作。每个挡块76面向咖啡饼55的表面为圆弧形，当挡块76挤压咖啡饼55并从咖啡饼55的上表面移动至咖啡饼55的下表面时，这种形状可更大程度地减少挡块76对咖啡饼55的实质性损害，同时在咖啡饼55经酿造后能够将其保持在酿造腔内而不至于自动脱落。操作时，首先在咖啡兜5中放置咖啡饼55，将酿造腔向下移动与咖啡兜5结合以形成密闭空间，咖啡饼55即位于该密闭空间内。在酿造头向下移动的过程中，立柱77上的挡块76在接触到咖啡饼55时，会挤压咖啡饼55的边缘，使得咖啡饼55的边缘与挡块76接触的部分产生部分形变，挡块76即可继续滑动而移动至咖啡饼55的下方，并一直移动而容纳至下方咖啡兜5上的凹槽内。当开始酿造时，高温高压的热水注入到咖啡饼55的内部，咖啡饼55在水压的作用下开始膨胀，因接触挡块76而发生形变的部分也因膨胀而恢复原形。当酿造完成后，咖啡饼55因为内部的咖啡粉成为块状而变得较硬，当酿造头向上移动与咖啡兜5脱开时，咖啡饼会被酿造腔内壁上的挡块76提起，而随着酿造头7一起向上运动，在上升到一定高度时，所述驱动齿轮触碰卸料臂伸出酿造单元之外的部分，使卸料臂推动顶出杆向下位移，从而将咖啡饼顶出。本发明所述的酿造单元可应用于咖啡机，该咖啡机包括水箱、加热装置和咖啡液出口，所述酿造单元的酿造头7通过加热装置与水箱连通，咖啡兜与咖啡液出口连通，酿造好的咖啡液从咖啡液出口流出。以上仅是本发明的一些具体实施例而已，但本发明并不局限于此，凡在本发明基础上做出的非实质性修改均落入本发明的保护范围之内。