胶囊萃取机构以及胶囊咖啡机的制作方法

本发明涉及胶囊咖啡机领域，尤其涉及到胶囊咖啡机的萃取机构以及相应的胶囊咖啡机。

背景技术：

所谓的胶囊咖啡机(下文或简称为咖啡机)，是厂商预先将咖啡粉装入一个形状类似果冻的塑料胶囊内，然后充入氮气以保鲜，形成咖啡胶囊(或简称胶囊)。当需要喝咖啡时，将胶囊放入咖啡机内，利用咖啡机简单、方便、快速的冲泡出咖啡。其使用流程大致如下：先打开咖啡机胶囊入口的盖子，将胶囊放入咖啡机中，盖上盖子，然后按下开关开始冲泡咖啡，在冲泡的过程中，胶囊的外膜先会被刺针穿透，之后加热后的热水会在一定压力下快速进入胶囊之中，并通过胶囊内部的滤网将咖啡粉萃取后流入下方的咖啡杯中，由此完成咖啡的冲泡。冲泡完一次咖啡后，若还想再次冲泡，则可以打开盖子，重新放入一枚胶囊后再次启动冲泡步骤即可。

为了对现有的胶囊咖啡机进行改进，申请人于2019年9月申请了若干件与胶囊咖啡机相关的专利。但是在后续的研发过程中，申请人为了进一步优化胶囊咖啡机的结构，对胶囊咖啡机的众多结构进行了改进。如，申请人对胶囊存取机构、提升机构都进行了重新设计，而为了配合新设计的提升机构，申请人专门设计了本申请的萃取机构，使其能对提升机构送来的胶囊进行萃取，萃取后还能自动释放胶囊壳，使其沿着相应通道自动落入垃圾桶内。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种胶囊萃取机构，以配合申请人所设计的提升机构进行工作，其能对提升机构送来的胶囊进行萃取，萃取后还能自动释放胶囊壳，使其可以沿着相应通道自动落入垃圾桶内；同时，基于该胶囊萃取机构，申请人还提供了相应的胶囊咖啡机。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种胶囊萃取机构，其包括：

动力部件，用于提供水平往复移动的动力；

胶囊杯，用于承载胶囊，该胶囊杯可在所述动力部件的驱使下绕旋转轴做弧线运动；其中，所述的旋转轴连接于胶囊杯的其中一端且位于动力部件水平往复移动的路径的上方；胶囊杯做弧线运动时，摆动的极限位置分别为水平状态和与水平状态夹角不小于90°的状态；

萃取头，布置在与胶囊杯处于水平状态时相对应的位置处，其包括刺针和注水口，刺针为中空结构，用于萃取时刺破胶囊的外膜，注水口与刺针连通，注水口用于与水路连接，以向胶囊内注水萃取咖啡。

进一步的，所述的胶囊萃取机构还包括固定板和装填挡块；

所述的旋转轴通过两个耳板安装于该固定板的下方；

所述胶囊杯的摆动角度范围为α，90°＜α＜150°；在胶囊杯与旋转轴连接的一端的中间开设有一开槽，开槽的底部具有平面a和平面b，平面b位于平面a靠外的一侧，且平面a与平面b的夹角为β，β＝180°-(α-90°)；

所述的装填挡块安装于所述的旋转轴上且位于胶囊杯的开槽中；装填挡块的前侧设置有凸起的卡边，卡边用于卡贴在胶囊边缘的表面以对胶囊进行限位，装填挡块的后侧具有平面c；在卡边和平面c之间，装填挡块的上侧为平面d，下侧为平面f；当平面c与固定板的相抵时，所述的卡边处于竖直状态，此时，装填挡块处于向下翻转的极限位；当平面d与固定板的底面相抵时，所述的卡边处于水平状态，此时，装填挡块处于向上翻转的极限位；

胶囊杯向靠近萃取头的一侧做弧线运动时，当胶囊杯运动至竖直状态时，胶囊杯的平面a与装填挡块的平面f刚好接触，当胶囊杯运动至水平状态时，装填挡块的平面d也处于水平状态；胶囊杯向背离萃取头的一侧做弧线运动时，当胶囊杯运动至与水平状态的角度呈α-90°时，胶囊杯的平面b与装填挡块的平面f刚好接触，当胶囊杯运动至与水平状态的角度呈α时，胶囊杯的平面b刚好与装填挡块的平面f接触；

进一步的，所述的α＝125°，β＝145°。

进一步的，所述的胶囊萃取机构还包括两个导向板，两个导向板均固定于所述固定板的下方且分别位于胶囊杯的左右侧之外，导向板的内壁设有导向槽a；

所述胶囊杯左右侧的外壁上各设置有一个导向凹槽b；

所述动力部件的输出端连接有两个驱动臂，两个驱动臂分别位于两个导向板与胶囊杯之间，两个驱动臂上均设置有导向轴，导向轴的两端分别嵌入所述的导向槽a和所述的导向槽b中；

当导向轴沿着导向槽a和导向槽b移动时，能驱使胶囊杯绕旋转轴做弧线运动。

进一步的，所述的萃取头还包括萃取座，该萃取座固定于所述的固定板上，萃取座的下方设置有密封垫，密封垫的布置位置与胶囊杯处于水平状态时的位置相对应，用以在萃取时对胶囊的四周进行密封；所述的注水口固定于萃取座的上方，所述的刺针贯穿于萃取座和密封垫延伸至密封垫下方。

进一步的，所述的动力部件为电动推杆。

进一步的，所述胶囊杯内腔的形状与胶囊外轮廓的形状一致，以容纳胶囊恰好置于其中，且胶囊杯的底部还设置有出液口。

上述技术方案的工作原理如下：

萃取：

初始状态时，胶囊杯和装填挡块均处于向下摆动的极限位置，当胶囊咖啡机的提升机构将胶囊送至最顶端时，此时胶囊呈竖直状态且处在胶囊杯的运动路径上，同时，胶囊顶部的边缘处于装填挡块卡边的后侧；之后，启动动力部件向前移动，胶囊杯会随动力部件做向上翻转的弧线运动，此过程中，胶囊杯运动到竖直状态时会将胶囊“挖走”并运动至水平状态，与此同时，当胶囊杯运动到竖直状态时，胶囊杯的平面a会与装填挡块的平面f接触，因此胶囊杯的后续运动会带动装填挡块随之一起向上翻转；而当胶囊随着胶囊杯运动到萃取头的下方时，萃取头的刺针会戳破胶囊的外膜而深入到胶囊内；之后，在胶囊处于水平状态的情况下，可通过萃取头的注水口注入高压热水对胶囊内的咖啡粉进行萃取，进而冲泡出咖啡液，冲泡出的咖啡液会冲破胶囊的底膜，然后由胶囊杯底部的出液口流下；

萃取后，胶囊壳便成了废弃物，因此需要将其抛弃掉，而本实施例能实现自动释放废弃胶囊壳的功能，以便胶囊壳能沿着相应的通道落入垃圾桶内，具体过程如下。

萃取后：

完成萃取后，启动动力部件向后移动，此时胶囊杯会随动力部件做向下翻转的弧线运动，由于当胶囊杯运动至与水平状态的角度呈α-90°时，胶囊杯的平面b会与装填挡块的平面f接触，因此胶囊杯再继续向下翻转时，平面b便会顶推平面f，从而使装填挡块随着一起向下翻转，而装填挡块的前侧是设置有卡边的(卡边卡贴在胶囊边缘的表面)，因此若遇到胶囊因萃取压力较大与密封垫发生粘连，未与胶囊杯一同向下旋转的情况时，装填挡块的卡边可以向下拨动胶囊，使其与密封垫脱离；当装填挡块向下旋转90°后，装填挡块的平面d会与固定板的底面相抵而停止旋转，此时装填挡块的卡边处于竖直状态，为下一次萃取做好准备，而胶囊则会从胶囊杯中脱出，然后掉入下方并进入相应的排货通道内，最后沿着排货通道落入垃圾桶内。

上述技术方案的有益效果：上述所提供的胶囊萃取机构能配合申请人所设计的提升机构进行工作，能对提升机构送来的胶囊进行萃取，萃取后还能自动释放废弃的胶囊壳，使其可以沿着相应通道自动落入垃圾桶内，即，本发明可以自动实现萃取胶囊及抛弃废弃胶囊壳的整个过程。

第二方面，本发明还提供了一种胶囊咖啡机，包括胶囊萃取机构，该胶囊萃取机构采用上述所述的胶囊萃取机构。

附图说明

图1为胶囊萃取机构的立体结构图；

图2为在图1的基础上去除导向板后的示意图；

图3为胶囊杯处于初始状态时的示意图；

图4为沿图3的纵向对称面剖面后的剖视图；

图5为图4中胶囊、胶囊杯以及装填挡块位置关系的放大图；

图6为胶囊杯处于初始状态时的立体图；

图7为胶囊杯运动至水平状态时的示意图；

图8为图7的a-a向剖视图；

图9为沿图7的纵向对称面剖面后的剖视图；

图10为图9中胶囊杯与装填挡块位置关系的放大图；

图11为胶囊杯运动至水平状态时的立体图；

图12为胶囊杯运动至与水平状态的角度呈α时的立体图；

图中标记为：a-胶囊，50-固定板，51-动力部件，52-胶囊杯，53-萃取头，54-旋转轴，55-装填挡块，56-耳板，57-导向板，58-驱动臂；

521-开槽，522-平面a，523-平面b，524-导向凹槽b，525-出液口，531-刺针，532-注水口，533-萃取座，534-密封垫，551-卡边，552-平面c，553-平面d，554-平面f，571-导向槽a，581-导向轴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1：

参见图1-图12，本实施例提供了一种胶囊萃取机构，其包括动力部件51、胶囊杯52以及萃取头53。

所述的动力部件51用于提供水平往复移动的动力。

所述的胶囊杯52用于承载胶囊a，该胶囊杯52可在所述动力部件51的驱使下绕旋转轴54做弧线运动；其中，所述的旋转轴54连接于胶囊杯52的其中一端且位于动力部件51水平往复移动的路径的上方；胶囊杯52做弧线运动时，摆动的极限位置分别为水平状态和与水平状态夹角不小于90°的状态。

所述的萃取头53布置在与胶囊杯52处于水平状态时相对应的位置处，其包括刺针531和注水口532，刺针531为中空结构，用于萃取时刺破胶囊的外膜，注水口532与刺针531连通，注水口532用于与水路连接，以向胶囊内注水萃取咖啡。

更具体的：

本实施例的胶囊萃取机构还包括固定板50和装填挡块55。

所述的旋转轴54通过两个耳板56安装于所述固定板50的下方，如图6所示。

所述胶囊杯52的摆动角度范围为α，通常地，90°＜α＜150°，在本实施例中α＝125°，如图5所示。如图5和图10所示，在胶囊杯52与旋转轴54连接的一端的中间开设有一开槽521，开槽521的底部具有平面a522和平面b523，平面b523位于平面a522靠外的一侧，且平面a522与平面b523的夹角为β，β＝180°-(α-90°)，即本实施例中β＝145°。

如图5和图6所示，所述的装填挡块55安装于所述的旋转轴54上且位于胶囊杯52的开槽521中。如图5所示，装填挡块55的前侧设置有凸起的卡边551，卡边551用于卡贴在胶囊a边缘的表面以对胶囊a进行限位，装填挡块55的后侧具有平面c552；在卡边551和平面c552之间，装填挡块55的上侧为平面d553，下侧为平面f554；当平面c552与固定板50的相抵时，所述的卡边551处于竖直状态，此时，装填挡块55处于向下翻转的极限位，如图4所示；当平面d553处于水平状态时，所述的卡边551也处于水平状态，此时，卡边551的上表面与相应的部件相抵，装填挡块55处于向上翻转的极限位，如图9和图10所示。

另外，本实施例还对如下状态进行了限定：

胶囊杯52向靠近萃取头53的一侧做弧线运动时，当胶囊杯52运动至竖直状态时，胶囊杯52的平面a522与装填挡块55的平面f554刚好接触；当胶囊杯52运动至水平状态时，装填挡块55的平面d553也处于水平状态，参见图9和图10。胶囊杯52向背离萃取头53的一侧做弧线运动时，当胶囊杯52运动至与水平状态的角度呈α-90°(即35°)时，胶囊杯52的平面b523与装填挡块55的平面f554刚好接触，参见图12；当胶囊杯52运动至与水平状态的角度呈α时，胶囊杯52的平面b523刚好与装填挡块55的平面f554接触，参见图4和图5。

优选的，如图1所示，本实施例的胶囊萃取机构还包括两个导向板57，两个导向板57均固定于所述固定板50的下方且分别位于胶囊杯52的左右侧之外，导向板57的内壁设有导向槽a571。如图2所示，所述胶囊杯52左右侧的外壁上各设置有一个导向凹槽b524。参见图2，所述动力部件51的输出端连接有两个驱动臂58，两个驱动臂58分别位于两个导向板57与胶囊杯52之间，两个驱动臂57上均设置有导向轴581，导向轴581的两端分别嵌入所述的导向槽a571和所述的导向槽b524中。当导向轴581沿着导向槽a571和导向槽b524移动时，能驱使胶囊杯52绕旋转轴54做弧线运动。为了确保胶囊杯52能顺利的翻转，所述的导向槽a571为直槽，但所述的导向槽b524并非为直槽，其槽体走向由两个直段及一个斜段组成，参见图6。

优选的，参见图1-图4，所述的萃取头53还包括萃取座533，该萃取座533固定于所述的固定板50上，萃取座533的下方设置有密封垫534，密封垫534的布置位置与胶囊杯52处于水平状态时的位置相对应，用以在萃取时对胶囊a的四周进行密封，防止液体漏出，如图8和图9所示。如图4所示，所述的注水口532固定于萃取座533的上方，所述的刺针531贯穿于萃取座533和密封垫534延伸至密封垫534下方。

优选的，所述的动力部件51为电动推杆。

优选的，所述胶囊杯52内腔的形状与胶囊a外轮廓的形状一致，以容纳胶囊a恰好置于其中，且胶囊杯52的底部还设置有出液口525，参见图5和图9。

本实施例的工作原理如下：

萃取：

初始状态时，如图3-图6所示，胶囊杯52和装填挡块55均处于向下摆动的极限位置，当胶囊咖啡机的提升机构将胶囊a送至最顶端时，参见图4和图5，此时胶囊a呈竖直状态且处在胶囊杯52的运动路径上，同时，胶囊a顶部的边缘处于装填挡块55卡边551的后侧；之后，启动动力部件51向前移动，胶囊杯52会随动力部件51做向上翻转的弧线运动，此过程中，胶囊杯52运动到竖直状态时会将胶囊a“挖走”并运动至水平状态，与此同时，当胶囊杯52运动到竖直状态时，胶囊杯52的平面a522会与装填挡块55的平面f554接触，因此胶囊杯52的后续运动会带动装填挡块55随之一起向上翻转；而当胶囊a随着胶囊杯52运动到萃取头53的下方时，萃取头53的刺针531会戳破胶囊a的外膜而深入到胶囊a内；之后，在胶囊a处于水平状态的情况下(如图7-图11所示)，可通过萃取头53的注水口532注入高压热水对胶囊a内的咖啡粉进行萃取，进而冲泡出咖啡液，冲泡出的咖啡液会冲破胶囊a的底膜，然后由胶囊杯52底部的出液口525流下。

萃取后，胶囊壳便成了废弃物，因此需要将其抛弃掉，而本发明能实现自动释放废弃胶囊壳的功能，以便胶囊壳能沿着相应的通道落入垃圾桶内，具体过程如下。

萃取后：

完成萃取后，启动动力部件51向后移动，此时胶囊杯52会随动力部件51做向下翻转的弧线运动，由于当胶囊杯52运动至与水平状态的角度呈α-90°(即35°)时，胶囊杯52的平面b523会与装填挡块的平面f554接触，参见图12，因此胶囊杯52再继续向下翻转时，平面b523便会顶推平面f554，从而使装填挡块55随着一起向下翻转，而装填挡块55的前侧是设置有卡边551的(卡边551卡贴在胶囊a边缘的表面，参见图9和图10)，因此若遇到胶囊a因萃取压力较大与密封垫534发生粘连，未与胶囊杯52一同向下旋转的情况时，装填挡块55的卡边551可以向下拨动胶囊a，使其与密封垫534脱离；当装填挡块55向下旋转90°后，装填挡块55的平面d553会与固定板50的底面相抵而停止旋转，此时装填挡块55的卡边551处于竖直状态，为下一次萃取做好准备，而胶囊a则会从胶囊杯52中脱出，然后掉入下方并进入相应的排货通道内，最后沿着排货通道落入垃圾桶内。

可见，本实施例的胶囊萃取机构能配合申请人所设计的提升机构进行工作，能对提升机构送来的胶囊a进行萃取，萃取后还能自动释放废弃的胶囊壳，使其可以沿着相应通道自动落入垃圾桶内，即，本实施例可以自动实现萃取胶囊及抛弃废弃胶囊壳的整个过程。

实施例2：

本实施例提供了一种胶囊咖啡机，其包括胶囊萃取机构，该胶囊萃取机构采用实施例1的胶囊萃取机构。

在本发明的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。