一種自動沖奶裝置及沖奶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖奶裝置，特別涉及一種自動沖奶裝置及自動沖奶方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在常用沖泡奶粉的方式，具有過程復(fù)雜、耗時長、安全性低、沖泡質(zhì)量不能保證等弊端。在人們生活品質(zhì)穩(wěn)步上升的同時，人們的優(yōu)育的意識也在提高，所以我們可以創(chuàng)造新的產(chǎn)品用來方便生活。我國作為人口大國，每日的新生嬰兒數(shù)不勝數(shù)，但現(xiàn)階段自動沖奶粉機在家庭中并不普遍，不少年輕父母還在為嬰兒喂奶而苦惱。且目前市場上出售的產(chǎn)品種類稀少，功能單一，大部分存在產(chǎn)品衛(wèi)生得不到保障、操作復(fù)雜等問題。因此創(chuàng)造一款結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、衛(wèi)生的自動沖奶粉機對我們的生活有著重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、衛(wèi)生的自動沖奶裝置及沖奶方法。
[0004]—種自動沖奶裝置，包括:工作臺、水箱、電磁閥、溫度控制系統(tǒng)及搖晃裝置，該工作臺用于安裝水箱、電磁閥及溫度控制系統(tǒng)，水箱安置在工作臺上方，通過電磁閥連接作為開關(guān)控制水箱出水量，該搖晃裝置設(shè)在工作臺下方的底座上并可在底座上水平地來回移動。
[0005]進一步地該工作臺的長、寬、高分別設(shè)計為300mm、300mm、450mm，工作臺中部向里凹陷150mm、高度180mm，底座的長、寬分別為170mm、100mm,彈簧長度為50mm，凸輪基圓大小為20mm，凸輪上與基圓離得最遠的一點與基圓距離設(shè)計為40mm。
[0006]進一步地電磁閥采用直動式電磁閥。
[0007]進一步地溫度控制系統(tǒng)包括控制模塊、溫度采集模塊、溫度顯示模塊、第一加熱模塊、第二加熱模塊、時鐘電路、復(fù)位電路、功能模塊。
[0008]進一步地控制模塊用于接收分析外圍模塊發(fā)出的輸入信號，并根據(jù)程序設(shè)計發(fā)出控制信號控制各個模塊工作，控制模塊采用單片機方案。
[0009]進一步地溫度采集模塊用于收集水箱、奶瓶的實時溫度并輸入給控制模塊，溫度采集模塊采用溫度傳感器DS18B20。
[0010]進一步地溫度控制系統(tǒng)采用軟件方法處理按鍵去抖，即編寫一段延時程序。
[0011]進一步地時鐘電路采用12MHz的晶振和內(nèi)部振蕩方式，復(fù)位電路中RC通用值為C=1uF, R=8.2kΩ。
[0012]—種自動沖奶裝置的自動沖奶方法，包括:檢測水箱溫度是否達到設(shè)定溫度；加熱水箱溫度至設(shè)定溫度；打開電磁閥向奶瓶加水，關(guān)閉電磁閥；啟動搖晃裝置沖調(diào)奶水，關(guān)閉搖晃裝置；檢測奶瓶水溫是否達到設(shè)定溫度；加熱奶瓶水溫至設(shè)定溫度。
[0013]該自動沖奶裝置及沖奶方法可將水溫控制在需要的溫度范圍內(nèi)，能夠自動輸出用戶沖泡奶粉所需要的水量，通過搖晃裝置使得奶粉與溫水充分混合，從而能夠大量節(jié)約用戶的時間并且滿足用戶需求，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、干凈衛(wèi)生。
【附圖說明】
[0014]圖1自動沖奶裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖2自動沖奶裝置一實施例的搖晃裝置主視圖
圖3自動沖奶裝置一實施例的凸輪輪廓尺寸示意圖圖4自動沖奶裝置一實施例的溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖5自動沖奶裝置一實施例的時鐘電路示意圖圖6自動沖奶裝置一實施例的復(fù)位電路示意圖圖7自動沖奶裝置一實施例的運作流程圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，為本發(fā)明一實施例的自動沖奶裝置100，包括工作臺10、水箱20、電磁閥30、搖晃裝置50及溫度控制系統(tǒng)70。
[0016]該工作臺10用于放置水箱20、電磁閥30、奶瓶80a、搖晃裝置50等部件，操作按鈕布置于工作臺10的表面。水箱20放置在工作臺10的上方，通過電磁閥30連接作為開關(guān)控制水箱20出水量。該水箱20有良好的密閉性，避免外界環(huán)境的污染，且水箱20方便拆卸，便于清洗。工作臺10下方的底座上設(shè)有搖晃裝置50，奶瓶80a放置于搖晃裝置50上。當(dāng)進入瓶中的水適量時，電磁閥30將關(guān)閉并且打開底座電機控制搖晃裝置50水平地來回移動，從而搖晃奶瓶80a，使得奶瓶80a中的奶粉與水充分混合。
[0017]本實施例的工作臺10的長、寬、高分別設(shè)計為300mm、300mm、450mm，小巧且方便使用。其中，要求出水口與奶瓶80a之間的距離應(yīng)該靠近，因此設(shè)計出水口與奶瓶80a距離為24mm，防止熱水濺出造成燙傷；工作臺10中部向里凹陷150mm、高度180mm，用于放置搖晃裝置50 ;對于搖晃裝置50的設(shè)計，為了保留適當(dāng)?shù)目臻g用于搖晃，因此設(shè)計了底座的長、寬分別為170mm、100mm，相當(dāng)于在底座留了 10mm的空間用于搖晃。該水箱20內(nèi)能夠裝入12.5L水量，足夠作為沖泡奶粉的水源。
[0018]如圖2所示，本實施例的搖晃裝置50在整臺裝置中起著重要作用，要求工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單。該搖晃裝置50安裝在工作臺10底座的凹槽內(nèi)，搖晃裝置50由彈簧51、底盤52、凸輪53、滾子、電機等組成，底盤52頂部用于放置奶瓶80a，底盤52底部設(shè)有滾子，底盤52左右兩側(cè)分別連接彈簧51及凸輪53，彈簧51另一端固定在工作臺10的底座上，凸輪53中心與電機相連。搖晃裝置50的工作原理為:啟動電機工作，帶動凸輪53運動，凸輪53從起始位置做推程運動，使底盤52向左移動；到達最大推程后，彈簧51回彈力推動底盤52向右運動，滾子在凹槽內(nèi)移動減小摩擦，隨著電機地轉(zhuǎn)動，底盤52通過彈簧51以及凸輪53在底座上水平來回往復(fù)運動，進而達到搖晃效果。
[0019]如圖3所示，由于本實施例中凸輪53位于固定的軸線上運動，因此采用盤形凸輪機構(gòu)。上文提到底座設(shè)計為mm，預(yù)留10mm的空間用于搖晃，因此本實施例中彈簧51長度為50mm，凸輪53基圓大小為20mm，因為彈簧51形變量不能達到50mm，所以凸輪53上與基圓離得最遠的一點與基圓距離設(shè)計為40mm。
[0020]本實施例中的電磁閥30采用直動式電磁閥，其工作原理是:接入電源，電磁線圈發(fā)出電磁力將阻擋水流的器件打開，即電磁閥30開啟；切斷電源，沒有產(chǎn)生磁力，內(nèi)部彈簧將阻擋水流的器件彈回，即電磁閥30閉合。直動式電磁閥簡單且適合各種壓力情況，處于真空、負壓、零壓的條件下依然可以運轉(zhuǎn)，其通徑通常小于25_，流體壓力限制的上限大，能夠隨便放置，但流體壓差應(yīng)處于適當(dāng)?shù)那疤岘h(huán)境下。綜合家用飲水機的電磁閥口徑大小，本實施例的電磁閥30為通徑為10mm，90°直動式電磁閥，流量為62.8mL/s。本實施例所設(shè)計的電磁閥30打開時間約為8s，用戶獲得的水量為500mL左右。
[0021]搖晃裝置50運行時沒有受到外力的作用，其工作情況時載荷較小、工作平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)。由此，本實施例選用輸出功率較小的步進電機。步進電機的特點在于具備良好的起停和反轉(zhuǎn)功能，由于沒有電刷，穩(wěn)定性較高，電機的壽命只是取決于軸承的壽命。
[0022]如圖4所示，本實施例的溫度控制系統(tǒng)70主要包括控制模塊71、溫度采集模塊72、溫度顯示模塊73、第一加熱模塊74、第二加熱模塊75、時鐘電路76、復(fù)位電路77、功能模塊78。
[0023]控制模塊71用于接收分析外圍模塊發(fā)出的輸入信號，并根據(jù)程序設(shè)計發(fā)出控制信號控制各個模塊工作。
[0024]控制模塊有多種控制方案可供選擇，比如單片機、PLC、模擬PID等等。相對于PLC、模擬PID來說，采用單片機方案成本較低、穩(wěn)定性高、有較強的抗干擾能力，適用于對系統(tǒng)性能與可靠性要求不高的應(yīng)用場景。本實施例的控制模塊71采用單片機方案。
[0025]溫度采集模塊72用于收集水箱20、奶瓶80a的實時溫度并輸入給控制模塊71，并通過溫度顯示模塊73顯示出來?？刂颇K71分析水箱20、奶瓶80a的實時溫度和用戶所設(shè)定的溫度(本實施例為38攝氏度)，若實時溫度低于設(shè)定溫度，控制模塊71將通過設(shè)定的算法控制第一加熱模塊74、第二加熱模塊75分別對水箱20、奶瓶80a進行加熱，直到水溫上升至設(shè)定溫度。當(dāng)溫度達到所需值時，因為放置過久，溫度下降，控制模塊71將定時檢測實時溫度并和設(shè)定溫度值進行比較，重復(fù)上述操作，從而保持水箱20、奶瓶80a穩(wěn)定在用戶所設(shè)定的溫度范圍。
[0026]本實施例的溫度采集模塊72采用溫度傳感器DS18B20，相對于其它傳感器，DS18B20的好處是:高度集成化，在一定程度上減小了外接放大轉(zhuǎn)