一种咖啡冲泡自动实现系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种咖啡冲泡自动实现系统和方法，该系统包括控制台、机械臂和咖啡冲泡用具，控制台接收到咖啡冲泡启动指令后，根据获取到的机械臂冲泡动作轨迹生成控制指令；机械臂在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶按照机械臂冲泡动作轨迹移动，执行手冲咖啡模拟动作；电子秤实时采集冲泡时咖啡杯中咖啡液重量发送给控制台；控制台还根据机械臂冲泡动作轨迹和咖啡液重量，生成反馈控制指令调整机械臂的动作使机械臂的移动满足机械臂冲泡运动轨迹。本发明专利技术利用机械臂并通过控制机械臂按照预先获取的机械臂冲泡运动轨迹自动完成手冲模拟动作冲泡咖啡，解决了咖啡师等人工手冲咖啡过程中的人为因素导致的咖啡口感不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种咖啡冲泡自动实现系统和方法
本专利技术涉及咖啡制作
，具体涉及一种咖啡冲泡自动实现系统和方法。
技术介绍
咖啡是流行于世界的主要饮品。目前咖啡制作方式主要有两种，一是通过咖啡机制作咖啡，咖啡机实现了磨粉、压粉、装粉、冲泡、清除残渣等酿制咖啡全过程的自动控制，这种制作咖啡的方式最简单，缺点是咖啡口感较差。随着人们对咖啡口感和品质的追求，手冲咖啡逐渐受到大众欢迎。手冲咖啡由于脱离了对咖啡机的依赖，更容易根据咖啡豆的品种、研磨程度来调整水温、闷蒸时间、水流速度和冲调角度等参数，制作出来的咖啡酸苦适当、浓淡可调。手冲咖啡虽然器材简单，但看起来容易、相似度极高的操作，其实也蕴藏着各种口味的可能，不同的咖啡师(不同的配方),会制作出不同的咖啡，甚至同一个咖啡师每次泡出的咖啡也不是完全相同的味道。因此，现有技术中在冲泡咖啡时，咖啡师的作用举足轻重，这也导致了咖啡制作过程中人为因素干预严重，咖啡的口感不稳定。由此可见，目前还没有兼顾咖啡口感和效率的咖啡制作方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种咖啡冲泡自动实现系统和方法，以解决现有技术中咖啡机制作的咖啡口感差，咖啡师手冲咖啡口感不稳定的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种咖啡冲泡自动实现系统，该系统包括控制台、机械臂和咖啡冲泡用具，该咖啡冲泡用具至少包括咖啡手冲壶、过滤器、咖啡杯和电子称，控制台，在接收到咖啡冲泡启动指令后，根据获取到的机械臂冲泡动作轨迹生成相应的用于控制机械臂运动的控制指令；机械臂，在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶，在控制指令的控制下按照机械臂冲泡动作轨迹移动，将咖啡手冲壶中的水注入杯口置有过滤器的咖啡杯中，执行手冲咖啡模拟动作，其中，过滤器上放置有咖啡粉；电子秤，实时采集冲泡过程中咖啡杯中咖啡液的重量信息，将重量信息发送给控制台；控制台，还根据机械臂冲泡动作轨迹和收到的咖啡液的重量信息，生成反馈控制指令调整机械臂的动作，使机械臂的移动满足机械臂冲泡运动轨迹。可选地，该系统还包括：摄像头，摄像头能够与控制台进行数据通信；摄像头，实时采集咖啡师手工冲泡咖啡时，咖啡手冲壶上的预设追踪点在各个时刻的图像信息；电子秤，在咖啡师手工冲泡咖啡时，实时采集咖啡杯中各个时刻咖啡液的重量信息；控制台，根据图像信息以及预设追踪点在咖啡手冲壶上的位置，以过滤器为基点计算咖啡手冲壶的位置坐标和姿态，计算出咖啡手冲壶的运动轨迹数据，并将重量信息设置在运动轨迹数据中，根据计算出的咖啡手冲壶的运动轨迹数据以及咖啡手冲壶与机械臂之间的预设距离得到机械臂冲泡动作轨迹。可选地，控制台，还用于对咖啡手冲壶的运动轨迹数据进行曲线拟合处理，得到拟合曲线；以及，根据机械臂的大小在拟合曲线上选取相应数量的采样点，并利用采样点的位置坐标调整机械臂冲泡动作轨迹。可选地，预设追踪点为设置在咖啡手冲壶上预定区域中的色块，预定区域为冲泡过程中运动的咖啡手冲壶上始终能被摄像头拍摄到的区域。可选地，电子称上设置有传感器，传感器实时采集杯子中咖啡液的重量信息，并将该重量信息转换为模拟信号后发送给控制台。可选地，过滤器包括滤纸和滤杯；控制台，在收到冲泡启动指令后，根据保存的咖啡冲泡用具的尺寸以及相对位置关系生成准备动作控制指令发送给机械臂；机械臂，根据准备动作控制指令对咖啡冲泡用具进行如下操作：将咖啡杯放置在电子秤上，并在咖啡杯的杯口放置滤杯，在滤杯中放置滤纸，夹持滤杯接盛咖啡粉，将盛了咖啡粉的滤杯放回到咖啡杯的杯口。可选地，控制台对获取到的机械臂冲泡动作轨迹进行解析，并计算输出给机械臂中电机的目标转角和力矩，通过电机控制机械臂按照机械臂冲泡动作轨迹移动；以及，根据收到的咖啡液的重量信息，计算机械臂当前夹持的咖啡手冲壶的倾斜角与机械臂冲泡动作轨迹中的目标倾斜角的差值，生成反馈控制指令调整机械臂的动作，使机械臂的移动满足机械臂冲泡运动轨迹。可选地，控制台具体用于根据所述图像信息中位于咖啡手冲壶壶嘴上的预设追踪点在各个时刻的位置坐标，以及其余预设追踪点与该预设追踪点的相对位置关系计算得到咖啡手冲壶的运动轨迹。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种咖啡冲泡自动实现方法，该方法包括：接收冲泡启动指令，并根据获取到的机械臂冲泡动作轨迹生成相应的用于控制机械臂运动的控制指令，控制机械臂在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶并按照机械臂冲泡动作轨迹移动，将咖啡手冲壶中的水注入杯口置有过滤器的咖啡杯中，执行手冲咖啡模拟动作，其中，过滤器上放置有咖啡粉；接收电子秤实时采集并发送的咖啡液的重量信息，根据收到的咖啡液的重量信息和机械臂冲泡动作轨迹，生成反馈控制指令，调整机械臂的移动使得机械臂的动作满足机械臂冲泡运动轨迹。可选地，该方法还包括：接收摄像头实时采集并发送的咖啡师手工冲泡咖啡时，咖啡手冲壶上的预设追踪点在各个时刻的图像信息；接收电子秤在咖啡师手工冲泡咖啡时，实时采集并发送的咖啡杯中各个时刻咖啡液的重量信息；根据图像信息以及预设追踪点在咖啡手冲壶上的位置，以过滤器为基点计算咖啡手冲壶的位置坐标和姿态，计算出咖啡手冲壶的运动轨迹数据，并将重量信息设置在运动轨迹数据中，根据计算出的咖啡手冲壶的运动轨迹数据以及咖啡手冲壶与机械臂之间的预设距离得到机械臂冲泡动作轨迹。本专利技术的有益效果是：本专利技术的这种咖啡冲泡自动实现系统和方法根据预先获取的机械臂冲泡动作轨迹，控制机械臂在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶，在控制指令的控制下按照机械臂冲泡动作轨迹移动，将咖啡手冲壶中的水注入杯口置有过滤器的咖啡杯中，执行手冲咖啡模拟动作，并同时根据电子称反馈的咖啡液的重量信息对机械臂动作进行微调从而使得机械臂能够严格按照机械臂冲泡动作轨迹完成咖啡冲泡动作。通过利用机械臂替代了咖啡师的手工冲泡动作，因而解决了咖啡冲泡时人为因素导致的口感不稳定的问题。另外，由于机械臂冲泡动作轨迹可以根据咖啡师手冲咖啡时的动作制作而成，所以相比咖啡机这种制作方式，机械臂执行机械臂冲泡动作轨迹冲泡出的咖啡口感更好。并且本专利技术实施例也一定程度上解放了劳动力，使咖啡师有更多的精力和时间改良手法，提升咖啡口感。附图说明图1是本专利技术一个实施例的一种咖啡冲泡自动实现系统结构框图；图2是本专利技术一个实施例的一种咖啡冲泡自动实现方法的流程图。具体实施方式本专利技术的设计构思是：针对现有技术中咖啡机制作的咖啡口感差以及手冲咖啡时严重依赖咖啡师的手法，咖啡口感不稳定的问题，提出了一种咖啡冲泡自动实现系统，该系统一方面通过记录咖啡师手冲咖啡过程中的动作轨迹，制作出机械臂冲泡动作轨迹，控制机械臂执行模拟手冲操作，从而克服了手冲咖啡时严重依赖咖啡师的冲泡动作导致咖啡口感不稳定的问题。另一方面，由于对咖啡口感起决定作用的是咖啡师冲泡咖啡的动作，而本专利技术中机械臂执行的机械臂冲泡动作轨迹正是根据咖啡师的冲泡动作生成的，所以也保证了机械臂冲泡咖啡的口感。并且，本实施例的这种系统除了能够完成咖啡冲泡这一影响咖啡口感的核心工序之外，还可以自动控制完成从磨粉、装粉、冲泡、清除残渣等酿制咖啡的全部工序，兼顾了咖啡的口感和制作效率。以下实施例中是以利用本实施例的咖啡冲泡自动实现系统实现咖啡冲泡过程为例进行的重点说明，可以理解，在能够实现咖啡冲泡这一核心工序的基础上，本实施例的咖啡冲泡自动实现系统也可以完成咖啡制作中的其他工序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种咖啡冲泡自动实现系统，其特征在于，所述系统包括控制台、机械臂和咖啡冲泡用具，该咖啡冲泡用具至少包括咖啡手冲壶、过滤器、咖啡杯和电子称，所述控制台，在接收到咖啡冲泡启动指令后，根据获取到的机械臂冲泡动作轨迹生成相应的用于控制机械臂运动的控制指令；所述机械臂，在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶，在控制指令的控制下按照机械臂冲泡动作轨迹移动，将咖啡手冲壶中的水注入杯口置有过滤器的咖啡杯中，执行手冲咖啡模拟动作，其中，过滤器上放置有咖啡粉；所述电子秤，实时采集冲泡过程中咖啡杯中咖啡液的重量信息，将所述重量信息发送给所述控制台；所述控制台，还根据所述机械臂冲泡动作轨迹和收到的咖啡液的重量信息，生成反馈控制指令调整机械臂的动作，使机械臂的移动满足所述机械臂冲泡运动轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种咖啡冲泡自动实现系统，其特征在于，所述系统包括控制台、机械臂和咖啡冲泡用具，该咖啡冲泡用具至少包括咖啡手冲壶、过滤器、咖啡杯和电子秤，所述控制台，在接收到咖啡冲泡启动指令后，根据获取到的机械臂冲泡动作轨迹生成相应的用于控制机械臂运动的控制指令；所述机械臂，在咖啡冲泡启动后夹持咖啡手冲壶，在控制指令的控制下按照机械臂冲泡动作轨迹移动，将咖啡手冲壶中的水注入杯口置有过滤器的咖啡杯中，执行手冲咖啡模拟动作，其中，过滤器上放置有咖啡粉；所述电子秤，实时采集冲泡过程中咖啡杯中咖啡液的重量信息，将所述重量信息发送给所述控制台；所述控制台，还根据所述机械臂冲泡动作轨迹和收到的咖啡液的重量信息，生成反馈控制指令调整机械臂的动作，使机械臂的移动满足所述机械臂冲泡运动轨迹。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：摄像头，所述摄像头能够与所述控制台进行数据通信；所述摄像头，实时采集咖啡师手工冲泡咖啡时，咖啡手冲壶上的预设追踪点在各个时刻的图像信息；电子秤，在咖啡师手工冲泡咖啡时，实时采集咖啡杯中各个时刻咖啡液的重量信息；所述控制台，根据所述图像信息以及预设追踪点在咖啡手冲壶上的位置，以过滤器为基点计算咖啡手冲壶的位置坐标和姿态，计算出咖啡手冲壶的运动轨迹数据，并将重量信息设置在运动轨迹数据中，根据计算出的咖啡手冲壶的运动轨迹数据以及咖啡手冲壶与机械臂之间的预设距离得到机械臂冲泡动作轨迹。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制台，还用于对所述咖啡手冲壶的运动轨迹数据进行曲线拟合处理，得到拟合曲线；以及，根据机械臂的大小在所述拟合曲线上选取相应数量的采样点，并利用采样点的位置坐标调整机械臂冲泡动作轨迹。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预设追踪点为设置在咖啡手冲壶上预定区域中的色块，所述预定区域为冲泡过程中运动的咖啡手冲壶上始终能被摄像头拍摄到的区域。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电子秤上设置有传感器，所述传感器实时采集杯子中咖啡液的重量信息，并将该重量信息转换为模拟信号后发送给所述控制台。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤器包括滤纸和滤杯；所述控制台，在收到冲泡启动指令后，根据保存的咖啡冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜迅，
申请(专利权)人：北京古点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11