用于制备饮品的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月5日提交的美国临时申请号62/727,515的权益，其全部内容在此通过引入并入本文中。

本公开内容涉及用于制备饮品的系统和方法，尤其是从茶叶、草本和其他原植物材料制备饮品的系统和方法。

背景技术：

为了制备热饮品，利用了使用单份(single-serve，一次性)胶囊(capsule，囊状物)或包的机器。胶囊或包含有能够在热水中溶解的物质。这些机器通常用于制备咖啡。

利用这样的机器和方法来冲泡茶或原草本成分的主要问题在于，制备茶的方式与咖啡粉不同。咖啡豆被研磨成具有一致大小和密度的咖啡粉，然后将咖啡粉预包装成包或胶囊形式。然而，原草本成分可以有不同形式。通常，将原植物材料切成测量从1mm至1cm的小茶叶片。这些原草本成分在被预包装成单份形式时不会被压缩。相反，它们在胶囊中保持松散的形式，因此产生的内部压力比咖啡粉的内部压力低。因此，萃取单份草本茶的问题之一是由于不同种类的茶混合物以及它们的化学和物理性质导致胶囊内部存在不一致的压力。

另一问题是由于单份胶囊内的原植物材料的不一致压力和各种性质，因此冲泡性能不一致且不可预测。当热水被泵入放置在机器中的单份胶囊时，原植物材料不溶于热水。因此，由于原植物材料呈松散形式，因此这不允许水在加压环境中流动和分配。这导致低压冲泡过程并且制备的茶不够浓。因此，无法区分这样的冲泡方法相较于传统茶壶冲泡方法的优点。

另一问题是种类繁多的原茶和草本混合物待被包含在单份胶囊中。

技术实现要素：

根据本申请的一个方面，提供了一种包含饮品制备机器的饮品制备系统。饮品制备机器可以包括：进水座，该进水座能够在前后方向上移动并且在其中设置有后部水通道；后针盘，该后针盘安装在进水座的前凹部中，后针盘在其前表面上设置有至少一个后部刺穿针；泡制壳体，该泡制壳体能够在前后方向上在进水座的前面移动，并且在其中设置有前部水通道；前针盘，该前针盘安装在泡制壳体的后凹部中，前针盘在其后表面上设置有至少一个前部刺穿针；泡制胶囊，该泡制胶囊通过耦接在进水座和泡制壳体之间的夹具被保持在至少一个前部刺穿针和至少一个后部刺穿针之间，泡制胶囊在其中容纳待被泡制的原植物材料；并且进水座、前针盘及后针盘、夹具以及泡制壳体一起限定了使泡制胶囊中的原植物材料在其中被泡制的密封泡制腔。

所述的饮品制备系统，还可以包括：滑动座，所述滑动座连接到所述进水座的后侧，所述滑动座能够与所述进水座和所述后针盘一起向前移动，直到所述至少一个后部刺穿针主动地刺穿所述泡制胶囊的后盖；热水，所述热水适于从所述后部水通道流动并通过所述泡制胶囊的被刺穿的后盖进入所述泡制胶囊；并且所述泡制胶囊能够在压力下朝向所述至少一个前部刺穿针向前膨胀，直到所述至少一个前部刺穿针被动地刺穿所述泡制胶囊的前盖，从而将所述泡制胶囊内的所得液体通过所述泡制胶囊的被刺穿的前盖排出到所述前部水通道。

所述的饮品制备系统，还可以包括：至少一个弹簧，所述至少一个弹簧安装在所述进水座和所述泡制壳体之间，所述至少一个弹簧在所述泡制腔被密封时处于压缩状态，并且所述至少一个弹簧适于展开并迫使所述泡制壳体远离所述进水座，从而使得所述泡制胶囊在所述夹具打开后掉下。

所述的饮品制备系统，还可以包括：前动架，所述前动架连接到所述泡制壳体的前侧，所述前动架包括中央开口；出水背压座，所述出水背压座安装在所述中央开口的后部段中；以及出水嘴，所述出水嘴安装在所述中央开口的前部段中，其中，所述出水背压座和所述出水嘴与所述泡制壳体的所述前部水通道流体连通。

在一个实施例中，所述夹具可以包括两个弧形夹持构件，所述两个弧形夹持构件能够在夹持位置和释放位置之间移动，在所述夹持位置，所述两个弧形夹持构件分别围绕所述泡制胶囊的两个相反的弯曲侧边缘进行夹持，在所述释放位置，所述两个弧形夹持构件张开。

在一个实施例中，硅胶圈可以安装在所述进水座的所述前凹部中。

在一个实施例中，所述泡制胶囊可以是盘形的。

在一个实施例中，所述泡制胶囊的尺寸被设置成在其中容纳用于制备单份饮品的所述原植物材料。

所述的饮品制备系统，还可以包括：移动应用app，所述移动app安装在移动设备上，所述移动app通信地连接至云服务器和设置在所述饮品制备机器上的控制器。

在一个实施例中，所述移动app被配置成提供对一组冲泡参数的控制，所述一组冲泡参数包括浸泡时间、泡制持续时间、饮品温度、压力水平和饮品体积输出。

在一个实施例中，所述云服务器保存并存储所述一组冲泡参数以及用户的一组个人数据。

在一个实施例中，所述用户的一组个人数据可以包括用户偏好的冲泡习惯和配方、所述用户的个人健康和症状检查以及区域天气预报。

所述的饮品制备系统，还可以包括：云引擎，所述云引擎被编码有一组算法以分析所述用户的一组个人数据并向所述用户给予反馈和推荐。

在一个实施例中，所述移动app被配置成显示根据食品科学家在内部进行的味道实验室测试的一组最佳和推荐的冲泡参数，所述一组最佳和推荐的冲泡参数包括针对每种饮品的建议和指定的浸泡时间、泡制持续时间、饮品温度、压力水平和饮品体积输出；所述移动app被配置成促进用户利用对按钮的触摸、经由wifi通信将预设的推荐冲泡参数发送到所述饮品制备机器的控制器；并且所述移动应用被配置成允许在所述云服务器上存储最多达数千种冲泡方法和食谱。

根据本申请的另一方面，提供了一种用于制备饮品的方法，包括：(i)提供饮品制备机器，该饮品制备机器包括：进水座，该进水座能够在前后方向上移动并且在其中设置有后部水通道；后针盘，该后针盘安装在进水座的前凹部中，后针盘在其前表面上设置有至少一个后部刺穿针；泡制壳体，该泡制壳体能够在前后方向上在进水座的前面移动，并且在其中设置有前部水通道；以及前针盘，该前针盘安装在泡制壳体的后凹部中，前针盘在其后表面上设置有至少一个前部刺穿针；(ii)通过夹具将泡制胶囊固定在至少一个前部刺穿针和至少一个后部刺穿针之间，泡制胶囊在其中预包装有原植物材料；(iii)驱动进水座向前，直到至少一个后部刺穿针主动刺穿泡制胶囊的后盖，并且进水座、前针盘及后针盘、夹具以及泡制壳体一起限定了使泡制胶囊中的原植物材料在其中被泡制的密封泡制腔；(iv)泵送热水通过后部水通道，并通过泡制胶囊的被刺穿的后盖进入密封泡制腔内的泡制胶囊；以及(v)根据一组冲泡参数允许在压力下对泡制胶囊中的原植物材料进行泡制，直到泡制胶囊向前膨胀并且至少一个前部刺穿针被动地刺穿泡制胶囊的前盖，从而通过泡制胶囊的被刺穿的前盖将泡制胶囊内的所得液体排出到前部水通道。

所述的用于制备饮品的方法，还可以包括在移动设备上安装移动应用(app)，并且使用所述移动app来与云服务器和设置在所述饮品制备机器上的控制器进行通信。

所述的用于制备饮品的方法，还可以包括通过所述移动app对所述一组冲泡参数进行控制，所述一组冲泡参数包括浸泡时间、泡制持续时间、饮品温度、压力水平和饮品体积输出。

所述的用于制备饮品的方法，还可以包括在所述云服务器上保存并存储所述一组冲泡参数以及用户的一组个人数据。

在一个实施例中，所述用户的所述一组个人数据可以包括偏好的冲泡习惯和配方、个人健康和症状检查以及区域天气预报。

所述的用于制备饮品的方法，还可以包括使用云引擎，所述云引擎被编码有一组算法，以分析所述用户的所述一组个人数据并向所述用户给予反馈和推荐。

尽管关于某些实施方式示出并描述了本公开内容，但是明显的是，本领域技术人员在阅读和理解说明书时将想到等同物和修改。本公开内容包括所有这样的等同物和修改，并且仅受权利要求的范围限制。

附图说明

现在将参考附图通过示例来描述本公开内容的具体实施方式，其中：

图1是根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的后部分解图。

图2是根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的前部分解图。

图3是根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的顶部分解图。

图4是根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的侧面分解图。

图5是根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的截面图。

图6(a)至图6(c)示出了根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的操作。

图7(a)至图7(f)分别示出了根据本公开内容的实施方式的饮品制备机器的后部视图、前部视图、左视图、右视图、顶部视图和底部视图。

图8是示出根据本公开内容的实施方式的饮品制备系统的控制器、移动应用、云服务器和云引擎的框图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的优选实施方式，在以下描述中还提供了优选实施方式的实施例。详细描述了本公开内容的示例性实施方式，尽管对相关领域的技术人员而言将明显的是为了清楚起见可能未详细示出或描述对于理解本公开内容不是特别重要的一些特征。

此外，应当理解，本公开内容不限于下面描述的精确实施方式，并且本领域技术人员可以在不脱离保护范围的情况下实现该精确实施方式的各种改变和修改。例如，在本公开内容和所附权利要求的范围内，不同说明性实施方式的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替换。

应当注意，在本文的整个说明书和权利要求书中，当一个元件被称为“耦接”或“连接”到另一元件时，这并不一定意味着一个元件被紧固、固定或以其他方式附接到另一元件。相反，术语“耦接”或“连接”意味着一个元件直接或间接连接到另一元件或者与另一元件处于机械或电连通。

图1至图8示出了根据本公开内容的一个实施方式的用于制备饮品的系统和方法。图1是饮品制备系统的饮品制备机器的实施方式的分解图。饮品制备机器可以包括能够在前后方向上移动的进水座4。进水座4可以在其中形成有后部水通道41，热水可以流动通过该后部水通道。密封圈3可以设置在后部水通道41的出口处以用于密封目的。

后针盘6可以安装在进水座4的前凹部中。后针盘6的前表面可以与至少一个后部刺穿针61一体地形成。在图2所示的实施方式中，有五个后部刺穿针61。硅胶圈5可以安装在进水座4的前凹部中以用于密封目的。

泡制壳体10能够在前后方向上在进水座4前面移动。泡制壳体10可以在其中形成有前部水通道15，制备的饮品可以流动通过该前部水通道。

前针盘9可以安装在泡制壳体10的后凹部中。前针盘9的后表面可以与至少一个前部刺穿针91一体地形成。如图3中最佳示出的，前针盘9的后表面可以形成有大量的前部刺穿针91。

前针盘9及后针盘6和至少一个前部刺穿针91及至少一个后部刺穿针61可以由不锈钢或任何其他合适的材料制成。

如图5所示，单份泡制胶囊18可以通过夹具8被保持在至少一个前部刺穿针91和至少一个后部刺穿针61之间。夹具8可以可操作地耦接在进水座4和泡制壳体10之间。泡制胶囊18的尺寸可以被设置成在其中包含待被泡制的茶叶、草本或其他原植物材料，以制备单份饮品。茶叶、草本或其他原植物材料可以被预包装到泡制胶囊18中。在该示出的实施方式中，泡制胶囊18可以呈盘的形状或呈其他类似形状。盘形泡制胶囊18可以包括前盖、后盖和圆形侧边缘。茶叶、草本或其他原植物材料可以被保持在前盖和后盖之间。

单份泡制胶囊18可以具有内部结构，使得在浸泡和泡制过程期间水可以被捕获在泡制胶囊18内。单份泡制胶囊18可以在其中包含用于在至少一个后部刺穿针61刺穿泡制胶囊18的后盖之后水循环的狭窄通路。这可以促进整个浸泡过程并产生用于泡制的足够高的压力。后针盘6的前表面可以具有凹表面62，该凹表面的形状与泡制胶囊18的后盖一致。

夹具8可以包括两个弧形夹持构件。两个弧形夹持构件能够在夹持位置和释放位置之间移动，在夹持位置，两个弧形夹持构件分别围绕泡制胶囊的两个相反的弯曲侧边缘进行夹持，在释放位置，两个弧形夹持构件张开。

如图5所描绘的，进水座4、前针盘9及后针盘6、夹具8、泡制壳体10以及硅胶圈5可以一起限定泡制胶囊18中的茶叶、草本或其他原植物材料可以在其中被泡制的密封泡制腔19。

返回参考图1，饮品制备机器可以包括连接到进水座4的后侧的滑动座1。滑动座1能够在前后方向上通过转动轴22或通过任何其他传统机构滑动。滑动座1可以与进水座4和后针盘6一起向前朝向泡制胶囊18移动。

饮品制备机器还可以包括连接到泡制壳体10的前侧的前动架12。前动架12可以形成有中央开口16。出水背压座11可以安装在中央开口16的后部段中，并且出水嘴13可以安装在中央开口16的前部段中。出水背压座11以及出水嘴13可以与形成在泡制壳体10中的前部水通道15流体连通。

为了制备饮品，泡制胶囊18通过夹具8固定在至少一个前部刺穿针和至少一个后部刺穿针之间。进水座4和后针盘6由滑动座1驱动向前，直到至少一个后部刺穿针61主动刺穿泡制胶囊18的后盖。进水座4、前针盘9及后针盘6、夹具8以及泡制壳体10一起限定了使泡制胶囊18中的茶叶、草本或其他原植物材料在其中被泡制的密封泡制腔19。

在泡制胶囊18的后盖被至少一个刺穿针61刺穿之后，热水通过形成在进水座4中的后部水通道41泵入饮品制备机器并通过泡制胶囊18的被刺穿的后盖进入泡制胶囊18。

根据一组冲泡参数开始泡制胶囊18中的茶叶、草本或原植物材料的泡制。此时，滑动座1的向前移动停止，并且泡制胶囊18也在密封泡制腔19内停止。没有水进一步通过后部水通道41泵送。密封泡制腔19内的热水和蒸汽保持不动。饮品制备机器进入浸泡模式。这意味着停止将热水泵入密封泡制腔19一时间段，然后重新开始将更多的热水泵入密封泡制腔19。该时间段可以根据茶叶、草本或其他原植物材料的特性进行调整。这产生了下述浸泡或泡制过程，所述浸泡或泡制过程允许对泡制胶囊18内的茶叶、草本或其他原植物材料进行均匀且彻底的泡制，因此允许茶叶、草本或原植物材料在泡制胶囊18内快速膨胀。这样的膨胀产生高压力，并且热水可以填充泡制胶囊18中的整个内部空间。

在压力下，泡制胶囊18可以在前向方向上朝向前针盘9的至少一个前部刺穿针91膨胀。该膨胀过程可以在高的压力下产生饮品并且可以确保对泡制胶囊18内的茶叶、草本或原植物材料进行快速且均匀的泡制。泡制胶囊18朝向至少一个前部刺穿针91向前膨胀，直到至少一个前部刺穿针91被动地刺穿泡制胶囊18的前盖。紧接在泡制胶囊18的前盖被至少一个前部刺穿针91刺穿之后，泡制胶囊18内的压力被释放。然后，泡制胶囊18内的所得液体通过泡制胶囊18的被刺穿的前盖排出到前部水通道15。

通过主动和被动刺穿过程以及泡制胶囊18中生成的高压力，可以实现从茶叶、草本或原植物材料中有效且理想地萃取精华。

膨胀的泡制胶囊18内的所得液体通过泡制胶囊18的被刺穿的前盖流入前部水通道15。然后，所得液体流动通过出水背压座11以及出水嘴13，以用于通过杯子收集。

饮品制备机器还可以包括安装在进水座4和泡制壳体10之间的至少一个弹簧7。至少一个弹簧7可以在泡制腔19被密封时处于压缩状态。至少一个弹簧7可以适于展开并迫使泡制壳体10远离进水座4，从而使得泡制胶囊18在夹具8被打开后掉下。

可以理解，如果压力释放过程太长或太短，则这会影响冲泡结果。前针盘9的至少一个前部刺穿针91的形状、位置和材料是经过反复试验后专门设计的。最后确定前针盘9和至少一个前部刺穿针91由不锈钢制成。至少一个前部刺穿针91具有可以有效地刺穿泡制胶囊18的前盖的形状、位置和长度。在压力达到临界点之后，泡制胶囊18内的压力将被立即释放。这可以防止液体及茶叶、草本或原植物材料在泡制胶囊18内堵塞。同时，其可以避免对泡制胶囊18内的支撑结构造成任何损坏。液体可以在泡制胶囊18中顺畅地流动。可以调节压力释放过程和时间，使得可以实现最佳的萃取效果。此外，不锈钢针刺盘可以重复使用，并且不易磨损。这可以延长产品的寿命，并且不会因长期和高频率使用而影响冲泡效果。

可以根据泡制胶囊18内待被泡制的每种特别的茶叶、草本或原植物材料的膨胀来计算刺穿泡制胶囊18的时间。如果刺穿动作没有精确地进行，则这可能导致在至少一个前部刺穿针91和泡制胶囊18之间形成间隙的问题。结果，所得液体被捕获在泡制胶囊18内并且不能流出泡制胶囊18以产生饮品。另一方面，如果前针盘9定位得太靠近泡制胶囊18，或者至少一个前部刺穿针91太长，则液体可能在达到浸泡过程的所期望的压力和时间之前流出泡制胶囊18，导致饮品没有被精确地泡制、不够浓并且浓度不一致。

主动和被动刺穿过程的组合是针对草药的特性而设计的。它可以允许蒸汽和热水以受控的流速从进水座4的后部水通道41流动并进入泡制胶囊18。在泡制腔19中，热水可以在泡制胶囊18中充分循环，并且泡制胶囊18中的草本材料可以被充分泡制和萃取，从而极大地改进了泡制和萃取效果。因此，不会发生压力泄漏和不良萃取。

如图8所示，本公开内容的饮品制备系统还可以包括安装在移动设备上的移动应用(app)22。移动app22可以通信地连接到云服务器24和设置在饮品制备机器上的控制器20。移动app22可以在饮品制备机器和用户之间建立连接。控制器20可以是用于控制饮品制备机器的操作的电控制器。移动app22可以嵌入到物联网(iot)设备中，在该物联网设备中，用户的移动app22和饮品制备机器之间的通信可以通过饮品制备机器内的嵌入式wifi模块建立。

移动app22可以被配置成提供对一组冲泡参数的控制。该组冲泡参数可以包括浸泡时间、泡制持续时间、饮品温度、压力水平和饮品体积输出。这些冲泡参数确定了可以针对不同的喜好进行更改的总浓度和营养水平。用户可以通过移动app22定制各种冲泡参数。

云服务器24可以保存并存储该组冲泡参数以及用户的一组个人数据。用户的该组个人数据可以包括但不限于用户偏好的冲泡习惯和配方、用户的个人健康和症状检查以及区域天气预报。

饮品制备系统还可以包括云引擎26，该云引擎被编码有一组算法以分析用户的该组个人数据并向用户给予反馈和推荐。

通过移动app22，用户能够更改浸泡过程，例如，浸泡时间/泡制秒数，从4秒最多至20秒，并且能够产生各种水平的压力，因此产生不同水平的活性成分的释放。为了成为用户友好的并且为了易于操作程序，移动app22可以被配置成例如在移动设备上显示根据食品科学家在内部进行的味道实验室测试的一组最佳和推荐的冲泡参数。该组最佳和推荐的冲泡参数可以包括针对每种饮品的建议和指定的浸泡时间、泡制持续时间、饮品温度、压力水平以及饮品体积输出。移动app22可以被配置成促进用户利用对按钮的触摸经由wifi通信将预设的推荐冲泡参数发送到饮品制备机器的控制器20。移动app22还可以被配置成允许在云服务器24上存储最多达数千种冲泡方法和食谱。移动app22还可以允许用户定制饮品的温度和体积输出。这三个参数应有助于饮品的整体冲泡压力及其浓度。由于从其制备饮品的种类繁多的草本混合物的存在，因此需要这种定制。每种茶或草本混合物都需要特别的一组冲泡参数。本公开内容的移动app22与仅要求一种恒定压力来冲泡各种咖啡或咖啡的混合物的传统咖啡机相比是特别创新的。通过本公开内容的移动app22，用户可以跟踪和记录他或她偏好的冲泡习惯和配方。可以给予并推荐针对特别用户的最佳和合适的饮品选择。这是一重要因素，因为茶和草本饮品被认为是健康饮品，并且不同类型的茶或草本已被证明具有其特别的益处。与咖啡不同，不同类型的茶或草本可以适用于具有不同身体状况的不同类型的用户。因此，这样的计算算法对于将特别饮品精确地推荐给特别用户作为健康补充物是至关重要的。

虽然已经特别参考本公开内容的多个优选实施方式示出和描述了本公开内容，但是应该注意，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以进行各种其他改变或修改。