一种自动冲奶装置及冲奶方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冲奶装置，特别涉及一种自动冲奶装置及自动冲奶方法。
【背景技术】
[0002]现在常用冲泡奶粉的方式，具有过程复杂、耗时长、安全性低、冲泡质量不能保证等弊端。在人们生活品质稳步上升的同时，人们的优育的意识也在提高，所以我们可以创造新的产品用来方便生活。我国作为人口大国，每日的新生婴儿数不胜数，但现阶段自动冲奶粉机在家庭中并不普遍，不少年轻父母还在为婴儿喂奶而苦恼。且目前市场上出售的产品种类稀少，功能单一，大部分存在产品卫生得不到保障、操作复杂等问题。因此创造一款结构简单、操作方便、卫生的自动冲奶粉机对我们的生活有着重大意义。
【发明内容】
[0003]因此，有必要提供一种结构简单、操作方便、卫生的自动冲奶装置及冲奶方法。
[0004]—种自动冲奶装置，包括:工作台、水箱、电磁阀、温度控制系统及摇晃装置，该工作台用于安装水箱、电磁阀及温度控制系统，水箱安置在工作台上方，通过电磁阀连接作为开关控制水箱出水量，该摇晃装置设在工作台下方的底座上并可在底座上水平地来回移动。
[0005]进一步地该工作台的长、宽、高分别设计为300mm、300mm、450mm，工作台中部向里凹陷150mm、高度180mm，底座的长、宽分别为170mm、100mm,弹簧长度为50mm，凸轮基圆大小为20mm，凸轮上与基圆离得最远的一点与基圆距离设计为40mm。
[0006]进一步地电磁阀采用直动式电磁阀。
[0007]进一步地温度控制系统包括控制模块、温度采集模块、温度显示模块、第一加热模块、第二加热模块、时钟电路、复位电路、功能模块。
[0008]进一步地控制模块用于接收分析外围模块发出的输入信号，并根据程序设计发出控制信号控制各个模块工作，控制模块采用单片机方案。
[0009]进一步地温度采集模块用于收集水箱、奶瓶的实时温度并输入给控制模块，温度采集模块采用温度传感器DS18B20。
[0010]进一步地温度控制系统采用软件方法处理按键去抖，即编写一段延时程序。
[0011]进一步地时钟电路采用12MHz的晶振和内部振荡方式，复位电路中RC通用值为C=1uF, R=8.2kΩ。
[0012]—种自动冲奶装置的自动冲奶方法，包括:检测水箱温度是否达到设定温度；加热水箱温度至设定温度；打开电磁阀向奶瓶加水，关闭电磁阀；启动摇晃装置冲调奶水，关闭摇晃装置；检测奶瓶水温是否达到设定温度；加热奶瓶水温至设定温度。
[0013]该自动冲奶装置及冲奶方法可将水温控制在需要的温度范围内，能够自动输出用户冲泡奶粉所需要的水量，通过摇晃装置使得奶粉与温水充分混合，从而能够大量节约用户的时间并且满足用户需求，结构简单、操作方便、干净卫生。
【附图说明】
[0014]图1自动冲奶装置一实施例的结构示意图图2自动冲奶装置一实施例的摇晃装置主视图
图3自动冲奶装置一实施例的凸轮轮廓尺寸示意图图4自动冲奶装置一实施例的温度控制系统结构框图图5自动冲奶装置一实施例的时钟电路示意图图6自动冲奶装置一实施例的复位电路示意图图7自动冲奶装置一实施例的运作流程图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，为本发明一实施例的自动冲奶装置100，包括工作台10、水箱20、电磁阀30、摇晃装置50及温度控制系统70。
[0016]该工作台10用于放置水箱20、电磁阀30、奶瓶80a、摇晃装置50等部件，操作按钮布置于工作台10的表面。水箱20放置在工作台10的上方，通过电磁阀30连接作为开关控制水箱20出水量。该水箱20有良好的密闭性，避免外界环境的污染，且水箱20方便拆卸，便于清洗。工作台10下方的底座上设有摇晃装置50，奶瓶80a放置于摇晃装置50上。当进入瓶中的水适量时，电磁阀30将关闭并且打开底座电机控制摇晃装置50水平地来回移动，从而摇晃奶瓶80a，使得奶瓶80a中的奶粉与水充分混合。
[0017]本实施例的工作台10的长、宽、高分别设计为300mm、300mm、450mm，小巧且方便使用。其中，要求出水口与奶瓶80a之间的距离应该靠近，因此设计出水口与奶瓶80a距离为24mm，防止热水溅出造成烫伤；工作台10中部向里凹陷150mm、高度180mm，用于放置摇晃装置50 ;对于摇晃装置50的设计，为了保留适当的空间用于摇晃，因此设计了底座的长、宽分别为170mm、100mm，相当于在底座留了 10mm的空间用于摇晃。该水箱20内能够装入12.5L水量，足够作为冲泡奶粉的水源。
[0018]如图2所示，本实施例的摇晃装置50在整台装置中起着重要作用，要求工作平稳，结构简单。该摇晃装置50安装在工作台10底座的凹槽内，摇晃装置50由弹簧51、底盘52、凸轮53、滚子、电机等组成，底盘52顶部用于放置奶瓶80a，底盘52底部设有滚子，底盘52左右两侧分别连接弹簧51及凸轮53，弹簧51另一端固定在工作台10的底座上，凸轮53中心与电机相连。摇晃装置50的工作原理为:启动电机工作，带动凸轮53运动，凸轮53从起始位置做推程运动，使底盘52向左移动；到达最大推程后，弹簧51回弹力推动底盘52向右运动，滚子在凹槽内移动减小摩擦，随着电机地转动，底盘52通过弹簧51以及凸轮53在底座上水平来回往复运动，进而达到摇晃效果。
[0019]如图3所示，由于本实施例中凸轮53位于固定的轴线上运动，因此采用盘形凸轮机构。上文提到底座设计为mm，预留10mm的空间用于摇晃，因此本实施例中弹簧51长度为50mm，凸轮53基圆大小为20mm，因为弹簧51形变量不能达到50mm，所以凸轮53上与基圆离得最远的一点与基圆距离设计为40mm。
[0020]本实施例中的电磁阀30采用直动式电磁阀，其工作原理是:接入电源，电磁线圈发出电磁力将阻挡水流的器件打开，即电磁阀30开启；切断电源，没有产生磁力，内部弹簧将阻挡水流的器件弹回，即电磁阀30闭合。直动式电磁阀简单且适合各种压力情况，处于真空、负压、零压的条件下依然可以运转，其通径通常小于25_，流体压力限制的上限大，能够随便放置，但流体压差应处于适当的前提环境下。综合家用饮水机的电磁阀口径大小，本实施例的电磁阀30为通径为10mm，90°直动式电磁阀，流量为62.8mL/s。本实施例所设计的电磁阀30打开时间约为8s，用户获得的水量为500mL左右。
[0021]摇晃装置50运行时没有受到外力的作用，其工作情况时载荷较小、工作平稳，单向旋转。由此，本实施例选用输出功率较小的步进电机。步进电机的特点在于具备良好的起停和反转功能，由于没有电刷，稳定性较高，电机的寿命只是取决于轴承的寿命。
[0022]如图4所示，本实施例的温度控制系统70主要包括控制模块71、温度采集模块72、温度显示模块73、第一加热模块74、第二加热模块75、时钟电路76、复位电路77、功能模块78。
[0023]控制模块71用于接收分析外围模块发出的输入信号，并根据程序设计发出控制信号控制各个模块工作。
[0024]控制模块有多种控制方案可供选择，比如单片机、PLC、模拟PID等等。相对于PLC、模拟PID来说，采用单片机方案成本较低、稳定性高、有较强的抗干扰能力，适用于对系统性能与可靠性要求不高的应用场景。本实施例的控制模块71采用单片机方案。
[0025]温度采集模块72用于收集水箱20、奶瓶80a的实时温度并输入给控制模块71，并通过温度显示模块73显示出来。控制模块71分析水箱20、奶瓶80a的实时温度和用户所设定的温度(本实施例为38摄氏度)，若实时温度低于设定温度，控制模块71将通过设定的算法控制第一加热模块74、第二加热模块75分别对水箱20、奶瓶80a进行加热，直到水温上升至设定温度。当温度达到所需值时，因为放置过久，温度下降，控制模块71将定时检测实时温度并和设定温度值进行比较，重复上述操作，从而保持水箱20、奶瓶80a稳定在用户所设定的温度范围。
[0026]本实施例的温度采集模块72采用温度传感器DS18B20，相对于其它传感器，DS18B20的好处是:高度集成化，在一定程度上减小了外接放大转