[发明专利]一种咖啡冲泡自动实现系统和方法

权利要求书

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；

所述机械臂，根据所述准备动作控制指令对咖啡冲泡用具进行如下操作：将咖啡杯放置在所述电子秤上，并在所述咖啡杯的杯口放置所述滤杯，在所述滤杯中放置所述滤纸，夹持所述滤杯接盛咖啡粉，将盛了咖啡粉的滤杯放回到所述咖啡杯的杯口。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述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所述机械臂冲泡运动轨迹。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制台，具体用于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壶嘴上的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。