CN111278337A - 智能搅拌器 - Google Patents

Abstract

一种搅拌器或食物处理器，其具有与其相关联的电子器件，该电子器件包括至少一个控制器、至少一个电流传感器和至少一个速度传感器，该控制器基于正在搅拌器罐内部搅拌的内容物来控制搅拌器电动机的操作，并将所测量的电流值和速度值以及所测量的电流值和速度值变化与存储器中存储的预定值进行比较，以便(1)确定放置搅拌器罐中的负载尺寸，(2)确定搅拌器罐中是否存在空化，以及(3)确定用户所选择的与放置在搅拌器罐内的产品的输出相关联的最终稠度。

Description

智能搅拌器

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月2日提交的美国临时申请序列第62/556,743号的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。

发明背景

本发明总体上涉及搅拌器和食物处理器，并且更具体地涉及一种搅拌器或食物处理器，其可以通过检测搅拌器罐内的负载并以用户所选择的预定期望稠度产生经搅拌的产品，来适应正在搅拌器容器内搅拌的内容物。

创建本智能搅拌器，以便消除与常规搅拌器和食物处理器相关联的固定定时程序。传统搅拌的问题在于，不管用户将什么放入搅拌器罐中，传统的搅拌器都执行相同的程序，而不管放置在搅拌器罐内的内容物为何。这些现有技术程序运行相同的启动过程、相同的处理过程、并且运行相同的终点时间，而不管搅拌器罐内的内容物对搅拌系统施加的负载为何。这意味着较小的负载被过度处理，冷冻饮品被稀释超过所期望的量，并且较浓稠、较重的负载上的空化变成不一致的问题。

本发明的目标是创建一种智能搅拌器，其适应用户放在搅拌器罐内部的东西以及产生期望输出所需的东西。因此，本发明解决了以上与传统的搅拌器和食物处理器相关联的缺陷以及本领域的技术人员在阅读本公开之后将变得显而易见的其他需求。

发明概述

本发明涉及智能搅拌器的若干实施例，该智能搅拌器可以通过感测速度和阻力(电流)以便检测搅拌器罐内部的负载，来适应正在搅拌器罐内部搅拌的内容物。本发明的搅拌器还适应空化，并以用户选择的预定期望稠度产生最终产品。为不同类型的食品(例如冰沙、奶昔、莎莎酱和其他食品内容物)都概述了单独的程序，然后基于所选择的产品的类型或用户选择的期望输出稠度来提供产品的最佳输出稠度。这些终点稠度可以由用户根据期望的口味来选择。

另外，本搅拌器还可以感测零负载、高速度情形，该情形定义搅拌空化。一旦处于高速(未检测到的)空化或处于常规或标准空化，本搅拌器就应用搅拌算法段，以消除空化并将搅拌器罐中的内容物下拉到旋转叶片，以继续进行所选择的程序。本系统将从低液体和两种不同的空化情形中恢复，两种不同的气蚀空化情形在常规的高速搅拌循环期间会被发现。

可变程序已被开发为使得尽管添加到搅拌器罐中的配料的量不同，仍在搅拌器罐内部实现一致的搅拌输出。这些可变程序适应放置在搅拌器罐内部的搅拌器系统上的变化的条件。本系统被设计为适应以任意次序或任意量引入到搅拌器罐中的可变配料。这是通过创建一种系统来完成的，该系统自动检测搅拌叶片的阻力负载和速度，以确定产生期望的预定稠度所需的正确搅拌量。本搅拌器还使用可在所选择的时间反转的电动机设计特征来打碎搅拌器罐内的内容物并避免空化情形。

在阅读了下面阐述的图示实施例的以下详细描述之后，本实施例的这些和其他特定方面以及优点对于本领域技术人员将是显而易见的，下面结合附图公开了一种改进的智能搅拌器和/或食物处理器。

附图说明

图1是根据本发明的教导构造的搅拌器单元的一个实施例的正视图。

图2是图1的搅拌器单元的横截面视图。

图3是与图1和图2的搅拌器单元相关联的一些电子部件的简化电路框图。

图4是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的配方程序的一个实施例的简化概述流程图。

图5是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的液体搅拌过程的一个实施例的简化流程图。

图6是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的准备配料过程的一个实施例的简化流程图。

图7是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的图5的第1步搅拌过程的一个实施例的简化流程图。

图8是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的图5的第1步搅拌过程的一个实施例的简化流程图。

图9是可由与本搅拌器单元相关的电子器件操作的图5的第2步搅拌过程的一个实施例的简化流程图。

图10是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的标准空化测试程序的一个实施例的简化流程图。

图11是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的高速空化测试程序的一个实施例的简化流程图。

图12是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的空化响应/恢复程序的一个实施例的简化流程图。

图13是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的添加液体过程的一个实施例的简化流程图。

图14是可由与本搅拌器单元相关联的电子器件操作的分析搅拌器电动机的电流输出的程序的一个实施例的简化流程图。

具体实施例

现在将参考附图说明本发明的几个实施例。根据本公开，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供本发明的各种实施例的以下描述仅出于说明的目的，而不是出于限制由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的目的。

更具体地通过附图标记参考附图，其中，相同的附图标记指代相同的部分，图1和图2中的标记10指的是根据本发明的一个实施例的教导构造的智能搅拌器系统10的一个实施例。电动搅拌器通常包括主体或基座组装件，该主体或基座组装件包括电动机，该电动机用于耦接至与搅拌器罐或混合腔室相关的搅拌器系统，搅拌器罐或混合室耦接至基座组装件。更特体地，整个搅拌器系统10包括基座组装件12、混合容器或罐组装件14以及盖构件16。基座组装件12容纳搅拌器电动机13、电子器件、耦接装置，并且是罐组装件14、搅拌器组装件18和电动机13之间的附接点。在一个实施例中，基座组装件12包括基座盖20，基座盖20基本上是搅拌器单元所在的支架。基座盖20覆盖基座组装件12的底部，并容纳供电动机空气循环的通风孔。底座组装件的底下包括绳缠绕区域，以便于绳的轻松存放，并且底座组装件还具有可使搅拌器在高速旋转和高电动机扭矩情形期间保持稳定的机制。罐组装件14被定位在基座组装件12的顶部上并以常规方式与基座组装件12接合，并且限定搅拌腔室，配料被添加在搅拌腔室中以供进行搅拌。本搅拌器单元可以与多个不同的罐组装件一起操作，罐组装件包括但不限于8杯式罐组装件、6杯式罐组装件，750ml式个人罐组装件和其他食物处理器附件。盖构件16封闭罐容器14的顶部，并且可以以常规方式从容器移除。

基座组装件12包括用户接口22，该用户接口22用于控制本搅拌器的各种操作模式。用户接口22包括控制搅拌器的工作的PC板组装件(PCBA)。这些工作由各种电子部件控制，电子部件包括但不限于至少一个微控制器、开关、继电器、至少一个电流传感器36、至少一个速度传感器38和其他电子器件。用户接口22还用作与搅拌器的用户输入和控制通信接口，如将在下文中进一步解释的。在这方面，已经认识到并预期到，基座组装件12可以采用多种不同的形状和构造，因为其他控制接口同样可以与基座组装件12一起用于控制搅拌器单元10的操作。

搅拌器组装件18包括用于食物切削的一个或多个双向叶片19、支撑球轴承以及与基座组装件12相关联的基座搅拌器套筒24，该基座搅拌器套筒耦接至搅拌器罐14的底部。搅拌器组装件18的主要目的在于切碎、研磨和搅拌罐中的内容物，以将食物内容物转换成期望的输出。搅拌器叶片19位于搅拌器罐14的底部内并且附接到搅拌器轴21。叶片高速旋转以切削并粉碎插入在罐容器14中的任意内容物。搅拌器轴21在一个或多个搅拌器球轴承的集合内旋转，该一个或多个搅拌器球轴承可保持搅拌器轴的同心度。搅拌器轴21通过该产业中公知的可协作接合的耦接装置将搅拌器叶片19连接到基座电动机轴15。耦接装置允许将罐组装件14从基座组装件12移除，并且将搅拌器轴从容纳在基座组装件12内的搅拌器电动机移除。

与本搅拌器组装件的用户交互被大大简化。例如，仅要求用户将配料插入罐组装件14中，用盖16封闭罐，然后选择期望的程序，该程序包括但不限于用于搅拌冰沙的程序、用于奶昔的程序、用于莎莎酱的程序、用于水果和蔬菜的程序、用于冷冻饮品的程序、用于果汁的程序、用于切削的程序和用于切丁的程序。期望的程序通过用户接口22来选择，用户接口22可以包括图形显示屏23、手动选择按钮25、脉冲按钮26、电源接通/断开(on/off)开关27、食物模式选择按钮28、开始/停止按钮29、期望的产品输出稠度按钮31和其他特征。取决于所选择的程序，有时还要求并提示用户选择经搅拌产品的期望稠度终点。这通常在液体搅拌程序中看到，液体搅拌程序覆盖用户对其具有实现可变的稠度的能力的冰沙、冷冻饮品以及水果和蔬菜，例如浓稠的冰沙或稀薄的冰沙。浓稠被定义为与稀薄食品相比更粘且通常更大的粒度。稀薄的冰沙或其他食品的加工时间更长。一旦选择了期望的程序，用户简单地按下用户接口22上的开始按钮29，搅拌操作就将开始，如将在下文中进一步解释的。

图3是与本搅拌器单元10相关联的至少一些电子部件的一个实施例的简化电路框图30。这些部件用于根据所选择的各种程序来控制搅拌器电动机13。图3中示出的一些部件可以位于PC板组装件(PCBA)上或基座组装件12中的其他位置。如图3所示，容纳在基座组装件12中的PC板组装件包括至少一个微处理器32，微处理器32在其相关联的存储器中包括与本单元10相关联的各种期望程序34。控制器32可以包括一个或多个计算机处理器、计算机存储器，并且被配置为通过各种通信链路与至少一个电流传感器36、至少一个速度传感器38、电源开关27和用户接口22进行通信。传感器36和38在本搅拌器中被实施以准确地检测负载、空化和终点稠度。电流传感器36感测由搅拌器电动机正消耗的电流。这通过使用各种部件来正确地感测电流量，并由此正确地感测在任意特定时刻搅拌器上的负载来完成。旋转的搅拌器叶片的速度由速度传感器38感测，速度传感器38可以是霍尔效应传感器，霍尔传感器对磁性开关的旋转速度进行计数并计算每秒的转数。通过电流感测和速度感测二者的结合，本搅拌器10具有感测搅拌器罐14内的空化、负载大小的能力，然后根据与速度和/或电流相关联的预定设置、各种增量(delta)或者定时间隔来确定终点稠度，这些输入被连续地馈送回微控制器32，如图3所示并且将进一步解释的。

在至少一个实施例中，控制器32通过相应的继电器、电路和/或导电路径40控制搅拌器电动机13的操作。电流传感器36和速度传感器38监测搅拌器电动机的电流和速度，并沿着导电路径44和46向控制器32提供反馈，如将在下文中进一步说明的。电流传感器36将取决于用户所选择的特定被选期望程序34，在各种操作阶段期间测量与搅拌器电动机13相关联的电流消耗，并且速度传感器38将在其各种操作阶段期间测量与搅拌器电动机13相关联的速度。基于存储在控制器32的存储器内的查找表或程序，控制器将激活搅拌器电动机13和/或其他所选的程序(如将在下文中将进一步解释的那样)，以便实现用户所选的产品的输出的期望稠度，或者以便克服在搅拌过程期间出现的空化情形。电源开关27耦接至控制器32，并且用作用于激活和停用整个搅拌器系统和程序的接通/断开开关。用户接口22同样还经由导电路径42耦接至控制器32，并且基于所选的程序，或者基于来自电流传感器36和/或速度传感器38的反馈，控制器32同样还可以通过呈现特定期望选择程序的状态的图形显示，或者通过向用户请求信息来与用户进行交互，以便减轻空化情形。

配方程序、液体搅拌程序、准备配料程序、标准空化测试程序、高速空化测试程序、分析电流状态程序、冰沙程序、奶昔程序、莎莎酱程序、果汁程序、切削程序和切块程序编程到与控制器32相关联的存储器中。还认识到并预期，出于包括但不限于以下的原因，其他程序和其他例程同样也可被编程到控制器32或其他存储装置中：放置在搅拌器罐14内的产品或配料的类型、与本装置10结合使用的搅拌器罐的尺寸和形状、除以上讨论的那些稠度输出水平以外的其他稠度输出水平、以及用于搅拌特定产品的特定配方。控制器32可操作以执行这些程序或其他程序中的任意一个或多个，以用于控制搅拌器电动机和相关联的搅拌器叶片的速度和方向。

图4是表示本搅拌器10取决于用户所选的特定期望程序34的总体概要操作的一个实施例的流程图48。更特别地，如图4所示，在步骤50，用户将例如通过按下用户接口22上的食物模式选择按钮28来选择特定的食谱。食物选择模式按钮的激活将给用户选择本单元内存储的配方程序之一的机会。例如，这可以是冰沙配方、奶昔配方、冷冻饮品配方、水果和蔬菜配方、莎莎酱配方或上面标识出的其他程序或配方中的任意一个。按下按钮28将允许存储在存储器中的所有配方出现在图形显示屏23上。一旦用户在步骤50选择了特定的配方，用户将随后在步骤52通过按下与用户接口22相关联的期望稠度按钮31来选择特定的最终产品稠度。同样，取决于所选择的特定食谱，一些食谱将具有预定的产品输出稠度，因此用户没有必要进行选择，而其他食谱(如冰沙食谱)将允许用户选择特定的期望最终产品稠度，例如浓稠的冰沙或稀薄的冰沙。同样，不同的稠度水平将出现在图形显示屏23上。一旦已选择了配方和稠度水平，用户将在步骤54按下开始按钮29，并且在步骤56，本搅拌器10将通过用户接口22以屏幕23上的动画或图形显示的形式向用户给出关于所选的配方和所选的稠度水平的反馈，并且微处理器32将启动倒计时计时器来执行在步骤58选择的所选配方程序。由于用户选择的配方程序正在运行，微处理器32将在步骤60连续地检查用户是否已通过按下开始/停止按钮29或通过按下接通/断开电源开关27暂停了特定程序。如果用户已暂停或关闭了所选的特定程序，控制器将停止该程序并在步骤62返回到待机模式。另一方面，如果用户尚未在步骤60中断所选的程序，则微处理器将移至步骤64并确定所选的配方程序是否完成。如果在步骤64该程序没有被完成，则微处理器32将循环回到步骤56，并再次前进通过步骤58、60和64。如果在步骤64，所选的配方被完成，例如超时或满足其他条件(如下文将进一步解释的)，微处理器将关闭所选的程序并移至步骤62并返回到待机模式。

图5表示可以由用户例如在图4的步骤50中选择的可能的配方程序之一。图5是液体搅拌配方程序的一个实施例的流程图66，液体搅拌配方程序可由用户在图4中的步骤50处选择，并且将在图4中的步骤58处运行。液体搅拌配方程序66可以被定制成处理冰沙、水果和蔬菜和/或冷冻饮品或其他配方。该程序描述但不限于三个单独的定制搅拌段，所有这些段都具有针对电流和速度的可变条件。这三个定制段在图5的流程图中被称为第1步搅拌程序、第2步搅拌程序和第3步搅拌程序。这些程序段是整个液体搅拌程序的特定部分，每个部分都有不同的目标。可以如下为每个搅拌过程定义这些目标。

第1步搅拌过程-切碎大块配料。

第2步搅拌过程-减小尺寸。

第3步搅拌过程-优化稠度。

当在步骤68选择了液体搅拌程序时，用户将随后在步骤70将用于所选的配方的特定配料放入搅拌器罐14中。一旦合适的配料被定位在搅拌器罐14内，微处理器32就将首先运行图6的流程图84中概述的准备配料过程。在步骤86通过按下开始按钮激活准备配料程序，此时在步骤88初始化所选的配方的参数，并在步骤90中首先在正向方向上对搅拌器电动机进行脉冲调制若干次，以便搅动罐组装件14中的内容物。然后，在步骤92中暂停搅拌器电动机，并且然后再次在步骤94中在反向方向上进行脉冲调制若干次，以便在相反的方向上再次搅动罐组装件14中的内容物。再次在步骤96中暂停搅拌器电动机，并且在步骤98中，微处理器基于存储在微控制器32的存储器中的预定条件来检查可能与该过程相关联的任意错误(诸如，锁定的转子叶片、过流状况、欠流状况以及各种各样的其他制衡)，以确保在准备配料过程程序中没有发生错误。如果在步骤98检测到了错误，则微控制器将在步骤100停止所选的程序，并将返回到图5的步骤76。另一方面，如果在步骤98没有检测到错误，则微控制器将在图5的流程图66的步骤72前进到第1步搅拌程序(P1)。图7的流程图102中进一步详述了图5的步骤72处的第1步搅拌程序，如下文中将进一步解释的。如准备配料程序84的步骤89和91中概述的那样，微处理器32在步骤89连续地监测和分析搅拌器电动机13的电流，并在步骤91连续地监测和调节搅拌器电动机的速度。持续监测在步骤88、90和94处发生，如图6中的跨越点B和D所指示的。

一旦在图5的步骤72中激活了第1步搅拌程序，就在图7的流程图102的步骤104中用第1步的搅拌参数初始化微处理器32，并且在步骤106中，使搅拌器电动机13以正向方向打开，以便切碎大块配料。请记住，第1步搅拌程序被设计为切碎大块配料。在此程序阶段期间，搅拌器被编程为进行脉冲调制，并提供连续的叶片运动，以将搅拌器罐内的大块减小成较小的块。在该阶段期间，搅拌器在步骤108连续地监测和分析搅拌器电动机的电流消耗，并且在步骤110中同样地连续地监测和调节搅拌器电动机的速度。稍后将参考图14讨论如何分析电流。在步骤112，微处理器32将对标准空化进行检查。将参考图10详细讨论标准空化检查。如果在步骤112检测到如将在下文中进一步说明的标准空化，则微处理器将在步骤114运行空化响应程序。同样将参照图12更详细地讨论空化响应程序。然而，如果在步骤112没有检测到标准空化，微处理器32将随后在步骤116对所选的程序所要求或用户所选择的轻负载稠度进行检查。在此特定步骤中，本搅拌器10能够检测已将哪种种类的负载放入搅拌器容器或罐14中。这些负载如下被确定：

轻负载–一到两杯的内容物；

中等负载–两到四杯的内容物；以及

重负载–四到八杯的内容物。

这些杯子参数是一般负载，它们可取决于根据特定配方添加到搅拌器罐中的配料的类型而极大地变化。范围可从轻多叶蔬菜(例如菠菜)到密度更大、重量更大的物质(例如草莓)。负载由叶片的阻力确定，并且可以使用如由电流传感器36和速度传感器38感测到的速度和电流检测值的组合来测量。然后，这些负载将确定第1步搅拌程序、第2步搅拌程序和第3步搅拌程序中的每一个搅拌程序的定时、速度和空化检测设置，如将在下文中进一步讨论的。

如果在图7的步骤116中确定存在轻负载稠度，则微处理器将移至步骤100，并将在图5的步骤76中关闭配方。另一方面，如果未检测到轻负载稠度，即叶片上的负载是中等负载或者是重负载，则微处理器将在步骤118确定是否需要将液体添加到配料中。如果搅拌器罐中的混合物太浓稠或具有过多的干物质，以致无法充分处理搅拌器罐中的内容物，则微处理器在步骤118将通过经由导电路径42(图3)向用户接口22输入信号来请求向混合物添加附加的液体。这将采取消息的形式，如图1所示该消息将出现在用户接口22上。如果是这种情况，则微处理器将在步骤120实施添加液体过程(ALP)，然后返回到图5中的步骤250。下文将参考图13进一步解释添加液体程序(ALP)。将附加的液体添加到混合物中将有助于使混合物变稀并且允许系统继续处理搅拌器罐内的配料，并且同样将允许系统避免空化条件(如果空化条件存在的话)。另一方面，如果不需要向混合物添加附加的液体，则微处理器将移至步骤121，并确定第1步搅拌过程是否已超时。如果该过程已超时，则处理器将移至图5中的步骤74，并确定用户所选的配方是否已结束。如果该配方还没有结束，该配方将移动至步骤78(图5和图7)并将运行第2步搅拌过程(P2)，如下文将对此进行进一步解释的。另一方面，如果第1步搅拌过程在步骤121尚未超时，则微处理器将再次在步骤122对任何错误或中止进行检查，并且如果用户没有通过按下开始/停止开关29或者电源接通/断开开关27来进行错误检测或中止步骤，则微处理器将循环回至步骤106，并将继续运行第1步的流程图，直到第1步搅拌过程超时为止。另一方面，如果微处理器32在步骤122处检测到了错误或中止信号，则微处理器将返回到步骤100并将在图5的步骤76处停止配方。

还应认识到，如果在步骤114激活了空化响应过程(其将在下文中结合图12进一步解释)，则一旦空化响应过程已完成，微处理器就将在步骤124返回至步骤106，并且如前所述，第1步搅拌过程将继续。

返回到图5的流程图，一旦第1步搅拌过程被完成并且配方在步骤74尚未结束，则微处理器将在步骤78运行第2步搅拌程序。图8是详细描述第2步搅拌程序(P2)的流程图126。更特别地，在步骤128，微处理器32将再次初始化与第2步搅拌程序相关联的参数。在步骤130，微处理器将在正向方向上激活搅拌器电动机13，以进一步减小内容物的粒度尺寸，并继续将配料搅拌在一起。这可取决于由电流传感器36和速度传感器38检测到的负载以及用户所选的程序而以恒定的速度或变化的速度完成。控制器32将再次在步骤132分析和监测与搅拌器电动机相关联的电流消耗，并且如前面所解释的，微处理器将同样在步骤134监测和调节搅拌器电动机的速度。在步骤136，微处理器将基于放置在搅拌器罐14内的配料和所选的程序，使流向搅拌器电动机的电流斜坡上升，以便在叶片上维持预定的负载。这种基于放置在搅拌器罐14内的配料来使电流基于负载斜坡上升到最大的速度也有助于防止空化。再次，第2步搅拌过程被利用来进一步减小放置在搅拌器罐中的配料的尺寸，并且第2步搅拌过程的参数不同于与用于切碎大的配料的第1步搅拌过程相关联的参数。一旦在步骤136发生斜坡上升，微处理器就再次在步骤138对标准空化进行检查，如果检测到空化，则微处理器将再次在步骤140移至空化响应程序。再一次，将参考图12更详细地讨论空化响应程序。

如果在图8的步骤138未检测到空化，则微处理器现在将在步骤141检查搅拌器内的内容物的负载稠度。取决于用户所选择的稠度水平和/或取决于放置在罐组装件14中的配料的类型，如果输出产品的期望稠度水平在步骤141得到满足，则微控制器将在步骤100退出第2步搅拌过程，并且返回到图5的步骤76。也就是说，如果用户选择了稀薄稠度水平或浓稠稠度水平，并且这样的稠度在第2步搅拌过程的此阶段得到满足，则配方将结束。另一方面，如果该负载稠度尚未被达到，例如，如果用户选择了搅拌产品的浓稠稠度水平，则控制器32将再次在步骤142确定是否需要将液体添加到搅拌器内容物中。如先前结合第1步搅拌程序所解释的，如果需要将液体添加到搅拌器中，则微控制器将移至步骤120并激活添加液体过程，这将参考图13进一步讨论。另一方面，如果在步骤142不需要将附加的液体添加到搅拌器内容物中，则微控制器32将再次在步骤144中检查以查看第2步搅拌过程是否已经超时。如果在步骤144中该过程已经超时，则控制器32将移至图5中的步骤80，并确定所选的配方是否已经结束。如果配方尚未结束，则控制器将在步骤82(图5和图8)激活第3步搅拌过程(P3)，这将在下文中进一步讨论。另一方面，如果在步骤144第2步搅拌过程尚未超时，则控制器32将再次在步骤146对错误或中止指示进行检查，并且如果发生了错误，或者如果用户已中止了第2步搅拌程序，则控制器将再次移至步骤100，并将在图5的步骤76中关闭配方。另一方面，如果在步骤146未检测到中止或错误，则控制器将循环回到步骤130，并且继续执行第2步搅拌程序，直到其已超时或直到实现步骤138、141、142和步骤146中阐述的其他条件之一为止。再一次，如果已经在步骤140激活了空化响应程序，则一旦空化响应程序已经完成，控制器32将在步骤147返回到步骤130，并且第2步搅拌程序将继续，如先前所解释的。

返回到图5，如果在步骤78的第2步搅拌程序完成时，控制器32在步骤80确定所选配方尚未结束，则微控制器32将继续进行启动在步骤82的第3步搅拌程序(P3)。

图9是描述了第3步搅拌程序(P3)的流程图148，该程序被利用来优化输出产品的稠度。该最后阶段用于获得配料的期望稠度。在第3步搅拌过程中，搅拌器电动机高速运行，直到满足期望负载的恒定电流条件为止。该预定电流电平以及与速度增量相关联的电流上升/下降被定义为浓稠稠度水平或稀薄稠度水平，这取决于设置。单独地，在特定速度下的预定时间量也可以用于确定终点稠度。一旦实现期望稠度，微处理器就将终止程序，如参考图9更详细解释的。

一旦微处理器移至第3步搅拌程序(P3)，就在图9中的步骤150初始化第3步的搅拌参数。在步骤152，微处理器将基于初始化的参数再次在正向方向上激活搅拌器电动机13。再一次，如参考图7和图8所解释的，微处理器将在步骤154再次监测和分析搅拌器电动机的电流消耗，并且将在步骤156监测和控制搅拌器电动机的速度。如前所述，在步骤158，微处理器将再次对标准空化进行检查(如将在下文中进一步解释的)，并且如果检测到标准空化，则微处理器将在步骤160激活空化响应程序。如果在步骤158没有检测到标准空化，则微处理器32现在将在步骤162进行检查以查看是否检测到高速空化。将参考图11进一步详细解释高速空化测试。如果在步骤162中检测到高速空化，则微处理器将在步骤164再次激活空化响应程序。另一方面，如果在步骤162没有检测到高速空化，则微处理器将将再次在步骤166对负载稠度进行检查。如果经搅拌的产品的稠度水平满足用户所选择的或由所选配方程序预定的期望稠度水平，则微处理器将在步骤100终止第3步搅拌程序，并返回到图5的步骤76。另一方面，如果在步骤166尚未达到经搅拌的产品的期望或所选稠度水平，则微处理器将再次在步骤168进行检查以查看是否需要将液体添加到罐中的内容物中。如果在步骤168需要将液体添加到搅拌器的内容物中，则微处理器将移至步骤170并将激活添加液体过程，这将再次参考图13进行进一步讨论。另一方面，如果在步骤168不需要将附加的液体添加到搅拌器内容物中，微处理器现在将在步骤172进行检查以查看第3步搅拌过程是否已达到其最大时间限制。如果在步骤17中已经达到第3步搅拌过程最大时间限制，则微处理器将在步骤100关闭该程序，并移至图5的步骤76，如前面所指示的。另一方面，如果在步骤172尚未达到第3步搅拌程序的最大时间限制，则微处理器将再次在步骤174对错误检测或来自用户的中止消息进行检查，并且如果检测到任一者，则微处理器将再次移至步骤100，并在图5的步骤76中关闭配方程序。另一方面，如果未观察到错误或中止检测，则微处理器将循环回到步骤152，并将继续运行第3步搅拌过程，如以上所指示的。如果空化响应程序已在步骤160或步骤164中被激活，则一旦完成了空化响应程序，微处理器就将在步骤176返回到第3步搅拌程序的步骤152。一旦在图5的步骤82或图9的步骤100中完成了第3步搅拌程序，配方程序就在图5的步骤76中被关闭。

空化可以被定义为搅拌器叶片周围形成气穴，从而迫使搅拌器罐内的食物向上并且远离叶片时的情况。这将导致叶片自由转动，而无需搅动搅拌器罐中的任意内容物。图10描述了标准空化测试，图11描述了高速空化测试，图12描述了空化的主要恢复过程。在搅拌器罐内部测量到空化的条件可以由速度的急剧升高和电流的急剧减小来定义，如参考图10和11所解释的。这两个速度/电流条件对于程序的每个过程段都具有不同的灵敏度。一旦检测到电流和速度变化的这两个条件，控制器便会暂停当前程序并进入空化响应过程，该过程将参考图12进行解释。这涉及在正向方向和反向方向上的速度脉冲串，用于消除叶片周围形成的气泡，以将罐中的内容物拉回到叶片上，并缓慢切碎堵塞叶片的任何颗粒。

如图7、图8和图9所示，如果在图7的步骤112、或图8的步骤138或图9的步骤158感测到标准空化，则在图10的步骤178启动并开始标准空化测试。电流传感器36和速度传感器38在步骤180和182监测搅拌器电动机的电流和速度，并且每个传感器都将向控制器输出指示相应的测量读数的信号。控制器会将这些读数与存储在查找表或控制器的存储器中的值进行比较，并将确定是否存在标准空化。如果在步骤180没有检测到电流减小，则不存在空化，并且程序移至步骤184并清除空化标志。另一方面，如果在步骤180确实发生了电流的急剧减小，则微处理器进行到步骤182并检查搅拌器电动机的速度。如果在步骤182中搅拌器电动机的速度与所选的程序的存储值相比没有增加，则没有检测到空化，并且微处理器将再次前进到步骤184并返回当前程序。另一方面，如果在步骤182检测到电动机速度的急剧增加，则微处理器然后在步骤186对照预定设置检查电流减小。如果在步骤186处电流减小不大于也不等于预定值，则不存在空化，并且控制器再次移至步骤184并返回当前程序。另一方面，如果在步骤186处的电流减小大于或等于预定值，则微处理器在步骤188处检查速度增加。如果在步骤188处的速度增加不大于也不等于预定值，则微处理器将进行二次检查，并将在步骤190将搅拌器电动机的速度与预定目标速度进行比较。如果搅拌器电动机的速度小于目标速度，则不存在空化，并且微处理器将再次移至步骤184并返回到当前程序。另一方面，如果在步骤190检测到的速度大于预定目标速度，则微处理器将移至步骤192，并在步骤194设置指示存在标准空化条件的空化标志。另一方面，如果在步骤188速度增加大于或等于预定值，则控制器32将移动到192并在步骤194设置空化标志。如果出于某种原因，在步骤192没有设置空化标志，则将在步骤196清除空化标志，并且在步骤198将完成测试。

如果确定存在空化并且在步骤194设置了空化标志，则在图7中的步骤114、图8中的步骤140和图9中的步骤160中，将如参考图12所解释的那样执行空化响应/恢复程序。

同样，重要的是，一旦检测到了空化并且开始了空化响应程序，则暂停当前程序，并且微处理器将用速度脉冲串在正向方向和反向方向两者上对搅拌器电动机进行脉冲调制，以便消除在叶片周围形成的气泡，并将罐中的内容物向下拉回到叶片上，如参考图12将进一步解释的。

除了初级即标准空化条件外，在测试本搅拌器10时，还发现了次级空化条件。该过程在图11中示出，并且被定义为高速空化。特定实例在以下高速搅拌条件下被观察到：其中搅拌器电动机13的电流和速度的变化率不满足如在图10中概述的用于初级即标准空化检测的标准，但是仍在搅拌器罐内观察到了空化。主要发现该空化存在于非常浓稠、高粘度的搅拌物中。高速空化的检测方法是检查叶片上的负载，并确保存在足够的叶片阻力。这主要是通过查看电动机在一定数量的周期内或在预定时间段内的电流模式并确定电流负载是否与搅拌器罐内的搅拌器内容物的负载(即，上面定义和解释的轻负载、中等负载或重负载)成正比来实现的。这些负载值存储在控制器32的存储器中。如果检测到次级即高速空化，则控制器将进入与图12中概述的相同的空化响应/恢复过程。

图11示出了高速空化测试的简化版本，当在第3步搅拌流程图148(图9)的步骤162检测到高速空化时，将在步骤200启动高速空化测试，以及微处理器将在步骤202前往检查叶片上的负载。在步骤204，微处理器将查看图14中生成的电流模式(这将在下文中进一步说明)，并将这些模式与存储在查找表或存储器中的模式进行比较，将在步骤204确定电流负载是否与搅拌器罐中的内容物的负载成比例。如果电流负载与搅拌器内容物的负载成比例，则不存在高速空化，微处理器将返回到步骤206并继续当前程序。另一方面，如果在步骤204处的电流负载与搅拌器内容物的负载不成比例，则将在步骤208中激活图12中概述的空化恢复程序。一旦通过空化响应/恢复程序校正了空化情形，微处理器将再次在图7中的步骤124处、在图8的步骤142处、和图9的步骤176处返回到当前程序。

图12示出了空化响应/恢复过程的简化版本，该过程当在图7中的步骤114、图8中的步骤140或图9中步骤160和164中被启动时，程序将在图12中的步骤210开始。一旦被启动，空化响应1将在步骤212执行。空化响应1包括用速度脉冲串在正向方向和反向方向两者上对搅拌电动机13进行脉冲调制，以便消除在叶片周围形成的气泡，并且将罐中的内容物向下拉回到叶片上。该脉冲调制在预定的设定时间段内并以预定的电动机速度发生。这可以以恒定的预定速度或预定的变化速度来完成。一旦在步骤212完成了对搅拌器电动机的脉冲调制，就在步骤214执行负载检查以确保叶片负载有搅拌内容物并且不再处于空化状态。在步骤216，微处理器将比较由电流传感器36所测量到的电流电平，以查看该电流电平是否高于存储在查找表或存储器中的特定速度下的预定电流电平。如果在步骤216处该电流电平高于存储在存储器或查找表中的特定速度下的预定电流电平，则微控制器32将终止空化响应程序并在步骤218处退出该程序。另一方面，如果在步骤216搅拌器电动机的电流电平不高于在特定速度下的预定电流电平，则微处理器将移至步骤220并将激活空化响应2程序。空化响应2程序与空化响应1程序相似，只是在正向方向和反向方向两者上对搅拌器电动机进行脉冲调制以便消除空化情形更加主动，也就是说，以更高的电动机速度进行，而且脉冲调制的时间段更长。一旦空化响应2程序完成，微处理器将再次在步骤222检查搅拌器叶片上的负载，并再次在步骤224将搅拌器的电流电平与特定速度下的预定电流电平进行比较。再一次，如果搅拌器的电流电平再次高于特定速度下的预定电流电平，则微控制器将在步骤218终止空化响应程序，并将返回到当前程序。再次，如果在步骤224，搅拌器电动机的电流电平不高于在特定速度下的预定电流电平，则微控制器将移至步骤226并激活空化响应3程序。

与空化响应2程序相比，空化响应3程序同样更主动并且持续时间更长，以便消除空化情形。在步骤228，控制器将再次执行负载检查，并且在步骤230，控制器32将再次比较由电流传感器36所测量到的电流电平，以查看搅拌器电动机的该电流电平是高于还是低于存储在微处理器的查找表或存储器中的特定速度下的预定电流电平。再次在此，如果在步骤230中搅拌器电动机的电流电平高于在特定速度下的预定电流电平，则微控制器将再次在步骤218终止空化响应程序并返回到当前配方。另一方面，如果在步骤230中搅拌器电动机的电流电平高于特定速度下的预定电流电平，则微控制器将移至步骤232并激活空化响应4程序。同样，与空化响应3程序相比，空化响应4程序更主动并且持续时间更长。在步骤234和步骤236，控制器将再次进行负载检查，并且如果由电流传感器36所测量到的搅拌器电动机的电流电平高于预定电流电平，则微控制器将再次在步骤218终止空化响应程序，并返回到当前配方。另一方面，如果在步骤232激活空化响应4程序之后，如果在步骤236搅拌器电动机的电流电平不高于特定速度下的预定电流电平，则微控制器将在步骤238设置添加液体标志，因为搅拌器无法充分地搅拌搅拌器罐14内的内容物并且无法避免空化情形。当插入搅拌器罐中的混合物太浓稠并且干物质太多而无法充分处理内容物时，这是真实的。在这种情况下，所选的搅拌器程序将继续运行，但是如果在多次迭代空化响应过程(即空化响应1、2、3和4)后空化继续存在，则微处理器将随后通过经由导电路径42向用户接口222输入信号，来请求在步骤238中将附加的液体添加到搅拌物中。这将再次采取消息的形式，该消息将出现在用户接口22上。向搅拌物中添加附加的液体将有助于使搅拌物变稀薄并且将允许在恢复所选配方之前，允许系统避免空化条件。

图13示出可以在图7中的步骤120、图8中的步骤120、图9中的步骤170和图12中的步骤238处激活的添加液体过程。当在步骤240激活了添加液体过程时，控制器32将在步骤242检查以查看是否已经将附加的液体添加到了搅拌器内容物中。如果如上所述在先前步骤之一中重复了该事件，则微控制器将返回到图5中的步骤100，或者如果空化继续存在，则控制器将请求将附加的液体添加到混合物中，以使混合物可以在步骤238中避免空化条件。如果将附加的液体添加到搅拌器内容物中，则微控制器将在步骤244再次初始化与该程序相关联的参数，并在步骤246经由用户接口22以消息的形式向用户提供反馈，请求用户将附加的液体添加到内容物中。然后，在步骤248中，微处理器将等待，直到用户按下了开始按钮29。当用户在步骤248按下了开始按钮时，微控制器将在步骤250(图5和图13)返回到当前配方。另一方面，如果用户在步骤248没有按下开始按钮29，则控制器将继续等待，直到在步骤252激活开始按钮为止。

图14示出了分析电流程序的简化版本，该分析电流程序在如上所述的各种程序中被激活。每当调用微处理器以分析从搅拌器电动机汲取的电流时，都在步骤254激活图14阐述的分析电流例程。调用分析电流例程以执行多个计算并设置多个标志以指示由电流传感器36所测量到的搅拌状态和负载状态。微处理器32调用模数转换器以提供搅拌器电动机正汲取的电流的表示。然后在步骤256保存该最新近的读数。微处理器随后在步骤258使用该最新近的数据和先前存储的数据来对最后12个电流峰值执行平均函数。控制器还检查以查看在步骤260搅拌器当前是否处于空化负载测试情形，并且如果这个为真，则控制器执行附加的速度测量和电流测量，并在步骤262保存此数据。然后，微处理器还将执行计算以确定在步骤262处最新测量的电流是否满足图10和图11在步骤264处阐述的空化参数，并且如果满足，则在步骤270处设置适当的标志。在步骤266，微控制器还执行进一步的计算以确定读数中是否有足够的稠度来设置和确定负载类型，即，如上所定义的轻负载、中等负载或重负载，如果是这样，则控制器在步骤268为负载类型设置适当的标志。然后，微控制器在步骤272返回将由与在那个特定时间正在运行的特定配方或程序相关联的调用函数使用的所有数据。在整个液体搅拌配方以及在图5和图7-9所示的第1步搅拌程序、第2步搅拌程序和第3步搅拌程序中都利用了该数据；在图6所示的准备配料过程中使用该数据，并且在上面讨论的许多其他程序中在后台运行该数据。

另外，本搅拌器的关键部分是搅拌器叶片19。本叶片在前边缘和后边缘两者均较锋利。叶片可以是直边或斜面叶片。叶片的前边缘通常在需要切开搅拌器罐中的大块内容物的搅拌器中用于切碎碎片。在反向方向上，叶片的后边缘具有不同的锋利度，并且可以与在正向方向上的叶片正好一样锋利，但是后边缘的锋利度也可以变化，从而完全钝化。这用于在反向方向上剪切开内容物，而不是刺穿内容物。这样，本搅拌器单元10的搅拌器叶片19可在叶片的前边缘上具有一种程度的锋利度，而在叶片的背部边缘或后边缘上具有不同程度的锋利度。另外，与叶片的前边缘和后边缘两者相关联的锋利度也可相同。

还认识到并期望，PCBA控制逻辑以及传感器36和38可以用于其他食物处理设备，在这些食物处理设备中，对放置在混合容器中的内容物进行搅拌。而且，已经认识到并预期，在任意特定程序(例如图5所示的程序)中可以发生任意步数的搅拌过程。此外，任何类型的用户接口22都可以与本搅拌器10一起使用，这些用户接口包括旋转式选择拨盘、按压式接通/断开按钮、图形显示屏、触摸屏激活以及其他用户接口元素。还应认识到，如图4-14所示的许多公开的程序可以彼此并发地并且同时地运行，以检查空化、叶片阻力和产品稠度。

还认识并预期，尽管仅液体搅拌配方流程图具有如本文中详细公开的程序，但是图10和图11的空化测试程序、图12的空化响应程序、图13的添加液体程序和图14的分析电流程序同样可以按将这些程序合并到液体搅拌程序中相似的方式被结合到相应的奶昔程序、莎莎酱程序、果汁程序、切碎程序、切块程序以及存储器中存储的任何其他的程序中。

进一步认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对流程图4-14中描述的步骤作出改变。特别地，可以添加步骤或可以消除某些步骤。所有这些变型均旨在由本发明涵盖。还认识到，同样可以利用其他传感器。

因此，已经示出并描述了新颖的智能搅拌器单元。从前面的描述中可以明显看出，本发明的某些方面不受本文所示示例的特定细节的限制，因此可以预期，本领域技术人员将想到其他修改、应用、变化或等同形式。然而，在考虑了本说明书和附图之后，本结构的任意这样的改变、修改、变化以及其他用途和应用对于本领域技术人员将变得显而易见。在不脱离本发明的精神和范围或被认为仅由所提交的权利要求书限制的本发明所涵盖的所有这些改变、修改、变化以及其他用途和应用。

Claims (20)

1.一种搅拌器，包括：

基座组装件；

电动机，所述电动机被定位在所述基座组装件内；

搅拌器罐，所述搅拌器罐能与所述基座组装件选择性地接合，所述搅拌器罐包括搅拌器叶片组装件，所述搅拌器叶片组装件包括至少一个搅拌器叶片以及搅拌器轴，所述搅拌器轴用于连接到所述基座组装件中的所述电动机；

电子器件，所述电子器件容纳在所述基座组装件内并电连接到电源，所述电子器件包括至少一个控制器、存储器、耦接至所述控制器的至少一个电流传感器以及耦接至所述控制器的至少一个速度传感器，所述存储器用于存储用于控制所述电动机的操作的至少一个操作程序，所述至少一个电流传感器用于测量所述电动机在任意特定时间正利用的电流，所述至少一个电流传感器向所述控制器输出指示所述电动机正利用的电流的信号，所述至少一个速度传感器用于测量所述电动机在任意特定时间的速度，所述至少一个速度传感器向所述控制器输出指示所述电动机的速度的信号；

其中在所述至少一个操作程序的操作期间从所述电流传感器和所述速度传感器到所述控制器的信号在所述至少一个操作程序的执行期间控制所述电动机的操作。

2.根据权利要求1所述的搅拌器，其中从所述电流传感器和所述速度传感器到所述控制器的信号使所述控制器能够确定施加在所述至少一个搅拌器叶片上的阻力，并进一步确定所述搅拌器罐内存在轻负载、中等负载还是重负载。

3.根据权利要求1所述的搅拌器，其中，所述控制器分析来自所述电流传感器和所述速度传感器的信号，并将电流测量值和速度测量值的变化与所述存储器中存储的预定值进行比较，以确定所述搅拌器罐内是否存在空化情形。

4.根据权利要求3所述的搅拌器，其中，如果确定所述搅拌器罐内存在空化情形，所述控制器执行空化恢复程序。

5.根据权利要求3所述的搅拌器，其中，所述控制器检查所述至少一个搅拌器叶片上的负载，以确定所述搅拌器罐内是否存在高速空化情形，并且如果所述搅拌器罐内存在所述高速空化情形，执行空化恢复程序。

6.根据权利要求1所述的搅拌器，包括与所述基座组装件相关联的用户接口，所述用户接口允许用户选择与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的可变稠度。

7.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的所述可变稠度包括至少一个浓稠稠度和至少一个稀薄稠度。

8.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，所述控制器通过将所测量的所述电动机的电流与所述存储器中存储的预定电流电平进行比较，来确定与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的稠度。

9.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，所述控制器通过将所测量的所述电动机的电流与所述电流在预定时间段内的变化率进行比较，来确定与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的稠度。

10.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，所述控制器通过将所测量的所述电动机的速度与所述存储器中存储的预定速度进行比较，来确定与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的稠度。

11.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，所述控制器通过将所测量的所述电动机的速度与所述电动机的速度在预定时间段内的变化率进行比较，来确定与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的稠度。

12.根据权利要求6所述的搅拌器，其中，所述控制器通过向所述电动机输出以预定速度操作达预定时间段的信号，来实现用户所选择的与放置在所述搅拌器罐内的产品的输出相关联的稠度。

13.根据权利要求1所述的搅拌器，其中，所述至少一个搅拌器叶片包括前边缘和后边缘，并且其中，所述至少一个搅拌器叶片的所述前边缘具有一种程度的锋利度，并且所述至少一个搅拌器叶片的所述后边缘具有不同程度的锋利度。

14.根据权利要求1所述的搅拌器，其中，所述存储器中存储的用于控制所述电动机的操作的所述至少一个操作程序包括配方程序、液体搅拌程序、标准空化测试程序、高速空化测试程序、分析电流程序和空化响应程序，所述控制器可操作为执行所述程序中的任意一个或多个，以用于根据所选择的程序来控制所述电动机的操作。

15.根据权利要求14所述的搅拌器，其中，所述标准空化测试将电流减小与预定值进行比较，并且将测量到的速度增加与预定值进行比较，以便确定所述搅拌器罐内是否存在空化情形。

16.根据权利要求15所述的搅拌器，其中，如果所述控制器确定所述搅拌器罐内存在空化情形，所述控制器将输出用正向方向和反向方向两者上的速度脉冲串对所述电动机进行脉冲调制以减轻所述空化情形的信号，然后将检查所测量的所述电动机的电流，以确定在特定速度下所测量的电流是否高于预定电流电平。

17.根据权利要求14所述的搅拌器，其特征在于，所述高速空化测试程序通过进行检查以查看所测量的电流负载是否与由放置在所述搅拌器罐内的产品生成的负载成比例，来对所述至少一个搅拌器叶片上的负载进行检查。

18.根据权利要求14所述的搅拌器，其中，所述液体搅拌程序在所述程序的操作期间对空化进行检查。

19.根据权利要求14所述的搅拌器，其中，所述液体搅拌程序包括到搅拌器电动机的电流的基于负载的斜坡上升，其中，所述控制器将基于放置在所述搅拌器罐内的配料，使到所述搅拌器电动机的电流斜坡上升，以在所述至少一个搅拌器叶片上维持预定的负载。

20.一种食物处理器，包括：

基座组装件，所述基座组装件内定位有电动机；

搅拌器罐，所述搅拌器罐能与所述基座组装件选择性地接合，所述搅拌器罐包括多个搅拌器叶片以及搅拌器轴，所述搅拌器轴用于连接到定位在所述基座组装件内的所述电动机；

盖构件，所述盖构件用于选择性地关闭通向所述搅拌器罐的通道；

至少一个控制器和存储器，所述存储器用于存储用于控制所述电动机在正向方向和反向方向上的操作的至少一个操作程序；

耦接至所述控制器的至少一个电流传感器，所述至少一个电流传感器用于测量所述电动机在任意特定时间正利用的电流，所述至少一个电流传感器向所述控制器输出指示所述电动机正利用的电流的信号；

耦接至所述控制器的至少一个速度传感器，所述至少一个速度传感器用于测量所述电动机在任意特定时间的速度，所述至少一个速度传感器向所述控制器输出指示所述电动机的速度的信号；

所述至少一个控制器在所述至少一个操作程序的操作期间，将来自所述至少一个电流传感器和所述至少一个速度传感器的所测量的电流值和速度值以及所测量的所述电流值和所述速度值的变化与存储器中的预定存储值进行比较，以便确定所述搅拌器罐内是否存在空化情形，所述至少一个控制器响应于从所述至少一个电流传感器和所述至少一个速度传感器接收到的信号，输出控制所述电动机的操作的信号。

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