CN112076496B - 一种智能中药萃取机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种智能中药萃取机，具有萃取胶囊、水箱和机体，萃取胶囊包括胶囊外壳、胶囊内胆和胶囊盖，萃取胶囊卡扣连接与机体下端，水箱螺纹连接与机体的上端，胶囊外壳底部设计有硅胶阀芯，胶囊内胆底部有洞孔且洞孔与硅胶阀芯嵌套，胶囊内胆顶部有两条圆形缝隙，胶囊内胆放置于胶囊外壳内，胶囊盖与胶囊外壳螺纹连接，胶囊盖顶端有通气孔和下卡扣连接装置，采用水箱分离式设计，机体上端外置水箱，水箱与机体螺纹连接，一方面保证机体的密闭性，另一方面使得水箱便于拆卸，大大减小了水箱的体积，更便于携带；萃取胶囊采取硅胶阀芯，在只有达到高压时才会打开，大大保证了胶囊的密闭性，具有良好的进步性及市场应用前景。

Description

一种智能中药萃取机

技术领域

本发明涉及智能中药萃取技术领域，具体涉及一种智能中药萃取机。

背景技术

胶囊中药萃取机是一种全自动的萃取机，将盛有中药的盛入胶囊中，进行冲泡来完成，现有的自动萃取机一方面将水箱设计在机器内部，此设计造成水箱容积小，机器体积大，而且比较重，不方便携带，此外传统的萃取机将热水直接浸入药材中，容易浸泡不充分，此外水箱与浸泡装置为一体，容易弄脏机械设备，此外无法准确控制加水量，在使用过程中无法准确控制药汤的浓度。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统萃取机体积笨重，携带不方便，加热后需要等待机身冷却后才能取出药汤的问题，以及没有对药材进行预热萃取不充分等问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种智能中药萃取机，具有萃取胶囊、水箱和机体，萃取胶囊包括胶囊外壳、胶囊内胆和胶囊盖，萃取胶囊卡扣连接与机体下端，水箱螺纹连接与机体的上端，胶囊外壳底部设计有硅胶阀芯，胶囊内胆底部有洞孔且洞孔与硅胶阀芯嵌套，胶囊内胆顶部有三条导管，胶囊内胆放置于胶囊外壳内，胶囊盖与胶囊外壳螺纹连接，胶囊盖顶端有通气孔和下卡扣连接装置，机体表面上有三个按键、一个旋钮和支架，支架与机体表面螺钉连接，机体内具有水泵、四通阀、第一加热管、热水口、第二加热管、第一单向阀、风机、微波振荡片、第二单向阀、水汽口、气泵、排气口、吹气口、三通阀，四通阀的第一阀口连接水泵、第二阀口依次串联第一加热管和热水口、第三阀口依次串联第二加热管和第一单向阀、第四阀口依次串联风机、微波振荡片、第二单向阀和水汽口，三通阀第一阀口与气泵连接、第二阀口与吹气口连接、第三阀口与排气口连接。

一种实现智能中药萃取机的控制***，包括控制芯片、电源电路、RFID射频模块、显示电路、蜂鸣器电路、温度测量模块、无线模块、PH值检测模块、流量检测模块、NB-LOT模块、网口模块电路、驱动电路，RFID射频模块、显示电路、蜂鸣器电路、温度测量模块、无线模块、PH值检测模块、流量检测模块、NB-LOT模块、网口模块电路、驱动电路以控制芯片为中心集成，电源电路为整个电路提供电压，电源电路接220V交流电，220V交流电L端和N端间接滤波电容C16和压敏电阻RV1，220V交流电依次经过变压器T1、整流芯片D7、稳压芯片U7和稳压芯片U3后生成12V、3.3V和VCC电压的直流电为电路提供电压。

进一步地，RFID射频模块包括射频芯片U9、晶振X1及电容、电感和电阻组成的外部闭合电路，射频芯片U9的31、30、29、24管脚分别依次连接主芯片的11、10、2、1管脚，6、32管脚分别接3.3V电压，15、3、2、12管脚共同连接3.3V电压和并联的极性电容C29、C31的阳极，21和22管脚分别连接晶振X1的第二管脚和第一管脚。

进一步地，显示电路包括显示屏OLED1和由电阻、电容组成的外部闭合电路，显示屏OLED1的13、14、15、18、19管脚分别连接控制芯片的7、6、5、4、3管脚，1、10、11、12、21、22、23、24、25、29、30管脚接地，6、9管脚接3.3V电压和外部电容。

进一步地，蜂鸣器电路包括三极管Q1和蜂鸣器U6，三极管Q1的基极连接控制芯片的17管脚，集电极连接3.3V电压，发射极连接蜂鸣器U6的1管脚，蜂鸣器U6的2管脚接地，温度测量模块包括温度传感U1,温度传感器U1的1、2管脚连接控制芯片的44管脚，3管脚接地，1管脚引线上分别接电阻R2、VCC电源和电容C12的第一管脚，电容C12的第二管脚接地，第一管脚接VCC电源，无线模块包括无线芯片U2及外部电容，无线芯片U2的3、5、7、4、6、8管脚分别接控制芯片43、42、41、38、39、40管脚，2管脚接两个并联的电容C10、 C11的第二管脚和VCC电源，1管脚接两个并联的电容C10、C11的第一管脚和地，PH值检测模块由PH传感器U10组成，PH传感器U10的1管脚接VCC电源，2管脚接控制芯片的12管脚，3管脚接地，流量检测模块由霍尔传感器U11组成，霍尔传感器U11的1、2管脚共同接控制芯片的15管脚，3管脚接地，4管脚接VCC电源。

进一步地，NB-LOT模块由物联网芯片NB-LOT1、SMA1、外部电容和电阻组成，物联网芯片NB-LOT1的3、4、5、6、7、8管脚连接控制芯片的32、33、34、35、36、37管脚，1和2管脚之间接并联的电容C13、C14、C15和极性电容C27，电容C13、C14、C15的第一管脚和极性电容C27的阴极接物联网芯片NB-LOT1的1管脚，电容C13、C14、C15的第二管脚和极性电容C27的阳极接物联网芯片NB-LOT1的2管脚，9管脚连接SMA1的第一管脚，10管脚分别连接SMA1的第二管脚和电阻R6的第一管脚，电阻R6接地。

进一步地，网口模块电路包括网口芯片U8、接口J2、晶振Y2、外部电容和电阻，网口芯片U8的48管脚接地，45、44、43管脚分别连接电阻桥的第一支路、第二支路、第三支路，42、41、40、39、38管脚接排阻，37管脚的第一接控制芯片的26管脚，第二引线依次接电阻R17和3.3V电压，36管脚的第一引线接控制芯片的31管脚，第二引线依次接电阻R27、3.3V电压、电阻R28和网口芯片的32管脚的第二引线，35管脚接控制芯片的30管脚，34管脚接控制芯片的29管脚，33管脚接控制芯片的28管脚，32管脚的第一引线接控制芯片的27管脚，31和30管脚之间接晶振Y2，29管脚接地，28管脚接3.3V电压，27管脚连接接口J2的10管脚，25管脚接接口J2的11管脚，23管脚依次接电阻R37和地，22管脚依次接电容C51和地，20管脚依次接电容C50和地，17管脚依次接电容C49和地，15和21管脚接3.3V电压，14、16和19管脚接地，11管脚接3.3V电压，10管脚依次接电阻R33和地，9管脚接地，8管脚依次接3.3V电压、电容C33和地，6管脚的第一引线依次接电容C30和接口J2的3管脚，第二引线接电阻R29的第一管脚，电阻R29的第二管脚的第一引线连接接口J2的5管脚，第二引线依次接电容C35和地，第三引线接电阻R32的第一管脚，电阻R32的第二管脚的第一引线接网口芯片U8的5管脚，第二引线依次接电容C44和接口J2的6管脚，网口芯片U8的4管脚接3.3V电压，3管脚接地，2管脚的第一引线连接接口J2的1管脚，第二引线依次接电阻R10和3.3V电压，1管脚的第一引线接接口J2的2管脚，第二引线依次接电阻R8和3.3V电压，接口J2的12和9管脚之间依次接电阻R15、3.3V电压和电阻R24，14和13管脚接地。

进一步地，驱动电路包括驱动芯片U4、接口J1和七个继电器，驱动芯片U4的1、2、3、4、5管脚依次接控制芯片的24、23、22、21、20管脚，6管脚的第一引线接控制芯片的18管脚，第二引线接端口JP3的3管脚，7管脚的第一引线接控制芯片的19管脚，第二引线接端口JP3的2管脚，端口JP3的4管脚接VCC电源，1管脚接地，驱动芯片U4的8管脚接地，9管脚的第一引线依次接二极管D8的阴极和12V电压，第二引线连接并联的继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的阳极，10、11、12、13、14、15、16管脚依次连接继电器K7、K6、K5、K4、K3、K2、K1的阴极，接口J1的8管脚连接继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的开关的阴极，1、2、3、4、5、6、7管脚分别连接继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的开关的阳极。

进一步地，控制芯片的8、9管脚间接晶振Y2,25管脚依次接电容C28和地，13管脚的第一引线依次接电阻R19和3.3V电压，第二引线接电容C52和地。

进一步地，控制芯片的型号为STC8F2K64S2，射频芯片U9的型号为MFRC522，无线芯片U2的型号为NRF24L01，网口芯片U8的型号为W5500，驱动芯片U4型号为ULN2003，接口J2的型号为RJ45。

本发明的有益效果是：

采用水箱分离式设计，机体上端外置水箱，水箱与机体螺纹连接，一方面保证机体的密闭性，另一方面使得水箱便于拆卸，大大减小了水箱的体积，更便于携带；萃取胶囊采取硅胶阀芯，在只有达到高压时才会打开，大大保证了胶囊的密闭性；采取温度传感、流量监控、PH值传感等手段，使药材处于最佳的萃取条件；采取物联网技术，从而使得***可以连接到物联网，进而对***进行远程控制。

附图说明

图1为萃取胶囊剖切结构示意图；

图2为水箱与机体内部连接方式示意图；

图3为电源电路；

图4为RFID射频模块、流量检测模块、PH值检测模块；

图5为显示电路、蜂鸣器电路、温度测量模块、无线模块、NB-LOT模块、控制芯片；

图6为网口模块电路；

图7为驱动电路。

图中：吹气管1、热水管2、水汽管3、不锈钢网片4、滤芯5、硅胶阀芯6、水箱7、四通阀8、水泵9、气泵10、三通阀11、排气口12、吹气口13、第一单向阀14、水汽口15、第二单向阀16、热水口17、第一加热管18、微波振荡片19、风机20、中药颗粒21、第二加热管22。

具体实施方式

为了便于理解本发明，上述案列结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如图1、2所示，当智能中药萃取机开始工作时，水泵9从水箱7抽水，四通阀8接通通往第二加热管22的通道，水箱7中的水经过加热变成水蒸气，流向第二单向阀16 ，经过水汽口15、水汽管3喷向中药颗粒21，对中药颗粒21进行加热，一定时间以后四通阀8接通风机20和微波振荡片19的通道，微波振荡片19将水箱7中的水振荡形成低温水汽，风机20将低温水汽吹至第一单向阀14、水汽口15、水汽管3喷向中药颗粒21，经过一段时间后四通阀8接通第一加热管18的通道，经加热的水成为热水，流向热水口17、热水管2，浸泡中药颗粒21，完成上述步骤以后，三通阀11将吹气口13与排气口12,接通，排除现有的气体，完成后三通阀11切换吹气口13与气泵10相通，气泵10向吹气管1吹气、吸气，使萃取胶囊内形成正压和负压，重复几次后，水泵9再次工作，四通阀8接通第一加热管18通道，向萃取胶囊内注入热水，制成药茶。

如图2所述，萃取胶囊内的工作原理为：萃取胶囊底部设计有硅胶阀芯6、滤芯5，滤芯5可避免中药颗粒进入硅胶阀芯6内，从而影响硅胶阀芯6工作，硅胶阀芯6需要高压力才能令其移动，硅胶阀芯6移动到一定位置时，不会对胶体密封，高温蒸汽通过水汽口3进入萃取胶囊对中药颗粒21进行烘蒸，使中药颗粒21的纤维膨胀，然后马上通入低温水汽，利用热胀冷缩的原理使中药颗粒21的纤维收缩，药物成分离出，往萃取胶囊内加入水汽的同时将吹气管1打开，将多余的气体排出，不锈钢网片4将中药颗粒21和吹气管1、热水管2、水汽管3全程隔开。

如图3、图4、图5、图6、图7所示，控制芯片先通过温度传感器、流量检测模块、PH值传感器收集中药萃取***数据信息，再控制7路继电器协同工作，控制第一加热管加热至100摄氏度，控制第二加热管加热至130摄氏度，控制水泵9抽水状态，控制风机运行状态，控制微波振荡片振荡时间，控制气泵10进行排气、抽气工作，能够按需输出高温蒸汽、低温水汽、热水及常温水，网口模块电路与服务器进行信息交互，提供信息传递通道，采用TCP-IP协议进行信息传输，通过NB-IOT模块可以连接至物联网，可以实时在线查看***工作状态，OLED显示屏可以显示***工作状态，温度、连网状态、PH值、流量等信息。

Claims (10)

1.一种智能中药萃取机，其特征在于，具有萃取胶囊、水箱和机体，所述萃取胶囊包括胶囊外壳、胶囊内胆和胶囊盖，所述萃取胶囊卡扣连接与所述机体下端，所述水箱螺纹连接与所述机体的上端，所述胶囊外壳底部设计有硅胶阀芯，所述胶囊内胆底部有洞孔且所述洞孔与所述硅胶阀芯嵌套，所述胶囊内胆顶部有三条导管，所述胶囊内胆放置于胶囊外壳内，所述胶囊盖与所述胶囊外壳螺纹连接，所述胶囊盖顶端有通气孔和下卡扣连接装置，所述机体表面上有三个按键、一个旋钮和支架，所述支架与所述机体表面螺钉连接，所述机体内具有水泵、四通阀、第一加热管、热水口、第二加热管、第一单向阀、风机、微波振荡片、第二单向阀、水汽口、气泵、排气口、吹气口、三通阀，所述四通阀的第一阀口连接所述水泵、第二阀口依次串联所述第一加热管和所述热水口、第三阀口依次串联所述第二加热管和所述第一单向阀、第四阀口依次串联所述风机、所述微波振荡片、所述第二单向阀和所述水汽口，所述三通阀第一阀口与所述气泵连接、第二阀口与所述吹气口连接、第三阀口与所述排气口连接。

2.一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，包括控制芯片、电源电路、RFID射频模块、显示电路、蜂鸣器电路、温度测量模块、无线模块、PH值检测模块、流量检测模块、NB-LOT模块、网口模块电路、驱动电路，所述RFID射频模块、所述显示电路、所述蜂鸣器电路、所述温度测量模块、所述无线模块、所述PH值检测模块、所述流量检测模块、所述NB-LOT模块、所述网口模块电路、所述驱动电路以所述控制芯片为中心集成，所述电源电路为整个电路提供电压，所述电源电路接220V交流电，所述220V交流电L端和N端间接滤波电容C16和压敏电阻RV1，所述220V交流电依次经过变压器T1、整流芯片D7、稳压芯片U7和稳压芯片U3后生成12V、3.3V和VCC电压的直流电为电路提供电压。

3.根据权利要求2所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述RFID射频模块包括射频芯片U9、晶振X1及电容、电感和电阻组成的外部闭合电路，所述射频芯片U9的31、30、29、24管脚分别依次连接所述控制芯片的11、10、2、1管脚，6、32管脚分别接3.3V电压，15、3、2、12管脚共同连接3.3V电压和并联的极性电容C29、C31的阳极，21和22管脚分别连接所述晶振X1的第二管脚和第一管脚。

4.根据权利要求3所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述显示电路包括显示屏OLED1和由电阻、电容组成的外部闭合电路，所述显示屏OLED1的13、14、15、18、19管脚分别连接所述控制芯片的7、6、5、4、3管脚，1、10、11、12、21、22、23、24、25、29、30管脚接地，6、9管脚接3.3V电压和外部电容。

5.根据权利要求4所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述蜂鸣器电路包括三极管Q1和蜂鸣器U6，所述三极管Q1的基极连接所述控制芯片的17管脚，集电极连接3.3V电压，发射极连接所述蜂鸣器U6的1管脚，所述蜂鸣器U6的2管脚接地，所述温度测量模块包括温度传感U1,所述温度传感器U1的1、2管脚连接所述控制芯片的44管脚，3管脚接地，1管脚引线上分别接电阻R2、VCC电源和电容C12的第一管脚，所述电容C12的第二管脚接地，第一管脚接VCC电源，所述无线模块包括无线芯片U2及外部电容，所述无线芯片U2的3、5、7、4、6、8管脚分别接所述控制芯片43、42、41、38、39、40管脚，2管脚接两个并联的电容C10、 C11的第二管脚和VCC电源，1管脚接两个并联的所述电容C10、C11的第一管脚和地，所述PH值检测模块由PH传感器U10组成，所述PH传感器U10的1管脚接VCC电源，2管脚接所述控制芯片的12管脚，3管脚接地，所述流量检测模块由霍尔传感器U11组成，所述霍尔传感器U11的1、2管脚共同接所述控制芯片的15管脚，3管脚接地，4管脚接VCC电源。

6.根据权利要求5所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述NB-LOT模块由物联网芯片NB-LOT1、SMA1、外部电容和电阻组成，所述物联网芯片NB-LOT1的3、4、5、6、7、8管脚连接所述控制芯片的32、33、34、35、36、37管脚，1和2管脚之间接并联的电容C13、C14、C15和极性电容C27，所述电容C13、所述C14、所述C15的第一管脚和所述极性电容C27的阴极接所述物联网芯片NB-LOT1的1管脚，所述电容C13、所述C14、所述C15的第二管脚和所述极性电容C27的阳极接所述物联网芯片NB-LOT1的2管脚，9管脚连接所述SMA1的第一管脚，10管脚分别连接所述SMA1的第二管脚和电阻R6的第一管脚，所述电阻R6接地。

7.根据权利要求6所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述网口模块电路包括网口芯片U8、接口J2、晶振Y2、外部电容和电阻，所述网口芯片U8的48管脚接地，45、44、43管脚分别连接电阻桥的第一支路、第二支路、第三支路，42、41、40、39、38管脚接排阻，37管脚的第一接所述控制芯片的26管脚，第二引线依次接电阻R17和3.3V电压，36管脚的第一引线接所述控制芯片的31管脚，第二引线依次接电阻R27、3.3V电压、电阻R28和所述网口芯片的32管脚的第二引线，35管脚接所述控制芯片的30管脚，34管脚接所述控制芯片的29管脚，33管脚接所述控制芯片的28管脚，32管脚的第一引线接所述控制芯片的27管脚，31和30管脚之间接所述晶振Y2，29管脚接地，28管脚接3.3V电压，27管脚连接所述接口J2的10管脚，25管脚接所述接口J2的11管脚，23管脚依次接电阻R37和地，22管脚依次接电容C51和地，20管脚依次接电容C50和地，17管脚依次接电容C49和地，15和21管脚接3.3V电压，14、16和19管脚接地，11管脚接3.3V电压，10管脚依次接电阻R33和地，9管脚接地，8管脚依次接3.3V电压、电容C33和地，6管脚的第一引线依次接电容C30和所述接口J2的3管脚，第二引线接电阻R29的第一管脚，所述电阻R29的第二管脚的第一引线接所述接口J2的5管脚，第二引线依次接电容C35和地，第三引线接电阻R32的第一管脚，所述电阻R32的第二管脚的第一引线接所述网口芯片U8的5管脚，第二引线依次接电容C44和所述接口J2的6管脚，所述网口芯片U8的4管脚接3.3V电压，3管脚接地，2管脚的第一引线接所述接口J2的1管脚，第二引线依次接电阻R10和3.3V电压，1管脚的第一引线接所述接口J2的2管脚，第二引线依次接电阻R8和3.3V电压，所述接口J2的12和9管脚之间依次接电阻R15、3.3V电压和电阻R24，14和13管脚接地。

8.根据权利要求7所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述驱动电路包括驱动芯片U4、接口J1和七个继电器，所述驱动芯片U4的1、2、3、4、5管脚依次接所述控制芯片的24、23、22、21、20管脚，6管脚的第一引线接所述控制芯片的18管脚，第二引线接端口JP3的3管脚，7管脚的第一引线接所述控制芯片的19管脚，第二引线接所述端口JP3的2管脚，所述端口JP3的4管脚接VCC电源，1管脚接地，所述驱动芯片U4的8管脚接地，9管脚的第一引线依次接二极管D8的阴极和12V电压，第二引线连接并联的继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的阳极，10、11、12、13、14、15、16管脚依次连接所述继电器K7、K6、K5、K4、K3、K2、K1的阴极，所述接口J1的8管脚连接所述继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的开关的阴极，1、2、3、4、5、6、7管脚分别连接所述继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7的开关的阳极。

9.根据权利要求8所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述控制芯片的8、9管脚间接晶振Y2,25管脚依次接电容C28和地，13管脚的第一引线依次接电阻R19和3.3V电压，第二引线接电容C52和地。

10.根据权利要求9所述的一种实现控制权利要求1的智能中药萃取机的控制***，其特征在于，所述控制芯片的型号为STC8F2K64S2，所述射频芯片U9的型号为MFRC522，所述无线芯片U2的型号为NRF24L01，所述网口芯片U8的型号为W5500，所述驱动芯片U4型号为ULN2003，所述接口J2的型号为RJ45。

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