个人配制装置的制作方法

本发明涉及配制装置（formulationdevice），并且更具体而言，涉及一种能够混合和分配来自多种不同成分的定制配方的便携式配制装置。

背景技术：

在市场上存在能够由各种单独成分生产定制混合配方的多种装置。例如，一些五金家居店有能够生产定制油漆产品的定制油漆混合系统。作为另一个示例，一些提供化妆品的商店有能够为客户生产定制混合化妆品的系统。在一些情况下，该系统包括用于做出适当的化妆品配方的自动化系统。用于化妆品配方的这种性质的自动化系统一般包括用于捕捉客户的图像的成像系统以及计算机，该计算机被编程为分析该图像，并且基于例如肤色和影调（tone）之类的从图像提取的信息来选择适当的化妆品配方。尽管这些类型的定制配制系统在商业环境中可能是可行的选择，但它们大且昂贵，并且因此不太适合个人或家庭使用。

对于能够由多种不同成分来生产定制配方的个人装置有越来越多的兴趣。实际上，能够提供这种功能的许多便携式装置是已知的。例如，bylsma等人的美国专利8,224,481中示出了能够组合多种成分流体的小型化流体组合物分配器。在bertram等人的美国专利5,709,317中示出了另一个示例。尽管存在许多便携式的混合和分配系统，但相信对于能够混合和分配多种定制配方的改进的小型化装置将会有显著的兴趣。

技术实现要素：

本发明提供了一种个人配制装置，其能够从装置所承载的多个成分储存器有效地混合和分配定制的配方产品。该个人配制装置包括多个小型化的泵，其能够根据定制的配方精确地计量和分配多种成分。在一个实施例中，个人配制装置包括多个渐进式泵。该渐进式泵特别地被构造成在小型化环境中适当地运行。利用这些渐进式泵，来自不同储存器的成分可以被精确地计量并分配到可手动混合的共同容器中。

在一个实施例中，渐进式泵中的每一个包括电机和泵之间的耦接装置。该耦接装置可以包括弹簧，其用作将电机输出耦接到转子的驱动轴。该弹簧允许转子的偏心运动，同时还提供将转子的肩部促动到保持器的运行表面中的偏压。该耦接装置还可以包括执行多种功能的间隔套筒。例如，该间隔套筒被构造成减小泵主体内的开放空间的容积。间隔套筒包括内径，其逐渐变小以紧密地沿循弹簧的运动包络。

在一个实施例中，所述渐进式泵包括保持器，其被螺接到泵主体的内部中，以保持间隔套筒和转子的驱动端。该保持器可以包括转子所穿过的内部圆形通孔。内孔在直径上可以与转子的运动包络对应。转子可包括扩大的肩部。在这样的实施例中，内孔可以包括构造成接收该肩部的沉孔。该沉孔可以包括与转子的肩部接合的运行表面。该沉孔在直径上可以与该肩部的运动包络对应。该肩部可以被夹在间隔套筒的端部和保持器的运行表面之间，以帮助将转子保持在相对于定子的适当位置。

在一个实施例中，泵主体包括密封与电机牵引轴的接口的o型环密封件。间隔套筒可以包括封闭端，其接合o型环密封件，以防止o型环密封件沿电机驱动轴的轴向运动。

在一个实施例中，渐进式泵可以包括特别构造成用于在小型化应用中使用的定子。该定子在其外周上可以包括一体化的凸缘密封件。该凸缘密封件可以被夹在泵主体的两个部分之间，以形成有效的密封，并且将定子精确地定位在适当的轴向位置。该凸缘密封件被构造成使得密封件的压缩不会改变定子的几何形状。定子的出口端在截面上可以是椭圆形的，以使定子在泵主体内键合，并抵抗定子在泵主体内的旋转。定子的入口端可以是圆形的，以在泵的圆形截面内提供精确的位置，该截面是圆形的以容纳螺接的保持器。

在一个实施例中，泵包括基于电机输出轴的旋转运动来测量体积的计量系统。在一个实施例中，电机包括齿轮箱，其具有大约1:60的减速比。该计量系统可以包括具有码盘的光学测量系统，该码盘通过联接到齿轮箱输出的耦接器来承载。码盘可以包括围绕码盘以径向对称模式布置的多个槽。在一个实施例中，光源和光电传感器被布置在码盘的相反侧上，因此处于旋转的码盘中的槽产生从光源传递到光电传感器的光脉冲。在操作中，光脉冲的数量提供了对转子的旋转的精确测量，并且因此，提供了对泵送的体积的精确测量。在实施例中，码盘包括大约45个槽，使得每个脉冲表示转子的大约8度的旋转运动。

在一个实施例中，个人配制装置可以包括用于分配产品的触针。该触针可以包括从每个泵接收成分的内部混合室。该触针可以包括单一出口，其在成分于混合室中组合之后分配它们。该触针可以包括多个供应管，其将来自不同泵的成分分别输送到混合室。替代性地，触针可以包括单一供应管，分开的成分被提供到该单一供应管。在使用中，随着成分沿供应管的长度一起行进到混合室或直接行进到出口，成分的混合可以固有地产生。

本发明提供了一种简单且有效的个人配制装置，其尺寸小，但能够以高精度来分配成分。一个实施例的渐进式泵包括处于电机和转子之间的简单且有效的柔性耦接装置。在使用时，螺旋弹簧的柔性耦接装置被容易地联接到输入轴和转子，并且它还提供有助于维持转子和保持器之间的密封的偏压。使用具有一体化的密封件的定子简化了泵组件的构造和组装。它还可以延长泵组件的整体寿命。当采用时，非圆形定子和相应的非圆形壳体有助于使定子以正确的方向键合，并且有助于防止定子在壳体内的不期望的旋转。使用光学计量系统有助于确保精确的分配体积，而没有过度复杂或昂贵的机构。该装置还可以包括便于分配和混合成分的触针。

通过参考对当前实施例的描述和附图，将更充分地理解和领会本发明的这些和其他的目的、优点和特征。

在详细解释本发明的实施例之前，应当理解的是，本发明不限于在以下描述中阐述或在附图中图示的操作的细节或部件的构造和布置的细节。本发明可在各种其他实施例中实现，并且以本文未明确公开的替代性方式来实践或执行。此外，还应当理解的是，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被认为是限制性的。“包括”和“包含”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加的项目及其等同物。此外，列举可被用在各实施例的描述中。除非另有明确说明，否则使用列举不应被解释为将本发明限于部件的任何特定的顺序或数量。列举的使用也不应被解释为从本发明的范围中排除可与所列举的步骤或部件组合或结合到所列举的步骤或部件中的任何附加的步骤或部件。如“x、y和z中的至少一个”的对权利要求元件的任何引用意在单独地包括x、y或z中的任何一个以及x、y和z的任何组合，例如，x、y、z；x、y；x、z；以及y、z。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的个人配制装置的透视图。

图2是个人配制装置的部分分解透视图。

图3是个人配制装置的部分分解透视图。

图4是泵组件的分解透视图。

图5是泵组件的剖视图。

图6a是定子的剖视图。

图6b是定子的端视图。

图7是转子的前视图。

图8是示出了行程容积（strokevolume）的第一转子的代表性视图。

图9是示出了行程容积的第二转子的代表性视图。

图10是泵组件的剖视图。

图11是泵组件的剖视图，其中去除了部分以突出各密封件。

图12是在使部分透明的情况下的个人配制装置的透视图。

图13是触针的透视图。

图14是一种替代性触针的透视图。

图15是用于使用个人配制装置的方法的流程图。

图16a是码盘的透视图。

图16b是码盘和耦接轴的分解透视图。

图16c是具有附接的码盘的耦接轴的透视图。

图17a是筒的分解透视图。

图17b是筒的剖视图。

图17c是筒的一部分的放大视图。

图18a是另一种替代性触针的透视图。

图18b是图18a的替代性触针的透视图。

图19是具有混合球的另一种替代性触针的部分分解透视图。

图20是具有可更换末端的又一种替代性触针的部分分解透视图。

图21是结合了根据本发明的一个实施例的个人配制装置的水处理系统的表示图。

具体实施方式

概述。

图1中示出了根据本发明的一个实施例的个人配制装置10。个人配制装置10能够由多种成分生产定制的配方。装置10一般包括壳体12、多个泵组件14a-d、多个筒16a-d以及分配头18。在该实施例中，对于每个筒16a-d，存在单独的泵组件14a-d。这允许每个筒16a-d的内容物被单独计量并通过专用的泵组件14a-d来分配。在该实施例中，每个泵组件14a-d都包括渐进式泵（progressivepump）。每个渐进式泵14a-d都可以包括收容定子32和转子34的泵壳体30。定子32可以包括一体化的凸缘密封件36，其将定子32定位在泵壳体30内并密封泵壳体30的相邻部分之间的接口。转子34可以包括肩部72，其允许转子34通过保持器60而被固定在泵壳体30中。泵组件14a-d可以包括用于将转子34联接到电机的柔性耦接装置。该耦接装置可以包括螺旋弹簧40，该螺旋弹簧40适应转子34的偏心运动并且提供偏压以将转子34的肩部促动到保持器60的接合表面中。

在该实施例中，装置10包括能够根据定制的产品配方来操作泵组件14a-d的控制器20。控制器20可以通过用户输入或通过与外部装置（未示出）的通信来获得定制的产品配方。例如，控制器20可以从手持电子装置获得产品配方，该手持电子装置运行配置成通过wifi、bluetooth或其他无线通信系统与装置10进行通信的应用。该应用可以被配置成询问允许该应用确定适当的成分组合的问题，或者它可以允许手动输入定制配方。例如，在预期用于分配化妆品配方的所示实施例中，该应用可以询问关于皮肤影调、皮肤类型、皮肤干燥度、环境湿度、预期的紫外线照射、气味偏好、颜色偏好、阴影偏好以及其他潜在相关因素的问题，以确定适当的化妆品配方。作为一个替代性示例，所述装置可以允许用户手动输入期望的配方，例如通过指定成分及它们相应的量。

本发明在意在生产定制的化妆品配方的个人配制装置10的背景下进行描述。在此背景下，该装置可以分配在化妆品中可能有用的各种各样的材料。然而，本发明可以被用于分配可由泵组件移动的成分的基本上任何组合。这包括展现出与泵组件相容的流体流动特性的基本上任何液体和其他材料。例如，装置10可以被配置成产生可当作膳食补充剂的营养补充剂的定制组合。成分可以包括维生素、矿物质和其他补充剂，以及旨在帮助食用的其他成分，例如调味添加剂等。所述装置还可以分配食物成分，例如调味品、油、醋、提取物以及其他潜在的食谱成分。作为另一个示例，装置10可以被配置成分配用于例如酒水、奶昔和冰沙之类的饮料中的定制添加剂。饮料添加剂可以包括调味添加剂（例如，甜味剂、水果类香精）或功能添加剂（例如，维生素、矿物质和食品补充剂，以及增稠成分、稀释成分和防腐剂）。作为又一个示例，装置10可以分配家庭护理配方，例如去污剂、抛光剂、漂白剂和浓缩液体等。在此背景下，所述筒可设有不同的浓缩液体，包括清洁剂、漂白剂、双氧水和香味添加剂。所述装置可以分配实际的家庭护理配方，或者它可以分配旨在添加到例如基础清洁产品之类的基础产品的配方。在清洗衣物的背景下，所述装置可以分配洗涤剂、香料、织物柔软剂以及其他成分。可以通过将关于待洗涤的衣物的信息输入到装置中或者输入到在单独的装置上运行的应用中来定制配方。在洗碗的背景下，所述装置可以分配餐具洗涤剂、抗斑点添加剂、干燥剂、香料以及可能的其他成分。

例如“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“向内”、“外”以及“向外”之类的方向术语被用于基于图示中所示的实施例的定向来帮助描述本发明。方向术语的使用不应被解释为将本发明限于任何特定的定向。

构造。

个人配制装置10一般包括壳体12、设置在壳体12内的多个泵组件14a-d、保持成分的多个筒16a-d（每个泵组件14a-d安装一个筒）、用于从装置10分配成分的分配头18以及控制器20，该控制器20用于控制装置10的操作，例如，这是通过分别控制泵组件14a-d以分配适量的每种成分。尽管壳体12可以随应用而变化，但在图示实施例中，壳体12一般包括基部40和托盘插入件42。基部40和托盘插入件42协作地限定了内部空间44，在该实施例中，该内部空间44收容电路板46和电池组22。托盘插入件42被装配到基部40中，并且包括多个单独的隔室48a-d，该多个单独的隔室48a-d各自构造成接收泵组件14a-d中的一个。

在所示实施例中，个人配制装置10包括用于每个筒16a-d的单独的泵组件14a-d。这允许每个筒16a-d的内容物被单独计量并通过专用的泵组件14a-d来分配。在所示实施例中，装置10包括渐进式泵，但在一些应用中泵类型可以变化。在该实施例中，泵组件14a-d彼此大致相同，并且因此，将仅详细描述一个泵组件。尽管图示的装置10包括多个基本上相同的泵组件，但如果需要，则这些泵组件可以彼此不同。例如，在旨在分配相当不同的粘度的成分的一个替代实施例中，可能需要具有配置成用于分配不同粘度范围的材料的不同泵组件。为了帮助确保成分被安装在正确的泵组件上，对于每个不同的粘度范围，筒安装结构可以是不同的，例如，不同直径的安装端部或不同的附接结构。

现在参照图4和图5，每个泵组件14a-d一般包括电机50、泵壳体30、定子32、转子34以及用于将电机50联接到转子34的驱动耦接装置106。在操作中，电机50使转子34在定子32内旋转，以从筒16a-d吸入成分，并将它们通过分配头18分配。在该实施例中，泵壳体30包括泵主体52和泵头54，二者协作地收容定子32和转子34。所示实施例的泵主体52为大致矩形的，并且限定了内孔56和横孔58。内孔56是大致圆筒形的，并且被构造成接收间隔套筒62。输入轴开口64延伸穿过泵主体52，以允许泵输入轴110穿过泵主体52的壁。沉孔66可以围绕泵输入轴开口64同心地限定，以安置密封件68。密封件68可接合泵输入轴110以密封泵壳体30的电机端。在该实施例中，转子34包括扩大的肩部72，其允许转子34通过保持器60而被固定在内孔56内。保持器60为大致圆盘状的，并且限定了通孔78和同心的沉孔80。沉孔80限定了运行表面82，转子34的肩部72在操作期间抵靠该运行表面82游动（在下文中更详细地描述）。保持器60可以使用基本上任何合适的构造来固定在内孔56中。在所示实施例中，保持器60被螺接到内孔56内的适当位置。更具体而言，内孔56可以是带有内螺纹的，并且保持器60可以是带有外螺纹的，使得保持器60可以在适当的位置被螺接到泵主体52中。保持器60可以被构造成在适当定位时接合间隔套筒62（下面描述）。所示实施例的泵主体52包括环形肋53，其与内孔78同心对准地从泵主体52的端部突出。肋53被构造成与定子32上的密封件36相互作用，如下面更详细地描述的。一旦泵组件14a-d被组装，密封件36就密封泵主体52和泵头54之间的接口。在定子不包括一体化的密封件的应用中，可以将其他密封结构结合到泵主体52和泵头54中以提供密封，例如构造成接收环形密封件的环形凹部。

泵组件14a-d还可以包括间隔套筒62，其被装配到内孔56中并通过保持器60来保持。间隔套筒62为大致圆筒形的，其具有与内孔56的内径相对应的外径。间隔套筒62包括具有截锥的形状的内孔84。内孔84被成形为与柔性轴40的运动包络（motionenvelope）紧密对应。在电机端处，内孔84的内径略大于柔性轴40和泵输入轴110的肩部的外径，而在转子端处，内孔84的内径显著更大，以容纳转子34的偏心运动。间隔套筒62可以包括缩径的颈部86，其紧密地装配在保持器60中的沉孔80内。在组装时，颈部86可以与保持器的运行表面82隔开足以容纳转子34的肩部72的距离。在所示实施例中，保持器60和间隔套筒62由vesconite和/或vesconitehilube材料制成，上述材料可在商业市场上容易地获得。该材料是自润滑的，并且有利于泵输入轴110和定子34的旋转运动。保持器60和/或间隔套筒62可以根据需要由其他材料制造。例如，保持器60和/或间隔套筒62可由其他自润滑材料或非自润滑的材料制成。

如上所述，泵主体52还限定了横孔58。横孔58被构造成提供了从筒16a-d到泵腔130的流道。在该实施例中，泵主体52包括颈部74和喉部76，该喉部76与横孔58同心对准地从泵主体52突出。如可能在图5中最佳地示出的，颈部74的内部是带有螺纹的，以接收筒16a-d的螺纹端。在所示实施例中，密封件132在螺纹的基部处围绕喉部76来装配，以密封筒16a-d和泵壳体52之间的接口。颈部74可以包括接收筒16a-d的肩部的沉孔88。喉部76具有被选择为紧密地配合在筒开口134内的外径。尽管该实施例包括用于将筒16a-d固定到泵主体52的螺纹部件，但是也可以使用其他附接构造。例如，筒16a-d和泵主体52可以被构造成利用卡口式装配。

在该实施例中，泵头54是大致矩形的，并且被构造成安装到泵主体52。例如，如图4中所示，泵头54可以通过螺钉136来固定到泵主体52。泵头54限定了内孔138和输出杆140。内孔138被构造成安置定子32。结果，内孔138的形状大致与定子32的外端的形状相对应。在该实施例中，内孔138是具有大致椭圆形的截面的截锥。该截锥的直径朝向泵头54的输出端减小。这使定子34在泵头54内键合到正确的定向，并且有助于防止定子32在操作期间旋转。泵头54的端壁被构造成与整合到定子32中的密封件36相互作用。更具体而言，泵头54的端壁限定了与环形肋53对准的环形凹部57。在使用中，环形凹部57和环形肋53从相对侧夹住密封件55。输出杆140与内孔138同心，并且限定了通孔142，该通孔142允许从泵组件14a-d的内部分配成分。输出杆140可以从泵头54的其余部分突出足够的距离，以便于喷嘴144的附接。环形凹部146可以围绕输出杆140来限定，如图5和图6中所示。

在所示实施例中，定子32与泵壳体30分开制造并被装配到泵壳体30中。定子32可由对于渐进式泵具有足够的压缩和弹性特性的基本上任何材料制成。在所示实施例中，定子32由丁腈胶料（nitrilerubbercompound）制成，但其他示例可包括硅树脂和聚氨酯。在所示实施例中，定子和转子之间的干涉被用于产生密封，因此用于这两个部件的材料应被选择成为应用的工作压力提供足够的密封性能。由于定子和转子的配合是过盈配合，因此也应考虑润滑，例如通过选择利用转子的材料来润滑的定子材料。在一些应用中，通过泵来移动的材料可以自然地润滑，并且当选择用于定子和转子的材料时可以考虑该材料。例如，油基材料在许多应用中可自然地在定子和转子之间提供足够的润滑。所示实施例中的定子的材料尺寸稳定并且不受泵送的流体影响。也可能需要选择具有孔隙率和密度特性的定子材料，使得定子不吸收泵送的流体并且膨胀或以其他方式增加过盈配合，这可以减少泵送（剂量）体积，并且还增加电机上的负载。定子32是大致圆柱形的，其限定了具有双螺旋形状的内孔150。定子32一般包括：电机端152，其被构造成紧密地装配到泵主体52的内孔56中；以及分配端154，其被构造成紧密地装配在泵头54的内孔138中。尽管电机端152的形状可以变化，但是所示实施例的电机端152是具有大致圆形截面的截锥。在所示实施例中，电机端152以大约3度呈锥形逐渐变细。然而，在替代实施例中锥度可以变化。例如，可以消除锥度，并且电机端152可以是大致圆柱形的。定子32的分配端154可以是具有大致椭圆形截面的截锥（参见图6b）。在所示实施例中，分配端154以大约3度呈锥形逐渐变细。分配端154的非圆形（即，椭圆形）截面形状允许定子32通过泵头54的内孔138的紧密匹配的非圆形形状而在内部键合就位。分配端154的形状可以随应用而变化。例如，在替代实施例中，锥度可以变化或被消除。作为另一个示例，分配端的截面形状可以变化，从而具有替代性的圆形或非圆形截面形状。所示实施例的定子32包括一体化的凸缘密封件36，其定位定子32（特别是沿轴向方向）并且密封泵壳体30的相邻部分之间的接口。在所示实施例中，凸缘密封件36是朝向定子32的纵向中心设置的环形突起。所示实施例的密封件36围绕电机端152和分配端154集合在一起的定子32的周界延伸。密封件36的截面形状被选择为与泵主体52上的环形肋53和泵头54中的环形凹部57匹配。凸缘密封件36可以略大于由泵主体52和泵头54的匹配端部限定的腔，使得当泵主体52和泵头54被适当地组装时，密封件36被压缩期望的量。所示实施例的凸缘密封件36被构造成使得凸缘密封件36上的压缩力不压缩或以其他方式实质性地改变定子32的几何形状。

如上所述，每个泵组件14a-d都包括可旋转地装配在定子32内的转子34。在所示实施例中，转子34具有与内孔150的双螺旋形状相对应的单螺旋形状。转子34被偏心地安装在定子32内。当转子34在定子32内偏心地旋转时，转子34的单螺旋外形与内孔150的双螺旋形状配合，以限定连续的一系列行进腔33，该连续的一系列行进腔33在入口端处捕获泵腔中的成分，并使这些成分沿转子34纵向移动通过定子32至出口端。渐进式泵的操作以及用于渐进式泵的转子/定子的相互作用在本领域中是公知的。因此，将不详细描述操作的一般原理。一言以蔽之，转子34和定子32的相对尺寸和形状可以被选择为在相邻的行进腔33之间提供期望的分离量。增加的分离可以提供对分配体积的更大控制并降低相邻的腔33之间连通的风险。例如，图8示出了转子34（表示为实心）和多个泵腔（表示为半透明）的一个实施例。转子34的暴露区域35（即，未被泵腔覆盖的区域）示出了转子34的外表面与定子32的内表面之间的干涉区域。在图9中所示的本发明的替代实施例中，可以增加转子34'相对于定子32'的尺寸，以扩大暴露区域35'（比较图8和图9）。实际上，这减小了行进腔33'的尺寸并在相邻的腔33'之间提供增加的分离。

在所示实施例中，转子34可以包括肩部72，其允许转子34通过保持器60来固定。如图4和图5中所示，肩部72为大致圆盘状的，并且包括与保持器60的运行表面可移动地接合的一个平面主表面以及可与间隔套筒62的出口端接合的另一个平面主表面。保持器60和间隔套筒62一起捕获肩部72，以帮助将转子34保持在正确的位置，同时仍允许转子34自由旋转。这可有助于防止转子34相对于定子32轴向移动或变歪斜。在所示实施例中，转子34包括输入头120，其被构造成耦接到电机50。所示实施例的输入头120是大致圆柱形的杆。在该实施例中，输入头120的自由端是圆整的。根据需要，输入头120的设计和构造可以随应用而变化。在所示实施例中，输入头120被构造成与柔性轴40相互配合，在所示实施例中，该柔性轴40为螺旋弹簧40。因此，输入头120的直径可以大于螺旋弹簧40的内径，使得存在相对牢固的过盈配合。可以选择螺旋弹簧40和输入头120之间的尺寸差，来控制可从螺旋弹簧40传递到输入头120的转矩量。所示实施例的螺旋弹簧40具有右手螺旋，使得线圈40通过电机50的正常操作而变紧。螺旋弹簧40可以通过例如紧固件或粘合剂之类的附加机制来固定到输入头120。除了允许转子34的偏心运动之外，此实施例的螺旋弹簧40还提供偏压以将肩部72促动到保持器60的运行表面中。这可有助于维持肩部72和保持器60之间的密封。

在所示实施例中，每个泵组件14a-d都包括用于驱动渐进式泵的电机50，并且更具体而言，一般为常规的直流电机。电机可能随应用而变化，但在所示实施例中，是可从rscomponents获得的小型有刷齿轮直流电机（partno.951d6016v）。考虑到电机50一般是常规的，将不详细描述它。在该实施例中，泵组件14a-d包括耦接到电机50的输出的齿轮箱90。所示实施例的齿轮箱90例如通过螺钉直接安装到电机50。齿轮箱90的输入可以被直接安装到电机输出。选择齿轮箱90以提供期望的转速和转矩组合。齿轮箱90一般是常规的，并且因此将不详细描述。一言以蔽之，所示实施例的齿轮箱90被选择为符合包装约束，并且具有大约1:60的减速比，但该比率可根据需要随应用而变化。在一些应用中，可以消除齿轮箱。

在所示实施例中，泵组件14a-d包括电机壳体92，其收容电机50、齿轮箱90、电路板94以及计量系统96的某些部件。光源98和光电传感器100可以被安装到电路板94。此外，电路板94可以支撑插头102，其构造成与来自控制器20的匹配插头104相互配合。在该实施例中，插头102、104提供电连接，其允许控制器20提供电信号来操作光源98和电机50，并允许光电传感器100向控制器20发送信号。

泵组件14a-d包括驱动耦接装置106，其操作性地将齿轮箱90的输出轴114连接到转子34。所示实施例的驱动耦接装置106一般包括编码耦接器（encodingcoupler）108、泵输入轴110和柔性轴40。编码耦接器108将齿轮箱90的输出轴联接到泵输入轴110。如下面更详细地描述的，编码耦接器108还承载码盘112，其允许计量系统96精确地计量旋转，并且因此，计量通过该泵组件14a-d所分配的成分的体积。在所示实施例中，编码耦接器108的相对端限定了内孔，该内孔被成形为接收齿轮箱输出轴114和泵输入轴110。这些轴和孔的端部可具有匹配的非圆形截面形状，例如“d”形或方形等。附加地或替代地，这些轴可以被键合到编码耦接器或者通过紧固件或剪切销来联接。

柔性轴40被装配在泵输入轴110和转子34的头部120之间。在所示实施例中，柔性轴40是螺旋弹簧，其具有装配在泵输入轴110和转子头部120上的相对端部。柔性轴40可以被联接到泵输入轴110和转子头部120，使得泵输入轴110的旋转被传递到转子34。在所示实施例中，螺旋弹簧的内径略小于泵输入轴110和转子头部120的外径，使得螺旋弹簧被摩擦地装配到这两个轴。在所示实施例中，螺旋弹簧40在压缩的情况下被安装，使得螺旋弹簧40使泵输入轴110和转子34远离彼此偏置。这促使转子34的肩部72与保持器60接触，并且促使泵输入轴110的肩部111与间隔套筒62接触。可以改变螺旋弹簧的压缩量以控制两个轴34和110上的力。螺旋弹簧40的特性可以随应用而变化。例如，形成弹簧的线材的直径、线圈的直径、与轴34和110接合的螺旋弹簧40的匝数以及形成螺旋弹簧40的材料可以随应用而变化。

如上所述，个人配制装置10包括用于控制通过每个泵组件14a-d所分配的成分的量的计量系统96。计量系统96可以随应用而变化。在所示实施例中，计量系统96基于驱动耦接装置的旋转运动，并且更具体而言，基于编码耦接器108的旋转运动，来确定体积。所示实施例的计量系统96包括光学测量系统，其具有耦接到编码耦接器108的码盘160。在所示实施例中，码盘160包括围绕码盘160以径向对称模式布置的多个槽162。在一个实施例中，光源98（例如，led）和光电传感器100被布置在码盘160的相反侧上，因此处于旋转的码盘160中的槽162产生从光源98传递到光电传感器100的光脉冲。在操作中，可以对光电传感器100所感测到的光脉冲的数量进行计数，以提供对转子的旋转的精确测量，并且因此，提供对泵送的体积的精确测量。在实施例中，码盘160包括大约45个槽162，使得每个脉冲表示转子34的大约8度的旋转运动。在所示实施例中，光源98和光电传感器100被安装到包含在电机壳体166内的电路板164。

装置10包括分配头18，其用于从装置10分配成分。在该实施例中，分配头18包括用于每个泵组件14a-d的单独的出口端口（未示出）。因此，成分从装置10分别分配，并且可由用户手动混合。在该实施例中，分配头18被安装到基部40，并通过供应管线168a-d耦接到泵组件14a-b的出口140。分配头18可以被构造成将成分分配到容器r中或容器r上。在所示实施例中，容器r是小盘（类似于培养皿），其可从装置10移除以便使用。例如，可以将成分分配到盘r中，并且随后，可以移除盘r以有利于混合和施用。在所示实施例中，出口端口（未示出）被设置在平坦表面中，可以抵靠该平坦表面拉动盘r的唇缘，以从出口端口擦除任何残留的成分。替代性地，分配头18可具有用于从装置分配成分的单一端口。对于这种性质的替代实施例，可以使成分在出口端口之前融合在一起。例如，供应管线168a-d可以在出口端口之前合并成单一供应管线或合并到混合室中。如果包括，则混合室可以包括内部挡板或松散混合部件。

在该实施例中，装置10包括控制器20，其能够操作各泵组件14a-d，以根据多种潜在不同的产品配方来分配各成分。一般而言，对于每种配方，控制器20被配置成操作用于每种期望的成分的泵组件14a-d，以分配配方所需的该成分的量。控制器20可以利用计量系统96来监测和控制所分配的成分的体积。例如，控制器20可以确定（或被提供）分配每种成分的适当体积所需的转子34的转数，并且随后，使用与相应的泵组件14a-d相关联的计量系统96来操作该泵组件14a-d，直到转子34的所需转数发生。根据需要，泵组件14a-d可以同时或顺序地来操作。在功率有限的应用中，可能需要一次一个地操作泵组件14a-d。在其他应用中，可能期望同时操作它们，以减少总分配时间，并有利于各种集成成分混合选择。

在一个实施例中，可用的配方（或方案）被存储在存储器中。例如，控制器20可以访问可通过装置10来分配的配方的数据库。配方的数据库可以被包含在集成到装置10中的存储器中，或者它可以被包含在具有与装置10通信的能力的远程装置中的存储器中。在使用期间，可以利用各种方式从数据库中选择要分配的配方。例如，可由用户从数据库中手动选择配方。作为另一个示例，可以利用装置10（或外部装置）自动地从数据库中选择配方，该装置10由基本上任何相关的信息来确定适当的配方。作为自动化系统的一个示例，装置10可以与成像系统交互，以基于对用户皮肤的一个或多个图像的分析（下面更详细地论述）来确定对用户而言适当的化妆品配方。作为维护配方数据库的一种替代方案，装置10可以被配置成在使用期间从用户或远程装置接收配方。例如，配方可以由用户通过用户接口（未示出）手动输入，或者配方可以通过控制器20或具有将配方传送到装置10的能力的远程装置（未示出）来实时地确定。

当期望控制器20与外部电子装置交互时，装置10可以包括联网能力（有线或无线）。例如，装置10可以包括能够通过例如bluetooth、wifi、zigbee或其他无线网络协议之类的网络与其他装置进行交互的无线收发器（未示出）。通信功能可被用于将装置10集成到帮助用户跟踪活动并提出帮助用户维护/改善健康和福祉的建议的更大的装置网络中。如果设有通信能力，则除其他之外，可以将装置10配置成从远程装置获得配方，获得允许装置10经由网络来确定适当配方的数据，将分配信息提供给能够跟踪与配方使用相关的历史数据的远程装置，并且当供应不足时促进成分的自动再订购。装置10还可设有用户接口（未示出），其允许用户输入功效信息，该功效信息可被中继转发到装置的网络并用于帮助网络作出改进的配方决定。作为将用户接口集成到装置10中的一种替代方案，控制器20可以被配置成与在远程装置（例如，智能电话或平板电脑等）上运行的应用无线交互。例如，可以使用在智能电话上运行的应用来向用户显示可用的选项，并允许用户选择或输入所需的配方。

在该实施例中，装置10能够通过可充电电池来供电，并且因此包括电池组22。替代性地，装置10可以包括其他可再充电的电能储存装置，例如一个或多个高容量电容器（例如，supercapacitors或ultracapacitors）。装置10可以包括能够从外部无线电源（未示出）无线地接收电力用于对电池组22进行充电的无线充电系统（未示出）。替代性地，装置10可以经由有线连接进行充电。例如，如图1中所示，装置10可以包括从壳体12的后侧可接近的电源输入端口23和on/off开关25。装置10可以包括替代性的电源，例如不可充电电池、直流的无线电源或有线电源等。

如上所述，个人配制装置10被构造成接收包含期望的成分的可更换的筒。筒的设计和构造可能随应用而变化。在该图示实施例中，个人配制装置10被构造成接收可选择性地螺接到泵壳体52中的可互换的筒16a-d。在该实施例中，筒16a-d大致相同。因此，将仅详细描述单个筒16a。现在参照图4，筒16a一般包括容器主体174、帽170和活塞172。容器主体174限定了设计成接收成分的内部空间176。容器主体174的一端包括构造成接合泵壳体52的颈部178。在该实施例中，颈部178是带外螺纹的，其中螺纹与泵壳体52中的相应螺纹匹配。颈部178可以包括肩部180，其构造成被紧密地接收在泵壳体52中的沉孔88中。当筒16a-d未被安装在泵壳体52上时，带内螺纹的可移除帽（未示出）可以被用于封闭筒16a-d的端部。容器主体174的另一端是开放的。这允许将活塞172装配到内部空间176中。活塞172被构造成接合容器主体174的内部并对其形成密封。帽170被装配在容器主体174的开放端上，以封闭容器主体174并将活塞172固定在内部空间176中。帽170可以被卡扣配合到容器主体174上和/或它可以使用例如粘合剂或塑性焊接之类的其他机制来固定。筒16a-d可以用基本上任何形式的容器或者能够储存成分的供应的其他类型的储存器来替代。

在所示实施例中，个人配制装置10包括固定的分配头18，其被整合（或集成）到壳体中。替代性地，个人配制装置可以包括其他类型的分配器，例如用于从装置分配成分的触针。触针在设计和构造上可以变化。在一些实施例中，各种成分从触针分别分配，并且在它们被分配后，触针的端部被用于混合这些成分。在其他实施例中，触针可以包括在成分被分配之前有助于混合或部分地混合它们的一体化的混合特征。触针可以包括多种替代性的混合特征。作为示例，图13、14、18a、18b、19和20中示出了各种替代性的触针。图13示出了第一触针200，其具有单个供给管线202和桨状末端204。在该实施例中，供应管线168a-d在触针200的上游合并在一起，使得单个供给管线202将成分传送到触针200。触针200包括允许将成分从触针200排出的出口（未示出）。在成分被分配之后，触针200的末端204可以被用于执行所期望的任何附加的混合，并且随后，用于施用配方。图14示出了替代性触针220，其与触针200基本上相同，除了它包括四个供给管线222a-d。这允许将不同的成分分别传送到触针的末端224用于分配。在该实施例中，四个供给管线222a-d可以在通过单个出口（未示出）离开之前在触针220内的空隙或腔（未示出）内合并在一起。替代性地，所有四个供给管线222a-d在触针220中可具有各自的出口（未示出）。

图18a-b、图19和图20是具有一体化的混合特征的替代性触针构造。图18a-b示出了触针230，其构造成通过柔性触针主体236来提供混合，该柔性触针主体236可以被挤压以混合各种成分。在图18a-b中，触针230从具有四个成分输出管线232a-d的个人配制装置接收成分。在该实施例中，触针230包括大致中空的主体236，供给管线222a-d注入到该大致中空的主体236中。中空主体236由例如柔性塑料之类的柔性材料制成。在使用中，用户可以揉捏中空主体236，以混合和分配成分。在图19中所示的另一替代实施例中，触针240包括内部混合球248，其包含在触针240内部的腔（未示出）内。在使用中，成分被分配到该腔中，并且可以摇动触针240，使得混合球248移动通过成分以混合它们。已混合的成分可以用各种方式从触针240分配。例如，触针240可具有柔性主体246，并且可以通过挤压触针主体246来分配混合的成分。作为另一个示例，可以通过操作装置10以引入另外的材料来分配成分，该另外的材料推出已混合的成分。

图20示出了另一个实施例，其中，触针250包括静态混合末端260，其被装配到触针主体256中，以提供旨在帮助混合各种成分的结构。静态混合末端260可以是一次性部件，其根据需要被移除和更换，例如在每次使用之后或在每次成分输出变化之后。静态混合末端260可以包括裙部264，其被装配在成分输出管线252a-d的输出端上，以将成分汇集到带有挡板的流路中。静态混合末端260还可以包括输出喷嘴266，其穿过限定在触针250的底部中的孔口270来装配。图20的触针250包括具有门254的触针主体256，该门254可以被打开和关闭，以提供到构造成接收混合末端260的内部空隙的通路。在替代实施例中，门254可以被剔除。在所示实施例中，静态混合末端260包括有助于混合各种成分的多个内部挡板262。挡板262可以是能够使各种成分混合的基本上任何结构。例如，挡板可以是干扰静态混合末端内的成分流路的壁（如图所示）、尖头、螺旋或其他结构。在所示实施例中，静态混合末端260略长于触针主体256，使得它通过过盈配合紧紧地保持就位。静态混合末端260可以用替代方式来固定到触针250。例如，在替代实施例中，混合末端260可以例如通过卡扣配合或螺纹来可移除地装配到触针的端部。

操作。

现在将结合图15的流程图来描述产生和分配定制化妆品配方的过程。在该应用中，基于用户的一个或多个图像来开发配方。例如，如果化妆品配方意在用于用户的面部上，则可以拍摄并使用计算机来分析面部的一个或多个图像，以产生客户（定制）的化妆品配方。在所示实施例中，通过成像系统（未示出）来执行产生配方的过程，该成像系统包括数字摄像机和用于处理通过数字摄像机获得的图像的计算机。一般而言，所述过程包括以下步骤，即：利用数字摄像机来拍摄图像；向计算机提供图像；使用计算机来校准图像；使用计算机来评估颜色、纹理和材料；基于颜色、纹理和材料作为指标，使用计算机从配方库获得适当的配方。一旦确定，就将配方传送到装置10，并且装置10可以制备和分配化妆品配方。根据需要，确定适当配方的过程500可以在装置10的任何使用之前执行，并且可以重复。例如，对于能够通过装置10来生产的每种类型的化妆品，例如润肤霜、粉底、彩妆、唇膏、口红、眼线膏或其他化妆品，可能需要执行过程500一次。在化妆品应用中，所述成分可以是可包含在化妆品中并且能够使用本发明的泵组件14a-d来分配的基本上任何成分。例如，所述成分可以包括基础化妆品、颜色添加剂和护肤添加剂，例如润肤霜、防晒霜、抗衰老添加剂和抗皱添加剂等。

过程500开始于框502处，其中，通过接入期望的照明为图像采集对对象进行准备。根据需要，照明可以随应用而变化。例如，对象可位于图像采集棚中并且可以接入棚内的照明。照明的类型、数量、位置和亮度可根据需要变化，以提供为处理优化的图像。在一些应用中，照明可能是不必要的，或者可能是不期望的。在这样的应用中，可以排除该步骤。

一旦已接入任何期望的照明，就可以在框504处拍摄期望的图像（或多个图像）。系统可依靠单个图像或利用多个图像。该多个图像例如可以使用不同的摄像机或不同的镜头，在不同的区域，以不同的角度，或者使用不同的照明来拍摄。

在拍摄图像之后，控制传递到框506。在框506处，可以根据需要来处理图像以便于分析。例如，可以使用一种或多种校准算法来处理图像。这些算法可以从图像去除变化，使得可以按照一致和可重复的方式来处理在不同时间拍摄的图像。各种类型的图像校准及相关联的算法是已知的，并且因此将不详细描述。一言以蔽之，本发明的实施例可以利用基本上任何形式（或多种形式）的图像校准。

然后，可以在框508处分析已处理的图像，以评估对象的选择特性。例如，控制器可以使用常规的检测算法来检测图像中的颜色、纹理和材料。这些和其他类型的图像检测算法是公知的，并且因此将不详细描述。一言以蔽之，检测算法可以执行图像的分析，并将该分析的结果与已知特性的库（框510）进行比较。例如，检测算法可以利用颜色、纹理和材料库来确定图像中所示的颜色、纹理和材料（参见框512）。

系统可以在框514处处理颜色、纹理和材料检测过程的结果，以产生用于创建定制配方的合成结果。在框516处，装置10可以使用在框514处执行的处理的结果作为从配方库（参见框518）查找适当的产品配方的键值。装置10可以将定制产品配方存储在存储器中，使得它可被用于将来再次分配定制配方。

在确定适当的配方后，装置10可以分配定制配方（参见框520）。例如，装置10可以操作适当的泵组件14a-d持续按产品配方中指定的体积分配成分所需的时间量。

如上所述，本发明可以被用在涉及分配各种液体、粉末和具有液体状流动特性的其他材料的广泛应用中。根据本公开制造的泵可具有将这些材料精确地分配到微升水平的能力。结合本文所公开的泵的系统可以包括允许延时释放（timereleased）的分配的控制系统。该控制系统还可具有与外部装置通信的能力，这允许系统通过远程装置来控制，例如运行控制应用的智能电话等。例如，图21中示出了整合（或集成）到水/饮料分配器310中的个人配制装置。在该实施例中，装置310包括bluetooth（例如，btle）和wifi功能，使得分配器310可以连接到互联网i并且与其他互联网连接的装置通信，或者可以直接与例如智能电话r之类的远程装置连接。作为这些特性的结果，本发明适于在大量不同的应用中使用。

本发明的一个潜在应用是药物的分配。例如，根据本发明制造的装置可被用于分配任何液体或粉末形式的制药药物下至微升分辨率（resolution）。这使得各种各样的药物选择成为可能，因为这些装置具有这样的精细分辨率。分配的材料可以被分配到水中或与食物混合以便摄取。这可能有益于吞咽药丸或片剂有困难的人。由于配制装置可以配备btle和wifi，因此该装置可以被用于监测分配习惯，并提醒用户错过的剂量。这可以有助于药物和补充剂的依从性。这还可以帮助消除对可能已开出潜在有害药物的患者的过度用药。此外，处方医生或药剂师也可基于患者的需要在进行中改变剂量水平。由于装置可以通过btle或wifi来控制，因此它可被用于用户特定的补充剂方案。这可允许单一装置被多个用户使用，并且还防止使用未开给特定用户的药物（例如，止痛药）。所述配制装置还可以被用作防止处方药滥用的制止物，这是通过仅允许它在给定的时间量之后进行分配。

根据本发明的个人配制装置的另一个潜在应用是对水和其他饮料的补充物（例如，营养补充剂）和风味添加。例如，在水处理系统的背景下，根据本发明的微型泵可以被整合（或集成）到水处理系统314（参见图21）中，添加到已存在的水处理系统（未示出）或者作为独立的装置，以将不同类型的补充物添加到水和其他饮料。尽管在水处理系统的背景下进行描述，但是本发明可以被类似地结合用于与例如咖啡机或泡茶器（teabrewer）之类的其他饮料分配器一起使用。添加剂可以包括维生素、蛋白质、碳水化合物、电解质等，以帮助身体在锻炼或生病后恢复。还可以附加地或替代性地添加不同的调味料，并且因为量是如此精确，这可以是完全可定制的。可以与水或其他饮料结合的其他物质可以是帮助消化的益生菌、抗酸药和可以分布在已知为辛辣的食物周围的胃灼热药物。因为所述装置可以被连接到互联网和运行控制应用的远程装置，所以智能补充的机会是可能的。例如，例如肌酸之类的某些补充剂需要在一天中多次服用较多的加载阶段，继之以每天一次仅服用少量的维持阶段，并且随后，循环的开启和停止期是必要的。适当的食用方案可能变得难以记住，因此可能有帮助的是，如果每次你接近该装置，它都可以自动地将这添加到你的饮用水。控制系统可以被编程为理解你所需的方案，以及你处于什么时间点，使得它可以提供适当的分配。这也可以被应用于像痤疮药物那样的开始强烈并且随着时间的推移慢慢减轻的东西。另一个示例是当花粉计数高于一定水平时可以给予的过敏药物。该数量（例如，花粉计数）可以通过互联网连接的装置或直接连接的远程装置自动发送到所述装置，并且可以通过个人配制装置作出关于是否应分配药物的决定，以及如果是，应分配多少。替代性地，可以远程地作出关于是否分配和分配多少的决定，并且可以仅将分配指令提供给个人配制装置。

空气处理是根据本发明的微型泵的另一种应用。可以定期分配和蒸发非常少量的液体香料，以清新房间的空气。这可以是“智能”的，并且当人们进入或离开房间等时发生。例如，空气处理系统或联接到空气处理系统的个人配制装置可以包括运动传感器，该运动传感器当检测到房间内的运动时可以分配香料。可以结合到空气处理系统中的另一物质是液体维生素，例如维生素c或维生素e等。维生素可以被吸收到皮肤中，并且在寒冷季节期间这可能会增加，以确保免疫系统防范疾病。在干燥的冬季期间，维生素e可以帮助保持皮肤潮湿和水润。如香料一样，在存在空气处理系统的情况下，可以在由运动触发时分配维生素。

根据本发明的个人配制装置的另一应用是家庭护理。在此背景下，泵可以储存浓缩的量的各种各样的洗发剂、衣物洗涤剂、洗碗剂、洗手液等。由于是浓缩的液体，它可以按小的紧凑尺寸来储存，从而提供良好的空间节省。这可能是有益的，因为精确量的清洁剂可以被添加到任何清洁状况，并优化你需要的量。这可以节省成本，并且也可以提供限制浪费清洁剂的量的环境影响。这也可以是智能定时应用，并且不同的清洁剂在不同的时间点添加。

以上描述是对本发明的当前实施例的描述。在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和更广泛的方面的情况下，可以作出各种变更和改变，所附权利要求应根据包括等同原则的专利法的原则来解释。本公开被提供用于说明的目的，并且不应被解释为对本发明的所有实施例的穷尽描述或者将权利要求的范围限于结合这些实施例来图示或描述的特定元件。例如，但不限于，所描述的发明的任何单独的元件都可以用提供基本上相似的功能或以其他方式提供适当的操作的替代性元件来替代。这包括例如目前已知的替代性元件，例如本领域技术人员可能当前已知的那些替代性元件，以及将来可能开发出的替代性元件，例如本领域技术人员基于开发可能识别为替代方案的那些替代性元件。此外，所公开的实施例包括一致地描述并且可以协作地提供许多益处的多个特征。本发明不仅限于包括所有这些特征或提供所有所述益处的那些实施例，除非在所公开的权利要求中另有明确阐述的范围内。例如使用冠词“一”、“一个”、“一种”或“所述”的以单数形式对权利要求元件的任何引用不应被解释为将该元件限于单数。