用于对商品处理设备定位以实现软管式储藏的方法及装置的制作方法

专利名称：用于对商品处理设备定位以实现软管式储藏的方法及装置的制作方法
本申请是于2001年5月23日提交的、题为“用于对商品处理设备定位以实现软管式储藏的方法及装置”的第01810079.1号专利申请的分案申请。
背景技术：
1.发明领域本发明一般涉及商品处理设备的设计和操作中的改进，特别涉及具有计算机控制的机电技术类型的商品处理机械，而且在本发明的实施方案中涉及到了一种采用例如抽吸机制的自动定位夹钳，它能够抓取选定商品并将其从一个区域移动至另一个区域，例如将其从储藏区移动至配送区。
2.现有技术在商品自动售货机的销售点终端系统(POS)环境中，大部分现有的商品处理机构，尤其是本发明中所涉及到的商品处理机构，都依靠多个马达、开关和线圈来移动处理机构的各个部分并对商品自身(例如经过包装的产品)进行处理。大部分这种机器都需要一个马达、开关和/或线圈以专用于待在其中进行处理和配送的各行、各列或者各类商品或包装。如本领域技术人员所公知的那样，这类机器通常具有很多缺点，例如，其可靠性会因机械故障而变得较差。
美国专利5,240,139对商品处理设备做出了一个重大改进。该文中描述了一种负气压升降机(即，商品抓取或处理机构)的用途，它从位于自动售货机冷藏区之中的商品储藏柜的顶部开口进入，并且利用吸气机制(即，通过局部真空而产生的降低的或者被称为“负的”气压)以实现与待被寻找的商品之间的牢固接触。虽然自动操作的升降机构尤其是吸气式升降机构在那些其中通常没有空间限制的工业装配中得到了普遍应用，但它们在诸如商品自动售货机的具有紧密限制空间的装置中的应用却并未得到广泛认可。由于采用吸气技术来抓取和移动选定商品的自动售货机具有较大的可靠性和灵活性，因而人们期望开发出新的技术和方法来操作和控制这类机器以及其他更加普遍使用的商品处理机构。
在前面提到的美国专利5,240,139中利用具有3∶1的压缩比并且可纵向压缩的空气软管来实现软管储藏。该软管的一端与一个位于固定梁上的负气压源连接，它可以在制冷器的上方横向移动。空气软管的另一端与一个商品拾取头相连。在美国专利5,240,139所述的环境中利用这种可压缩软管进行横向定位是令人满意的，因为冷却器只占据了自动售货机内部的下半部分，所以给软管及其定位机构留出了足够的上半部分。但是，对运营自动售货机的行业来说，由于其开支的主要部分是用商品对自动售货机进行维护(补充)的服务，因此，他们希望能够提供更高的带有或不带有冷冻室的商品储藏柜，以达到使自动售货机柜橱内部的商品储藏利用率最大的目的。现有技术中的自动售货机通常只使用其商品储藏有效高度的百分之五十至六十。
由于上述缺点，所以人们期望能够减小对软管定位机构高度的需求。一种解决办法就是使用不可压缩的软管。使用不可压缩软管的好处在于，可以通过与软管壁直接啮合而驱动和/或导引它，与后面提到的美国专利5,240,139中所述的间接软管定位技术相比，它是一个非常简单的技术。另外，使用不可压缩软管的好处还在于，无论经受何种真空度的变化，它都能够保持恒定的长度。而且，与可伸缩管的例子相比，不可压缩软管具有更好的结构整体性以及更少的泄漏。但是，使用不可压缩软管会带来两个严重的问题1)需要在何处保存足够长的软管以保证其自由端能够从软管定位机构的底部(一个与商品储藏柜顶部对准的位置)移动至商品储藏柜的底部；2)如何根据需要而简单且可靠地将其从储藏区取出和放回。
在题为“自动售货机”(“VENDING MACHINE”)的PCT专利申请WO 99/12132中公开了一种自动售货机，它含有一个折叠的铰接臂，用于将一商品夹钳吸入软管放入冷冻室以取出待被出售的商品。该软管是不可压缩的，并且从位于铰接臂之下的一个底部区到其自由端保持连续，其自由端与一个商品拾取头相连接。在所述底部区中装有一个线性传动及臂状机构，用于驱使软管通过铰接臂进出底部区并且进入冷冻室。该PCT申请中所述的软管定位机构与后面提到的美国专利5,240,139具有一个相似的缺点，即，它们都需要自动售货机柜内有很大的容量，以便于所述机构能在一个包装配送循环(即，一个几乎与商品储藏柜自身高度相等的高度)内提起软管并使其进入储藏柜。另外，应该注意的是，由于软管的主要长度已被储存在折叠的铰接臂内，所以只需储存相对较小长度的软管就可以满足使商品拾取头沿Z方向移动(即，进出冷冻室)所需要的软管量。还应注意，该专利公布给出了一个相对复杂的机构以用于软管定位、储存和驱动。
在申请人为G.Lucas，
公开日为1976年5月26日，题为“利用抽吸头从冰柜中提取堆叠的冰激凌包装盒来实现的冰激凌自动售货机”(“VENDING MACHINE FOR ICE CREAM-USING SUCTION HEAD TOPICKUP WRAPPED BLOCKS OF ICE CREAM FROM STACK INREFRIGERATOR”)的德国专利DE2455673中公开了一种冰激凌自动售货机，在这种售货机中，有一个可移动的运送装置被安装在冷冻室的内部，它可在商品储藏柜的上方横向移动。该运送装置含有一个驱动机构，用于将自由端含有一吸气马达的电线向下放入商品储藏柜以便取出冰激凌包装。通过将吸气马达实际降入储藏柜，这类用于商品处理设备的定位机构就可以避免软管储藏的问题。但是，它存在着一个严重的问题，即，由于电线的重复弯曲和伸缩，有可能造成出现可靠性/故障方面的问题。另外，吸气马达的直径也受到了商品储藏柜尺寸的严重限制。
在题为“用于随机取出有组织的商品的装置”(“APPARATUS FORRETRIEVING RANDOMLY ORGANIZED ARTICLES”)的美国专利5,957,326中公开了一种自动销售装置，该装置包括一个可在商品储藏柜的上方横向移动的运送装置，它还包括一个驱动机构，用于将一个拾取头向下放入储藏柜，该拾取头上安装有多个吸盘，每个吸盘都单独与一段长度的软管相连，这段软管向回连接至一个向其提供吸气功能的支管。这类用于商品处理设备的定位机构的明显缺陷在于，在进行重新定位的过程中，由于与拾取头相连的多个吸入软管并未被放置在软管储藏区内，而是在运送装置下方被盘卷/拖拽，所以它们会大量伸入本可用于储藏待出售/配送的商品的空间。
在题为“依靠真空吸气垫实现的支承和处理负载的设备(“DEVICEFOR SUPPORTING AND HANDLING LOADS BY MEANS OF VACUUMOPERATED SUCTION PADS”)的美国专利4,557,659中公开了一种商品提取和运送装置，在该装置中，有一个电机被可滑动地安装在一个可升起和旋转的工字梁上，它用于将一电线朝待被处理的商品下降。该电线的自由端上有一个拾取头，其上安装有多个吸盘。一个从吸气发生器到拾取头保持连续的吸气供应管被一系列与可旋转工字梁相连的滑块松散地支承于其两端之间。这类用于商品处理设备的定位机构的明显缺陷与美国专利5,957,326基本相同，即，在进行重新定位的过程中，由于吸气管被沿着运送装置或在其后拖拽，所以会挤入并占据大量的本可用于储藏待出售/配送商品的空间。
发明目的本发明的一个目的是为商品处理机构的设计、操作和控制提供一种新的技术和方法。
本发明的另一个目的是为具有采用计算机控制机电技术的类型的商品处理机构的设计、操作和控制提供一种新的技术和方法，并且在图示的实施方案中提供一种自动定位的吸入式夹钳，以用于抓取一个选定的商品并将其从一处移动到另一处，例如，从储藏区移动至配送区。
本发明还有一个目的是为这样一些机构提供一种新的技术和方法，这些机构能够提高商品处理的速度和精度，同时还能用谨慎的方式处理待被分发的商品以防止其出现任何损坏。
本发明还有一个目的是提供一种在高度上紧凑的商品处理机构，用以使储藏区的商品储藏容量达到最大化。

发明内容
上述目的是通过附图中的一个诸如自动售货机之类的商品配送装置的实施方案而得以实现的，该装置的内部高度是由橱柜的高度所限制的内部高度决定了高度限制。为了使商品储藏容量达到最大，本发明提供了以下几个方面的内容1.在软管重定位期间，软管定位机构保持一个恒定高度，2.软管沿着商品提取方向被驱动穿过软管定位机构，3.软管的移动被限制在软管定位机构在软管储藏区和软管定位机构之间所移动的范围之内，4.软管定位机构内载有软管驱动装置，5.软管定位机构是一个X-Y、R-θ或者夹剪结构，它们将在后面得到更加详细的说明。
附图的简要说明

图1是根据本发明原理来构成和操作的自动售货机的正视立体图；图2和图3是图1所示自动售货机的正视立体图，其中前门是打开的，以便说明其中主要的机械和电气部件；图4是说明图1所示自动售货机的主要机械和电气部件相互配合工作的功能方框图；图5和图6显示了图2和图3所示的商品处理机构的运送部分的详细情况；图7显示了图2和图3所示软管导引机构的详细情况；图8示出了图3所示软管定位机构的一个备选实施方案；图9、1O、11、12和13示出了各种商品处理机构和储藏区的组合/排列。
本发明优选实施方案的详细说明图1以诸如销售点(POS)自动售货机之类的商品销售机的形式显示了此处所描述的本发明的环境。尽管在后面说明全文当中参考了本发明在自动售货机环境中的实施，术语“自动售货机”和事实上本发明的环境应包括更为通用的商品处理、取回和/或配送设备以及POS设备。这种设备如果实现为便携式装置，可以包括并且大约传统售货机的大小的设备或大到由牵引机拖动的拖车，而如果实现为非便携式装置，则可以包括并实现为自动售货间或位于永久性结构如在建筑物中的一块区域(地上或地下，具有内部墙或封闭的橱柜)。另外，至少包括在这里所说明的发明的一些实施方案当中的术语“商品”或“产品”不仅指货物，而且还包括永久或临时形式的服务和/或信息。
图1显示了售货机10的立体图，该图中包括有根据本发明构成和操作的设备的一个实施方案。售货机10包括主橱柜12和安装在枢轴16上用于进入售货机内部进行服务(用商品装满售货机、进行维护，等等)的前门14。注意，在另一售货机的实施方案中，服务门或端口可以设置在橱柜12的任何位置上或者作为橱柜12的一部分。在图1中，前门14处于关闭位置，与主橱柜12形成了封闭体，其中容纳了售货机10的各种部分，下面将更详细地说明。
前门14包括与平坦部分20相邻的凸状部分18；但是，这些特定的形状对于本发明并不是必需的。凸状部分18包括一个半透明的塑料显示面板18，其上一般具有品牌和/或标识图形，并且还可以包括描绘可以通过自动售货机10销售的个别商品的图形，以及商品的价格和/或选择信息。面板18一般采用荧光灯(图中未示出)作为背照光。
客户取回区22形成在门14的面板18中，以便其中储藏的商品可以发放给售货机10的用户。
在门14的平坦部分20上安装了各种用户接口特征。客户显示器24可以是常规的荧光或LED显示屏，用以对机器10的用户显示各种信息项，诸如对用户选择的反馈、所要的数量，以及产品是否已被售出或正在被销售。为了接受付款，收款机入口26将纸币收进常规的收款机构(安装在机器10内以便使其用户接口部分通过平坦部分20中对齐的开口伸出)，以用于商品的购买或找零。硬币插入槽28将硬币收入常规的硬币兑换器中(也安装在机器10内以使其用户接口部分通过平坦部分20中对齐的开口伸出)，以用于商品的购买或找零。找币执行器30包括常规的按钮机构，用于驱动硬币兑换机构的找币部分，找币部分在其驱动下将当前用户塞入的硬币找回给找币槽32内。硬币兑换机构的找币部分还在响应于商品的购买、或是为纸币或大面额的硬币找零时将找回的零钱提供给找币槽32。信用卡/借记卡槽34接受插入到常规读卡器机构(也安装在机器10内以便使其用户接口部分通过平坦部分20中对齐的开口伸出)中的塑料信用卡/借记卡，以允许用户通过信用卡/借记卡购物。门锁机构36使前门14被锁紧，没有钥匙就无法将其开启。为了使用户能够选择，显示面板18可以包括如上所述的图形，它指示该机器可以出售的各种商品，以及它们相关的价格和唯一的选择号。另外，平坦部分20可以包括一组图形化的商品显示部分和它们的相应价格。常规的键盘按钮机构38被提供以使用户从售货机10中选择想要的商品。另外，按钮机构40可以包括多个独立的按钮以用于每个商品的选择，以及相关的价格显示；另外，甚至可以用用户操作的触摸屏来代替按钮机构40和显示器24。尽管图1中未示出，机器10还包括一个常规的电信部件，用于对信用卡购物进行鉴别，用以实现其它与机器控制有关的用途以及向远处报告机器10的存货和操作状态，后面将对此更充分地说明。尽管图中所示的售货机10包括上述用户接口部件，在本发明较小的实施方案中，可以省略这些用户接口部件中的绝大多数部件(即使不是全部)，并且自动售货机实际上可以通过远程来控制，不管是否带有本地的支付系统。
图2是图1所示售货机的正面立体图，其前门是打开的，用于说明其中的主要机械和电气部件。图3是售货机10的商品处理机构部分的主要部件在一定程度上理想化了的版本，用于理解其一般性的操作。注意，在这些附图中，售货机10的某些部分被去掉了，其目的是为了更好地说明内部的部件。
先参考图2，橱柜部分12的前面的右边部分包括一个垂直安装的支承面板202，它用于安装大多数的用户接口部件。更具体地说，在面板202上安装有铰接安装的支架204，它与门14上的开口对齐，以便用户能够从门14的前端接触各个用户接口部件，如选择按钮键盘40、硬币插入槽30、收款机入口28、硬币返回器32以及客户显示器24。在前门14内部安装有两个荧光灯源(它们在保护罩206后面。也可以使用其它数量的光源)，这些光源发光以从背后照亮面板18，门14上还安装有一个用于荧光灯的压舱物(ballast)和一个产品输送斜道210。注意，产品输送斜道210不同于常规技术之处在于，它特别高，并且因此用作安全措施，以防止他人未经授权地通过从机器外将臂状物或其它的抓取机构插入到客户取回区22中而进入机器中。在典型的现有技术的售货机中，从斜道210的顶部通常会看到摆动式安全门，它在客户推动入口处的摆动门到产品取回区8时摆至破坏者(vandal)阻挡位置。在售货机10的另一个实施方案中，这种安全门可与产品输送斜道210结合使用，特别是如果斜道210不如图2所示的那样高时并且如果产品取回区8更高地位于机器10上时。在铰接安装支架204后面安装有常规的收款机构，用于使插入收款机入口28的纸币被拖入售货机10中，面板后面有一个用于向找币口34提供硬币的常规硬币找零机，硬币引导器将塞入的硬币引导入硬币找零机，常规的验钞机确认纸币正确地塞入收款机入口28。
控制板212包括印刷电路板，其上形成有电路，并且装有集成电路芯片。控制板212包括微处理器，它与各种传感器、电机、上述用户接口以及其它处于售货机10内的装置电连接，用以控制售货机10的操作。尽管在本说明中是参考控制板212的规定功能的操作来进行的，但是应当理解，这些功能是由微处理器和形成在控制板212上的相关电路来控制的。电源214安装在面板202上并向售货机10的电气部件供电。
现在参考图3，从其中可以明显看出，橱柜12的内部的容积可用作商品储藏区215。在图示的实施方案中，橱柜12的内部底面217上排列了多个垂直对齐的商品储藏柜216，它们用于储存待由机器10出售的商品223。在本发明的制冷环境中，储藏柜被排列于制冷系统上方放置的架子上。
一个顶端开放的容器219的尺寸被设计为可在其中贮存多个商品储藏柜216，并用于例如使得易于同时将多个储藏柜216处理(即取出、安放和运送)进/出商品储藏区域215。容器219还便于快速和精确地将多个商品储藏柜放入商品处理设备的储藏区域中。一个运送装置218(可以更一般地称之为X-Y或平面定位机构)与橱柜12的内部顶侧连接，并适合于能被机器10的控制板部分212可控制地放置到多个商品储藏柜216中选择的一个的开放顶端上的中心位置(以便与该开放顶端对齐)。
尽管图示的商品储藏柜216是垂直(Z轴)对齐的，但不垂直的即倾斜的或甚至是水平的(X或Y轴的)对齐也是可以的(例如在众所周知的使用“螺旋线”型自动售货机的玻璃前端售货机中可看到的那样)。在储藏柜基本水平地对齐的情况下，平面定位机构将被适当地改变以便将运送装置218放置成在X/Z或Y/Z平面上移动。实际上，诸如圆柱体的曲面也应被认为是在本发明的范围之内。将基本上水平对齐的产品货堆与可自动机械控制的在与产品堆的销售端相邻的垂直平面上运动的商品运送机构相结合是已知的，例如在2001年5月15日授权的题为“用于销售产品的方法和设备”(METHOD AND APPARATUS FOR VENDINGPRODUCTS)的美国专利6,230,930中，以及2001年5月3日公开的美国专利公报US2001/0000609中都可见到这种结构。用曲面传送商品是已知的，例如在录像带销售技术中就可以见到，在这种技术中，录像带以面向外的方式排放在中央存储转盘上，一个机器夹钳围绕着转盘。此外，尽管图示的商品储藏柜216是处于大气环境下，但储藏柜216实际上也可被放置在制冷的环境中，诸如位于储藏区217底部的冷藏装置中，商品传送机构从冷藏装置顶部的开口中进入储藏柜，如在前面提及的美国专利5,240,139所示和描述的那样。另外，在制冷环境是包括基本上水平对齐的储存柜的情况下，可以使用垂直朝向的开口来提供进入商品储藏柜的发放端的途径。
在本发明的环境中，一个空气软管220从它由软管储藏区222退出之前的点起通过正交放置的辊轮213一直延续到其自由端221。自由端221包括与一膜盒膨胀端(bellows extension tip)部分227组合的加重部分225。根据被发售的商品的物理特性，商品拾取头224可只包括加重部分225，或者是该部分与专门适合于被发售商品类型的接头的组合体，例如膜盒头227或没有重量的柔性头。软管220的一端与一负压即吸气源连接，吸气源在优选实施方案中包括一吹风机电机226以及一与商品拾取头224连接的自由端。在本发明中，“连续”的意思是指在两端点之间连接软管，该软管进行动作从而完成作为整体或单一的软管所要求功能。空气软管部分235从吹风机电机226向空气连接盒229的一个端口提供抽吸，而连续的软管220与空气连接盒229的另一端口连接。在软管储藏区222的顶部包含的空气连接盒229包括气流传感器和真空破坏器(breaker)组件。气流传感器用于形成加载在售货机控制器上的表示通过气流软管220的气流的信号。真空破坏器组件用于将软管220中的气压快速地变为大气压，从而能够将由商品拾取头所运送的商品“快速释放”至发货斜道210。要注意的是，产品的快速释放不一定在发货斜道210的顶部进行，在希望避免商品受到由于堵塞或跌落而导致的外力时，商品拾取头可以一直行进到发货斜道210的底部再快速释放商品。在一个实施方案中，气流传感器的结构可以包括一个双部开关，第一部分包括安装在盒229顶部的簧片开关，第二部分包括安装在盒229内部的摆动臂的自由端之上的磁铁。因为摆动臂由于气流的变化在盒229内摆动，该开关被“触发”，从而指示气流的变化。气流信号的用途将在下面得到更详细地说明。
根据本发明的一个方面，提供了一种新颖的软管定位机构。如图3一般性表示并且更详细地在图5和图6中所显示的，运送装置218与所选择的储藏柜216之一对齐。该对齐是用安装在“L”形的前/后梁230上的前/后线性滑动装置228(在剖视图中显示)在前/后(Y)方向上完成的，从而运送装置218被可控制地沿着前/后梁利用滑动装置228定位。梁230的底边部分包括一架子部分232，运送装置218包括一电机233，它驱动与架子部分232啮合的齿轮(图6中的633)。从控制板212向电机233施加的向前和向后的电机控制信号使运送装置218在前/后方向上驱动。运送装置218的左/右(X)方向的对齐是以类似的方式进行的，采用了左/右线性滑动装置234，它将前/后梁230的上侧与间隔开的左/右梁236a和236b的下侧可滑动地接合在一起。梁236a和236b刚性地接到橱柜12的内部顶侧。同样与橱柜12的顶部内侧部分刚性连接并与梁236平行的架子238与一由安装在梁230内角附近的可反转电机243所驱动的齿轮240啮合。从控制板212向电机243施加的向前和向后的电机控制信号使齿轮240转动并且使梁230作相应的移动，进而使运送装置218在左/右(X)方向上移动。
根据本发明的另一个方面，当软管定位机构使得一件商品223被拾取头224从储藏柜216移动至斜道210时，它将被移动经过安装在橱柜12内的商品识别(ID)装置254。对于本发明并不需要特定类型的商品ID装置，并且根据系统的制约，这种装置可包括，例如，条形码扫描仪或其它光图像/图案识别系统，或者甚至可以是非光学系统，诸如射频标识(RFID)，或安装在橱柜12内的基于磁的系统，它们都能用于唯一地识别和确认被发售的商品就是所选择的商品。这种商品识别装置的构成对于本领域的技术人员是公知的技术，因此不需要关于这一方面的进一步说明。
注意，商品ID装置254被安装在橱柜12内相对固定的位置处，这种安装使得可以在商品ID装置254的方向上进行一些受控制的移动，以便帮助确保被运送的商品受到良好的“观察”，以及被识别的所运送商品的高置信度。提供这种使ID装置254受控制地移动的一种方式是将其安装在压电衬底上，控制板212可以向该衬底提供电压以移动ID装置254的“观察”。要说明的是，通过使用适当定位的商品ID装置254，就只需要单个的商品ID装置254。这对于自动化型售货机特别有用，因为自动化设备能够将商品可控制地放置、并在需要时重新放置在商品ID装置254的附近，从而帮助确保商品有可靠的ID。
如图2所示，储藏柜支承装置260包括一对以间隔一定距离的方式固定的矩形托架，该矩形托架面对橱柜12的内侧壁，储藏柜支承装置260用于保持放置在它们之间的橱柜处于相对于售货机橱柜内部的预定位置。在考虑到控制板212的预编程时要求这一点。控制板212控制自动化结构以从选定的一个储藏柜216中取出所选择的商品。
注意，尽管运送装置组件218只在单个平面上移动，它负责将拾取头224在X、Y和Z方向上精确地放置。更具体地说，根据本发明的另一个方面，如图5和图6所示，运送装置218包括辊轮结构502，它包括在软管220进入运送装置218之处的三个正交放置的辊轮504，用于重新引导软管220沿机器10的顶部靠内部分从基本水平的方向(即X、Y方向)移动到与其垂直的方向(即Z方向)。运送装置218的移动将不仅移动软管220的自由端221以便它与选定的储藏柜216轴向对齐，而且它还将自动地使软管220从软管储藏区222抽出。然后，软管驱动机构(可包括一组常规操作的“压紧辊轮”506)由可反向电机508通过齿轮组510驱动，在所说明的实施方案中，它们被安装在运送装置218当中，但在另一实施方案中，电机508/辊轮506(或一些其它的驱动机构，例如，在后面提到的PCT公开WO99/12132中所看到的驱动机构)也可沿着软管220的长度被安装在其上的任何位置，以用于驱动拾取头224进/出所选择的储藏柜216以便取回储藏在其中商品。在软管220含有沿其长度分布的结构上的螺旋波纹的情况下，压紧辊轮506也可含有与其相匹配的波纹以帮助驱动软管220。
该结构中，软管220与运送装置218在相同的X，Y平面中移动，使得本发明能够具有紧凑的软管定位和驱动机构的实施方案。此外，因为运送装置的移动负责提供用于从储藏区222抽出软管220所需的主要的力，Z驱动电机只需要驱动软管以使其自由端移入/移出储藏柜216进行商品的取回。应当注意压紧辊轮506应当含有软橡胶材料以便与软管220有良好的摩擦接触，并且如果软管220含有沿其长度分布的结构上的螺旋波纹，辊轮506可具有相应/匹配的波纹以便为软管220提供更加主动的驱动力。在所示的实施方案中，已经确定两个驱动辊轮是不需要的，并因此只有压紧辊轮中的一个被电机508驱动，而弹簧(514)被用于迫使其它辊轮压向驱动辊轮，从而压紧并驱动它们之间的软管220。此外，当使用波纹软管时，在一些应用场合下，可以用靠近软管220的线性螺纹机构代替压紧辊轮506来驱动软管。
在自动售货机的环境中，紧凑的软管定位和驱动机构是重要的。本发明创造性的结构提供了一个非常紧凑的自动化结构，它使运送装置将软管置于橱柜4内部的能力达到最大化。小型紧凑的自动结构还可使自动售货机10的储藏容量达到最大，并能够提高自动定位器在最大化的储藏区内的机动能力。考虑一个高度为72英寸的橱柜如前述美国专利5,240,139或PCT专利申请公开WO99/12132中所介绍的现有技术的软管定位机构一般要占用大约橱柜内高度的大约40％，从而只留下60％或更少的空间储藏要销售的商品。而利用本发明的结构，软管定位和驱动机构所占用的空间则小于25％的高度，这是非常理想的结果。另外，要注意本发明的紧凑软管定位和驱动机构的显著优点在于，在所示的实施方案中它只占据了容器体积内小于15％的高度。更为显著的是，这个非常紧凑的软管定位和驱动机构可以将软管的自由端放置成与商品橱柜对齐，而还具有将软管驱动至橱柜底部的能力。在本发明中，软管能够被驱动比软管定位机构高度大三倍的距离，并且实际上在所示的实施方案中驱动软管达到五倍于软管定位机构高度的距离。
图5、图6和图7中示出了一个可伸缩导引机构550，它用于当拾取头224被运送装置中的驱动机构降入到储藏区时，保证使其落入所希望的橱柜216中。例如，根据构成软管220的材料，在软管220未被重定位的长时间内，运送装置218中所发生的软管的90度转向有可能在软管220中形成一个大的“扭结”。之后，当软管220被降入选定的橱柜216时，该扭结可使拾取头224随着软管扭结移过驱动轮506而产生摆动。为了防止拾取头224产生这种不必要的摆动或运动，可以提供导引机构550，并使其含有一个导引板552，它附着在两个滑动支承棒554的终端上。从图7中可以更加清楚地看到，支承棒554滑动穿过固定于运送装置218的侧壁部分之上的一个塑料(PVC，即，聚氯乙稀)块556中的孔。导引板552的中心有一个孔，其尺寸略大于拾取头本体部分的直径，但小于其肩部的直径。因此，在拾取头224被降入所需橱柜的操作中，支承棒554允许支承板552因重力而下降，其速度与拾取头224下降远离运送装置218的速度相同。在橱柜216顶部并且由支承棒554的长度所确定的高度上，板552不再远离运送装置218移动，并且其中心的孔只为拾取头224的下降剩余部分提供导引以进入选定的橱柜216。当拾取头224因软管220中产生的吸力而获取一个包装商品并被从橱柜收回时，拾取头224最终与导引板552接触，然后其剩余部分继续进行上升移动，软管220的收回也使导引板552被收回。
如图5和图6所示，支架512的协助动作对运送装置218的移动其到了稳定的作用，支架512被置于支承梁230的顶部下方，滑动装置228受到其制约并跟随其运动，并且有一个“U”形唇缘部分602从支承梁230的下侧部分突出。唇缘部分602的朝上部分与一个和运送装置218相连的滑动机构604的面向下方的槽啮合(实际上是“套住”)。可以确信，在运送装置218沿梁230移动期间，由支架512和滑动装置218以及唇缘602和滑动机构604的组合(它们固定在“L”形支承梁230的两条腿上)所提供的对角放置的支承，其相互配合产生的动作可以为运送装置218提供非常好的稳定性。
从图7中可以清楚地看出，支承棒554含有多个棒，其两端具有可以插入机器螺丝的螺孔。在棒554的顶部，螺丝头555形成了一个肩部，它可防止棒554通过块556中的孔全部掉下去，而且在棒554的底部，有螺丝将棒与板552固定在一起。如图14b所示的那样，板552含有一个其中有孔的保护性扣眼，用于防止软管220在穿过板552时发生损坏并减少其磨损。注意，扣眼的高度最好大于软管220的螺旋支承结构的相邻螺圈之间的距离。另外，还应注意，软管220最好由坚固的有隆起作用的柔性螺旋部分构成以用于形成软管的形状，它与横跨螺旋部分的相邻螺圈的柔性密封塑料材料一起形成。
导引机构132的结构也可以考虑其它形式。例如，可以采用一系列可伸缩管段，它们附着在运送装置218的底部，软管220从其中穿过，用以代替棒136和板134。
如前所述，因为软管220从其与吸气源连接的一端起一直到其另一端的拾取头224为止用连续材料形成，所以需要在拾取头224在商品发售操作时在X、Y和Z方向适当移动期间提供软管储藏和/或回收的装置。
因此，如图3所示，将一个内壁246平行地放置在橱柜12的外壁248的旁边，以在外壁和内壁之间形成一个软管储藏区222。软管储藏区222的截面面积稍大于其中形成的软管环的截面面积。壁246和壁248在图中被部分截去，用以显示一个在软管220中形成的重力自流回缩环形拉紧装置/回收机构250。环形拉紧装置250在软管储藏区222内的移动受到限制，它在一定程度上被自身具有的一个滑锤252拉动，沿滑锤的边缘具有一个凹槽253，用于使滑锤在软管储藏区222内保持恒定的中心定位，并且用于在软管220上提供一个恒定的“形成环路”的张力。另外，对软管储藏区222内带有凹槽的滑锤252的中心定位可使软管220的中心定位，从而防止软管220在拾取头224的X、Y和Z重新定位过程期间与软管储藏区222的侧壁发生摩擦。为了防止软管220打卷，滑锤252的尺寸被设计成略大于软管220的直径，并且软管储藏区222的宽度尺寸略微大于滑锤252的宽度尺寸。滑锤252的特定重量是设计选择的问题，它是根据各种因素而定的，如待被移动的商品的重量，用于在Z方向驱动软管的马达的强度，等等。在另一个实施方案中，也可以利用一个弹簧将滑锤252与柜橱12的底部连接起来，从而给环形拉紧装置250增加另一个张力。
还应该注意，这种基于重力的回收/软管储藏技术既可以满足运送装置218在X和Y方向上(左/右和前/后)移动的储藏要求，也可以满足拾取头224在Z方向上移动的要求。当然，这种基于重力的回收/软管储藏技术也可在这样一个实施方案中工作得很好，在该实施方案中，自动软管定位机构采用了一个转动型设备(R，θ)、铰接臂、伸缩或夹剪系统或者其他技术。另外，对本发明来说，图示的基于重力的回收/软管储藏技术不再是必需的，完全可以用一个完全或部分电气化的回收技术来代替上述技术。另外，在其他一些实施方案中，有可能需要将软管储藏区放置于其他位置，例如，平行于柜橱12的顶部或背部。
另外，虽然在图示的实施方案中只示出了一个储藏区215、软管220和运送装置218，但本发明也可被应用到具有多个储藏区和/或自动商品处理机构的类型的配送装置/商品处理机当中，例如，两个自动处理机构(分别竖直和水平放置，或者一个竖直、一个水平地混合放置)，各装置分别为不同的储藏区提供服务。在采用多个商品处理机构时，其中各个机构都可被调整以适合于特定的操作。例如，其中一个处理机构可以拥有一个相对较大直径的拾取头并使用较高的气流/适度抽真空设备，而另一个处理机构则可以拥有一个相对较小直径的拾取头并使用较低的气流/高抽真空设备。
在这方面，图9示出了一个多储藏区结构500，其中，一个上述类型的商品处理器可为3个相邻的储藏区提供服务。在一个实施方案中，每个区域都可用于储藏一堆商品，这些商品在各个区域中按照相同的方向对齐。储藏区502可以在大气环境下，其它储藏区则可以在制冷环境下，例如，其中一个区域504是冷藏区，另一个区域506是冷冻区。这种结构可以在典型的小型、可靠并且有效的自动售货机构中找到成味小食品(如几包薯条)处于大气环境储藏区，冷饮(如苏打水)位于冷藏区内，而冷冻食品(如冰激凌)则位于冷冻区内。另外，这类结构的好处特别在于，冷冻室可被用于保持储藏的商品的质量，直到它们接近于将被售出为止，此举是由一个智能控制器来决定的。在售出前的预定适当时间上，一定量的商品可被从冷冻区挪到冷藏区。在下面所述的情况中还可以找到这种技术的好处，即，在第三储藏区实际上是一个用于通过烤炉或微波炉单独加热/烹饪商品(例如冷冻的比萨饼)的临时储藏区的情况下。在这种情况下，在冷藏区被用尽需要重新补充之前，不将冷冻比萨饼挪到冷藏区，由此来保证冷冻比萨饼的质量/保存期。此后，它们被顺序地从冷冻区挪到冷藏区。这种技术大大减少了客户所需等待的比萨饼的加热时间，同时，它还允许以冷冻的方式储藏比萨饼，由此大大提高了其保存期并且减少了装填机器所需的劳力成本。在这种结构中，冷藏区的顶部可以包括热隔离器，例如，空气帘或滑动隔热板。
图10示出了一种结构，在这种结构中，单个商品处理机构为两个水平对齐的商品储藏区进行服务。背景空间-区域602是一个大气环境，而区域604则是一个冷藏环境。商品处理机构606可按照前面所述的方式利用支承梁230和运送装置218构成，从而使机构606能“生活”在大气环境区域602中，并且可根据需要通过摆动门608进入到冷藏区604当中。区域602和604都具有自己的商品ID装置254，或者也可共享一个公共ID装置。
另外，为了提高给客户取出并配送储藏的商品的速度，也可以使用单独的软管和软管定位机构。图11中示出了这样一种快速商品售货机，其类型属于具有两个水平放置的储藏区。虽然使用的是单独的软管和软管定位机构，但它们可以共享一个吸气源(例如，吹风机电机226)、气流传感器和真空破坏器。单个的软管、软管定位机构和软管储藏区可被应用在本发明的另一个实施方案当中，在该实施方案中，单个软管为多个商品储藏区(例如图11中所示结构700的冷藏和非冷藏区)提供服务，其中，支承梁230和运送装置218可通过门机构702在具有不同周边环境的两个储藏区之间移动。各个自动商品处理机构可以具有自己的商品ID装置254，或者也可以共享一个公共ID装置254。
图12示出了一个含有单个商品处理机构的自动售货机，其商品处理机构有两个客户接口区(每个区域都包括诸如键盘或触摸屏的产品选择装置、付款系统以及产品取出门)，例如，一个位于左侧，一个位于右侧，它们中间有一个公共图形显示器。该机器能够同时为两个购买者提供服务，因为与售货机运送选定产品所需的实际时间相比，客户选择和付款通常需要基本相同的时间。
图13中示出了另一个这种结构，其中，橱柜600内包括一个上部区域602和一个下部区域604，前者是非冷藏区(甚至可被加热)，后者则是冷藏区(甚至可被分成，例如，两个附加部分，一个区域606为冷冻区，另一个区域608则仅为冷藏区)。这种结构的特别具有优点，因为热空气要向上升，而冷空气则向下沉。另外，一个储藏区可被布置成竖向储藏商品，而另一个区域，甚至多个区域，则可被安排成水平储藏商品。在这种情况下，需要有单独的软管、软管定位机构以及软管储藏区以用于不同朝向的储藏区。
应该注意，在上述结构中，商品处理机构也可以具有其它的结构，例如将在后面提到的伸缩管、夹剪或R，θ结构。另外，商品也可以是消耗品，例如，办公用品、打印机墨盒，等等。
在图示的实施方案中，吹风机电机226提供了一个相对较高的气流量并且相对适度的负气压。作为设计选择问题，吹风机电机226可以包括一个真空泵，用于提供足够程度的负气压。但是，由于尺寸及成本的限制，其气流量也受到相应的限制。在后一种情况下，空气软管220的直径将比图2和图3中所示的直径小，本发明的一些应用中，这一点尤为重要。当拾取软包装时，图示的实施方案特别有用，其原因是，在对商品的包装过程中，瞬间或者持续的泄漏通常不会导致包装掉落，与此同时，由于具有能够拾取不同重量和尺寸的多种形状的物体的能力，所以它还可提供极为丰富的多样性。在吹风机电机226含有一个真空泵的情况下，它既可以单独使用，也可以与一个通过阀门或空气软管与吸气软管相连的储藏箱一起使用，用以提供较大的气流量。另外，也可以联合使用一个压缩机和文氏管设备用以产生真空。
图4的功能方框图示出了根据本发明多个方面所述并在诸如自动售货机10的商品售货机中得到体现的技术的普通操作。如图4所示，控制系统400包括一个微处理器402及相关的存储电路404，该系统被安装在控制板212上。控制系统400还可适当包括自动售货机10的其他部分中的电子部分。存储电路404中包括ROM和RAM缓存，前者用于保存操作程序(公知的嵌入软件，用于实现自动售货机10的控制)，后者则用于在系统操作期间临时保存操作数据和其他所需的数据。控制系统400响应用户对支付和选择系统506(包括图1中所示的硬币及纸币机构28和30以及选择按钮40。)的操作，以对自动售货机10的用户接口和商品处理装置进行处理，进而配送用户所需的商品。更具体地说，当用户利用支付和选择系统406对其选择的商品进行正确支付之后，控制系统400将操作X/Y(左/右和前/后)驱动马达508以使拾取头224与其中保存有用户选择的商品的储藏柜216对准。然后，控制系统400与一个安装在运送装置218之内并随其运动的软管驱动马达410(Z向马达)连接，以将软管220驱动至所对准的储藏柜之中的商品的顶部。在拾取头224与待移走的商品接触适当时间之前(在本发明的一个实施方案中，橱柜12中没有冷气，则这个适当的时间可以紧接在拾取头224进入橱柜216之前，但如果有冷气，则希望该时间只在与所需商品接触之前，其目的是为了减少冷气的散失)，控制系统400激活吹风机电机226，从而为拾取头224提供上升吸力。当位置传感器412确定出拾取头224已经与所需商品牢固接触时，控制系统400将促使软管驱动马达410反转其方向，以从对准的储藏柜216中收回软管，进而将选定商品从储藏柜216中提取出来。然后，运送装置218被驱动至一个与商品输送斜道210相对准的位置。由于所需的商品223被沿着上述路径从储藏柜216移动到斜道210，所以它会移动经过商品ID装置254，以唯一地识别和确认正在配送的商品是用户选定的商品。当传感器412检测到运送装置218已与输送斜道210对准之后(在这种情况下，传感器202可含有一个安装在橱柜前壁上的簧片开关，以及一个安装在运送装置218的前沿的磁铁)，控制系统400将关闭吹风机电机226，真空的丧失将导致选定的商品掉入客户取回区22。象先前所述的那样，在商品易碎并且不能掉入取回区或受到损坏力的情况下，软管220可在商品被松脱之前被驱动至输送斜道210的底部。
应该注意，位置传感器412可以包括空气连接盒229的气流传感器，或者在另一个实施方案中，它也可包括一个机械操作的与拾取头224有关的柱塞型位置传感器。另外，位置传感器412也可包括一个安装在橱柜前壁上的簧片开关，以及一个安装在运送装置218的前沿的磁铁。
根据本发明的另一个方面，由于控制系统保持跟踪软管220和运送装置218的移动(例如，通过检测来自位于各个驱动电机之上的轴编码器或其他距离测量设备的脉冲)，当运送装置218到达虚拟位置(virtualhome)时由气流传感器所产生的信号可被用作一个检查信号，以保证使控制系统400能够精确地数出电机驱动脉冲，并且在需要的情况下，也可以根据该虚拟位置而对该定位系统进行重新校准。
应该注意，上述运送装置218和自动软管定位及驱动机构在例如自动售货机内的橱柜环境中尤其有用，其原因在于，它有利于提高橱柜内部储藏容量的利用率。更具体地说，在例如与储藏无关的部件被安装或驻留在橱柜内部并且储藏区的“口袋”位于这些部件的前面或后面的情况下，运送装置很容易移动并到达这些口袋，从而使它们可用于商品的储藏。
控制系统400上连接有一个通信系统414，它用于为远程设备提供商品的库存情况以及自动售货机的操作信息，并且允许远程设备对自动售货机的操作进行控制。在这一点上，通信系统414可以包括一个连接装置，用于通过有线和/或无线收发机接口与远程计算机建立通信链路。另外，通信系统414可以与处于同一地区的多个其它具有类似连接装置的自动售货机进行通信，并且利用有线接口或无线通信在它们之间进行通信。还有，通信系统414可以通过LAN(局域网)、LAWN(无线局域网)或WAN(广域网)来提供与多个位于本地区的自动售货机和/或本地服务器/控制器的通信连接。远程计算机可以包括一个数据库，它能够接收和/或积累来自一个或多个自动售货机的操作数据，然后，其他人，如送货司机、机器操作员、机主、产品供应商等，就可以利用适当的编码来访问这些数据(例如，通过互联网，或者通过有线或无线连接)。另外，远端站点也可以向自动售货机给出用于控制其操作的反馈信息(如，授权信息)以允许其进行连续操作。
上述自动软管定位机构的其它实施方案都被认为是在本发明的范围之内。例如，除了使用上述左/右滑动装置234和支承梁236a、236b的组合以外，还可以使用如图8所示的辊轮与导轨的组合。支承梁236a和236b可以包括一个支承板255，沿其纵向边缘含有两个向外面对(即，对向)的L形导轨256a和256b。在这个实施方案中，滑动装置234的功能可通过在梁230的对向两端固定一对支架258来实现，各个支架258都包括一对分开且内向的辊轮260，它们与支承板255上相对的导轨啮合并跟随。另外，分开且内向的一对辊轮中的每一个都可包括一套相互呈90度角放置的辊轮，从而啮合或跟随着L形导轨256a和256b的正交表面。这种结构可以使运送装置218与梁230耦合连接，并且使正确操作只需较少的调节。另外，如前所述，在储藏柜基本水平对齐的情况下，自动软管定位机构可以将运送装置放置成能够在一个基本平坦的竖直面内或者在一个竖直的曲面内(即，在X/Z或Y/Z平面内)移动。另外，如前所述，在本发明的一些方面中，可能需要使自动软管定位机构包含一个属于包括具有固定长度的“工”字梁(或伸缩部分)在内的类型的转动设备(R，θ)，以使绕轴选转以建立“θ”形运动的夹钳/拾取头做“R”形运动。另外，在本发明的其他环境中，自动软管定位机构可以包括一个铰接臂、夹剪系统，或者其他技术。
对吹风机电机226激励进行精确控制在下述情况下特别有利，即，在橱柜的内部或其一部分被制冷的情况下，精确控制可以减少吹风机电机226所提供的制冷空气量。在优选实施方案中，微处理器402将在拾取头224到达所需商品时激励吹风机电机226，并且实际上是在当其马上接近所需商品(并不提前)时，因为控制系统400保持着与各个橱柜216的商品货堆的高度有关的最新信息。在操作员对自动售货机10装填商品时，此高度被假设处于一个预定水平。在储藏区被装满之后的第一次提取商品尝试时，通过使拾取头224以降低的速度朝向位于橱柜216顶部的商品，然后对假设的高度与实际高度进行比较，控制系统400就可以确认此假设高度。可以在存储器404中预先用假定的商品高度编程，或者系统400可通过比较各个橱柜中先前的售货高度从而获知高度。一旦顶部商品的高度被获知，控制系统400还能够总知道该橱柜中下一个“顶部”商品的高度。另外，控制系统400还能够使拾取头224以较高的速度接近该储藏区内的商品，并且只有当马上就要接近该橱柜中的下一个“顶部”商品时才会减速。在接近下一个商品时使拾取头224减速的技术也有助于保证使储藏的商品不会被拾取头224损坏。
当机器操作员激活一个“复位”开关(未示出)时，控制系统400将自动缺省地采用上述高度检测技术，因为它能够假设操作员已改变了产品装载水平以及各个橱柜中的产品高度。
应该注意，在一个备选实施方案中介绍了一种较为简单的方法，它无需知道特定的商品高度就可以通过打开吹风机电机226以控制吹风机电机226的操作和拾取头224的接近或者在获知现有货物的货堆高度之前使拾取头224减速。
对本文中所述的各个实施方案来说，可以假设吹风机电机或其它吸气发生设备(或者其替代物，如利用阀门工作的真空源)的激励等价于拾取头224对商品包装的快速的抓取力，即，吸力。
根据本发明的另一个方面，由于控制系统通过感知来自位于各个驱动马达之上的轴编码器或其他距离测量设备的脉冲来保持对软管220和运送装置218移动的跟踪，所以当运送装置218到达输送斜道210时由气流连接盒229中的开关所产生的信号也可被用作一项检查，以保证控制系统400能够精确地数出马达驱动脉冲，并且在需要的情况下，也可以根据虚拟位置而对该定位系统进行重新校准。
在储藏的商品易于损坏的情况下，需要进行易碎品处理，如，当储藏的商品包括薯条的软塑料包时，就需要对上述装置作出修改。例如，根据本发明的另一个方面所述，膜盒头227(如图2B所示)包括被褶皱的或“风箱”型侧面，它由软的柔性橡胶或塑料构成，这样当膜盒头227接触到待被移走的包时，软管220内急剧增加的负气压会使膜盒头227的长度剧烈收缩。这种情况会使商品与拾取头224的夹钳端瞬间快速地产生接触，并且会对包装产生一个轻微的提升。这种软管收回/包装提升作用是十分重要的，因为拾取头224上的重量223可能会很大。如果与包装产生力的接触，则该重量可能会弄皱或损坏储藏区中的专用包装。膜盒头227的长度及其“褶皱”的侵略性是设计选择的问题，因为使z向驱动马达(图3中的310)刹车并停止需要一定的时间延迟/滞后，所以应通过控制系统300及其相应的传感器以及与它们有关的机械连杆而对上述情况进行确定，从而提供一个大于或等于所需的拾取头224的向下行程的软管收回量。
作为对由软膜盒头227所提供的软管收回的替代或附加，也可设计出一个足够适合的软管220用以提供所需的提升量。
根据本发明的另一个方面，虽然速度是重要的，并且软管220通常被以最大允许速度驱动，但是当对易碎的商品进行处理时，拾取头224被控制系统400驱动朝向待被取出的物品的速度会随着拾取头224接近储藏的物品而减慢。由于控制系统400保存了与储藏柜10内各货堆储藏的物品的高度有关的最新信息，所以当拾取头224接近于储藏的商品时，就可以实现适当的速度控制，即，减速。这种减速在拾取头224向下运动和反向运动时为其提供了一些容许限度，从而防止与其有关的重物坠入并损坏易碎的物品。还有一种相似类型的速度控制可用在拾取头224的上升方向上，从而防止其坠入运送装置218的下边以及运送装置218行程中的左/右和前/后端。
另外，滑动装置228从梁230的前沿伸出，这种用于运送装置218的机构的好处特别在于，它允许支承梁(例如，其长度受到限制的梁22)能在全部范围，即，自动售货机的橱柜内部的壁-壁之间(并且位于角支承板、支架和诸如图8中所示的部分208的部分的后面)运动，而且还允许运送装置218从其前面伸出，以使所需的商品能被移动到位于自动售货机橱柜的内部限制以外的客户取回区中。
在含有冷藏箱类型的商品销售设备中，例如其上有各种门的卧式冷冻柜(如美国专利5,240,139中所述的冰淇淋售货机)，通过与用来产生和/或保持吸气软管的夹钳端上的吸力的控制结合使用，本文中所述的本发明的许多优点将会变得特别有用。
虽然对本发明的图示和说明是参考其优选实施方案进行的，但本领域的技术人员应该明白，在由附带的权利要求所定义的本发明的精神和范围之内，可对本发明进行各种形式上或具体细节的修改。事实上，在本文中已经提及了许多这样的修改。本领域的技术人员将会认识到或者利用常规实验就能够掌握多个本发明特定实施方案的等同物。例如，虽然在本发明的实施方案中只公开了一种吸气式空气软管220，但在实际情况中，也可使用其自由端上具有夹钳的固体部件，例如机械操作的夹爪(或电磁设备或自身含有吸气功能的发生器)，这些等同物也同样包含在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种商品销售设备，包括外壳；储藏区，位于所述外壳内，用于储藏商品；真空软管，从适合于提取所述储藏区商品的自由端延续至适合于与真空源连接的第二端；真空软管定位机构，与所述真空软管连接，用于可控制地将所述自由端定位以对准储藏在所述储藏区的预定商品；和真空软管驱动装置，用于可控制地驱动所述真空软管至所述商品储藏区，以便所述自由端可以从所述储藏区中提取预定的商品，其特征在于所述真空软管驱动机构与所述真空软管在所述自由端和所述第二之间的点上连接，以用于可控制地驱动所述真空软管；和所述真空软管驱动机构由所述软管定位机构承载，以便所述软管定位机构将所述真空软管驱动机构进行相应地定位。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述软管的所述第二端通过用于储藏附加长度的所述真空软管的真空软管提供机构与所述真空源连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述附加长度的所述真空软管根据所述真空软管定位机构对所述真空软管的所述自由端的可控的定位而伸入或退出所述软管提供机构。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述附加长度的所述真空软管根据所述真空软管驱动机构对所述真空软管的可控的驱动而伸入或退出所述软管提供机构。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述真空软管驱动机构包括一可控的被驱动机构，用于以磨擦方式与所述软管接合，从而使其自由端受控地进入和移出所述商品储藏区。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述真空源安装在所述外壳的静止位置。
7.一种用于取回商品的商品取回设备，该商品取回设备包括一拾取头(224)，适合于与所选择的商品(223)接合并固定在一起；一基本上不可压缩的管(220)，将所述拾取头与用于固定商品的能量的静止来源(229，226)连接；一馈送器(508，506，510)，其移动所述管以沿第一轴移动所述拾取头；和第一定位装置(218，233，633，228，230，232)，用于将所述馈送器沿第二轴移动。
8.一种商品分配设备，包括外壳；储藏区，位于所述外壳内，用于储藏商品；一拾取头(224)，适合于接合并固定住储藏在所述储藏区中的商品(223)；一基本上不可压缩的管(220)，将所述拾取头与用于固定商品的能量的静止来源(229，226)连接；一馈送器(508，506，510)，其移动所述管以沿第一轴(Z)移动所述拾取头；和第一定位装置(218，233，633，228，230，232)，用于将所述馈送器沿第二轴移动，其特征在于所述管具有基本固定的长度，该长度包含连接在一起的第一和第二可变长度段，所述第一段的长度在所述用于固定商品的能量的静止来源(229，226)与馈送器(508，506，510)之间延伸，所述第二段的长度在所述馈送器与所述拾取头之间延伸，并且其中馈送器对所述管的移位改变了所述第一和第二段的相对长度。
9.一种商品分配设备，包括外壳；储藏区，位于所述外壳内，用于储藏商品；一拾取头(224)，适合于接合并固定住储藏在所述储藏区中的商品(223)并固定在一起；一基本上不可压缩的管(220)，将所述拾取头与用于固定商品的能量的静止来源(229，226)连接；一馈送器(508，506，510)，其移动所述管以沿第一轴(Z)移动所述拾取头；和第一定位装置(218，233，633，228，230，232)，用于将所述馈送器沿垂直于所述第一轴的第二轴(Y)移动，其特征在于所述管具有基本固定的长度，该长度包含连接在一起的第一、第二和第三可变长度的管段，所述第一段的长度在所述拾取头与所述馈送器之间延伸，所述第二段的长度在所述馈送器与管提供区(222)之间延伸，在该区所述管与所述用于固定商品的能量的来源(229，226)连接，所述第三段的长度在所述管提供区的入口点与所述用于固定商品的能量的来源(229，226)之间延伸，并且其中馈送器对所述管的移位改变了所述第一、第二和第三段的相对长度。
10.根据权利要求7、8或9所述的设备，进一步包括第二定位装置(230，234，236，238)，用于沿第三轴(X)移动所述第一定位装置。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述拾取头相对于所述第一、第二和第三轴的移动对应于在笛卡尔(X，Y，Z)坐标系中的运动。
12.根据权利要求7、8或9所述的设备，进一步包括一第二定位装置，以“R，θ”体系表示，用于将第一定位装置关于第三轴(r)移动。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于所述拾取头相对于第一、第二和第三轴的移动对应于在极坐标(R，θ)系统中的运动。
14.根据权利要求7、8或9所述的设备，其特征在于所述第一、第二和第三轴是相互正交的。
15.根据权利要求7、8或9所述的设备，其特征在于所述管包括基本连续的真空软管，它具有适合于从所述储藏区用抽吸方式提取商品的可移动的自由端和与静止的真空源连接的基本静止的第二端。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于所述馈送器(508，506，510)包括一组相对的辊轮，其定位成与所述真空软管接合以响应于所述馈送器的可控的驱动而使真空软管自由端受控地伸入和退出所述储藏区。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于所述真空软管包括波纹，并且至少所述相对的辊轮组的至少一个辊轮包括相应的波纹。
18.根据权利要求7、8或9所述的设备，其特征在于所述商品取回设备被装入所述外壳内，所述拾取头将所述选中的商品移动至可以由位于所述外壳外的用户能够取回的位置处。
19.根据权利要求7、8或9所述的设备，其特征在于所述第一定位装置包括第一部分(218；233，633和228的一部分)，它可相对于第一定位装置的第二部分(228的一部分，230，232)沿所述第二轴移动，所述第二部分不能沿所述第二轴移动。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于所述第一定位装置的第一部分包括一承载所述馈送器的承载装置(218)，和所述第一定位装置的第二部分包括一支承梁(230)，用于承载一支架(232)，其中所述承载装置(218)包括一电机(233)，它与所述支架接合以便使所述承载装置可沿所述支承梁(230)方向上移动。
21.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述第二定位装置包括第一部分(230；234的一部分，236，243)，它可相对于所述第二定位装置的第二部分(234的一部分，238)沿所述第三轴移动，所述第二部分不能沿所述第三轴移动。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，所述第二定位装置的第一部分包括具有与所述第二轴平行的纵向轴的第一支承梁(230)，所述第二定位装置的第二部分包括第二支承梁(236或255)和支架(238)，它们都具有与所述第三轴平行的纵向轴；滑动机构(234或256a，256b，258和260)，它们可滑动地将第一支承梁(230)接到第二支承梁(236或255)上，和电机(243)，由所述第一支承梁(230)承载，与所述支架(238)接合以便所述承载装置可沿所述第三轴移动。
23.一种商品分配设备，包括储藏区，适合于储藏要被分配的商品，该储藏区容纳在前部平面、后部平面、顶部平面、底部平面、左侧平面和右侧平面围成的空间内；商品分配区，设置在所述前部平面的一侧，与所述商品储藏区相对；商品抓取机构，包括一自由端，用于可控制地放在储藏区中，以有选择地抓取其中储藏的商品；定位机构，与所述商品抓取机构连接，并响应于控制信号以可控制地将所述抓取装置定位于所述储藏区内并放置在所述储藏区和所述商品分配区之间；以及承载机构，与所述商品抓取机构连接；和用户接口和控制装置，用于使所述商品分配设备的用户能够启动商品分配操作，并使所述商品抓取装置和商品定位机构产生受控的运动，以便所选择的商品从所述储藏区重新定位至所述商品分配区；其中所述定位机构包括可移动的支撑梁，它具有在向着所述前部面板的方向上穿过所述储藏区的纵向轴，并且在与其垂直的方向上可移动，以便可定位在所述左侧和右侧平面之间，和其中所述承载机构与所述支撑梁以这样一种方式连接，即所述承载装置可有选择地沿所述支撑梁的纵向轴定位并可延伸通过其前端，由此使所选中的商品可被重新定位至所述前部平面的所述相对端上的所述商品分配区中。
24.一种商品分配设备，包括外壳，其中限定了一内部区，所述内部区沿第一轴具有一尺寸，该第一轴在该尺寸的末端具有一商品储藏分区，并且在该尺寸的相对端与所述商品储藏分区的分配端相邻处具有商品分配分区；一商品储藏结构，位于所述商品储藏分区中，所述商品储藏结构沿多个与所述第一轴成平行对齐的轴以列的方式储藏商品；和商品分配机构，包括，一拾取头，适合于与储藏在所述商品储藏结构中的商品接合并固定在一起；一基本上不可压缩的管，将所述拾取头与用于固定商品的能量来源连接；一馈送器，其移动所述管以沿所述第一轴(Z)移动所述拾取头；和第一定位装置，用于将所述馈送器沿与所述第一轴不同的第二轴移动其中所述商品储藏分区使用沿橱柜的第一轴的所述内部尺寸的75％或更多。
25.一种商品分配设备，包括外壳，其中限定了一内部区，所述内部区沿第一轴具有一尺寸，该第一轴在该尺寸的末端具有一商品储藏分区，并且在该尺寸的相对端与所述商品储藏分区的分配端相邻处具有商品分配分区；一商品储藏结构，位于所述商品储藏分区中，所述商品储藏结构沿多个与所述第一轴成平行对齐的轴以列的方式储藏商品；和商品分配机构，包括，一拾取头，适合于与储藏在所述商品储藏结构中的商品接合并固定在一起；一基本上不可压缩的管，将所述拾取头与用于固定商品的能量来源连接；一馈送器，其移动所述管以沿所述第一轴(Z)移动所述拾取头；和第一定位装置，用于将所述馈送器沿与所述第一轴不同的第二轴移动其中所述商品分配分区使用沿橱柜的第一轴的所述内部尺寸的25％或更少。
26.一种商品分配设备，包括外壳，其中限定了一内部区，所述内部区沿第一轴具有一尺寸，该第一轴在该尺寸的末端具有一商品储藏分区，并且在该尺寸的相对端与所述商品储藏分区的分配端相邻处具有商品分配分区；一商品储藏结构，位于所述商品储藏分区中，所述商品储藏结构沿多个与所述第一轴成平行对齐的轴以列的方式储藏商品；和商品分配机构，包括，一拾取头，适合于与储藏在所述商品储藏结构中的商品接合并固定在一起；一基本上不可压缩的管，将所述拾取头与用于固定商品的能量来源连接；一馈送器，其移动所述管以沿所述第一轴(Z)移动所述拾取头；和第一定位装置，用于将所述馈送器沿与所述第一轴不同的第二轴移动其中，当所述第一定位装置沿所述第二轴移动时，包括拾取头的定位装置始终在所述内部尺寸的一部分中移动，该部分小于所述内部尺寸的预定百分比，并且所述馈送器能够将所述拾取头沿第一轴移动大于所述预定百分比三倍的量。
27.根据权利要求24、25或26所述的设备，进一步包括一第二定位装置，用于沿一第三轴(X)移动所述第一定位装置。
28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于所述拾取头相对于所述第一、第二和第三轴的移动对应于在笛卡尔(X，Y，Z)坐标系中的运动。
全文摘要
在一种售货机中，定位机构(233，243)可通过用于提取商品的软管(220)使软管的端(221)在给定的平面中移动。然后，驱动机构(508)使软管的自由端沿一纵轴移动。用户接口允许用户对软管自由端的定位进行控制。定位机构可以是X－Y、R－θ、夹剪、伸缩连杆，等等。本发明中还公开了使用双自动装置的情况，因此，例如，自动售货机内的各个商品储藏空间都可含有自己的商品提取装置和定位机构。橱柜也可以包括制冷区和非制冷区。
文档编号G07F11/16GK1841433SQ200610078149
公开日2006年10月4日 申请日期2001年5月23日 优先权日2000年5月23日
发明者芒罗·切尔诺马斯 申请人:芒罗·切尔诺马斯