专利名称：无需用手致动的用于分配一定量物质的装置的制作方法
无需用手致动的用于分配一定量物质的装置本申请是申请号为200480007707. X、申请日为2004年3月16日、发明名称为“无
需用手致动的用于分配一定量物质的装置”的分案申请。
发明内容
本发明总体上涉及根据一物理输入来分配出一定量清洗剂的装置。此外，本发明 还涉及对分配器操作的改进，以便使用方便。
背景技术：
分配器要么被安装在墙壁上，要么单独直立着，这些分配器被用于容纳一些清洗 剂、皂液或其它消毒剂。分配器通常被安置在与清洗剂一起用于清洗使用者的手的水源附 近。当使用者需要清洗剂时，使用者就致动一杠杆或一泵，以便向其手中分配一些清洗剂。 通常是要分配出一预定量的清洗剂。分配出的清洗剂的量可以通过缩短泵冲程来进行调 节，以便分配出更少量的清洗剂。应当理解，如果分配出的清洗剂的量不足够，那么，使用者可以通过再致动杠杆若 干次来获得所需量的清洗剂。此外，如果容器中的清洗剂被用完了，那么，使用者会通过再 致动所述杠杆若干次并且会施加过大的作用力，以试图“挤出”最后一点清洗剂。这样就会 造成在致动杠杆和相应的连接器上施加不必要的应力，时间长了就会使分配器损坏。现有技术中有各种各样的设备能监测手或其它需要被清洗的目标物的存在，并 且能起动水的分配操作，但并不是以特定的量进行分配。例如，在以下专利文件中就公 开了这类装置的一些示例，这些专利文件为授予Yasuo的美国专利US5243717 ；授予 Blackmon的美国专利US3576277 ；授予Davis的美国专利US4606085 ；授予Albert等人的 美国专利US4946070 ；授予Van Marcke的美国专利US5086526 ；授予VanMarcke的美国专 利US5217035 ；授予Shaw的美国专利US5625908 ；授予Hirsch等人的美国专利US5859072 ； 以及授予Van Marcke的美国专利US5943712。还已经知道提供一些带有传感器的装置，因 为手的位置与龙头相关，因此，这种利用传感器对手的位置进行监测，并且能相应地调节水 温。这在授予Fait的美国专利US5855356和授予Cretu-Petra的美国专利US5868311中 被公开了。还知道对装置的存在进行监测，并起动计时事件，以便在存在多个使用者时进行 分配清洗剂，这在授予Gauthier等人的美国专利US5966753中被公开了。有各种类型的控制装置可以在分配物质的过程中使用，例如在授予Pollack的美 国专利US4563780中就公开了一种可编程的装置，这种可编程的装置可由不同的家庭成员 使用，并且把家庭成员们各自所嗜好的洗手水温存储起来。尽管上述分配装置对于它们各自的用途来说是有效的，但是，应当相信，那些被用 于分配出一已知量物质的机构仍然会在分配机构上施加过度的作用力，这就会使这种分配 装置被过早地损坏。此外，那些不熟悉分配装置的使用者在本无需进行寻找杠杆却去寻找 分配杠杆时，可能会抓握或错误操作这种分配装置。已经发现，大多数的(如果不是全部的 话)自动分配装置未直观地向使用者指示应将他们的手或待清洗的目标物放置什么位置，
3以便可以向他们的手或待清洗的目标物上分配一定量的清洗剂。在美国专利US6390329中公开了对前述现有分配装置的一种明显的改进。该美国 专利公开了一种无需用手致动的分配装置，它利用了一种独特的齿轮机构来分配一定量的 流体物质。尤其是，所公开的这种分配装置利用了一目标物红外线传感器，该红外线传感器 用于监测目标物的存在。一旦监测到目标物，一个通过马达致动的泵致动机构就把马达轴 的转动运动转变成一种线性运动，这种线性运动致动一个分配机构，从而使分配机构向目 标传感器监测区域附近的一个位置中出一预定量的流体。尽管这种分配装置是一种经改进 的分配装置，但是，已经发现，在若干方面它还存在一些缺陷。首先，就红外线传感器而言， 这种分配装置的正确安装是成问题的，如果未被正确安装，那么，就会意外地致动分配机 构，从而使流体物质积聚在不期望的位置。另外，在循环终止时，马达致动机构不能精确地 停止，这样就会使泵致动机构内的传动齿轮会发生卡堵和/或造成传动齿轮不能对齐。此 外，还发现，那些用于控制分配装置和目标物传感器的各种部件相互之间的电干扰会导致 泵送机构错误地启动。此外，这种分配装置在使用方便性方面也存在缺陷。因此，很明显，希望有这样一种用于分配一定量物质的设备，这种设备能提供一精 确可靠的制动机构，以确保分配器的正确操作。此外，还希望这种设备具有定位特征，使得 能正确地安装这种装置，从而防止分配机构被意外地致动。此外，还希望这种设备具有各种 不同的编程模式，以便适应充填容器所载装的不同类型的流体物质和相应的分配机构，而 且还能允许在适当的环境中可以分配多种剂量。此外，还希望这种装置在被正确安装之后 能自动打开，并且在监测到被过度使用时能自动关闭。
发明内容
因此，已经发现，能够提供这样一种无需用手致动的分配一定量流体物质的设备， 这种设备对现有技术中的无需用手致动的流体分配装置的操作进行了改进。尤其是，通过 利用目标物传感器，从而在永久性安装这种设备并装上流体物质之后，这种传感器指示出 该设备是否被正确安置，这样就使得这种装置的安装非常方便。换句话说，红外线传感器发 出一测试信号，如果分配装置被暂时地安置在一个不期望的位置，那么，指示器就关闭，从 而向安装人员表明这个位置是不适当的。于是，安装人员将把该分配装置移动到另外一个 位置进行位置测试。如果在这个时候，指示灯开启，那么，安装人员就知道这是一个适合于 红外线传感器的恰当位置，并且把该分配装置安装在所选的这个位置上。一旦完成分配装 置的安装，就为该分配装置装上一个流体物质容器，该流体物质容器与一分配机构相连，当 监测到一目标物存在时，无需作用者致动一推杆或杠杆，分配机构就能分配出一定量的流 体物质。在这种分配装置的初始设置程序中，安装人员可以在至少三种不同的程序模式中 进行选择。在第一种程序模式中，使用者可以启动或关闭多个的发光二极管或发光指示，这 些发光二极管或发光指示用于向分配装置的使用者指示出需要接纳一些分配的流体物质 的手或其它目标物是否被正确放置入位。因此，安装人员可以选择是否提供这种发光指示。 在第二程序模式中，使用者可以选择剂量大小。例如，安装人员可以根据安装环境的特点来 选择一个、两个或三个操作循环。在最后一种程序模式中，安装人员可以根据要分配的流体 类型来选择分配装置的大小。应当理解，洗液的流体分配量不同于皂液或类似物的流体分配量。因此，在完成这三种模式和安装好指定的流体之后，使目标物传感器工作，一个相应 的处理器就会计算出这种特定的流体分配装置预期的使用量。因此，一旦达到一预定的使 用程序，通常约95%，就会产生一警示信号，向使用者表明需要对流体物质进行更换了。计 算的使用量可以在更换流体容器时被重新设定。这种分配装置的其它操作特征包括一自动打开程序和一防止蓄意破坏程序。在安 装新电池并经过一特定时间段之后，自动打开程序就自动打开这种分配装置。或者是，在分 配装置已被关闭之后，分配装置自动打开一段时间。如果分配机构在短时间内被过度地致 动，那么，该分配装置就自动关闭。应当理解，分配装置可以设置有其它的电路特征，以便有利于操作。因此，可以设 置带有过载电路的一控制电路，从而，一旦监测到发生齿轮卡堵或齿轮传动机构的其它操 作故障，就会产生一信号，该信号由一处理器接收，以便使用地致动分配机构的马达停止运 转，从而防止对分配装置造成进一步的损害。流体分配装置的控制电路还可设置有另外一 个特征，即设置有一制动电路，在分配循环结束时，该制动电路自动地关闭马达，防止继续 滑行，从而确保了齿轮和相应的机构能正确定位。分配装置的另外一个特征是把控制电路 内的各种部件分隔开，从而使得用于监测目标物的红外线传感器与其它的电路部件相互隔 离开。从而，这个特征大大减小了分配机构的误致动，减小了不期望的使用。因此，上述的这种无需用手致动的用于分配一定量物质的装置的使用和操作成为 本发明的主要目的，通过后面的描述并结合附图就可以更清楚地理解本发明的其它一些目 的。
图1是本发明的分配装置的侧剖面图；图2是这种装置中所采用的泵致动机构的前视立体示意图；图3是这种泵致动机构中所采用的正齿轮的顶视图；图4是基本上沿着正齿轮的图3中的线4-4的剖面图；图5是泵致动机构中所采用的正齿轮的底视图；图6是正齿轮的后视立体图；图7是泵致动机构的后视立体图；图8是泵致动机构中所采用的致动齿轮的前视立体图；图9是致动齿轮的侧视图；图10是致动齿轮的底视图；图11是这种装置的前部面板的平面图；图12是前部面板的另一种标记结构的平面图；图13和图13A是根据本发明的装置所采用的用于装配的操作流程图和编程模式 步骤；图14是这种设备的执行防破坏特征的操作流程图；以及图15是本发明的设备所采用的控制电路的示意图。
具体实施例方式图1表示出一种无需用手致动就能分配出一定量物质的设备或分配器，其总体上 由附图标记10表示。这种分配器10可以是安装在墙壁上的或单独竖立的装置，它包括一 外壳14，该外壳具有可与一前壳18相互配合的一后壳16。在这个优选实施例中，后壳16 和前壳18在分配器10的底侧通过一铰链20连接。如果需要的话，该铰链机构可以被放置 在分配器10的任一侧或设置在分配器的顶部。在铰链20的相反的一侧设置一键闩销22， 以便把前壳保持在一个与后壳16相互配合的位置。这样就把所述装置封装起来，从而避免 未经授权人员处理该装置。尽管图中表示出采用一键闩销，但是应当理解，也可以采用其它 机构来把两个壳16和18锁定闩接在一起。优选地是，壳16和18用一种能保持壳的外形、 易于制造且经久耐用的刚性材料来制造。外壳14的一内表面携带有一电池盒，该电池盒总体上由附图标记26表示。在这 个优选实施例中，电池盒26载装八节AA电池。这些电池被用于使分配器各种特征进行运 作，对于这一点，从下面的描述中将会被理解得更清楚。当然，也可以采用其它尺寸和数量 的电池。可选的是，也可以采用AC电源或类似电源。一分配机构由一板29来携带，该分配机构总体上由附图标记28表示。铰链20携 带这块板29，从而当前壳18被打开时，分配机构28仍然能由板29支撑。这种分配机构28 可采用现有技术中通常采用的分配机构，在这个优选实施例中，分配机构28象1999年9月 16日提交的序列号为No. 09/397314的美国专利申请中所公开的分配机构，该美国专利申 请已被转让给了本发明的受让人，在此引用这篇美国专利申请作为参考。分配机构28结合 有一泵圆顶阀32，当该泵圆顶阀被按压时，该泵圆顶阀就分配出由一流体物质容器36所载 装的一定量的流体物质。当然，也可以采用其它阀机构来分配流体。分配机构28通过一连 接器37连接到该容器36。容器36是一个可更换的单元，这在现有技术中是已知的。当泵 圆顶阀32被致动时，所述物质就从一喷嘴34经过在前壳18的底部的一开口 38被分配到 使用者的手中，关于这一点将在下面进行详细描述。流体物质容器36可容纳皂液、消毒剂 或其它可通过分配机构28分配的流体物质。理想地是，容器36将载装1000毫升的流体物 质产品。分配机构28通常每一个循环过程放出或分配出1.5毫升的产品。当然，容器36 也可以采用不同的尺寸。分配机构也可以分配出不同的量。图1中总体上表示出一泵致动机构，该泵致动机构在图2-10中被详细地表示出， 并且该泵致动机构总体上由附图标记40表示。该泵致动机构包括有一红外线传感器42。 红外线传感器42被定位在分配机构28放出流体物质处的开口 38附近的一个区域，红外 线传感器包括一发射器和一接收器，用于监测诸如使用者的手或其它待清洗的目标物的存 在，并且使泵致动机构40循环工作，以便分配出一定量的流体物质。当然，本发明也可以采 用其它的市场上可购得的能监测目标物的存在、无需身体直接接触并且能产生一对应的致 动信号的传感器。泵致动机构40载装在一装配外壳46内，该装配外壳46可更换地安装到前壳18 的内部，从而当前壳以铰接方式打开时，装配外壳46以一类似的方式进行移动。在装配外 壳46内还载装有一马达48，该马达由电池盒26内所载装的电池来供电。该马达具有从中 延伸出的一可转动的轴50，在轴的一端带有一蜗轮52。该蜗轮52以现有技术中熟知的一 种方式可操作地驱动一差动齿轮装置54。简而言之，该差动齿轮装置的目的是使马达的输
6出速度显著减小，以便能容易地控制物质的分配。也可以设置一种活塞或螺线管结构来向 差动齿轮装置施加一作用力。差动齿轮装置54把马达轴的初始高速转动转变成一个更易操纵的转速，这个更 易操纵的转速随后被转变成一线性运动，该线性运动可重复地与分配机构28接合。差动齿 轮装置54包括三个正齿轮56、58和60。蜗轮52与第一正齿轮56的多个外齿62接触。正 齿轮56还包括多个内齿64，这些内齿64与多个从第二正齿轮58的周边延伸出的外齿66 啮合。通过同样的方式，第二正齿轮58的多个内齿68与正齿轮60的多个外齿70啮合。本 领域技术人员将会理解，通过相互连接的齿56和58，可以显著地减小正齿轮60的转速。从图1和图3-6中可看得最清楚，正齿轮60包括一盘74，该盘74带有从中通过延 伸的径向设置的槽76，且这些槽76以大约以120度的递增量(或间隔)设置。应当理解， 槽的数目和位置是可根据需要而改变。一毂80从盘74沿一个方向延伸，从这个毂80还延 伸出一突起82。突起82被接纳在装配外壳46的一侧的凹窝83内，以便可转动地接纳和对 齐所述正齿轮60。这有助于齿轮60进行均勻有效地转动，这种均勻有效地转动又确保了机 构40的有效工作。一轴向杆86可从毂80的底面朝盘74以同心方式延伸。在毂80的内壁和轴向杆 86之间设置有一毂凸轮，该毂凸轮总体上由附图标记90表示。毂凸轮90以同心方式设置 在杆86周围。毂凸轮90包括多个毂斜面92，其中每个毂斜面的附图标记被附加一个字母(在图 中用a，b或c)来表示。尽管图中表示出三个毂斜面92，但是，本领域技术人员将会理解，根 据所期望的泵送动作，可以设置一个、两个或更多个斜面。这些毂斜面92的结构基本上是 相同的，各个毂斜面的特征也采用附加一个字母的方式来表示。每个毂斜面92包括一外壁 94和一内壁96，外壁94以同心方式位于毂80的内壁附近，而内壁以同心方式位于轴向杆 86附近。各外壁可以与内毂壁结合成一个整体，或者是，它们也可以与所述壁间隔开，如图 所示。同样，内壁也可以与轴向杆间隔开，它们也可以结合成一个整体，如图所示。外壁94 和内壁96在一端通过一后壁98相连，而在相对端通过一前壁100相连。这些壁94、96、98 和100中的每个壁由通过一凸轮表面102相连，该凸轮表面102从后壁98向前壁100呈角 度延伸。前壁100在毂的底部具有最小的高度。凸轮表面102从前壁100向上升起，并且 延伸到后壁98。后壁的顶部大致位于毂80的底部和盘74之间的一中点位置。为了对马达轴50的转动进行转换，一致动齿轮可滑动地接纳在毂80内，该致动齿 轮总体上由附图标记110表示。致动齿轮110也可滑动地安装在外壳46内，如图7所示。 因此，致动齿轮110可以移入和移出装配外壳，以便致动所述分配机构28。从图8-10中可以看得最清楚，致动齿轮110包括一套筒116，该套筒具有一部分封 闭的端部118，该部分封闭的端部118带有一个从其通过的孔120。该孔120可滑动地配装 轴向杆86，以便进行对齐和定位。套筒在与该部分封闭的端部相反的一端具有一边缘124， 该边缘124形成一敞开端122。一套筒凸轮126从该部分封闭的端部118向外延伸，该套筒 凸轮126与毂凸轮90共同作用。套筒凸轮126具有多个套筒斜面130，每个斜面都附加一 个后缀字母来表示。这些斜面的数目与毂凸轮90所提供的斜面的数目相对应。每个套筒斜 面130具有一外壁132和一内壁134。外壁和内壁通过一前壁136和一后壁138相连。每 个斜面130提供一凸轮表面140，该凸轮表面用于把外壁、内壁、前壁和后壁相互连接起来。
起初，致动齿轮110被接纳在毂80内。因此，后壁98在静止位置与前壁136对齐。 当传感器42监测到一目标物并起动泵致动机构40时，齿轮60就转动，从而也就起动了随 着致动齿轮110的凸轮动作。当这种情况发生时，边缘124从盘74轴向向外移动，从而挤 压圆顶阀32。这一动作持续进行，直到后壁98与后壁138对齐为止。在这个时候，由于泵 圆顶阀32的弹性，致动齿轮110落回到毂内，且边缘124返回它的初始位置。或者是，不依 赖于圆顶阀的弹性，而是利用附加的传动装置或利用弹簧偏压来使致动齿轮返回到它的初 始位置。无论如何，致动齿轮110的往复运动会使分配机构进行循环分配。为了保持对齐以及把致动齿轮110保持在外壳内，套筒116包括一对对置的扁平 部144，每个扁平部144从边缘124延伸到一挡板146。外壳46具有一倒圆的槽148，该倒 圆的槽148可滑动地接纳致动齿轮110的一部分。尤其是，当齿轮110被完全延伸时，扁平 部144穿过该槽148，而外壳46的内部抵靠挡板146。这就防止了致动齿轮110从外壳掉 出，确保致动齿轮110保持入位并且可返回到一起始位置，以便起动另外的操作循环。一传感器151设置在装配外壳46内，并且该传感器可与槽76和盘74对齐。因 此，当传感器151监测于经过槽76时，传感器就指令马达停止转动。这样就确保了每一次 监测到在传感器42下面的待清洗的手或目标物时，分配机构只致动一次。当然，传感器151 可被设置成或被编程为允许两个或更多个槽76的通过，以便允许分配机构28产生多次循 环操作。传感器151可以是一种红外线式的传感器，该传感器监测红外线光束的中断情况。 也可以用磁近开关或受监测的计时器来监测齿轮位置。泵致动机构40包括一控制电路152，该控制电路利用由电池所产生的电力来使一 系列发光二极管156、158和160发光，通过前壳16上的面板162可以看得见这些发光二极 管。如图11所示，该面板设置有标记，这些标记位于这些发光二极管(LEDs)附近，以便帮 助使用者。在这个优选实施例中，面板提供了一些朝下指示的三角形163。这些发光二极管 可以是任何颜色的，但优选的是绿色的，并且可以以这样一种方式顺序照亮，即指示使用者 必须将其手位于致动传感器42的方向。例如，顶部的发光二极管156首先被照亮，然后紧 接着就是发光二极管158和160被依次被迅速照亮。在经过一预定的迟延之后，发光顺序 再次进行。此外，也可以采用其它的形状和不同形状的组合来代替这种三角形163。例如， 采用图12所示的形状。尽管图中表示出三个发光二极管，但是应当理解，也可以设置两个 或更多个发光二极管。此外，在前壳的可视区域内还设置有一弱电池指示用的发光二极管 164，当该弱电池指示用的发光二极管164被照亮时，其表明电池电力不足。当控制电路152 经计算判断出容器36需要被更换时，一流体不足指示用的发光二极管165被照亮。这些发 光二极管164和165可以是任何颜色的，但优选的是它们分别是红色和黄色的。此外，在这些发光二极管附近还设置有一“机关”的或隐藏的开关168。通常只有 负责人员知道这个开关的位置，且按下这个开关使得传感器42在一预定时间例如一分钟 内停止作用。这样就允许负责人员对分配器的底面进行清理，而不会在清洗期间致动所述 分配机构。前壳18的打开，还会使得泵致动机构40和分配机构28之间的连接被断开。在 这个位置，所述传感器42的致动不会造成物质不经意的分配。也可以向这种分配器增加其它的特征，所述其它特征是计时机构，当分配器循环 操作时，该计时机构发出可听得见的音调。然后，一个20秒计时器发出另一种音调，以表示 清洗事件可以被结束。此外，分配器还可以设置一AC适配器，以便无需采用电池来供电。本发明的另一个特征是，通过打开前壳，卸下相应的固定器，然后安装一个新的单元，就可以 把发生故障的泵致动机构或分配机构更换掉。下面将参照图13和13A来详细描述这种分配器10的安装、编程和使用情况。应 当理解，操作程序200包括一安装程序，该安装程序总体上由附图标记202表示；一编程 程序，其总体上由附图标记204表示；以及一再充填更换程序，其总体上由附图标记219表 示。通过控制电路152的操作，从而使得程序202、204和219的执行变得很方便。在后面 将对控制电路152的部件进行详细描述。在任何情况下，安装程序202从步骤206开始，其 中在步骤206，安装人员把一适当的电源连接到控制电路152上。这个步骤可包括把电池安 装到电池盒26内，或者是，在不采用电池的情况下，接通一电源。在步骤208，传感器42被 自动启动激活，并且如前面所描述的那样发生作用，且发光二极管156-160或其它的信号 机构开始反复闪光。当然，也可以采用其它的用于指示正确定位的指示器，例如听觉信号、 振动、液晶显示器上的指示、利用不同的发光顺序，等等，这里只是罗列了一些。在步骤210，在装载流体容器之前，安装人员把外壳14定位在一优选的位置。如果 分配器被用于分配皂液的话，这个位置通常位于水池附近。然而，分配器可以定位在其它方 便的位置，例如安装在宾馆、医院或其它工作场所的需要分配消毒液的位置，或者被安装在 需要分配润肤液的位置。在任何情况下，外壳210的定位是很关键的，因为传感器需要被定 位在不会被不经意触发的区域。如果发生这种不经意触发传感器的情况，那么，在无人取用 分配液时，分配器中所装的流体也会被分配出来。因此，如果红外线传感器错误地监测到一 目标物的存在，而实际上没有目标物，那么其中的物质可能被自动地分配出来，从而导致浪 费和混乱。当红外线传感器被放置在一初始位置时并且如果红外线传感器监测到一目标物 而实际上安装人员知道该目标物不是致动分配器的正确的目标物时，在步骤212中多个的 发光二极管例如156、158和160将停止反复闪光。如果发生这种情况的话，安装人员就会 知道要在步骤210重新安装所述外壳。这个重新安装步骤反复进行，直到发光二极管反复 闪光为止。当这些发光二极管反复闪光时，传感器就处于一个能监测到被专门放置到接纳 分配流体的区域中的一目标物的位置。在步骤214，安装人员把外壳永久性地安装到一个使 发光二极管发生闪光的位置上。一旦安装好这种分配装置，各种操作特征就可以实施了。为了实施这些操作特征， 在步骤216中，机关或隐藏的按钮168被致动。然后，在步骤218中，控制电路监测该机关 按钮并判断该机关按钮是被按压的还是被松开的。如果按钮被按压，那么，这个过程就通过 编程程序204来继续进行。如果按钮被松开了，那么就通过步骤219所表示的更换程序来 进行这个程序。在编程程序204，在步骤224，安装人员可以从三种编程模式中进行选择。优选地 是，这些模式通过按压这些按钮来进行选择。但是，控制电路可以构形成能够使用其它的按 钮输入来直接输入这三种编程模式。在第一种模式中，在步骤226，允许安装人员选择在步骤228的一个、两个或三个 循环的剂量。这是这样来实现的，即通过反复按压机关按钮直到循环的数目(1，2或3)被 选择为止。循环数目的指示是通过以一预定模式来照亮发光二极管来实现的。这也可以通 过显示一数目标记来实现，也可以通过由一个与控制电路相连的扬声器产生的语音宣布来 指示。这样就使得安装人员能根据该单元的位置来正确地确定分配出的流体的量的多少。
9例如，在幼儿园中的安装时就只需产生一个循环的分配量就可以了。相比之下，在车间或工 厂环境中，考虑到在这些环境中通常需要大量的皂液来清洁手，因此通常需要三个循环的 分配操作。也可以选择位于居中的两个循环的分配操作。尽管在优选的实施例中，只允许 选择三个循环的操作，但是，应当理解，任何数目的分配循环都是可以被编入编程中的。一 旦步骤228完成，这个程序就可以在步骤238退出程序模式，但是，优选地是，通过再次按压 并保持住机关按钮来使程序续发事件继续进行，以便进入模式2中。如果在步骤230中选择了模式2，那么，在步骤232允许安装人员选择分配器的分 配量大小。分配器的分配量大小232与分配单元中所装放的物质类型有关。通常，如果流 体是一种润肤剂，那么通常是分配1. 0毫升的流体。或者是，如果流体是一种消毒剂，那么 就可分配出1.25毫升的流体。如果流体是一种皂液，那么就分配出1.5毫升的流体。分配 器的分配量大小是通过反复按压和释放所述机关按钮来进行选择的。一旦选定了分配器的 分配量大小，程序就可以在步骤238退出程序模式，但是，优选地是，通过按压并保持住所 述机关按钮来使程序续发事件继续进行，以便进入模式3。在模式3中，在步骤234执行，安装人员在步骤236选择是打开还是关闭用于指示 方向的二极管。这可以这样来实现，即，反复按压所述机关按钮，直到照亮模式被选定-闪 光是否显示下落。对于其它一些模式，可以利用视觉或听觉信号来确认这种发光模式。使 用指示方向的发光二极管以向终端使用者指示出需要接收分配流体的手或其它目标物应 放置的位置。因此，如果希望通过不点亮指示方向的发光二极管以延长电池的使用寿命的 话，那么，就可以把这些指示方向的发光二极管关闭。或者是，如果终端使用者期望打开发 光二极管，例如，在幼儿园中希望通过打开发光二极管来确保分配装置被正确使用，那么， 就可以把发光二极管打开。一旦步骤236完成，程序就在步骤238退出该程序。如果在步骤218安装人员选择了更换事件219，那么，控制电路就执行步骤240。在 步骤240，当按钮被松开以及计时器被启动时，控制电路被暂时置于关闭位置。计时器被设 定为一预定的时间周期，例如五分钟，但是也可以使用其它的时间周期。然后，在步骤241， 控制电路就等待按钮的致动和保持达一预定时间周期，例如五秒钟，这个时间周期也可以 更长或更短，然后，等待所述机关按钮松开。一旦机关按钮被松开，程序就执行步骤242，并 使红外线传感器停止工作。在步骤244，如果需要把一个容器取出来并且具有适当的时间来 安装一个新的充填容器的话，那么就允许安装人员打开容器和把已用完的充填容器拆卸下 来。然后，关闭外壳，然后在步骤245控制器等待机关按钮的致动或计时器的时间的消逝。 如果计时器未到时间终止，那么，控制电路就重复执行步骤245，直到机关按钮被致动或直 到计时器到达时间终止。一旦这些事件中的任何一事件发生，程序就进入步骤246，且使传 感器启动。接着，在步骤247，根据在步骤228所选定的剂量循环以及在步骤232所选定的 分配器的分配量大小，计算出循环的估算数目。应当理解，在默认设置的情况下，分配器执 行一个循环，输出量为1.25毫升。还应当理解，如果在任何时候改变这些设置，那么，从容 器中排出的使用量就应被相应的更新。此外，在这个时候，在步骤248，充填指示器被重新设 定，以便不被照亮。然后，在步骤249，控制电路继续监测使用情况，并且在根据计算出的使 用量，在剩余物质为5%时照亮所述充填指示器。当然，也可以采用其它的警示信号，以便在 剩余量为或其它适当数值时给出最终的警示。通过使用计时器，在安装人员对充填容器 进行更换之后忘记了按压机关按钮的情况下，或者如果安装人员未完成更换步骤，或在未进入程序模式或充填更换模式而机关按钮被意外致动的情况下，能确保这种分配装置能工作。参照图14，从图中可以看出，附图标记250表示分配器的防止蓄意破坏的程序。简 而言之，这个防止蓄意破坏特征通过关闭该分配器来防止了在短时间内过量使用。首先，在 步骤252，使分配器工作，控制器提供周期性的监测。在步骤254，控制电路在初始分配循环 起动计时器，并把计数器设定为一。在步骤256，控制电路判断计时器是否到期。如果计时 器到期，那么，在步骤258使计数返回到零，并且使程序返回到监测步骤252。然而，如果在 步骤256计时器未到期，那么，在步骤260对分配器再次监测。在步骤262，程序询问是否发 生已另外的分配事件。如果未发生，那么，程序就执行步骤256，以便判断计时器是否到期。 然而，如果在步骤262判断出分配事件已经发生，那么，在步骤264中使计数加一。接着，在 步骤266，控制器检查所述计数，以便判断是否已经执行了预定数目的循环。在优选实施例 中，在优选为15秒的预定的时间内循环的数目为五，但是，也可以采用其它的数值。如果在 步骤266计数不等于预定的数目，那么，程序就返回到步骤256，以便检查计时器状态。然 而，如果在步骤266中判断出计数等于预定的计数值，那么，在步骤268就使分配器停止工 作达一预定时间，优选地是停止45秒，但是也可以停止其它数值的时间。一旦步骤268完 成，程序就返回到步骤258，并且计数被重新设定为零，然后进入步骤252，使分配器能进行 工作。应当理解，在特定情况下，分配器中的流体会被一些无道德的人耗尽，而本发明的这 个特征能防止这种情况的发生。现参照图15，可以看出，用于执行前述程序的控制电路总体上由附图标记152表 示。控制电路152包括一传感器电路，其总体上由附图标记300表示；一系统电路，其总体 上由附图标记302表示。传感器电路300主要包括所述红外线传感器42，通过后面的描述 就可清楚地知道其原因之所在。系统电路302包括机关的/隐藏的开关168 ；发光二极管156-165 ；—过载电路 304和一处理器306。本领域技术人员都知道，处理器306包括必须的计时器、硬件、软件和 存储器，用于执行前述编程程序并通常操作与分配器10相关的部件。传感器电路300和 过载电路304如所示出的两者都包括一相应的底板屏蔽310和底板屏蔽312，以便对那些 有可能会无意地启动红外线传感器42的任何无线电频率进行隔离。换句话说，也已明确， 通过把那些与传感器42相关联的电路部件与那些与控制电路152相关联的其它部件隔离 开，就能使分配器的操作更有效。尽管传感器电路300仍然与处理器306进行通信连通以 便执行操作，但是，该传感器电路被尽可能地隔离开，以防止来自系统电路302的那些可能 会不利地触发传感器从而造成非期望的分配事件的干扰。一音频装置320和一液晶显示器 (LCD) 322或其它等效的显示器也可以与处理器306相连接，以便用于显示或通报与分配装 置的编程和操作状态有关的信息。系统电路302包括一过载电路304，该过载电路304需要一逻辑电平脉冲来起动安 装在泵致动器40内的马达的操作。当马达运转时，二极管DlOA和DlOB测量出横过驱动的 MOSFET Q3的电压降。如果这个电压降超出一预定的值，例如超出0. 5伏，那么，就通过打开 晶体管Q16来产生一过载信号。在本示例中，过载信号可操作地由处理器306接收。一旦 处理器306监测到过载信号，处理器就产生一个信号，以便关闭泵致动器40，从而关闭分配 机构28，并通过使从发光二极管156-165中选择的一个发红光的二极管闪光，而向终端使 用者发出警示。因此，过载电路的作用是监测与泵致动器或分配机构相关的干扰或其它问题，并且向处理器提供所指出的这些问题，处理器把系统问题传递给终端使用者。从而防止 了流体分配不出来以及与之相关的问题。控制电路152的另外一个特征是利用了一制动电路，该制动电路用于使由泵致动 器40所产生的电马达轴的转动迅速停止。应当理解，一旦马达正常致动，马达就通过一操 作进行循环，并且即使从马达撤回一工作信号，该马达轴也会继续转动一个很小的量。经 过一段时间，马达的这种额外的移动会使泵致动器40内的齿轮发生卡堵，从而会造成相关 的问题。此外，这些过度的转动还会增加分配循环的数目，从而会导致分配循环的数目被 错误地计算，这种错误的计算又会使低电压指示器被过早地启动。可选择的方案是，从传感 器151的输出可以被用于产生制动输入，优选地是，传感器151是一光隔离器。在任何情 况下，制动电路都能迅速地停止和防止电马达轴的过度转动。为了起动这个制动程序，在与 MOSFET Q2的接地相关联的制动输入线上采用了一逻辑电平脉冲。当接收到这个输入时， MOSFET Q2就被启动，从而通过使马达驱动和制动输出终端接地来启动制动器。因此，一旦 接收到制动信号，马达就被可靠地停止在一个精确位置，以便防止产生卡堵或其它与马达 轴过度转动相关的一些问题。从上面对分配器10的结构和操作的描述中，可以清楚地知道，先前的分配机构中 所存在的问题和缺陷都已被克服。尤其是，本发明的分配器10提供了一种装置，该装置提 供有编程特征，这些编程特征有利于对各种类型的流体进行分配，并且允许分配出不同剂 量的流体。此外，控制电路152也被改进了，从而防止分配装置发生不需要的致动。而且通 过把红外线传感器和其它的与该分配装置相关的所有电路隔离开，防止了错误的致动。分 配装置还设置有防止蓄意破坏的特征，该防止蓄意破坏的特征防止在短时间内被使用的次 数过多。此外，还提供了一种自动打开特征，如果分配装置被意外关闭，那么该自动打开特 征就把该分配装置打开。此外，本发明还提供了 一种安装程序，该安装程序向安装人员指示 出分配机构的优选位置，以便防止发生意外的分配事件。此外，还公开了一些改进的电路， 这些改进的电路有利于分配机构进行有效的操作。尽管根据专利法规的要求已对本发明进行了充分完整地描述，但是应当理解，在 不脱离所附权利要求所限定的范围和构思的情况下，还可以对本发明作出各种变型。例如，在这里是针对用于洗手的分配机构来描述本发明的，但是，很显然，这种装 置的结构和操作方法可以容易地应用于通过致动非触摸传感器来起动或循环分配的任何 类型的流体物质。
权利要求
一种用于分配一定量的流体的设备，其特征在于，其包括a)目标物传感器；b)容器，其载装流体供给源；c)分配机构，其与所述容器相连接，以控制要分配出的流体的量；d)泵致动机构，其与所述目标物传感器相连，其中，在所述目标物传感器监测到目标物时所述泵致动机构进行循环操作，以与所述分配机构接合，该分配机构分配一定剂量的所述流体；e)处理器，其与所述目标物传感器和所述泵致动机构相连，以控制至少一个由其保持的运行特征；以及f)隐藏的开关，其由所述容器携带，其中，通过致动所述隐藏开关，就能使所述处理器进入一种操作特征模式，该模式能够改变所述至少一个操作特性。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其还包括至少一个照明标记，其与所述处理器相连，其中，由所述至少一个照明标记来指示进入 所述操作特征模式。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其还包括至少两盏灯，其中，所述这些灯被依次照亮，以指示需要接纳所述流体的目标物应被放 置的位置；以及其中，进入所述操作特征模式允许所述至少两盏灯工作或不工作。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进入所述操作特征模式允许对所述泵致 动机构的循环次数进行选择，以在监测到目标物时能控制分配出的流体的量。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进入所述操作特征模式允许对所述分配 机构的大小进行选择。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其还包括低电压指示器，其与所述处理器相连；其中，进入所述操作特征模式允许对所述泵致动机构的循环次数进行选择，以在监测 到目标物时能控制分配出的流体的量；其中，进入所述操作特征模式，就允许对所述分配机构的大小进行选择；其中，所述处理器根据所述分配机构的大小和循环次数计算出在给定大小的容器内的 流体量何时被耗尽到一预定值。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其还包括计时器，其与所述处理器相连，一旦致动所述隐藏的开关，就起动所述计时器，以允许 所述设备投入使用。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，当所述计时器运行时，使所述目标物传感 器不工作。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，一旦所述计时器计时到期或再次致动所 述隐藏开关，所述目标物传感器就重新工作。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中进入所述操作特征模式允许有关所 述容器内的流体种类的改变。
全文摘要
一种用于自动分配流体的设备，它包括容器适于载装一流体供给源的容器；与容器相连阀，其中，致动该阀就可分配出流体。此外，还包括一设备位置指示器，其与容器邻接；一目标物传感器，其设置在阀的附近。目标物传感器对当打开时阀进行分配流体所在位置的下方的一个区域进行监测，一旦监测到一目标物，就打开阀。对设备的初始定位，会促使设备位置指示器产生一个适当的信号，直到目标物传感器被正确定位为止。一旦被定位，该设备就可以被永久地固定。设备内的一控制电路还允许对发光指示器、分配循环的大小以及分配量进行编程选择。控制电路还提供了过载保护、马达制动和无线电频率(RF)屏蔽。
文档编号A47K5/12GK101941668SQ20101025195
公开日2011年1月12日 申请日期2004年3月16日 优先权日2003年3月21日
发明者A·雷诺兹, B·范德曼, M·奥托尔, P·沃特霍斯 申请人:约瑟夫·坎弗