专利名称：利用近场频率响应的电子键控式分配系统和相关方法
技术领域：
本发明大体上涉及分配系统。具体地说，本发明涉及键控式分配器，其仅允许将装有可分配材料的指定备用容器安装在该分配器内，并且如果需要的话，可通过选定的分销商来安装。更具体地说，本发明涉及电子键控式流体分配系统。
背景技术：
众所周知，已经提供了可在饭店、工厂、医院、浴室和家庭中使用的流体分配器。这些分配器可包含诸如皂液、杀菌清洁剂、消毒剂、洗液等流体。还已知道可为分配器设置某些类似的泵促动机构，其中使用者可推动或拉动操纵杆以将一定量的流体分配到使用者的、手上。还可使用“不用手的”分配器，其中使用者仅将其手放在传感器下就可分配出一定量的流体。可采用相关类型的分配器来分配粉末或气溶胶材料。分配器可直接保存一定量的流体，但是已经发现这些分配器容易弄脏且难以使用。因此，已经知道可以使用能保存一定量流体并提供泵和喷嘴机构的备用袋或容器。由于容易安装且不易弄脏，因此这些备用袋是有利的。分配器可监测使用情况，以指示出备用袋何时处于低水平，并提供分配器的其它状态信息。这些流体材料的制造商支持分销商来将分配器安装在各种位置，并将制造商的产品放在分配器中。另外，制造商依赖于分销商来将正确的备用袋放在分配器外壳内。例如，令医务人员感到非常烦恼的是，当他们想替代性地使用杀菌皂液时，必须分配出会使手变湿的洗液。因此，制造商为每种流体备用袋提供了键控式喷嘴和泵机构，使得只有合适的备用袋能安装在相应的流体分配器中。分销商更偏爱这种键控式系统，因为其分配器只能由他们自己而非其竞争对手来再填充。有时将非授权分销商进行的备用容器的更换称为“填塞(stuffing)”。除了在分配器和流体备用袋之间提供键控以保证产品在分配器中的相容性之外，还采用键控来保证分销商的竞争对手不会获得分销商的业务。而且，制造商的竞争对手无法将其产品填塞到其分配器中，这对制造商来说也是很重要的。这类活动会妨碍制造商在分配器上获得充分的经济回报，而分配器通常以成本价或更低的价格进行销售。虽然机械式按键有助于保证将正确的备用袋安装到正确的分配器中，并保证分销商维持其业务客户，但是已经发现这些键控系统存在着不足。例如，如果分销商的竞争对手没有将其备用袋安装到分销商的分配器装置中，那么竞争对手可以拆除或改变该键控机构。这样，可能会将劣质流体安装到特定的分配器中，而更佳的分销商将失去业务。机械式键控还需要由制造商承担很高的模具成本，以便设计出可相互兼容的特殊喷嘴和分配器。换句话说，要针对特定产品、特定分销商甚至特定的场合来对各分配器进行键控。因此，用于维护装有特定键的备用袋的库存费用很高。用于制造这种备用袋的研制周期可能非常长。而且，特定键控装置的特定标识可能会丢失或被损坏，使得对于备用袋而言很难确定需要哪种键控结构。在美国专利No. 6431400 BI中公开了一种试图控制与分配器相关的产品类型的方法。该专利公开了一种使用了带有内嵌磁体的晶片的备用袋，该晶片必须正确地定向在外壳中，以便可检测到磁体并且有效地接通通/断开关。如果不能检测到磁体，那么分配器将不起作用。虽然就其所阐述的目的来说是有效的，然而该专利所公开的装置存在缺陷，即备用容器的安装需要有特定的方向。该专利还公开了在袋上的印制电路晶片上使用螺旋线圈，其与外壳底座支撑面上的相似螺旋线圈电感式耦合。与袋上的螺旋线圈相连的电容器建立了用于传统频率测量电路的共振频率，以便提供标识。目前认为这种设计方案是有缺陷的，因为其没有提供用在多个分配器中的适用性。并且还认为所公开的结构存在线圈未对准的问题，这可能会导致袋的误识别。单个线圈用作发送和接收线圈可能会导致袋的误识别。因此，在本领域中需要一种可在备用容器和接收外壳之间提供数据交换的分配系统。该数据交换可实现一种改进的键控系统，其消除了对于每个新分销商和与分配器相关的每种新产品所需的极高的模具成本。还需要一种用于流体分配器的改进键控系统，以保证将正确的材料安装在正确的分配器中。而且还需要控制运送给分销商的备用袋的数量，以保证分销商使用正确的备用材料。还需要一种带有可标识的备用容器的分配系统，其可最大限度地降低备用容器的成本。还需要一种可容纳在分配器中以保证对容器标识进行正确检测的容器。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的第一方面是提供利用了近场频率响应的电子键控式分配系统和相关方法。随着下述详细介绍的展开，可以清楚本发明的另一方面，其由容纳在分配系统中的备用容器来实现，该容器包括用于携带可分配材料的盒体、与盒体相连的泵机构、可操作地连接在泵机构上的喷嘴，以及与盒体间隔开的标识部，其中促动泵机构可经由喷嘴分配出一定量的材料，而标识部具有选定数量的电子标签中之一。本发明的又一方面是提供一种分配系统，其包括具有从中轴向延伸出来的分配接口的备用容器、设在分配接口周围的标识轴环以及模块，该模块用于可拆卸地容纳标识轴环，并且在标识轴环被认为与模块兼容时可选择性地促动分配接口。本发明的其它方面通过一种分配系统来实现，其包括具有发射装置和接收装置的外壳；携带有材料和电子键的备用容器，该备用容器容纳在外壳中；与外壳和备用容器中之一相关的操作机构；以及可与发射和接收装置进行通信的控制器，该控制器具有相配键，发射装置产生信号，其传递经过电子键，并通过接收装置来接收以与相配键进行比较，从而选择性地促动操作机构。本发明的又一方面是提供一种容器，其携带有容纳在分配系统中的可分配材料，该容器包括用于携带可分配材料的结构、与该结构相关并可促进分配出一定量的可分配材料的分配接口，以及与该结构间隔开的标识部，其中标识部具有选定数量的电子标签中之
O本发明的又一方面是提供一种分配系统，包括备用容器，其具有从中轴向延伸出来的分配接口 ；设置在所述分配接口周围的标识轴环；用于可拆卸地容纳所述标识轴环的模块，当认为所述标识轴环与所述模块相兼容时，所述模块可选择性地促动所述分配接口 ；、以及由所述模块携带的用于轴向地容纳所述标识轴环的容器释放机构，所述容器释放机构包括具有外表面和相对的内表面的安装环，所述安装环具有横向孔以及至少一个与所述横向孔相邻的轴向通道，所述安装环的外表面具有滑动环凸肩；和滑动环，其由所述安装环可旋转地容纳，并且由所述滑动环凸肩来支撑，所述滑动环包括至少一个具有锁定斜面的对准锁定部，所述对准锁定部可滑动地容纳在所述横向孔中；所述滑动环被偏压成使得所述锁定斜面保持在离所述轴向通道最远的位置，使得所述滑动环在容纳所述备用容器和所述标识轴环时发生偏转，其中，当所述滑动环发生偏转时所述滑动环保持住所述备用容器。根据本发明的另一方面，所述容器释放机构具有对准肋和槽中的其中一个，其可与由所述标识轴环所携带的所述对准肋和所述槽中的另一个相匹配。根据本发明的另一方面，所述安装环的内表面具有所述对准肋；并且所述标识轴环包括周向锁定凸棱，其具有用于容纳所述对准肋的所述槽，以及至少一个具有斜边的斜 槽，当将所述备用容器插入到所述容器释放机构中时，所述斜边与所述锁定斜面相接合。根据本发明的另一方面，所述模块还包括传动组件，其具有可环形式运动的销；具有传动壁的托盘，所述传动壁带有可容纳所述销的从中穿过的传动槽，所述托盘包括具有从中穿过的喷嘴孔的喷嘴轴环，所述喷嘴轴环具有径向向内延伸的多个推压叉齿和多个提升叉齿；所述分配接口具有容纳在所述喷嘴孔内的喷嘴缘边，在分配循环期间所述提升叉齿与所述喷嘴缘边相接合，在返回循环期间所述推压叉齿与所述喷嘴缘边相接合。根据本发明的另一方面，所述模块还包括传动组件，其具有可环形式运动的销；和具有传动壁和喷嘴板的托盘，所述传动壁带有可容纳所述销的从中穿过的传动槽，所述喷嘴板从所述传动壁延伸，并且所述喷嘴板具有喷嘴孔，以容纳所述分配接口。根据本发明的另一方面，所述分配系统还包括至少部分地封闭所述备用容器和所述模块的外壳盖，所述外壳盖具有可滑动地支撑所述安装环和所述滑动环的多个台阶。通过下述描述可以清楚本发明的这些及其它的方面，以及其相对于现有技术形式的优点，这些可通过下文所述和权利要求所述的改进来实现。
为了完整地理解本发明的目的、技术和结构，可参考下述详细描述和附图，其中图I是根据本发明概念制出的键控式流体分配器的正面透视图；图IA是分配器的外壳盖的正视图；图2是分配器的分解视图，显示了模块、标识轴环和备用容器；图2A是分配器的一个备选实施例的透视图；图3是标识轴环的局部剖开的正视图；图4是带有已安装的滑动环和安装环的模块的右侧正面透视图；图5是模块的背面视图；图6是其中滑动环和安装环未示出的模块的正视图；图7是模块的顶视图；图7A是用于泵促动器的备选托盘的顶视图；图7B是备选托盘和容纳在其中的备用容器喷嘴的剖视图8是模块的底视图；图9是滑动环和安装环的分解透视图；图10是滑动环和安装环相互组装在预装配位置时的透视图；图11是滑动环和安装环在相互组装之后的正面透视图；图12是显示了相互间定向的标识 轴环(无备用容器)以及滑动环和安装环组件的透视图；图13是标识轴环(无备用容器)和容器释放机构的顶视图；图14是沿着图13中的剖面线14-14的剖视图，显示了相互接合的标识轴环和释放机构；图15是键控式流体分配器的示意图；图16是流体分配器操作的操作流程图；和图17是流体分配器所携带的不用手的传感器所使用的自动测距特征的操作流程图。
具体实施例方式从阅读背景技术中可以理解，分配系统的主要需求是防止竞争对手的备用容器“填塞”到制造商的分配器或由制造商授权的分销商所使用的分配器中。本文所公开的示例性系统通过促进与备用容器相关的通信装置和与分配器外壳相关的通信装置之间的数据共享来满足这种需求。数据共享包括但不限于备用容器中的材料类型；备用容器的识别码；备用容器中的浓度比；分销商的识别码；质量控制信息如制造日期和批量；泵和/或喷嘴的尺寸；与分配器相关的泵促动机构的类型；分配器位置的类型，例如饭店、医院、学校、工厂等；分配器的使用历史等等。所指的通信装置包括但不局限于条码；磁性存储介质；光学存储介质；射频标识(RF ID)标签或智能标签；以及相关的介质。当然，通信装置可由带有相连电容器的线圈组成。基于微处理器的控制器与备用容器或外壳相关联。在一个独立装置中可以使用第二控制器，以增加额外的安全等级。主控制器优选用于促进通信装置之间的数据共享。控制器基于控制器所承担的对通信装置的监测来控制许多允许使用该分配系统的操作机构。控制器还允许单个分配器接受并分配来自不止一个备用容器的材料，或者允许控制不止一个分配器。独立装置可以是容纳在分配器外壳中的电子插塞或电子键。当然，电子键可提供或不提供电源、第一或第二通信装置以及控制器。前述特征和选项可根据分销商或制造商所需的安全特征适当地进行选择。本文所公开的分配器可利用操作机构如推杆机构或“不用手的”机构来分配一定量的流体。推杆机构通过使用者推动操纵杆来进行操作，该操纵杆可促动备用容器所携带的泵机构，从而分配出经计量的流体。“不用手的”装置利用了传感器，在美国专利No. 6390329中公开了其一个示例，该专利通过引用结合于本文中，其中传感器检测人手的存在，然后分配出经计量的流体。操作机构还可包括任何锁定件，其允许接触到携带了备用容器的外壳。换句话说，可使用锁定件或一组锁定件来防止接触到备用容器。如果是这样的话，那么如果控制器阻止了锁定机构的解锁，分配系统就不会起作用。或者，控制器可与能够控制与备用容器相关的泵的机构协同工作，其中通信装置的不兼容可阻止泵被促动。为了操作不用手的分配器和其它可提供状态信息的分配器，已经知道可在流体分配器外壳中提供电源，例如低压电池。因此，包含在流体分配器中的电池可用于操作特定分配器的控制器和显示屏。换句话说，可采用内部功率来读取设有键的通信装置或备用容器。在该备选实施例中，如前所述，功率可由插入到分配器中的电子键从外部来提供。这一特征节省了为每个分配器提供电源以及与更换耗尽电池有关的成本。上面列出的特征为分配系统提供了显著改善的操作特征。当然，通信装置的使用和其由控制器促进的信息交换不仅可提供系统的选择性启动，而且可以提供系统的监测。通过收集其它系统信息，就可满足分配器的使用者、分销商和制造商的需求。例如，可以确定分配器的使用频率和操作的高峰时间，以及在指定时期内的使用情况等。如将从以下详细讨论中可理解的那样，可以许多组合形式来使用不同实施例的各种特征，并且可用于一个或多个分配器。因此，将参考下述详细描述和附图来阐述优选实施例。利用近场频率响应键、电子锁定系统和内部电源的流体分配系统 现在来看图1-17，可以看到根据本发明的分配系统和相关使用方法大体上以标号100标示。在该特定实施例中,采用近场频率响应系统来在每次促动分配机构时检查所插入备用容器的标识。系统100采用了由背板(未示出)所携带的外壳102 (以虚线所示)。外壳盖104可相对于背板选择性地运动。盖子104可铰接、锁定或以其它方式连接在背板上，从而允许更换备用容器并保持外壳的内部运行。还应当理解，盖子之间的锁定机构可由电动机来驱动。在图IA中显示了外壳盖104的详图。盖子104包括观察窗105，使得如果需要的话可以观察到分配器100的内部。从外壳中还延伸出了 LED指示器106，其中指示器106发光表示分配器在工作，而LED不发光表示分配器不在工作。盖子104还包括台阶形的喷嘴壁107，其提供了喷嘴孔108。壁107构造成可提供一组台阶形的半圆环，其用来指示使用者将其手放在何处以接收经计量的流体。如果需要的话，可在台阶形喷嘴壁上提供标志，以进一步帮助使用者放手。在外壳中容纳了具有标识轴环112的备用容器110。容器110和轴环112 —起由模块120所容纳。模块120包括电池舱122，其携带用于为电动机124提供动力的电池或多个电池，电动机124也由模块来保持。还应当理解，可以直接为模块120供电，但通常认为优选使用电池。泵促动器126也由模块120携带，其用于按照后文将详细介绍的方式与备用容器相接合。泵促动器包括与电动机124相连的连杆和传动组件。备用容器大体上以标号110标示，并且在图2中显示为处于未安装位置，而在图I中处于安装位置。容器110包括盒体130，其保存了将由系统分配的材料。材料可以是如最终应用所需的流体、洗液、气溶胶、粉末或颗粒。颈部132从盒体130中向下延伸出来，而喷嘴134从颈部132中延伸出来。泵机构136与喷嘴134相关联，并由轴向运动来促动。泵机构可提供径向延伸的喷嘴缘边137。本领域的技术人员应当理解，泵机构136可以是泵顶或其它通常用于从可收缩盒体中分配出材料的促动装置。泵机构和喷嘴一起称为分配接口。当然，该接口是备用容器等中的携带了可分配材料并与分配系统外壳共同来起作用的那一部分。换句话说，接口允许容器容纳在外壳中，并有助于分配任何形式的材料。从颈部132中延伸出至少一个定向接头138。当然，颈部可包含两个沿直径彼此相对的定向接头138。然而，可以调整接头138的方位，以便接受不同类型的轴环112。颈部132还提供了锁定边139。图2A显示了模块120的一个备选实施例。在其它图中显示的模块和图2A所示模块120之间的显著差异在于，泵促动器126完全包围了泵机构。模块120带有下面将详细讨论的控制电路，其包括用于容纳电子键412的键孔。键412可以标上色码或以其它方式来标识，以允许对带有相应可视标识的备用容器与键相兼容的情况进行视觉确认。轴环大体上以标号112标示并优选在图2和3中显示，其与备用容器相关联，用于标识将在特定分配系统中使用的容器。轴环112包括与内表面142相对的外表面140。轴环112具有从中延伸穿过的轴环孔144，在将轴环安装到颈部132上时该轴环孔与喷嘴134同轴。外表面140和内表面142在轴环112的下侧处通过倒角的喷嘴边缘146相连，并在顶侧处通过颈部边缘148相连。在颈部边缘148中形成了一对相对的凹口 150，它们对准以容纳由容器提供的相应定向接头138。多个内部卡子152从内表面142中径向向内地延伸 出来，并在颈部132穿过孔144时被颈部132偏转。当颈部132运动得足够远时，卡子152的下侧靠在锁定边139上。因此，轴环112将其自身固定在颈部132上，并且一旦安装好就很难移开。换句话说，当轴环112安装在容器上时，凹口 150与接头138对准，从而使卡子与颈部和/或盒体130上的相应表面接合。在外表面142上的喷嘴边缘146和锁定边139之间设有携带了标识部154的沟槽153。此处所用的用语“标识部”指与盒体相关的标签、标记或其它区别性特点或特征。标识部允许对盒体中的材料和相关的泵机构进行标识。标识部154携带有位于塑料或其它类型盒体中的键156。键156包括标识线圈158，如图15所示，其端接有标识电容器160。标识环154包括尺寸适合于由模块120容纳的外径162。可将标识环154标上色码，或提供某些其它的标志，从而提供与键412相匹配的可视配合。换句话说，虽然键提供了电子式保证备用容器可被确认用于特定分配器的方法，但是键412和环154的色码可提供不兼容问题的直接视觉指示。外表面140包括周向锁定凸棱168,其可以将要介绍的方式与模块120相互作用，以便固定住备用容器110。锁定凸棱168包括设置在标记环154和卡子152之间的前缘170。锁定凸棱168还提供了朝凹口 150延伸的后缘172。锁定凸棱168周期性地由开孔中断，更具体地说由对准槽174中断。在这个实施例中只需要一个对准槽，但是应当理解，可以使用多个对准槽。而且，单个对准槽174基本上与其中一个凹口 150对准。因此，当标识轴环连接在备用容器上时，对准槽便相对于容器适当地定位。锁定凸棱168还包括多个斜槽174，其均匀地设置在锁定凸棱168的周围。在该实施例中，锁定凸棱提供了三个斜槽174，但是也可使用两个、四个或更多个斜槽。每个斜槽174由锁定凸棱168中的一对相对斜边178来限定。应当理解，斜边以从前缘向后缘延伸的方式逐渐变细并且彼此相对，使得斜槽在前缘处比在后缘172处更宽。现在参看图4-8，可以看到模块120构造成可选择性地携带并固定备用容器110，同时还执行对终端使用者的手的检测，确定容器110与分配器外壳的兼容性，并且移动泵促动器126，以便经由喷嘴134来分配盒体130中的材料。模块120提供了主体190，其包括用于携带电池的电池舱122、用于携带通信系统(待讨论)的电路外壳194、用于检测使用者的手的红外传感器195，以及齿轮箱196或传动组件，其携带有电动机124和适当的连杆以驱动泵促动器126。虽然传感器可以是能够在无机械性刺激下检测目标物存在的任何类型的传感器，但该实施例采用了红外传感器。如下所述，传感器195进行自检，从而针对分配器所处的相对环境来进行调整。主体190还携带有容器释放机构200，其用于接收备用容器并将其固定在模块120中。容器释放机构200允许在使用期间插入并固定备用容器，在这一期间将容器有效地锁定住。这种机构提供了对操纵杆的促动，以允许在将容器内容物完全分配出之后收回容器。现在参看图9-14，可以看到大体上以标号200标示的容器释放机构。该容器释放机构包括固定在主体190上的安装环210，以及可旋转地容纳在安装环210上的滑动环212，滑动环212与安装环210共同作用，以便在接收备用容器时对准并有效地固定备用容器。当使用者促使滑动环旋转时，滑动环212还允许释放容器。环210和212还提供了与标识轴环的相互作用，从而使分配系统起作用。如在图9中最佳地示出，安装环210包括镶边(band) 214，其具有从中穿过的镶边 孔216。镶边提供了与内表面220相对的外表面218。表面218和220在其相应末端处通过容器边缘222相连，该容器边缘222与主体边缘224相反。在内表面220上形成了内台阶226，如将在后文中所述，内台阶226可为标识部154提供支承面。对准肋228轴向沿着内表面220从内台阶226上延伸出来。对准肋最终容纳在标识轴环112的对准槽174中。镶边214的外表面218提供了多个锁定通道230，其中这些锁定通道230从容器边缘中轴向地延伸出来，之后横向地延伸。具体地说，锁定通道包括与横向孔234相邻的轴向通道232。滑动环凸肩236从外表面218中径向地延伸出来，并且限定了通道232和孔234的底面。因此，通道232由轴向通道端壁238限定，该端壁238基本上垂直于轴向通道侧壁240。通过类似的方式，横向孔234由横向孔侧壁242和横向通道端壁244形成，其中横向通道端壁244从滑动环凸肩236中垂直地延伸出来。如图14最佳地显示，紧接在滑动环凸肩236之下设有接收环246，其形成于凸肩和主体边缘224之间。在接收环246周围设有可封装在塑料中的接收线圈248。接收线圈248是在环246周围缠绕了预定圈数的导线，并且导线的两端从线圈248中延伸出来以与通信系统相连。间隙面249从接收环246中进一步轴向延伸，并且形成了外表面218的一部分。紧接在间隙面249之下设有发射环250，其终止于主体边缘224处。在发射环250的周围缠绕了发射线圈252，其也具有预定的匝数，并且线圈的末端从中延伸出来以与通信系统相连。因此应当理解，接收线圈248和发射线圈252之间的间隙面249形成了线圈间隙256。这一间隙主要由在将备用容器插入到释放机构200中时标识线圈158的定位来限定。标识线圈与接收及发射线圈之间的相互作用的细节将随后展开讨论。安装缘边258从主体边缘224中径向延伸出来，其与主体190对准并配合。安装接头260从外表面中、并通常从接收环246的上方延伸出来，其径向向外地延伸，从而允许将释放机构连接在主体190上。滑动环212包括外表面262和内表面264。外凸棱266在外表面262的一边处径向向外延伸出来。推杆270从外表面262中延伸出来，其中推杆270的背面包括弹簧按钮272。多个对准锁定部274从内表面264中径向向内地延伸出来。在该实施例中使用了三个对准锁定部，但是应当理解，可以使用任意数量的对准锁定部，只要该数量与安装环210所提供的锁定通道230的数量相对应。各对准锁定部274都具有锁定斜面276，其以一定的角度从环底朝环顶延伸。应当理解，内表面264的内径略大于镶边214的外表面218的另
一直径。现在来看图10和11，可以看到，滑动环212轴向地和可滑动地容纳在安装环210上。具体地说，可以理解，对准锁定部224与相应的锁定通道230尤其是轴向通道232对准。因此，滑动环凸肩236可在外凸棱266上旋转。如图11最佳地显示，可以理解，之后可逆时针转动滑动环，以便使对准锁定部274容纳在横向孔234中。在对准锁定部274容纳在横向孔234中时，横向孔侧壁242将对准锁定部固定住，并防止滑动环沿轴向脱离安装环。在将滑动环装配到安装环上之后，可将释放机构安装到主体190上。在详细说明了模块120以及其与释放机构的关系之后，将讨论在释放机构中容纳标识轴环的细节。回过来看图4-8，可以看到，模块120包括大体上以标号190标示的主体。该主体包括后壁300，其提供了用于容纳安装环的安装接头260的接头孔302。一对相对的侧壁304从后壁300中大致垂直地延伸出来。安装缘边306从后壁300和侧壁304中延伸出来，并构造成可容纳在由镶边214所提供的安装通道258中。安装缘边306提供了发射线圈台阶308，其在发射环250处支撑在安装环上。接收线圈台阶310从发射线圈台阶308中大致垂直地延伸出来，而从接收线圈台阶310中延伸出凸棱台阶312。滑动环通道314从其中一个侧壁304中延伸出来。因此，所有这些台阶和通道都与安装环和滑动环的外环和线圈相适配，使得释放机构受到主体190的滑动式支撑，并且可将安装接头260容纳在接头孔302中。应当理解，安装接头在插入到孔中时发生局部偏转，并且在穿过后壁300的厚度时允许模块120保持住释放机构。当完成插入时，对准肋和滑动环定位成使得锁定斜面处于只允许滑动环部分旋转的位置，这样，锁定斜面再也不会与轴向通道238对准。因此，一旦将释放机构安装在模块中，滑动环就固定住，并且只能旋转过由横向通道的长度所限定的有限量。这可通过推杆270在一个旋转方向上受到主体190的制动，并且锁定通道在另一旋转方向上承靠在横向通道端壁244上而进一步得到促进。后壁300包括一对相对的轨道孔320，其容纳了泵促动机构126。后壁还提供了从中穿过的齿轮孔322，其容纳了齿轮箱196的部件。如图5最佳地显示，大体上以标号196标示的齿轮箱或传动组件携带了具有可旋转的电动机轴330的电动机124。一组齿轮可通过电动机轴而进行旋转运动，从而促动或移动泵促动器126。具体地说，电动机轴330提供了轴齿轮332，其与可驱动内齿轮B 336的内齿轮A 334相啮合。内齿轮336还与循环齿轮338相啮合，其提供了凸轮面340并还提供了凸轮促动器342。传动齿轮344与循环齿轮338直接相连，并提供了延伸到齿轮孔322中的传动销346。微型开关349与循环齿轮相连，更具体地说，微型开关的触头靠在凸轮面340上。当循环齿轮338旋转时，凸轮促动器343促动微型开关，产生合适的电信号，使得系统知道循环齿轮何时完成了完全的旋转。如图2、4和6_8最佳地显不，泵促动器126包括大体上以标号350标不的托盘。一对相对的滑动轨道352从托盘350的两侧延伸出来，并且可滑动地容纳在轨道孔320中。托盘350包括传动壁354，其具有从中穿过的传动槽356。可以看到，从传动齿轮344中延伸出来的传动销346容纳在传动槽中。喷嘴板358从传动壁354中垂直地延伸出来，并且提供了喷嘴孔360。简要地说，当备用容器定位在释放机构中时，喷嘴孔360与泵机构138 相接合和/或通过泵机构138形成接合。因此，当促动通信系统以启动分配循环时，其使电动机轴旋转，从而在合适的方向上驱动齿轮，并因而使传动销346绕传动齿轮344旋转。当传动销346旋转时，它与传动槽356相接合，并使传动壁354在上/下方向上移动。当这种情况发生时，喷嘴板在相应方向上被上下驱动，从而与泵机构136相接合，从而将所需量的流体分配到喷嘴134之外。为了完成释放机构在模块120上的装配，应当理解需将弹簧370插入到操纵杆按钮272和主体190之间。当然，也可使用其它偏压机构来相对于主体壁偏压滑动环。现在来看图7A和7B，可以看到大体上以标号350’标示的备选托盘。托盘350’以与托盘350大致相同的方式工作；但是，托盘350’提供了对喷嘴的上行冲程或分配周期的正向作用，还在分配出一定量的流体之后对返回或下行冲程的正向作用。如同在前一托盘实施例中一样，托盘350’包括一对相对的滑动轨道352’，它们通过传动壁354’彼此相连。滑动轨道352’可滑动地容纳在轨道孔320中。传动壁354’提供了可容纳销346的传动槽356’。喷嘴板358’从传动壁354’中垂直地延伸出来，而喷嘴轴环361从喷嘴板358’中延伸出来。类似于喷嘴孔360那样，喷嘴孔362延伸穿过喷嘴轴环361。当安装备用容器时， 从备用容器中延伸出来的喷嘴容纳在喷嘴孔362中。多个提升叉齿363从喷嘴轴环361中径向向内延伸出来，它们在安装好备用容器时处于喷嘴缘边137之下。通过类似的方式，多个推压叉齿364从喷嘴轴环361中径向向内延伸出来；然而，这些推压叉齿只围绕着喷嘴孔362的一半来设置。在安装好备用容器时，推压叉齿364处于喷嘴缘边137之上。如上所述，标识轴环112连接在备用容器110上。各备用容器由相关的标识轴环112进行特别的标识，标识轴环112具有与其相关的预定标识环。下面将更详细地讨论标识环的重要性。无论如何都要对准标识轴环112，使得颈部132和喷嘴134穿过轴环孔144进行定向。卡子152被颈部132至少部分地偏转，直到其穿过锁定边139并与之接合时为止。这样便可将标识轴环固定在颈部132上。应当理解，当将标识轴环与备用容器对准时，定向接头138就与凹口 150对准。因此，对准槽174相对于备用容器110定向成使其可容纳在释放机构中。应当理解，标识轴环112可由备用容器所含流体的制造商进行安装，或者根据需要由分销商安装在另一位置。在正确地安装了外壳之后，如下所述地进行备用容器的初始装载。将备用容器110定向成使得对准槽174指向对准肋228。在进行这种初始对准之后，将斜边178恰当地定位，使其与锁定斜面276相接合。因此，当对备用容器施加轴向向下的力时，斜面276就与斜边178接合。这导致滑动环偏转，并克服弹簧370的作用而略微转动。换句话说，标识轴环的向下轴向运动导致了滑动环的部分旋转运动。这导致了锁定斜面276在相应的横向孔234中移动，直到斜面276不再与相应斜边178接合时为止。当这种情况发生时，滑动环旋转回到其初始位置，并将备用容器锁定在合适位置上。具体地说，锁定斜面276的下侧与锁定凸棱168接合并保持在其上，具体地说是靠在后缘172上。应当理解，一旦通过释放机构将备用容器固定住时，标记线圈的方向就处于平行于接收线圈和发射线圈252的平面内，具体地说，标记键就容纳在线圈间隙256中。这种对准即使在传动组件的周期性工作期间也会保持，从而开始从容器中分配流体。在完全用尽包含在备用容器中的流体之后，使用者打开外壳盖并按下推杆，使滑动环滑动式旋转。这就使锁定斜面276运动到与斜槽176对准的位置。在保持推杆上的压力并因而保持锁定斜面相对于斜槽的定位时，使用者可从释放机构中轴向地取出备用容器。之后，释放机构便准备好可容纳新的上述备用容器。应当理解，在备用容器正确地容纳在释放机构中时，机构136与喷嘴板358接合。具体地说，喷嘴孔360部分或完全地包围了喷嘴和/或泵机构136。标识键156还提供了外直径面162，当备用容器容纳在轴环孔144中时，其允许表面162相对于环面246相邻地定位。还应当理解，标识线圈156安装在线圈间隙256中，并与发射线圈及接收线圈构成同轴且平行的关系，并且均匀地设在这两者之间。应当理解，为了安装在发射和接收线圈之间，至少包括标识线圈156和标识电容器160的标识部与盒体 是间隔开的。虽然标记相对于泵机构和喷嘴同轴地定位，但是应当理解，标识部可与盒体的其它表面间隔开，只要标识线圈可与发射和接收线圈协作即可。标识线圈的优选位置在发射和接收线圈之间成平行的空间关系。除了提供线圈之间的对准之外，线圈的位置关系还可促进电池功率的有效使用以及最少使用。实际上，发射线圈要求约O. 02瓦的功率，用以在IOHz到IOKHz的频率范围内工作。该频率范围允许使用无限量的标识键。换句话说，可再细分这一频率范围以得到许多键。当然，可指定任何频率范围或带宽。这样，每个标识电容器具有处在该工作范围内的自身选择的频率范围。当然，可以使用其它的功率要求和频率范围，但是认为所选参数提供了系统100的优化操作。还应当理解，使用与发射和接收线圈相关的间隔开的线圈使其配置成可用于任何可分配的产品。例如，通过从间隔开的标记线圈中延伸出来的托架可固定一卷纸巾。托架与外壳形成接口并保持住发射线圈和接收线圈，并且当接收到恰当信号时，可以分配出恰当长度的纸巾。现在来看图15，可以看到，系统100包括通信系统400，其包括发射线圈和接收线圈。系统还包括有控制器402，其包括用于实现该通信系统的必要硬件、软件和存储器。键412与控制器402相连，在该优选实施例中，键412是采用印制电路板形式的数字键，印制电路板带有指定的互连部分，其提供了可与发射/接收线圈所产生的值或标签进行比较的基准值。或者，键可以是电容值与标识电容器160的电容值相匹配的电容器。应当理解，还可采用允许励磁线圈的“调制频率”与控制器中的相应值匹配的任何电气元件来使系统100起作用。这个相应值可通过对所检测的频率应用数学函数或运算来得到，从而确认其在系统100中的使用。在本实施例中，认为可使用高达10个不同的电容值，并且相应的数字键或键的电容值与控制器相连。为了促进装配工艺，可根据电容器160的电容值来对每个轴环112和/或电子键412标上色码或凸起的指示标记。这便提供了可容易辨认的视觉指示，指示出哪个轴环备用容器与任何给定分配器相关联。控制器402提供了对电动机和显示屏413的操作控制，显示屏413是可提供操作信息的液晶显示屏，或者如果需要的话也可以是其它低成本的显示屏。现在参看图16，图中大体上以标号420标示了操作流程图，其显示了用于制造分配系统和备用容器以及利用通信系统400的操作步骤。该流程图包括一系列制造步骤和一系列备用替换和操作步骤。关于制造步骤应当理解，键电容器412与控制器402相连，并与分配单元一起运送给特定的分销商。在步骤424中，制造商制出许多备用容器和预定量的带有适当电子键的标识线圈，具体地说是带有相连标识电容器的标识线圈。这样就可制出并存储大量的通用型备用容器。在下订单时，在步骤426中，仅通过将带有指定键的轴环安装到备用容器的颈部上，就可使合适的电子键与备用容器相关联。接着在步骤428中，将装配在一起的备用容器和电子键运送至合适的分销商处。这便结束了制造步骤。对于操作步骤来说，分销商收到带标识键的备用容器，并在步骤430中将它们安装到指定外壳中。当接下来通过红外传感器或促动推杆而检测到分配事件时，如果合适的话，控制器便产生信号以激励发射线圈，其产生可由标识线圈156检测到的场。在步骤432中，与线圈相关的电容器160又产生唯一的电子标签，其可由接收线圈248检测到。之后在步骤434中将这种近场频率响应送回到控制器310，以便与键电容值412进行比较。如果这些数据匹配并被视为相互间兼容，那么在步骤436中控制器允许促动电动机124，并且分配出经计量的材料。然而，如果控制器没有检测到匹配信号，那么在步骤438中不会促动电动机，并且装置也不起作用。—旦正确地安装了备用容器且线圈定位成彼此靠近，那么就可以开始使用分配系统。在该实施例中，使用者仅需将其手放在可由红外传感器195检测到的位置。当在传感器195的下方检测到物体时，就将合适的信号发送给通信系统400，具体地说是控制器402。如上所述，线圈被激励，并且如果接收线圈处于范围内并检测到有效信号，那么控制器就通过旋转电动机轴330来启动分配循环。这导致包括各个齿轮332-338在内的传动组件形成 啮合，从而使凸轮面340知传动齿轮344开始旋转。传动销346的旋转导致托盘在上/下方向上运动，其通过与喷嘴的接合而导致分配流体。可对通信系统进行编程，以允许循环齿轮多次旋转，这样，当在红外传感器下方只检测到物体一次时，可启动多次分配循环。这一计数由与微型开关349相接合的凸轮促动器来保持。在使用备选托盘实施例的情况下，如前所述，传动销346导致托盘在上/下方向上移动。然而，这个实施例的区别在于，当分配循环开始时，提升叉齿与喷嘴缘边137的下侧接合，而在分配循环结束时或者喷嘴缘边处于上行冲程中时，推压叉齿364与喷嘴缘边137 的顶侧接合，并将喷嘴往其初始位置向下推。应当理解，这一实施例是有利的，因为泵机构和/或喷嘴返回其初始位置，从而能保证分配循环的正确次序。而且，已经发现通过使喷嘴返回其初始位置，在泵机构中可保持较少的材料，从而不会有过多或残留的流体干扰分配机构的操作。在图17所示的流程图中显示了分配系统的又一特征，其大体上以标号500标示。该步骤次序与红外传感器195的操作相关，并且保证分配系统的定位适合于其所安装的不同反射环境。应当理解，分配系统可能会安装在贴有瓷砖的浴室设施中，因此瓷砖的反射面可能会无意中触发了不用手的传感器的促动作用。瓷砖的反射性质会根据分配系统所暴露于的环境光、荧光或其它类型光的量而有所变化。因此，与控制器402相连的红外传感器会周期性地执行自动测距的例程，以保证分配系统在变化的环境光线条件下能正确工作。在第一步骤502中，红外传感器发出红外能量。接着在步骤504中，控制器观察到由传感器所接收到的返回信号，并确定是否检测到目标物。如果没有检查到目标物，那么在步骤506中传感器增加所发射的红外能量的大小，处理返回步骤502。回过来看步骤504，如果检测到目标物，那么控制器前进到步骤508，以确定检测到目标物是否超过了 10秒或某些其它预定的时间周期。如果检测到目标物没有超过10秒，那么处理返回步骤506，并再次增加红外能量。然而，如果在步骤508中确定检测到目标物超过了 10秒或某些其它预定的时间周期，那么在步骤510中将减小其功率，直到不再检测到目标物时为止。当完成步骤510时，处理在步骤512中返回到其正常的工作模式。
基于上述步骤可以理解，由控制器和红外传感器执行的自动测距的逻辑例程允许自动地调节分配系统所使用的所需目标范围。因此，这一特征在保证分配器在各种周围环境光线下都能正确工作的方面是有利的。基于上述内容可以容易地清楚本发明的优点。具体地说，这种结构可消除机械键，并且通过使用电子键而减少了机械键的库存。电子键的维护容易得多，而且更容易保存在库存中，使其可根据需要来使用。这种结构还极大地降低了竞争对手将未经认可的备用容器“填塞”到分配器外壳中的能力。这可通过选择发射和接收线圈以及标记线圈来实现。本发明的另一优点在于，线圈可容易地构造成可与备用容器一起使用，并作为释放机构的一部分。因此，可以看到，通过上述结构及其使用方法可以满足本发明的 目的。虽然根据专利法，本文只显示且详细介绍了最佳方式和优选实施例，但是应当理解，本发明并不局限于此。因此，为了理解本发明的真实范围和广度，应当参考下述权利要求。
权利要求
1.一种分配系统，包括 备用容器，其具有从中轴向延伸出来的分配接口； 设置在所述分配接口周围的标识轴环； 用于可拆卸地容纳所述标识轴环的模块，当认为所述标识轴环与所述模块相兼容时，所述模块可选择性地促动所述分配接口 ；以及 由所述模块携带的用于轴向地容纳所述标识轴环的容器释放机构，所述容器释放机构包括 具有外表面和相对的内表面的安装环，所述安装环具有横向孔以及至少一个与所述横向孔相邻的轴向通道，所述安装环的外表面具有滑动环凸肩；和 滑动环，其由所述安装环可旋转地容纳，并且由所述滑动环凸肩来支撑，所述滑动环包括至少一个具有锁定斜面的对准锁定部，所述对准锁定部可滑动地容纳在所述横向孔中； 所述滑动环被偏压成使得所述锁定斜面保持在离所述轴向通道最远的位置，使得所述滑动环在容纳所述备用容器和所述标识轴环时发生偏转，其中，当所述滑动环发生偏转时所述滑动环保持住所述备用容器。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述容器释放机构具有对准肋和槽中的其中一个，其可与由所述标识轴环所携带的所述对准肋和所述槽中的另一个相匹配。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述安装环的内表面具有所述对准肋；并且 其中，所述标识轴环包括周向锁定凸棱，其具有用于容纳所述对准肋的所述槽，以及至少一个具有斜边的斜槽，当将所述备用容器插入到所述容器释放机构中时，所述斜边与所述锁定斜面相接合。
4.根据权利要求I所述的分配系统，其特征在于，所述模块还包括 传动组件，其具有可环形式运动的销； 具有传动壁的托盘，所述传动壁带有可容纳所述销的从中穿过的传动槽，所述托盘包括具有从中穿过的喷嘴孔的喷嘴轴环，所述喷嘴轴环具有径向向内延伸的多个推压叉齿和多个提升叉齿； 所述分配接口具有容纳在所述喷嘴孔内的喷嘴缘边，在分配循环期间所述提升叉齿与所述喷嘴缘边相接合，在返回循环期间所述推压叉齿与所述喷嘴缘边相接合。
5.根据权利要求I所述的分配系统，其特征在于，所述模块还包括 传动组件，其具有可环形式运动的销；和 具有传动壁和喷嘴板的托盘，所述传动壁带有可容纳所述销的从中穿过的传动槽，所述喷嘴板从所述传动壁延伸，并且所述喷嘴板具有喷嘴孔，以容纳所述分配接口。
6.根据权利要求I所述的分配系统，其特征在于，还包括 至少部分地封闭所述备用容器和所述模块的外壳盖，所述外壳盖具有可滑动地支撑所述安装环和所述滑动环的多个台阶。
全文摘要
公开了一种分配系统，其利用与备用容器相关的电驱动式键装置和/或识别码来取消对机械键的需求。这种系统利用近场频率响应来确定备用容器是否与分配系统相容。具体地说，备用容器设有端接了多个电容器中之一的线圈。该容器容纳在外壳中，外壳提供了一对与所安装的备用容器线圈形成一定空间关系的线圈。通过激励其中一个外壳线圈，另一线圈便可检测由容器线圈所产生的唯一电子标签。如果该标签是可接受的，那么分配系统就可以分配出一定量的材料。这种系统还提供了独特的锁定机构来固定容器，并保证所有线圈的定位。
文档编号B67D7/10GK102700842SQ20121005927
公开日2012年10月3日 申请日期2005年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者A·R·雷诺, M·E·罗森克兰茨, P·沃特霍斯 申请人:约瑟夫·坎弗