专利名称：自动售货机的分配器溜槽的制作方法
自动售货机的分配器溜槽 相互参照的相关申请本申请请求享有序列号为60/701,269的美国临时专利申请的优先权， 其内容作为参考结合于本申请中，本申请是序列号为11/421,935的美国专 利申请的继续，其内容亦作为参考结合于本申请中。
背景技术：
以往，自动售货机被用来分配饮料。在一种常用的结构中，饮料罐或 玻璃瓶或塑料瓶被堆在一些竖直或偏置-竖直的柱形部分(columns )内并从 柱形部分的底部分配到在柱形部分下方的集中区(holding area),顾客可从 该处获取饮料。通常，用漏斗型分流器将饮料转移到集中区部位同时防止 饮料罐在下落过程中被损坏。这种结构要求柱形部分比售货机的高度短， 使饮料可下落到在柱形部分下方的集中区内。结果，在集中区浪费了可用 于提高容量的贮存空间，这是不希望的，因为对自动售货机行业而言，优 选在给定尺寸的售货机中制品的容纳量最大以使销售最大化和制品再进货 之间的时间间隔最长。另外，混合有一般的点心和糖果的制品的自动售货机具有一些放置在 螺旋轴的每次转动(revolution)之间的制品的水平柱形部分的实际使用溜 槽(utilized trays )。轴作一次转动可强制靠近螺杆端部的物品向前运动并从 螺旋轴处分离。通常，制品将从溜槽的前面下落到顾客可接近的集中区内 以取出物品。集中区必须低于最低的溜槽使物品可下落到集中区内。结果， 与集中区相关的空间未被用于贮存制品，于是浪费了一些可用空间。此外， 螺旋轴并不特别适用饮料罐。另一类自动售货机，例如在授权于Rudick等人的美国专利6,556,889 号中所示出的那样，使用了一种升降器来接收从倾斜的溜槽中下落的制品。 制品借助重力下滑到可运动到邻近溜槽位置的升降器内。处于最低的饮料 和升降器之间的致动器可选择地允许饮料进到升降器内。然后升降器运动 到第二位置，在该位置升降器内的传送带将饮料传送到升降器的一侧，从那里再将饮料传送到升降器所述侧的集中区内。但是，因为专利'889所描 述的自动售货机使用倾斜的搁架，浪费了自动售货机的一些竖直容积。而 且，因为制品的分配依赖于倾斜的搁架，如果坡的斜度不足以使制品的柱 形部分同时运动(尤其在制品溢出(或散落)导致溜槽发粘时)或当制品 很重时(例如大玻璃瓶)和对制品分配致动器施加太大的力时可能发生制 品卡住的现象。因此，需要一种自动售货机，尤其是一种饮料自动售货机，其不浪费 用于输送制品的集中区的空间或用于制品的为将制品输送给顾客要求溜槽 倾斜的溜槽空间。发明内容本发明提供了 一种在自动售货机内使升降器运动到制品位置以从制品 位置接收制品的方法，该方法包括以下步骤提供与每一制品位置相关的 指示器；提供与升降器相关的传感器；首先使传感器运动到靠近所述指示 器之一的预期位置的位置；然后搜索指示器的实际位置。本发明还提供一 种实现该方法的设备。
图1为本发明一实施例的自动售货机溜槽的前部透视图； 图2为图l所示的自动售货机溜槽的局部放大图； 图3为本发明一实施例的部分拆卸的自动售货机溜槽的前部透视图； 图4为本发明一实施例的部分组装的自动售货机溜槽的前部透视图； 图5为本发明 一 实施例的两个未联结的自动售货机溜槽的前部透视图； 图6为本发明一实施例的两个联结的自动售货机溜槽的前部透视图； 图7为本发明一实施例的盘上盛有制品的两个联结的自动售货机溜槽 的顶视图；图8为本发明一实施例的部分组装的自动售货机溜槽的后部透视图； 图9为本发明一实施例的与盘一起使用的、带有缩进的制品分配器驱动部分的升降器的部分示意图；图10为本发明一实施例的与盘一起使用的、带有伸出的制品分配器驱动部分的升降器的部分示意图；图11为本发明一实施例的部分组装的与盘一起使用带有缩进和伸出的制品现状指示器的自动售货机溜槽的前部透视图；图12和13的图形示出了本发明一实施例的升降器的定位过程。
具体实施方式
虽然本发明可以有很多不同形式的实施例，此处仅对附图所示的本发 明的优选实施例进行详细描述，应理解的是，可将本公开视为本发明原理 的一示例，它不是将本发明的宽保护范围限制于所示出的这些实施例中。参考图1,本发明涉及一种自动售货机分配器溜槽10。虽然没有任何 情况可阻止将本发明应用于非饮料物品，溜槽IO最适用于出售如苏打水、 水、果汁之类的饮料品。溜槽IO具有前部11并包括一些行12,这些行由 联结到带有前部17的基底16的直立壁14限定。如图2所示，在壁14的 端部18处联结有一对弹性臂20。两个弹性臂20从每个壁14伸出，因此从 相邻壁14伸出的 一对臂20共同起作用以便至少部分地阻塞每行12的端部。 位于形成在基底16的每行12内的通道13内的是螺旋拧入制品止挡或驱动 件24中的带螺紋的轴22。如图3和4所示，每根带螺紋的轴22具有位于靠近基底16前部17的轴28还限定出光滑的外部表面32。在基底16的前部17中还设有围绕可转 动的弹簧轴36缠绕的长条螺旋弹簧(linear coil spring ) 34，该螺旋弹簧与 驱动轴28相邻。弹簧34的一端被联结到驱动轴28,弹簧34的另一端被联 结到弹簧轴36。驱动轴28和弹簧轴36分别被安装到基底16上装入驱动轴 孔38内和弹簧轴销40上。当驱动轴28顺时针旋转时，弹簧34围绕驱动 轴28的光滑外表面32缠绕，而当弹簧巻34展开时弹簧轴36逆时针转动。 但是，因为弹簧34以相对于弹簧轴36相反的方向围绕驱动轴28缠绕，弹 簧34的自然偏置导致阻止弹簧34被缠绕到驱动轴28上。因此，弹簧34 的自然偏置逆时针地推动驱动轴28。如上所述，制品驱动件24被螺旋地拧到螺紋轴22上。因为驱动轴28 被逆时针推动，驱动轴28通过啮合的齿轮26和30顺时针地推动带螺紋的 轴22。带螺紋的轴22被顺时针推动的结果是将制品驱动件24推到行12的 前部11。参考图5,基底16的右侧42限定出互锁指形部分44,基底16的左侧 45限定出互锁指形部分46。如图6所示，当基底16的左侧被带到紧邻的 另一基底16的右侧时，这些指形部分互锁，使两个基底16锁定在一起构 成较大的溜槽10。在本优选实施例中，溜槽包括两行12。因此，通过将基底16锁定在一 起，可将由任何偶数行12构成的较大溜槽10用于各种尺寸的自动售货机 内。当然，本发明不限于任何规定数量的行，在不超出本发明范围的前提 下，溜槽内可采用较多或较少的行，例如，以锁定在一起的单一的行为基 础而形成较大的溜槽。为了使用本发明的装置，基底16被互锁在一起以形成适用于具体自动 售货机的合适宽度的溜槽10。如图7所示，在自动售货机内还设有带多行 的溜槽，这些溜槽10的行12装满需出售的制品100。制品100可具有大到 与行12的宽度一样大或小到略大于行12的宽度的一半的各种不同尺寸。 为了将制品维持在靠近行的前部，制品驱动件24邻近最后面的制品100, 通过弹簧34所提供的力抵消溜槽10的前部11上的弹性臂20的力在行12 内推动制品100。制品100以这种方式等待被售货机出售。达到出售制品100的时间时，如图8所示，升降器102运动到期望的 制品行12以便售出。升降器102包括用于保存被出售的制品并将该制品运 送到顾客拾取台(未示出)的杯形部分。升降器102通过先运动到自动售 货机内用于制品的行12的预期位置以确定需出售制品的准确位置。但是， 由于自动售货机拒因被放置在不平的地面或仅因制造误差而歪置时，预期 位置可能不是载有需出售制品的行12的精确位置。为了找到精确位置，升 降器102开始搜索预期位置区域，直到由升降器102携带的如霍尔效应(Hali Effect)传感器或簧片开关之类的传感器103找出如磁铁之类的指示器105 的位置为止，这样可使指示器105相对于每行12的位置定位。 一旦升降器 找到了与行12相关的指示器，升降器102内的电动机械装置(未示出)使 制品分配器驱动部分104从缩进位置(图9)伸到伸出位置(图10)。制品 分配器驱动部分104具有与驱动轴28的形状共同起作用的形状并与驱动轴 28啮合使其转动。通过升降器102使驱动轴28旋转时，制品驱动件24向 制品100施加使之朝向升降器102并经过弹性臂20的力。 一旦制品100经 过弹性臂20,制品进入升降器102而升降器102的制品分配器驱动部分104停止转动。然后，升降器102的制品分配器驱动部分104缩进而升降器102 取出制品100分发给顾客。可选的是，如图ll所示，可将检测涉及制品驱动件24的指示器48存 在的传感器103设置在升降器上。当制品IOO被定位在行12内时，指示器 48缩进而不能被该传感器检测到。在这种情况下，自动售货机确定制品100 仍被保留在特定的行内。当制品100不再位于行12内时，指示器48伸出 并被传感器检测到，于是，在试图出售该制品前检测到没有制品100并提 示顾客选择其他制品。或者，不直接检测制品的存在或不存在，制品升降器102可试图出售 制品，如果在预定时间段内没有分配制品100,自动售货机将确定行内没有制品。若指示器105为磁铁，本发明的系统可通过发现磁铁的磁场中心来适 当定位升降器102，以发现需分配制品的精确位置(使制品分配器驱动部分 104和驱动轴28适当对准)。该系统通过首先运动到被选制品的预期的X/Y 坐标的左或右的约0.320〃的位置来实现这个任务。接着，使升降器102朝制 品行的预期位置运动。自动售货机记录传感器103第一次检测到指示器105 的第一位置Xa。升降器102继续运动经过指示器105直到不再检测到该指 示器为止。然后，沿反方向驱动升降器102并记录位置传感器被激励的位 置Xb。随后，自动售货机计算指示器105的X坐标的中心位置，即，Xcenter =Xa+ (Xa-Xb)/2。之后，升降器102运动到在指示器的预期Y坐标下 方约0.5〃的位置和Xcenter的X坐标。接着，升降器102向上运动直到传感 器检测到指示器为止，再运动另外的0.160"。在该处，升降器102被定位在 容许伸出制品分配器驱动部分104的位置并转动驱动轴28以出售制品。或 者，可用与X坐标的相同的方式来确定Y坐标的中心。在另一可供选择的 变型中，可通过发现指示器105的边缘并向上面的Y坐标一样运动一预定 距离来确定X坐标。在另一种寻找指示器105的中心的方法中，参考图12和13,使升降器 102运动到指示器(Y坐标)下方的位置和运动到指示器105的预期的X坐 标的位置。然后，使升降器102垂直运动横过指示器105。通过传感器103 和升降器102运动经过指示器105时检测该指示器的存在或不存在可确定 位置A和位置B。可以理解的是，指示器105的预期的X坐标可能不是该指示器的实际的X坐标，连接位置A和位置B的弦可能不经过指示器105 的中心。此刻升降器102运动到在位置A和位置B (Y坐标)与指示器105 的预期的X坐标之间的中心点。接着，升降器102向左或右运动直到不再 检测到指示器105的存在为止。之后将该位置记录为位置C。所提供的该指 示器是不变(uniform)的，检测到的三个位置A、 B和C表示沿围绕指示 器105的圆的圓周上的三个点。为了从被检测到的三个位置找到指示器的中心，系统必须寻找由三个 位置所限定的任何两根弦的垂直平分线的相交点。计算中心点的第一步是 求解用于式ax+by=c中包含的段AC和BC的直线的方程式。对于每一段， 利用以下方程式来确定常数<formula>formula see original document page 12</formula>下一步是确定用于包含AC和BC的直线的垂直平分线的方程式。这些 平分线将包含线段EO和DO。垂直平分线的方程式是-bx + ay = d 。通过 计算理想线段的中点并插入x和y的值可确定常数d,如下所示。<formula>formula see original document page 12</formula>此时，找出了垂直平分线，计算这两条线的交点。下面三个方程式被 用来计算中心点的位置。<formula>formula see original document page 12</formula>只要两条线AC和BC不平行，就可确定中心。而且，可通过圓上任何 三个点来计算中心O,而不必考虑它们的位置。因此，在一可供选择的实 施例中，系统可呈对角线地横过传感器105,且仍能计算出正确的中心点。用于记录上述位置和计算制品位置的优选构件是电路，更优选的是如 专用集成电路或ASIC之类的集成电路。将来，在本发明中可存储自动售货机指示器105的新坐标，升降器可 直接行进到新位置，或者作为优选方案，不以任何方式存储这些坐标而利确定这些坐标。由于不存储坐标，总可检测到精 确的坐标这可避免错误出售制品。当自动售货机的尺寸改变时这特別有用， 例如，由于运动自动售货机或因改变制品的重量分布而导致自动售货机的几何形状变化。尽管上面已示出和描述了一些具体实施例，在不明显超出本发明的构 思的前提下，还可作出许多改型。
权利要求
1.一种用于出售制品的自动售货机，包括机柜；设置在所述机柜内的多个搁架，每个搁架包括基底，需出售的制品可放置在该基底上，所述制品沿每个搁架成行放置，因而可从每个搁架的前面接近这些行的制品；升降器，其能在所述机柜内运动到邻近一行制品的第一个物品的位置；与每行制品相关的指示器；与所述升降器相关的传感器；适用于提供首先使传感器运动到靠近所述指示器之一的预期位置的信号的电路，该电路还适用于之后通过运动所述传感器来发现所述指示器的坐标以搜索所述指示器的实际位置。
2. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过找出 所述指示器周边上的点来确定所述指示器的中心的实际位置。
3. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所 述传感器垂直和水平运动找出所述指示器周边上的点来确定所述指示器中 心的实际位置。
4. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所 述传感器成对角线地运动找出所述指示器周边上的点来确定所述指示器中 心的实际位置。
5. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所 述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找出 所述指示器的垂直边缘，及所述电路适用于通过确定连接沿水平边缘所发 现的位置的线的中点以及连接沿垂直边缘所发现的位置的线的中点来确定 所述指示器中心的坐标。
6. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所 述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找出 所述指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定第一和第二条线的交点确定所述指示器中心的位置，所述第一条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的那些位置之一和沿Y方向运动时找出的所述位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的另 一位置和沿Y方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
7. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所 述传感器沿Y方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿X方向运动找出 所述指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定第一和第二条线的交 点来确定所述指示器中心的位置，所述第一条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的那些位置之一和沿 X方向运动时找出的所述位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的另 一位置和沿X方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
8. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，还包括 联结到所述基底、将所述行的制品分隔开的多个壁； 在所述平基底中用于容纳带螺紋的轴的通道，所述带螺紋的轴螺旋地联结到制品驱动件。
9. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，还包括至少一个联结到所 述溜槽并被偏置于基本阻塞制品从一行中离开的位置的弹性臂，当所述制 品驱动件迫使制品通过所述弹性臂时，所述弹性臂适用于弹性地偏转，致 使制品被出售，且该弹性臂适用于返回到其初始位置以阻塞该行内的下一 个制品。
10. 如权利要求8所述的自动售货机，其中，当所述升降器处于从搁架 接收制品的位置时，所述带螺紋的轴可由与所述升降器相关的制品分配器 驱动部分驱动。
11. 如权利要求1所述的自动售货机，其中，所述指示器是磁铁。
12. —种用于出售制品的自动售货机，其包括 机拒；设置在所述机柜内的多个搁架，每个搁架包括基底，需出售的制品可 放置于该基底上，所述制品沿每个搁架成行放置，致使可从每个搁架的前面4娄近这些4于的制品；能在所述机拒内运动到邻近所述制品行之一的第一个物品的位置的升降器；与每行制品相关的指示器； 与所述升降器相关的传感器；用于提供信号的构件，所述信号用于首先使所述传感器运动到靠近所 述指示器之一的预期位置并用于通过运动所述传感器以找出所述指示器的 坐标来搜索所述指示器的实际位置。
13. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过找 出所述指示器周边上的点来确定所述指示器中心的所述实际位置。
14. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使所述传感器垂直和水平运动找出在所述指示器周边上的点来确定所述指示 器中心的实际位置。
15. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使 所述传感器成对角线地运动找出所述指示器周边上的点来确定所述指示器 中心的实际位置。
16. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使 所述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确 定所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找 出所述指示器的垂直边缘，及所述电路适用于通过确定连接沿水平边缘所 找出的那些位置的线的中点和沿垂直边缘找出的所述位置的线的中点来确 定所述指示器中心的坐标。
17. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使 所述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确 定所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找 出所述指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定第一和第二条线的 交点确定所述指示器中心的位置，所述第一条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的那些位置之一和沿 Y方向运动时找出的所述位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的另一位置和沿Y方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
18. 如权利要求12所述的自动售货机，其中，所述电路适用于通过使 所述传感器沿Y方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确 定所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿X方向运动找 出所述指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定所述第一和第二条 线的交点来确定所述指示器中心的位置，所述第一条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的那些位置之一和沿 X方向运动时找出的所述位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的另一位置和沿X方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
19. 一种使升降器运动到自动售货机内的制品位置以接收来自所述制 品位置的制品的方法，包括以下步骤提供与每一制品位置相关的指示器； 提供与所述升降器相关的传感器；首先使所述传感器运动到靠近所述指示器之一的预期位置的位置；及 搜索所述指示器的实际位置。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括使所述传 感器运动以找出所述指示器的实际坐标。
21. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括借助找出 所述指示器周边上的点来确定所述指示器中心的实际位置的步骤。
22. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括借助使所 述传感器垂直和水平运动找出所述指示器周边上的点来确定所述指示器中 心的实际位置的步骤。
23. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括借助成对 角线地运动所述传感器找出所述指示器周边上的点来确定所述指示器中心 的实际位置的步骤。
24. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括借助使所 述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找出 所述指示器的垂直边缘，及所述电路适用于通过确定连接沿水平边缘找出 的那些位置的线的中点和沿垂直边缘找出的所述位置的线的中点来确定所 述指示器中心的坐标的步骤。
25. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括通过使所 述传感器沿X方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使所述传感器沿Y方向运动找出 所述指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定第一和第二条线的交 点确定所述指示器中心的位置的步骤，所述第一条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的那些位置之一和沿 Y方向运动时找出的位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿X方向运动时找出的另 一位置和沿Y方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
26. 如权利要求19所述的方法，其中，所述搜索步骤还包括通过使所 述传感器沿Y方向运动横过所述指示器找出所述指示器的水平边缘来确定 所述指示器的实际位置，所述电路适用于使传感器沿X方向运动找出所述 指示器的另一边缘，及所述电路适用于通过确定所述第一和第二条线的交 点来确定所述指示器中心的位置的步骤，所述第一条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的那些位置之一和沿 在X方向运动时找出的所述位置的线的中点，及所述第二条线垂直通过连接沿Y方向运动时找出的另 一位置和沿X方 向运动时找出的所述位置的线的中点。
全文摘要
一种使升降器(102)运动到处于自动售货机内的制品(100)的位置以接收来自该制品位置的制品(100)的方法，包括步骤提供与每个制品(100)位置相关的指示器(105)；提供与升降器(102)相关的传感器(103)；首先使传感器(103)运动到靠近指示器(105)之一的预期位置的位置；和搜索该指示器(105)的实际位置。本发明还公开了一种用于实施所述方法的设备。
文档编号G07F11/00GK101258085SQ200680032668
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者史蒂文·M·齐钦斯基, 托马斯·F·昂西克, 理查德·G·科波拉, 罗纳德·A·霍尔曼 申请人:硬币接收器股份有限公司