專利名稱：氣動自動販賣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括自動販賣機的對商品進行分發(fā)的機器，并且特別 涉及對被包裝在對稱容器中的物品或物質(zhì)進行分發(fā)的機器，所述對稱 容器例如常和單份咖啡、茶、糖、洗發(fā)水、牙膏、以及藥品和化妝品
一起使用的容器。
背景技術(shù)：
在咖啡服務(wù)業(yè)，通常用小容器供應(yīng)單人用量的咖啡、茶或者巧克 力，這些小容器被構(gòu)造為能夠容易地放入調(diào)配機。裝有大量產(chǎn)品的盒 子通常與調(diào)配機緊鄰放置，便于雇員和顧客使用。在大多數(shù)情況下， 這種類型的飲料服務(wù)由雇主提供和支付。
上述系統(tǒng)會受到濫用。低素質(zhì)的雇員可能會把少量的容器帶回家 使用。無人監(jiān)督的人也可能會試圖自己帶走一定數(shù)量的商品，例如下 班時間期間經(jīng)常進出店的維護工人和守門人。
對于提供和分發(fā)小包裝物品的這種失去控制的情況，需要尋求一 種方便的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種簡單、廉價、且有效的方法，以某種付費或可檢
驗帳目形式，為授權(quán)或者付費用戶貯藏、運送、展示和分發(fā)小包裝物 a
叩o
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式包括用于從多個物品中選擇性分發(fā)某個物 品的機器，所述多個物品被貯藏在可拆卸的倉盒中，所述倉盒由兩個
水平對齊、尺度疊置的管狀物品倉形成。每個物品倉都形成內(nèi)部通道， 所述通道的截面尺寸與其所容納的物品種類的前端和最大部分的截面 尺寸相當，例如截頭錐體狀杯子的杯蓋或者杯沿的截面尺寸。加壓流 體，優(yōu)選是鼓風(fēng)機或渦輪機所產(chǎn)生的空氣流被施加于所述通道的后部 開口，以將物品向前朝著前部的分發(fā)開口推進，在分發(fā)開口處，切換 擋板機構(gòu)能夠被即時致動，使定位于最前面的物品落出，同時使物品 隊列中的下一個物品及其后面的所有其他物品被擋住。
交叉桿致動器被用于選擇性地驅(qū)動所述擋板機構(gòu)，控制所需種類 物品的分發(fā)。物品分發(fā)的啟動必須通過下述方式在鍵盤上輸入個人 識別號碼的方式，或者通過現(xiàn)鈔、智能卡或這個兩個結(jié)合的付費的方 式。
本發(fā)明的一些實施方式提供用于可選擇性分發(fā)多個物品的機器， 其包括至少一個管狀物品倉，所述物品倉形成伸長的通道，所述通 道具有前部分發(fā)開口、后部裝載開口、與所述物品之一的最大截面相
當?shù)慕孛嬉约敖o定的內(nèi)部直徑；加壓流體源；將所述加壓流體饋送至 所述后部開口的導(dǎo)管裝置；以及切換機構(gòu)，所述切換機構(gòu)交替地允許 分發(fā)所述物品中的第一個物品，并將所述物品的隊列中緊鄰第一個物 品之后的第二個物品擋住。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述切換機構(gòu)包括可以穿過所述 前部開口、從鎖定位置移動到離開所述通道的釋放位置的第一擋板； 可以穿過所述前部開口、從離開所述通道的離開位置移動到保持位置 的第二擋板；所述第一和第二擋板被切換連接，以便交替地使所述第 二擋板移動到當所述第一擋板移動到所述釋放位置時，使所述第二 擋板移動到所述保持位置，并且當所述第一擋板移動到所述鎖定位置 時，使所述第二擋板移動到所述離開位置。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述機器還包括用于瞬時將所述第 一擋板移動到所述釋放位置且將所述第二擋板移動到所述保持位置的 裝置，并且所述裝置用于同時將所述加壓流體施加到所述背部開口； 由此，通常由所述第一擋板擋住的所述物品中的一個通過所述前部開 口排出，同時所述通道中的所述物品中的任意一個其他物品被返回到 鎖定位置的所述第一擋板擋住。
本發(fā)明的一些實施方式提供和物品中多個對稱的物品結(jié)合的機 器，每個所述物品都具有前端部分和尾端部分，所述前端部分的截面 形狀和尺寸設(shè)置得與所述通道的截面基本匹配，所述尾端部分的截面 面積小于所述前端部分的截面面積。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述機器包括裝配入倉盒的多個 所述物品倉，以及其中用于移動的所述裝置包括選擇性地切換所述物 品倉之一的擋板的裝置。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述用于切換的裝置包括交叉桿列。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述用于切換的裝置還包括驅(qū)動所 述交叉桿列的一組電磁線圈。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述機器還包括塞子，所述塞子 的截面直徑與所述物品的最大截面直徑基本相等，并且其位于所述物 品倉中每一個的最后位置上；以及用于無論所述擋板在何位置時，防
止所述塞子從所述物品倉中排出的裝置。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述倉盒能夠與所述機器分離。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述用于切換的裝置包括機電機構(gòu)， 所述機電機構(gòu)包括至少一個電磁線圈。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述切換機構(gòu)還包括軸，所述軸 以可旋轉(zhuǎn)方式鄰近所述物品倉設(shè)置；所述第一和第二擋板以不同的角 度位置從所述軸徑向突出，當所述軸部分地向后或者向前旋轉(zhuǎn)時，所 述第一和第二擋板交替地通過所述物品倉的開口穿過所述通道。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述物品倉基本位于軸向水平位置， 并且所述物品被推動通過所述通道，無需任何固態(tài)的推、拉或運送裝 置。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述塞子包括由柔性塑料制成的盤， 所述盤固定至所述塞子的背面，其直徑比所述通道的直徑略大，并且 具有若干較短的周邊徑向切口。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述塞子包括由毛氈材料制成的襯 墊，所述襯墊固定至所述塞子的背面，其直徑比所述通道的直徑略大。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的自動販賣機的側(cè)面圖； 圖2是其前視透視圖，蓋子處于打開位置； 圖3是局部后視透視圖4是機器的前視透視圖，其中除去了倉盒和蓋子；
圖5是機器的后部的剖視圖6是切換擋板機構(gòu)的局部透視圖7是使分發(fā)門致動的一對推送棒的側(cè)視圖8是物品倉的剖視圖9是交叉桿致動器的透視圖10和圖11是交叉桿接合結(jié)構(gòu)的透視圖；和
圖12是推送銷的剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，示出了自動販賣機l，其特別適用于分發(fā)被包裝于 用紙或塑料制成的輕質(zhì)容器中的多種不同物品。在本具體實施例中，
所述機器被設(shè)計為分發(fā)單份的咖啡或其他飲料，例如可從Keurig Brewers公司商購的K-CUP牌咖啡、茶和巧克力包。所述機器包括可拆 卸的倉盒2，所述倉盒2分組為一系列物品倉3，每個物品倉3裝有不同 種類的產(chǎn)品。所述機器的基座4裝有機電和氣動機構(gòu)，所述機構(gòu)控制將 商品從物品倉中分發(fā)出去。電子控制單元5通過字母數(shù)字讀出器6、智 能卡讀卡器7、字母數(shù)字鍵盤8、現(xiàn)鈔接收器9和一系列的控制按鈕10提 供與機器的使用者的接口。基座的前部設(shè)置有用于商品的分發(fā)袋ll。 通過推動吊門12，可達所述分發(fā)袋。機器的前部被蓋子13密封住，所 述蓋子的透明表面使得可以看見每個物品倉中的第一個物品。在處于 蓋子關(guān)閉位置時，所述蓋子被幾個電磁線圈控制的螺栓14鎖住。倉盒 在其下側(cè)背部具有凸緣15，其與背板17中相當?shù)臏喜?6互鎖。 一旦把 倉盒2裝入機器并把蓋子蓋上和鎖住時，倉盒無法卸下。
如圖8所更具體描述的，每個管狀物品倉3形成通道18，待分發(fā)的 對稱物品19在通道18中一個接一個的排列，之后是塞子20，其滑動接 合在通道后部的最后一個位置，位于所有物品的后面，作為假物品。 所述塞子具有開口的前端，讓最后一個物品19A穿過，從而增加物品倉 的容量。所述塞子具有鍵21，所述鍵21沿塞子上壁的長度徑向伸進沿 通道18頂部切出的溝槽22中。所述溝槽在到達通道的前部開口之前截 止。 一旦鍵21與溝槽的端部接觸時，所述塞子無法同物品19一樣從通 道的前部開口排出。應(yīng)該指出的是，每個物品19具有前端部分24，所 述前端部分的截面直徑與所述通道18的內(nèi)直徑基本相當。然后，所述 物品的幾何體逐漸縮小到尾端部分25，所述尾端部分具有較小的直徑。 在通道的前部開口附近，兩對切換擋板26、 27可以被交替地通過窗口 31、 32插入通道的上部，從而在塞子20的推動作用下獨立地一次保持 或者釋放一個物品。所述塞子被電機驅(qū)動的鼓風(fēng)機28所產(chǎn)生的壓縮空 氣流推動，在通道中前進，其中所述鼓風(fēng)機28被罩在機器的基座4中。 壓縮空氣通過背板17中形成的岐管29而被分配到所有的物品倉?？ㄔ?br> 所述塞子周圍的圓形溝槽23A中的0型環(huán)23保證了塞子的氣密性。所述 溝槽比0型環(huán)的截面直徑略深，并經(jīng)由一組針孔23B而與塞子背面連通。 當塞子背面上的空氣壓力增加時，對O型環(huán)內(nèi)表面施加徑向力，以獲得 更好的密封效果。類似的，任何在塞子后端部分周圍泄漏的空氣會對O 型環(huán)施加側(cè)向壓力。這種壓力趨向于壓縮O型環(huán)，從而形成更緊密的密 封。替代性地，除了O型環(huán)之外，圓形的毛氈襯墊23C與塞子23的背面 粘合在一起。襯墊的直徑略大于通道3的內(nèi)徑，從而產(chǎn)生更緊密的周向 空氣屏障。直徑也略大于通道3的內(nèi)徑的密封盤23D固定至毛氈襯墊的 背面以及塞子的背面，或者插入塞子和襯墊之間。所述密封盤具有一 系列徑向張開部23E，所述張開部通過在密封盤周邊做出若干徑向短切 口而形成。所述張開部向后彎曲，形成與通道內(nèi)部之間的彈性的、緊 密地掃掠和密封作用。所述密封盤是從柔性塑料片切割而形成，優(yōu)選 是從厚度75微米的TEFLON⑧PTFE片切割而形成，該材料可從美國加利 福尼亞州洛杉磯市的McMaster&Carr公司商購。
圖6和圖7中具體描述了切換擋板機構(gòu)。第一和第二對擋板26、 27 從水平軸30處徑向突出，所述水平軸30處于垂直導(dǎo)軌33之間或者導(dǎo)軌 和倉盒2的側(cè)壁之間，并且緊鄰物品倉3安裝。通過在物品倉壁上切出 的一對窗口3K 32，每個擋板可以穿入物品倉通道的一個小的弧形區(qū) 域中。如圖7所示，多個推送棒35可被并排放置，以控制疊置物品倉的 操作。所述推送棒可在導(dǎo)軌33內(nèi)上下運動。每個推送棒作用在與擋板 連接的擺動桿36上，使擋板部分地繞軸30向后或者向前旋轉(zhuǎn)，從而擋 板交替地通過窗口31、 32移入和移出物品倉。
如圖6所示，當處于向下位置時，第一或下?lián)醢?6被保持在保持位 置，同時第二或上擋板27被保持在離開(clearing)位置。如圖8所示， 當推送棒30瞬時向上運動時，下?lián)醢灞恢糜陔x開通道的釋放位置上， 而上擋板27被置于保持位置。隊列中的第一個物品的邊緣在兩個擋板 之間移動。當擋板返回到它們的休息位置時，第一個物品被排出，同 時隊列中的下一個物品在通道中向下移動一小段距離，直到物品被返
回到鎖定位置的下?lián)醢?6擋住，從而為下一次分發(fā)操作做好準備。每 個推送棒被巻簧34向下壓迫，所述巻簧34接合在軸30上，并被纏繞在 擺動桿36和物品倉3的壁之間。推送棒被推送銷37選擇性地頂起并通過 倉盒底板中的孔，所述推送銷37從位于機器基座的致動器組件38中升 起。
如圖9-12中更具體顯示的，致動器組件38包括由兩組電磁線圈 驅(qū)動的交叉桿列。第一組電磁線圈39中的每一個線圈控制倉盒中的一 行物品倉，第二組電磁線圈40中的每一個線圈控制倉盒中的一列物品 倉。對某特定行物品倉的選擇取決于行桿41所處的位置。每個行桿裝 有一串推送銷37，通過對跨騎在行桿41中切割形成的一對狹縫43中 的橫向銷42的作用，可將所述推送銷37沿容納所述推送銷的井道44 的側(cè)壁向上移動。當行桿41被其電磁線圈向內(nèi)推動時，推送銷37與 其十字銷43同列桿45排列在一起。當列桿45被其電磁線圈40向上 推動時，橫向銷42即變成與列桿中的切口 46接合，所述切口46位于 行桿41的任一側(cè)，并且當列桿被升高時，推送銷37上升，從而抬起 推送棒，并且使物品倉之一中的相應(yīng)切換擋板致動。如圖11所示，如 果行桿沒有接合，則列桿的抬起并不帶動橫向銷，因而推送銷仍保持 在其井道中。
在具有較小倉盒的機器中，可以有利地給交叉桿致動器組件38中 的每個切換板提供一個電磁線圈。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例被限制為4X4的物品倉陣列，但必須要 理解，也可以采用更大的倉盒和相應(yīng)更大的致動器陣列。物品倉的形 狀可以根據(jù)物品包裝的外形改變，而不必要為圓形。例如，圖2所示 的四邊形物品倉47可容納牙膏、口香糖、曲奇餅或者糖果的正方形或 者長方形容器。第一和第二擋板之間的間隔可能必須根據(jù)每個物品的 總長度而進行調(diào)整，例如當包裝的形狀不是截頭圓錐形或截頭金字塔 形時。對于瓶子或者某些類型的廣口瓶，可以把擋板26、 27之間的間
隔限制為其蓋子的厚度即可。
在倉盒的運輸和貯藏過程中，背面可以用背板48蓋住和固定，所
述背板48以閘刀形式跨騎在倉盒側(cè)向壁中的一對溝槽49內(nèi)。
通過在鍵盤8上輸入個人識別碼的方式，或者借助通過智能卡讀 卡器7的智能卡的付費的方式，電子控制單元可以選擇性地分發(fā)某個 物品倉中的某種類型的物品。通過將一定量現(xiàn)鈔通過現(xiàn)鈔接受器9存 入，可以對智能卡進行沖值。因此，店主或者機器操作員可以允許某 個經(jīng)授權(quán)的人自由獲取商品，只需給他們每人分配一個秘密識別碼， 或者分別給他們提供每月預(yù)沖值有一定數(shù)額的現(xiàn)金信用量、可在機器 上使用的智能卡?？蛇x的，利用現(xiàn)鈔接收器和智能卡的組合，可以要 求全額或者部分支付。
雖然以上描述了本發(fā)明的典型實施方式，但在不違背本發(fā)明精神 以及所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的情況下，可以對上述實施方式進行修改， 或者可以想到其它實施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性地分發(fā)多個物品的機器，其包括至少一個管狀物品倉，所述物品倉形成伸長的通道，所述通道具有前部分發(fā)開口、后部裝載開口、與所述物品之一的最大截面相當?shù)慕孛婧徒o定的內(nèi)直徑；加壓流體源；導(dǎo)管裝置，其用于將所述加壓流體饋送至所述后部開口；以及切換機構(gòu)，其以交替方式允許分發(fā)所述物品中的第一個物品，并將所述物品的隊列中緊鄰位于所述第一個物品之后的第二個物品擋住。
2. 如權(quán)利要求l所述的機器，其中所述觸發(fā)機構(gòu)包括 能夠從鎖定位置穿過所述前部開口移動到離開所述通道的釋放位置的第一擋板；能夠從離開所述通道的離開位置穿過所述前部開口移動到保持位置的第二擋板；所述第一和第二擋板被切換連接，以便交替地將所述第二擋板移 動到當所述第一擋板移動到所述釋放位置時，使所述第二擋板移動 到所述保持位置，并且當所述第一擋板移動到所述鎖定位置時，使所 述第二擋板移動到所述離開位置。
3. 如權(quán)利要求2所述的機器，其還包括用于瞬時將所述第一擋板移動到所述釋放位置且將所述第二擋板 移動到所述保持位置的裝置，并且所述裝置用于同時將所述加壓流體施加到所述背部開口；由此，通常由所述第一擋板擋住的所述物品中的一個通過所述前 部開口排出，同時所述通道中的所述物品中的任意一個其他物品被返 回到鎖定位置的所述第一擋板擋住。
4. 如權(quán)利要求3所述的機器，所述物品中多個相對稱的物品每個 都具有前端部分和尾端部分，所述前端部分的截面形狀和尺寸設(shè)置得與所述通道的截面基本匹配，而所述尾端部分的截面面積小于所述前 端部分的截面面積。
5. 如權(quán)利要求2所述的機器，其包括 裝配入倉盒的多個所述物品倉；以及其中用于移動的所述裝置包括用于選擇性地切換所述物品倉之一 的擋板的裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的機器，其中所述用于切換的裝置包括交叉 桿列。
7. 如權(quán)利要求6所述的機器，其中所述用于切換的裝置還包括驅(qū) 動所述交叉桿列的一組電磁線圈。
8. 如權(quán)利要求5所述的機器，其還包括塞子，所述塞子的截面直徑與所述物品的最大截面直徑基本相等， 并且其位于所述物品倉中的每一個的最后位置上；以及用于無論所述擋板在何位置時，防止所述塞子從所述物品倉中排 出的裝置。
9. 如權(quán)利要求5所述的機器，其中所述倉盒能夠與所述機器分離。
10. 如權(quán)利要求5所述的機器，其中所述用于切換的裝置包括機電 機構(gòu)，所述機電機構(gòu)包括至少一個電磁線圈。
11. 如權(quán)利要求2所述的機器，其中所述切換機構(gòu)還包括 軸，所述軸以可旋轉(zhuǎn)方式鄰近所述物品倉設(shè)置； 所述第一和第二擋板以不同的角度位置從所述軸徑向突出，并且 當所述軸部分地向后或者向前旋轉(zhuǎn)時，所述第一和第二擋板交替地通 過所述物品倉的開口穿過所述通道。
12. 如權(quán)利要求l所述的機器，其中所述物品倉基本位于軸向水平 位置，所述物品被推動通過所述通道，無需任何固態(tài)的推、拉或運送 裝置。
13. 如權(quán)利要求8所述的機器，其中所述塞子包括由柔性塑料制成 的盤，所述盤固定至所述塞子的背面，且其直徑比所述通道的直徑略 大，并且其具有若干較短的周邊徑向切口。
14. 如權(quán)利要求8所述的機器，其中所述塞子包括由毛氈材料制 成的襯墊，所述襯墊固定至所述塞子的背面，其直徑比所述通道的直 徑略大。
全文摘要
一種特別適用于分發(fā)被包裝在對稱的、平截頭體狀容器中的輕質(zhì)物品(19)的機器。所述物品被壓縮空氣推動通過管狀物品倉(3)，然后被分別分發(fā)出去，無需任何固態(tài)的推、拉或運送裝置。鼓風(fēng)機(28)所產(chǎn)生的壓縮空氣流被饋送至物品倉的后部。在位于物品倉前端的雙門切換機構(gòu)(26，27)的控制作用下，對物品進行分發(fā)。分組為多個物品倉的可拆卸倉盒(2)的雙門機構(gòu)可以借助于電磁線圈驅(qū)動的交叉桿組件(38)而被選擇性地處理和致動。
文檔編號G07F11/32GK101180227SQ200680017439
公開日2008年5月14日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者亨利·J·A·沙爾馬松, 安東·K·西姆森 申請人:安東·K·西姆森