專利名稱：利用近場頻率響應的電子鍵控式分配系統(tǒng)和相關方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及分配系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及鍵控式分配器，其僅允許將裝有可分配材料的指定備用容器安裝在該分配器內，并且如果需要的話，可通過選定的分銷商來安裝。更具體地說，本發(fā)明涉及電子鍵控式流體分配系統(tǒng)。
背景技術：
眾所周知，已經提供了可在飯店、工廠、醫(yī)院、浴室和家庭中使用的流體分配器。這些分配器可包含諸如皂液、殺菌清潔劑、消毒劑、洗液等流體。還已知道可為分配器設置某些類似的泵促動機構，其中使用者可推動或拉動操縱桿以將一定量的流體分配到使用者的手上。還可使用“不用手的”分配器，其中使用者僅將其手放在傳感器下就可分配出一定量的流體?？刹捎孟嚓P類型的分配器來分配粉末或氣溶膠材料。分配器可直接保存一定量的流體，但是已經發(fā)現(xiàn)這些分配器容易弄臟且難以使用。因此，已經知道可以使用能保存一定量流體并提供泵和噴嘴機構的備用袋或容器。由于容易安裝且不易弄臟，因此這些備用袋是有利的。分配器可監(jiān)測使用情況，以指示出備用袋何時處于低水平，并提供分配器的其它狀態(tài)信息。這些流體材料的制造商支持分銷商來將分配器安裝在各種位置，并將制造商的產品放在分配器中。另外，制造商依賴于分銷商來將正確的備用袋放在分配器外殼內。例如， 令醫(yī)務人員感到非常煩惱的是，當他們想替代性地使用殺菌皂液時，必須分配出會使手變濕的洗液。因此，制造商為每種流體備用袋提供了鍵控式噴嘴和泵機構，使得只有合適的備用袋能安裝在相應的流體分配器中。分銷商更偏愛這種鍵控式系統(tǒng)，因為其分配器只能由他們自己而非其競爭對手來再填充。有時將非授權分銷商進行的備用容器的更換稱為“填塞(stuffing)”。除了在分配器和流體備用袋之間提供鍵控以保證產品在分配器中的相容性之外，還采用鍵控來保證分銷商的競爭對手不會獲得分銷商的業(yè)務。而且，制造商的競爭對手無法將其產品填塞到其分配器中，這對制造商來說也是很重要的。這類活動會妨礙制造商在分配器上獲得充分的經濟回報，而分配器通常以成本價或更低的價格進行銷售。雖然機械式按鍵有助于保證將正確的備用袋安裝到正確的分配器中，并保證分銷商維持其業(yè)務客戶，但是已經發(fā)現(xiàn)這些鍵控系統(tǒng)存在著不足。例如，如果分銷商的競爭對手沒有將其備用袋安裝到分銷商的分配器裝置中，那么競爭對手可以拆除或改變該鍵控機構。這樣，可能會將劣質流體安裝到特定的分配器中，而更佳的分銷商將失去業(yè)務。機械式鍵控還需要由制造商承擔很高的模具成本，以便設計出可相互兼容的特殊噴嘴和分配器。 換句話說，要針對特定產品、特定分銷商甚至特定的場合來對各分配器進行鍵控。因此，用于維護裝有特定鍵的備用袋的庫存費用很高。用于制造這種備用袋的研制周期可能非常長。而且，特定鍵控裝置的特定標識可能會丟失或被損壞，使得對于備用袋而言很難確定需要哪種鍵控結構。在美國專利No. 6431400B1中公開了一種試圖控制與分配器相關的產品類型的方法。該專利公開了一種使用了帶有內嵌磁體的晶片的備用袋，該晶片必須正確地定向在外殼中，以便可檢測到磁體并且有效地接通通/斷開關。如果不能檢測到磁體，那么分配器將不起作用。雖然就其所闡述的目的來說是有效的，然而該專利所公開的裝置存在缺陷，即備用容器的安裝需要有特定的方向。該專利還公開了在袋上的印制電路晶片上使用螺旋線圈，其與外殼底座支撐面上的相似螺旋線圈電感式耦合。與袋上的螺旋線圈相連的電容器建立了用于傳統(tǒng)頻率測量電路的共振頻率，以便提供標識。目前認為這種設計方案是有缺陷的，因為其沒有提供用在多個分配器中的適用性。并且還認為所公開的結構存在線圈未對準的問題，這可能會導致袋的誤識別。單個線圈用作發(fā)送和接收線圈可能會導致袋的誤識別。因此，在本領域中需要一種可在備用容器和接收外殼之間提供數據交換的分配系統(tǒng)。該數據交換可實現(xiàn)一種改進的鍵控系統(tǒng)，其消除了對于每個新分銷商和與分配器相關的每種新產品所需的極高的模具成本。還需要一種用于流體分配器的改進鍵控系統(tǒng)，以保證將正確的材料安裝在正確的分配器中。而且還需要控制運送給分銷商的備用袋的數量， 以保證分銷商使用正確的備用材料。還需要一種帶有可標識的備用容器的分配系統(tǒng)，其可最大限度地降低備用容器的成本。還需要一種可容納在分配器中以保證對容器標識進行正確檢測的容器。

發(fā)明內容
鑒于上述內容，本發(fā)明的第一方面是提供利用了近場頻率響應的電子鍵控式分配系統(tǒng)和相關方法。隨著下述詳細介紹的展開，可以清楚本發(fā)明的另一方面，其由容納在分配系統(tǒng)中的備用容器來實現(xiàn)，該容器包括用于攜帶可分配材料的盒體、與盒體相連的泵機構、可操作地連接在泵機構上的噴嘴，以及與盒體間隔開的標識部，其中促動泵機構可經由噴嘴分配出一定量的材料，而標識部具有選定數量的電子標簽中之一。本發(fā)明的又一方面是提供一種分配系統(tǒng)，其包括具有從中軸向延伸出來的分配接口的備用容器、設在分配接口周圍的標識軸環(huán)以及模塊，該模塊用于可拆卸地容納標識軸環(huán)，并且在標識軸環(huán)被認為與模塊兼容時可選擇性地促動分配接口。本發(fā)明的其它方面通過一種分配系統(tǒng)來實現(xiàn)，其包括具有發(fā)射裝置和接收裝置的外殼；攜帶有材料和電子鍵的備用容器，該備用容器容納在外殼中；與外殼和備用容器中之一相關的操作機構；以及可與發(fā)射和接收裝置進行通信的控制器，該控制器具有相配鍵， 發(fā)射裝置產生信號，其傳遞經過電子鍵，并通過接收裝置來接收以與相配鍵進行比較，從而選擇性地促動操作機構。本發(fā)明的又一方面是提供一種容器，其攜帶有容納在分配系統(tǒng)中的可分配材料， 該容器包括用于攜帶可分配材料的結構、與該結構相關并可促進分配出一定量的可分配材料的分配接口，以及與該結構間隔開的標識部，其中標識部具有選定數量的電子標簽中之
ο通過下述描述可以清楚本發(fā)明的這些及其它的方面，以及其相對于現(xiàn)有技術形式的優(yōu)點，這些可通過下文所述和權利要求所述的改進來實現(xiàn)。


為了完整地理解本發(fā)明的目的、技術和結構，可參考下述詳細描述和附圖，其中圖1是根據本發(fā)明概念制出的鍵控式流體分配器的正面透視圖；圖IA是分配器的外殼蓋的正視圖；圖2是分配器的分解視圖，顯示了模塊、標識軸環(huán)和備用容器；圖2A是分配器的一個備選實施例的透視圖；圖3是標識軸環(huán)的局部剖開的正視圖；圖4是帶有已安裝的滑動環(huán)和安裝環(huán)的模塊的右側正面透視圖；圖5是模塊的背面視圖；圖6是其中滑動環(huán)和安裝環(huán)未示出的模塊的正視圖；圖7是模塊的頂視圖；圖7A是用于泵促動器的備選托盤的頂視圖；圖7B是備選托盤和容納在其中的備用容器噴嘴的剖視圖；圖8是模塊的底視圖；圖9是滑動環(huán)和安裝環(huán)的分解透視圖；圖10是滑動環(huán)和安裝環(huán)相互組裝在預裝配位置時的透視圖；圖11是滑動環(huán)和安裝環(huán)在相互組裝之后的正面透視圖；圖12是顯示了相互間定向的標識軸環(huán)(無備用容器)以及滑動環(huán)和安裝環(huán)組件的透視圖；圖13是標識軸環(huán)(無備用容器)和容器釋放機構的頂視圖；圖14是沿著圖13中的剖面線14-14的剖視圖，顯示了相互接合的標識軸環(huán)和釋放機構；圖15是鍵控式流體分配器的示意圖；圖16是流體分配器操作的操作流程圖；和圖17是流體分配器所攜帶的不用手的傳感器所使用的自動測距特征的操作流程圖。
具體實施例方式從閱讀背景技術中可以理解，分配系統(tǒng)的主要需求是防止競爭對手的備用容器 “填塞”到制造商的分配器或由制造商授權的分銷商所使用的分配器中。本文所公開的示例性系統(tǒng)通過促進與備用容器相關的通信裝置和與分配器外殼相關的通信裝置之間的數據共享來滿足這種需求。數據共享包括但不限于備用容器中的材料類型；備用容器的識別碼；備用容器中的濃度比；分銷商的識別碼；質量控制信息如制造日期和批量；泵和/或噴嘴的尺寸；與分配器相關的泵促動機構的類型；分配器位置的類型，例如飯店、醫(yī)院、學校、 工廠等；分配器的使用歷史等等。所指的通信裝置包括但不局限于條碼；磁性存儲介質； 光學存儲介質；射頻標識(RFID)標簽或智能標簽；以及相關的介質。當然，通信裝置可由帶有相連電容器的線圈組成。基于微處理器的控制器與備用容器或外殼相關聯(lián)。在一個獨立裝置中可以使用第二控制器，以增加額外的安全等級。主控制器優(yōu)選用于促進通信裝置之間的數據共享?？刂破骰诳刂破魉袚膶νㄐ叛b置的監(jiān)測來控制許多允許使用該分配系統(tǒng)的操作機構。 控制器還允許單個分配器接受并分配來自不止一個備用容器的材料，或者允許控制不止一個分配器。獨立裝置可以是容納在分配器外殼中的電子插塞或電子鍵。當然，電子鍵可提供或不提供電源、第一或第二通信裝置以及控制器。前述特征和選項可根據分銷商或制造商所需的安全特征適當地進行選擇。本文所公開的分配器可利用操作機構如推桿機構或“不用手的”機構來分配一定量的流體。推桿機構通過使用者推動操縱桿來進行操作，該操縱桿可促動備用容器所攜帶的泵機構，從而分配出經計量的流體?！安挥檬值摹毖b置利用了傳感器，在美國專利 No. 6390329中公開了其一個示例，該專利通過引用結合于本文中，其中傳感器檢測人手的存在，然后分配出經計量的流體。操作機構還可包括任何鎖定件，其允許接觸到攜帶了備用容器的外殼。換句話說，可使用鎖定件或一組鎖定件來防止接觸到備用容器。如果是這樣的話，那么如果控制器阻止了鎖定機構的解鎖，分配系統(tǒng)就不會起作用?；蛘撸刂破骺膳c能夠控制與備用容器相關的泵的機構協(xié)同工作，其中通信裝置的不兼容可阻止泵被促動。為了操作不用手的分配器和其它可提供狀態(tài)信息的分配器，已經知道可在流體分配器外殼中提供電源，例如低壓電池。因此，包含在流體分配器中的電池可用于操作特定分配器的控制器和顯示屏。換句話說，可采用內部功率來讀取設有鍵的通信裝置或備用容器。 在該備選實施例中，如前所述，功率可由插入到分配器中的電子鍵從外部來提供。這一特征節(jié)省了為每個分配器提供電源以及與更換耗盡電池有關的成本。上面列出的特征為分配系統(tǒng)提供了顯著改善的操作特征。當然，通信裝置的使用和其由控制器促進的信息交換不僅可提供系統(tǒng)的選擇性啟動，而且可以提供系統(tǒng)的監(jiān)測。 通過收集其它系統(tǒng)信息，就可滿足分配器的使用者、分銷商和制造商的需求。例如，可以確定分配器的使用頻率和操作的高峰時間，以及在指定時期內的使用情況等。如將從以下詳細討論中可理解的那樣，可以許多組合形式來使用不同實施例的各種特征，并且可用于一個或多個分配器。因此，將參考下述詳細描述和附圖來闡述優(yōu)選實施例。利用近場頻率響應鍵、電子鎖定系統(tǒng)和內部電源的流體分配系統(tǒng)現(xiàn)在來看圖1-17，可以看到根據本發(fā)明的分配系統(tǒng)和相關使用方法大體上以標號 100標示。在該特定實施例中，采用近場頻率響應系統(tǒng)來在每次促動分配機構時檢查所插入備用容器的標識。系統(tǒng)100采用了由背板(未示出)所攜帶的外殼102 (以虛線所示)。外殼蓋104 可相對于背板選擇性地運動。蓋子104可鉸接、鎖定或以其它方式連接在背板上，從而允許更換備用容器并保持外殼的內部運行。還應當理解，蓋子之間的鎖定機構可由電動機來驅動。在圖IA中顯示了外殼蓋104的詳圖。蓋子104包括觀察窗105，使得如果需要的話可以觀察到分配器100的內部。從外殼中還延伸出了 LED指示器106，其中指示器106發(fā)光表示分配器在工作，而LED不發(fā)光表示分配器不在工作。蓋子104還包括臺階形的噴嘴壁107，其提供了噴嘴孔108。壁107構造成可提供一組臺階形的半圓環(huán)，其用來指示使用者將其手放在何處以接收經計量的流體。如果需要的話，可在臺階形噴嘴壁上提供標志，以進一步幫助使用者放手。
在外殼中容納了具有標識軸環(huán)112的備用容器110。容器110和軸環(huán)112 —起由模塊120所容納。模塊120包括電池艙122，其攜帶用于為電動機IM提供動力的電池或多個電池，電動機1 也由模塊來保持。還應當理解，可以直接為模塊120供電，但通常認為優(yōu)選使用電池。泵促動器126也由模塊120攜帶，其用于按照后文將詳細介紹的方式與備用容器相接合。泵促動器包括與電動機1 相連的連桿和傳動組件。備用容器大體上以標號110標示，并且在圖2中顯示為處于未安裝位置，而在圖1 中處于安裝位置。容器110包括盒體130，其保存了將由系統(tǒng)分配的材料。材料可以是如最終應用所需的流體、洗液、氣溶膠、粉末或顆粒。頸部132從盒體130中向下延伸出來，而噴嘴134從頸部132中延伸出來。泵機構136與噴嘴134相關聯(lián)，并由軸向運動來促動。泵機構可提供徑向延伸的噴嘴緣邊137。本領域的技術人員應當理解，泵機構136可以是泵頂或其它通常用于從可收縮盒體中分配出材料的促動裝置。泵機構和噴嘴一起稱為分配接口。 當然，該接口是備用容器等中的攜帶了可分配材料并與分配系統(tǒng)外殼共同來起作用的那一部分。換句話說，接口允許容器容納在外殼中，并有助于分配任何形式的材料。從頸部132 中延伸出至少一個定向接頭138。當然，頸部可包含兩個沿直徑彼此相對的定向接頭138。 然而，可以調整接頭138的方位，以便接受不同類型的軸環(huán)112。頸部132還提供了鎖定邊 139。圖2A顯示了模塊120的一個備選實施例。在其它圖中顯示的模塊和圖2A所示模塊120之間的顯著差異在于，泵促動器1 完全包圍了泵機構。模塊120帶有下面將詳細討論的控制電路，其包括用于容納電子鍵412的鍵孔。鍵412可以標上色碼或以其它方式來標識，以允許對帶有相應可視標識的備用容器與鍵相兼容的情況進行視覺確認。軸環(huán)大體上以標號112標示并優(yōu)選在圖2和3中顯示，其與備用容器相關聯(lián)，用于標識將在特定分配系統(tǒng)中使用的容器。軸環(huán)112包括與內表面142相對的外表面140。軸環(huán)112具有從中延伸穿過的軸環(huán)孔144，在將軸環(huán)安裝到頸部132上時該軸環(huán)孔與噴嘴134 同軸。外表面140和內表面142在軸環(huán)112的下側處通過倒角的噴嘴邊緣146相連，并在頂側處通過頸部邊緣148相連。在頸部邊緣148中形成了一對相對的凹口 150，它們對準以容納由容器提供的相應定向接頭138。多個內部卡子152從內表面142中徑向向內地延伸出來，并在頸部132穿過孔144時被頸部132偏轉。當頸部132運動得足夠遠時，卡子152 的下側靠在鎖定邊139上。因此，軸環(huán)112將其自身固定在頸部132上，并且一旦安裝好就很難移開。換句話說，當軸環(huán)112安裝在容器上時，凹口 150與接頭138對準，從而使卡子與頸部和/或盒體130上的相應表面接合。在外表面142上的噴嘴邊緣146和鎖定邊139之間設有攜帶了標識部IM的溝槽 153。此處所用的用語“標識部”指與盒體相關的標簽、標記或其它區(qū)別性特點或特征。標識部允許對盒體中的材料和相關的泵機構進行標識。標識部1 攜帶有位于塑料或其它類型盒體中的鍵156。鍵156包括標識線圈158，如圖15所示，其端接有標識電容器160。標識環(huán)巧4包括尺寸適合于由模塊120容納的外徑162?？蓪俗R環(huán)巧4標上色碼，或提供某些其它的標志，從而提供與鍵412相匹配的可視配合。換句話說，雖然鍵提供了電子式保證備用容器可被確認用于特定分配器的方法，但是鍵412和環(huán)154的色碼可提供不兼容問題的直接視覺指示。外表面140包括周向鎖定凸棱168，其可以將要介紹的方式與模塊120相互作用，以便固定住備用容器110。鎖定凸棱168包括設置在標記環(huán)IM和卡子152之間的前緣 170。鎖定凸棱168還提供了朝凹口 150延伸的后緣172。鎖定凸棱168周期性地由開孔中斷，更具體地說由對準槽174中斷。在這個實施例中只需要一個對準槽，但是應當理解， 可以使用多個對準槽。而且，單個對準槽174基本上與其中一個凹口 150對準。因此，當標識軸環(huán)連接在備用容器上時，對準槽便相對于容器適當地定位。鎖定凸棱168還包括多個斜槽174，其均勻地設置在鎖定凸棱168的周圍。在該實施例中，鎖定凸棱提供了三個斜槽 174，但是也可使用兩個、四個或更多個斜槽。每個斜槽174由鎖定凸棱168中的一對相對斜邊178來限定。應當理解，斜邊以從前緣向后緣延伸的方式逐漸變細并且彼此相對，使得斜槽在前緣處比在后緣172處更寬?，F(xiàn)在參看圖4-8，可以看到模塊120構造成可選擇性地攜帶并固定備用容器110， 同時還執(zhí)行對終端使用者的手的檢測，確定容器110與分配器外殼的兼容性，并且移動泵促動器126，以便經由噴嘴134來分配盒體130中的材料。模塊120提供了主體190，其包括用于攜帶電池的電池艙122、用于攜帶通信系統(tǒng)(待討論)的電路外殼194、用于檢測使用者的手的紅外傳感器195，以及齒輪箱196或傳動組件，其攜帶有電動機IM和適當的連桿以驅動泵促動器126。雖然傳感器可以是能夠在無機械性刺激下檢測目標物存在的任何類型的傳感器，但該實施例采用了紅外傳感器。如下所述，傳感器195進行自檢，從而針對分配器所處的相對環(huán)境來進行調整。主體190還攜帶有容器釋放機構200，其用于接收備用容器并將其固定在模塊120中。容器釋放機構200允許在使用期間插入并固定備用容器， 在這一期間將容器有效地鎖定住。這種機構提供了對操縱桿的促動，以允許在將容器內容物完全分配出之后收回容器?，F(xiàn)在參看圖9-14，可以看到大體上以標號200標示的容器釋放機構。該容器釋放機構包括固定在主體190上的安裝環(huán)210，以及可旋轉地容納在安裝環(huán)210上的滑動環(huán) 212，滑動環(huán)212與安裝環(huán)210共同作用，以便在接收備用容器時對準并有效地固定備用容器。當使用者促使滑動環(huán)旋轉時，滑動環(huán)212還允許釋放容器。環(huán)210和212還提供了與標識軸環(huán)的相互作用，從而使分配系統(tǒng)起作用。如在圖9中最佳地示出，安裝環(huán)210包括鑲邊(band) 214，其具有從中穿過的鑲邊孔216。鑲邊提供了與內表面220相對的外表面218。表面218和220在其相應末端處通過容器邊緣222相連，該容器邊緣222與主體邊緣2 相反。在內表面220上形成了內臺階226，如將在后文中所述，內臺階2 可為標識部IM提供支承面。對準肋2 軸向沿著內表面220從內臺階2 上延伸出來。對準肋最終容納在標識軸環(huán)112的對準槽174中。 鑲邊214的外表面218提供了多個鎖定通道230，其中這些鎖定通道230從容器邊緣中軸向地延伸出來，之后橫向地延伸。具體地說，鎖定通道包括與橫向孔234相鄰的軸向通道232。 滑動環(huán)凸肩236從外表面218中徑向地延伸出來，并且限定了通道232和孔234的底面。 因此，通道232由軸向通道端壁238限定，該端壁238基本上垂直于軸向通道側壁M0。通過類似的方式，橫向孔234由橫向孔側壁242和橫向通道端壁244形成，其中橫向通道端壁 244從滑動環(huán)凸肩236中垂直地延伸出來。如圖14最佳地顯示，緊接在滑動環(huán)凸肩236之下設有接收環(huán)對6，其形成于凸肩和主體邊緣2M之間。在接收環(huán)246周圍設有可封裝在塑料中的接收線圈對8。接收線圈 248是在環(huán)246周圍纏繞了預定圈數的導線，并且導線的兩端從線圈248中延伸出來以與通信系統(tǒng)相連。間隙面249從接收環(huán)M6中進一步軸向延伸，并且形成了外表面218的一部分。緊接在間隙面249之下設有發(fā)射環(huán)250，其終止于主體邊緣2M處。在發(fā)射環(huán)250的周圍纏繞了發(fā)射線圈252，其也具有預定的匝數，并且線圈的末端從中延伸出來以與通信系統(tǒng)相連。因此應當理解，接收線圈248和發(fā)射線圈252之間的間隙面249形成了線圈間隙 256。這一間隙主要由在將備用容器插入到釋放機構200中時標識線圈158的定位來限定。 標識線圈與接收及發(fā)射線圈之間的相互作用的細節(jié)將隨后展開討論。安裝緣邊258從主體邊緣224中徑向延伸出來，其與主體190對準并配合。安裝接頭260從外表面中、并通常從接收環(huán)M6的上方延伸出來，其徑向向外地延伸，從而允許將釋放機構連接在主體190上。滑動環(huán)212包括外表面262和內表面沈4。外凸棱266在外表面沈2的一邊處徑向向外延伸出來。推桿270從外表面沈2中延伸出來，其中推桿270的背面包括彈簧按鈕 272。多個對準鎖定部274從內表面沈4中徑向向內地延伸出來。在該實施例中使用了三個對準鎖定部，但是應當理解，可以使用任意數量的對準鎖定部，只要該數量與安裝環(huán)210 所提供的鎖定通道230的數量相對應。各對準鎖定部274都具有鎖定斜面276，其以一定的角度從環(huán)底朝環(huán)頂延伸。應當理解，內表面沈4的內徑略大于鑲邊214的外表面218的另一直徑?，F(xiàn)在來看圖10和11，可以看到，滑動環(huán)212軸向地和可滑動地容納在安裝環(huán)210 上。具體地說，可以理解，對準鎖定部2M與相應的鎖定通道230尤其是軸向通道232對準。 因此，滑動環(huán)凸肩236可在外凸棱266上旋轉。如圖11最佳地顯示，可以理解，之后可逆時針轉動滑動環(huán)，以便使對準鎖定部274容納在橫向孔234中。在對準鎖定部274容納在橫向孔234中時，橫向孔側壁242將對準鎖定部固定住，并防止滑動環(huán)沿軸向脫離安裝環(huán)。在將滑動環(huán)裝配到安裝環(huán)上之后，可將釋放機構安裝到主體190上。在詳細說明了模塊120 以及其與釋放機構的關系之后，將討論在釋放機構中容納標識軸環(huán)的細節(jié)?；剡^來看圖4-8，可以看到，模塊120包括大體上以標號190標示的主體。該主體包括后壁300，其提供了用于容納安裝環(huán)的安裝接頭沈0的接頭孔302。一對相對的側壁304 從后壁300中大致垂直地延伸出來。安裝緣邊306從后壁300和側壁304中延伸出來，并構造成可容納在由鑲邊214所提供的安裝通道258中。安裝緣邊306提供了發(fā)射線圈臺階 308，其在發(fā)射環(huán)250處支撐在安裝環(huán)上。接收線圈臺階310從發(fā)射線圈臺階308中大致垂直地延伸出來，而從接收線圈臺階310中延伸出凸棱臺階312?；瑒迎h(huán)通道314從其中一個側壁304中延伸出來。因此，所有這些臺階和通道都與安裝環(huán)和滑動環(huán)的外環(huán)和線圈相適配，使得釋放機構受到主體190的滑動式支撐，并且可將安裝接頭260容納在接頭孔302 中。應當理解，安裝接頭在插入到孔中時發(fā)生局部偏轉，并且在穿過后壁300的厚度時允許模塊120保持住釋放機構。當完成插入時，對準肋和滑動環(huán)定位成使得鎖定斜面處于只允許滑動環(huán)部分旋轉的位置，這樣，鎖定斜面再也不會與軸向通道238對準。因此，一旦將釋放機構安裝在模塊中，滑動環(huán)就固定住，并且只能旋轉過由橫向通道的長度所限定的有限量。這可通過推桿270在一個旋轉方向上受到主體190的制動，并且鎖定通道在另一旋轉方向上承靠在橫向通道端壁244上而進一步得到促進。后壁300包括一對相對的軌道孔320，其容納了泵促動機構126。后壁還提供了從中穿過的齒輪孔322，其容納了齒輪箱196的部件。如圖5最佳地顯示，大體上以標號196標示的齒輪箱或傳動組件攜帶了具有可旋轉的電動機軸330的電動機124。一組齒輪可通過電動機軸而進行旋轉運動，從而促動或移動泵促動器126。具體地說，電動機軸330提供了軸齒輪332，其與可驅動內齒輪B 336的內齒輪A 334相嚙合。內齒輪336還與循環(huán)齒輪338相嚙合，其提供了凸輪面340并還提供了凸輪促動器342。傳動齒輪344與循環(huán)齒輪338直接相連，并提供了延伸到齒輪孔322 中的傳動銷346。微型開關349與循環(huán)齒輪相連，更具體地說，微型開關的觸頭靠在凸輪面 340上。當循環(huán)齒輪338旋轉時，凸輪促動器343促動微型開關，產生合適的電信號，使得系統(tǒng)知道循環(huán)齒輪何時完成了完全的旋轉。如圖2、4和6-8最佳地顯示，泵促動器1 包括大體上以標號350標示的托盤。 一對相對的滑動軌道352從托盤350的兩側延伸出來，并且可滑動地容納在軌道孔320中。 托盤350包括傳動壁354，其具有從中穿過的傳動槽356?？梢钥吹剑瑥膫鲃育X輪344中延伸出來的傳動銷346容納在傳動槽中。噴嘴板358從傳動壁354中垂直地延伸出來，并且提供了噴嘴孔360。簡要地說，當備用容器定位在釋放機構中時，噴嘴孔360與泵機構138 相接合和/或通過泵機構138形成接合。因此，當促動通信系統(tǒng)以啟動分配循環(huán)時，其使電動機軸旋轉，從而在合適的方向上驅動齒輪，并因而使傳動銷346繞傳動齒輪344旋轉。當傳動銷346旋轉時，它與傳動槽356相接合，并使傳動壁3M在上/下方向上移動。當這種情況發(fā)生時，噴嘴板在相應方向上被上下驅動，從而與泵機構136相接合，從而將所需量的流體分配到噴嘴134之外。為了完成釋放機構在模塊120上的裝配，應當理解需將彈簧370 插入到操縱桿按鈕272和主體190之間。當然，也可使用其它偏壓機構來相對于主體壁偏壓滑動環(huán)?，F(xiàn)在來看圖7A和7B，可以看到大體上以標號350’標示的備選托盤。托盤350’以與托盤350大致相同的方式工作；但是，托盤350’提供了對噴嘴的上行沖程或分配周期的正向作用，還在分配出一定量的流體之后對返回或下行沖程的正向作用。如同在前一托盤實施例中一樣，托盤350’包括一對相對的滑動軌道352’，它們通過傳動壁354’彼此相連。 滑動軌道352，可滑動地容納在軌道孔320中。傳動壁354，提供了可容納銷346的傳動槽 356，。噴嘴板358，從傳動壁354，中垂直地延伸出來，而噴嘴軸環(huán)361從噴嘴板358，中延伸出來。類似于噴嘴孔360那樣，噴嘴孔362延伸穿過噴嘴軸環(huán)361。當安裝備用容器時， 從備用容器中延伸出來的噴嘴容納在噴嘴孔362中。多個提升叉齒363從噴嘴軸環(huán)361中徑向向內延伸出來，它們在安裝好備用容器時處于噴嘴緣邊137之下。通過類似的方式，多個推壓叉齒364從噴嘴軸環(huán)361中徑向向內延伸出來；然而，這些推壓叉齒只圍繞著噴嘴孔 362的一半來設置。在安裝好備用容器時，推壓叉齒364處于噴嘴緣邊137之上。如上所述，標識軸環(huán)112連接在備用容器110上。各備用容器由相關的標識軸環(huán) 112進行特別的標識，標識軸環(huán)112具有與其相關的預定標識環(huán)。下面將更詳細地討論標識環(huán)的重要性。無論如何都要對準標識軸環(huán)112，使得頸部132和噴嘴134穿過軸環(huán)孔144 進行定向?？ㄗ?52被頸部132至少部分地偏轉，直到其穿過鎖定邊139并與之接合時為止。這樣便可將標識軸環(huán)固定在頸部132上。應當理解，當將標識軸環(huán)與備用容器對準時， 定向接頭138就與凹口 150對準。因此，對準槽174相對于備用容器110定向成使其可容納在釋放機構中。應當理解，標識軸環(huán)112可由備用容器所含流體的制造商進行安裝，或者根據需要由分銷商安裝在另一位置。在正確地安裝了外殼之后，如下所述地進行備用容器的初始裝載。將備用容器110定向成使得對準槽174指向對準肋228。在進行這種初始對準之后，將斜邊178恰當地定位，使其與鎖定斜面276相接合。因此，當對備用容器施加軸向向下的力時，斜面276就與斜邊178接合。這導致滑動環(huán)偏轉，并克服彈簧370的作用而略微轉動。換句話說，標識軸環(huán)的向下軸向運動導致了滑動環(huán)的部分旋轉運動。這導致了鎖定斜面276在相應的橫向孔 234中移動，直到斜面276不再與相應斜邊178接合時為止。當這種情況發(fā)生時，滑動環(huán)旋轉回到其初始位置，并將備用容器鎖定在合適位置上。具體地說，鎖定斜面276的下側與鎖定凸棱168接合并保持在其上，具體地說是靠在后緣172上。應當理解，一旦通過釋放機構將備用容器固定住時，標記線圈的方向就處于平行于接收線圈和發(fā)射線圈252的平面內， 具體地說，標記鍵就容納在線圈間隙256中。這種對準即使在傳動組件的周期性工作期間也會保持，從而開始從容器中分配流體。在完全用盡包含在備用容器中的流體之后，使用者打開外殼蓋并按下推桿，使滑動環(huán)滑動式旋轉。這就使鎖定斜面276運動到與斜槽176對準的位置。在保持推桿上的壓力并因而保持鎖定斜面相對于斜槽的定位時，使用者可從釋放機構中軸向地取出備用容器。之后，釋放機構便準備好可容納新的上述備用容器。應當理解，在備用容器正確地容納在釋放機構中時，機構136與噴嘴板358接合。具體地說，噴嘴孔360部分或完全地包圍了噴嘴和/或泵機構136。標識鍵156還提供了外直徑面162，當備用容器容納在軸環(huán)孔144中時，其允許表面162相對于環(huán)面246相鄰地定位。還應當理解，標識線圈156安裝在線圈間隙256中，并與發(fā)射線圈及接收線圈構成同軸且平行的關系，并且均勻地設在這兩者之間。應當理解，為了安裝在發(fā)射和接收線圈之間，至少包括標識線圈156和標識電容器160的標識部與盒體是間隔開的。雖然標記相對于泵機構和噴嘴同軸地定位，但是應當理解，標識部可與盒體的其它表面間隔開，只要標識線圈可與發(fā)射和接收線圈協(xié)作即可。標識線圈的優(yōu)選位置在發(fā)射和接收線圈之間成平行的空間關系。除了提供線圈之間的對準之外，線圈的位置關系還可促進電池功率的有效使用以及最少使用。實際上，發(fā)射線圈要求約0. 02瓦的功率，用以在IOHz到IOKHz的頻率范圍內工作。該頻率范圍允許使用無限量的標識鍵。換句話說，可再細分這一頻率范圍以得到許多鍵。當然，可指定任何頻率范圍或帶寬。這樣，每個標識電容器具有處在該工作范圍內的自身選擇的頻率范圍。當然，可以使用其它的功率要求和頻率范圍，但是認為所選參數提供了系統(tǒng)100的優(yōu)化操作。 還應當理解，使用與發(fā)射和接收線圈相關的間隔開的線圈使其配置成可用于任何可分配的產品。例如，通過從間隔開的標記線圈中延伸出來的托架可固定一卷紙巾。托架與外殼形成接口并保持住發(fā)射線圈和接收線圈，并且當接收到恰當信號時，可以分配出恰當長度的紙巾?，F(xiàn)在來看圖15，可以看到，系統(tǒng)100包括通信系統(tǒng)400，其包括發(fā)射線圈和接收線圈。系統(tǒng)還包括有控制器402，其包括用于實現(xiàn)該通信系統(tǒng)的必要硬件、軟件和存儲器。鍵 412與控制器402相連，在該優(yōu)選實施例中，鍵412是采用印制電路板形式的數字鍵，印制電路板帶有指定的互連部分，其提供了可與發(fā)射/接收線圈所產生的值或標簽進行比較的基準值。或者，鍵可以是電容值與標識電容器160的電容值相匹配的電容器。應當理解，還可采用允許勵磁線圈的“調制頻率”與控制器中的相應值匹配的任何電氣元件來使系統(tǒng)100 起作用。這個相應值可通過對所檢測的頻率應用數學函數或運算來得到，從而確認其在系統(tǒng)100中的使用。在本實施例中，認為可使用高達10個不同的電容值，并且相應的數字鍵或鍵的電容值與控制器相連。為了促進裝配工藝，可根據電容器160的電容值來對每個軸環(huán)112和/或電子鍵412標上色碼或凸起的指示標記。這便提供了可容易辨認的視覺指示， 指示出哪個軸環(huán)備用容器與任何給定分配器相關聯(lián)?？刂破?02提供了對電動機和顯示屏 413的操作控制，顯示屏413是可提供操作信息的液晶顯示屏，或者如果需要的話也可以是其它低成本的顯示屏?，F(xiàn)在參看圖16，圖中大體上以標號420標示了操作流程圖，其顯示了用于制造分配系統(tǒng)和備用容器以及利用通信系統(tǒng)400的操作步驟。該流程圖包括一系列制造步驟和一系列備用替換和操作步驟。關于制造步驟應當理解，鍵電容器412與控制器402相連，并與分配單元一起運送給特定的分銷商。在步驟424中，制造商制出許多備用容器和預定量的帶有適當電子鍵的標識線圈，具體地說是帶有相連標識電容器的標識線圈。這樣就可制出并存儲大量的通用型備用容器。在下訂單時，在步驟426中，僅通過將帶有指定鍵的軸環(huán)安裝到備用容器的頸部上，就可使合適的電子鍵與備用容器相關聯(lián)。接著在步驟4 中，將裝配在一起的備用容器和電子鍵運送至合適的分銷商處。這便結束了制造步驟。對于操作步驟來說，分銷商收到帶標識鍵的備用容器，并在步驟430中將它們安裝到指定外殼中。當接下來通過紅外傳感器或促動推桿而檢測到分配事件時，如果合適的話，控制器便產生信號以激勵發(fā)射線圈，其產生可由標識線圈156檢測到的場。在步驟432 中，與線圈相關的電容器160又產生唯一的電子標簽，其可由接收線圈248檢測到。之后在步驟434中將這種近場頻率響應送回到控制器310，以便與鍵電容值412進行比較。如果這些數據匹配并被視為相互間兼容，那么在步驟436中控制器允許促動電動機124，并且分配出經計量的材料。然而，如果控制器沒有檢測到匹配信號，那么在步驟438中不會促動電動機，并且裝置也不起作用?！┱_地安裝了備用容器且線圈定位成彼此靠近，那么就可以開始使用分配系統(tǒng)。在該實施例中，使用者僅需將其手放在可由紅外傳感器195檢測到的位置。當在傳感器195的下方檢測到物體時，就將合適的信號發(fā)送給通信系統(tǒng)400，具體地說是控制器402。 如上所述，線圈被激勵，并且如果接收線圈處于范圍內并檢測到有效信號，那么控制器就通過旋轉電動機軸330來啟動分配循環(huán)。這導致包括各個齒輪332-338在內的傳動組件形成嚙合，從而使凸輪面340和傳動齒輪344開始旋轉。傳動銷346的旋轉導致托盤在上/下方向上運動，其通過與噴嘴的接合而導致分配流體?？蓪νㄐ畔到y(tǒng)進行編程，以允許循環(huán)齒輪多次旋轉，這樣，當在紅外傳感器下方只檢測到物體一次時，可啟動多次分配循環(huán)。這一計數由與微型開關349相接合的凸輪促動器來保持。在使用備選托盤實施例的情況下，如前所述，傳動銷346導致托盤在上/下方向上移動。然而，這個實施例的區(qū)別在于，當分配循環(huán)開始時，提升叉齒與噴嘴緣邊137的下側接合，而在分配循環(huán)結束時或者噴嘴緣邊處于上行沖程中時，推壓叉齒364與噴嘴緣邊137 的頂側接合，并將噴嘴往其初始位置向下推。應當理解，這一實施例是有利的，因為泵機構和/或噴嘴返回其初始位置，從而能保證分配循環(huán)的正確次序。而且，已經發(fā)現(xiàn)通過使噴嘴返回其初始位置，在泵機構中可保持較少的材料，從而不會有過多或殘留的流體干擾分配機構的操作。在圖17所示的流程圖中顯示了分配系統(tǒng)的又一特征，其大體上以標號500標示。該步驟次序與紅外傳感器195的操作相關，并且保證分配系統(tǒng)的定位適合于其所安裝的不同反射環(huán)境。應當理解，分配系統(tǒng)可能會安裝在貼有瓷磚的浴室設施中，因此瓷磚的反射面可能會無意中觸發(fā)了不用手的傳感器的促動作用。瓷磚的反射性質會根據分配系統(tǒng)所暴露于的環(huán)境光、熒光或其它類型光的量而有所變化。因此，與控制器402相連的紅外傳感器會周期性地執(zhí)行自動測距的例程，以保證分配系統(tǒng)在變化的環(huán)境光線條件下能正確工作。在第一步驟502中，紅外傳感器發(fā)出紅外能量。接著在步驟504中，控制器觀察到由傳感器所接收到的返回信號，并確定是否檢測到目標物。如果沒有檢查到目標物，那么在步驟506中傳感器增加所發(fā)射的紅外能量的大小，處理返回步驟502。回過來看步驟504，如果檢測到目標物，那么控制器前進到步驟508，以確定檢測到目標物是否超過了 10秒或某些其它預定的時間周期。如果檢測到目標物沒有超過10秒，那么處理返回步驟506，并再次增加紅外能量。然而，如果在步驟508中確定檢測到目標物超過了 10秒或某些其它預定的時間周期，那么在步驟510中將減小其功率，直到不再檢測到目標物時為止。當完成步驟510時， 處理在步驟512中返回到其正常的工作模式?；谏鲜霾襟E可以理解，由控制器和紅外傳感器執(zhí)行的自動測距的邏輯例程允許自動地調節(jié)分配系統(tǒng)所使用的所需目標范圍。因此，這一特征在保證分配器在各種周圍環(huán)境光線下都能正確工作的方面是有利的?；谏鲜鰞热菘梢匀菀椎厍宄景l(fā)明的優(yōu)點。具體地說，這種結構可消除機械鍵， 并且通過使用電子鍵而減少了機械鍵的庫存。電子鍵的維護容易得多，而且更容易保存在庫存中，使其可根據需要來使用。這種結構還極大地降低了競爭對手將未經認可的備用容器“填塞”到分配器外殼中的能力。這可通過選擇發(fā)射和接收線圈以及標記線圈來實現(xiàn)。本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，線圈可容易地構造成可與備用容器一起使用，并作為釋放機構的一部分。因此，可以看到，通過上述結構及其使用方法可以滿足本發(fā)明的目的。雖然根據專利法，本文只顯示且詳細介紹了最佳方式和優(yōu)選實施例，但是應當理解，本發(fā)明并不局限于此。因此，為了理解本發(fā)明的真實范圍和廣度，應當參考下述權利要求。
權利要求
1.一種用于容納在分配系統(tǒng)中的備用容器，所述容器包括 用于攜帶可分配材料的盒體；與所述盒體相連的泵機構；與所述泵機構可操作地相連的噴嘴，其中，促動所述泵機構可通過所述噴嘴分配出一定量的材料；和與所述盒體間隔開的標識部，其中，所述標識部具有選定數量的電子標簽中之一。
2.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述容器還包括用于攜帶所述泵機構和所述噴嘴的頸部，其中，所述標識部設置在所述頸部的附近，并且離所述盒體保持預定的距離；和其中，所述標簽的選定數量對應于其中可容納所述盒體的分配系統(tǒng)的不同數量。
3.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述標識部包括線圈，其具有與之相連的電容器，其中，所述電容器的電容值確定了所述電子標簽。
4.根據權利要求3所述的備用容器，其特征在于，所述容器還包括 可保持所述泵機構和所述噴嘴的頸部；和攜帶了所述標識部的環(huán)，其設置在所述頸部周圍，并且離所述盒體保持預定的距離。
5.根據權利要求4所述的備用容器，其特征在于，所述環(huán)可拆卸地連接在所述頸部上。
6.根據權利要求4所述的備用容器，其特征在于，所述環(huán)根據所述電容值而標上了色碼，并且，其中，所述環(huán)具有與所述電容值相對應的觸覺指示標志。
7.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述容器還包括 軸環(huán)，其以與所述盒體成所述間隔開的關系來攜帶所述標識部。
8.根據權利要求7所述的備用容器，其特征在于，所述容器還包括 由所述軸環(huán)攜帶的標識環(huán)，所述標識環(huán)攜帶了所述標識部；其中，所述軸環(huán)具有外表面、內表面以及從中穿過的軸環(huán)孔，所述泵機構容納在所述軸環(huán)孔中；和其中，所述軸環(huán)的所述內表面具有至少一個將所述軸環(huán)固定在所述盒體上的卡子。
9.根據權利要求7所述的備用容器，其特征在于，所述軸環(huán)具有外表面、內表面以及從中穿過的軸環(huán)孔，所述泵機構容納在所述軸環(huán)孔中；所述軸環(huán)還包括從所述外表面延伸出來的鎖定凸棱，所述鎖定凸棱具有前緣和后緣； 其中，所述鎖定凸棱具有至少從所述前緣朝向所述后緣延伸的對準槽； 其中，所述盒體提供了至少一個定向接頭，并且，其中，所述軸環(huán)提供了用于容納所述至少一個定向接頭的凹口；以及其中，所述對準槽與所述凹口對準。
10.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述泵和所述噴嘴由所述盒體的頸部攜帶，所述標識部設置在所述頸部的周圍，并且，其中，所述標識部與所述頸部同軸。
11.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述盒體具有凸部和凹部中的至少其中之一，其構造成可與所述分配系統(tǒng)中的凹部和凸部中的相應一個接合，從而當所述備用容器與所述分配系統(tǒng)相關聯(lián)時將所述標識部保持在操作位置，并且，其中，所述盒體被所述分配系統(tǒng)軸向地容納，導致被所述分配系統(tǒng)選擇性地接合而固定住所述盒體。
12.根據權利要求1所述的備用容器，其特征在于，所述選定數量的電子標簽基本上跨過某一頻率范圍。
13.根據權利要求12所述的備用容器，其特征在于，所述頻率范圍從約IOHz到約 ΙΟΚΗζ，其中，所述頻率范圍細分成所述選定數量的電子標簽，并且，其中，當暴露于電場中時產生了處于所述頻率范圍中的至少一個所述選定標簽。
全文摘要
公開了一種分配系統(tǒng)，其利用與備用容器相關的電驅動式鍵裝置和/或識別碼來取消對機械鍵的需求。這種系統(tǒng)利用近場頻率響應來確定備用容器是否與分配系統(tǒng)相容。具體地說，備用容器設有端接了多個電容器中之一的線圈。該容器容納在外殼中，外殼提供了一對與所安裝的備用容器線圈形成一定空間關系的線圈。通過激勵其中一個外殼線圈，另一線圈便可檢測由容器線圈所產生的唯一電子標簽。如果該標簽是可接受的，那么分配系統(tǒng)就可以分配出一定量的材料。這種系統(tǒng)還提供了獨特的鎖定機構來固定容器，并保證所有線圈的定位。
文檔編號B67D7/84GK102161467SQ201110064660
公開日2011年8月24日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權日2004年12月15日
發(fā)明者A·R·雷諾, M·E·羅森克蘭茨, P·沃特霍斯 申請人:約瑟夫·坎弗