專利名稱：用于對商品處理設(shè)備定位以實(shí)現(xiàn)軟管式儲藏的方法及裝置的制作方法
本申請是于2001年5月23日提交的、題為“用于對商品處理設(shè)備定位以實(shí)現(xiàn)軟管式儲藏的方法及裝置”的第01810079.1號專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及商品處理設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作中的改進(jìn)，特別涉及具有計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電技術(shù)類型的商品處理機(jī)械，而且在本發(fā)明的實(shí)施方案中涉及到了一種采用例如抽吸機(jī)制的自動定位夾鉗，它能夠抓取選定商品并將其從一個區(qū)域移動至另一個區(qū)域，例如將其從儲藏區(qū)移動至配送區(qū)。
2.現(xiàn)有技術(shù)在商品自動售貨機(jī)的銷售點(diǎn)終端系統(tǒng)(POS)環(huán)境中，大部分現(xiàn)有的商品處理機(jī)構(gòu)，尤其是本發(fā)明中所涉及到的商品處理機(jī)構(gòu)，都依靠多個馬達(dá)、開關(guān)和線圈來移動處理機(jī)構(gòu)的各個部分并對商品自身(例如經(jīng)過包裝的產(chǎn)品)進(jìn)行處理。大部分這種機(jī)器都需要一個馬達(dá)、開關(guān)和/或線圈以專用于待在其中進(jìn)行處理和配送的各行、各列或者各類商品或包裝。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣，這類機(jī)器通常具有很多缺點(diǎn)，例如，其可靠性會因機(jī)械故障而變得較差。
美國專利5,240,139對商品處理設(shè)備做出了一個重大改進(jìn)。該文中描述了一種負(fù)氣壓升降機(jī)(即，商品抓取或處理機(jī)構(gòu))的用途，它從位于自動售貨機(jī)冷藏區(qū)之中的商品儲藏柜的頂部開口進(jìn)入，并且利用吸氣機(jī)制(即，通過局部真空而產(chǎn)生的降低的或者被稱為“負(fù)的”氣壓)以實(shí)現(xiàn)與待被尋找的商品之間的牢固接觸。雖然自動操作的升降機(jī)構(gòu)尤其是吸氣式升降機(jī)構(gòu)在那些其中通常沒有空間限制的工業(yè)裝配中得到了普遍應(yīng)用，但它們在諸如商品自動售貨機(jī)的具有緊密限制空間的裝置中的應(yīng)用卻并未得到廣泛認(rèn)可。由于采用吸氣技術(shù)來抓取和移動選定商品的自動售貨機(jī)具有較大的可靠性和靈活性，因而人們期望開發(fā)出新的技術(shù)和方法來操作和控制這類機(jī)器以及其他更加普遍使用的商品處理機(jī)構(gòu)。
在前面提到的美國專利5,240,139中利用具有3∶1的壓縮比并且可縱向壓縮的空氣軟管來實(shí)現(xiàn)軟管儲藏。該軟管的一端與一個位于固定梁上的負(fù)氣壓源連接，它可以在制冷器的上方橫向移動?？諝廛浌艿牧硪欢伺c一個商品拾取頭相連。在美國專利5,240,139所述的環(huán)境中利用這種可壓縮軟管進(jìn)行橫向定位是令人滿意的，因?yàn)槔鋮s器只占據(jù)了自動售貨機(jī)內(nèi)部的下半部分，所以給軟管及其定位機(jī)構(gòu)留出了足夠的上半部分。但是，對運(yùn)營自動售貨機(jī)的行業(yè)來說，由于其開支的主要部分是用商品對自動售貨機(jī)進(jìn)行維護(hù)(補(bǔ)充)的服務(wù)，因此，他們希望能夠提供更高的帶有或不帶有冷凍室的商品儲藏柜，以達(dá)到使自動售貨機(jī)柜櫥內(nèi)部的商品儲藏利用率最大的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中的自動售貨機(jī)通常只使用其商品儲藏有效高度的百分之五十至六十。
由于上述缺點(diǎn)，所以人們期望能夠減小對軟管定位機(jī)構(gòu)高度的需求。一種解決辦法就是使用不可壓縮的軟管。使用不可壓縮軟管的好處在于，可以通過與軟管壁直接嚙合而驅(qū)動和/或?qū)б?，與后面提到的美國專利5,240,139中所述的間接軟管定位技術(shù)相比，它是一個非常簡單的技術(shù)。另外，使用不可壓縮軟管的好處還在于，無論經(jīng)受何種真空度的變化，它都能夠保持恒定的長度。而且，與可伸縮管的例子相比，不可壓縮軟管具有更好的結(jié)構(gòu)整體性以及更少的泄漏。但是，使用不可壓縮軟管會帶來兩個嚴(yán)重的問題1)需要在何處保存足夠長的軟管以保證其自由端能夠從軟管定位機(jī)構(gòu)的底部(一個與商品儲藏柜頂部對準(zhǔn)的位置)移動至商品儲藏柜的底部；2)如何根據(jù)需要而簡單且可靠地將其從儲藏區(qū)取出和放回。
在題為“自動售貨機(jī)”(“VENDING MACHINE”)的PCT專利申請WO 99/12132中公開了一種自動售貨機(jī)，它含有一個折疊的鉸接臂，用于將一商品夾鉗吸入軟管放入冷凍室以取出待被出售的商品。該軟管是不可壓縮的，并且從位于鉸接臂之下的一個底部區(qū)到其自由端保持連續(xù)，其自由端與一個商品拾取頭相連接。在所述底部區(qū)中裝有一個線性傳動及臂狀機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)使軟管通過鉸接臂進(jìn)出底部區(qū)并且進(jìn)入冷凍室。該P(yáng)CT申請中所述的軟管定位機(jī)構(gòu)與后面提到的美國專利5,240,139具有一個相似的缺點(diǎn)，即，它們都需要自動售貨機(jī)柜內(nèi)有很大的容量，以便于所述機(jī)構(gòu)能在一個包裝配送循環(huán)(即，一個幾乎與商品儲藏柜自身高度相等的高度)內(nèi)提起軟管并使其進(jìn)入儲藏柜。另外，應(yīng)該注意的是，由于軟管的主要長度已被儲存在折疊的鉸接臂內(nèi)，所以只需儲存相對較小長度的軟管就可以滿足使商品拾取頭沿Z方向移動(即，進(jìn)出冷凍室)所需要的軟管量。還應(yīng)注意，該專利公布給出了一個相對復(fù)雜的機(jī)構(gòu)以用于軟管定位、儲存和驅(qū)動。
在申請人為G.Lucas，
公開日為1976年5月26日，題為“利用抽吸頭從冰柜中提取堆疊的冰激凌包裝盒來實(shí)現(xiàn)的冰激凌自動售貨機(jī)”(“VENDING MACHINE FOR ICE CREAM-USING SUCTION HEAD TOPICKUP WRAPPED BLOCKS OF ICE CREAM FROM STACK INREFRIGERATOR”)的德國專利DE2455673中公開了一種冰激凌自動售貨機(jī)，在這種售貨機(jī)中，有一個可移動的運(yùn)送裝置被安裝在冷凍室的內(nèi)部，它可在商品儲藏柜的上方橫向移動。該運(yùn)送裝置含有一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于將自由端含有一吸氣馬達(dá)的電線向下放入商品儲藏柜以便取出冰激凌包裝。通過將吸氣馬達(dá)實(shí)際降入儲藏柜，這類用于商品處理設(shè)備的定位機(jī)構(gòu)就可以避免軟管儲藏的問題。但是，它存在著一個嚴(yán)重的問題，即，由于電線的重復(fù)彎曲和伸縮，有可能造成出現(xiàn)可靠性/故障方面的問題。另外，吸氣馬達(dá)的直徑也受到了商品儲藏柜尺寸的嚴(yán)重限制。
在題為“用于隨機(jī)取出有組織的商品的裝置”(“APPARATUS FORRETRIEVING RANDOMLY ORGANIZED ARTICLES”)的美國專利5,957,326中公開了一種自動銷售裝置，該裝置包括一個可在商品儲藏柜的上方橫向移動的運(yùn)送裝置，它還包括一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于將一個拾取頭向下放入儲藏柜，該拾取頭上安裝有多個吸盤，每個吸盤都單獨(dú)與一段長度的軟管相連，這段軟管向回連接至一個向其提供吸氣功能的支管。這類用于商品處理設(shè)備的定位機(jī)構(gòu)的明顯缺陷在于，在進(jìn)行重新定位的過程中，由于與拾取頭相連的多個吸入軟管并未被放置在軟管儲藏區(qū)內(nèi)，而是在運(yùn)送裝置下方被盤卷/拖拽，所以它們會大量伸入本可用于儲藏待出售/配送的商品的空間。
在題為“依靠真空吸氣墊實(shí)現(xiàn)的支承和處理負(fù)載的設(shè)備(“DEVICEFOR SUPPORTING AND HANDLING LOADS BY MEANS OF VACUUMOPERATED SUCTION PADS”)的美國專利4,557,659中公開了一種商品提取和運(yùn)送裝置，在該裝置中，有一個電機(jī)被可滑動地安裝在一個可升起和旋轉(zhuǎn)的工字梁上，它用于將一電線朝待被處理的商品下降。該電線的自由端上有一個拾取頭，其上安裝有多個吸盤。一個從吸氣發(fā)生器到拾取頭保持連續(xù)的吸氣供應(yīng)管被一系列與可旋轉(zhuǎn)工字梁相連的滑塊松散地支承于其兩端之間。這類用于商品處理設(shè)備的定位機(jī)構(gòu)的明顯缺陷與美國專利5,957,326基本相同，即，在進(jìn)行重新定位的過程中，由于吸氣管被沿著運(yùn)送裝置或在其后拖拽，所以會擠入并占據(jù)大量的本可用于儲藏待出售/配送商品的空間。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的是為商品處理機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、操作和控制提供一種新的技術(shù)和方法。
本發(fā)明的另一個目的是為具有采用計(jì)算機(jī)控制機(jī)電技術(shù)的類型的商品處理機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、操作和控制提供一種新的技術(shù)和方法，并且在圖示的實(shí)施方案中提供一種自動定位的吸入式夾鉗，以用于抓取一個選定的商品并將其從一處移動到另一處，例如，從儲藏區(qū)移動至配送區(qū)。
本發(fā)明還有一個目的是為這樣一些機(jī)構(gòu)提供一種新的技術(shù)和方法，這些機(jī)構(gòu)能夠提高商品處理的速度和精度，同時還能用謹(jǐn)慎的方式處理待被分發(fā)的商品以防止其出現(xiàn)任何損壞。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種在高度上緊湊的商品處理機(jī)構(gòu)，用以使儲藏區(qū)的商品儲藏容量達(dá)到最大化。

發(fā)明內(nèi)容
上述目的是通過附圖中的一個諸如自動售貨機(jī)之類的商品配送裝置的實(shí)施方案而得以實(shí)現(xiàn)的，該裝置的內(nèi)部高度是由櫥柜的高度所限制的內(nèi)部高度決定了高度限制。為了使商品儲藏容量達(dá)到最大，本發(fā)明提供了以下幾個方面的內(nèi)容1.在軟管重定位期間，軟管定位機(jī)構(gòu)保持一個恒定高度，2.軟管沿著商品提取方向被驅(qū)動穿過軟管定位機(jī)構(gòu)，3.軟管的移動被限制在軟管定位機(jī)構(gòu)在軟管儲藏區(qū)和軟管定位機(jī)構(gòu)之間所移動的范圍之內(nèi)，4.軟管定位機(jī)構(gòu)內(nèi)載有軟管驅(qū)動裝置，5.軟管定位機(jī)構(gòu)是一個X-Y、R-θ或者夾剪結(jié)構(gòu)，它們將在后面得到更加詳細(xì)的說明。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明原理來構(gòu)成和操作的自動售貨機(jī)的正視立體圖；圖2和圖3是圖1所示自動售貨機(jī)的正視立體圖，其中前門是打開的，以便說明其中主要的機(jī)械和電氣部件；圖4是說明圖1所示自動售貨機(jī)的主要機(jī)械和電氣部件相互配合工作的功能方框圖；圖5和圖6顯示了圖2和圖3所示的商品處理機(jī)構(gòu)的運(yùn)送部分的詳細(xì)情況；圖7顯示了圖2和圖3所示軟管導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的詳細(xì)情況；圖8示出了圖3所示軟管定位機(jī)構(gòu)的一個備選實(shí)施方案；圖9、1O、11、12和13示出了各種商品處理機(jī)構(gòu)和儲藏區(qū)的組合/排列。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明圖1以諸如銷售點(diǎn)(POS)自動售貨機(jī)之類的商品銷售機(jī)的形式顯示了此處所描述的本發(fā)明的環(huán)境。盡管在后面說明全文當(dāng)中參考了本發(fā)明在自動售貨機(jī)環(huán)境中的實(shí)施，術(shù)語“自動售貨機(jī)”和事實(shí)上本發(fā)明的環(huán)境應(yīng)包括更為通用的商品處理、取回和/或配送設(shè)備以及POS設(shè)備。這種設(shè)備如果實(shí)現(xiàn)為便攜式裝置，可以包括并且大約傳統(tǒng)售貨機(jī)的大小的設(shè)備或大到由牽引機(jī)拖動的拖車，而如果實(shí)現(xiàn)為非便攜式裝置，則可以包括并實(shí)現(xiàn)為自動售貨間或位于永久性結(jié)構(gòu)如在建筑物中的一塊區(qū)域(地上或地下，具有內(nèi)部墻或封閉的櫥柜)。另外，至少包括在這里所說明的發(fā)明的一些實(shí)施方案當(dāng)中的術(shù)語“商品”或“產(chǎn)品”不僅指貨物，而且還包括永久或臨時形式的服務(wù)和/或信息。
圖1顯示了售貨機(jī)10的立體圖，該圖中包括有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成和操作的設(shè)備的一個實(shí)施方案。售貨機(jī)10包括主櫥柜12和安裝在樞軸16上用于進(jìn)入售貨機(jī)內(nèi)部進(jìn)行服務(wù)(用商品裝滿售貨機(jī)、進(jìn)行維護(hù)，等等)的前門14。注意，在另一售貨機(jī)的實(shí)施方案中，服務(wù)門或端口可以設(shè)置在櫥柜12的任何位置上或者作為櫥柜12的一部分。在圖1中，前門14處于關(guān)閉位置，與主櫥柜12形成了封閉體，其中容納了售貨機(jī)10的各種部分，下面將更詳細(xì)地說明。
前門14包括與平坦部分20相鄰的凸?fàn)畈糠?8；但是，這些特定的形狀對于本發(fā)明并不是必需的。凸?fàn)畈糠?8包括一個半透明的塑料顯示面板18，其上一般具有品牌和/或標(biāo)識圖形，并且還可以包括描繪可以通過自動售貨機(jī)10銷售的個別商品的圖形，以及商品的價格和/或選擇信息。面板18一般采用熒光燈(圖中未示出)作為背照光。
客戶取回區(qū)22形成在門14的面板18中，以便其中儲藏的商品可以發(fā)放給售貨機(jī)10的用戶。
在門14的平坦部分20上安裝了各種用戶接口特征。客戶顯示器24可以是常規(guī)的熒光或LED顯示屏，用以對機(jī)器10的用戶顯示各種信息項(xiàng)，諸如對用戶選擇的反饋、所要的數(shù)量，以及產(chǎn)品是否已被售出或正在被銷售。為了接受付款，收款機(jī)入口26將紙幣收進(jìn)常規(guī)的收款機(jī)構(gòu)(安裝在機(jī)器10內(nèi)以便使其用戶接口部分通過平坦部分20中對齊的開口伸出)，以用于商品的購買或找零。硬幣插入槽28將硬幣收入常規(guī)的硬幣兌換器中(也安裝在機(jī)器10內(nèi)以使其用戶接口部分通過平坦部分20中對齊的開口伸出)，以用于商品的購買或找零。找?guī)艌?zhí)行器30包括常規(guī)的按鈕機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動硬幣兌換機(jī)構(gòu)的找?guī)挪糠?，找?guī)挪糠衷谄潋?qū)動下將當(dāng)前用戶塞入的硬幣找回給找?guī)挪?2內(nèi)。硬幣兌換機(jī)構(gòu)的找?guī)挪糠诌€在響應(yīng)于商品的購買、或是為紙幣或大面額的硬幣找零時將找回的零錢提供給找?guī)挪?2。信用卡/借記卡槽34接受插入到常規(guī)讀卡器機(jī)構(gòu)(也安裝在機(jī)器10內(nèi)以便使其用戶接口部分通過平坦部分20中對齊的開口伸出)中的塑料信用卡/借記卡，以允許用戶通過信用卡/借記卡購物。門鎖機(jī)構(gòu)36使前門14被鎖緊，沒有鑰匙就無法將其開啟。為了使用戶能夠選擇，顯示面板18可以包括如上所述的圖形，它指示該機(jī)器可以出售的各種商品，以及它們相關(guān)的價格和唯一的選擇號。另外，平坦部分20可以包括一組圖形化的商品顯示部分和它們的相應(yīng)價格。常規(guī)的鍵盤按鈕機(jī)構(gòu)38被提供以使用戶從售貨機(jī)10中選擇想要的商品。另外，按鈕機(jī)構(gòu)40可以包括多個獨(dú)立的按鈕以用于每個商品的選擇，以及相關(guān)的價格顯示；另外，甚至可以用用戶操作的觸摸屏來代替按鈕機(jī)構(gòu)40和顯示器24。盡管圖1中未示出，機(jī)器10還包括一個常規(guī)的電信部件，用于對信用卡購物進(jìn)行鑒別，用以實(shí)現(xiàn)其它與機(jī)器控制有關(guān)的用途以及向遠(yuǎn)處報(bào)告機(jī)器10的存貨和操作狀態(tài)，后面將對此更充分地說明。盡管圖中所示的售貨機(jī)10包括上述用戶接口部件，在本發(fā)明較小的實(shí)施方案中，可以省略這些用戶接口部件中的絕大多數(shù)部件(即使不是全部)，并且自動售貨機(jī)實(shí)際上可以通過遠(yuǎn)程來控制，不管是否帶有本地的支付系統(tǒng)。
圖2是圖1所示售貨機(jī)的正面立體圖，其前門是打開的，用于說明其中的主要機(jī)械和電氣部件。圖3是售貨機(jī)10的商品處理機(jī)構(gòu)部分的主要部件在一定程度上理想化了的版本，用于理解其一般性的操作。注意，在這些附圖中，售貨機(jī)10的某些部分被去掉了，其目的是為了更好地說明內(nèi)部的部件。
先參考圖2，櫥柜部分12的前面的右邊部分包括一個垂直安裝的支承面板202，它用于安裝大多數(shù)的用戶接口部件。更具體地說，在面板202上安裝有鉸接安裝的支架204，它與門14上的開口對齊，以便用戶能夠從門14的前端接觸各個用戶接口部件，如選擇按鈕鍵盤40、硬幣插入槽30、收款機(jī)入口28、硬幣返回器32以及客戶顯示器24。在前門14內(nèi)部安裝有兩個熒光燈源(它們在保護(hù)罩206后面。也可以使用其它數(shù)量的光源)，這些光源發(fā)光以從背后照亮面板18，門14上還安裝有一個用于熒光燈的壓艙物(ballast)和一個產(chǎn)品輸送斜道210。注意，產(chǎn)品輸送斜道210不同于常規(guī)技術(shù)之處在于，它特別高，并且因此用作安全措施，以防止他人未經(jīng)授權(quán)地通過從機(jī)器外將臂狀物或其它的抓取機(jī)構(gòu)插入到客戶取回區(qū)22中而進(jìn)入機(jī)器中。在典型的現(xiàn)有技術(shù)的售貨機(jī)中，從斜道210的頂部通常會看到擺動式安全門，它在客戶推動入口處的擺動門到產(chǎn)品取回區(qū)8時擺至破壞者(vandal)阻擋位置。在售貨機(jī)10的另一個實(shí)施方案中，這種安全門可與產(chǎn)品輸送斜道210結(jié)合使用，特別是如果斜道210不如圖2所示的那樣高時并且如果產(chǎn)品取回區(qū)8更高地位于機(jī)器10上時。在鉸接安裝支架204后面安裝有常規(guī)的收款機(jī)構(gòu)，用于使插入收款機(jī)入口28的紙幣被拖入售貨機(jī)10中，面板后面有一個用于向找?guī)趴?4提供硬幣的常規(guī)硬幣找零機(jī)，硬幣引導(dǎo)器將塞入的硬幣引導(dǎo)入硬幣找零機(jī)，常規(guī)的驗(yàn)鈔機(jī)確認(rèn)紙幣正確地塞入收款機(jī)入口28。
控制板212包括印刷電路板，其上形成有電路，并且裝有集成電路芯片?？刂瓢?12包括微處理器，它與各種傳感器、電機(jī)、上述用戶接口以及其它處于售貨機(jī)10內(nèi)的裝置電連接，用以控制售貨機(jī)10的操作。盡管在本說明中是參考控制板212的規(guī)定功能的操作來進(jìn)行的，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些功能是由微處理器和形成在控制板212上的相關(guān)電路來控制的。電源214安裝在面板202上并向售貨機(jī)10的電氣部件供電。
現(xiàn)在參考圖3，從其中可以明顯看出，櫥柜12的內(nèi)部的容積可用作商品儲藏區(qū)215。在圖示的實(shí)施方案中，櫥柜12的內(nèi)部底面217上排列了多個垂直對齊的商品儲藏柜216，它們用于儲存待由機(jī)器10出售的商品223。在本發(fā)明的制冷環(huán)境中，儲藏柜被排列于制冷系統(tǒng)上方放置的架子上。
一個頂端開放的容器219的尺寸被設(shè)計(jì)為可在其中貯存多個商品儲藏柜216，并用于例如使得易于同時將多個儲藏柜216處理(即取出、安放和運(yùn)送)進(jìn)/出商品儲藏區(qū)域215。容器219還便于快速和精確地將多個商品儲藏柜放入商品處理設(shè)備的儲藏區(qū)域中。一個運(yùn)送裝置218(可以更一般地稱之為X-Y或平面定位機(jī)構(gòu))與櫥柜12的內(nèi)部頂側(cè)連接，并適合于能被機(jī)器10的控制板部分212可控制地放置到多個商品儲藏柜216中選擇的一個的開放頂端上的中心位置(以便與該開放頂端對齊)。
盡管圖示的商品儲藏柜216是垂直(Z軸)對齊的，但不垂直的即傾斜的或甚至是水平的(X或Y軸的)對齊也是可以的(例如在眾所周知的使用“螺旋線”型自動售貨機(jī)的玻璃前端售貨機(jī)中可看到的那樣)。在儲藏柜基本水平地對齊的情況下，平面定位機(jī)構(gòu)將被適當(dāng)?shù)馗淖円员銓⑦\(yùn)送裝置218放置成在X/Z或Y/Z平面上移動。實(shí)際上，諸如圓柱體的曲面也應(yīng)被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。將基本上水平對齊的產(chǎn)品貨堆與可自動機(jī)械控制的在與產(chǎn)品堆的銷售端相鄰的垂直平面上運(yùn)動的商品運(yùn)送機(jī)構(gòu)相結(jié)合是已知的，例如在2001年5月15日授權(quán)的題為“用于銷售產(chǎn)品的方法和設(shè)備”(METHOD AND APPARATUS FOR VENDINGPRODUCTS)的美國專利6,230,930中，以及2001年5月3日公開的美國專利公報(bào)US2001/0000609中都可見到這種結(jié)構(gòu)。用曲面?zhèn)魉蜕唐肥且阎?，例如在錄像帶銷售技術(shù)中就可以見到，在這種技術(shù)中，錄像帶以面向外的方式排放在中央存儲轉(zhuǎn)盤上，一個機(jī)器夾鉗圍繞著轉(zhuǎn)盤。此外，盡管圖示的商品儲藏柜216是處于大氣環(huán)境下，但儲藏柜216實(shí)際上也可被放置在制冷的環(huán)境中，諸如位于儲藏區(qū)217底部的冷藏裝置中，商品傳送機(jī)構(gòu)從冷藏裝置頂部的開口中進(jìn)入儲藏柜，如在前面提及的美國專利5,240,139所示和描述的那樣。另外，在制冷環(huán)境是包括基本上水平對齊的儲存柜的情況下，可以使用垂直朝向的開口來提供進(jìn)入商品儲藏柜的發(fā)放端的途徑。
在本發(fā)明的環(huán)境中，一個空氣軟管220從它由軟管儲藏區(qū)222退出之前的點(diǎn)起通過正交放置的輥輪213一直延續(xù)到其自由端221。自由端221包括與一膜盒膨脹端(bellows extension tip)部分227組合的加重部分225。根據(jù)被發(fā)售的商品的物理特性，商品拾取頭224可只包括加重部分225，或者是該部分與專門適合于被發(fā)售商品類型的接頭的組合體，例如膜盒頭227或沒有重量的柔性頭。軟管220的一端與一負(fù)壓即吸氣源連接，吸氣源在優(yōu)選實(shí)施方案中包括一吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226以及一與商品拾取頭224連接的自由端。在本發(fā)明中，“連續(xù)”的意思是指在兩端點(diǎn)之間連接軟管，該軟管進(jìn)行動作從而完成作為整體或單一的軟管所要求功能?？諝廛浌懿糠?35從吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226向空氣連接盒229的一個端口提供抽吸，而連續(xù)的軟管220與空氣連接盒229的另一端口連接。在軟管儲藏區(qū)222的頂部包含的空氣連接盒229包括氣流傳感器和真空破壞器(breaker)組件。氣流傳感器用于形成加載在售貨機(jī)控制器上的表示通過氣流軟管220的氣流的信號。真空破壞器組件用于將軟管220中的氣壓快速地變?yōu)榇髿鈮?，從而能夠?qū)⒂缮唐肥叭☆^所運(yùn)送的商品“快速釋放”至發(fā)貨斜道210。要注意的是，產(chǎn)品的快速釋放不一定在發(fā)貨斜道210的頂部進(jìn)行，在希望避免商品受到由于堵塞或跌落而導(dǎo)致的外力時，商品拾取頭可以一直行進(jìn)到發(fā)貨斜道210的底部再快速釋放商品。在一個實(shí)施方案中，氣流傳感器的結(jié)構(gòu)可以包括一個雙部開關(guān)，第一部分包括安裝在盒229頂部的簧片開關(guān)，第二部分包括安裝在盒229內(nèi)部的擺動臂的自由端之上的磁鐵。因?yàn)閿[動臂由于氣流的變化在盒229內(nèi)擺動，該開關(guān)被“觸發(fā)”，從而指示氣流的變化。氣流信號的用途將在下面得到更詳細(xì)地說明。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種新穎的軟管定位機(jī)構(gòu)。如圖3一般性表示并且更詳細(xì)地在圖5和圖6中所顯示的，運(yùn)送裝置218與所選擇的儲藏柜216之一對齊。該對齊是用安裝在“L”形的前/后梁230上的前/后線性滑動裝置228(在剖視圖中顯示)在前/后(Y)方向上完成的，從而運(yùn)送裝置218被可控制地沿著前/后梁利用滑動裝置228定位。梁230的底邊部分包括一架子部分232，運(yùn)送裝置218包括一電機(jī)233，它驅(qū)動與架子部分232嚙合的齒輪(圖6中的633)。從控制板212向電機(jī)233施加的向前和向后的電機(jī)控制信號使運(yùn)送裝置218在前/后方向上驅(qū)動。運(yùn)送裝置218的左/右(X)方向的對齊是以類似的方式進(jìn)行的，采用了左/右線性滑動裝置234，它將前/后梁230的上側(cè)與間隔開的左/右梁236a和236b的下側(cè)可滑動地接合在一起。梁236a和236b剛性地接到櫥柜12的內(nèi)部頂側(cè)。同樣與櫥柜12的頂部內(nèi)側(cè)部分剛性連接并與梁236平行的架子238與一由安裝在梁230內(nèi)角附近的可反轉(zhuǎn)電機(jī)243所驅(qū)動的齒輪240嚙合。從控制板212向電機(jī)243施加的向前和向后的電機(jī)控制信號使齒輪240轉(zhuǎn)動并且使梁230作相應(yīng)的移動，進(jìn)而使運(yùn)送裝置218在左/右(X)方向上移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，當(dāng)軟管定位機(jī)構(gòu)使得一件商品223被拾取頭224從儲藏柜216移動至斜道210時，它將被移動經(jīng)過安裝在櫥柜12內(nèi)的商品識別(ID)裝置254。對于本發(fā)明并不需要特定類型的商品ID裝置，并且根據(jù)系統(tǒng)的制約，這種裝置可包括，例如，條形碼掃描儀或其它光圖像/圖案識別系統(tǒng)，或者甚至可以是非光學(xué)系統(tǒng)，諸如射頻標(biāo)識(RFID)，或安裝在櫥柜12內(nèi)的基于磁的系統(tǒng)，它們都能用于唯一地識別和確認(rèn)被發(fā)售的商品就是所選擇的商品。這種商品識別裝置的構(gòu)成對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的技術(shù)，因此不需要關(guān)于這一方面的進(jìn)一步說明。
注意，商品ID裝置254被安裝在櫥柜12內(nèi)相對固定的位置處，這種安裝使得可以在商品ID裝置254的方向上進(jìn)行一些受控制的移動，以便幫助確保被運(yùn)送的商品受到良好的“觀察”，以及被識別的所運(yùn)送商品的高置信度。提供這種使ID裝置254受控制地移動的一種方式是將其安裝在壓電襯底上，控制板212可以向該襯底提供電壓以移動ID裝置254的“觀察”。要說明的是，通過使用適當(dāng)定位的商品ID裝置254，就只需要單個的商品ID裝置254。這對于自動化型售貨機(jī)特別有用，因?yàn)樽詣踊O(shè)備能夠?qū)⑸唐房煽刂频胤胖?、并在需要時重新放置在商品ID裝置254的附近，從而幫助確保商品有可靠的ID。
如圖2所示，儲藏柜支承裝置260包括一對以間隔一定距離的方式固定的矩形托架，該矩形托架面對櫥柜12的內(nèi)側(cè)壁，儲藏柜支承裝置260用于保持放置在它們之間的櫥柜處于相對于售貨機(jī)櫥柜內(nèi)部的預(yù)定位置。在考慮到控制板212的預(yù)編程時要求這一點(diǎn)?？刂瓢?12控制自動化結(jié)構(gòu)以從選定的一個儲藏柜216中取出所選擇的商品。
注意，盡管運(yùn)送裝置組件218只在單個平面上移動，它負(fù)責(zé)將拾取頭224在X、Y和Z方向上精確地放置。更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，如圖5和圖6所示，運(yùn)送裝置218包括輥輪結(jié)構(gòu)502，它包括在軟管220進(jìn)入運(yùn)送裝置218之處的三個正交放置的輥輪504，用于重新引導(dǎo)軟管220沿機(jī)器10的頂部靠內(nèi)部分從基本水平的方向(即X、Y方向)移動到與其垂直的方向(即Z方向)。運(yùn)送裝置218的移動將不僅移動軟管220的自由端221以便它與選定的儲藏柜216軸向?qū)R，而且它還將自動地使軟管220從軟管儲藏區(qū)222抽出。然后，軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)(可包括一組常規(guī)操作的“壓緊輥輪”506)由可反向電機(jī)508通過齒輪組510驅(qū)動，在所說明的實(shí)施方案中，它們被安裝在運(yùn)送裝置218當(dāng)中，但在另一實(shí)施方案中，電機(jī)508/輥輪506(或一些其它的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，例如，在后面提到的PCT公開WO99/12132中所看到的驅(qū)動機(jī)構(gòu))也可沿著軟管220的長度被安裝在其上的任何位置，以用于驅(qū)動拾取頭224進(jìn)/出所選擇的儲藏柜216以便取回儲藏在其中商品。在軟管220含有沿其長度分布的結(jié)構(gòu)上的螺旋波紋的情況下，壓緊輥輪506也可含有與其相匹配的波紋以幫助驅(qū)動軟管220。
該結(jié)構(gòu)中，軟管220與運(yùn)送裝置218在相同的X，Y平面中移動，使得本發(fā)明能夠具有緊湊的軟管定位和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的實(shí)施方案。此外，因?yàn)檫\(yùn)送裝置的移動負(fù)責(zé)提供用于從儲藏區(qū)222抽出軟管220所需的主要的力，Z驅(qū)動電機(jī)只需要驅(qū)動軟管以使其自由端移入/移出儲藏柜216進(jìn)行商品的取回。應(yīng)當(dāng)注意壓緊輥輪506應(yīng)當(dāng)含有軟橡膠材料以便與軟管220有良好的摩擦接觸，并且如果軟管220含有沿其長度分布的結(jié)構(gòu)上的螺旋波紋，輥輪506可具有相應(yīng)/匹配的波紋以便為軟管220提供更加主動的驅(qū)動力。在所示的實(shí)施方案中，已經(jīng)確定兩個驅(qū)動輥輪是不需要的，并因此只有壓緊輥輪中的一個被電機(jī)508驅(qū)動，而彈簧(514)被用于迫使其它輥輪壓向驅(qū)動輥輪，從而壓緊并驅(qū)動它們之間的軟管220。此外，當(dāng)使用波紋軟管時，在一些應(yīng)用場合下，可以用靠近軟管220的線性螺紋機(jī)構(gòu)代替壓緊輥輪506來驅(qū)動軟管。
在自動售貨機(jī)的環(huán)境中，緊湊的軟管定位和驅(qū)動機(jī)構(gòu)是重要的。本發(fā)明創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)提供了一個非常緊湊的自動化結(jié)構(gòu)，它使運(yùn)送裝置將軟管置于櫥柜4內(nèi)部的能力達(dá)到最大化。小型緊湊的自動結(jié)構(gòu)還可使自動售貨機(jī)10的儲藏容量達(dá)到最大，并能夠提高自動定位器在最大化的儲藏區(qū)內(nèi)的機(jī)動能力?？紤]一個高度為72英寸的櫥柜如前述美國專利5,240,139或PCT專利申請公開WO99/12132中所介紹的現(xiàn)有技術(shù)的軟管定位機(jī)構(gòu)一般要占用大約櫥柜內(nèi)高度的大約40％，從而只留下60％或更少的空間儲藏要銷售的商品。而利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，軟管定位和驅(qū)動機(jī)構(gòu)所占用的空間則小于25％的高度，這是非常理想的結(jié)果。另外，要注意本發(fā)明的緊湊軟管定位和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，在所示的實(shí)施方案中它只占據(jù)了容器體積內(nèi)小于15％的高度。更為顯著的是，這個非常緊湊的軟管定位和驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以將軟管的自由端放置成與商品櫥柜對齊，而還具有將軟管驅(qū)動至櫥柜底部的能力。在本發(fā)明中，軟管能夠被驅(qū)動比軟管定位機(jī)構(gòu)高度大三倍的距離，并且實(shí)際上在所示的實(shí)施方案中驅(qū)動軟管達(dá)到五倍于軟管定位機(jī)構(gòu)高度的距離。
圖5、圖6和圖7中示出了一個可伸縮導(dǎo)引機(jī)構(gòu)550，它用于當(dāng)拾取頭224被運(yùn)送裝置中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)降入到儲藏區(qū)時，保證使其落入所希望的櫥柜216中。例如，根據(jù)構(gòu)成軟管220的材料，在軟管220未被重定位的長時間內(nèi)，運(yùn)送裝置218中所發(fā)生的軟管的90度轉(zhuǎn)向有可能在軟管220中形成一個大的“扭結(jié)”。之后，當(dāng)軟管220被降入選定的櫥柜216時，該扭結(jié)可使拾取頭224隨著軟管扭結(jié)移過驅(qū)動輪506而產(chǎn)生擺動。為了防止拾取頭224產(chǎn)生這種不必要的擺動或運(yùn)動，可以提供導(dǎo)引機(jī)構(gòu)550，并使其含有一個導(dǎo)引板552，它附著在兩個滑動支承棒554的終端上。從圖7中可以更加清楚地看到，支承棒554滑動穿過固定于運(yùn)送裝置218的側(cè)壁部分之上的一個塑料(PVC，即，聚氯乙稀)塊556中的孔。導(dǎo)引板552的中心有一個孔，其尺寸略大于拾取頭本體部分的直徑，但小于其肩部的直徑。因此，在拾取頭224被降入所需櫥柜的操作中，支承棒554允許支承板552因重力而下降，其速度與拾取頭224下降遠(yuǎn)離運(yùn)送裝置218的速度相同。在櫥柜216頂部并且由支承棒554的長度所確定的高度上，板552不再遠(yuǎn)離運(yùn)送裝置218移動，并且其中心的孔只為拾取頭224的下降剩余部分提供導(dǎo)引以進(jìn)入選定的櫥柜216。當(dāng)拾取頭224因軟管220中產(chǎn)生的吸力而獲取一個包裝商品并被從櫥柜收回時，拾取頭224最終與導(dǎo)引板552接觸，然后其剩余部分繼續(xù)進(jìn)行上升移動，軟管220的收回也使導(dǎo)引板552被收回。
如圖5和圖6所示，支架512的協(xié)助動作對運(yùn)送裝置218的移動其到了穩(wěn)定的作用，支架512被置于支承梁230的頂部下方，滑動裝置228受到其制約并跟隨其運(yùn)動，并且有一個“U”形唇緣部分602從支承梁230的下側(cè)部分突出。唇緣部分602的朝上部分與一個和運(yùn)送裝置218相連的滑動機(jī)構(gòu)604的面向下方的槽嚙合(實(shí)際上是“套住”)。可以確信，在運(yùn)送裝置218沿梁230移動期間，由支架512和滑動裝置218以及唇緣602和滑動機(jī)構(gòu)604的組合(它們固定在“L”形支承梁230的兩條腿上)所提供的對角放置的支承，其相互配合產(chǎn)生的動作可以為運(yùn)送裝置218提供非常好的穩(wěn)定性。
從圖7中可以清楚地看出，支承棒554含有多個棒，其兩端具有可以插入機(jī)器螺絲的螺孔。在棒554的頂部，螺絲頭555形成了一個肩部，它可防止棒554通過塊556中的孔全部掉下去，而且在棒554的底部，有螺絲將棒與板552固定在一起。如圖14b所示的那樣，板552含有一個其中有孔的保護(hù)性扣眼，用于防止軟管220在穿過板552時發(fā)生損壞并減少其磨損。注意，扣眼的高度最好大于軟管220的螺旋支承結(jié)構(gòu)的相鄰螺圈之間的距離。另外，還應(yīng)注意，軟管220最好由堅(jiān)固的有隆起作用的柔性螺旋部分構(gòu)成以用于形成軟管的形狀，它與橫跨螺旋部分的相鄰螺圈的柔性密封塑料材料一起形成。
導(dǎo)引機(jī)構(gòu)132的結(jié)構(gòu)也可以考慮其它形式。例如，可以采用一系列可伸縮管段，它們附著在運(yùn)送裝置218的底部，軟管220從其中穿過，用以代替棒136和板134。
如前所述，因?yàn)檐浌?20從其與吸氣源連接的一端起一直到其另一端的拾取頭224為止用連續(xù)材料形成，所以需要在拾取頭224在商品發(fā)售操作時在X、Y和Z方向適當(dāng)移動期間提供軟管儲藏和/或回收的裝置。
因此，如圖3所示，將一個內(nèi)壁246平行地放置在櫥柜12的外壁248的旁邊，以在外壁和內(nèi)壁之間形成一個軟管儲藏區(qū)222。軟管儲藏區(qū)222的截面面積稍大于其中形成的軟管環(huán)的截面面積。壁246和壁248在圖中被部分截去，用以顯示一個在軟管220中形成的重力自流回縮環(huán)形拉緊裝置/回收機(jī)構(gòu)250。環(huán)形拉緊裝置250在軟管儲藏區(qū)222內(nèi)的移動受到限制，它在一定程度上被自身具有的一個滑錘252拉動，沿滑錘的邊緣具有一個凹槽253，用于使滑錘在軟管儲藏區(qū)222內(nèi)保持恒定的中心定位，并且用于在軟管220上提供一個恒定的“形成環(huán)路”的張力。另外，對軟管儲藏區(qū)222內(nèi)帶有凹槽的滑錘252的中心定位可使軟管220的中心定位，從而防止軟管220在拾取頭224的X、Y和Z重新定位過程期間與軟管儲藏區(qū)222的側(cè)壁發(fā)生摩擦。為了防止軟管220打卷，滑錘252的尺寸被設(shè)計(jì)成略大于軟管220的直徑，并且軟管儲藏區(qū)222的寬度尺寸略微大于滑錘252的寬度尺寸?；N252的特定重量是設(shè)計(jì)選擇的問題，它是根據(jù)各種因素而定的，如待被移動的商品的重量，用于在Z方向驅(qū)動軟管的馬達(dá)的強(qiáng)度，等等。在另一個實(shí)施方案中，也可以利用一個彈簧將滑錘252與柜櫥12的底部連接起來，從而給環(huán)形拉緊裝置250增加另一個張力。
還應(yīng)該注意，這種基于重力的回收/軟管儲藏技術(shù)既可以滿足運(yùn)送裝置218在X和Y方向上(左/右和前/后)移動的儲藏要求，也可以滿足拾取頭224在Z方向上移動的要求。當(dāng)然，這種基于重力的回收/軟管儲藏技術(shù)也可在這樣一個實(shí)施方案中工作得很好，在該實(shí)施方案中，自動軟管定位機(jī)構(gòu)采用了一個轉(zhuǎn)動型設(shè)備(R，θ)、鉸接臂、伸縮或夾剪系統(tǒng)或者其他技術(shù)。另外，對本發(fā)明來說，圖示的基于重力的回收/軟管儲藏技術(shù)不再是必需的，完全可以用一個完全或部分電氣化的回收技術(shù)來代替上述技術(shù)。另外，在其他一些實(shí)施方案中，有可能需要將軟管儲藏區(qū)放置于其他位置，例如，平行于柜櫥12的頂部或背部。
另外，雖然在圖示的實(shí)施方案中只示出了一個儲藏區(qū)215、軟管220和運(yùn)送裝置218，但本發(fā)明也可被應(yīng)用到具有多個儲藏區(qū)和/或自動商品處理機(jī)構(gòu)的類型的配送裝置/商品處理機(jī)當(dāng)中，例如，兩個自動處理機(jī)構(gòu)(分別豎直和水平放置，或者一個豎直、一個水平地混合放置)，各裝置分別為不同的儲藏區(qū)提供服務(wù)。在采用多個商品處理機(jī)構(gòu)時，其中各個機(jī)構(gòu)都可被調(diào)整以適合于特定的操作。例如，其中一個處理機(jī)構(gòu)可以擁有一個相對較大直徑的拾取頭并使用較高的氣流/適度抽真空設(shè)備，而另一個處理機(jī)構(gòu)則可以擁有一個相對較小直徑的拾取頭并使用較低的氣流/高抽真空設(shè)備。
在這方面，圖9示出了一個多儲藏區(qū)結(jié)構(gòu)500，其中，一個上述類型的商品處理器可為3個相鄰的儲藏區(qū)提供服務(wù)。在一個實(shí)施方案中，每個區(qū)域都可用于儲藏一堆商品，這些商品在各個區(qū)域中按照相同的方向?qū)R。儲藏區(qū)502可以在大氣環(huán)境下，其它儲藏區(qū)則可以在制冷環(huán)境下，例如，其中一個區(qū)域504是冷藏區(qū)，另一個區(qū)域506是冷凍區(qū)。這種結(jié)構(gòu)可以在典型的小型、可靠并且有效的自動售貨機(jī)構(gòu)中找到成味小食品(如幾包薯?xiàng)l)處于大氣環(huán)境儲藏區(qū)，冷飲(如蘇打水)位于冷藏區(qū)內(nèi)，而冷凍食品(如冰激凌)則位于冷凍區(qū)內(nèi)。另外，這類結(jié)構(gòu)的好處特別在于，冷凍室可被用于保持儲藏的商品的質(zhì)量，直到它們接近于將被售出為止，此舉是由一個智能控制器來決定的。在售出前的預(yù)定適當(dāng)時間上，一定量的商品可被從冷凍區(qū)挪到冷藏區(qū)。在下面所述的情況中還可以找到這種技術(shù)的好處，即，在第三儲藏區(qū)實(shí)際上是一個用于通過烤爐或微波爐單獨(dú)加熱/烹飪商品(例如冷凍的比薩餅)的臨時儲藏區(qū)的情況下。在這種情況下，在冷藏區(qū)被用盡需要重新補(bǔ)充之前，不將冷凍比薩餅挪到冷藏區(qū)，由此來保證冷凍比薩餅的質(zhì)量/保存期。此后，它們被順序地從冷凍區(qū)挪到冷藏區(qū)。這種技術(shù)大大減少了客戶所需等待的比薩餅的加熱時間，同時，它還允許以冷凍的方式儲藏比薩餅，由此大大提高了其保存期并且減少了裝填機(jī)器所需的勞力成本。在這種結(jié)構(gòu)中，冷藏區(qū)的頂部可以包括熱隔離器，例如，空氣簾或滑動隔熱板。
圖10示出了一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，單個商品處理機(jī)構(gòu)為兩個水平對齊的商品儲藏區(qū)進(jìn)行服務(wù)。背景空間-區(qū)域602是一個大氣環(huán)境，而區(qū)域604則是一個冷藏環(huán)境。商品處理機(jī)構(gòu)606可按照前面所述的方式利用支承梁230和運(yùn)送裝置218構(gòu)成，從而使機(jī)構(gòu)606能“生活”在大氣環(huán)境區(qū)域602中，并且可根據(jù)需要通過擺動門608進(jìn)入到冷藏區(qū)604當(dāng)中。區(qū)域602和604都具有自己的商品ID裝置254，或者也可共享一個公共ID裝置。
另外，為了提高給客戶取出并配送儲藏的商品的速度，也可以使用單獨(dú)的軟管和軟管定位機(jī)構(gòu)。圖11中示出了這樣一種快速商品售貨機(jī)，其類型屬于具有兩個水平放置的儲藏區(qū)。雖然使用的是單獨(dú)的軟管和軟管定位機(jī)構(gòu)，但它們可以共享一個吸氣源(例如，吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226)、氣流傳感器和真空破壞器。單個的軟管、軟管定位機(jī)構(gòu)和軟管儲藏區(qū)可被應(yīng)用在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案當(dāng)中，在該實(shí)施方案中，單個軟管為多個商品儲藏區(qū)(例如圖11中所示結(jié)構(gòu)700的冷藏和非冷藏區(qū))提供服務(wù)，其中，支承梁230和運(yùn)送裝置218可通過門機(jī)構(gòu)702在具有不同周邊環(huán)境的兩個儲藏區(qū)之間移動。各個自動商品處理機(jī)構(gòu)可以具有自己的商品ID裝置254，或者也可以共享一個公共ID裝置254。
圖12示出了一個含有單個商品處理機(jī)構(gòu)的自動售貨機(jī)，其商品處理機(jī)構(gòu)有兩個客戶接口區(qū)(每個區(qū)域都包括諸如鍵盤或觸摸屏的產(chǎn)品選擇裝置、付款系統(tǒng)以及產(chǎn)品取出門)，例如，一個位于左側(cè)，一個位于右側(cè)，它們中間有一個公共圖形顯示器。該機(jī)器能夠同時為兩個購買者提供服務(wù)，因?yàn)榕c售貨機(jī)運(yùn)送選定產(chǎn)品所需的實(shí)際時間相比，客戶選擇和付款通常需要基本相同的時間。
圖13中示出了另一個這種結(jié)構(gòu)，其中，櫥柜600內(nèi)包括一個上部區(qū)域602和一個下部區(qū)域604，前者是非冷藏區(qū)(甚至可被加熱)，后者則是冷藏區(qū)(甚至可被分成，例如，兩個附加部分，一個區(qū)域606為冷凍區(qū)，另一個區(qū)域608則僅為冷藏區(qū))。這種結(jié)構(gòu)的特別具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闊峥諝庖蛏仙?，而冷空氣則向下沉。另外，一個儲藏區(qū)可被布置成豎向儲藏商品，而另一個區(qū)域，甚至多個區(qū)域，則可被安排成水平儲藏商品。在這種情況下，需要有單獨(dú)的軟管、軟管定位機(jī)構(gòu)以及軟管儲藏區(qū)以用于不同朝向的儲藏區(qū)。
應(yīng)該注意，在上述結(jié)構(gòu)中，商品處理機(jī)構(gòu)也可以具有其它的結(jié)構(gòu)，例如將在后面提到的伸縮管、夾剪或R，θ結(jié)構(gòu)。另外，商品也可以是消耗品，例如，辦公用品、打印機(jī)墨盒，等等。
在圖示的實(shí)施方案中，吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226提供了一個相對較高的氣流量并且相對適度的負(fù)氣壓。作為設(shè)計(jì)選擇問題，吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226可以包括一個真空泵，用于提供足夠程度的負(fù)氣壓。但是，由于尺寸及成本的限制，其氣流量也受到相應(yīng)的限制。在后一種情況下，空氣軟管220的直徑將比圖2和圖3中所示的直徑小，本發(fā)明的一些應(yīng)用中，這一點(diǎn)尤為重要。當(dāng)拾取軟包裝時，圖示的實(shí)施方案特別有用，其原因是，在對商品的包裝過程中，瞬間或者持續(xù)的泄漏通常不會導(dǎo)致包裝掉落，與此同時，由于具有能夠拾取不同重量和尺寸的多種形狀的物體的能力，所以它還可提供極為豐富的多樣性。在吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226含有一個真空泵的情況下，它既可以單獨(dú)使用，也可以與一個通過閥門或空氣軟管與吸氣軟管相連的儲藏箱一起使用，用以提供較大的氣流量。另外，也可以聯(lián)合使用一個壓縮機(jī)和文氏管設(shè)備用以產(chǎn)生真空。
圖4的功能方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明多個方面所述并在諸如自動售貨機(jī)10的商品售貨機(jī)中得到體現(xiàn)的技術(shù)的普通操作。如圖4所示，控制系統(tǒng)400包括一個微處理器402及相關(guān)的存儲電路404，該系統(tǒng)被安裝在控制板212上。控制系統(tǒng)400還可適當(dāng)包括自動售貨機(jī)10的其他部分中的電子部分。存儲電路404中包括ROM和RAM緩存，前者用于保存操作程序(公知的嵌入軟件，用于實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)10的控制)，后者則用于在系統(tǒng)操作期間臨時保存操作數(shù)據(jù)和其他所需的數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)400響應(yīng)用戶對支付和選擇系統(tǒng)506(包括圖1中所示的硬幣及紙幣機(jī)構(gòu)28和30以及選擇按鈕40。)的操作，以對自動售貨機(jī)10的用戶接口和商品處理裝置進(jìn)行處理，進(jìn)而配送用戶所需的商品。更具體地說，當(dāng)用戶利用支付和選擇系統(tǒng)406對其選擇的商品進(jìn)行正確支付之后，控制系統(tǒng)400將操作X/Y(左/右和前/后)驅(qū)動馬達(dá)508以使拾取頭224與其中保存有用戶選擇的商品的儲藏柜216對準(zhǔn)。然后，控制系統(tǒng)400與一個安裝在運(yùn)送裝置218之內(nèi)并隨其運(yùn)動的軟管驅(qū)動馬達(dá)410(Z向馬達(dá))連接，以將軟管220驅(qū)動至所對準(zhǔn)的儲藏柜之中的商品的頂部。在拾取頭224與待移走的商品接觸適當(dāng)時間之前(在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，櫥柜12中沒有冷氣，則這個適當(dāng)?shù)臅r間可以緊接在拾取頭224進(jìn)入櫥柜216之前，但如果有冷氣，則希望該時間只在與所需商品接觸之前，其目的是為了減少冷氣的散失)，控制系統(tǒng)400激活吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226，從而為拾取頭224提供上升吸力。當(dāng)位置傳感器412確定出拾取頭224已經(jīng)與所需商品牢固接觸時，控制系統(tǒng)400將促使軟管驅(qū)動馬達(dá)410反轉(zhuǎn)其方向，以從對準(zhǔn)的儲藏柜216中收回軟管，進(jìn)而將選定商品從儲藏柜216中提取出來。然后，運(yùn)送裝置218被驅(qū)動至一個與商品輸送斜道210相對準(zhǔn)的位置。由于所需的商品223被沿著上述路徑從儲藏柜216移動到斜道210，所以它會移動經(jīng)過商品ID裝置254，以唯一地識別和確認(rèn)正在配送的商品是用戶選定的商品。當(dāng)傳感器412檢測到運(yùn)送裝置218已與輸送斜道210對準(zhǔn)之后(在這種情況下，傳感器202可含有一個安裝在櫥柜前壁上的簧片開關(guān)，以及一個安裝在運(yùn)送裝置218的前沿的磁鐵)，控制系統(tǒng)400將關(guān)閉吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226，真空的喪失將導(dǎo)致選定的商品掉入客戶取回區(qū)22。象先前所述的那樣，在商品易碎并且不能掉入取回區(qū)或受到損壞力的情況下，軟管220可在商品被松脫之前被驅(qū)動至輸送斜道210的底部。
應(yīng)該注意，位置傳感器412可以包括空氣連接盒229的氣流傳感器，或者在另一個實(shí)施方案中，它也可包括一個機(jī)械操作的與拾取頭224有關(guān)的柱塞型位置傳感器。另外，位置傳感器412也可包括一個安裝在櫥柜前壁上的簧片開關(guān)，以及一個安裝在運(yùn)送裝置218的前沿的磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于控制系統(tǒng)保持跟蹤軟管220和運(yùn)送裝置218的移動(例如，通過檢測來自位于各個驅(qū)動電機(jī)之上的軸編碼器或其他距離測量設(shè)備的脈沖)，當(dāng)運(yùn)送裝置218到達(dá)虛擬位置(virtualhome)時由氣流傳感器所產(chǎn)生的信號可被用作一個檢查信號，以保證使控制系統(tǒng)400能夠精確地?cái)?shù)出電機(jī)驅(qū)動脈沖，并且在需要的情況下，也可以根據(jù)該虛擬位置而對該定位系統(tǒng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)。
應(yīng)該注意，上述運(yùn)送裝置218和自動軟管定位及驅(qū)動機(jī)構(gòu)在例如自動售貨機(jī)內(nèi)的櫥柜環(huán)境中尤其有用，其原因在于，它有利于提高櫥柜內(nèi)部儲藏容量的利用率。更具體地說，在例如與儲藏?zé)o關(guān)的部件被安裝或駐留在櫥柜內(nèi)部并且儲藏區(qū)的“口袋”位于這些部件的前面或后面的情況下，運(yùn)送裝置很容易移動并到達(dá)這些口袋，從而使它們可用于商品的儲藏。
控制系統(tǒng)400上連接有一個通信系統(tǒng)414，它用于為遠(yuǎn)程設(shè)備提供商品的庫存情況以及自動售貨機(jī)的操作信息，并且允許遠(yuǎn)程設(shè)備對自動售貨機(jī)的操作進(jìn)行控制。在這一點(diǎn)上，通信系統(tǒng)414可以包括一個連接裝置，用于通過有線和/或無線收發(fā)機(jī)接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)建立通信鏈路。另外，通信系統(tǒng)414可以與處于同一地區(qū)的多個其它具有類似連接裝置的自動售貨機(jī)進(jìn)行通信，并且利用有線接口或無線通信在它們之間進(jìn)行通信。還有，通信系統(tǒng)414可以通過LAN(局域網(wǎng))、LAWN(無線局域網(wǎng))或WAN(廣域網(wǎng))來提供與多個位于本地區(qū)的自動售貨機(jī)和/或本地服務(wù)器/控制器的通信連接。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以包括一個數(shù)據(jù)庫，它能夠接收和/或積累來自一個或多個自動售貨機(jī)的操作數(shù)據(jù)，然后，其他人，如送貨司機(jī)、機(jī)器操作員、機(jī)主、產(chǎn)品供應(yīng)商等，就可以利用適當(dāng)?shù)木幋a來訪問這些數(shù)據(jù)(例如，通過互聯(lián)網(wǎng)，或者通過有線或無線連接)。另外，遠(yuǎn)端站點(diǎn)也可以向自動售貨機(jī)給出用于控制其操作的反饋信息(如，授權(quán)信息)以允許其進(jìn)行連續(xù)操作。
上述自動軟管定位機(jī)構(gòu)的其它實(shí)施方案都被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，除了使用上述左/右滑動裝置234和支承梁236a、236b的組合以外，還可以使用如圖8所示的輥輪與導(dǎo)軌的組合。支承梁236a和236b可以包括一個支承板255，沿其縱向邊緣含有兩個向外面對(即，對向)的L形導(dǎo)軌256a和256b。在這個實(shí)施方案中，滑動裝置234的功能可通過在梁230的對向兩端固定一對支架258來實(shí)現(xiàn)，各個支架258都包括一對分開且內(nèi)向的輥輪260，它們與支承板255上相對的導(dǎo)軌嚙合并跟隨。另外，分開且內(nèi)向的一對輥輪中的每一個都可包括一套相互呈90度角放置的輥輪，從而嚙合或跟隨著L形導(dǎo)軌256a和256b的正交表面。這種結(jié)構(gòu)可以使運(yùn)送裝置218與梁230耦合連接，并且使正確操作只需較少的調(diào)節(jié)。另外，如前所述，在儲藏柜基本水平對齊的情況下，自動軟管定位機(jī)構(gòu)可以將運(yùn)送裝置放置成能夠在一個基本平坦的豎直面內(nèi)或者在一個豎直的曲面內(nèi)(即，在X/Z或Y/Z平面內(nèi))移動。另外，如前所述，在本發(fā)明的一些方面中，可能需要使自動軟管定位機(jī)構(gòu)包含一個屬于包括具有固定長度的“工”字梁(或伸縮部分)在內(nèi)的類型的轉(zhuǎn)動設(shè)備(R，θ)，以使繞軸選轉(zhuǎn)以建立“θ”形運(yùn)動的夾鉗/拾取頭做“R”形運(yùn)動。另外，在本發(fā)明的其他環(huán)境中，自動軟管定位機(jī)構(gòu)可以包括一個鉸接臂、夾剪系統(tǒng)，或者其他技術(shù)。
對吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226激勵進(jìn)行精確控制在下述情況下特別有利，即，在櫥柜的內(nèi)部或其一部分被制冷的情況下，精確控制可以減少吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226所提供的制冷空氣量。在優(yōu)選實(shí)施方案中，微處理器402將在拾取頭224到達(dá)所需商品時激勵吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226，并且實(shí)際上是在當(dāng)其馬上接近所需商品(并不提前)時，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)400保持著與各個櫥柜216的商品貨堆的高度有關(guān)的最新信息。在操作員對自動售貨機(jī)10裝填商品時，此高度被假設(shè)處于一個預(yù)定水平。在儲藏區(qū)被裝滿之后的第一次提取商品嘗試時，通過使拾取頭224以降低的速度朝向位于櫥柜216頂部的商品，然后對假設(shè)的高度與實(shí)際高度進(jìn)行比較，控制系統(tǒng)400就可以確認(rèn)此假設(shè)高度。可以在存儲器404中預(yù)先用假定的商品高度編程，或者系統(tǒng)400可通過比較各個櫥柜中先前的售貨高度從而獲知高度。一旦頂部商品的高度被獲知，控制系統(tǒng)400還能夠總知道該櫥柜中下一個“頂部”商品的高度。另外，控制系統(tǒng)400還能夠使拾取頭224以較高的速度接近該儲藏區(qū)內(nèi)的商品，并且只有當(dāng)馬上就要接近該櫥柜中的下一個“頂部”商品時才會減速。在接近下一個商品時使拾取頭224減速的技術(shù)也有助于保證使儲藏的商品不會被拾取頭224損壞。
當(dāng)機(jī)器操作員激活一個“復(fù)位”開關(guān)(未示出)時，控制系統(tǒng)400將自動缺省地采用上述高度檢測技術(shù)，因?yàn)樗軌蚣僭O(shè)操作員已改變了產(chǎn)品裝載水平以及各個櫥柜中的產(chǎn)品高度。
應(yīng)該注意，在一個備選實(shí)施方案中介紹了一種較為簡單的方法，它無需知道特定的商品高度就可以通過打開吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226以控制吹風(fēng)機(jī)電機(jī)226的操作和拾取頭224的接近或者在獲知現(xiàn)有貨物的貨堆高度之前使拾取頭224減速。
對本文中所述的各個實(shí)施方案來說，可以假設(shè)吹風(fēng)機(jī)電機(jī)或其它吸氣發(fā)生設(shè)備(或者其替代物，如利用閥門工作的真空源)的激勵等價于拾取頭224對商品包裝的快速的抓取力，即，吸力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于控制系統(tǒng)通過感知來自位于各個驅(qū)動馬達(dá)之上的軸編碼器或其他距離測量設(shè)備的脈沖來保持對軟管220和運(yùn)送裝置218移動的跟蹤，所以當(dāng)運(yùn)送裝置218到達(dá)輸送斜道210時由氣流連接盒229中的開關(guān)所產(chǎn)生的信號也可被用作一項(xiàng)檢查，以保證控制系統(tǒng)400能夠精確地?cái)?shù)出馬達(dá)驅(qū)動脈沖，并且在需要的情況下，也可以根據(jù)虛擬位置而對該定位系統(tǒng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)。
在儲藏的商品易于損壞的情況下，需要進(jìn)行易碎品處理，如，當(dāng)儲藏的商品包括薯?xiàng)l的軟塑料包時，就需要對上述裝置作出修改。例如，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面所述，膜盒頭227(如圖2B所示)包括被褶皺的或“風(fēng)箱”型側(cè)面，它由軟的柔性橡膠或塑料構(gòu)成，這樣當(dāng)膜盒頭227接觸到待被移走的包時，軟管220內(nèi)急劇增加的負(fù)氣壓會使膜盒頭227的長度劇烈收縮。這種情況會使商品與拾取頭224的夾鉗端瞬間快速地產(chǎn)生接觸，并且會對包裝產(chǎn)生一個輕微的提升。這種軟管收回/包裝提升作用是十分重要的，因?yàn)槭叭☆^224上的重量223可能會很大。如果與包裝產(chǎn)生力的接觸，則該重量可能會弄皺或損壞儲藏區(qū)中的專用包裝。膜盒頭227的長度及其“褶皺”的侵略性是設(shè)計(jì)選擇的問題，因?yàn)槭箊向驅(qū)動馬達(dá)(圖3中的310)剎車并停止需要一定的時間延遲/滯后，所以應(yīng)通過控制系統(tǒng)300及其相應(yīng)的傳感器以及與它們有關(guān)的機(jī)械連桿而對上述情況進(jìn)行確定，從而提供一個大于或等于所需的拾取頭224的向下行程的軟管收回量。
作為對由軟膜盒頭227所提供的軟管收回的替代或附加，也可設(shè)計(jì)出一個足夠適合的軟管220用以提供所需的提升量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，雖然速度是重要的，并且軟管220通常被以最大允許速度驅(qū)動，但是當(dāng)對易碎的商品進(jìn)行處理時，拾取頭224被控制系統(tǒng)400驅(qū)動朝向待被取出的物品的速度會隨著拾取頭224接近儲藏的物品而減慢。由于控制系統(tǒng)400保存了與儲藏柜10內(nèi)各貨堆儲藏的物品的高度有關(guān)的最新信息，所以當(dāng)拾取頭224接近于儲藏的商品時，就可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂?，即，減速。這種減速在拾取頭224向下運(yùn)動和反向運(yùn)動時為其提供了一些容許限度，從而防止與其有關(guān)的重物墜入并損壞易碎的物品。還有一種相似類型的速度控制可用在拾取頭224的上升方向上，從而防止其墜入運(yùn)送裝置218的下邊以及運(yùn)送裝置218行程中的左/右和前/后端。
另外，滑動裝置228從梁230的前沿伸出，這種用于運(yùn)送裝置218的機(jī)構(gòu)的好處特別在于，它允許支承梁(例如，其長度受到限制的梁22)能在全部范圍，即，自動售貨機(jī)的櫥柜內(nèi)部的壁-壁之間(并且位于角支承板、支架和諸如圖8中所示的部分208的部分的后面)運(yùn)動，而且還允許運(yùn)送裝置218從其前面伸出，以使所需的商品能被移動到位于自動售貨機(jī)櫥柜的內(nèi)部限制以外的客戶取回區(qū)中。
在含有冷藏箱類型的商品銷售設(shè)備中，例如其上有各種門的臥式冷凍柜(如美國專利5,240,139中所述的冰淇淋售貨機(jī))，通過與用來產(chǎn)生和/或保持吸氣軟管的夾鉗端上的吸力的控制結(jié)合使用，本文中所述的本發(fā)明的許多優(yōu)點(diǎn)將會變得特別有用。
雖然對本發(fā)明的圖示和說明是參考其優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在由附帶的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，可對本發(fā)明進(jìn)行各種形式上或具體細(xì)節(jié)的修改。事實(shí)上，在本文中已經(jīng)提及了許多這樣的修改。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到或者利用常規(guī)實(shí)驗(yàn)就能夠掌握多個本發(fā)明特定實(shí)施方案的等同物。例如，雖然在本發(fā)明的實(shí)施方案中只公開了一種吸氣式空氣軟管220，但在實(shí)際情況中，也可使用其自由端上具有夾鉗的固體部件，例如機(jī)械操作的夾爪(或電磁設(shè)備或自身含有吸氣功能的發(fā)生器)，這些等同物也同樣包含在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種商品銷售設(shè)備，包括外殼；儲藏區(qū)，位于所述外殼內(nèi)，用于儲藏商品；真空軟管，從適合于提取所述儲藏區(qū)商品的自由端延續(xù)至適合于與真空源連接的第二端；真空軟管定位機(jī)構(gòu)，與所述真空軟管連接，用于可控制地將所述自由端定位以對準(zhǔn)儲藏在所述儲藏區(qū)的預(yù)定商品；和真空軟管驅(qū)動裝置，用于可控制地驅(qū)動所述真空軟管至所述商品儲藏區(qū)，以便所述自由端可以從所述儲藏區(qū)中提取預(yù)定的商品，其特征在于所述真空軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述真空軟管在所述自由端和所述第二之間的點(diǎn)上連接，以用于可控制地驅(qū)動所述真空軟管；和所述真空軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)由所述軟管定位機(jī)構(gòu)承載，以便所述軟管定位機(jī)構(gòu)將所述真空軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述軟管的所述第二端通過用于儲藏附加長度的所述真空軟管的真空軟管提供機(jī)構(gòu)與所述真空源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述附加長度的所述真空軟管根據(jù)所述真空軟管定位機(jī)構(gòu)對所述真空軟管的所述自由端的可控的定位而伸入或退出所述軟管提供機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述附加長度的所述真空軟管根據(jù)所述真空軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)對所述真空軟管的可控的驅(qū)動而伸入或退出所述軟管提供機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述真空軟管驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一可控的被驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于以磨擦方式與所述軟管接合，從而使其自由端受控地進(jìn)入和移出所述商品儲藏區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述真空源安裝在所述外殼的靜止位置。
7.一種用于取回商品的商品取回設(shè)備，該商品取回設(shè)備包括一拾取頭(224)，適合于與所選擇的商品(223)接合并固定在一起；一基本上不可壓縮的管(220)，將所述拾取頭與用于固定商品的能量的靜止來源(229，226)連接；一饋送器(508，506，510)，其移動所述管以沿第一軸移動所述拾取頭；和第一定位裝置(218，233，633，228，230，232)，用于將所述饋送器沿第二軸移動。
8.一種商品分配設(shè)備，包括外殼；儲藏區(qū)，位于所述外殼內(nèi)，用于儲藏商品；一拾取頭(224)，適合于接合并固定住儲藏在所述儲藏區(qū)中的商品(223)；一基本上不可壓縮的管(220)，將所述拾取頭與用于固定商品的能量的靜止來源(229，226)連接；一饋送器(508，506，510)，其移動所述管以沿第一軸(Z)移動所述拾取頭；和第一定位裝置(218，233，633，228，230，232)，用于將所述饋送器沿第二軸移動，其特征在于所述管具有基本固定的長度，該長度包含連接在一起的第一和第二可變長度段，所述第一段的長度在所述用于固定商品的能量的靜止來源(229，226)與饋送器(508，506，510)之間延伸，所述第二段的長度在所述饋送器與所述拾取頭之間延伸，并且其中饋送器對所述管的移位改變了所述第一和第二段的相對長度。
9.一種商品分配設(shè)備，包括外殼；儲藏區(qū)，位于所述外殼內(nèi)，用于儲藏商品；一拾取頭(224)，適合于接合并固定住儲藏在所述儲藏區(qū)中的商品(223)并固定在一起；一基本上不可壓縮的管(220)，將所述拾取頭與用于固定商品的能量的靜止來源(229，226)連接；一饋送器(508，506，510)，其移動所述管以沿第一軸(Z)移動所述拾取頭；和第一定位裝置(218，233，633，228，230，232)，用于將所述饋送器沿垂直于所述第一軸的第二軸(Y)移動，其特征在于所述管具有基本固定的長度，該長度包含連接在一起的第一、第二和第三可變長度的管段，所述第一段的長度在所述拾取頭與所述饋送器之間延伸，所述第二段的長度在所述饋送器與管提供區(qū)(222)之間延伸，在該區(qū)所述管與所述用于固定商品的能量的來源(229，226)連接，所述第三段的長度在所述管提供區(qū)的入口點(diǎn)與所述用于固定商品的能量的來源(229，226)之間延伸，并且其中饋送器對所述管的移位改變了所述第一、第二和第三段的相對長度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括第二定位裝置(230，234，236，238)，用于沿第三軸(X)移動所述第一定位裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述拾取頭相對于所述第一、第二和第三軸的移動對應(yīng)于在笛卡爾(X，Y，Z)坐標(biāo)系中的運(yùn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一第二定位裝置，以“R，θ”體系表示，用于將第一定位裝置關(guān)于第三軸(r)移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于所述拾取頭相對于第一、第二和第三軸的移動對應(yīng)于在極坐標(biāo)(R，θ)系統(tǒng)中的運(yùn)動。
14.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，其特征在于所述第一、第二和第三軸是相互正交的。
15.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，其特征在于所述管包括基本連續(xù)的真空軟管，它具有適合于從所述儲藏區(qū)用抽吸方式提取商品的可移動的自由端和與靜止的真空源連接的基本靜止的第二端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于所述饋送器(508，506，510)包括一組相對的輥輪，其定位成與所述真空軟管接合以響應(yīng)于所述饋送器的可控的驅(qū)動而使真空軟管自由端受控地伸入和退出所述儲藏區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于所述真空軟管包括波紋，并且至少所述相對的輥輪組的至少一個輥輪包括相應(yīng)的波紋。
18.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，其特征在于所述商品取回設(shè)備被裝入所述外殼內(nèi)，所述拾取頭將所述選中的商品移動至可以由位于所述外殼外的用戶能夠取回的位置處。
19.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的設(shè)備，其特征在于所述第一定位裝置包括第一部分(218；233，633和228的一部分)，它可相對于第一定位裝置的第二部分(228的一部分，230，232)沿所述第二軸移動，所述第二部分不能沿所述第二軸移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于所述第一定位裝置的第一部分包括一承載所述饋送器的承載裝置(218)，和所述第一定位裝置的第二部分包括一支承梁(230)，用于承載一支架(232)，其中所述承載裝置(218)包括一電機(jī)(233)，它與所述支架接合以便使所述承載裝置可沿所述支承梁(230)方向上移動。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二定位裝置包括第一部分(230；234的一部分，236，243)，它可相對于所述第二定位裝置的第二部分(234的一部分，238)沿所述第三軸移動，所述第二部分不能沿所述第三軸移動。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二定位裝置的第一部分包括具有與所述第二軸平行的縱向軸的第一支承梁(230)，所述第二定位裝置的第二部分包括第二支承梁(236或255)和支架(238)，它們都具有與所述第三軸平行的縱向軸；滑動機(jī)構(gòu)(234或256a，256b，258和260)，它們可滑動地將第一支承梁(230)接到第二支承梁(236或255)上，和電機(jī)(243)，由所述第一支承梁(230)承載，與所述支架(238)接合以便所述承載裝置可沿所述第三軸移動。
23.一種商品分配設(shè)備，包括儲藏區(qū)，適合于儲藏要被分配的商品，該儲藏區(qū)容納在前部平面、后部平面、頂部平面、底部平面、左側(cè)平面和右側(cè)平面圍成的空間內(nèi)；商品分配區(qū)，設(shè)置在所述前部平面的一側(cè)，與所述商品儲藏區(qū)相對；商品抓取機(jī)構(gòu)，包括一自由端，用于可控制地放在儲藏區(qū)中，以有選擇地抓取其中儲藏的商品；定位機(jī)構(gòu)，與所述商品抓取機(jī)構(gòu)連接，并響應(yīng)于控制信號以可控制地將所述抓取裝置定位于所述儲藏區(qū)內(nèi)并放置在所述儲藏區(qū)和所述商品分配區(qū)之間；以及承載機(jī)構(gòu)，與所述商品抓取機(jī)構(gòu)連接；和用戶接口和控制裝置，用于使所述商品分配設(shè)備的用戶能夠啟動商品分配操作，并使所述商品抓取裝置和商品定位機(jī)構(gòu)產(chǎn)生受控的運(yùn)動，以便所選擇的商品從所述儲藏區(qū)重新定位至所述商品分配區(qū)；其中所述定位機(jī)構(gòu)包括可移動的支撐梁，它具有在向著所述前部面板的方向上穿過所述儲藏區(qū)的縱向軸，并且在與其垂直的方向上可移動，以便可定位在所述左側(cè)和右側(cè)平面之間，和其中所述承載機(jī)構(gòu)與所述支撐梁以這樣一種方式連接，即所述承載裝置可有選擇地沿所述支撐梁的縱向軸定位并可延伸通過其前端，由此使所選中的商品可被重新定位至所述前部平面的所述相對端上的所述商品分配區(qū)中。
24.一種商品分配設(shè)備，包括外殼，其中限定了一內(nèi)部區(qū)，所述內(nèi)部區(qū)沿第一軸具有一尺寸，該第一軸在該尺寸的末端具有一商品儲藏分區(qū)，并且在該尺寸的相對端與所述商品儲藏分區(qū)的分配端相鄰處具有商品分配分區(qū)；一商品儲藏結(jié)構(gòu)，位于所述商品儲藏分區(qū)中，所述商品儲藏結(jié)構(gòu)沿多個與所述第一軸成平行對齊的軸以列的方式儲藏商品；和商品分配機(jī)構(gòu)，包括，一拾取頭，適合于與儲藏在所述商品儲藏結(jié)構(gòu)中的商品接合并固定在一起；一基本上不可壓縮的管，將所述拾取頭與用于固定商品的能量來源連接；一饋送器，其移動所述管以沿所述第一軸(Z)移動所述拾取頭；和第一定位裝置，用于將所述饋送器沿與所述第一軸不同的第二軸移動其中所述商品儲藏分區(qū)使用沿櫥柜的第一軸的所述內(nèi)部尺寸的75％或更多。
25.一種商品分配設(shè)備，包括外殼，其中限定了一內(nèi)部區(qū)，所述內(nèi)部區(qū)沿第一軸具有一尺寸，該第一軸在該尺寸的末端具有一商品儲藏分區(qū)，并且在該尺寸的相對端與所述商品儲藏分區(qū)的分配端相鄰處具有商品分配分區(qū)；一商品儲藏結(jié)構(gòu)，位于所述商品儲藏分區(qū)中，所述商品儲藏結(jié)構(gòu)沿多個與所述第一軸成平行對齊的軸以列的方式儲藏商品；和商品分配機(jī)構(gòu)，包括，一拾取頭，適合于與儲藏在所述商品儲藏結(jié)構(gòu)中的商品接合并固定在一起；一基本上不可壓縮的管，將所述拾取頭與用于固定商品的能量來源連接；一饋送器，其移動所述管以沿所述第一軸(Z)移動所述拾取頭；和第一定位裝置，用于將所述饋送器沿與所述第一軸不同的第二軸移動其中所述商品分配分區(qū)使用沿櫥柜的第一軸的所述內(nèi)部尺寸的25％或更少。
26.一種商品分配設(shè)備，包括外殼，其中限定了一內(nèi)部區(qū)，所述內(nèi)部區(qū)沿第一軸具有一尺寸，該第一軸在該尺寸的末端具有一商品儲藏分區(qū)，并且在該尺寸的相對端與所述商品儲藏分區(qū)的分配端相鄰處具有商品分配分區(qū)；一商品儲藏結(jié)構(gòu)，位于所述商品儲藏分區(qū)中，所述商品儲藏結(jié)構(gòu)沿多個與所述第一軸成平行對齊的軸以列的方式儲藏商品；和商品分配機(jī)構(gòu)，包括，一拾取頭，適合于與儲藏在所述商品儲藏結(jié)構(gòu)中的商品接合并固定在一起；一基本上不可壓縮的管，將所述拾取頭與用于固定商品的能量來源連接；一饋送器，其移動所述管以沿所述第一軸(Z)移動所述拾取頭；和第一定位裝置，用于將所述饋送器沿與所述第一軸不同的第二軸移動其中，當(dāng)所述第一定位裝置沿所述第二軸移動時，包括拾取頭的定位裝置始終在所述內(nèi)部尺寸的一部分中移動，該部分小于所述內(nèi)部尺寸的預(yù)定百分比，并且所述饋送器能夠?qū)⑺鍪叭☆^沿第一軸移動大于所述預(yù)定百分比三倍的量。
27.根據(jù)權(quán)利要求24、25或26所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一第二定位裝置，用于沿一第三軸(X)移動所述第一定位裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于所述拾取頭相對于所述第一、第二和第三軸的移動對應(yīng)于在笛卡爾(X，Y，Z)坐標(biāo)系中的運(yùn)動。
全文摘要
在一種售貨機(jī)中，定位機(jī)構(gòu)(233，243)可通過用于提取商品的軟管(220)使軟管的端(221)在給定的平面中移動。然后，驅(qū)動機(jī)構(gòu)(508)使軟管的自由端沿一縱軸移動。用戶接口允許用戶對軟管自由端的定位進(jìn)行控制。定位機(jī)構(gòu)可以是X－Y、R－θ、夾剪、伸縮連桿，等等。本發(fā)明中還公開了使用雙自動裝置的情況，因此，例如，自動售貨機(jī)內(nèi)的各個商品儲藏空間都可含有自己的商品提取裝置和定位機(jī)構(gòu)。櫥柜也可以包括制冷區(qū)和非制冷區(qū)。
文檔編號G07F11/16GK1841433SQ200610078149
公開日2006年10月4日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月23日
發(fā)明者芒羅·切爾諾馬斯 申請人:芒羅·切爾諾馬斯