具有提高可维护性特征的自动售货机的制作方法

专利名称：具有提高可维护性特征的自动售货机的制作方法
技术领域：
本发明涉及碎冰和饮料自动售货机。更具体地说，本发明涉及各种通常已知的自动售货机单元的零部件为在日常操作期间便于维护和防止损坏改进的安排和配置。
本发明的现有技术1993年7月27日授权给Strohmeyer等人的美国专利第5,230,488号举例说明的那种组合式碎冰和饮料自动售货机单元现在被普遍使用，除了其它的理由之外，因为它们有能力在不浪费有价值的商业柜台区域的情况下为大众消费者提供包括碎冰的多种饮料。为了进一步提高组合式自动售货机的这个特性，诸如在2000年2月2日申请的美国专利申请第09/496,441号中描述的那种模块式流量控制器已被研制出来，以便与多种口味饮料空气混合分配喷嘴对接。为了允许在最小的自动售货机中被尽可能多地利用，这样的阀门被设计成紧凑的。为了保证设备故障可以轻易地在现场得到修理，不需要工厂水平的维修技术人员干预，它们还被设计成模块式可更换的。为了提高这种组合式自动售货机的可维护性，人们还努力保证它们的各种零部件在发生故障时是容易接近的，这对于自动售货机被装在柜台顶端的情况尤为重要。作为实例，1998年11月3日授权给Schroeder等人的美国专利第5,829,646号揭示了一种用于把碎冰运送到递送滑槽的轮子。然而，在这份专利中，轮子是某种角度放置的，借此允许在自动售货机单元的前面容易接近用于它的驱动马达。最后，为了保证，冗余度往往成为自动售货机单元不可分的部分。之内被建造确定单个零部件故障不立刻中断自动售货机的操作或引起更惨重的损坏。例如，1997年9月30日授权给Schroeder等人的美国专利第5,671,606号揭示了在可仿效的自动售货机内使用多余的光学敏感元件来确定碎冰面高度，借此保证用于与自动化的碎冰块递送系统的界面的精确测量。
进一步发展这些原则并且将每项原则合并成操作时极为可靠、零部件发生故障时又非常易于维修的组合式碎冰和饮料自动售货机是本发明的主要目的。然而，是本发明的另一个目的，考虑经济性扩展这样的原则，从而在可能的情况下通过比较好的设计取消冗余度。
本发明的概述按照上述的目的，本发明——具有提高的可维护性特征的自动售货机——通常包括其中有冰柜的下层单元；在下层单元顶上提供用来把碎冰从冰柜分配给民众的界面的上层单元；诸如螺旋推运器、传送带之类入口在冰柜中出口在上层单元中的运送装置；诸如轮子、搅拌棒之类在冰柜的下半部分中用来把冰柜里的碎冰运送到入口的碎冰分配器；以及与碎冰分配器可操作地相关联的驱动马达，该驱动马达在下层单元上方准备好的拆机备用空间中。
在另一个实施方案中，自动售货机包括众多配置在冰柜的第一内部侧壁上的光学发射器组件和众多遥相呼应地配置在冰柜的第二内部侧壁上的光学接收器组件。每个光学发射器组件包括非独立地附着到第一内部侧壁上并且与控制线路保持固定点间的有线电通信的发射器外壳和包括光源的发射器本体。发射器本体适合与用来在光源和控制线路之间建立电连接的发射器外壳形成可拆卸的衔接。同样，每个光学接收器组件包括非独立地附着到第二内部侧壁上并且与控制线路保持固定点间的有线通信的接收器外壳和包括光学接收器的接收器本体。接收器本体适合与用来在光学接收器和控制线路之间建立电连接的接收器外壳形成可拆卸的衔接。
在第三个实施方案中，自动售货机备有模块式流动控制阀适合在上层单元上用安装支架实质上同时实现电的和流体的连接。具体地说，在每个流量控制器上电连接器被这样固定在某个适当的位置上，以致流量控制器上的流体连接器与安装支架上对应的流体连接器的连接引起流量控制器的电连接器与安装支架上对应的电连接器实质上同时衔接。
最后，本发明的许多其它特征、目的和优势对于熟悉这些相关技术的人将是明显的，尤其是鉴于前面的讨论和下面的附图、可仿效的详细描述和权利要求书将变得更明显。
附图简要说明虽然本发明的范围比任何特定的实施方案都宽广得多，但是优选实施方案的详细描述将连同其中同样的参考数字表示同样的零部件的说明性附图一起在下面予以描述，其中

图1用透视图展示本发明的改进型碎冰和饮料自动售货机的可仿效的优选实施方案；
图2用透视图展示图1所示的自动售货机，其中为了看到一些内部的零部件上面的盖子被打开；图3用侧视剖面图展示图1所示的自动售货机内部的一些零部件；图4用局部分解透视图展示图1所示的自动售货机的运送装置的部分细节；图5用分解透视图展示图1所示的自动售货机的光学发射器(或检测器)组件；图6用分解透视图展示图1所示的自动售货机内部的轴承组件的细节；图7用透视图展示图6所示的轴承组件；图8用沿着图7中的线8-8截取的剖面图展示图6所示的轴承组件；图9用沿着图5中的线9-9截取的剖面图展示图5所示组件的细节；图10用来自与图9相同的透视图的塌缩的剖面图展示图5所示的组件；图11用透视图展示图1所示的自动售货机的模块式流量控制器和安装支架；而图12展示可操作地配成对时图11所示的控制器和安装支架。
优选实施方案的详细描述虽然原本熟悉这项技术的人将容易识别许多替代实施方案，尤其是鉴于在此提供的例证，但是这份详细描述是其范围仅仅受权利要求书限制的本发明的可仿效的优选实施方案。
现在参照附图，所展示的碎冰和饮料分配单元20通常包括上层单元21和下层单元55，这在1993年7月27日授权给Strohmeyer等人的美国专利第5,230,448号举例说明的技术中是典型的。如同在图2和3中展示的那样，上层单元21包括众多组合式混合分配阀22、碎冰分配喷嘴47和基于微控制器的控制线路52。也如图所示，下层单元55内藏在冷板95的顶上的冰柜64。所提供的众多入口63与众多穿过下层单元55的外壳56进入、穿过冷板95后确定路径到组合式混合分配阀22的冷却产品管线62数量相等。类似地，所提供的众多入口61与众多直接确定路径到在优选实施方案中包括与多种口味饮料空气混合分配喷嘴46组合的模块式流量控制器24的组合式混合分配阀22的环境温度产品管线60数量相等。如同其它的饮料分配单元中那样，众多饮料分配薄膜开关23之一的降压激活基于微控制器的控制线路52，控制经过冷却和环境温度产品管线62、60并且经过模块式流量控制器24到空气混合喷嘴46的基本糖浆和外加调味品的计量。类似地，承接盘57是为流体产品溢流准备的。然而，在本发明中，模块式流量控制器24已经依据以前的实施方案做了改进，以便提高它们用安装支架39与环境温度产品管线60、冷却产品管线62和基于微控制器的控制线路52对接的方式。
如图3所示，碎冰和饮料分配单元20还包括在冰柜64的底部用来把碎冰从冰柜64引向在运送装置49(在这个优选实施方案中是螺旋推运器、传送带之类的东西)底部的凹穴68的碎冰分配器66(在这个优选实施方案中是轮子、搅拌棒之类的东西)。如同在早期的实施方案中那样，碎冰分配开关11 8的倾斜引起运送装置马达50的激活，把碎冰从凹穴68通过碎冰运送装置49拉到运送装置顶端壳体51，然后从碎冰分配喷嘴47送出。开关118的倾斜还引起齿轮马达54的激活，操作碎冰分配器66把碎冰从冰柜64里面不同的位置供应给单独形成或作为碎冰分配器覆环67的一部分形成的凹穴68。当然，齿轮马达54也可能是独立于开关118、靠(例如)定时器机构操作的，以便允许用搅拌棒71将冰柜64里面的冰打碎。以这种方式，可以避免碎冰在两次分配操作之间的时间周期里冻结在一起。然而，为了允许齿轮马达54被置于上层单元21和下层单元55之间的中间空间53之中，在本发明中，对早期技术的各种改进已经完成。以这种方式，为冰柜64指定的区域被最大化，同时仍然允许为了维护的目的访问齿轮马达54。同样，为了以最适宜的速度操作运送装置马达50，借此避免用户反复地脉冲式启动，碎冰分配速度薄膜开关48也是在本发明中提供的。这个基于控制线路52与微控制器保持通信的开关48优选允许用户在激活开关118时从快速、中速或慢速当中选择分配速率。然而，原本熟悉这项技术的人将会识别许多可能实现的实质上等同的替代方案。
如同在其它早期的分配单元中那样，冰柜入口盖子58是为了穿过下层单元55的外壳56到冰柜壳体65内部准备的。如同先前已被实现的那样，众多光学发射器组件72和相应的光学检测器组件73是在冰柜外壳65的战略位置上提供的，以便监视在冰柜64里面冰面的高度。然而，在本发明中，光学发射器和检测器组件72、73已被模块化，以允许出现故障时有选择地使用它们和容易维修。例如，尽管早期的实施方案已经为了冗余度的理由利用六对组件，但是优选的设备现在按冗余度要求分配。在冰柜64通过(例如)碎冰供应导管59保持与自动化的碎冰递送系统连通的实施方案中，只有三个发射器-检测器组件对72、73是必需的。同样，在通过冰柜入口盖子58人工装载碎冰的实施方案中，只有两个发射器-检测器组件对72、73是为用户指示冰柜64里面碎冰的高度必不可少的。
现在参照其余的附图，提供本发明的各种改进的细节。虽然是在组合式碎冰和饮料分配单元20的情况下描述的，但是人们将领会在此揭示的改进的各个不同的方面可能被单独使用或者与其它方面组合起来使用。例如，模块式流量控制器24和安装支架39之间的增强型接口将大大简化任何饮料分配单元的维护，无论该单元是否有碎冰分配能力。同样，使齿轮马达54的位置能在下层单元55顶上的在中间空间53之内的零部件布局的改进对许多碎冰分配单元的维护是有益的，无论它们是否包括饮料分配能力。另一方面，人们还将领会到本发明的各个不同方面的组合适用于产生高度可维护的组合式碎冰和饮料分配单元20的全部结果。
诸如被图解说明的轮子之类在冰柜里面用于运送碎冰的碎冰分配器66的使用在技术上是由1998年11月3日授权给Schroeder等人的美国专利第5,829,646号(“646号专利”)举例说明的。通过引证，美国专利第5,829,646号的全部揭示在此被并入，仿佛现在将它全面陈述一遍一样。如同在单一的646号专利中展示的那样，用来驱动这样的轮子的齿轮马达通常位于轮子附近和轮子下面，以避免轴的长度过长。以这种方式，轴的粘结得以避免。如同在646号专利中展示的那样，早期的实施方案已把轮子放在直立的位置上，以便允许为了维护和/或更换比在齿轮马达在水平放置的轮子下面非常靠近冰柜底部的实施方案中可能实现的更容易接近齿轮马达。然而，为了使冰柜64里面可用于储藏碎冰的区域最大，符合要求的是放在水平平面中的轮子与齿轮马达54一起被放在介于上层单元21和下层单元55之间的比较容易接近的中间空间53之中。遗憾的是，在这样的实施方案中，在冰柜64里面在碎冰分配器66上的碎冰的重量对轴69产生强横向力臂。这导致需要用联轴节70保证轴69与齿轮马达54精确地对准。然而，本发明通过在碎冰分配器66下面提供铸造在冷板95里面的新颖的轴承组件96克服了这个限制。如同在本文中将进一步得到充分的理解那样，这种独特的轴承组件96提供几个用于轴69与马达的联轴节70对准的自由度。
现在参照图6，轴承组件96是用分解图与轴69的大部分下半部分一起展示的。如图所示，轴承组件96被安装在包括其间有环形槽100的上部凸缘98和下部凸缘99的不锈钢载体97上。有凸缘的不锈钢载体97被铸造在直接位于碎冰分配器66的中心下面的冷板95之内。虽然原本熟悉这项技术的人将识别许多诸如螺钉或螺栓之类的替代方案，但是在冷板95内铸造有凸缘的载体97将消除关于细菌之类的东西可能集中在其它安装硬件的罗纹之内的任何担心。
如图7所示，不锈钢载体97在延伸出来到达冷板95上方的上半个颈部备有阴螺纹101，用来与聚缩醛承窝102上相应的阳螺纹105接口的。如图8所示，聚缩醛承窝102的内部是为了形成下半个承窝腔103而成形的。阴螺纹104是在聚缩醛承窝102内部的顶端部分上提供的，用来与聚缩醛轴承盖110上相应的阳螺纹112接口。如图8所示，上半个承窝腔111是在聚缩醛轴承盖110的下半部分中形成的。
因此，轴69可以穿过聚缩醛轴承盖110上的孔口113插入并且与通过穿过轴承106上的孔108和穿过轴69上的孔107插入加压销固定到轴69上的聚缩醛轴承106配对。然后聚缩醛轴承盖110可以通过螺纹拧到聚缩醛承窝102上，从而将轴承106并最终将轴69的下半部分固定在轴承组件96之内。因为孔113的直径略微大于轴69,所以轴可以倾斜几度，以便用联轴节70对准齿轮马达54。最后，虽然原本熟悉这项技术的人将承认其它的设计有可能实现，但是优选的是承窝102和轴承106包括诸如聚缩醛之类的材料，以避免在轴承组件96中需要可能污染冰柜64里面的碎冰的润滑剂。
碎冰自动售货机的早期实施方案已经包括用来感知和控制冰柜里面冰面高度的装置。例如，1997年9月30日授权给Schoeder等人的美国专利第5,671,606号(“606号专利”)揭示了一种用来监视和控制碎冰储藏容器里面的冰面高度包括安装在碎冰储藏容器中的发射器和直接对着发射器安装的检测器的装置。通过引证，美国专利第5,671,606号的全部揭示在此被并入，仿佛现在将它全面地陈述了一遍一样。如同在606号专利中描述的那样，本发明的光学发射器组件72和光学检测器组件73是为了检测冰柜64里面的冰面高度而工作的。以这种方式，冰面低的情况可以通过基于微控制器的控制线路52向碎冰和饮料单元的操作员指出和/或碎冰可以被自动地从与穿过冰柜入口盖子58的冰供应导管59连通的碎冰递送系统送到冰柜64。这种可仿效的自动化的碎冰递送系统是在1999年10月1日申请的美国专利申请第09/411,457号(“457号申请”)中揭示的。通过引证，美国专利申请第09/411,457号的全部揭示在此被并入，仿佛现在将它全面地陈述了一遍一样。
虽然光学发射器组件72和光学检测器组件73每个都如同在606号专利中揭示的那样工作，本发明的组件72、73在易于更换方面有所不同。以这种方式，冗余度的需求将被消除，从而大大减少末端用户的费用。依照本发明，代替用于组件72、73的单一构造的是为每个组件准备双零件组件。如同在下文中将被更好地理解那样，为了保证发射器组件72不被误认为检测器组件73而且反之亦然，在每个组件72、73里面作好准备。键和定位槽系统是针对每个组件单独提供的，所以用户可以仅仅将发射器零部件与发射器组件72配对、将检测器零部件与检测器组件73配对。
现在参照图9，具体地说，光学发射器组件72是作为光学发射器组件72和光学检测器组件73两者的范例予以详细说明的。然而，人们应该理解，现在描述的键和定位槽的相对定位对于这两个组件72、73应该是不同的，而其余的零部件实质上是同一的。如图所示，每个组件通常包括用于与壳体组件116有效配对的本体组件115。本体组件115通常包括与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(“ABS”)本体87永久配合的头部组件80。类似地，壳体组件116通常包括众多在ABS壳体74里面永久配对的中空插座77的配对。如同在图5中一般地展示的那样，壳体74从冰柜壳体65上的发射器或检测器孔口93插入然后用螺母94或其它类似的安装硬件固定。然后，被压接或焊接78在中空插座77里面的引线79被永久地接到基于微控制器的控制线路52上。优选为这个目的在外壳74上提供环形阴螺纹75。如同在图9中展示的那样，凹穴114是为接纳中空插座77准备的，该中空插座优选用环氧树脂保持在适当的位置，以便借此帮助形成安装孔口93的密封。
每个头部组件80通常包括用来在光学发射器组件72的情况下安装发光二极管(“LED”)82或在光学检测器组件73的情况下安装光电探测器的印刷电路(“PC”)板基体。然后，LED82的阳极83或阴极被焊接84到PC板81上。借此在LED82和按照定位槽86和键90的定位以及在本体74中定位槽89和键76相对带中空插座77的接口的定位安排的众多插头85之间形成电连接。支座117是为使LED82或光电检测器穿过发射器孔口88或检测器孔口适当地凸出准备的。头部组件80优选被这样用环氧树脂粘接到ABS本体87中，以致当本体组件115与壳体组件116配合的时候完整的密封是由冰柜壳体65上的孔口93形成的。为了进一步保证完成这个密封，围绕着本体87提供众多为众多聚合物的O型圈92准备的环形槽91。
在替代实施方案中，空本体87可以被生产出来，其中孔口88要么是不存在的要么是添满了环氧树脂，以致发射器和/或检测器安装孔口93可以在不需要提供比较昂贵的头部组件80及其上面的零部件的情况下被密封。在这种情况下，空本体87将配有对应于光学发射器组件72的键76的位置的定位槽89，而空本体87的另一种配置将具有对应于光学检测器组件73的键76的位置的定位槽89。尽管原本熟悉这项技术的人将意识到为发射器和/或检测器安装孔口93配置普通的插头也是可能的，但是符合要求的是冰柜外壳65是工厂提供的，如同现在描述那样至少有壳体组件116，目的在于配线79可以由工厂的人员而不是现场维修技术人员接到基于微控制器的控制线路52上。这个折衷方法将允许用户以后在在不需要拆除和更换冰柜外壳65或修改控制线路52的配线的情况下添加通常需要数对额外的发射器和检测器的自动化碎冰供应系统。而且，没有必要将昂贵的头部组件80提供给那些不希望有与这样的自动化系统接口的能力的用户。在用户已经实现了自动化系统的情况下，壳体组件116和本体组件115的模块化设计有助于维护和修理，因为为了从壳体组件116中拆除本体组件115，服务技术人员仅仅需要简单地把两者拉开，然后用另一个替换它，再把新的本体组件115推到壳体组件116中。因为不需要焊接，所以损坏基于微控制器的控制线路52和/或间歇式电连接的机会被大大减少。总结果是提高可靠性和以经济的价格增加用户选项。
模块式流量控制器24能被尽可能简单地更换同样是需要的。如图11所示，每个模块式流量控制器24都适合与安装支架39接口。尽管本发明流量控制器24和安装支架39本质上与在2000年2月2日申请的美国专利申请第09/496,441号中所描述的相同，(通过这种引证在此将其全部揭示并入，就好像现在再次全面陈述一样)，但是在本发明中为了进一步便于流量控制器24和它们各自的安装支架39的耦合和去耦增加了补充设施。
如同在图11和12中所展示和在441号申请中所描述的那样，每模块式流量控制器24通常包括阀组件25和流量控制组件33。阀组件25本身又包括借助阀座28装在电感线圈护罩27里面的螺线管操纵的阀门26。歧管出口29准许从流量控制组件33流动到用滑动部件31保持在适当的位置的喷嘴连接器配件30。阳端电连接器32是为控制通过安装支架39与基于微控制器的控制线路52通信准备的，这在下文中将得到进一步的理解。
另外，如同在441号申请中描述的那样，流量控制器组件通常包括有用来限制接近在本体34内提供的调节装置的流量控制本体34。阴端流体联轴节35是为了与安装支架39上对应的阳端流体联轴节42接口准备的。然而，依照本发明的改进，阀门组件25的阳端电连接器32和流量控制组件33的阴端流体联轴节35被固定地置于适当的位置，以便同时分别与固定地附着到安装支架39上的阴端电连接器44和阳端流体联轴节42接口。以这种方式，用户通过简单地关闭流体止回阀43、从安装支架39和流量控制组件33的导向孔38和41中拆除流量控制器固定支架45、然后简单地把模块式控制器24组件与安装支架39拉开就可以从安装支架39上将模块式流量控制器24拆除。由于用流体联轴节35、42同时切断电连接器32、44，通过拉电线之类的东西损坏电连接的机会被消除。这种改进避免了由于粗心地更换模块式流量控制器24造成的混合分配阀22的费用高昂的工厂维修。为了更换模块式流量控制器24，该程序被简单地重复，从同时完成流体和电连接开始，随后把固定支架45插入导向孔41和38，并且以打开流体止回阀43结束。
尽管前面的描述是本发明的优选实施方案的范例，但是熟悉这些相关技术的人鉴于这份说明书、附图和权利要求书将可能轻易地识别许多变化、替代方案、修改方案和取代方案。无论如何，因为本发明的范围比任何特定的实施方案宽广得多，所以前面的详细描述不应该被解释为对本发明的范围的限制，本发明的范围仅仅受权利要求书的限制。
权利要求
1.一种用来分配碎冰的自动售货机冻，所述的自动售货机包括保存大量的碎冰的冰柜；把碎冰从所述的冰柜里面分配到出口的机构；用来确定碎冰在所述的冰柜里面的高度的检测器，所述的检测器包括控制线路；众多配置在所述冰柜的第一内部侧壁上的光学发射器组件，每个所述的光学发射器组件包括发射器外壳，所述的发射器外壳非独立地附着到所述的第一内部侧壁上并且与所述的控制线路保持固定点间的有线通信；发射器本体，所述的发射器本体包括光源；而且其中所述的发射器本体适合与用来在所述的光源和所述的控制线路之间建立电连接的所述的发射器外壳可拆卸的衔接；众多配置在所述冰柜的第二内部侧壁上的光学接收器组件，每个所述的光学接收器组件包括接收器外壳，所述的接收器外壳非独立地附着到所述的第二内部侧壁上并且与所述的控制线路保持固定点间的有线通信；接收器本体，所述的接收器本体包括光学接收器；而且其中所述的接收器本体适合与用来在所述的光学接收器和所述的控制线路之间建立电连接的所述的接收器外壳可拆卸的衔接；而且其中每个所述的光学接收器组件都适合接收由所述的光学发射器组件之一产生的光学信号。
2.根据权利要求1的自动售货机，其中所述的运送装置包括螺旋推进器。
3.根据权利要求1的自动售货机，其中所述的冰分配器包括轮子。
全文摘要
具有提高可维护性特征的自动售货机(20)通常包括其中有冰柜的下层单元(55)；在下层单元顶上提供用来分配碎冰的界面(47)的上层单元(21)；入口在冰柜中出口在上层单元中的运送装置(49)；在冰柜的下半部分中把碎冰运送到入口的碎冰分配器(66)；和位于下层单元上方与碎冰分配器相关联的马达(50)。众多配置在冰柜的对置壁面上的光学发射器(72)和接收器(73)组件。每个光学发射器组件包括发射器外壳(74)和包括光源(82)可有选择地拆除的发射器本体(87)。每个光学接收器组件(73)包括接收器外壳(74)和包括光学接收器(82)可有选择地拆除的接收器本体(87)。模块式流量控制阀实质上适合在上层单元同时与安装支架(39)电和流体连接。
文档编号B67D1/00GK1637366SQ20041009793
公开日2005年7月13日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月3日
发明者阿尔弗雷德·A·施罗伊尔, 哈兰·R·戴维斯, 杰弗里·A·布兰西特, 小约翰·D·桑蒂 申请人:岚瑟股份有限公司