用于饮料自动售卖机的杯分配器的制作方法

用于饮料自动售卖机的杯分配器
1.相关申请的引证
2.本专利申请要求于2019年7月11日提交的意大利专利申请第102019000011535号的优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。
技术领域
3.本发明涉及杯分配器的领域，该杯分配器有利但不排他地应用于饮料自动售卖机，以下参考自动售卖机进行描述但不失一般性。


背景技术：

4.在自动售卖行业中已知在饮料自动售卖机内部具有杯分配器，并且该杯分配器通常包括杯架转台，该杯架转台由容纳相应的杯的堆垛的多个柱状结构构成并且该杯架转台安装成围绕中心轴线旋转以一次运送一个柱状结构到杯释放站，在该杯释放站处，杯从杯的堆垛的底部分离并且可用于填充饮料。
5.市场上有许多类型的杯分配器，它们在概念上可以分成三个主要类别。
6.第一类别包括这样的杯分配器，在该杯分配器中，柱状结构具有用于杯的堆垛的容器的简单功能，并且这些柱状结构配置成在被相应地承载在杯释放站中时接合公共杯释放装置，该公共杯释放装置可操作以从该杯的堆垛一次脱离一个杯。
7.例如，在us 3 283 951 a、us 3 807 600 a和wo 2013/033026 a1中描述的分配器属于该类别。
8.这些分配器通常具有相对简单的结构，但是受到不适用于分配不同尺寸的杯的限制。事实上，每次柱状结构被带到杯释放站时，杯的堆垛不可逆地接合杯释放装置，并且因此，仅在先前接合释放装置的杯的堆垛耗尽之后才可以改变位于杯释放站中的柱状结构。
9.第二类别包括这样的杯分配器，在该杯分配器中除了具有用于杯的堆垛的容器的功能之外，这些柱状结构还配备有相关联的杯释放装置，该杯释放装置可由布置在杯释放站中的公共致动器选择性地操作。
10.例如，在ep 0 339 946 a2、gb 2 402 386 a和gb 1 604 306 a中描述的分配器属于该类别。
11.事实上，每个柱状结构配备有相应的释放装置允许每个柱状结构中容纳的杯的堆垛与其他柱状结构中容纳的杯的堆垛的尺寸不同，并且这些柱状结构根据待填充的使用者选择的饮料的杯而被选择性地带到杯释放站。
12.然而，就各种可分配的杯而言，这个优点总体上导致更高的结构复杂性，特别是对于上述公共致动器，该公共致动器必须配置成在杯架旋转期间不干扰柱状结构和相关联的杯释放装置，并且同时，该公共致动器必须能够与布置在杯释放站中的杯释放装置精确且稳定而且还快速地可释放地接合，以便在请求分配杯的情况下被操作或者在请求改变杯尺寸或柱状结构已经清空的情况下使得杯架转台旋转由此自由地移动离开。
13.为了克服这个缺点，本技术人的wo 2017/158555 a1提出了一种杯分配器，该杯分
配器包括：第一致动器，使得杯架围绕其自身的旋转轴线旋转并且选择性地将柱状结构带入固定的杯分配站中；第二致动器，操作布置在杯分配站中的柱状结构的杯释放装置；以及动力输出部，由第二致动器驱动，并且该动力输出部可以通过第三致动器在不操作位置和动力学联接位置之间选择性地移动，在不操作位置中，动力输出部不能干扰由于杯架转台的旋转而移动通过杯分配站的杯释放装置，在动力学联接位置中，动力输出部与布置在杯分配站中的杯释放装置的动力输入部相联接，并且在动力学联接位置仅保持分配杯所需的时间。


技术实现要素：

14.本发明的目的是提供一种用于在wo 2017/158555 a1中描述的类型的杯分配器的电子控制系统，并且该电子控制系统能够有效、精确且可靠地控制杯架转台的旋转。
15.根据本发明，提供了一种如所附权利要求书中所要求保护的杯分配器。
附图说明
16.图1是根据本发明的优选实施例的杯分配器的立体图。
17.图2是图1的杯分配器的分解图。
18.图3是图1的杯分配器的仰视图。
19.图4是沿着图3中的线iv-iv截取的截面图，为了清楚起见移除了一些部分。
20.图5是图1的细节放大比例的立体图，为了清楚起见移除一些部分并且分解一些部分。
21.图6是图1的杯分配器的致动器组件的立体图。
22.图7示出了图7的致动器组件，为了清楚起见移除了一些部分。
23.图8示出了图7的致动器组件的细节，为清楚起见移除了一些部分。
24.图9是图1的杯分配器的一部分的立体图。
25.图10和图11示出了图8的致动器组件在两种不同的操作配置中的细节。
具体实施方式
26.现在将参考附图详细描述本发明，以使本领域技术人员能够实现和使用本发明。对本领域技术人员而言，所描述的实施例的各种修改将是非常显而易见的，并且所描述的一般原理可应用于其他实施例和应用而不脱离如所附权利要求书中所限定的本发明的保护范围。因此，本发明不应被视为限于所描述和所说明的实施例，而是应根据描述并要求保护的特征而给予最宽的保护范围。
27.除非另有定义，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常使用的含义相同的含义。在冲突的情况下，本说明书(包括所提供的定义)将是有约束性的。此外，提供这些实施例仅用于说明性目的，并且因此不应将这些实施例视为限制性的。
28.为了便于理解本文中描述的实施例，将参考一些特定实施例并且将使用特定语言来描述它们。在本文中使用的术语仅旨在描述特定的实施例，并且不旨在限制本发明的范围。
29.在图1和图2中，参考标号1表示在wo 2017/158555 a1中公开的类型的饮料自动售卖机(未示出)中的杯分配器，饮料自动售卖机的更详细的描述可参考上述申请。
30.通常在饮料制备循环开始时操作杯分配器1，以将空的杯2供应至杯填充站(未示出)，在填充站中，杯2被填充饮料或该饮料的原料，在下文中仅描述杯分配器的为了理解本发明所需要的部分。
31.杯分配器1包括杯架转台3，该杯架转台包括柱状结构支撑件4和可移除地安装在该柱状结构支撑件4上的多个柱状结构5，并且每个柱状结构都适配成容纳杯2的堆垛，其中，这些杯的尺寸与杯2的其他堆垛中的杯的尺寸相同或不同。
32.杯架转台3围绕竖直轴线6可旋转地安装，并且该杯架转台在使用中通过可电子控制的致动器组件7来操作，该致动器组件在杯架转台下方可移除地联接到杯架转台3(其将在下文广泛地讨论)以使柱状结构5围绕轴线6旋转，以便每次将多个柱状结构5中的一个柱状结构布置在杯释放站s处，通常经由斜槽使杯2通过掉落从杯释放站供应至上述杯填充站，或者通过自动传送装置使杯从杯释放站供应至上述杯填充站。
33.每个柱状结构5都具有平行于轴线6的纵向轴线8，并且每个柱状结构都包括与轴线8同轴的管状外壳9，该管状外壳适于容纳杯2的堆垛并且在顶部由盖封闭。
34.每个柱状结构5都配备有杯释放装置10，该杯释放装置布置在管状外壳9的下端处并且配置为支撑位于管状外壳9中的杯2的堆垛，并且在操作杯释放装置时使单个杯2从杯2的堆垛的底部释放。
35.优选地，杯释放装置10是已知的凸轮式的，并且每个杯释放装置都包括围绕相应柱状结构5的轴线8布置的多个螺旋轮廓旋转构件，以便在它们之间形成用于使杯2从杯2的堆垛的底部脱离的输出通道，一次从杯的堆垛的底部脱离一个杯。
36.杯释放装置10可通过电动的致动器11操作，该致动器是上述致动器组件7的一部分并且具有驱动输出部，该驱动输出部被设计为联接至布置在杯释放站s中的杯释放装置10的驱动输入或动力输出部。
37.在所示的实例中，每个杯释放装置10的驱动输入或动力输出部都包括轴12，该轴围绕平行于轴线6和轴线8的轴线可旋转地安装并且在一端处具有带槽锥形孔13，该带槽锥形孔设计成在轴向上与杯释放装置10的致动器11的上述驱动输出部接合，以将致动器11的驱动输出部的旋转运动传递至齿轮14，该齿轮被键接在轴12上并且限定杯释放装置10的齿轮传动器(已知且未示出)的输入齿轮，该齿轮传动器设计成同时操作杯释放装置10的所有螺旋轮廓旋转构件。
38.如图3、图4和图5中所示，柱状结构支撑件4包括板，该板位于垂直于轴线6的平面上且靠近柱状结构5的下端，并且柱状结构支撑件包括与轴线6同轴的中心毂15以及多个径向附件，这些径向附件沿着中心毂15的外周限定座16，每个座与相应的柱状结构5的杯释放装置10接合。
39.中央毂15在底部处由平坦表面17限制，该平坦表面垂直于轴线6并且在中央具有圆形的凹陷部分18，该凹陷部分与轴线6同轴。
40.中央毂15设置有联接部分或动力输出部，该联接部分或动力输出部设计成允许柱状结构支撑件4动力学地联接到电动的致动器21，该致动器是上述致动器组件7的一部分并且将在下面更详细地描述，并且该致动器使柱状结构支撑件4围绕轴线6旋转，由此使杯架
转台3围绕该轴线旋转。
41.具体地，联接部分包括中央套筒19和柄部20，其中中央套筒与轴线6同轴地从凹陷部分18向下伸出，柄部以成角度且轴向固定的方式与套筒19的自由端接合，并且该柄部设计成在使用中联接至致动器21的旋转运动输出部。
42.优选地，杯架转台3具有围绕轴线6轴向对称的形状，并且因此座15和杯释放装置10围绕轴线6均匀地分布。
43.具体地，如图3所示，杯释放装置10联接至相应的座16使得相应的带槽锥形孔13沿着与轴线6同轴的圆周均匀地分布，并且相应的带槽锥形孔在套筒19的相对侧上与在中央毂15中形成的相应的座接合以可接近穿过在中央毂15的表面17上形成的相应的通孔22，该表面17在凹陷部分18周围的环形区域上。
44.如图2、图6、图7和图9所示，致动器组件7是布置在柱状结构支撑件4下方的紧凑组件，并且该致动器组件包括：
[0045]-外壳23，并且致动器组件布置在外壳内部，
[0046]-致动器21，使杯架转台3围绕轴线6旋转并且选择性地使柱状结构5布置在杯释放站s处，
[0047]-致动器11，使布置在杯释放站s中的杯释放装置10的轴12旋转，以及
[0048]-另一电动的致动器24，可操作以控制限定致动器11的上述驱动输出或动力输出部的可移动驱动部或杯释放销25，以使致动器11与布置在杯释放站s中的杯释放装置10动力学地联接在一起/或者使致动器11与布置在杯释放站中的杯释放装置动力学地分离。
[0049]
具体地，如图4和图7所示，外壳23包括下部部分26和上部部分27，在所示的实例中下部部分为大致平行六面体形状，在所示的实例中上部部分为大致柱形形状，该外壳具有中央柱形腔28，该中央柱形腔与轴线6同轴，与套筒19并且与从中央毂15向下伸出的柄部20接合。
[0050]
柄部20在柱形腔28内部轴向地延伸足以与销29成角度地形状联接的长度，该销与轴线6同轴地从柱形腔28的底部向上伸出并限定容纳在外壳23的下部部分26中的致动器21的输出构件。
[0051]
如图4所示，柱形腔28的尺寸设置成相对于柄部20能够确保在柱状结构支撑件4与致动器组件7之间具有高定位精度，以控制杯架转台3相对于杯释放站s的角度位置，如将在下面看到的，在使用期间这是必要的。
[0052]
优选地，为了增加定位精度，在柄部20的一端处形成的座中设置有密封环31，以与柱形腔28的内表面配合，从而在操作期间减弱由杯架转台3的旋转引起的振动。
[0053]
优选地，为了使杯架转台3在致动器组件7上的旋转稳定并流畅，外壳23的上部部分27由垂直于轴线6的平坦表面限制并且通过多个滑动辊30联接到毂15的下表面17，这些滑动辊由外壳23的上部部分27承载并且布置成在杯架转台3旋转时沿着孔22周围的环形区域的表面17滑动。
[0054]
如图7和图8所示，致动器11具有输出轴32，该输出轴可旋转地安装以围绕平行于轴线6的轴线旋转并且装配有齿轮33，齿轮33联接到空转齿轮34，该空转齿轮由外壳23支撑并且联接到齿轮35，齿轮35键接在驱动销25的下端上并且与空转齿轮34啮合，由此，将驱动销25动力学地联接到致动器11的输出轴32，并且将致动器11选择性地连接到布置在杯释放
站s中的杯释放装置10。
[0055]
为此目的，驱动销25平行于轴线6向上延伸穿过外壳23的上部部分27并且在驱动销的上部自由端处具有带槽锥形顶端36。
[0056]
驱动销25在致动器24的推力下可在一般的被降低或被缩回的静止位置(图10)与被抽取或被提升的操作位置(图11)之间轴向移动，在静止位置中，带槽锥形顶端36基本上在外壳23的上部部分27内部(图7)，在操作位置中，带槽锥形顶端36穿过孔37从上部部分27的顶部伸出并且与布置在杯释放站s中的杯释放装置10的带槽锥形孔13啮合，因此使得驱动销25和杯释放装置10的输入轴12成角度地集成在一起。
[0057]
当驱动销25处于被抽取的操作位置时，致动器11的操作使得驱动销25旋转，并且因此使得杯释放装置10的输入轴12旋转，从而使得杯2从杯2的堆垛释放。
[0058]
致动器11与微型开关38相关联。该微型开关38被容纳在外壳23中并且与控制构件39协作，该控制构件响应于布置在杯释放位置s中的杯释放装置10的轴12的旋转而作用在微型开关38上。
[0059]
在图4、图5和图7中所示的优选实施例中，控制构件39由外壳23承载并且包括摇臂，该摇臂具有第一臂和第二臂，其中第一臂限定控制杆39a以控制微型开关38，第二臂限定挺杆39b，该挺杆从外壳23的顶部伸出并且在凹陷部分18的与杯释放站s对准的区域中接合中央毂15的表面17的凹陷部分18，以便通过在中央毂15中形成的开口40与凸轮41相互作用，该凸轮键接在布置在杯释放站s中的杯释放装置10的轴12上。
[0060]
如图5所示，每个轴12都设置有面向相应的开口40的相应的凸轮41，并且凸轮41成形为使得挺杆39b发生移位，仅当轴12在杯释放站12中布置并旋转时，控制微型开关38的控制杆39a随之发生移位。
[0061]
如图9中所示，驱动销25通过致动器24经由传动机构42在被降低的静止位置与被提升的操作位置之间移动，其中传动机构配置为使驱动销25平行于轴线6平移运动。
[0062]
为此目的，致动器24优选是容纳在外壳23的下部部分26中并且具有输出轴43的齿轮马达，该输出轴安装成围绕横向于轴线6的轴线旋转，并且传动机构42包括杆45和键接在输出轴43上的凸轮44，该杆45安装成围绕平行于输出轴43的固定轴线46旋转，传动机构具有自由端，该自由端通过槽销联接件铰接至驱动销25的下端部分，并且传动机构限定摇臂的可枢转地安装在轴线46上的第一臂，并且摇臂还包括相对于杆45布置成大致l的第二臂。
[0063]
杆45的中间部分布置成与凸轮44接触，以至于凸轮44的旋转使得杆45围绕轴线46旋转。由于杆45与驱动销25之间的槽销联接件，杆45的旋转使得驱动销25轴向平移。
[0064]
具体地，如图10所示，在驱动销25被降低的静止位置中，凸轮44保持杆45向下旋转以抵抗弹簧47在固定点与摇臂的第二臂的自由端之间拉伸的作用力，并且带槽锥形顶端36与布置在杯释放站s中的杯释放装置10的带槽锥形孔13竖直地对准但不接合。
[0065]
如图11所示，在驱动销25被提升的操作位置中，凸轮44布置成使杆45在弹簧47的推力下自由地向上旋转，驱动销25随之向上移动并且带槽锥形顶端36正向接合在带槽锥形孔13中。在该位置，凸轮44和与致动器24相关联的微型开关48相互作用。
[0066]
最后，如图7至图9所示，杯分配器1包括电子控制系统50，该电子控制系统设计为控制杯分配器1的操作并且包括：
[0067]-传感系统51，配置为产生电输出以允许确定杯架转台3的绝对角位置；以及
[0068]-电子控制单元52，电连接至传感系统51以接收其电信号，并且电连接至致动器组件7的致动器11、21和24以向这些致动器提供电指令。
[0069]
传感系统51包括设计为输出指示杯架转台3的绝对角位置的电输出的磁性角位置传感器装置53。
[0070]
磁性角位置传感器装置53包括：
[0071]-在直径方向上被磁化的永磁环54，由杯架转台3承载在与轴线6同轴的一轴向固定位置中；以及
[0072]-磁性角位置传感器55，布置在靠近磁环54的一固定位置中，以便输出指示由磁环产生的磁场的角位置的电输出。
[0073]
具体地，在图5和图9所示的实施例中，磁环54由中央毂15承载，并且具体地，在所示的实例中该磁环通过垫圈56在套筒19内部轴向地固定在柄部20的顶部处，以便与杯架转台3一体地围绕轴线6旋转。
[0074]
在未示出的变型中，套筒19和柄部20制成为一个件，并且磁环54在成角度且轴向固定的位置中布置在柄部20的内部或外部。
[0075]
磁性角位置传感器55在磁环的垂直于轴线6的布置平面上布置在磁环54旁边，以便感测由磁环55产生的磁场并且输出指示磁场的绝对角位置的电输出。
[0076]
具体地，磁性角位置传感器55由印刷电路板57承载，该印刷电路板容纳在致动器组件7的外壳23的上部部分27内，并且微型开关38也布置在该印刷电路板上。
[0077]
传感系统51还包括近距离磁性传感器装置58，该近距离磁性传感器装置配置为输出电输出，以便允许电子控制单元52确定杯架转台3何时处于设计阶段中限定的初始角位置。
[0078]
近距离磁性传感器装置58包括：
[0079]-永磁体59，由柱状结构支撑件4承载在相对于轴线6偏移的一偏移位置中，以便在杯架转台3围绕轴线6旋转期间沿着围绕轴线6的圆形路径移动；以及
[0080]-霍尔效应传感器60，布置在一固定位置中，以当杯架转台3处于初始角位置时感测由永磁体59产生的磁场。
[0081]
具体地，永磁体59容纳在形成在柱状结构支撑件4中的对应的座61(图4)内部，并且霍尔效应传感器60容纳在位于柱状结构支撑件4下方的致动器组件7的外壳23的上部部分27内部形成的对应的座中，以便当杯架转台3处于初始角位置时霍尔效应传感器竖直面向永磁体59。
[0082]
传感系统51还包括另外的位置传感器装置63，该位置传感器装置配置为输出电输出，以便允许电子控制单元52在驱动销25移动至动力学联接位置和从动力学联接位置移走期间确定驱动销的位置，在该动力学联接位置中，驱动销25与布置在杯释放站s中的杯释放装置10的驱动输入或动力输出部12动力学地联接。
[0083]
位置传感器装置63设计成输出电输出，以便允许电子控制单元52确定驱动销25何时采取以下位置：
[0084]-图10中所示的被缩回的静止位置，其中，带槽锥形顶端36基本上保持在外壳23的上部部分27内部；
[0085]-图11中所示的被抽取的操作位置，其中，带槽锥形顶端36通过孔37从上部部分27
的顶部伸出并且接合布置在杯释放站s中的杯释放装置10的带槽锥形孔13，从而使驱动销25和杯释放装置10的输入轴12成角度地集成在一起；以及
[0086]-中间开始驱动位置(未示出)，介于被缩回的位置与被抽取的位置之间，在该中间开始驱动位置中，带槽锥形顶端36开始接合孔22，如下文更好地描述的。
[0087]
在图9、图10和图11所示的实施例中，位置传感器装置63包括容纳在致动器组件7的外壳23的上部部分27内部的印刷电路板64，并且位于该印刷电路板上的三个传感器65、66和67布置成当驱动销25采取以上三个位置时检测在摇臂的可枢转地安装在轴线46上的第二臂的自由端处形成的凸出部68的位置。
[0088]
具体地，如图10和图11所示，在驱动销25被缩回的静止位置中，凸出部68与传感器65相互作用，在驱动销25被抽取的操作位置中，凸出部68与传感器66相互作用，并且在开始接合位置(未示出)中，凸出部68与布置在传感器65与66之间的传感器67相互作用。
[0089]
如图7所示，传感系统51还包括光学传感器69，该光学传感器在致动器组件7上安装就位，以允许电子控制单元52在柱状结构到达杯释放站s时检测柱状结构5内部存在还是缺乏杯2，以使该柱状结构停止或者越过该柱状结构，并且因此当布置在杯释放站s中的柱状结构5为空的时使杯架转台3旋转。
[0090]
根据本发明的另一方面，电子控制单元52被编程为接收磁性角位置传感器装置53的磁性角位置传感器55的电输出、近距离磁性传感器装置58的霍尔效应传感器60的电输出以及位置传感器装置63的传感器65、66和67的电输出，并且基于所接收的电输出，通过使用驱动销25来初始化杯架转台3的角位置，该驱动销作为探针来搜索并确定在柱状结构支撑件4的中央毂15中形成的孔22的角位置。
[0091]
具体地，电子控制单元52配置为：
[0092]
i)操作致动器21以使杯架转台3在第一旋转方向上旋转；
[0093]
ii)操作致动器24以使驱动销25从被缩回的静止位置朝向被抽取的操作位置移动，以至于使该驱动销在杯架转台3旋转期间与柱状结构支撑件4的中央毂15的表面17发生干涉且在该表面上缓慢移动；
[0094]
iii)基于位置传感器67的电输出感测驱动销25何时开始与孔22接合；
[0095]
iv)基于位置传感器67的电输出，响应于驱动销25开始接合孔22而：
[0096]
ο储存绝对角位置，在该绝对角位置处，驱动销25开始插入到孔22中，这由磁性角位置传感器装置53的磁性角位置传感器55的电输出指示，
[0097]
ο操作致动器21以使杯架转台3的旋转停止，并且
[0098]
ο操作致动器24以将驱动销25从孔22中抽出，并且方便地将驱动销带回到被缩回的位置；
[0099]
v)重复步骤i)至iv)以使杯架转台3在第一旋转方向上完成一整个旋转，并且以此搜索在杯架转台3在第一旋转方向上旋转期间在柱状结构支撑件4的中央毂15中形成的所有孔22，并且计算并储存这些孔的绝对角位置，在这些绝对角位置处，驱动销25开始插入到孔22；
[0100]
vi)在杯架转台3的相反的旋转方向上重复步骤i)至v)，以使杯架转台3在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上完成一整个旋转，并且因此搜索在杯架转台3在第二旋转方向上旋转期间，在柱状结构支撑件4的中央毂15中形成的所有孔22并且储存这些孔的绝
对角位置，在这些绝对角位置处，驱动销25开始插入到孔22中；并且
[0101]
vii)基于在杯架转台3在这两个旋转方向上旋转期间驱动销25开始插入孔22的绝对角位置，计算形成在柱状结构支撑件4的中央毂15中的孔22的中心的绝对角位置。
[0102]
方便地，电子控制单元52被编程为计算孔22的中心的绝对角位置，该绝对角位置是将驱动销25在杯架转台3的这两个旋转方向上开始插入孔22中时所计算出的两个绝对角位置的平均值。
[0103]
此外，电子控制单元52被方便地编程为在初始化期间基于近距离磁性传感器装置58的霍尔效应传感器60的电输出来识别并储存杯架转台3的初始角位置。