CN101370413B - 控制饮料配送机的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种控制饮料配送机的方法，包含以下步骤：通过一感测机构，监测容器内的该原料的份量/位准及/或原料的表面形状；将所监测到的值与一个储存于机器控制单元内的参考值进行比较；以及当有需要时，根据上述比较结果，改变该饮料配送机的一或多个操作参数。

Description

控制饮料配送机的设备及方法

技术领域

本发明是关于一种控制饮料配送机的设备及方法，特别是关于控制家用或办公室用的自动饮料配送机的设备及方法，或是关于控制安装于餐饮服务场所或所谓HoReCa(饭店-餐厅-咖啡馆)中的自动饮料配送机的设备及方法。

背景技术

针对本发明的目的，“饮料”一词是指从数种调制方法所获得的产品，该方法例如：冲煮、即食粉末的溶解、饮用水的冰冻、冷却或加热等等。

市售的配送机能供应好几种饮料，例如：咖啡、茶、卡布奇诺咖啡、果汁、巧克力、水、酒等，这些饮料能够被自动调制，而不需要使用者在调制过程中介入。

通常，饮料的调制过程是根据预定的顺序而由配送机实施完成的。每个调制顺序均需要使机器执行一项或多项工作，例如：研磨测量好份量的咖啡豆，冲煮咖啡一段预定时间，混合液态咖啡与牛奶等工作。每项工作是由一个或多个诸如烧水壶、研磨机、搅拌器、进料器等机器单元加以执行的。

近年来，饮料配送机已经设有许多控制其操作的设备。这些控制设备能检查相关机器的操作参数，并且，最后能介入而修改一或多个单元的操作，以便在饮料调制过程中补偿不合意的改变。例如，即使机器操作参数(即冲煮参数)发生了不合意的变化，这样可允许维持所配送的饮料的质量，或者，当某一种原料用完时，可以将此机器切换成“售完”的状态。

有一些饮料配送机装配备有微处理器，能用于对机器单元执行多重检查与控制。以Rhea Vendors S.P.A的名称申请的欧洲专利申请案第EP 04031014.6号案揭示一种控制咖啡配送机的方法，该方法通过监测与冲煮参数有关的实时数据，将该实时数据与一组历史数据及/或临界参数进行比较，以及，当需要使该实时参数与记录参数达到一致时，改变该冲煮参数的其中至少之一。

已知的配送机设有简单的“on-off”开关，能控制相关容器内的原料的存在，但是此信息仅用以阻止该原料所调制的饮料的配送而已，也就是说，将机器设定成“售完”的状态。

例如，以VGL IND LTD的名称申请的EP 0010448号专利案关于一种用以指示所要配送原料的可得性的设备。此设备设有一光源及一传感器，此两者一起界定出一个横跨适当原料容器的颈部的光线路径。当此原料的位准掉落到低于此光线路径时，照射到传感器的入射光线便增加，因此指出这些原料已经“售完”。另一种替代的光学设备揭示于以Fuji Seiki KK的名称申请的日本专利申请案第JP2004354143号。

其它已知的设备能够基于原料消耗的统计估算，而提供原料售完状态的确认。例如，考虑每种原料的平均生产量，因此在每次的配送过程时扣除一个对应的理论量(倒数特征)，而且，假如估计出原料被用完的话，则阻止使用该特殊的配送循环。当估算出原料的售完状态时，这些设备不会容许在没有发生错误的情况下，原料生产量改变而偏离估计的平均值。这类设备的另一项缺点在于，他们需要在每次机器充填的时候，通常由介入一个适当控制机构，而重新设定倒数功能；而且，需要将容器完全填满该原料，或者，以人工方式将此容器(或各容器)的实际位准输入到一控制器单元内。这些程序相当复杂，很可能会发生错误，并且耗费时间。现有饮料配送机所常见的一项问题是关于原料的适当剂量供应。

配送机通常设有一个循环进料螺杆，用以从相关容器中取得粉末原料，且将取得的原料供应至机器的另一单元，以进行处理及饮料调制。这样的螺杆位于容器的底部，且操作一段预定的时间，此预定时间对应于预定的旋转次数，因而对应于预定量的粉末。要知道的是，由此进料螺杆所供应的原料剂量与坐落在进料螺杆入口处的该部分原料的质量所施加的压力有关。事实上，当容器几乎空掉的时候，施加于在进料螺杆入口处的原料上的压力是最小的，且较少量的原料会进入此螺杆内。因此，进料螺杆所供应的原料剂量小于容器填满时操作所馈入的剂量，因此，导致操作参数以及所配送的饮料特性之间的不合意变化。相同或类似的缺点已经出现于R&G(烘烤研磨)咖啡配送机，以及需要处理咖啡豆或冰块的机器中。

现有的饮料配送机的另一项问题是关于进料螺杆受到原料聚集物的堵塞。在某些情形中，例如在高湿度或使用吸湿性原料时，相同的原料会倾向于聚集在一起，而在容器中形成团块或桥状物。聚集物会干扰原料朝向进料螺杆以及在进料螺杆或其它等效引出机构内的正常自由流动。当发生这样的情形时，操作人员须到场崩解这些团块，以便恢复机器的适当操作。

发明内容

本发明的目的是要提供一种控制饮料配送机的设备及方法，能够有效克服现有技术的缺点，同时又能够简单地实施和操作。

本发明另一目的是要提供一种控制饮料配送机的设备及方法，特别是用于控制家庭或办公室/HoReCa(饭店-餐厅-咖啡馆)内所使用的自动冷热饮料配送机，其可允许有效监测此机器的一个或多个容器内的原料含量，而且，根据所监测到的信息控制此机器的操作。

本发明另一项目的是要提供一种控制饮料配送机的设备及方法，特别是用于控制家庭或办公室/HoReCa内所使用的自动冷热饮料配送机，其可允许有效监测此机器的一个或多个容器内的原料量，并且，根据与这些原料有关的获得资料，对此机器实施回馈控制，借此补偿与预定操作参数之间的可能变化。

本发明另一项目的是要提供一种控制饮料配送机的设备及方法，其可允许监测在一个或多个容器内的原料聚集物的存在，因此允许需要到场的介入。

因此，本发明提供一种控制饮料配送机的方法，该饮料配送机设有至少一容器，该容器装有一调制饮料用的原料，该方法包含以下步骤：

侦测该容器内的该原料的位准值；

将所监测到的位准值与一个储存于机器控制单元内的参考值进行比较；以及

当有需要时，根据上述比较结果，改变该饮料配送机的一个或多个操作参数，进一步包含以下步骤：

借助于产生一指向原料的顶表面的信号及接收从所述原料抵达的信号来产生所述原料的位准值，而侦测出介于位于所述原料上方的至少一感测机构与所述原料的顶表面的至少一点之间的距离。

优选的，该感测机构发射一个通过该容器的一个表面的信号，以扫描容纳在该容器内的原料的顶表面。

优选的，该感测机构与该原料顶表面的至少两点之间的距离被侦测出，以提供关于该原料表面形状的信息。

优选的，在进行一次以上的配送操作之后，监测该表面形状，并且，比较后续的配送操作的表面信息，以确认原料聚集物的形成。

优选的，该信号是选自超音波、光学、激光、磁性或其组合。

优选的，该至少一操作参数选自于从容器引出原料的装置的操作时间、从相同容器所引出的原料份量，以及烧水壶、研磨机、搅拌器、进料器的操作时间/条件。

优选的，该位准值被传送至一远程监控单元。

本发明还提供一种控制饮料配送机的设备，所述饮料配送机设有至少一个容器，该容器内装有一种调制饮料用的原料，侦测至少该容器内的该原料的位准值的侦测机构；以及一机器控制单元，其具有用于储存至少一位准参考值的机构、用于比较监测到的值与所述参考值的机构、以及当需要时基于所述比较而改变所述饮料配送机的一或多个操作参数的机构，包含至少一个感测机构，其定位在所述原料的所述表面上方，用以产生指向原料的顶表面的至少一点的信号及用以接收从所述原料的所述顶表面到达的信号。

优选的，该感测机构位于该容器外侧，且所述信号可以通过所述容器的一表面。

优选的，所述感测机构是用以侦测在所述感测机构以及该原料顶表面的至少两点之间的距离，以及用以提供关于该原料表面形状的信息。

优选的，所述感测机构发射一个选自超音波、光学、激光、磁性信号或其组合的信号。

优选的，所述感测机构位于该容器外盖上。

优选的，其进一步包含传送机构，该传送机构连接至该控制单元，用以将该原料含量的侦测值提供给一远程监控单元。

优选的，该用途是控制一饮料配送机的操作。

优选的，该用途是收集关于一饮料配送机内的至少一原料消耗的统计信息。

一种饮料配送机，用以从一容器内所提供的至少一原料开始，调制并配送一饮料，该饮料配送机包含如上所述的设备。

有利地，本发明的方法能允许补偿与预定惯用程序之间的可能改变，这些可能改变是导因于容器内缺少原料，或者形成会干扰原料取得的聚集物。感测机构收集与容器内的原料含量或位准有关的信息，及/或与原料表面形状有关的信息，即原料在其自由表面沉淀或沉积的方式，因此能允许确认出聚集物。

本发明与现有技术的解决方案有所不同，现有技术中容器内的原料的份量/位准的监测仅用于将机器设定于“售完”状态，但是，本发明的方法能够根据这样的监测而控制整个机器的操作。

通过实施本发明的方法，可以避免使机器配送出所谓的“失败贩卖”，即仅配送出一部分饮料(例如，只有杯子与水，但没有可溶性原料，或者原料的份量不足等现象)，发生这类的事情，会令消费者感到恼怒。当一种原料用完时，或者当进料螺杆受到一聚集物的(至少局部)堵塞，导致减少其正确供应量时，机器控制单元会产生操作，以补偿用于饮料的原料份量的减少。

例如，当成分用完且进入进料螺杆内的份量减少时，控制单元能控制进料螺杆，以增加其操作时间，因此，可恢复供应至饮料的正确原料份量。

当此成分用完时，控制机构将此机器设定成对该原料所调制的饮料来说是“售完”的状态。

当通过监测上原料表面(即面对容器外盖的表面)的形状而侦测出原料的聚集物时，控制单元启动一个用于打破此聚集物的机构，例如在容器内旋转的轮子或叶片等机械机构，或者一个用于选择性地施加震动于容器或固定容器的金属底座上的装置，或者其它等效机构。

取得与原料含量有关的信息是通过一感测机构而完成的，此感测机构能够通过测量本身与原料顶表面上至少一点之间的距离，而侦测出容器内的原料的份量或位准。传感器较佳的是位于容器外盖上，且产生朝向原料上表面的信号。较佳的是，设置一个与传感器整合在一起的接收器，用以接收例如反射自原料团块的信号。通过控制单元处理这类信号，典型是通过将此信号值与一组参考/临界值进行比较，因此，可允许侦测出容器内所包含的原料份量。较佳的是，感测机构所发出的信号能够进入容器(或外盖)的壁，但无法进入容器内所包含的原料。因此，信号会被原料反射回来而被感测机构追踪，以进行处理。

通过侦测感测机构与此表面至少两点之间的距离，或者，通过多个光学传感器/接收器或超音波发射器/接收器扫描此原料的表面，控制单元可以取得与原料表面形状有关的信息。通过在每次配送循环进行计算并比较这些信息，控制单元可以侦测出原料聚集物的存在。

此外，本发明的方法能允许收集关于原料消耗的信息，以便于统计之用。这一点是通过使控制单元设有将取得的信息提供至一远程监控单元(例如，配送机制造商)的传送机构而达成的。控制单元可以通过电话线或因特网，通过蓝牙、sms等技术，与监控单元产生通讯。以此方式，制造商可以取得关于消费者喜好等与机器操作有用的信息。

本发明方法另一项优点在于，可以通过将原料的监测量与一组标准及/或历史数据进行比较，而侦测出原料不一致的消耗情形，因此，允许控制单元能补偿此不一致性(通过改变配送机的一个或多个操作参数)，或者产生一个用于维修操作的错误信号。

监测在个别容器内每种原料的份量/位准，能够允许使这些份量与其它信息产生相互关连，这些信息例如为员工在负责填充或清洁配送机时所执行的例行装载过程，每种加载的原料份量/位准，因此，能够实时提供与机器操作有关的统计信息，特别是关于饮料调制过程中所实施的操作。一般来说，当需要比较感测机构所获得的数据及相同控制单元的内存内所储存的数据时，控制单元利用所获得的信息来补偿操作参数可能的不一致。

感测机构包含一传感器，其可以是磁性、光学式、超音波等传感器，用以产生一个朝向容器内所包含的原料行进的信号，及包含一个接收器，用以接收从原料返回的信号。控制单元处理该感测机构所接收的信号，用以估算出个别容器内的原料的份量/位准，及/或原料表面的形状。

控制单元设有一内存，此内存中储存有监测量的参考值或临界值。控制单元将接收器所收集的信号以及储存的信息加以比较，以确认原料的实际份量或位准，或者原料表面的实际形状。在每次配送过程中，从容器中取得一定剂量的原料，如此会使同样原料的位准下降，或者影响其上表面的形状。在预定时间间隔内，控制单元会实施上述比较，且确认原料的新位准。根据本发明的方法，这样的信息可以被传送至一远程监控单元，例如，通过因特网、电话线、无线方式等而传送至制造商或供货商。

如上所述，可以通过侦测在至少两点内原料与传感器之间的距离，例如，通过感测机构扫描原料表面，而监测原料表面的形状。较佳的是，传感器是位于容器外盖上，且发射一个用以扫描原料上表面的信号。例如，超音波发射器/接收器可以至少大约侦测出容器内沉积的原料的上表面形状。另一方面，可以使用多个传感器，例如红外线发射器/接收器，每个传感器是用于扫描此表面的一部分区域，且侦测出相对于一参考位准的高度，如此，可允许至少大约界定出此表面的形状。

假如从容器取出原料是通过位于容器底部中心处的一进料螺杆而达成的话，则原料表面具有一种规则的或漏斗形状，此形状可以被认为是一个参考形状。要知道的是，可以根据容器的形状以及螺杆的位置来考虑其它参考形状。假如发生堵塞的话，由于原料聚集物的形成的缘故，表面的形状会改变，例如变成如同山丘状。控制单元可以启动适当机械机构来打破这类聚集物，例如，可以使用旋转叶片或其它工具。

从以下随附图所作的详细说明中，可以清楚了解本发明的其它优点与特色。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明设备的立体示意图。

图中，

1     容器

2     外盖

3     引出装置

4     顶表面

5     原料

S1    感测机构

S2    感测机构

具体实施方式

参考图1与图2，通常被包围在一个框架柜内以符合不同设计需要的饮料配送机典型地具有由一个电子控制器CPU(控制处理单元)所管理的几项功能。该CPU执行多项工作，例如：操作原料的适当配剂，加热水，控制泵等。

饮料配送机设有一或多个用于饮料原料的容器1，各容器内装有一种供应作为调制饮料的原料，例如：咖啡、巧克力、糖浆、水、冰块等。容器1通常是以吹塑成型或射出成型的塑料材料制成，但是也可以由例如橡胶、金属或玻璃等其它材料制成。

每个容器1设有一顶盖或外盖2，其可避免容器内含的原料直接接触空气中或机器柜内侧表面上可能存在的污染物，例如：灰尘、水气等。外盖2可以铰接至容器1的本体，或者也可以与容器本体分开。

外盖2可以由与容器1相同的材料制成，或者，由不同材料制成亦可。较佳的是，至少一部分的外盖2能够供感测机构所产生的信号穿过。

容器1具有圆锥形形状，以促进原料聚集于底部，其中，设有一引出装置3，例如：进料螺杆、离心碾磨单元等。此装置3能允许供应调制相关饮料所需的剂量。

本发明的设备设有感测机构S1、S2，用以侦测在个别容器1中所装原料的份量或位准。这样的感测机构最好是位于外盖2上。另一方面，感测机构可以设置在容器1的本体上的侧向位置。

感测机构S1、S2可以通过产生至少一个被原料的顶表面反射回来且被传感器侦测到的信号，而侦测出容器1内所装粉末或液体的份量/位准。这一点可以通过使用发射一个照射原料顶表面的信号(超音波、红外线、激光、磁性等)的传感器S1、S2，与接受由相同原料所反射回来供CPU处理的信号的个别接收器而达成。

最好，使用单一红外线传感器S1，其可以朝向容器1内的原料的顶表面发射一个红外线光束，并接收所反射回来的光束(传感器S1操作起来就如同发射器与接收器一般)。CPU估算出此光束从传感器S1行进到原料上表面且回到传感器S1所花费的时间，通过测量出原料5的顶表面4与外盖2上的传感器S1之间的距离。因此，可以评估容器1内的原料5的位准。

一般来说，传感器S1、S2被选择为可产生一个从外界进入外盖2的实心表面，但不会进入原料的实心上表面的信号，因此允许CPU以一个相当接近的近似值决定出容器1内的原料高度。换句话说，外盖能够允许位于外部的传感器S1、S2所发出的信号穿透过去。

根据本发明的方法，CPU利用与原料的份量或位准有关的信息，而将饮料调制过程加以优化。

例如，当CPU侦测出其中原料用完时，即，当原料的高度接近最小值时，相同的CPU操作该进料螺杆，以相对于正常条件运转一段较长的时间，因此补偿此螺杆所处理的原料量的任何可能减少。

可以操作传感器S1、S2，以确认原料上表面4的形状。换句话说，传感器S1及/或传感器S2可以侦测出此距离，即在原料5的顶表面4上至少两点或以上的位准，因而能够对正对着容器外盖2的原料表面4执行一次扫描。此对应的信号经过CPU的处理，以允许至少大约侦测出表面4的形状。

可以基于此目的而设置一个或多个传感器S1、S2。可通过使用能够扫描此表面4的激光传感器，或者使用其它种类的传感器(红外线、超音波等)，并且在表面4的两个以上的位置上侦测此原料的高度，而获得上表面4的形状，因此，允许CPU产生此表面4的实际图像。

通过在一次或多次配送过程前后比较上表面4的形状，可以检查出是否在原料中产生聚集物或团块。假如原料的位准大致上并未改变的话，则聚集物或“黏住的原料”可能存在于容器内，因而堵住引出机构3。所以，CPU将会启动用于打破聚集物的机构。同样的结果亦适用于假如上表面4的形状改变成例如山丘状的情形。

原料位准的预期下降(相对于被配送的饮料)，以及仍处于漏斗状的上表面4，两者表示此原料并未产生聚集物(未黏住的原料)。

原料位准的意外下降，以及上表面4的形状从山丘状变成漏斗状，两者表示聚集物已经被打破，而正在正确地引出原料，也就是说，引出正确剂量的原料，以供调制饮料。

根据上述比较，CPU能够迅速地以信号表示可能的故障或需要改变预设参数的不正常情形。例如通过适当的通讯机构，诸如显示器、调制解调器线路、光学连接端口、蓝牙接口等方式，上述信号表示结果可以让使用者或技术人员看见。

CPU通过感测机构及配送机的其它单元所获得的所有信息，均储存于一内存中。如此能允许在任何时候处理这些信息，例如用于统计用途。

CPU可以将一组预先编程好的参考数据，例如在完全填满容器的状态下与分配剂量装置所产生的剂量偏差有关的平均数据，与感测机构S1、S2所侦测到的剩余原料体积进行比较，以便提供一些信息，例如在需要重新装填之前，容器内所能获得的饮料份数。

本发明的方法与设备也可以被应用成用于优化配送机的性能，其中容器内含有冰块、粉末原料、咖啡豆、糖浆等。也可以设置液体原料容器，例如盒中袋塑料容器。

旋转叶片或轮子可用于打破聚集物，这类的叶片或轮子沉浸入原料内。

本发明的设备可以对容器内装填的原料种类与质量进行检查。可以在容器外盖2上安装一台条形码读取机，以读取与填入容器内的原料有关的条形码。可以通过原料贩卖商设置此条形码，以提供关于容器、袋子、透明塑料罩内所贩卖的原料的质量与份量的信息。

本发明的设备亦包含一个开关，可供外盖2在开启期间加以操作。连接至此开关的CPU可以测量对应于外盖2被打开的时间间隔，例如在原料的重新装填期间。此信息也就是计算对应于开启的容器的时间，对于确定原料的正确储存量很有用处。

Claims (18)

1.一种控制饮料配送机的方法，该饮料配送机设有至少一容器，该容器装有一调制饮料用的原料，该方法包含以下步骤：

侦测该容器内的该原料的位准值；

将所监测到的位准值与一个储存于机器控制单元内的参考值进行比较；以及

当有需要时，根据上述比较结果，改变该饮料配送机的一个或多个操作参数，其特征在于，进一步包含以下步骤：

借助于产生一指向原料的顶表面的信号及接收从所述原料抵达的信号来产生所述原料的位准值，而侦测出介于位于所述原料上方的至少一感测机构与所述原料的顶表面的至少一点之间的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该感测机构发射一个通过该容器的一个表面的信号，以扫描容纳在该容器内的原料的顶表面。

3.如权利要求1至2任一项所述的方法，其中，该感测机构与该原料顶表面的至少两点之间的距离被侦测出，以提供关于该原料表面形状的信息。

4.如权利要求3所述的方法，其中，在进行一次以上的配送操作之后，监测该表面形状，并且，比较后续的配送操作的表面信息，以确认原料聚集物的形成。

5.如权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，该信号是选自超音波、光学、磁性或其组合。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光学具体为激光。

7.如权利要求1至2任一项所述的方法，其中，该至少一操作参数选自于从容器引出原料的装置的操作时间、从相同容器所引出的原料份量，以及烧水壶、研磨机、搅拌器、进料器的操作时间或条件。

8.如权利要求1至2任一项所述的方法，其中，该位准值被传送至一远程监控单元。

9.一种控制饮料配送机的设备，所述饮料配送机设有至少一个容器，该容器内装有一种调制饮料用的原料，侦测至少该容器内的该原料的位准值的侦测机构；以及一机器控制单元，其具有用于储存至少一位准参考值的机构、用于比较监测到的值与所述参考值的机构、以及当需要时基于所述比较而改变所述饮料配送机的一或多个操作参数的机构，其特征在于包含至少一个感测机构，其定位在所述原料的顶表面上方，用以产生指向原料的顶表面的信号及用以接收从所述原料的所述顶表面到达的信号。

10.如权利要求9所述的设备，其中，该感测机构位于该容器上方及外侧，且所述信号可以通过所述容器的一表面。

11.如权利要求9所述的设备，其中，所述感测机构是用以侦测在所述感测机构以及该原料顶表面的至少两点之间的距离，以及用以提供关于该原料表面形状的信息。

12.如权利要求9至11任一项所述的设备，其中，所述感测机构发射一个选自超音波、光学、磁性信号或其组合的信号。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述光学具体为激光。

14.如权利要求9至11任一项所述的设备，其中，所述感测机构位于该容器外盖上。

15.如权利要求9至11任一项所述的设备，其进一步包含传送机构，该传送机构连接至该控制单元，用以将该原料含量的侦测值提供给一远程监控单元。

16.一种如权利要求9至11任一项所述的设备的用途，该用途是控制一饮料配送机的操作。

17.一种如权利要求9至11任一项所述的设备的用途，该用途是收集关于一饮料配送机内的至少一原料消耗的统计信息。

18.一种饮料配送机，用以从一容器内所提供的至少一原料开始，调制并配送一饮料，其特征在于，该饮料配送机包含如权利要求9至11任一项所述的设备。

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