CN116782770A - 冷冻甜品分配机和料筒 - Google Patents

Abstract

一种用于分配冷冻甜品的单独部分的机器，其可以包括具有壁的料筒车，所述壁形成具有纵向中心轴线的空腔并被配置为容纳料筒。所述料筒可以包括具有第一端和第二端的管子、设置在所述第一端处的喷嘴、以及设置在所述喷嘴与所述第二端之间并被配置为沿着所述管子可滑动地移动的活塞。冷冻甜品的单独部分可被包含在所述喷嘴和所述活塞之间的所述管子内。所述机器还可以包括柱塞、可操作地耦接到所述柱塞并被配置为沿着所述中心轴线驱动所述柱塞的驱动源，以及被配置为支撑所述料筒的第一端的支架，使得致动所述驱动源导致所述冷冻甜品的单独部分通过所述喷嘴分配。

Description

冷冻甜品分配机和料筒

背景技术

消费者在家中和其他场所，特别是在冰淇淋店享受优质的美味冰淇淋。然而，冰淇淋店面临的挑战是，分配美味冰淇淋涉及大量的开销。例如，员工必须将冰淇淋从大箱子中舀入杯子或甜筒中，供消费者享用。员工还必须添加任何尚未包含在冰淇淋中的内含物(例如坚果、巧克力屑等)。更糟糕的是，员工可能会将冰淇淋勺装得不足或装得太多，从而导致该店难以跟踪并由此预测消费水平。此外，消费者可能不希望前往冰淇淋店享用美味冰淇淋。

零售商试图通过将美味冰淇淋预先包装在消费者能够购买的容器中来应对这些挑战。这种方法的缺点是，在零售商处，必须将这些容器存放在大型冰柜中，这些冰柜要么占用太多的主空间(这是不可取的)，要么必须远离消费者的视线(这也是不可取的)。而且，即使在消费者找到冰淇淋之后，它可能还没有准备好供食用，因为它通常存放在很冷的温度(例如，0°F至-20°F)下，这使得冰淇淋太硬，消费者很难享受。

为了弥补其中一些缺点，零售商已经部署了大型软“冰淇淋”机器。这些机器通常必须全天运行，并且可能需要在冰淇淋混合物中加入稳定成分。当准备食用该混合物时，消费者或商店员工拉动手柄，将软冰淇淋分配到杯子或甜筒中。但软冰淇淋通常不含内含物(例如，不含巧克力块)，因为它们会堵塞机器的喷嘴。口味选择也很有限。这些机器很笨重。如果需要新的、不同的口味，则必须对机器进行清洗、清洁，然后重新填充新口味，然后冷却到适当的食用温度。传统的软服务机器还可能需要昂贵的维护和清洁，并且可能需要全天候运行以保持成分混合、冷冻并准备享用。

发明内容

本公开提供了一种冰淇淋分配机，其将优质冰淇淋从料筒中挤出并将其分配到杯子中。机器接收装满(但不限于)冰淇淋的专有料筒，只需按下按钮即可将冰淇淋分配到杯子中。然后，机器可以弹出空料筒，无需用户取出用过的料筒。有趣的是，从料筒中挤出冷冻冰淇淋的过程会使冰淇淋的表面变得立即可食用。这解决了现有技术中的难题，即难以直接享用从冰箱里取出的冷冻冰淇淋，消费者不得不等待冰淇淋变热或努力食用坚硬的冰淇淋。此外，本文所公开的机器和料筒允许冰淇淋中存在内含物。本文所公开的机器、料筒和工艺允许以有吸引力、清洁的和低维护的方式自主供应冷冻甜品，解决了诸如防止泄漏和溢出以及丢弃空料筒等问题。与现有技术相比，本文所公开的发明可以提供这些好处和其他好处。

附图被并入并构成说明书的一部分，其示出了各种示例系统、方法等，它们展现了本发明各个方面的各种示例实施例。应当理解，图中所示出的元件边界(例如，框、框组或其它形状)代表该边界的一个示例。本领域的普通技术人员将理解，一个元件可以被设计成多个元件，或者多个元件可以被设计成一个元件。显示为另一个元件的内部组件的元件可以作为外部组件实现，反之亦然。此外，元件可能不是按比例绘制的。

附图说明

图1示出了用于分配冷冻甜品的单独部分的示例性机器的前视图。

图2A和图2B示出了用于分配冷冻甜品的单独部分的另一示例性机器。

图3A和图3B示出了用于配制冷冻甜点的单独部分的示例性料筒的立体图和分解图。

图4示出了图2A和图2B的机器移除外壳的立体图。

图5示出了示例性料筒车的透视图。

图6示出了料筒、料筒车和柱塞之间的相互作用的示意图。

图7A和图7B示出了示例性料筒的剖视图。

图7C和图7D示出了图7A和图7B的示例性料筒的示例性喷嘴的前视图。

图7E示出了图7A和图7B的示例性料筒的顶部透视剖视图。

图7F示出了图7A和图7B的料筒的活塞的底部透视图。

图8示出了示例性活塞的剖视图。

图9示出了将料筒装入图2A和图2B的机器中。

图10示出了冷冻甜品分配过程的自动部分的开始。

图11示出了盖子抓取器与料筒盖的接合。

图12示出了料筒盖的移除。

图13示出了盖子抓取器水平移动以使盖子远离冷冻甜品的路径移动。

图14示出了料筒的活塞与柱塞的接合。

图15示出了该过程的分配部分的结果。

图16A、图16B、图16C和图16D分别示出了示例性杯子定位机构的前视图、剖视图、底部透视图和顶部透视图。

图16E示出了用于控制该示例性杯子定位机构的示例性过程的图表。

图16F示出了用于控制该示例性杯子定位机构的示例性界面。

图17A、图17B和图17C示出了示例性杯子固定机构的顶部透视图和剖视图。

图18示出了将盖子重新安装到料筒上。

图19A示出了夹持料筒以保持它以将其从料筒车中取出。

图19B示出了柱塞的透视图以显示径向夹具的更多细节。

图20A示出了用于使机器丢弃料筒的机构的示例性实施例。

图20B和图20C示出了用于使机器丢弃料筒的机构的另一示例性实施例的前视图和透视图。

图21和图22示出了从图2A和图2B的机器中移除垃圾桶。

具体实施方式

图1示出了用于分配冷冻甜品的单独部分的示例性机器1。机器1可以包括具有前门4或开口的外壳2，用于将料筒5插入机器1中。料筒5中可以填充任意类型的冷冻甜品，例如冰淇淋、冷冻酸奶、冷冻奶昔混合物等。前门4或开口连接到通道，该通道如下所述般将料筒5引导到料筒车3。机器1可以根据份量大小容纳各种尺寸(例如，长度)的料筒5。对于小份量，机器1可以容纳较短的料筒5，而对于较大的份量，机器1可以容纳较长的料筒5。

机器1还可以包括服务区6，用户可以在其中放置杯子，冷冻甜品可以被分配到杯子中。机器1还可以包括控件8，例如包括允许用户启动分配过程的触摸屏或物理按钮。机器1可以包括，例如，向用户显示关于如何操作机器的指令的电子显示器。机器1还可以包括接近传感器，该接近传感器检测用户与机器1的接近度，并且基于检测到的接近度开始显示指令。

机器1可以包括冷冻机10或设置在冷冻机10旁边，以使装有冷冻甜品的料筒5保持在理想温度(例如，-5°F至0°F)。在一个实施例中，冷冻机10可以可操作地连接到机器1并且可以自动将料筒5从冷冻机10装入机器1中。

机器1还可以包括供应区12，其中可能具有杯子、勺子、餐巾纸等以方便用户。用户可以从供应区12中取出杯子C，将其放在服务区6中，从冷冻机10中选择料筒5，通过门4后面的通道插入料筒5，然后按下控件8上的“开始”以启动分配过程。

图2A和图2B示出了用于分配冷冻甜品的单独部分的另一示例性机器1。与图1的机器1一样，图2A和图2B中的机器1可以包括具有前门4或开口的外壳2，用于将料筒5插入机器1中。料筒5中可以填充任意类型的冷冻甜品，例如冰淇淋、冷冻酸奶、冷冻奶昔混合物等。前门4或开口连接到通道，该通道如下所述般将料筒5引导到料筒车3。前门4可以根据份量大小容纳各种尺寸(例如，长度)的料筒5。

机器1还可以包括服务区6，用户可以在其中放置杯子C，冷冻甜品可以被分配到杯子C中。机器1还可以包括控件8，例如包括允许用户启动分配过程的触摸屏或物理按钮。

如图2A所示，机器1可以包括冷冻机10或位于冷冻机10的上方，以使装有冷冻甜品的料筒5保持在理想温度(例如，-5°F至0°F)。在图2A所示的实施例中，冷冻机10用作机器1的支架。如图2B所示，冷冻机10可以位于机器1旁边。在图2B所示的实施例中，机器1和冷冻机10放置在支架或柜台14上。支架14可以具有用于接收垃圾的开口14a，并且可以在顶部具有另一个开口(未示出)，以将用过的料筒5丢弃到垃圾箱中。在图2A的实施例中，机器1可以存储在垃圾箱54中(见图17)。机器1还可以包括供应区12或设置在供应区12旁边，其中可以具有杯子、勺子、餐巾纸等以方便用户。

在又一种可能的配置(未示出)中，机器1和供应区12可以彼此相邻地放置在柜台14上，而冷冻机10可以放置在柜台14下方的地板上。许多其它配置是可能的，同时保持在本发明的含义和意图内。

用户可以从供应区12中取出杯子C，将其放在服务区6中，从冷冻机10中选择料筒5，通过门4后面的通道插入料筒5，并按下控件8上的“开始”以启动分配过程。

图3A和图3B分别示出了用于分配冷冻甜品的单独部分的示例性料筒5的立体图和分解图。料筒5包括圆柱形管7，并具有第一端5a、第二端5b和中心轴线α。喷嘴9设置在第一端5a处，并且盖子23可以在分配冷冻甜品之前覆盖喷嘴9。喷嘴9可以粘附到管7，或者与管7集成在一起。喷嘴9具有肩部9a和颈部9b，肩部9a在第一端5a处与管7相接，颈部9b的直径小于圆柱形管7和肩部9a的直径。活塞11设置在喷嘴9和第二端5b之间。活塞11被配置成沿圆柱形管7滑动，以通过喷嘴9将容纳在料筒5中的冷冻甜品的单独部分挤出。尽管本文将料筒5和管7描述为圆柱形，但此类限制并不是必须的，并且料筒5和管7可以具有圆柱形以外的形状/横截面(例如，正方形、矩形、三角形等)。

喷嘴9具有开口9c，冷冻甜品从该开口9c分配。例如，开口9c可以是星形的，以便在分配时为冷冻甜品塑形。在一个实施例中，活塞11和喷嘴9的内部具有对应的形状，使得当彼此压靠时，它们之间的空间被最小化，以使从料筒5中分配的冷冻甜品的量最大化。在通过成型喷嘴9进行分配或挤压过程中，由于挤压的摩擦，暴露于喷嘴9的冷冻甜品可以升温到理想的食用温度或至少软化以使其更美味。开口9c可以由喷嘴部分形成，其边缘与正在分配的冷冻甜品产生摩擦，导致暴露于边缘的冷冻甜品的温度和/或质地发生变化。这有助于软化冷冻甜点的表面，使其在上餐后更容易立即享用。在一个示例中，通过喷嘴挤压并与喷嘴部分接触可能导致暴露在边缘的冷冻甜品的温度从-5°F至0°F的冷冻温度上升到6°F至10°F的理想食用温度。

喷嘴9可以在其上安装有箔密封件21，在分配冷冻甜品之前该箔密封覆盖喷嘴9。在另一实施例中，密封件21可以替代地安装在盖子23上。箔密封件21和/或盖子23可以有助于在运输料筒5期间保护喷嘴9。在将料筒5插入机器1之前，用户可以拆掉密封件21和/或盖子23，或者机器1可以包括对密封件21和/或盖子23施加力的装置，从而从料筒5上拆掉密封件21和/或盖子23。盖子23可以包括，例如，圆形凹槽(未示出)，在该圆形凹槽内可以插入装置以向盖子23施加轴向力以将其从料筒5的其余部分中移除。密封件21可以包括与喷嘴9的颈部连接(例如，通过粘合剂、热焊等)的尾部，以在密封件21被破坏后使密封件21连接到料筒5。

料筒5可以包括标识(例如，条形码、q码、RFID等)并且机器1可以包括用于读取该标识的读取器。机器1可以读取ID以识别生产批次、有效期、规格、口味、批号、生产厂家等和/或确保料筒5是正品。该信息可以在机器1的显示器上显示给消费者，或者被记录或被传输(例如，通过Wi-Fi)以监控使用、消耗等。

图4示出了移除外壳2的机器1的立体图。机器1的重要部件包括插入冷冻甜品料筒5的料筒车3和柱塞13，料筒车3相对于柱塞13沿中心轴线α移动以将冷冻甜品从料筒5中挤出。其它重要部件包括转盘33和垃圾箱54，杯子C搁置在转盘33上以接收被从料筒5中挤出的冷冻甜品，在使用后可以将空的料筒丢弃到垃圾箱54中。

机器1可以包括主框架30和铰接地连接到主框架30的铰接式框架32。

主框架30可以在其上构建第一垂直移动结构34和第一固定结构35。第一垂直移动结构34承载料筒车3。第一垂直移动结构34还可以包括伺服机构(未示出)以在装载料筒5期间使料筒车3倾斜，如下所述。固定结构35承载柱塞13和第一驱动源36。固定结构35还可以包括伺服机构43，以致动柱塞13顶部的径向夹具，以便一旦冷冻甜品已从料筒5中挤出，使料筒5保持附接至柱塞13。固定结构35还可以包括伺服机构(未示出)以使保持空料筒5的柱塞13倾斜，以将该料筒5丢弃到垃圾箱54中。第一驱动源36可以包括电机38、齿轮40和丝杠42。致动第一驱动源36会使第一垂直移动结构34相对于固定结构35垂直移动。因此，致动第一驱动源36使料筒车3相对于柱塞13垂直移动。

铰接式框架32可以在其上构建第二垂直移动结构44和第二固定结构45。第二垂直移动结构44承载转盘33，杯子C搁置在转盘33上以接收被从料筒5中挤出的冷冻甜品。第二垂直移动结构44还可以包括用于使转盘33转动的电机58。第二固定结构45承载第二驱动源46。驱动源46可以包括电机48、齿轮50和丝杠52。致动第二驱动源46使第二垂直移动结构44相对于第二固定结构45垂直移动。因此，致动第二驱动源46使杯子C相对于柱塞13垂直移动，同时使转盘33转动。

图5示出了示例性料筒车3的透视图。料筒车3具有形成圆柱形空腔3a的壁，该圆柱形空腔3a可以容纳料筒5。空腔3a具有大的顶部开口3b和较小的底部开口3c。料筒车3还包括围绕底部开口3c的支撑壁3d。料筒车3还可以包括突出部3e，其连接到机器1的倾斜机构以使料筒车3倾斜，使得顶部开口3b可以出现在机器1的前面，供用户将料筒5插入料筒车3。一旦插入，料筒5的喷嘴颈部9b将从底部开口3c突出，并且喷嘴肩部9a将搁置在支撑壁3d的内侧。料筒车3可以根据份量大小容纳各种尺寸(例如，长度)的料筒。对于小份量，料筒车3可以容纳较短的料筒5，而对于较大的份量，料筒车3可以容纳较长的料筒5。尽管本文将料筒5和料筒车3描述为圆柱形，但此类限制并不是必须的，并且料筒5和料筒车3可以具有圆柱形以外的形状/横截面(例如，正方形、矩形、三角形等)。

图6示出了料筒车3、料筒5和柱塞13之间的相互作用的示意图。料筒车3包括支撑壁3d，支撑壁3d在柱塞13与活塞11接合的情况下支撑料筒5的第一端5a或更具体地支撑料筒5的喷嘴肩部9a。支撑壁3d轴向支撑(抵抗重力并抵抗柱塞13施加的力)料筒5。

料筒车3还径向支撑料筒5。当柱塞13沿中心轴线α推动活塞11时，料筒车3抵抗冷冻甜品施加在圆柱管7上的径向力。因此，致动第一驱动源36导致冷冻甜品通过喷嘴9分配，而不会使料筒5(即使由相对柔软的材料制成，例如纸、纸板或轻塑料)因施加的压力而破裂或爆炸。料筒车3可以由其某种材料制成，该材料的拉伸强度承受施加到其壁上的载荷(当驱动源36引起冷冻甜品的单独部分分配时)而不会使料筒车3发生故障或塑性变形。在一个实施例中，料筒车3由钢制成。在其它实施例中，料筒车3由钢以外的材料制造。

图7A-图7F示出了包括活塞11的料筒5的实施例的各种视图。在制造地点，冷冻甜品(例如冰淇淋)通过料筒5的第二端5b处的大直径开口7a填充到料筒5中，此后，活塞11可以先将鼻状体11a插入到大直径开口7a中。用于覆盖喷嘴开口9c的盖子23(见图7E)使冷冻甜品保持在料筒5内。在所示实施例中，活塞11呈漏斗状。活塞11具有许多功能，包括：(1)使料筒5的内部容积减小，以使冷冻甜品移动。它通过被外部元件(即柱塞13)推动来实现这一点；(2)与料筒管孔7b保持足够的密封，以防止冷冻甜品通过活塞11与孔7b之间的界面泄漏；(3)鼻状体11a穿过喷嘴9，使得鼻端11aa的形状与喷嘴开口9c的形状相匹配，可以减少来自喷嘴9的冷冻甜品的单独部分的流量，从而增加冷冻甜品的单独部分从喷嘴5中干净地分离的能力。

图7A和图7B是料筒5的纵向剖视图。如图7A和图7B所示，当柱塞13沿中心轴线α推动活塞11时，活塞11向喷嘴9前进。图7A示出了柱塞11大约穿过圆柱管7的一半，而图7B示出了冷冻甜品的单独部分被分配后柱塞11位于其最终位置。

对于使用容器或料筒5的冷冻甜品分配机1来说，提供用于保护和容纳料筒5内的冷冻甜品的装置是重要的。必须提供密封或封闭装置，以减少冷冻甜品被污染的可能性，并防止弄脏存储容器、运输车辆、冰柜、分配机、垃圾箱等。在活塞11和管孔7b的界面处形成的密封件也需要抵抗分配过程中产生的高压。为此，活塞11包括由弹性材料制成的并接合圆柱管7的孔7b的圆周密封件11b，其具有大于孔7b的内径的外径。当管7、活塞11中的一个或者两个均由柔性材料(例如弹性体)制造时，部件的接合通常会迫使管7的直径变得更大，迫使活塞11的直径变得更小，或两者的某种组合。

圆周密封件11b可以在其上形成多个径向凹槽11bb，以形成径向延伸的肋条，每个肋条有助于活塞11和孔7b之间的整体密封能力。这些凹槽减小了活塞11的侧壁与管7的孔7b之间的接触表面积。其结果是形成环向应力，从而导致接触压力增加，并由此增加界面形成密封件的能力。

管7还可以具有在其第二端5b上形成的凸缘或唇缘7d，以便在丢弃料筒5期间被如下所述的爪子夹住。

图7C和图7D示出了料筒5的底部视图。从图中能够看出，喷嘴开口9c可以是星形的。在图7C(对应于图7A)中，柱塞11的鼻端11aa尚不可见，因为柱塞11仅穿过圆柱管7的一半左右。在图7D(对应于图7B)中，冷冻甜品的单独部分被分配之后，柱塞11位于其最终位置处，因此，能够看到柱塞11的鼻端11aa穿透喷嘴开口9c，甚至可以从喷嘴开口9c略微突出。

活塞11的延伸鼻部11aa的形状可以具有足以通过、穿透甚至可能从喷嘴开口9c略微突出的尺寸和形状，以有助于从喷嘴9切断冷冻甜品流。因此，在取下盖子23时，当活塞11从第二端5b向第一端5a行进直到活塞11到达喷嘴9时，喷嘴开口9c可以首先完全打开。然后鼻状体11a穿透喷嘴9，使得鼻端11aa减少来自喷嘴开口9c的冷冻甜品的单独部分的流量，从而增加冷冻甜品的单独部分从料筒5中干净地分离的能力。

因此，如图7F中最佳可见，活塞11可以包括具有鼻端11aa的圆柱形或截头圆锥形鼻状体11a、密封区11b和将鼻状体11a连接到密封区11b的圆锥形表面11c。

图7E示出了料筒5的透视剖视图。该料筒5可以包括肋条7c，肋条7c被设计成当冷冻甜品流向星形喷嘴开口9c前进时将冷冻甜品流分割成通道。当所述肋条7c与喷嘴开口9c的星形形状对齐并且能够将所得的冰淇淋通道引导到喷嘴开口9c的星形图案的每个凸角时，冷冻甜品压力的累积在一定程度上有所减轻。

因此，喷嘴9可以包括星形喷嘴开口9c，其中冷冻甜品的单独部分的至少大部分从该星形喷嘴开口9c离开料筒5。内部肋条7c可以与星形喷嘴开口9c对齐。每个肋条7c随着其从圆柱管7的孔7b向圆柱管7的轴向中心α径向向内延伸而可以逐渐变细。每个肋条7c随着其从圆柱管7的孔7b向圆柱管7的轴向中心α径向向内延伸，它可以从第二端5b向第一端5a下降(即朝向喷嘴开口9c)。冷冻甜品的单独部分在离开时可能最终类似于喷嘴开口的星形。

图8示出了示例性柱塞13的剖视图。机器1可以在典型的零售环境中全天候运行。因此，防止冷冻甜品泄漏非常重要，因为它可能会损害机器1的正常功能，进而对分配产品的质量或分配设备的整体有效性产生不利影响。柱塞13的设计减轻了泄漏。

柱塞13可以包括上柱塞部分13a、下柱塞部分13b和设置在这两者之间的弹性环15。上柱塞部分13a可以具有从顶部接合弹性环15的倾斜表面13aa。下柱塞部分13b可以具有从底部接合弹性环15的倾斜表面13ba。上柱塞部分13a和下柱塞部分13b可以弹性地连接，它们之间具有间隙13c，使得当柱塞13对活塞11施加轴向力时，上柱塞部分13a和下柱塞部分13b被相互推动以至少部分地闭合间隙13c。类似地，第一倾斜表面13aa和第二倾斜表面13ba被推向彼此，轴向压缩弹性环15，从而导致弹性环15抵靠活塞11的内壁而径向向外扩展。这迫使活塞11的外壁抵靠料筒5的管7的孔7b，这促进了活塞11与料筒5的孔7b之间的密封，从而防止了两者之间的冷冻甜品的泄漏。

柱塞13的动态密封/力反馈性质存在于以下事实中：即对柱塞13施加的力(通常是对较冷、较硬的冷冻甜品)越大，将导致弹性环15的径向扩展更有力。因此，较冷、较硬的冷冻甜品，由于高压积聚而更有可能绕过活塞11，将导致密封压力增加。相反，较温暖、较软的冷冻甜品将在较小的柱塞13力作用下从料筒5流出，这将导致管7的孔7b与活塞11之间的弹性环15上的径向力积聚较小。在这种情况下，尽管密封压力较低，但较温暖的冷冻甜品不会积聚足够的压力来破坏活塞11到管7的密封，因为它会倾向于通过阻力最小的路径(特别是喷嘴开口9c)离开料筒5。

柱塞13还可以包括机电-力感测装置16，该装置能够在分配过程中监测柱塞13的压缩力水平。力感测装置16的输出可由能够改变电机38的功率输入的电机控制器读取。感应到超过预定义安全极限的力水平可能导致电机38的功率降低，从而降低驱动系统、柱塞13和料筒5中的机械应力。相反，在分配过程中感测到低于预定义安全极限的力水平可能导致电机38的功率增加，从而加速分配过程，同时保持机械应力低于或等于预定义的安全极限。

图9-图15示出了机器1的横截面侧视图，以说明使用机器1分配冷冻甜品的方法。

图9示出了将料筒5装入机器1中。如上所述，料筒车3被倾斜地安装到第一垂直移动结构34上以倾斜，使得顶部开口3b朝向机器1的前部移动，以允许用户将料筒5插入料筒车3中。一旦插入，料筒5的喷嘴颈部9b从底部开口3c突出，并且喷嘴肩部9a搁置在料筒车3的支撑壁3d上。用户将料筒5插入料筒车3后，用户可以关闭机器1的门4，并且还可以按下机器1的控件8上的“开始”，以启动该过程的自动部分。

图10示出了冷冻甜品分配过程的自动部分的开始。从图9的向外倾斜位置处，承载料筒5的料筒车3可以随后沿相反方向倾斜，使得顶部开口3b移动到料筒车3和活塞11与柱塞13轴向对齐的位置。不过，在分配冷冻甜品之前，机器1取下料筒5的盖子23。

图11示出了盖子抓取器60与盖子23的接合。垂直移动结构34包括伺服机构62，伺服机构62使盖子抓取器60水平向前移动以在盖子23的凹槽处与盖子23接合。

图12示出了移除盖子23。在与盖子23接合后，盖子抓取器60可以垂直向下移动以将盖子23从料筒5上取下。盖子23可以通过过盈接合的方式安装到料筒5上，并且盖子抓取器60可以向下施加足够的轴向力以破坏该过盈接合，同时喷嘴肩部9a搁置在料筒车3的支撑壁3d上。

图13示出了在取下盖子23之后，盖子抓取器60水平移动，将盖子23从冷冻甜品的路径向机器的后部移动。

图14示出了活塞11和柱塞13的接合。驱动源36垂直向上移动第一垂直移动结构34以垂直向上移动料筒车3使得柱塞13进入顶端处的开口3b。最终，柱塞13与活塞11接合并沿中心轴线α推动活塞11，同时支撑壁3d抵靠料筒5的肩部5a上垂直向上移动，从而推动冷冻甜品通过喷嘴9。

与此同时，第二驱动源46驱动第二垂直移动结构44垂直向上，同时转盘33转动。因此，机器1同时旋转并向上移动甜品杯C。这种同时运动导致冷冻甜品的至少一些通过喷嘴9以旋转的螺旋形状被分配到甜品杯C中。在一个实施例中，第一垂直移动结构34以不同于第二垂直移动结构44的速度垂直向上移动。

图15示出了该过程的分配部分的结果。活塞11到达喷嘴9从而将先前位于料筒5中的大部分冷冻甜品抽出。

图16A和图16B示出了位于初始位置的框架32的前视图和剖视图。框架32及其组成元件代表杯子定位机构，该杯子定位机构被配置为支撑并传输被设置为接收冷冻甜品的单独部分的杯子C。杯子定位机构32沿中心轴线β将杯子C从初始位置提升到一个或更多个分配位置。在一些实施例中，杯子C的中心轴线β可以与料筒5的中心轴线α重合，而在其他实施例中，杯子C的中心轴线β可以相对于料筒5的中心轴线α水平偏移。这样做可以使冷冻甜品均匀地分布在杯子C内，而不仅仅是分布在杯子C的中心处。杯子定位机构32还可以旋转杯子C以在冷冻甜品被分配到杯子C中时帮助其塑形。图16C和图16D示出了将杯子C从开始位置提升到一个或更多个分配位置的框架32的顶部透视图和底部透视图。图16E和图16F示出了用于杯子定位机构32的控制系统/过程。

以本文所述的方式分配冷冻甜品的潜在问题是，由于在分配周期的某些阶段，杯子C可能不处于距喷嘴9的适当距离/位置处，因此可能发生溢出。不过，在本发明的装置1中，杯子定位机构32可以在分配周期内根据需要抬起/降低和旋转杯子C，以确保杯子C始终位于正确的位置以避免溢出。杯子定位机构32可以将杯子C朝向分配喷嘴9抬起，其本身处于运动状态，然后动态地保持相对于分配喷嘴9所确定的位置以理想地完成分配。装置1和/或杯子定位机构32可以包括计算机程序，该计算机程序确定分配周期内的正确位置、速度和旋转。

装置1和/或杯子定位机构32还可以为杯子提供分配后移动(旋转和/或平移)，以便在喷嘴9处整齐地折断冷冻甜品。杯子定位机构32可以根据需要再次相对于喷嘴9平移并旋转移动杯子C以使冰淇淋与喷嘴9分离并理想地完成分配。最后，杯子定位机构32可以使杯子C返回到卸载/重新加载位置(即，开始位置)，以便在冷冻甜品分配完成后由用户拿走。

杯子定位机构32可以在其上构建第二垂直移动结构44和第二固定结构45。第二垂直移动结构44承载转盘33，杯子C搁置在转盘33上以接收被从料筒5中挤出的冷冻甜品。第二垂直移动结构44还可以包括用于转动转盘33的电机58。第二固定结构45承载第二驱动源46。驱动源46可以包括电机48、齿轮50和丝杠52。致动第二驱动源46会使第二垂直移动结构44相对于第二固定结构45垂直移动。因此，致动第二驱动源46使杯子C相对于柱塞13垂直移动，同时使转盘33转动。

可以利用多个控制段对杯子C的平移和旋转精细运动进行编程。杯子定位机构32可以将分配过程分成四个增量(又名位置)，如图16E所示。每个增量具有指定的距离、速度和旋转值，可以使用图16F的界面对该指定的距离、速度和旋转值进行编程。将程序/控制器设置为特定值可以对杯子定位机构32进行控制，因为不同的位置需要不同的速度和旋转以便以所需的方式将冷冻甜品沉积到杯子C中。

为了开始分配，杯子定位机构32可以从初始位置提升到开始位置。此移动可以仅通过平移产生；无需旋转运动即可将杯子C带到开始位置。距离和速度分别由开始位置和点动速度定义。一旦杯子C处于开始位置并在控制器/程序的帮助下，杯子定位机构32可以将杯子C提升到下一个位置，即分配位置#1。分配位置由分配距离(以英寸为单位)确定。此时，可以开始旋转运动以对分配到杯子C中的冷冻甜品进行塑形。杯子定位机构32可以继续将杯子C从分配位置#1抬起至分配位置#2、分配位置#3和分配位置#4。通常，杯子定位机构32跟随喷嘴9的提升运动将杯子C提升至分配位置#4，尽管不一定以相同的速度或距离。

在分配位置#4处，可以完成冷冻甜品的分配，但是部分冷冻甜品仍可能从喷嘴9连接到杯子C。为了使任何仍然连接的冷冻甜品断开，可以引入一种被称为疲劳循环模式(Fatigue Cycling Mode)运动的新运动。该运动交替地抬起杯子C并将其降低和/或交替地顺时针和逆时针旋转杯子C(即，扭转和解开)以使仍可能从喷嘴9连接到杯子C的任意冷冻甜品疲劳。可以根据需要重复这种程序化模式，从而交替拉伸和压缩冷冻甜品，最终使其断开。

一旦配置完冷冻甜品并且疲劳循环模式运动已经结束，杯子定位机构32可以将杯子C返回到其开始位置(即，初始位置或卸载/重新加载位置)。用户可以从服务区6中取出杯子C，并且机器1准备进行另一次循环/分配。

使用图16F所示的界面结合图16E的图表，可以使用装置1近乎完美地控制杯子定位机构32和杯子C的运动(平移和旋转)。此外，这种控制可以根据待分配的特定冷冻甜品类型进行定制。因此，与诸如冷冻酸奶之类的冷冻甜品相比，诸如冰淇淋之类的另一种冷冻甜品可能需要不同的平移距离和速度和/或旋转才能完美且整齐地将分配到杯子C中。装置1可以被配置成获取关于待分配的特定类型的冷冻甜品的信息(例如，使用料筒5中的条形码、利用控件8输入的信息等)并选择包括最佳参数(分配位置、平移速度、转速、疲劳算法等)的程序，这些最佳参数是针对该特定类型的冷冻甜品专门定制的。

在分配冷冻甜品时，重要的是保持杯子C牢固以对杯子C内的冷冻甜品正确塑形并防止潜在的溢出。例如，杯子C在分配周期期间旋转可能会导致杯子C由于初始负载不均匀而翻倒。移位的杯子C可能会导致冷冻甜品溢出杯子C外。理想情况下，杯子C应保持居中并固定在移动的杯架/转盘33上。并且，在分配后，用户应该能够轻松取出杯子C并插入新的空杯子以进行下一次分配。

图17A示出了杯架/转盘33的顶部透视图。图17B示出了杯架/转盘33在初始位置的横截面图。图17C示出了杯架/转盘33从初始位置抬起后不久的横截面图。

杯子定位机构32可以包括杯子夹持机构、位于装置1内的系统，该系统接受服务杯C，冷冻甜点将存放在服务杯C中。用户能轻松直观地将杯子C放入杯架/转盘33中，并在分配完成后取出杯子C。如上所述，杯子夹持机构被设计为在杯子C从初始位置提升到其中一个分配位置后自动夹持杯子C。这可以使杯子C在分配过程中保持固定，如上所述般防止溢出并确保杯子C根据需要旋转以提供所需的外观。当杯架/转盘33返回初始位置时，该杯子夹持机构自动缩回以释放杯子C，以便于取出装满的杯子并放置新的空杯子以进行下一次分配。该杯子夹持机构可以利用机器1的现有电机；除了最初用于其他功能的电机外，不需要额外的电机。

该杯子夹持机构可以包括三个或更多个弹簧加载钳口37，每个弹簧加载钳口被配置成，当杯子定位机构32将杯子C从初始位置抬起时，在弹簧39的推动下朝向杯子C枢转以夹住杯子C。当杯子定位机构32将杯子C返回到初始位置时，钳口37远离杯子C枢转以压缩弹簧39并释放杯子C。每个弹簧加载钳口37可以包括杠杆部件41，杠杆部件41具有可操作地连接到弹簧39的大致垂直的杠杆末端41a和垂直于杠杆末端41a延伸的大致水平的杠杆末端41b。这两个杠杆末端41a、41b在支点47会合，杠杆部件41围绕该支点枢转。

该杯子夹持机构还可以包括踏板(Step)49，当杯架/转盘33处于初始位置时，该踏板49对大致水平的杠杆末端41b施加力，导致大致垂直的杠杆末端41a枢转远离杯子C并压缩弹簧39。当杯子定位机构32将杯架/转盘33从初始位置抬起时，杠杆部件41远离踏板49抬起从而释放来自大致水平的杠杆末端41b的力，使得大致垂直的杠杆末端41a在弹簧39的推动下朝向杯子C枢转以夹住杯子C。当杯子定位机构32将支架/转盘33从初始位置抬起时，踏板49脱离与静态安装到第二固定结构45上的固定柱51(在图16C和图16D中最佳地示出)的接触，这允许弹簧39作用于垂直杠杆末端41a，进而允许水平杠杆末端41b通过受控间隙迫使踏板49向下，反过来允许垂直杠杆末端41a移动以与杯子C接触。

图18示出了将盖子23重新安装到料筒3上。如果管理不当，冰淇淋之类的冷冻甜品会很混乱。因此，在丢弃料筒3之前，其内部可能仍有一些甜品，机器1会重新盖上料筒3以防止溢出。在分配完冷冻甜品之后，盖子抓取器60可以大致水平地朝向机器1的前部移动，并且此后，通常垂直地(例如沿轴线α)朝向料筒车3移动，以将盖子23重新安装到料筒3上。在另一个实施例中，盖子23可以独立于料筒3被丢进垃圾箱54中，反之亦然。

图19A示出了机构的实施例，该机构用于夹持料筒5以使其保持，从而当料筒车3垂直向下移动时将其从料筒车3中取出。柱塞13可以包括一个或更多个径向夹具70和伺服机构43，伺服机构43被配置成使径向夹具70在圆柱管7内径向扩展以抓住料筒5。图19B示出了示例性柱塞13的透视图，以展现径向夹具70的更多细节。径向夹具70可以径向扩展并从内部夹持料筒5以使其保持。致动第一驱动源36会使第一垂直移动结构34垂直向下移动，从而垂直向下移动料筒车3，同时径向夹具70使料筒5保持，从而将料筒5从料筒车3中取出。

图20A示出了使用径向夹具70丢弃料筒5的机构的一个实施例。柱塞13可以可倾斜地连接到固定结构35并连接到被配置成使柱塞13倾斜的伺服机构。机器1可以包括斜道72，该斜道可随着它远离机器1的前部延伸而下降。斜道72的高端部可以被设置成在柱塞13倾斜时从柱塞13接收料筒5。斜道72的下端部可以被设置在垃圾箱54的上方，以便将料筒5送入垃圾箱54中。一旦柱塞13如图20A所示般倾斜，斜道72就可以移动到柱塞13下方的位置。然后，径向夹具70可以通过径向收缩来释放料筒5。斜道72接收料筒5并将其送入垃圾箱54中。此后，斜道72可以移回其初始位置以允许柱塞13旋转回到垂直位置。垃圾箱54可以相对于斜道72位于主框架30内以便接收所送来的料筒5。斜道72可以包括传感器73，以在垃圾箱54装满时感测并发送使机器1停止操作的信号和/或警报以进行维护。机器1可以包括传感器75，以在垃圾箱54不存在时感测并发送使机器1停止操作的信号和/或警报以进行维护。

图20B和图20C示出了使用爪74丢弃料筒5的机构的另一个实施例。在图20B和图20C的实施例中，机器1包括轨道76和在轨道76上行驶的推车78。柱塞13可操作地连接到推车78并且推车78包括形成爪机构的至少两个弹簧加载爪74。每个爪74可以在其上形成倒角表面74a，在料筒车3完全抬起料筒5以完成分配冷冻甜品的过程中，料筒5可以与倒角表面74a接合以枢转地打开爪74。料筒5可以在其上形成凸缘或唇缘7d，该凸缘或唇缘7d可与弹簧加载爪74接合以保持料筒5。图20B和图20C中的实施例的柱塞13不需要径向夹具，因为爪74替代地保持料筒5。

在爪74与料筒5接合之后，料筒车3可以下降，将料筒5留在后面(即，上方)。随后，推车78可以由电机80驱动，沿着轨道76行驶，而料筒5被牵引朝机器1的后部行驶。机器1还可以包括安装板79，该安装板79被设置在轨道76的后端76a旁边。安装板79可以在其上形成与弹簧加载爪74的特征(例如，倒角表面)相对应的特征(例如，指状物)，使得安装板79的特征可以与弹簧加载爪74的特征相互作用以打开爪机构并由此释放料筒5。机器1可以包括设置在安装板79下方的斜道72。斜道72可以接收料筒5并将其送入垃圾箱54中。垃圾箱54可以相对于斜道72位于主框架30内以便接收所送来的料筒5。

在处理完料筒5之后，推车78可以返回到机器1的前部，以便机器准备好供下次使用。

图21和图22示出了垃圾桶54的移除。通过机器1的侧板或后板安装和拆卸垃圾箱54可能是不可行的，因为障碍物(例如相邻的机器或墙壁)可能会阻塞此类路径。铰接式框架32可以铰接连接到主框架30以相对于主框架30枢转。如图21所示，在机器1的服务模式下，第一垂直移动结构34相对于主框架30垂直向上移动，并且铰接式框架32相对于主框架30枢转。这创造了足够的开口以允许从主框架30内正面移除垃圾箱54，如图22所示。

定义

下文包括了本文所采用的选定术语的定义。这些定义包括属于术语范围并可用于实现的各种示例或组件形式。这些示例并非旨在作为限制。术语的单数和复数形式都可以在定义范围内。

如本文所用，“可操作连接”或“可操作耦接”，或实体通过其“可操作连接”或“可操作耦接”的连接是指使实体可以按预期执行的实体连接方式。可操作连接可以是直接连接或间接连接，其中中间实体协作或以其他方式成为连接的一部分或位于可操作连接的实体之间。在信号的上下文中，“可操作连接”或实体“可操作连接”的连接是指可以发送或接收信号、物理通信或逻辑通信的连接。通常，可操作连接包括物理接口、电气接口或数据接口，但需要注意的是，可操作连接可能包括这些或其他类型的连接的不同组合，足以允许可操作控制。例如，两个实体能通过直接相互通信或通过一个或更多个中间实体(如处理器、操作系统、逻辑、软件或其他实体)相互通信来可操作地连接。逻辑或物理通信通道能用于创建可操作连接。

只要术语“包含”或“含有”被用在详细说明或权利要求书中，就意在当该术语在用作权利要求书中的过渡词被解释为术语时，其与术语“包括”类似地具有包容性。此外，只要在详细说明或权利要求中使用术语“或”(例如A或B)，其用意是表示“A或B或两者”。当申请人打算表示“只有A或B，而非两者”时，将使用“只有A或B，而不是同时具有两者”的术语。因此，本文中术语“或”的用法是包容性的，而不是排他性的。见Bryan A.Garner的ADictionary of Modern Legal Usage 624(1995年第二版)。

虽然已经通过描述示例对示例系统、方法等进行了说明，并且虽然示例已经相当详细地进行了说明，但申请人无意限制或以任何方式限制此类详细内容。当然，不可能将用于说明本文所描述的系统、方法等的组件或方法的每个可想象的组合都描述出来。对于本领域技术人员而言，其他的优点和修改是显而易见的。因此，本发明并不局限于所示出和所描述的具体细节、代表性装置和说明性示例。因此，本申请旨在包括属于所附权利要求范围内的变更、修改和变形。此外，前文的说明并不意味着限制本发明的范围。相反，本发明的范围由所附权利要求及其等同物确定。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.1-25、(删除)

一种用于分配冷冻甜品的单独部分的料筒，所述料筒包括：

具有第一端和第二端的管子；

设置在所述第一端处的喷嘴；和

活塞，设置在所述喷嘴和所述第二端之间，并被配置为沿着所述管子可滑动地移动，所述冷冻甜品的单独部分容纳在所述喷嘴与所述活塞之间的所述管子内。

2.(删除)

3.如权利要求26所述的料筒，其中，所述活塞包括：

圆周密封件，其与所述管子的孔接合并且具有大于所述孔的内径的外径，所述圆周密封件具有形成于其上的多个径向凹槽以形成径向延伸的肋条，每个肋条有助于所述活塞与所述孔之间的整体密封能力。

4.如权利要求26所述的料筒，其中，所述喷嘴包括：

星形喷嘴开口，所述冷冻甜品的单独部分中的至少大部分从所述星形喷嘴开口离开所述料筒；

与所述星形喷嘴开口对齐的多个内部肋条，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸而逐渐变细，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸而从所述第二端朝向所述第一端下降，所述多个内部肋条用于在所述冷冻甜品的单独部分朝开口前进时将其分割成通道，最终当所述冷冻甜品的单独部分离开时呈现出星形。

5.如权利要求26所述的料筒，其中

所述活塞包括：

圆周密封件，其与所述管子的孔接合并且具有大于所述孔的内径的外径，所述圆周密封件具有形成于其上的多个径向凹槽以形成径向延伸的肋条，每个肋条有助于所述活塞与所述孔之间的整体密封能力；和

具有鼻端的圆柱形或截头圆锥形鼻状体；和

连接所述密封件和所述鼻状体的截头圆锥形表面；

所述喷嘴包括：

星形喷嘴开口，所述冷冻甜品的单独部分中的至少大部分从所述星形喷嘴开口离开所述料筒，与所述星形喷嘴开口的相交边缘相交的圆的直径对应于所述鼻端的直径；

与所述星形喷嘴开口对齐的多个内部肋条，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸时逐渐变细，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸时从所述第二端朝向所述第一端下降，所述多个内部肋条用于在所述冷冻甜品的单独部分朝开口前进时将其分割成通道；以及

当所述活塞从所述第二端向所述第一端行进直到所述活塞到达所述喷嘴时，所述喷嘴开口首先完全打开，然后所述鼻状体穿透喷嘴，使得所述鼻端减少来自所述喷嘴的所述冷冻甜品的单独部分的流量，从而增加将所述冷冻甜品的单独部分从所述料筒中干净地分离的能力。

6.一种用于分配冷冻甜品的单独部分的机器，所述机器包括：

料筒车，其具有纵向中心轴线并被配置为容纳料筒，所述料筒包括具有第一端和第二端的管子、被设置在所述第一端处的喷嘴、被设置在所述喷嘴与所述第二端之间并被配置为沿着所述管子可滑动地移动的活塞，所述冷冻甜品容纳在所述喷嘴与所述活塞之间的所述管子内；

柱塞，其被安装成使所述料筒车相对于所述柱塞沿着所述中心轴线移动；

驱动源，其可操作地耦接到所述料筒车并被配置为沿着所述中心轴线驱动所述料筒车与所述柱塞接合；

支架，其被配置为支撑所述料筒的第一端，所述柱塞与所述活塞接合，使得所述管子由所述料筒车径向支撑并由所述支架轴向支撑，致动所述驱动源使所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴作为单独部分分配；以及

杯子定位机构，其被配置成支撑并运输被设置为接收所分配的冷冻甜品的单独部分的杯子，其中所述杯子定位机构被配置成将杯子从初始位置抬升到一个或更多个分配位置。

7.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成使位于所述一个或更多个分配位置中的第一分配位置处的杯子旋转，以在将所述单独部分分配到杯子中时为其塑形。

8.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的第一分配位置抬升到所述一个或更多个分配位置中的第二分配位置、到所述一个或更多个分配位置中的第三分配位置以及到所述一个或更多个分配位置中的第四分配位置时使杯子旋转。

9.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置为在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的一个分配位置垂直降低和垂直抬升到所述一个或更多个分配位置中的另一个分配位置并且返回时旋转所述杯子，以使所述冷冻甜品在所述单独部分完成分配时至少部分地疲劳，以及进一步相对于料筒车降低杯子以将所述单独部分与所述料筒中剩下的任意冷冻甜品断开。

10.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置为在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的一个分配位置垂直降低和垂直抬升到所述一个或更多个分配位置中的另一个分配位置并且返回时首先顺时针旋转然后逆时针旋转所述杯子或者首先逆时针旋转然后顺时针旋转所述杯子，以使所述冷冻甜品在所述单独部分完成分配时至少部分地疲劳，以及进一步相对于料筒车降低杯子以将所述单独部分与所述料筒中剩下的任意冷冻甜品断开。

11.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成在所述单独部分已被分配到杯子中之后将杯子降低到初始位置。

12.如权利要求31所述的机器，其中，所述柱塞包括设置在上柱塞部分与下柱塞部分之间的弹性环，所述上柱塞部分具有与所述弹性环接合的第一表面并且所述下柱塞部分具有与所述弹性环接合的第二表面，所述上柱塞部分和所述下柱塞部分弹性地连接，它们之间有间隙使得当所述柱塞与所述活塞接合时，所述上柱塞部分和所述下柱塞部分被推向彼此以至少部分地闭合所述间隙，并且所述第一表面和所述第二表面被推向彼此，轴向压缩所述弹性环，从而使所述弹性环径向向外扩展以抵靠所述活塞的内壁，由此迫使所述活塞的外壁抵靠所述料筒的孔，从而促进所述活塞与所述料筒的孔之间的密封，从而防止它们之间的冷冻甜品泄漏。

13.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构包括杯子夹持机构，当所述杯子定位机构将杯子从初始位置抬升到所述一个或更多个分配位置时所述杯子夹持机构接收杯子、夹持杯子，并且当所述杯子定位机构将杯子从所述一个或更多个分配位置放回初始位置时所述杯子夹持机构释放杯子。

14.如权利要求38所述的机器，其中，所述杯子夹持机构包括三个或更多个弹簧加载钳口，每个弹簧加载钳口被配置为，当所述杯子定位机构位于初始位置时，远离杯子枢转以压缩弹簧并释放杯子，并且当所述杯子定位机构从初始位置抬升时，在所述弹簧的推动下朝着杯子枢转以夹持杯子。

15.如权利要求39所述的机器，其中，所述弹簧加载钳口各自包括具有第一杠杆末端和第二杠杆末端的杠杆部件，所述第一杠杆末端在初始位置大致沿着中心轴线延伸并可操作地连接到所述弹簧，所述第二杠杆末端大致垂直于所述第一杠杆末端延伸，所述杠杆部件围绕所述第一杠杆末端与所述第二杠杆末端会合的支点处枢转，所述杯子夹持机构包括踏板，当所述杯子定位机构处于初始位置时所述踏板对所述第二杠杆末端施加力，导致所述第一杠杆末端远离杯子枢转并压缩所述弹簧，并且所述杯子夹持机构被配置为当所述杯子定位机构从初始位置抬升时，使所述杠杆部件远离所述踏板抬起，从而释放来自所述第二杠杆末端的力，导致所述第一杠杆末端在所述弹簧的推动下朝着杯子枢转。

16.如权利要求1所述的机器，其中所述柱塞包括柱塞力传感器，所述柱塞力传感器被配置为在分配过程中监测柱塞力，并基于所述柱塞力改变所述驱动源的功率。

17.如权利要求1所述的机器，包括：

轨道；

在所述轨道上行驶的推车并且所述柱塞可操作地连接到所述推车，所述推车包括形成爪机构的至少两个弹簧加载爪，每个爪具有倒角表面并且被配置为当所述料筒轴向上升从而接合所述倒角表面时，所述爪枢转以打开所述爪机构并随后保持所述料筒；

安装板，被设置在所述轨道的一端的附近，并且其上形成有与所述弹簧加载爪的特征相对应的特征；和

设置在所述安装板下方的斜道；

所述机器被配置为在分配完所述单独部分后，沿着所述轨道将所述推车连同所述料筒一起朝向所述安装板运输，使得所述安装板的特征与所述弹簧加载爪的特征相互作用以打开所述爪机构，并由此释放所述料筒以落入所述斜道中。

Claims (42)

1.一种用于分配冷冻甜品的单独部分的机器，所述机器包括：

料筒车，其具有形成圆柱形空腔的壁，所述圆柱形空腔具有纵向中心轴线并被配置为容纳料筒，所述料筒包括具有第一端和第二端的圆柱形管、被设置在所述第一端处的喷嘴、被设置在所述喷嘴与所述第二端之间并被配置为沿着所述圆柱形管可滑动地移动的活塞，所述冷冻甜品容纳在所述喷嘴与所述活塞之间的所述圆柱形管内；

柱塞，其被安装成使所述料筒车相对于所述柱塞或者所述柱塞相对于所述料筒车沿着所述中心轴线移动；

驱动源，其可操作地耦接到所述料筒车或所述柱塞中的至少一个并被配置为沿着所述中心轴线驱动所述柱塞；以及

支架，其被配置为支撑所述料筒的第一端，所述柱塞与所述活塞接合，使得所述圆柱形管由所述料筒车径向支撑并由所述支架轴向支撑，致动所述驱动源使所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴作为单独部分分配。

2.如权利要求1所述的机器，其中，当所述驱动源使所述冷冻甜品通过所述喷嘴分配时，所述料筒车抵抗由所述圆柱形管施加在所述壁上的径向力。

3.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒车由这样的材料制成，当所述驱动源使所述冷冻甜品通过所述喷嘴分配时，所述材料的拉伸强度承受由所述圆柱形管施加在所述壁上的载荷而不会使所述料筒车发生故障或塑性变形。

4.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒车由这样的材料制成，当所述驱动源使所述冷冻甜品通过所述喷嘴分配时，所述材料的拉伸强度承受由所述圆柱形管施加在所述壁上的载荷而不会使所述料筒发生故障。

5.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒车由钢或者由具有与钢相同或比钢更高的拉伸强度的材料制成。

6.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架并且可倾斜地连接到该垂直移动结构以倾斜使得所述开口朝向所述机器的前部移动以允许用户将所述料筒插入所述料筒车中。

7.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架并且可倾斜地连接到该垂直移动结构以在第一方向上倾斜使得所述开口朝向所述机器的前部移动以允许用户将所述料筒插入所述料筒车中，并且随后在与所述第一方向相反的第二方向上倾斜使得所述开口移动到所述料筒车与所述柱塞轴向对齐的位置。

8.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒包括在所述第一端处可拆卸地连接到所述圆柱形管的盖子，当安装在所述料筒上，盖住所述喷嘴，所述机器包括：

被配置为朝向所述机器的前部和后部移动的盖子抓取器，所述盖子抓取器配置为通过朝向所述机器的前部移动来与所述盖子接合，并且还被配置为通过远离所述料筒车移动来从所述料筒上取下所述盖子，同时所述支架使所述料筒的第一端保持在所述料筒车内部，所述盖子抓取器被配置为随后通过朝向所述机器的后部移动来使所述盖子远离所述冷冻甜品的路径移动。

9.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴。

10.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴；和

第二垂直移动结构，其上具有被配置成容纳甜品杯的转盘，其中，与致动所述驱动源同步，所述驱动源或第二驱动源使所述第二垂直移动结构垂直向上移动，同时所述转盘转动从而使所述甜品杯同时旋转和垂直移动，以使所述冷冻甜品中的至少一些被推过所述喷嘴分配到所述甜品杯中。

11.如权利要求10所述的机器，其中，所述第一垂直移动结构以不同于所述第二垂直移动结构的速度垂直向上移动。

12.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴；和

第二垂直移动结构，其上具有被配置成容纳甜品杯的转盘，其中，与致动所述驱动源同步，所述驱动源或第二驱动源使所述第二垂直移动结构垂直向上移动，同时所述转盘转动从而使所述甜品杯同时旋转和垂直移动，以使所述冷冻甜品中的至少一些被推过所述喷嘴分配到所述甜品杯中，并且随后，所述驱动源或所述第二驱动源使所述第二垂直移动结构垂直向下移动，同时所述第一垂直移动结构静止或者以较慢的速度垂直向下移动。

13.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒包括在所述第一端处可拆卸地连接到所述圆柱形管的盖子，当安装在所述料筒上，盖住所述喷嘴，所述机器包括：

被配置为朝向所述机器的前部和后部移动的盖子抓取器，所述盖子抓取器配置为通过朝向所述机器的前部移动来与所述盖子接合，并且还被配置为通过远离所述料筒车移动来从所述料筒上取下所述盖子，同时所述支架使所述料筒的第一端保持在所述料筒车内部，所述盖子抓取器被配置为随后通过朝向所述机器的后部移动来使所述盖子远离所述冷冻甜品的路径移动，并且在分配了所述冷冻甜品中的至少一些后，朝向所述机器的前部移动并随后朝向所述料筒车移动以将所述盖子重新安装到所述料筒上。

14.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴；

所述柱塞包括被配置为在所述圆柱形管内径向扩展以抓取所述料筒的一个或更多个径向夹具；

其中，致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向下移动从而垂直向下移动所述料筒车，同时所述柱塞的一个或更多个径向夹具保持所述料筒从而从所述料筒车中取出所述料筒。

15.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架并且可倾斜地连接到该垂直移动结构以在第一方向上倾斜使得所述开口朝向所述机器的前部移动以允许用户将所述料筒插入所述料筒车中，并且随后在与所述第一方向相反的第二方向上倾斜使得所述开口移动到所述料筒车与所述柱塞轴向对齐的位置，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴；

所述柱塞包括被配置为在所述圆柱形管内径向扩展以抓取所述料筒的一个或更多个径向夹具，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向下移动从而垂直向下移动所述料筒车，同时所述柱塞的一个或更多个径向夹具保持所述料筒从而从所述料筒车中取出所述料筒；

从高端部到低端部远离所述机器的前部下降的斜道，所述高端部被设置成从所述柱塞接收所述料筒，所述低端部被设置成将所述料筒从所述机器的前部送出；

所述柱塞被配置为在所述第一方向上倾斜，并且随后通过径向收缩所述一个或更多个径向夹具来释放所述料筒；

所述斜道被配置为从所述机器的前部接收和分派所述料筒。

16.如权利要求15所述的机器，包括：

相对于所述斜道而设置的垃圾箱，以便接收所分派的料筒；和

传感器，被配置为感测所述垃圾箱是否不存在或已满，并发送用于控制所述机器的信号，以便在所述垃圾箱不存在或已满时不分派所述料筒。

17.如权利要求1所述的机器，包括：

第一垂直移动结构，所述料筒车和所述驱动源可操作地连接到所述第一垂直移动结构，其中所述料筒车在顶端具有开口且在底端具有所述支架，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向上移动从而垂直移动所述料筒车，使得所述柱塞进入所述顶端处的所述开口，与所述活塞接合，并沿着所述中心轴线推动所述活塞，同时所述支架垂直向上移动，从而推动所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴；

第二垂直移动结构，其上具有被配置成容纳甜品杯的转盘，其中，与致动所述驱动源同步，所述驱动源或第二驱动源使所述第二垂直移动结构垂直向上移动，同时所述转盘转动从而使所述甜品杯同时旋转和垂直移动，以使所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴被分配到所述甜品杯中，并且随后，所述驱动源或所述第二驱动源使所述第二垂直移动结构垂直向下移动，同时所述第一垂直移动结构静止或者以较慢的速度垂直向下移动；

所述柱塞包括被配置为在所述圆柱形管内径向扩展以抓取所述料筒的一个或更多个径向夹具，其中致动所述驱动源使所述第一垂直移动结构垂直向下移动从而垂直向下移动所述料筒车，同时所述柱塞的一个或更多个径向夹具保持所述料筒从而从所述料筒车中取出所述料筒；

从高端部到低端部远离所述机器的前部下降的斜道，所述高端部被设置成从所述柱塞接收所述料筒，所述低端部被设置成将所述料筒从所述机器的前部送出；

所述柱塞被配置为在所述第一方向上倾斜，并且随后通过径向收缩所述一个或更多个径向夹具来释放所述料筒；

所述斜道被配置为从所述机器的前部接收和分派所述料筒；以及

相对于所述斜道而设置的垃圾箱，以便接收所分派的料筒。

18.如权利要求17所述的机器，包括：

主框架，所述第一垂直移动结构可操作地连接到所述主框架，并且所述垃圾箱被设置在所述主框架中；和

铰接式框架，所述第二垂直移动结构可操作地连接到所述铰接式框架，所述铰接式框架铰接地连接到所述主框架以相对于所述主框架枢转地移动。

19.如权利要求18所述的机器，其中，在所述机器的服务模式下，所述第一垂直移动结构相对于所述主框架垂直向上移动，并且所述铰接式框架包括相对于所述主框架枢转的第二垂直移动结构以允许从所述主框架的前面取出所述垃圾箱。

20.如权利要求1所述的机器，包括：

电子显示屏，向用户显示如何操作所述机器的指令；和

接近传感器，被配置为检测用户与所述机器的接近度，并基于检测到的接近度开始显示所述指令。

21.如权利要求1所述的机器，包括：

具有前门或开口的外壳，用于将所述料筒插入所述机器中，所述前门或开口连接到将所述料筒引导到所述料筒车中的通道。

22.如权利要求1所述的机器，其中，所述料筒车容纳第一料筒和第二料筒，所述第一料筒对应于第一长度的圆柱形管，所述第二料筒对应于比所述第一长度短的第二长度的圆柱形管。

23.如权利要求1所述的机器，其中，所述喷嘴具有星形开口，所述冷冻甜品从所述星形开口通过所述喷嘴分配，所述星形开口由喷嘴部分形成，其边缘与被分配的冷冻甜品产生摩擦，导致冷冻甜品的温度升高。

24.如权利要求1所述的机器，其中所述活塞和所述喷嘴具有对应的形状，以使从所述料筒分配的冷冻甜品的量最大化。

25.如权利要求1所述的机器，包括：

料筒检测器，被配置为检测有关料筒的信息，包括以下至少一项：

批号，

有效期，

口味，以及

生产厂家。

26.一种用于分配冷冻甜品的单独部分的料筒，所述料筒包括：

具有第一端和第二端的管子；

设置在所述第一端处的喷嘴；和

活塞，设置在所述喷嘴和所述第二端之间，并被配置为沿着所述管子可滑动地移动，所述冷冻甜品的单独部分容纳在所述喷嘴与所述活塞之间的所述管子内。

27.如权利要求26所述的料筒，包括机器可读取以确保所述料筒是真品的标识。

28.如权利要求26所述的料筒，其中，所述活塞包括：

由弹性材料制成的圆周密封件，其与所述管子的孔接合并且具有大于所述孔的内径的外径，所述圆周密封件具有形成于其上的多个径向凹槽以形成径向延伸的肋条，每个肋条有助于所述活塞与所述孔之间的整体密封能力。

29.如权利要求26所述的料筒，其中，所述喷嘴包括：

星形喷嘴开口，所述冷冻甜品的单独部分中的至少大部分从所述星形喷嘴开口离开所述料筒；

与所述星形喷嘴开口对齐的多个内部肋条，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸而逐渐变细，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸而从所述第二端朝向所述第一端下降，所述多个内部肋条用于在所述冷冻甜品的单独部分朝开口前进时将其分割成通道，最终当所述冷冻甜品的单独部分离开时呈现出星形。

30.如权利要求26所述的料筒，其中

所述活塞包括：

由弹性材料制成的圆周密封件，其与所述管子的孔接合并且具有大于所述孔的内径的外径，所述圆周密封件具有形成于其上的多个径向凹槽以形成径向延伸的肋条，每个肋条有助于所述活塞与所述孔之间的整体密封能力；和

具有鼻端的圆柱形或截头圆锥形鼻状体；和

连接所述密封件和所述鼻状体的截头圆锥形表面；

所述喷嘴包括：

星形喷嘴开口，所述冷冻甜品的单独部分中的至少大部分从所述星形喷嘴开口离开所述料筒，与所述星形喷嘴开口的相交边缘相交的圆的直径对应于所述鼻端的直径；

与所述星形喷嘴开口对齐的多个内部肋条，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸时逐渐变细，所述肋条中的每一个随着其从所述管子的孔朝向所述所述管子的轴向中心径向向内延伸时从所述第二端朝向所述第一端下降，所述多个内部肋条用于在所述冷冻甜品的单独部分朝开口前进时将其分割成通道；以及

当所述活塞从所述第二端向所述第一端行进直到所述活塞到达所述喷嘴时，所述喷嘴开口首先完全打开，然后所述鼻状体穿透喷嘴，使得所述鼻端减少来自所述喷嘴的所述冷冻甜品的单独部分的流量，从而增加将所述冷冻甜品的单独部分从所述料筒中干净地分离的能力。

31.一种用于分配冷冻甜品的单独部分的机器，所述机器包括：

料筒车，其具有纵向中心轴线并被配置为容纳料筒，所述料筒包括具有第一端和第二端的管子、被设置在所述第一端处的喷嘴、被设置在所述喷嘴与所述第二端之间并被配置为沿着所述管子可滑动地移动的活塞，所述冷冻甜品容纳在所述喷嘴与所述活塞之间的所述管子内；

柱塞，其被安装成使所述料筒车相对于所述柱塞沿着所述中心轴线移动；

驱动源，其可操作地耦接到所述料筒车并被配置为沿着所述中心轴线驱动所述料筒车与所述柱塞接合；

支架，其被配置为支撑所述料筒的第一端，所述柱塞与所述活塞接合，使得所述管子由所述料筒车径向支撑并由所述支架轴向支撑，致动所述驱动源使所述冷冻甜品中的至少一些通过所述喷嘴作为单独部分分配；以及

杯子定位机构，其被配置成支撑并运输被设置为接收所分配的冷冻甜品的单独部分的杯子，其中所述杯子定位机构被配置成将杯子从初始位置抬升到一个或更多个分配位置。

32.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成使位于所述一个或更多个分配位置中的第一分配位置处的杯子旋转，以在将所述单独部分分配到杯子中时为其塑形。

33.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的第一分配位置抬升到所述一个或更多个分配位置中的第二分配位置、到所述一个或更多个分配位置中的第三分配位置以及到所述一个或更多个分配位置中的第四分配位置时使杯子旋转。

34.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置为在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的一个分配位置垂直降低和垂直抬升到所述一个或更多个分配位置中的另一个分配位置并且返回时旋转所述杯子，以使所述冷冻甜品在所述单独部分完成分配时至少部分地疲劳，以及进一步相对于料筒车降低杯子以将所述单独部分与所述料筒中剩下的任意冷冻甜品断开。

35.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置为在其将杯子从所述一个或更多个分配位置中的一个分配位置垂直降低和垂直抬升到所述一个或更多个分配位置中的另一个分配位置并且返回时首先顺时针旋转然后逆时针旋转所述杯子或者首先逆时针旋转然后顺时针旋转所述杯子，以使所述冷冻甜品在所述单独部分完成分配时至少部分地疲劳，以及进一步相对于料筒车降低杯子以将所述单独部分与所述料筒中剩下的任意冷冻甜品断开。

36.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构还被配置成在所述单独部分已被分配到杯子中之后将杯子降低到初始位置。

37.如权利要求31所述的机器，其中，所述柱塞包括设置在上柱塞部分与下柱塞部分之间的弹性环，所述上柱塞部分具有与所述弹性环接合的第一表面并且所述下柱塞部分具有与所述弹性环接合的第二表面，所述上柱塞部分和所述下柱塞部分弹性地连接，它们之间有间隙使得当所述柱塞与所述活塞接合时，所述上柱塞部分和所述下柱塞部分被推向彼此以至少部分地闭合所述间隙，并且所述第一表面和所述第二表面被推向彼此，轴向压缩所述弹性环，从而使所述弹性环径向向外扩展以抵靠所述活塞的内壁，由此迫使所述活塞的外壁抵靠所述料筒的孔，从而促进所述活塞与所述料筒的孔之间的密封，从而防止它们之间的冷冻甜品泄漏。

38.如权利要求31所述的机器，其中，所述杯子定位机构包括杯子夹持机构，当所述杯子定位机构将杯子从初始位置抬升到所述一个或更多个分配位置时所述杯子夹持机构接收杯子、夹持杯子，并且当所述杯子定位机构将杯子从所述一个或更多个分配位置放回初始位置时所述杯子夹持机构释放杯子。

39.如权利要求38所述的机器，其中，所述杯子夹持机构包括三个或更多个弹簧加载钳口，每个弹簧加载钳口被配置为，当所述杯子定位机构位于初始位置时，远离杯子枢转以压缩弹簧并释放杯子，并且当所述杯子定位机构从初始位置抬升时，在所述弹簧的推动下朝着杯子枢转以夹持杯子。

40.如权利要求39所述的机器，其中，所述弹簧加载钳口各自包括具有第一杠杆末端和第二杠杆末端的杠杆部件，所述第一杠杆末端在初始位置大致沿着中心轴线延伸并可操作地连接到所述弹簧，所述第二杠杆末端大致垂直于所述第一杠杆末端延伸，所述杠杆部件围绕所述第一杠杆末端与所述第二杠杆末端会合的支点处枢转，所述杯子夹持机构包括踏板，当所述杯子定位机构处于初始位置时所述踏板对所述第二杠杆末端施加力，导致所述第一杠杆末端远离杯子枢转并压缩所述弹簧，并且所述杯子夹持机构被配置为当所述杯子定位机构从初始位置抬升时，使所述杠杆部件远离所述踏板抬起，从而释放来自所述第二杠杆末端的力，导致所述第一杠杆末端在所述弹簧的推动下朝着杯子枢转。

41.如权利要求1所述的机器，其中所述柱塞包括柱塞力传感器，所述柱塞力传感器被配置为在分配过程中监测柱塞力，并基于所述柱塞力改变所述驱动源的功率。

42.如权利要求1所述的机器，包括：

轨道；

在所述轨道上行驶的推车并且所述柱塞可操作地连接到所述推车，所述推车包括形成爪机构的至少两个弹簧加载爪，每个爪具有倒角表面并且被配置为当所述料筒轴向上升从而接合所述倒角表面时，所述爪枢转以打开所述爪机构并随后保持所述料筒；

安装板，被设置在所述轨道的一端的附近，并且其上形成有与所述弹簧加载爪的特征相对应的特征；和

设置在所述安装板下方的斜道；

所述机器被配置为在分配完所述单独部分后，沿着所述轨道将所述推车连同所述料筒一起朝向所述安装板运输，使得所述安装板的特征与所述弹簧加载爪的特征相互作用以打开所述爪机构，并由此释放所述料筒以落入所述斜道中。