DE102019115337A1

DE102019115337A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung und Getränkeautomat

Info

Publication number: DE102019115337A1
Application number: DE102019115337.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schmelter; Mario Westergerling; Gundula Runge-Borchert
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getränkeautomaten (100) mit einer an einem Auslauf (106) des Getränkeautomaten (100) angeordneten Erfassungseinrichtung (102). In einem Schritt des Einlesens wird ein erstes Abstandsignal, das einen ersten Abstand zwischen einem ersten Sensor der Erfassungseinrichtung (102) und einem in einem Ausgabebereich des Getränkeautomaten (100) angeordneten Gefäß (108) repräsentiert, und ein zweites Abstandsignal eingelesen, das einen zweiten Abstand zwischen einem zweiten Sensor der Erfassungseinrichtung (102) und dem Gefäß (108) repräsentiert, wenn der Auslauf (106) eine erste Höhenposition aufweist. In einem Schritt des Bereitstellens wird ein Verstellsignal an eine Schnittstelle zu dem Auslauf (106) des Getränkeautomaten (100) bereitgestellt, um den Auslauf (106) zu einer zweiten Höhenposition zu verstellen. In einem Schritt des weiteren Einlesens wird ein weiteres erstes Abstandsignal, das einen weiteren ersten Abstand zwischen dem ersten Sensor und dem Gefäß (108) repräsentiert, und ein weiteres zweites Abstandsignal eingelesen, wenn der Auslauf (106) die zweite Höhenposition aufweist. In einem Schritt des Bestimmens wird eine Gefäßform des Gefäßes (108) unter Verwendung der ersten Abstandsignale und der zweiten Abstandsignale bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung und einen Getränkeautomaten.
Bei manchen Kaffevollautomaten kann der Tassenrand einer bereitgestellten Tasse mit einem höhenverstellbaren Auslauf automatisch angefahren werden. Dazu besitzt der Auslauf einen Motor für die Höhenverstellung und einen mechanischen Endschalter in Form einer Wippe, die beim Verfahren auf den Tassenrand aufsetzt und die Detektion des selbigen im Gerät bekanntgibt. Der Motor stoppt an der detektierten Position und der Ausgabeprozess des Getränkes wird gestartet.
Die DE 10 2016 107 086 A1 beschreibt eine Volumen- und Überlauferkennung für einen Getränkeautomaten.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung sowie einen verbesserten Getränkeautomaten zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren sowie durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Form eines bereitgestellten Gefäßes automatisch erkannt werden kann. Die Form kann beispielsweise genutzt werden, um eine geeignete Menge eines Getränks abzugeben oder einem Nutzer einen Vorschlag für eine an das Gefäß angepasste Getränkeart zu unterbreiten.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens, einen Schritt des Bereitstellens, einen Schritt des weiteren Einlesens und einen Schritt des Bestimmens umfasst. Im Schritt des Einlesens wird ein erstes Abstandsignal eingelesen, das einen ersten Abstand zwischen einem ersten Sensor der Erfassungseinrichtung und einem in einem Ausgabebereich des Getränkeautomaten angeordneten Gefäß oder einer Abstellfläche für das Gefäß repräsentiert. Weiterhin wird ein zweites Abstandsignal eingelesen, das einen zweiten Abstand zwischen einem zweiten Sensor der Erfassungseinrichtung und dem Gefäß oder der Abstellfläche repräsentiert, wenn der Auslauf eine erste Höhenposition aufweist. Im Schritt des Bereitstellens wird ein Verstellsignal an eine Schnittstelle zu dem Auslauf des Getränkeautomaten bereitgestellt, um den Auslauf von der ersten Höhenposition zu einer zweiten Höhenposition zu verstellen. Im Schritt des weiteren Einlesens wird ein weiteres erstes Abstandsignal eingelesen, das einen weiteren ersten Abstand zwischen dem ersten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, und es wird ein weiteres zweites Abstandsignal eingelesen, das einen weiteren zweiten Abstand zwischen dem zweiten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die zweite Höhenposition aufweist. Im Schritt des Bestimmens wird eine Gefäßform des Gefäßes unter Verwendung der ersten Abstandsignale und der zweiten Abstandsignale bestimmt.
Der Getränkeautomat kann beispielsweise als ein Kaffeevollautomat realisiert sein, der ausgeformt ist, um beispielsweise Heißgetränke zuzubereiten. Der Getränkeautomat kann einen höhenverstellbaren Auslauf aufweisen, über den ein zubereitetes Getränk in ein Gefäß ausgegeben wird. Der höhenverstellbare Auslauf kann automatisch verfahren werden. Das Gefäß kann beispielsweise als eine Tasse, ein Becher oder als ein Glas realisiert sein. Als Ausgabebereich kann beispielsweise ein Bereich in Fließrichtung unterhalb des Auslaufs bezeichnet werden, in den beispielsweise bei einer Getränkeausgabe das Gefäß platziert wird. Die Höhenposition, in der sich der Auslauf im Schritt des Einlesens befinden kann, kann beispielsweise eine Ruheposition des Auslaufs sein, in der sich der Auslauf vor, aber auch nach einer Getränkeausgabe befinden kann. Durch das Verstellsignal wird der Auslauf in seiner Höhe verstellt, indem er beispielsweise von der Ruheposition in eine zweite Höhenposition oder auch umgekehrt verstellt wird. Das bedeutet, dass der Auslauf absenkbar und anhebbar realisiert ist, sodass beispielsweise verschiedenartige Gefäße für einen Getränkebezug verwendbar sind. Die Erfassungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Sensoren aufweisen, beispielsweise zwei, drei oder mehr Sensoren. Ein Sensor kann beispielsweise als optischer Infrarotsensor, Ultraschallsensor oder Radarsensor realisiert sein. Somit können bekannte Abstandssensoren als Sensoren verwendet werden. Ein Abstand zwischen dem Sensor und einer Reflektionsfläche an der ein von dem Sensor ausgestrahlter Messstrahl reflektiert wird, kann über eine Laufzeitmessung bestimmt werden. Je nachdem an welcher Höhenposition sich der Auslauf befindet und wie hoch das Gefäß ist, können ein oder mehrere Messstrahlen über einen oberen Gefäßrand des Gefäßes hinweg verlaufen und somit beispielsweise von der Abstellfläche und nicht von dem Gefäß reflektiert werden. Wenn der Auslauf weit genug herunter gefahren ist, können typischerweise die Messstrahlen aller Sensoren auf das Gefäß und/oder in das Gefäß hinein treffen. Befindet sich in dem Gefäß eine Flüssigkeit, so ist auch eine Reflektion an einer Oberfläche der Flüssigkeit möglich. Der Schritt des Einlesens sowie der Schritt des Bereitstellen können mehrfach wiederholt durchgeführt werden, um beispielsweise eine Mehrzahl von Abstandsignalen einzulesen und vorteilhafterweise daraus die Gefäßform zu bestimmen. Beispielsweise kann der Auslauf kontinuierlich verfahren werden und in vorbestimmten Höhenpositionen können Messstrahlen ausgesendet werden, um das Gefäß abzutasten. Umso mehr Höhenpositionen angefahren werden, umso genauer kann die Form des Gefäßes bestimmt werden. Zum Bestimmen der Gefäßform kann eine geeignete Bestimmungsvorschrift verwendet werden, die beispielsweise auf bekannten geometrischen Formen typischer Gefäße basieren kann. Zur Weiterverarbeitung oder Weiterverwendung kann ein die Gefäßform repräsentierendes Signal bereitgestellt werden. Die Gefäßform kann unterschiedliche Teilmerkmale des Gefäßes betreffen, also nicht nur eine vollständige Form des Gefäßes sondern beispielsweise nur einen Durchmesser oder ein befüllbares Volumen des Gefäßes. Auch kann die Gefäßform mit typischen vorbestimmten Gefäßformen verglichen werden, wobei eine Abweichung beispielsweise auf ein bereits teilweise aus dem Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung entferntes Gefäß hindeuten kann.
Vorteilhafterweise kann unter Verwendung der Sensoren auf eine Wippe zum Erkennen des Aufsetzens des Auslaufs auf den Tassenrand verzichtet werden. Eine Erkennung des Gefäßes und der Form des Gefäßes kann unter Verwendung des hier beschriebenen Ansatzes sehr zuverlässig und hygienisch durchgeführt werden, da sichergestellt werden kann, dass weder Milchschaum noch andere Verunreinigungen vom Tassenrand mit dem Auslauf oder den Sensoren in Berührung kommen. Auch kann die automatische Höhenverstellung voll ausgenutzt werden. Vorteilhafterweise kann zudem der Ausgabebereich permanent überwacht werden, beispielsweise im Hinblick auf die Anwesenheit einer Tasse oder einer Hand eines Nutzers. Unter anderem ist somit ein Aktivieren des Gerätes auf Grund einer Statusänderung im Ausgabebereich, ein berührungsloses Erkennen des Tassenrands einer im Ausgabebereich abgestellten Tasse, ein Erfassen von Tassenfüllständen und Tassenvolumina, ein automatischer Getränkeabbruch bei Tassenentnahme während der Getränkeausgabe und eine Sortierung sowie ein Vorschlag von Getränken abhängig von einem Gefäßvolumen möglich. Insbesondere im Hinblick auf die automatische Höhenverstellung kann eine häufig bei Getränkeautomaten bereits vorhandene Mechanik weiterhin verwendet werden, sodass beispielsweise Fertigungskosten gespart werden können. Durch den vorgeschlagenen Ansatz können eine Vielzahl von Funktionen vereint werden, durch die ein Bedienkomfort für einen Nutzer des Getränkeautomaten steigen kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens die Gefäßform unter Verwendung einer ersten Position des ersten Sensors an dem Auslauf, einem ersten Abstrahlwinkel eines von dem ersten Sensors abgestrahlten ersten Messstrahls, einer zweiten Position des zweiten Sensors an dem Auslauf und einem zweiten Abstrahlwinkel eines von dem zweiten Sensor abgestrahlten zweiten Messstrahls bestimmt werden. Das bedeutet, dass gemäß dieser Ausführungsform der erste Sensor und der zweite Sensor so an dem Auslauf ausgerichtet sind, dass ihre Messstrahlen jeweils schräg zu der Fließrichtung verlaufen. Die Messstrahlen können sich beispielsweise in einem Punkt schneiden oder windschief verlaufen. Werte bezüglich der Positionen und der Abstrahlwinkel können vorbestimmt und beispielsweise in einer Speichereinrichtung hinterlegt oder bereits in einer zum Bestimmen der Gefäßform verwendeten Bestimmungsvorschrift berücksichtigt sein. Vorteilhafterweise kann dadurch die Gefäßform unter Verwendung einfacher geometrischer Zusammenhänge bestimmt werden.
Das Verfahren kann beispielsweise einen Schritt des Aussendens des ersten Messstrahls mit dem ersten Abstrahlwinkel und des zweiten Messstrahls mit dem zweiten Abstrahlwinkel umfassen, wobei sich der erste Abstrahlwinkel und der zweite Abstrahlwinkel voneinander unterscheiden. Das bedeutet, dass die Sensoren beispielsweise in einer unterschiedlichen Neigung an dem Auslauf angeordnet sind, sodass die Messstrahlen in unterschiedlichen Abstrahlwinkeln verlaufen. Vorteilhafterweise kann dadurch beispielsweise sowohl ein Gefäß, das nicht mittig unterhalb des Auslaufs im Ausgabebereich angeordnet wurde, als auch unterschiedliche Gefäßformen und zusätzlich oder alternativ unterschiedliche Gefäßgrößen zuverlässig erkannt werden.
Als Gefäßform kann im Schritt des Bestimmens beispielsweis ein Gefäßrand, ein Gefäßboden, eine Gefäßwand, ein Gefäßvolumen und zusätzlich oder alternativ eine Gefäßgeometrie des Gefäßes bestimmt werden. Das bedeutet, dass die Messstrahlen ausgebildet sein können, um das Gefäß abzutasten um das oder die gewünschten Charakteristika des Gefäßes zu erfassen. Vorteilhafterweise kann dadurch beispielsweise auf eine Kamera verzichtet werden, sodass Fertigungskosten des Getränkeautomaten gespart werden können. Zugleich kann beispielsweise eine Wippe zum Detektieren des Gefäßrandes entfallen, wodurch eine Hygiene gesteigert wird und die Fertigungskosten zusätzlich reduziert werden können, da keine zusätzliche Mechanik benötigt wird.
Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform im Schritt des Bestimmens eine erste Unstetigkeit der ersten Abstandssignale erkannt und unter Verwendung der ersten Unstetigkeit der Gefäßrand des Gefäßes bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine zweite Unstetigkeit der zweiten Abstandssignale erkannt und unter Verwendung der zweiten Unstetigkeit der Gefäßrand des Gefäßes bestimmt werden. Das bedeutet, dass der Auslauf beispielsweise in verschiedenen Höhenpositionen halten und Abstände gemessen werden können oder dass beispielsweise die Abstände während des Verfahrens des Auslaufs eingelesen werden können. Liegen eine Mehrzahl von Abstandssignalen vor, also ein Verlauf von Abstandswerten, so kann eine Unstetigkeit als eine sprunghafte Veränderung in dem Verlauf der Abstandswerte erkannt werden. Eine solche sprunghafte Veränderung tritt bei einem nach unten verfahrenden Auslauf beispielsweise dann auf, wenn ein Messstrahl erstmalig auf den Gefäßrand trifft. Vorteilhafterweise kann dadurch der Ausgabebereich, bzw. ein Gefäß unterhalb des Auslaufs erkannt werden und seine Gefäßform bestimmt werden, die wiederum als Basis für beispielsweise eine automatische Getränkemengenausgabe eines Getränks verwendet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein drittes Abstandsignal eingelesen werden, das einen dritten Abstand zwischen einem dritten Sensor der Erfassungseinrichtung und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die erste Höhenposition aufweist. Ferner kann ein weiteres drittes Abstandsignal eingelesen werden, das einen weiteren dritten Abstand zwischen dem dritten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die zweite Höhenposition aufweist. Im Schritt des Bestimmens kann die Gefäßform des Gefäßes ferner unter Verwendung der dritten Abstandsignale bestimmt werden. Durch das Einlesen des dritten Abstandsignals kann vorteilhafterweise die Gefäßform genauer bestimmt werden als mit nur beispielsweise Informationen von zwei Abstandsignalen. Auch kann ein von dem dritten Sensor abgestrahlter Messstrahl senkrecht nach unten ausgesandt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Höhe eines Gefäßbodens oder ein Füllstand einer sich in dem Gefäß befindlichen Flüssigkeit einfach erkannt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Auswählens eines Getränks unter Verwendung der Gefäßform und einen Schritt des Ausgebens eines das Getränk als Getränkevorschlag anzeigenden Anzeigesignals an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung umfassen. Gegebenenfalls kann bereits anhand der Form des Gefäßes erkannt werden, welches Getränk der Nutzer wünscht. Vorteilhafterweise kann einem Nutzer beispielsweise ein höherer Komfort geboten werden, da er selbst beispielsweise weniger aktiv werden muss.
Weiterhin kann das Verfahren einen Schritt des Bewirkens eines Ausgabestopps nach dem Schritt des Bestimmens umfassen, das ein Ende einer Getränkeausgabe bewirken kann, wenn das Gefäß einen maximalen Füllstand erreicht und zusätzlich oder alternativ wenn das Gefäß aus dem Ausgabebereich entfernt wird. Dadurch kann vorteilhafterweise ein Überlaufen verhindert und der Reinigungsaufwand reduziert werden, da beispielsweise ein Auffangbehälter des Getränkeautomaten nicht so häufig geleert werden muss.
Ferner wird eine Vorrichtung vorgestellt, die ausgebildet ist, um die Schritte des Verfahrens in einer der vorangehend vorgestellten Varianten auszuführen. Die Vorrichtung kann beispielsweise als ein Steuergerät realisiert sein, das ausgebildet ist, um die Schritte in entsprechenden Einheiten auszuführen oder anzusteuern. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Vorrichtung einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Vorrichtung dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.
Außerdem wird ein Getränkeautomat vorgestellt, der einen höhenverstellbaren Auslauf, eine Erfassungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Sensoren, eine Anzeigeeinrichtung und eine Vorrichtung aufweist, wie sie zuvor vorgestellt wurde.
Der Getränkeautomat kann dabei beispielsweise als ein Getränkeautomat, wie beispielsweise ein Kaffeevollautomat realisiert sein. Er kann beispielsweise sowohl als Haushaltgerät als auch als Gerät in der Gastronomie eingesetzt werden.
Die Erfassungseinrichtung des Getränkeautomaten kann ein Trägerelement mit einer Wölbung aufweisen. Die Mehrzahl von Sensoren können im Bereich der Wölbung angeordnet sein. Die Wölbung kann konkav oder konvex sein oder eine andere geeignete Form aufweisen. Durch eine geeignete Anordnung der Sensoren im Bereich der Wölbung können sich die Abstrahlwinkel der Sensoren unterscheiden.
Das Trägerelement kann als ein Halteclip ausgeformt sein, der wiederlösbar an dem Auslauf befestigt sein kann. Auf diese Weise kann die Sensorik beispielsweise zur Reinigung entfernt oder einfach nachgerüstet werden.
Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
Auch wenn der beschriebene Ansatz anhand eines Haushaltgerät beschrieben wird, kann der hier beschriebene Ansatz entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen

1 eine perspektivische Darstellung eines Getränkeautomaten mit einer Erfassungseinrichtung und einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung eines Getränkeautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung eines Ausgabebereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ein Längen-Zeit-Diagramm einer Erfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine schematische Darstellung eines Getränkeautomaten mit einer Erfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für einen Getränkeautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Getränkeautomaten 100 mit einer Erfassungseinrichtung 102 und einer Vorrichtung 104 zum Betreiben des Getränkeautomaten 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Getränkeautomat 100 ist dabei ausgeformt, um ein Getränk, beispielsweise ein Heißgetränk zuzubereiten und an einen Nutzer auszugeben. Lediglich beispielhaft ist der Getränkeautomat 100 als Kaffeevollautomat ausgeführt.
Der Getränkeautomat 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen höhenverstellbaren Auslauf 106 auf, an dem die Erfassungseinrichtung 102 angeordnet ist. Die Erfassungseinrichtung 102 weist eine Mehrzahl von Sensoren auf, mit denen Abstandsmessungen durchgeführt werden können. Als Sensoren werden beispielsweise Infrarot-Sensoren, Ultraschallsensoren oder Radarsensoren oder andere „time of flight“ basierte Sensoren eingesetzt.
Der in Fließrichtung höhenverstellbar angeordnete Auslauf 106 ist ausgebildet, um ein zubereitetes Getränk in ein Gefäß 108 auszugeben. Das Gefäß 108 kann beispielsweise als ein Becher, eine Tasse oder als ein Glas realisiert sein. Weiterhin weist der Getränkeautomat 100 eine Anzeigeeinrichtung 110 auf, die beispielsweise als ein berührungsempfindliches Display ausgeformt ist. Die Anzeigeeinrichtung 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um eine Getränkewahl eines Nutzers oder beispielsweise einen Zubereitungsstatus anzuzeigen. Weiterhin weist der Getränkeautomat gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 112, einen Flüssigkeitsbehälter 114, eine Pumpe 116, eine Heizeinrichtung 118, eine Ventilvorrichtung 120, eine Brüheinheit 122 mit einer Brühkammer 124, einen Vorratsbehälter 126 sowie ein Mahlwerk 128 auf. Das Gehäuse 112 ist dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen Innenbereich des Getränkeautomaten 100 vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Krafteinwirkung zu schützen. Der Flüssigkeitsbehälter 114 ist beispielsweise als Wassertank realisiert, der ausgebildet ist, um eine Flüssigkeitsversorgung für die Getränkezubereitung über beispielsweise eine Leitung sicherzustellen. Von dem Flüssigkeitsbehälter 114 ausgehend wird die Flüssigkeit beispielsweise durch die Pumpe 116 in Richtung Heizeinrichtung 118 gepumpt. Die Heizeinrichtung 118 ist ausgebildet, um die Flüssigkeit zu erhitzen. Von da wird die Flüssigkeit durch die Ventilvorrichtung 120 gepumpt, die ausgebildet ist, um je nach Getränkewahl eine entsprechende Flüssigkeitsmenge in Richtung der Brüheinheit 122 zu lassen. Die Brüheinheit 122 ist ausgebildet, um in der Brühkammer 124 das gewählte Getränk zu brühen, beispielsweise ein Kaffeegetränk. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorratsbehälter 126 ausgebildet, um beispielsweise Kaffeebohnen zu bevorraten, bevor sie in dem Mahlwerk 128 gemahlen werden. Von dort aus wird der gemahlene Kaffee in die Brühkammer 124 eingelassen. Handelt es sich bei dem Getränkeautomaten 100 nicht um einen Kaffevollautomaten so kann der Getränkeautomat 100 entsprechend der jeweils abzugebenden Getränke andere Merkmale aufweisen, beispielsweise keine Brühkammer wenn nur Kaltgetränke abgeben werden.
Unter Verwendung der Erfassungseinrichtung 102 können beispielsweise während eines Verfahrens des Auslaufs 106 nach unten fortlaufend Abstandswerte bestimmt werden, die Abstände zwischen den Sensoren und Reflektionsflächen repräsentieren, an denen von den Sensoren ausgestrahlte Messstrahlen reflektiert werden. Je nach Position des Auslaufs 106 und der Höhe sowie Form des Gefäßes 108 können die Messstrahlen dabei an dem Gefäß oder beispielsweise einer Abstellfläche für das Gefäß 108 reflektiert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um unter Verwendung der Abstandswerte eine Gefäßform des Gefäßes 108 zu bestimmen und beispielsweise zur Steuerung einer weiteren Funktionalität des Getränkeautomaten 100 zu verwenden.
Beispielsweise können die Gefäßform betreffende Daten für eine Volumenerkennung und/oder eine vollautomatische Getränkezubereitung verwendet werden. Dazu erfolgt eine Integration der Sensoren der Erfassungseinrichtung 102 in Form von berührungslosen Abstandsensoren in den höhenverstellbaren Auslauf 106. Durch eine entsprechende Auswertung der von den Sensoren bereitgestellten Abstandsignal wird beispielsweise eine permanente Überwachung des Ausgabebereichs des Getränkeautomaten 100 ermöglicht, indem beispielsweise das Gefäß 108 oder eine Hand eines Nutzers erkannt wird. Weiterhin wird durch das Verfahren ein Aktivieren des Getränkeautomaten 100 aufgrund einer Statusänderung im Ausgabebereich beispielsweise durch eine Erkennung des Gefäßes 108, des Gefäßrands, des Füllstandes und des Gefäßvolumens ermöglicht. Außerdem wird eine Möglichkeit geschaffen, eine Getränkeausgabe vorzeitig zu beenden, wenn beispielsweise das Gefäß 108 vorzeitig entnommen wird oder kein Gefäß 108 erkannt wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Getränkeautomaten 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der hier gezeigte Getränkeautomat 100 kann dem in 1 beschriebenen Getränkeautomat entsprechen und ist daher ebenfalls ausgebildet, um an den Nutzer ein Getränk abzugeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Auslauf 106 in drei verschiedenen Höhenpositionen dargestellt. Ausgehend von einer ganz nach oben verfahrenen Position kann der Auslauf 106 in Verfahrrichtung 200 des Auslaufs 106 nach unten verfahren werden und damit neben der obersten Höhenposition eine mittlere Höhenposition und eine unterste Höhenposition einnehmen. Die gezeigten Höhenpositionen sind nur beispielhaft dargestellt. Es können auch nur zwei Höhenpositionen oder weitere Zwischenpositionen verwendet werden, um unter Verwendung der Sensoren der Erfassungseinrichtung 102 die Gefäßform des Gefäßes 108 zu erfassen.
Beispielhaft weist die Erfassungseinrichtung 102 drei Sensoren auf, die an einer dem Gefäß 108 zugewandten Unterseite des Auslaufs 106 angeordnet sind. Ein erster der Sensoren ist ausgebildet, um einen ersten Messstrahl 202 auszusenden und eine Reflektion des ersten Messstrahls 202 zu empfangen. Ein zweiter der Sensoren ist ausgebildet, um einen zweiten Messstrahl 204 auszusenden und eine Reflektion des zweiten Messstrahls 204 zu empfangen. Ein dritter der Sensoren ist ausgebildet, um einen dritten Messstrahl 206 auszusenden und eine Reflektion des dritten Messstrahls 206 zu empfangen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Abstrahlwinkel der drei Sensoren betragsmäßig unterschiedlich. Der dritte Sensor ist zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor angeordnet.
Basierend auf einer Laufzeit des ersten Messstrahls 202 zwischen einem Aussendezeitpunkt und einem Empfangzeitpunkt kann ein Abstand zwischen dem ersten Sensor und einer Reflektionsfläche bestimmt werden, an der der erste Messstrahl 202 reflektiert wird. Basierend auf einer Laufzeit des zweiten Messstrahls 204 zwischen einem Aussendezeitpunkt und einem Empfangzeitpunkt kann ein Abstand zwischen dem zweiten Sensor und einer Reflektionsfläche bestimmt werden, an der der zweiten Messstrahl 204 reflektiert wird. Entsprechend kann basierend auf einer Laufzeit des dritten Messstrahls 206 zwischen einem Aussendezeitpunkt und einem Empfangzeitpunkt ein Abstand zwischen dem dritten Sensor und einer Reflektionsfläche bestimmt werden, an der der dritte Messstrahl 202 reflektiert wird.
Der dritte Messstrahl 206 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel vertikal auf eine Abstellfläche 208 des Getränkeautomaten 100 gerichtet und kann dadurch beispielsweise den Gefäßboden des Gefäßes 108 erfassen. Der erste Messstrahl 202 verläuft ausgehend von dem ersten Sensor in einem ersten Abstrahlwinkel und der zweite Messstrahl 204 verläuft ausgehend von dem zweiten Sensor in einem zweiten Abstrahlwinkel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden sich der erste Abstrahlwinkel und der zweite Abstrahlwinkel voneinander, wodurch im Verfahren vorteilhafterweise bessere Ergebnisse erzielt werden. Befindet sich der Auslauf 106 zu einem ersten Zeitpunkt t₀, die beispielsweise eine Ruheposition ist, in der obersten Höhenposition, verfehlt der erste Messstrahl 202 und der zweite Messstrahl 204 das Gefäß 108. Fährt der Auslauf 106 auf die mittlere Höhenposition herab, so trifft der zweite Messstrahl 204 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zu einem zweiten Zeitpunkt t_n-x auf den Gefäßrand, während der erste Messstrahl 202 an dem Gefäß 108 vorbeistrahlt. Erst, wenn der Auslauf 106 zu einem dritten Zeitpunkt t_n die unterste Höhenposition einnimmt, trifft auch der erste Messstrahl 202 auf das Gefäß 108.
Wenn sich der Auslauf 106 an der obersten Höhenposition befindet, werden also gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste und der zweite Messstrahl 202, 204 von einer Abstellfläche 208 reflektiert auf der das Gefäß 108 abgestellt ist. Dies ergibt sich daraus, dass der erste und der zweite Messstrahl 202, 204 schräg nach unten abgestrahlt werden, sodass sie das Gefäß 108 oberhalb eines oberen Gefäßrandes passieren. Der dritte Messstrahl 206 wird senkrecht nach unten abgestrahlt und wird daher unabhängig von einer Höhenposition des Auslaufs 106 von dem Gefäßboden des Gefäßes 108 reflektiert, sofern das Gefäß nicht bereits befüllt ist und sich in etwa mittig unterhalb des Auslaufs 106 befindet.
Wenn sich der Auslauf 106 an der mittleren Höhenposition befindet, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Messstrahl 202 von einer Innenwand des Gefäßes 108 und der zweite Messstrahl 204 weiterhin von der Abstellfläche 208 reflektiert.
Wenn sich der Auslauf 106 an der unteren Höhenposition befindet, werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Messstrahl 202 und der zweite Messstrahl 204 von einander gegenüberliegenden Innenwänden des Gefäßes 108 reflektiert.
Der zugrundeliegende Ansatz basiert auf einer Kombination des motorisierten, höhenverstellbaren Auslaufs 106 mit Abstandssensoren und einer geschickten Auswertung auf Basis der erfassten Abstandssignale (statisch und dynamisch). Im Detail sind am Auslauf 106 mindestens zwei Abstandssensoren befestigt, sodass sich durch ihre Winkelstellung zueinander ein gemeinsames Sichtfeld ergibt, aus dem rechnerisch Detailinformationen zum Ausgabebereich gezogen werden können. Wird zusätzlich der Auslauf 106, an dem die Sensoren befestigt sind, vertikal in Verfahrrichtung 200 verfahren, so ergibt sich ein dynamisch zu Zeit und Auslaufhöhe abhängiges Sichtfeld im Ausgabebereich. Dieses dynamische Sichtfeld ermöglicht tiefgehendere Auswertungen, die beispielsweise eine Tassenranddetektion oder eine Bestimmung des Gefäßvolumens ermöglichen. Ein Gegenstand im Ausgabebereich, vorzugsweise eine Tasse, kann mit dieser Technik in mindestens zwei Dimensionen „eingescannt“ werden, wobei die motorisierte automatische Höhenverstellung die Grundlage dazu bildet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden durch verschiedene Winkel und somit durch verschiedene Schnittpunkte sehr gute Ergebnisse erzielt.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausgabebereichs 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der hier dargestellte Ausgabebereich 300 dem in 2 genannten Ausgabebereich zu einem Zeitpunkt t_n entsprechen, bei dem sich der Auslauf 106 in einer Höhenposition befindet, in der der erste Messstrahl 202 gerade auf den Gefäßrand trifft.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Sensor 302 sowie der zweite Sensor 304 auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Getränkeausgabestelle an dem Auslauf 106 angeordnet. Beispielhaft ist die Getränkeausgabestelle auf Höhe einer Auslaufmittelachse 305 angeordnet. Die Sensoren 302, 304 sind dabei jeweils schräg an der Unterseite des Auslaufs 106 und in je einem definierten Abstand zu der Auslaufmittelachse 305 angeordnet, die mittig durch den Auslauf 106 verläuft, sodass der erste Messstrahl 202 sowie der zweite Messstrahl 204 schräg zueinander in Fließrichtung eines ausgegebenen Getränks gerichtet sind. Die Fließrichtung entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Verfahrrichtung 200 des Auslaufs 106.
In der gezeigten Stellung des Auslaufs 106 kann unter Verwendung des ersten Messstrahls 202 ein erster Abstand zwischen dem ersten Sensor 302 und dem Gefäßrand bestimmt werden. Unter Verwendung des zweiten Messstrahls 206 kann ein zweiter Abstand zwischen dem zweiten Sensor 304 und einer Gefäßinnenwand des Gefäßes 108 bestimmt werden. Ein erster Abstrahlwinkel 307 des ersten Messstrahls 202 wird auch als Winkel α bezeichnet und ein zweiter Abstrahlwinkel 309 des zweiten Messstrahls 204 wird auch als Winkel α' bezeichnet. Durch eine solche Ausrichtung der Messstrahlen 202, 204 ist beispielsweise der Gefäßrand, ein Gefäßboden, die Gefäßwand, ein Gefäßvolumen und/oder eine Gefäßgeometrie des Gefäßes 108 bestimmbar.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der zweite Messstrahl 204 den Gefäßrand zu einem zweiten Zeitpunkt t_n-x getroffen. Ein Verstellweg des Auslaufs 106 zwischen den Zeitpunkten t_n und t_n-x ist durch den mit Δt bezeichneten Pfeil gekennzeichnet.
In 1 ist ferner ein Durchmesser 312, auch mit d bezeichnet, einer Gefäßöffnung am Gefäßrand sowie ein erster Abstand 314, auch mit w bezeichnet, des ersten Sensors 302 zur Auslaufmittelachse 305 und ein zweiter Abstand 316, auch mit w' bezeichnet, des zweiten Sensors 304 zur Auslaufmittelachse 305 gezeigt. Das Gefäß 108 ist nicht mittig in Bezug auf die Auslaufmittelachse 305 angeordnet. Somit haben die Wände des Gefäßes 108 unterschiedliche Entfernungen 318, 320 zu der Auslaufmittelachse 305.
Unter Verwendung des ersten Messstrahls 202 und des ersten Abstrahlwinkels 307 kann zu dem zweiten Zeitpunkt t_n-x ein erstes rechtwinkliges Dreieck mit einer ersten Ankathete, einer ersten Gegenkathete und einer ersten Hypotenuse aufgespannt werden. Unter Verwendung des zweiten Messstrahls 204 und des zweiten Abstrahlwinkels 309 kann zu dem ersten Zeitpunkt t_n ein zweites rechtwinkliges Dreieck mit einer zweiten Ankathete, einer zweiten Gegenkathete und einer zweiten Hypotenuse aufgespannt werden. Die Entfernung 318 ergibt sich aus der Differenz aus der genannten ersten Ankathete und dem ersten Abstand 314. Die Entfernung 320 ergibt sich aus der Differenz aus der genannten zweiten Ankathete und dem zweiten Abstand 316. Der Durchmesser 312 zum zweiten Zeitpunkt t_n-xergibt sich aus der Summe der Entfernungen 318, 320. Beispielsweise kann der Durchmesser 312 des Gefäßes 108 am Gefäßrand bestimmt werden, indem die Messstrahlen 202, 204 jeweils zu den Zeitpunkten ausgewertet werden, zu denen die Messstrahlen 202, 204 den Gefäßrand treffen. Diese Zeitpunkte lassen sich durch einen Sprung in den Entfernungen erkennen, die von den Messstrahlen 202, 204 zurückgelegt werden, wie es nachfolgend anhand von 4 gezeigt ist.
Mit anderen Worten wird durch den hier vorgestellten Ansatz eine Objekterkennung, bzw. Überwachung des Ausgabebereichs, eine Gefäßranderkennung, Gefäßhöhenerkennung, Gefäßbodenerkennung, Füllstandserkennung sowie eine Radienbestimmung, Positionsbestimmung und/oder eine Gefäßvolumenerkennung ermöglicht. Als Voraussetzung sind die Sensoren 302, 304 und optional auch ein dritter Sensor in bekannten Abstrahlwinkeln 307, 309 und in bekannten Abständen 314, 316 zur Auslaufmittelachse 305 an dem Auslauf 106 angeordnet. Durch die Messstrahlen 202, 204 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel die zuvor genannten Funktionen des Getränkeautomaten auf Basis mathematischer Formeln bezüglich der Hypotenuse, Ankathete und Gegenkathete eines Dreiecks bestimmt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise mit den Messstrahlen 202, 204 zusammenfallen.
Auf Basis dessen kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Durchmesser 312 der Gefäßöffnung und ein Versatz des Gefäßes 108, der auch als Außermittigkeit bezeichnet wird, bestimmt werden. Weiterhin ist beispielsweise eine Kreisfläche bei rotationssymmetrischen Gefäßen 108, eine Gefäßrandposition und Gefäßbodenposition durch Unstetigkeitsstellen sowie ein Zylindervolumen bestimmbar.
Zusammengefasst wird ein Ansatz vorgestellt, bei dem zumindest einer der Sensoren 302, 304 als Datum nur eine Länge oder einen Abstandswert liefert. Die Sensoren 302, 304 können beispielsweise einfache, feststehende Sensorzellen aufweisen. Geometrien des Gefäßes 108 werden durch eine Vielzahl von Messungen berechnet. Das Gefäßvolumen wird beispielsweise unter Verwendung von Längen bzw. Vektoren mit Hilfe einer Winkelbeziehung zur Berechnung beispielsweise des Volumens des Gefäßes 108 herangezogen. Die dabei zugrundeliegende Rechnung ist einfach und kann dadurch schnell durchgeführt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird dazu Folgendes vorausgesetzt:

Die Sensoren 302, 304 sowie optional der dritte Sensor haben bekannte sich unterscheidende Winkel α'' ≠ α' # a und sind in bekannten Abständen w, w', w'' zum horizontalen Mittelpunkt des Auslaufs 106 angeordnet. Die Sensor 302, 304 messen jeweils die Entfernung zum Objekt, beispielsweis in Millimetern. Dies ist die Grundlage für die Objekterkennung sowie die Überwachung des Ausgabebereichs.

Die Hypotenuse eines von einem Messstrahl 202, 204 aufgespannten rechtwinkligen Dreiecks ergibt sich als die vom jeweiligen Sensor 302, 304 gemessene Entfernung zum Gegenstand (z. B. Tasse/Tassenrand), beispielsweise in Millimetern. Die entsprechende Gegenkathete, beispielsweise in Millimetern, ergibt sich aus dem Produkt aus der entsprechenden Hypotenuse und dem Sinus des entsprechenden Winkels 307, 309, also beispielsweise des Winkels a. Dies ist die Grundlage für Tassenranderkennung, Tassenhöhenerkennung, Tassenbodenerkennung und Tassenfüllstanderkennung.
Die entsprechende Ankathete, beispielsweise in Millimetern, ergibt sich aus dem Produkt aus der entsprechenden Hypotenuse und dem Cosinus des entsprechenden Winkels 307, 309, also beispielsweise des Winkels α. Dies ist die Grundlage für die Radienbestimmung (rotationssymmetrische Tassengeometrie vorausgesetzt), für die Positionsbestimmung (Tassenposition/Außermittigkeit in horizontaler Ebene) und für die Volumenerkennung (Tassenvolumen) in Kombination mit dem höhenverstellbaren Auslauf (zeitliche Abtastung der Tasseninnenwände)
Daraus kann Folgendes gefolgert werden: $Radius r (t_{n- x}) = Durchmesser d (t_{n- x}) / 2 [mm];$
$Au ermittigkeit m (t_{n- x}) = ({Ankathete}_{Sensor} (t_{n- x}) - w) - (r (t_{n-x})) [mm];$
$Absolute Au abs = \frac{1}{n} \sum_{k = 1}^{n - x} (tn- x) [mm];$
Mit der Außermittigkeit lässt sich der Durchmesser, damit auch das Volumen für t_n über nur einen Sensor bestimmen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dies wichtig für solche Sensorwinkel, die während des Verfahrens des Auslaufs 106 nur einem Sensor 302, 304 ein Sichtfeld bis zum Tassenboden ermöglichen. $Durchmesser d (t_{n}) = (({Ankathete}_{Sensor'} (t_{n}) - w') - | m_{abs} |) * 2;$
$Radius r (t_{n}) = (({Ankathete}_{Sensor'} (t_{n}) - w') - | m_{abs} |);$
$Kreisfl \ddot{a} che A (t_{n- x}) = π *r {(t_{n- x})}^{2} [{mm}^{2}];$
Diese Annahme gilt nur für rotationssymmetrische Tassen. Eine Volumenbestimmung ist für andere Formen nicht geeignet.
Position Tassenrand P_TR [mm], Bestimmung durch eine Suche nach Unstetigkeitsstellen im zeitlichen Signalverlauf unter der Annahme, dass Signalverläufe mindestens linear sind, Unstetigkeitsstellen in Ableitung → ∞.
Position Tassenboden PTB [mm], Bestimmung durch Suche nach Unstetigkeitsstellen im zeitlichen Signalverlauf unter der Annahme, dass Signalverläufe mindestens linear sind, Unstetigkeitsstellen in Ableitung → ∞. Alternativ über den dritten Sensor (0°, Tassenfüllstand, Abstand Tassenboden) und höchster Auslaufposition P_Amax. $P_{TB} = P_{Amax} - Sensor''' (t_{0})$
$Zylindervolumen V= π * r^{2} * h, wobei die Kreisfl \ddot{a} che A= π {*r}^{2} und h=Zylinderh \ddot{o} he .$
Für das Tassenvolumen ergibt sich daraus $V_{Tasse} = (P_{TR} - P_{TB}) * \sum_{k = 1}^{n - x} A (tn- x) [{mm}^{3}] .$
4 zeigt ein Zeit-Längen-Diagramm 400 einer Erfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zeit-Längen-Diagramm 400 kann dabei beispielsweise für einen Getränkeautomaten mit einer Erfassungseinrichtung zutreffen, wie er in 3 beschrieben wurde. Die x-Achse 402 repräsentiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Zeit zu der die Messstrahlen ausgesendet werden. Die y-Achse 404 repräsentiert die unter Verwendung der Messstrahlen jeweils gemessenen Länge zwischen dem jeweiligen Sensor und einer entsprechenden Reflektionsfläche, beispielsweise an dem Gefäß oder der Abstellfläche. Die gemessene Länge entspricht dabei jeweils der anhand von 3 genannten Hypotenuse.
Gezeigt ist ein erster Verlauf 402, der die von dem ersten Messstrahl des ersten Sensors über die Zeit gemessenen Längen abbildet, ein zweiter Verlauf 404, der die von dem zweiten Messstrahl des zweiten Sensors über die Zeit gemessenen Längen abbildet, und ein dritter Verlauf 406, der die von dem dritten Messstrahl des dritten Sensors über die Zeit gemessenen Längen abbildet.
Zu einem ersten Zeitpunkt 416, der auch als Zeitpunkt t₀ bezeichnet wird, befindet sich der Auslauf in der obersten Höhenposition. Zu einem zweiten Zeitpunkt 418, der dem Zeitpunkt t_n-x entspricht trifft der zweite Messstrahl auf den Gefäßrand, was gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Unstetigkeit, hier ein Sprung, im Verlauf 404 dargestellt ist. Zu einem dritten Zeitpunkt 420, der auch als Zeitpunkt t_n bezeichnet wird, trifft der erste Messstrahl auf den Gefäßrand, was gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Unstetigkeit, hier ein Sprung, im Verlauf 402 dargestellt ist. Der Verlauf 406 des dritten Messstrahls weist bis der Auslauf die unterste Höhenposition erreicht hat eine gleichbleibende Steigung auf, da gemäß diesem Ausführungsbeispiel der dritte Messstrahl vertikal nach unten ausgerichtet ist und durchgehend von dem Gefäßboden reflektiert wird, sodass kein Sprung in seiner Strahllänge zu erwarten ist.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Getränkeautomaten 100 mit einer Erfassungseinrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Getränkeautomat 100 kann dem in den 1 und 2 gezeigten Getränkeautomaten entsprechen. Lediglich die Erfassungseinrichtung 102 ist abweichend dargestellt, da sie gemäß diesem Ausführungsbeispiel als gekrümmter Clip ausgeformt ist, der beispielsweise optional austauschbar ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung 102 konkav realisiert, sodass die Messstrahlen 202, 204, 206 der Sensoren sich in einem Schnittpunkt schneiden. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung102 konvex realisierbar, sodass die Richtung der Messstrahlen 202, 204, 206 zwar weiterhin eingehalten wird, sich die Strahlen jedoch nicht kreuzen. Die Erfassungseinrichtung 102 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zentral an dem Auslauf 106 des Getränkeautomaten 100 angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Erfassungseinrichtung 102 ein Trägerelement mit einer, hier beispielhaft konkaven Wölbung auf, wobei die Sensoren im Bereich der Wölbung angeordnet sind. Das Trägerelement ermöglicht auch eine elektrische Kontaktierung der Sensoren. Wenn das Trägerelement als ein Halteclip ausgeformt ist, kann es durch einfaches Anklemmen wiederlösbar an dem Auslauf 106 befestigt sein. Dazu weist das Trägerelement gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Fortsatz auf, der sich im montierten Zustand der Erfassungseinrichtung 102 seitlich über einen Rand des Auslaufs 106 hinaus erstreckt und somit von einem Nutzer einfach erreicht werden kann.
Mit anderen Worten sind verschiedene Ausgestaltungsvarianten der Erfassungseinrichtung 102 möglich. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine konkave Ausgestaltungsvariante dargestellt, die beispielsweise bis zu drei Sensoren umfasst. Dabei kann eine flexible Leiterplatte, eine sogenannte Flex-PCB oder eine starre Leiterplatte, eine sogenannte Rigid-PCB, in Verbindung mit einem konkaven Halteclip eingesetzt werden. An einem nach innen gewölbten Bereich des Halteclips können beispielsweise drei Sensoren mit einem Winkel zwischen 10° und 90° in einem beispielhaften Abstand von 2mm bis 55mm angeordnet sein. Somit sind die Sensoren nach innen ausgerichtet sind, sodass die ausgehenden Messstrahlen 202, 204, 206 sich schneiden können oder windschief zueinander verlaufen können. Die zweite Ausgestaltungsvariante ist beispielsweise konvex realisierbar, sodass die Sensoren, beispielsweise wiederum unter Verwendung von Flex-PCB oder Rigid-PCB, in einem Winkel zwischen 90° und 145° und einem Abstand von 2mm bis 35mm angeordnet sind. Dabei sind die Sensoren nach außen gerichtet, da der Halteclip in diesem Fall nach außen, konvex, gewölbt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinrichtung 102 beispielsweise durch Lack, Silikon und/oder Epoxid vor Feuchte geschützt. Somit kann eine Einhausung bzw. ein Spritz- und Feuchteschutz vorgesehen sein, der besondere optische Eigenschaften aufweisen kann, um das Aussenden der Messstrahlen und empfangen der jeweiligen Reflektionen nicht zu beeinträchtigen.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Betreiben eines Getränkeautomaten mit einer an einem Auslauf des Getränkeautomaten angeordneten Erfassungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 600 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem Getränkeautomaten durchführbar, wie er in 5 beschrieben wurde. Das Verfahren umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen optionalen Schritt 601 des Aussendens, einen Schritt 602 des Einlesens und einen Schritt 604 des Bereitstellens. Im Schritt 601 des Aussendens wird der erste Messstrahl mit dem ersten Abstrahlwinkel und der zweite Messstrahl mit dem zweiten Abstrahlwinkel ausgesandt, wobei sich der erste Abstrahlwinkel und der zweite Abstrahlwinkel voneinander unterscheiden. Im Schritt 602 des Einlesens wird ein erstes Abstandsignal eingelesen, das einen ersten Abstand zwischen dem ersten Sensor der Erfassungseinrichtung und dem in einem Ausgabebereich des Getränkeautomaten angeordneten Gefäß repräsentiert. Zusätzlich wird im Schritt 602 des Einlesens ein zweites Abstandsignal eingelesen, das einen zweiten Abstand zwischen dem zweiten Sensor der Erfassungseinrichtung und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die erste Höhenposition aufweist. Optional wird im Schritt 602 des Einlesens ein drittes Abstandsignal eingelesen, das einen dritten Abstand zwischen einem dritten Sensor der Erfassungseinrichtung und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die erste Höhenposition aufweist. Weiterhin wird ein weiteres drittes Abstandsignal eingelesen, das einen weiteres dritten Abstand zwischen dem dritten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die zweite Höhenposition aufweist.
Im Schritt 604 des Bereitstellens wird ein Verstellsignal an eine Schnittstelle zu dem Auslauf des Getränkeautomaten bereitgestellt, um den Auslauf in Fließrichtung von der ersten Höhenposition zu einer zweiten Höhenposition zu verstellen.
Die Schritte 602, 604 können gemäß diesem Ausführungsbeispiel beliebig oft wiederholt werden, sodass im Schritt 602 des weiteren Einlesens ein weiteres erstes Abstandsignal eingelesen wird, das einen weiteren ersten Abstand zwischen dem ersten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, und ein weiteres zweites Abstandsignal eingelesen wird, das einen weiteren zweiten Abstand zwischen dem zweiten Sensor und dem Gefäß repräsentiert, wenn der Auslauf die zweite Höhenposition aufweist.
Das Verfahren 600 umfasst ferner einen Schritt 606 des Bestimmens, in dem die Gefäßform des Gefäßes unter Verwendung der ersten Abstandsignale und der zweiten Abstandsignale bestimmt wird. Genauer gesagt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Schritt 606 des Bestimmens die Gefäßform, ein Gefäßboden, die Gefäßwand, das Gefäßvolumen und/oder eine Gefäßgeometrie des Gefäßes unter Verwendung einer ersten Position des ersten Sensors an dem Auslauf, dem ersten Abstrahlwinkel des von dem ersten Sensors abgestrahlten ersten Messstrahls, einer zweiten Position des zweiten Sensors an dem Auslauf und dem zweiten Abstrahlwinkel des von dem zweiten Sensor abgestrahlten zweiten Messstrahls bestimmt. Ferner wird im Schritt 606 des Bestimmens die Gefäßform des Gefäßes unter Verwendung der dritten Abstandsignale bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine erste Unstetigkeit der ersten Abstandssignale erkannt und unter Verwendung der ersten Unstetigkeit der Gefäßrand bestimmt und/oder eine zweite Unstetigkeit der zweiten Abstandssignale erkannt und unter Verwendung der zweiten Unstetigkeit der Gefäßrand des Gefäßes bestimmt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 600 außerdem einen Schritt 608 des Auswählens eines Getränks, bei dem das Getränk unter Verwendung der Gefäßform ausgewählt wird und ein das Getränk als Getränkevorschlag anzeigendes Anzeigesignal an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung ausgegeben wird. In einem optionalen Schritt 610 des Bewirkens wird nach dem Schritt 606 des Bestimmens ein Ausgabestopp bewirkt, das ein Ende einer Getränkeausgabe bewirkt, wenn sich aufgrund der im Schritt 606 aktuell bestimmten Gefäßform ergibt, dass das Gefäß einen maximalen Füllstand erreicht hat und/oder dass das Gefäß aus dem Ausgabebereich entfernt wird. Somit kann die Gefäßform eine reale Charakteristik des Gefäßes abbilden oder eine aufgrund einer sich in dem Gefäß befindlichen Flüssigkeit oder einer Fehlpositionierung des Gefäßes ergebene verfälschte Charakteristik des Gefäßes darstellen, aus der beispielsweise auf eine Entnahme des Gefäßes geschlossen werden kann.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 104 für einen Getränkeautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die Schritte eines Verfahrens, wie es in 6 beschrieben wurde, durchzuführen oder anzusteuern. Die Vorrichtung 104 kann daher der in 1 genannten Vorrichtung entsprechen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 104 eine Einleseeinheit 700, eine Bereitstelleinheit 702 sowie eine Bestimmeinheit 704 auf. Die Einleseeinheit 700 ist ausgebildet, um das erste Abstandsignal 706, das zweite Abstandsignal 708 sowie das dritte Abstandsignal 710 einzulesen. Das erste Abstandsignal 706 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem ersten Sensor 302 ausgegeben. Analog dazu wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel das zweite Abstandsignal 708 von dem zweiten Sensor 304 und das dritte Abstandsignal 710 von dem dritten Sensor 712 an die Vorrichtung 104 ausgegeben. Die Bereitstelleinheit 702 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Verstellsignal 714 an eine Schnittstelle 716 zu dem Auslauf des Getränkeautomaten bereitzustellen, wie beispielsweise an einen Motor, der das Verstellen des Auslaufs bewirkt. Die Bestimmeinheit 704 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Abstandsignale 706, 708, 710, die beispielsweise die genannten Hypotenusen repräsentieren, sowie der bekannten Positionen und Abstrahlwinkel der Sensoren 302, 304, 712 die zu bestimmende Gefäßform des Gefäßes, also beispielsweise das Volumen des Gefäßes, zu bestimmen. Weiterhin ist die Vorrichtung 104 ausgebildet, um unter Verwendung der Gefäßform ein Anzeigesignal 718 zu bestimmen und an die Anzeigeeinrichtung 110 auszugeben, die beispielsweise als ein berührungsempfindliches Display realisiert ist. Beispielsweise wird unter Verwendung des Anzeigesignals 718 ein für das Gefäß geeignetes Getränk angezeigt, das der Nutzer anschließend auswählen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016107086 A1 [0003]

Claims

Verfahren (600) zum Betreiben eines Getränkeautomaten (100) mit einer an einem Auslauf (106) des Getränkeautomaten (100) angeordneten Erfassungseinrichtung (102), wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte umfasst: Einlesen (602) eines ersten Abstandsignals (706), das einen ersten Abstand zwischen einem ersten Sensor (302) der Erfassungseinrichtung (102) und einem in einem Ausgabebereich (300) des Getränkeautomaten (100) angeordneten Gefäß (108) oder einer Abstellfläche (208) für das Gefäß (108) repräsentiert, und eines zweiten Abstandsignals (708), das einen zweiten Abstand zwischen einem zweiten Sensor (304) der Erfassungseinrichtung (102) und dem Gefäß (108) oder der Abstellfläche (208) repräsentiert, wenn der Auslauf (106) eine erste Höhenposition aufweist; Bereitstellen (604) eines Verstellsignals (714) an eine Schnittstelle (716) zu dem Auslauf (106) des Getränkeautomaten (100), um den Auslauf (106) von der ersten Höhenposition zu einer zweiten Höhenposition zu verstellen; Weiteres Einlesen (602) eines weiteren ersten Abstandsignals, das einen weiteren ersten Abstand zwischen dem ersten Sensor (302) und dem Gefäß (108) repräsentiert, und eines weiteren zweiten Abstandsignals, das einen weiteren zweiten Abstand zwischen dem zweiten Sensor (304) und dem Gefäß (108) repräsentiert, wenn der Auslauf (106) die zweite Höhenposition aufweist; und Bestimmen (606) einer Gefäßform des Gefäßes (108) unter Verwendung der ersten Abstandsignale (706) und der zweiten Abstandsignale (708).
Verfahren (600) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (606) des Bestimmens die Gefäßform unter Verwendung einer ersten Position des ersten Sensors (302) an dem Auslauf (106), einem ersten Abstrahlwinkel (307) eines von dem ersten Sensor (302) abgestrahlten ersten Messstrahls (202), einer zweiten Position des zweiten Sensors (304) an dem Auslauf (106) und einem zweiten Abstrahlwinkel (309) eines von dem zweiten Sensor (304) abgestrahlten zweiten Messstrahls (204) bestimmt wird.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 2, mit einem Schritt (601) des Aussendens des ersten Messstrahls (202) mit dem ersten Abstrahlwinkel (307) und des zweiten Messstrahls (204) mit dem zweiten Abstrahlwinkel (309), wobei sich der erste Abstrahlwinkel (307) und der zweite Abstrahlwinkel (309) voneinander unterscheiden.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (606) des Bestimmens ein Gefäßrand und/oder ein Gefäßboden und/oder eine Gefäßwand und/oder ein Gefäßvolumen und/oder eine Gefäßgeometrie des Gefäßes (108) bestimmt werden.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 4, bei dem im Schritt (606) des Bestimmens eine erste Unstetigkeit der ersten Abstandssignale (706) erkannt und unter Verwendung der ersten Unstetigkeit der Gefäßrand des Gefäßes (108) bestimmt wird und/oder eine zweite Unstetigkeit der zweiten Abstandssignale (708) erkannt und unter Verwendung der zweiten Unstetigkeit der Gefäßrand des Gefäßes (108) bestimmt wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (602) des Einlesens ein drittes Abstandsignal (710) eingelesen wird, das einen dritten Abstand zwischen einem dritten Sensor (712) der Erfassungseinrichtung (102) und dem Gefäß (108) repräsentiert, wenn der Auslauf (106) die erste Höhenposition aufweist; und ein weiteres drittes Abstandsignal eingelesen wird, das einen weiteren dritten Abstand zwischen dem dritten Sensor (712) und dem Gefäß (108) repräsentiert, wenn der Auslauf (106) die zweite Höhenposition aufweist; wobei im Schritt (606) des Bestimmens die Gefäßform des Gefäßes (108) ferner unter Verwendung der dritten Abstandsignale bestimmt wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (608) des Auswählens eines Getränks unter Verwendung der Gefäßform und einen Schritt des Ausgebens eines das Getränk als Getränkevorschlag anzeigenden Anzeigesignals (718) an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung (110).
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (610) des Bewirkens eines Ausgabestopps nach dem Schritt (606) des Bestimmens, das ein Ende einer Getränkeausgabe bewirkt, wenn das Gefäß (108) einen maximalen Füllstand erreicht und/oder wenn das Gefäß (108) aus dem Ausgabebereich (300) entfernt wird.
Vorrichtung (104), die ausgebildet ist, um die Schritte des Verfahrens (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen.
Getränkeautomat (100), der die folgenden Merkmale aufweist: einen höhenverstellbaren Auslauf (106); eine Erfassungseinrichtung (102) mit einer Mehrzahl von Sensoren (302, 304; 712); eine Anzeigeeinrichtung (110); und eine Vorrichtung (104) gemäß Anspruch 9.
Getränkeautomat (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Erfassungseinrichtung (102) ein Trägerelement mit einer Wölbung aufweist, wobei die Mehrzahl von Sensoren (302, 304; 712) im Bereich der Wölbung angeordnet sind.
Getränkeautomat (100) gemäß Anspruch 11, wobei das Trägerelement als ein Halteclip ausgeformt ist, der wiederlösbar an dem Auslauf (106) befestigt ist.
Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (600) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Computer-Programmprodukt auf einer Vorrichtung (104) ausgeführt wird.