ES2307621T3

ES2307621T3 - Metodo y aparato para incluir la identificacion de articulos en un dispositivo de manipulacion de articulos.

Info

Publication number: ES2307621T3
Application number: ES01939400T
Authority: ES
Inventors: Munroe Chirnomas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2008-12-01
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: AU2001276824B2; KR20030019396A; AU7127201A; KR100809986B1; EP1360658A2; EP1287502B1; KR20030045675A; EP1287503A2; AU6492301A; CN1941006A; CN1533556A; CA2410060A1; MXPA02011581A; WO2001095276A2; MXPA02011582A; ATE409931T1; DK1360658T3; AU7583601A; AU2001271272B2; DE60136352D1

Abstract

Un aparato de recuperación de artículos, que comprende: un área de almacenamiento (215) para almacenar artículos en tolvas; un dispositivo para agarrar y extraer artículos (226, 408, 410) para mover un artículo desde el área de almacenamiento a lo largo de una trayectoria hacia un área de recuperación; y un dispositivo de identificación de artículos (254), incluido dentro del aparato de recuperación de artículos y operado a fin de proporcionar la identificación de un artículo mientras el artículo está aun siendo agarrado por el dispositivo para agarrar y extraer artículos, y que se caracteriza porque el movimiento del dispositivo para agarrar y extraer artículos cambia la posición relativa entre el artículo y el dispositivo de identificación de artículos de manera tal que facilite dicha identificación del artículo por el dispositivo de identificación de artículos.

Description

Método y aparato para incluir la identificación de artículos en un dispositivo de manipulación de artículos.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a mejoras en el diseño y funcionamiento de un aparato de manipulación de artículos usado en conjunto con un dispositivo de identificación de artículos, y es particularmente útil en el ambiente de un dispositivo de manipulación de artículos usado en una máquina expendedora.

2. Descripción del arte anterior

La mayoría de los mecanismos de manipulación de artículo del arte anterior, más específicamente referido a la descripción de la presente invención que están en el ambiente de un dispensador de artículos de un punto de venta (POS), se basan en una multitud de motores, interruptores y bobinas para mover varias partes del mecanismo de manipulación, y la manipulación de sus artículos por si mismos, tal como productos envasados. La mayoría de tales máquinas requieren un motor, un interruptor y/o una bobina dedicados para cada fila, columna o tipo de artículo o envase a ser manipulado o dispensado desde estas. Tales máquinas generalmente sufren de numerosas desventajas, tales como poca fiabilidad debida a fallas mecánicas, como es bien conocido por aquellos expertos en este arte.

La patente US 5,240,139 representa una mejora significativa en los dispositivos de manipulación de artículos. Esta describe el uso de un elevador de presión negativa de aire (es decir, mecanismo de manipulación o recuperación de artículos), el cual utiliza la succión, es decir, una presión de aire reducida o llamada "negativa" creada por un vacío parcial, para hacer un contacto seguro con un artículo a ser recuperado entrando por la apertura superior de una tolva de almacenamiento de artículos localizada en una área de almacenamiento refrigerada de una máquina expendedora. Aunque la robótica, y específicamente los mecanismos de elevación de tipo succión son de uso común en los escenarios de las fábricas, donde las limitaciones de espacio son generalmente relajadas, su uso en confines limitados, tal como una máquina expendedora de artículo, no ha ganado una amplia aceptación. Debido a la gran fiabilidad y versatilidad de las máquinas expendedoras del tipo que utilizan la tecnología de succión para agarrar y mover artículos seleccionados, sería deseable desarrollar nuevas técnicas y métodos para el funcionamiento y control de tales máquinas, así como para otros mecanismos de manipulación del artículos más generalizados. Debe señalarse que la identificación de artículos en conjunto con una manipulación de artículos no es proporcionada en esta patente de los Estados Unidos.

La patente U.S. 5,272,321 titulada "Máquina expendedora automática que tiene un lector de códigos de barras e interruptores y columnas codificadas con barras" asignada a Sanyo Electric Co, describe un aparato expendedor para la manipulación de artículos al cual códigos de barras preimpresos han sido aplicados. Durante el funcionamiento en modo de mantenimiento de la máquina (por ejemplo, durante la recarga) un lector de código de barras manual es usado para escanear una hoja preimpresa de códigos de barras que está localizada en el interior de la puerta delantera de la máquina expendedora. La hoja incluye los códigos de barras para la programación de la CPU de la máquina con la identificación de los artículos almacenados en la máquina, la identificación de las columnas de almacenamiento en las cuales esos artículos han sido cargados, y la identificación de cuales interruptores de selección de los usuarios han sido designados para activar la dispensación de un artículo determinado de una columna determinada. Aunque la técnica divulgada en esta patente facilita la rápida y exacta programación de las máquinas expendedoras durante el mantenimiento, no puede evitar la dispensación de un producto incorrecto debido a la carga errónea del producto en la máquina, por ejemplo, tal como debido a la carga a propósito o inadvertidamente de un producto incorrecto en una columna de almacenamiento incorrecta.

La JP 4123192A2 titulada "Dispositivo para evitar la entrega errónea de mercancías de una máquina expendedora" asignado a Sanyo Electric Co, divulga el uso de un lector de código de barras en el extremo de entrada, de la parte superior, de cada columna de almacenamiento de artículos en una máquina expendedora. Durante la recarga de la máquina con artículos, si el lector de códigos de barras en la parte superior de cada columna de almacenamiento de artículos lee un código del producto que no está preprogramado para estar almacenado en esa columna, el controlador de la máquina expendedora opera una puerta la cual evitará que el artículo entre posteriormente en la columna de almacenamiento de artículos. De esta manera, la recarga errónea de las columnas de almacenamiento de artículos es evitada. Sin embargo, sería posible de manera relativamente fácil "trucar" o engañar una máquina expendedora de este tipo mediante, por ejemplo, la desactivación del escáner de códigos de barras en el extremo de entrada de cada columna de almacenamiento, o mediante el sostenimiento de un código de barras falso enfrente del lector durante la recarga de esa columna con un producto diferente, tal vez erróneo y posiblemente inferior.

La JP4123194A2 titulada "Dispositivo para evitar la venta errónea de una máquina expendedora", también asignado a Sanyo Electric Co, incluye un escáner de códigos de barras manual y una hoja de programación de códigos de barras para la programación del controlador de la máquina expendedora durante un modo de puesta en marcha (una técnica similar a aquella señalada anteriormente en la patente U.S. 5,272,321), así como un escáner de código de barras de posición fija localizado justo encima del canal de descarga de salida del producto de la máquina expendedora, para leer el código de barras de identificación del producto durante la dispensación. En el caso que la identificación del artículo dispensado desde una determinada columna de almacenamiento, no se corresponda con el código de barras almacenado en el controlador de la máquina expendedora para el producto que debiera haber sido dispensado desde esa columna de almacenamiento, el controlador de la máquina expendedora opera para suspender la dispensación de los productos desde esa columna de almacenamiento. Al incluir un lector de código de barras en el canal de descarga de salida del producto del dispensador, es significativamente más difícil "trucar" o engañar a la máquina realmacenando intencionalmente la máquina con productos erróneos y posiblemente inferiores. La patente de los Estados Unidos 6,068,156 asignados a Adds, Inc y titulada "Método para controlar un sistema de dispensación de fármacos", también describe el uso de un escáner de códigos de barras posicionado en el canal de descarga de salida de un dispensador de artículos. En este caso, el dispensador de artículos dispensa frascos de medicamentos. Sin embargo, en esta y la anterior patente señalada JP4123194A2, no sería poco común para el escáner de código de barras de posición fija no poder leer e identificar los códigos de barras en los artículos cuando ellos ruedan o voltean en una forma desordenada al pasar el escáner de códigos de barras en el canal de descarga de salida.

La patente U.S. 5,390,711 de Murphey titulada "Método y aparato para hacer conos de nieve", divulga una máquina expendedora del tipo para el almacenamiento de artículos en columnas de almacenamiento de artículos. En una realización las columnas están orientadas verticalmente y dispensan vasos de papel, los cuales incluyen una única secuencia de códigos de barras preimpresos sobre ellos, a un área de recuperación del usuario donde los vasos de papel son llenados con hielo triturado saborizado. En una realización alternativa, las columnas de almacenamiento de artículos están sustancialmente horizontales y el aparato dispensador sustancialmente comprende un alambre en espiral (es decir, una máquina expendedora de "espiral" convencional). En ambas realizaciones un lector de código de barras de posición fija esta localizado en el extremo de dispensación de cada columna de almacenamiento de artículos, para identificar el artículo el cual está a punto de ser dispensado. En el caso de que el código de barras del artículo que está a punto de ser dispensado no es correcto o no es leído, la operación de dispensación es automáticamente suspendida, cualquier dinero insertado en la máquina es devuelto, y el usuario es notificado de que la máquina esta ahora inoperable o vacía. En el caso de que el operador de la máquina expendedora trate de "trucar" o engañar a la máquina manipulando el lector de código de barras o su activación, una sobretensión de voltaje es proporcionada a los circuitos de control de la máquina expendedora, la cual destruye de manera efectiva el circuito de control y hace la máquina inoperable. De manera algo similar a la JP4123194A2 anteriormente señalada, el lector de código de barras de posición fija puede tener dificultades leyendo los códigos de barras del artículo, especialmente si el artículo está posicionado inapropiadamente en la columna de almacenamiento, tal como que el paquete esté rotacionalmente desplazado a 90, 180 o 270 grados.

La patente U.S. 5,713,487 de Coughlin, titulada "Verificación de medicamentos en un sistema de dispensación automático", es representativa de una clase de patentes dirigida a evitar la dispensación errónea de productos (tales como frascos de medicamentos o de casetes de vídeo), debido a la carga inapropiada del área de almacenamiento. Estas patentes muestran el uso de un lector de código de barras montado en un brazo manipulador controlado por un ordenador usado para recuperar los artículos del área de almacenamiento. Cada artículo almacenado, o su envase, incluye un código de barras de identificación preimpreso. Cuando el controlador de la máquina mueve el brazo manipulador de manera tal que recupera un producto almacenado, el lector de código de barras es operado de manera tal que escanea el código de barras en el artículo, y si el código de barras no se corresponde con el código de barras del artículo el cual se espera este en esa localización de almacenamiento (en concordancia con la preprogramación del controlador de la máquina), la operación de dispensación es suspendida y el usuario de la máquina es notificado de un problema. Si, sin embargo, el código de barras es correcto, el artículo es dispensado. También es conocido que cuando la máquina no está expendiendo artículos, el controlador puede operar el brazo manipulador en un modo de "chequeo", donde el código de barras en un artículo almacenado en cada localización del área de almacenamiento es escaneado y luego chequeado (comparado) con el código de identificación del articulo almacenado en la memoria del controlador. Los artículos almacenados inadecuadamente, son de esta manera, pre-identificados, y no serán dispensados. Una desventaja de estos tipos de sistemas es que el lector de códigos de barras y las conexiones eléctricas sufren estrés debido a los muchos ciclos de movimiento del brazo manipulador, ya que el lector de código de barras está montado en el brazo manipulador. Además, este tipo de posicionamiento del lector de código de barras puede reducir la fiabilidad del dispositivo de lectura de los códigos de barras, y también introduce complejidad mecánica y electrónica en su construcción, debido a la necesidad de proporcionar conexiones eléctricas a un lector de código de barras móvil. Incluso también, posicionando el lector de código de barras en el brazo manipulador, se imponen restricciones a la "vista" proporcionada al lector cuando el brazo manipulador es avanzado hacia el artículo a ser recuperado, conduciendo a un aumento de la probabilidad de que el código de barras del artículo no pueda ser leído adecuadamente.

Para completar, la patente U.S. 6,029,851 asignada a Imaging Technologies Ltd y titulada "Aparato para almacenamiento y dispensación de artículos". Esta patente describe un dispensador para cartuchos de tinta o de impresoras el cual incluye un puerto de entrada para recibir cartuchos de tinta usados en el dispensador, para propósitos de reciclaje. Una cámara montada en una localización fija a lo largo de la entrada que va hacia el área de almacenamiento para reciclaje de la máquina usa el "reconocimiento de forma/patrón" para identificar los cartuchos de tinta retornados. Esta técnica de identificación de artículos sufre del mismo problema de patentes antes señaladas, específicamente que el artículo puede pasar por el dispositivo de identificación de artículos donde su forma/patrón pueda no ser identificada/reconocida.

Objetos de la invención

En consecuencia, uno de los objetos generales de la presente invención es proporcionar nuevas técnicas y métodos para el diseño, funcionamiento y control de los mecanismos de manipulación de artículos.

La US-A-4,812,629 divulga una máquina expendedora de casetes de video que tiene un área de almacenamiento para almacenar una pluralidad de casetes de vídeo en los compartimentos respectivos. Un dispositivo para agarrar y extraer artículos extrae un casete de vídeo de una localización de almacenamiento y lo entrega a un área de recuperación para dispensar a un usuario. Cada casete lleva un código de barras el cual es leído por un lector de código de barras en un dispositivo para agarrar y extraer artículos.

La US-A-5,139,384 divulga también un aparato de recuperación de artículos el cual comprende un área de almacenamiento para almacenar los artículos, por ejemplo, casetes de vídeo. Los artículos son agarrados y extraídos del área de almacenamiento por un dispositivo para agarrar y extraer artículos y entregados a una cinta transportadora. La cinta transportadora entrega el casete de vídeo extraído a un puerto de dispensación. La cinta transportadora tiene un dispositivo de identificación de artículos para leer el código de identificación en un casete de vídeo.

La US-A-6,006,946 divulga un sistema para dispensar píldoras el cual incluye una unidad de estanterías en un arreglo que sostiene un número de contenedores para productos a granel que cada uno sostiene una cantidad a granel de píldoras. Un robot controlado por ordenador remueve un contenedor para productos a granel seleccionado y lo coloca en un contador que dispensa las píldoras. El robot tiene un brazo con una porción de extremo libre que puede agarrar un contenedor para productos a granel o una simple botella a ser llenada con píldoras. El robot es controlado por un ordenador para recuperar una botella vacía, colocarla sobre una etiqueta de impresión y una unidad de aplicación luego la coloca próxima al contador para recibir la medicina y luego colocar la botella etiquetada y llenada en una cinta transportadora para la entrega a un puerto de dispensación. En el puerto de dispensación la botella es escaneada por un operador usando un escáner.

De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato de recuperación de artículos, que comprende:

un área de almacenamiento para almacenar artículos en tolvas;

un dispositivo para agarrar y extraer artículos para mover un artículo desde el área de almacenamiento a lo largo de una trayectoria hacia un área de recuperación; y

un dispositivo de identificación de artículos, incluido dentro del aparato de recuperación de artículos y operado a fin de proporcionar la identificación de un artículo mientras el artículo está aun siendo agarrado por el dispositivo para agarrar y extraer artículos, y que se caracteriza porque el movimiento del dispositivo para agarrar y extraer artículos cambia la posición relativa entre el artículo y el dispositivo de identificación de artículo de manera tal que facilite dicha identificación del artículo por el dispositivo de identificación de artículos.

Una realización ilustrada de un aparato de dispensación de artículos es realizada, por ejemplo, como una máquina expendedora, que incluye un dispensador de manguera de succión posicionado controlablemente para recuperar artículos de un área de almacenamiento. En una realización, el dispensador de artículos comprende un área de almacenamiento para almacenar los artículos a lo largo de al menos un eje longitudinal en una pila, un dispositivo de dispensación de artículos para mover el artículo final desde la pila de artículos en el área de almacenamiento a lo largo de una trayectoria hacia un área de recuperación, y un dispositivo de identificación de artículos, montado dentro del aparato de recuperación de artículos. El dispositivo de dispensación de artículos mueve el artículo en un patrón predeterminado al pasar el dispositivo de identificación de artículos, a fin de proporcionar la identificación del artículo que esta siendo movido.

Breve descripción de las figuras

La Fig. 1 es una vista frontal en perspectiva de una máquina expendedora construida y que opera de acuerdo con los principios de la invención.

Las Fig. 2 y 3 son vistas frontales en perspectiva de la máquina expendedora de la Fig. 1, con la puerta delantera abierta, a fin de ilustrar los principales componentes mecánicos y eléctricos en ella.

La Fig. 4 es un diagrama funcional en bloque para ilustrar la cooperación de los principales componentes mecánicos y eléctricos en la máquina expendedora de la Fig. 1.

Las Fig. 5, 6 y 7 muestran un mecanismo de guía telescópica de un mecanismo de accionamiento.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención

La Fig. 1 ilustra un ambiente de la invención descrita aquí, en la forma de un dispensador de artículo, tal como un dispensador de un punto de venta (POS). Aunque a todo lo largo de la siguiente descripción, se hace referencia a la implementación de la invención de un ambiente de una máquina expendedora, se pretende que el término "máquina expendedora", y, de hecho, el ambiente para la presente invención, incluya aparatos para dispensar, recuperar y/o manipular artículos de propósito más general, así como equipamiento de POS. Tal equipamiento, si es realizado como un dispositivo portátil puede comprender y ser de alrededor del tamaño de una máquina expendedora tradicional o tan grande como un remolque halado por un tractor, y si es realizado como un dispositivo no portátil pudiera comprender y ser realizado como una cámara de dispensación automatizada o un área situada en una estructura permanente, tal como en un edificio (sobre la superficie del suelo o bajo la superficie del suelo, y con o sin paredes interiores o un armario cerrado). Además, se pretende que el término "artículos" o "productos" incluyan al menos alguna de las realizaciones de la invención descrita aquí, no sólo productos, sino también servicios e/o información, ya sea en forma permanente o temporal.

En consecuencia, la Fig. 1 ilustra una vista en perspectiva de una máquina expendedora 10, que comprende una realización de un aparato el cual es construido y operado de acuerdo con la presente invención. La máquina expendedora 10 incluye una armario principal 12 y una puerta frontal 14 montada sobre una bisagra 16 para proporcionar el acceso al interior de la máquina expendedora para darle servicio (para recargar con artículos, mantenimiento, etc.) Se debe señalar, en una realización adicional de la máquina expendedora, un puerto o puerta de servicio que podría ser posicionada en cualquier lugar en o como una parte del armario 12. En la Fig. 1, la puerta frontal 14 es mostrada en una posición cerrada, formando un recinto con el armario principal 12, dentro del cual varios componentes de la máquina expendedora 10 están alojados, como se explica en más detalle a continuación.

La puerta frontal 14 incluye una sección de forma convexa 18 adyacente a una sección plana 20, sin embargo, estas formas particulares no son necesarias para la invención. La sección de forma convexa 18 comprende un panel visualizador de plástico translúcido 18, el cual típicamente tiene un nombre comercial y/o logotipo gráfico visualizado en él, y pudiera incluso incluir gráficos los cuales ilustran los artículos individuales que son vendibles por la máquina expendedora 10, así como el precio y/o información para la selección de los artículos. El panel 18 es típicamente iluminado desde la parte trasera usando bombillas fluorescentes, no mostradas.

Un área de recuperación del usuario 22 es formado en el panel 18 de la puerta 14 a fin de que los artículos almacenados allí puedan ser descargados para un usuario de la máquina expendedora 10.

Varios componentes de la interfaz de usuario están montados en la sección plana 20 de la puerta 14. Un visualizador del usuario 24 puede ser un panel de visualización de LED o fluorescente convencional para visualizar varios puntos de información para un usuario de la máquina 10, tal que la retroalimentación para el usuario de la selección hecha, la cantidad pretendida, y si el producto esta agotado o está siendo vendido. Para aceptar pagos, una ranura aceptora de billetes 26 acepta papel moneda en un mecanismo aceptor de billetes convencional (montado dentro de la máquina 10 a fin de tener una porción de interfaz de usuario extendida a través de una apertura alineada en la sección plana 20) para comprar artículos o para hacer el cambio. Una ranura de inserción de monedas 28 acepta monedas en un cambiador de monedas convencional (también montado dentro de la máquina 10 a fin de tener una porción de interfaz de usuario extendida a través de una apertura alineada en la sección plana 20) para comprar artículos o para hacer el cambio. Un accionador de retorno de moneda 30 comprende un mecanismo pulsador convencional para activar una porción de retorno de monedas del mecanismo cambiador de monedas, el cual, después del accionamiento retorna las monedas insertadas por el usuario actual, a una cavidad de retorno de monedas 32. La porción de retorno de monedas del mecanismo cambiador de monedas también proporciona cambio a la cavidad de retorno de moneda 32, ya sea en respuesta a la compra de artículos o para hacer el cambio para papel moneda o monedas grandes. Una ranura 34 de tarjeta de crédito/débito acepta una tarjeta de plástico de crédito/débito insertada en un mecanismo lector de tarjetas convencional (también montado dentro de la máquina 10 a fin de tener su porción de interfaz de usuario extendida a través de una apertura alineada en la sección plana 20) para permitir a un usuario pagar por las compras a través de tarjetas de crédito/débito. Un mecanismo de bloqueo de puerta 36 permite que la puerta frontal 14 sea asegurada a fin de que no pueda ser abierta sin una llave. Para permitir las selecciones del usuario, el panel visualizador 18 puede incluir gráficos, como se señaló anteriormente, el cual indica los varios artículos vendibles por la máquina, así como el precio asociado y el número único de selección. Alternativamente, la sección plana 20 pudiera incluir un grupo visualizadores de artículos gráficos y su precio asociado. Un mecanismo de teclado de botón pulsador convencional 38 está proporcionado para permitir a un usuario seleccionar un artículo deseado desde la máquina expendedora 10. Alternativamente, el mecanismo de botón pulsador 40 podría incluir botones pulsadores individuales para cada selección de artículo, así como un visualizador de precios asociado; e incluso además, una pantalla táctil operada por el usuario podría reemplazar el mecanismo de botón pulsador 40 y el visualizador 24. Aunque no se muestra en la Figura 1, la máquina 10 también incluye un componente de telecomunicaciones convencional que puede ser usado para autenticar las compras con tarjeta de crédito, así como otros usos relacionados con el control de la máquina y para reportar el inventario y el estado operacional de la máquina 10 a una ubicación remota, como se describe en más detalle más adelante. Aunque la máquina expendedora 10 esta ilustrada para incluir los componentes de interfaz de usuario descritos anteriormente, en una realización más sencilla de la invención, la mayoría, si no todos, de estos componentes de interfaz de usuario podrían ser omitidos, y el dispensador pudiera de hecho ser controlado desde una localización remota, con o sin un sistema de pago local.

La Fig. 2 es una vista frontal en perspectiva de la máquina expendedora de la Fig. 1, con la puerta frontal abierta, a fin de ilustrar los principales componentes mecánicos y eléctricos en ella. La Fig. 3 es una versión algo idealizada de los principales componentes de la porción del mecanismo de manipulación de artículos de la máquina expendedora 10, y es útil para comprender su funcionamiento general. Se señala que algunas porciones de la máquina expendedora 10 son mostradas en estas Figuras en corte para ilustrar mejor los componentes interiores.

Con referencia primero a la Fig 2, se señala que la porción derecha de la parte frontal del armario 12 incluye un panel de soporte montado verticalmente 202 el cual es usado para montar la mayoría de los componentes de la interfaz de usuario. Más concretamente, un soporte de montaje abisagrado 204 está montado en el panel 202 y alineado con una abertura en la puerta 14 a fin de que los componentes de la interfaz de usuario, tal como el teclado de botones de selección 40, la ranura de inserción de monedas 30, la ranura aceptora de billetes 28, el retorno de monedas 32, y el visualizador para usuarios 24, sean todos accesibles al usuario desde la parte frontal de la puerta 14. Montados en el interior de la puerta 14 están dos fuentes de luz de bulbos fluorescentes las cuales emiten luz para la iluminación trasera del panel 18. Las fuentes de luz de bulbos fluorescentes están detrás de cubiertas protectoras 206 a fin de proporcionar seguridad (protección contra el vandalismo), el cual es deseable como resultado de las aberturas en la estructura de la puerta 14, las cuales permiten la inserción de los bulbos fluorescentes. También montado en el interior de la puerta frontal 14 esta un balastro 208 para los bulbos fluorescentes, y un canal de descarga de entrega de productos 210 ... Es señalado que el canal de descarga de entrega del productos 210 es poco convencional ya que es extremadamente alto, y, por lo tanto, sirve como medida de seguridad para prevenir el acceso no autorizado a la máquina mediante la inserción de un brazo u otro mecanismo para agarrar en el área de recuperación del usuario 22 desde fuera de la máquina. En máquinas expendedoras típicas del arte anterior, una puerta de seguridad oscilante es usualmente encontrada en la parte superior del canal de descarga 210, la cual oscila hacia una posición de bloqueo al vandalismo cuando el usuario empuja la puerta oscilante en la entrada hacia el área de recuperación de productos 8. En una realización adicional de la máquina expendedora 10, tal puerta de seguridad oscilante pudiera ser usada en conjunto con el canal de descarga de entrega de productos 210, especialmente si el canal de descarga 210 no es tan alto como el ilustrado en la Figura 2 y también si el área de recuperación de productos 22 está localizada más arriba en la máquina 10. Montado detrás de un soporte de montaje abisagrado 204 está un mecanismo aceptor de billetes convencional para provocar que el papel moneda insertado en la ranura aceptora de billetes 28 sea retirado dentro de la máquina expendedora 10, un cambiador de monedas convencional suministra monedas a la ranura de retorno de monedas 34 y está localizado detrás del panel, una guía de monedas guía las monedas insertadas en el cambiador de monedas, y un validador de billetes convencional valida la adecuada inserción del papel moneda en la ranura del aceptor de billetes 28.

Un tablero de control 212 comprende un tablero de circuito impreso en el cual el circuito esta formado y al cual los chips de circuito integrado están unidos. El tablero de control 212 incluye un microprocesador que está eléctricamente conectado a varios sensores, motores, los elementos de la interfaz de usuario descritos anteriormente, así como otros dispositivos dentro de la máquina expendedora 10, para controlar el funcionamiento de la máquina expendedora 10 como se describe en más detalle más adelante o de conjunto con la Fig.4. Cuando se hace referencia en esta descripción al desempeño de funciones especificas del tablero de control 212, será entendido que esas funciones están controladas por el microprocesador y el circuito asociado formado en el tablero de control 212. Un suministro de energía 214 está montado en el panel 202 y suministra energía para los componentes eléctricos de la máquina expendedora 10.

Con referencia ahora también a la Fig. 3, es evidente que el volumen del interior del armario 12 está habilitado como un área de almacenamiento de artículos 215. En la realización ilustrada, una pluralidad de tolvas de almacenamiento de artículos verticalmente alineadas 216 están dispuestas en el interior del piso 217 del armario 12, para almacenar artículos 223 a ser expendidos por la máquina 10. En un ambiente refrigerado para la presente invención las tolvas pudieran ser dispuestas para asentarse sobre una plataforma posicionada sobre el sistema de refrigeración.

Un contenedor abierto en su parte superior 219 puede ser dimensionado para sostener una pluralidad de tolvas de almacenamiento de artículos 216 en él, y usado, por ejemplo para facilitar la manipulación simultánea (es decir, la remoción, instalación y transportación) de la pluralidad de las tolvas 216 dentro/fuera del área de almacenamiento de artículos 215. El contenedor 219 también facilita el posicionamiento rápido y exacto de una pluralidad de tolvas de almacenamiento de artículos dentro del área de almacenamiento del aparato de manipulación de artículos. Un carro 218 (el cual puede ser más generalmente referido como un mecanismo de posicionamiento plano o X-Y) es acoplado en el lado superior interior del armario 12 y está adaptado para estar posicionado de manera controlable por la porción del tablero de control 212 de la máquina 10, a una localización centrada sobre (a fin de ser alineado con) el extremo superior abierto de una tolva seleccionada de las tolvas de almacenamiento de artículos 216.

Aunque la alineación vertical (eje Z) de las tolvas de almacenamiento de artículos 216 es mostrada, la alineación no vertical, es decir, inclinada o incluso horizontal (eje X o Y) de las tolvas puede también ser posible (tal como se encuentra en la bien conocida máquina expendedora de frente de vidrio del tipo que usa un aparato para dispensar de tipo "alambre en espiral"). En el caso de la alineación sustancialmente horizontal de las tolvas de almacenamiento, el mecanismo de posicionamiento plano será apropiadamente cambiado para posicionar el carro 218 para el movimiento en el plano X/Z o Y/Z. De hecho, un plano curvilíneo, tal como un cilindro, es también considerado que se encuentra dentro del alcance de la presente invención. La combinación de las pilas de productos alineados de forma sustancialmente horizontal con un mecanismo de transporte de artículos controlado roboticamente el cual se mueve en un plano vertical adyacente a los extremos de dispensación de las pilas de productos, es conocida, por ejemplo, en la patente U.S. 6,230,930 concedida el 15 de Mayo de 2001 y titulada "Método y aparato para expender productos", y en la publicación de la patente U.S. 2001/0000609 publicada el 3 de Mayo de 2001. El uso de un plano curvilíneo para el transporte de artículos es conocido, por ejemplo, en el arte de expender casetes de vídeo, donde los casetes de vídeo son apilados en una manera orientada hacia el exterior en un carrusel de almacenamiento central, y una pinza robótica rodea el carrusel. Además, aunque las tolvas de almacenamiento de artículos 216 se muestran para estar a temperatura ambiente, las tolvas 216 podrían, de hecho, estar posicionadas en un ambiente refrigerado, tal como un congelador ubicado en la parte inferior del área de almacenamiento 217, y el mecanismo transportador de artículos entrar en la tolva por un abertura superior del congelador, tal como se muestra y describe en la patente antes señalada U.S. 5,240,139. Alternativamente, en el caso de que el ambiente refrigerado fuera del tipo que incluye una alineación sustancialmente horizontal de las tolvas de almacenamiento, una abertura verticalmente orientada podría ser usada para proporcionar el acceso al extremo de dispensación de las tolvas de almacenamiento de artículos.

En el ambiente de la presente invención, una manguera de aire 220 es continua desde un punto antes de su salida desde un área de almacenamiento de la manguera 222 encima de rodillos posicionados ortogonalmente 213, a su extremo libre 221. El extremo libre 221 incluye una porción lastrada 225 en combinación con una porción de punta de extensión de fuelle 227. Dependiendo de las características físicas de los artículos a ser dispensados, el cabezal de recolección de artículos 224 puede comprender sólo la porción lastrada 225, o esta porción en combinación con un accesorio específicamente adaptado al tipo de paquete a ser dispensado, tal como la punta de fuelle 227 o una punta elástica sin lastre. La manguera 220 tiene un extremo acoplado a una fuente de presión de aire negativa, es decir, succión, dicha fuente de succión comprende en la realización preferida un motor succionador 226, y un extremo libre, acoplado al cabezal de recolección de artículos 224. En la presente invención, la palabra continua se entiende que significa una manguera que está conectada y actúa entre sus dos puntos extremos, a fin de realizar las funciones requeridas por ella, como una manguera unitaria/única. Una porción de manguera de aire 235 proporciona la succión desde el motor succionador 226 hacia un puerto de una caja de conexión de aire 229, mientras la manguera continua 220 está conectada a un segundo puerto de la caja de conexión de aire 229. La caja de conexión de aire 229, incluida en una porción superior del área de almacenamiento de la manguera 222, incluye un sensor de flujo de aire y un conjunto igualador de presión. El sensor de flujo de aire es usado para desarrollar una señal la cual es aplicada al controlador de la máquina expendedora y es representativa del flujo de aire a través de la manguera de aire 220. El conjunto igualador de presión es usado para llevar rápidamente la presión del aire en la manguera 220 a la presión ambiente, facilitando de esta manera la "liberación rápida" de un artículo transportado por el cabezal de recolección de artículos, dentro del canal de descarga de dispensación 210. Se señala que una liberación rápida de los productos no tiene que ocurrir en la parte superior del canal de descarga de dispensación 210, y en caso de que sea deseable evitar someter el artículo a fuerzas la cuales resulten del choque o la caída, el cabezal de recolección de artículos podría avanzar a la parte inferior del canal de descarga de dispensación 210 antes de proporcionar la liberación rápida del articulo. En una realización, el dispositivo sensor de flujo de aire puede comprender un interruptor de dos partes, una primera parte incluye un interruptor de laminas montado en una porción de la parte superior de la caja 229, y una segunda parte incluye un imán montado en el extremo libre de un brazo oscilante montado dentro de la caja 229. Cuando el brazo oscila dentro de la caja 229, debido a los cambios en el flujo de aire el interruptor se "dispara", indicando de esta manera cambios en el flujo de aire. El uso de esta señal de flujo de aire será descrita en más detalles más adelante.

En el ambiente de la presente invención, como es mostrado generalmente en la Fig. 3, un nuevo arreglo de posicionamiento de la manguera es proporcionado para alinear el carro 218 con una tolva seleccionada de las tolvas 216. Este alineamiento es realizado en la dirección frontal/trasera (Y) usando una corredera lineal frontal/trasera 228 (que se muestra en una vista en corte) montada a una viga 230 frontal/trasera en forma de "L" a fin de que el carro 218 puede ser posicionado de manera controlable a todo lo largo usando la corredera 228. Una porción del borde inferior de la viga 230 incluye una porción de cremallera 232 y el carro 218 incluye un motor eléctrico 233 y un piñón (no se muestra), el cual engrana con la porción de cremallera 232. La aplicación de señales de control del motor hacia delante y hacia atrás desde el tablero del control 212 al motor 233 provoca que el carro 218 sea accionado en las direcciones frontal/trasera. La alineación del carro 218 en la dirección izquierda/derecha (X) se logra de una manera similar, usando una corredera lineal izquierda/derecha 234, la cual acopla de manera deslizable la parte superior de la viga frontal/trasera 230 a la parte inferior de cada una de las vigas izquierda/derecha separadas 236a y 236b. Las vigas 236a y 236b están unidas rígidamente a la porción interior superior del armario 12. Una cremallera 238, también rígidamente unida a la porción interior superior del armario 12 y en paralelo con las vigas 236, es engranada por un piñón 240 accionado por un motor reversible 243 montado cerca de la esquina interior de la viga 230. La aplicación de señales de control del motor hacia delante y hacia atrás desde el tablero del control 212 al motor 243 provoca una rotación del engranaje 240 y un movimiento correspondiente de la viga 230 y por lo tanto del carro 218 en las direcciones izquierda/derecha (X). En una realización alternativa la porción del mecanismo de posicionamiento que comprende las vigas 236a y 236b podría ser realizada como un soporte de apoyo que tiene aristas rebordeadas opuestas, y las correderas lineales 234 pudieran comprender cada una un apoyo fijo a la viga (230) e incluir un juego de rodillos posicionados ortogonalmente para engranar los lados ortogonales de una respectiva de las aristas rebordeadas 239a y 239b.

Se señala que aunque el conjunto del carro 218 solo se mueve en un único plano, este es responsable de posicionar de manera precisa el cabezal de recolección 224 en cada una de las direcciones X, Y y Z. Más específicamente, como se muestra en las Fig 5 y 6, el carro 218 incluye un arreglo de rodillos el cual comprende tres rodillos 504 posicionados ortogonalmente en el punto donde la manguera 220 entra al carro 218, para reorientar el movimiento de la manguera 220 desde una dirección substancialmente horizontal a lo largo de la porción interior superior de la máquina 10 (es decir, en la dirección X, Y), a una dirección perpendicular a esta (es decir, en la dirección Z). El movimiento del carro 218 no moverá solamente el extremo libre 221 de la manguera 220 de manera que pueda ser alineado axialmente con una tolva seleccionada de las tolvas 216, sino que también retraerá automáticamente la manguera 220 del área de almacenamiento de la manguera 222. Después de esto, un mecanismo de accionamiento de la manguera el cual puede comprender una serie de "rodillos tensores" 506 operados convencionalmente accionados por un motor reversible 508 a través de una serie de engranajes 510 (lo cual en la realización ilustrada) está montado en el carro 218, pero en una realización adicional el motor 508/los rodillos 506 (o algún otro mecanismo de accionamiento, tal como un brazo articulado, puede ser montado a fin de actuar en algún otro lugar a lo largo de la longitud de la manguera 220) es usado para el accionamiento del cabezal de recolección 224 dentro/fuera de la tolva seleccionada 216 para recuperar los artículos almacenados en el mismo.

Este arreglo, donde la manguera 220 viaja en el mismo plano X, Y que viaja el carro 218, facilita una realización compacta del mecanismo de accionamiento y posicionamiento de la manguera para la presente invención. Además, debido a que el movimiento del carro es responsable de suministrar la mayoría de las fuerzas necesarias para retraer la manguera 220 del área de almacenamiento 222, el motor de accionamiento en Z sólo es necesario para accionar la manguera para provocar que su extremo libre viaje dentro/fuera de la tolva 216 para la recuperación de los artículos. Se señala que los rodillos tensores 506 deberían comprender un material blando de goma a fin de proporcionar un buen contacto de fricción con la manguera 220, y si la manguera 220 es corrugada, los rodillos 506 podrían tener corrugaciones correspondientes/coincidentes. En la realización ilustrada, ha sido determinado que dos rodillos de accionamiento no son necesarios, y en consecuencia sólo uno de los rodillos tensores está accionado por el motor 508, mientras que un muelle (no mostrado) es usado para impulsar a los otros rodillos hacia el rodillos de accionamiento, tensando y accionando de esta forma la manguera 220 entre estos.

Una sostenedor de las tolvas 260, mostrado en la Fig. 2, que comprende un par de soportes rectangulares asegurados de manera separada en las paredes laterales interiores opuestas del armario 12, es usado para mantener las tolvas situadas entre estas en una posición predeterminada en relación con el interior del armario de la máquina expendedora. Esto es necesario en vista de la pre-programación del tablero de control 212 el cual controla la estructura robótica para recuperar un artículo seleccionado de una tolva seleccionada de las tolvas 216.

También es mostrado en las Figuras 5 y 6, y en más detalle en la Fig. 7, un mecanismo de guía telescópica 550 para asegurar que, cuando el cabezal de recolección 224 es descendido por el mecanismo de accionamiento en el carro 218 hacia el área de almacenamiento, cae en la tolva deseada de las tolvas 216. Por ejemplo, dependiendo del material usado para la construcción de la manguera 220, es posible que durante largos períodos de tiempo cuando la manguera 220 no es reposicionada, el giro de 90º en la dirección de la manguera el cual tiene lugar en el carro 218 pueda formar un "acodadura" significativa en la manguera 220. Después de esto, como la manguera 220 es descendida en una tolva seleccionada 216, la acodadura puede causar que el cabezal de recolección 224 oscile cuando la acodadura de la manguera se mueve pasando los rodillos de accionamiento 506. Con el fin de evitar tales oscilaciones o movimientos indeseables del cabezal de recolección 224, el mecanismo de guía 550 es proporcionado y comprende una placa guía 552 fijada en el extremo de dos barras de soporte de deslizamiento 554. Como se muestra más claramente en la Figura 7, las barras de soporte 554 se deslizan a través de los agujeros en un bloque de plástico 556 (PVC, es decir, policloruro de vinilo) asegurado a una porción de pared del carro 218. La placa 552 está construida a fin de tener un agujero en el centro de la misma el cual está dimensionado para ser ligeramente mayor que el diámetro de la porción de cuerpo del cabezal de recolección 224, pero inferior al diámetro de una porción de cuello del mismo. En consecuencia, en el funcionamiento cuando el cabezal de recolección 224 es descendido hacia una tolva deseada, las varillas de soporte 554 permiten que la placa de soporte 552 caiga, debido a la gravedad, con la misma velocidad que el cabezal de recolección 224 es descendido desde el carro 218. A una altura por encima de la parte superior de la tolva 216, y determinado por la longitud de las barras de soporte 554, la placa 552 no se aleja más del carro 218 y el agujero en el centro de la misma simplemente proporciona orientación para el resto del descenso del cabezal de recolección 224 hacia la tolva 216 seleccionada. Cuando el cabezal de recolección 224 es retirado de la tolva, después de haber asegurado un paquete a él debido a la fuerza de succión creada dentro de la manguera 220, el cabezal de recolección 224 eventualmente contacta con la placa guía 552 y luego para el resto de su viaje de ascenso, la retracción de la manguera 220 también proporciona la retirada de la placa guía 552.

Como es mostrado más claramente en la Fig. 7, las varillas de soporte 554 comprenden varillas que tienen agujeros roscados en cada extremo, en los cuales un tornillo de máquina se puede insertar. En la parte superior de las varillas 554 la cabeza del tornillo forma una porción de cuello que impide a las varillas 554 caigan completamente a través de los agujeros en el bloque 556, y en la parte inferior de las varillas 554 los tornillos aseguran la placa 552 a las varillas. Como también se muestra en la Fig. 14b, la placa 552 incluye un aro de protección sobre el agujero en ella, para evitar daños y reducir el desgaste de la manguera 220 cuando viaja a través de la placa 552. Se señala que la altura del aro es preferiblemente mayor que el espaciamiento entre las vueltas adyacentes de la estructura de soporte en espiral de la manguera 220. Además, se señala que la manguera 220 es preferiblemente construida de una porción en espiral fuerte, flexible que funciona como la columna vertebral para dar la forma de la manguera, formada co-extensiblemente con un material plástico flexible y hermético que extiende las vueltas adyacentes de la porción en espiral.

Como fue señalado previamente, ya que la manguera 220 está formada por un material continuo desde su conexión con la fuente de succión en un extremo y al cabezal de recolección 224 en su otro extremo, son necesarios medios para proporcionar la retracción y/o el almacenamiento de la manguera durante el viaje del cabezal de recolección 224 en las direcciones X, Y y Z, cuando proceda, durante las operaciones de dispensación del artículo.

En consecuencia, como se muestra en la Fig. 3, colocar una pared interior 246 paralela y adyacente a una pared exterior 248 del armario 12 es usada para formar el área de almacenamiento de la manguera 222 entre ellas. El área de almacenamiento de la manguera 222 tiene un área de la sección transversal la cual es ligeramente mayor que el área de la sección transversal del bucle de la manguera formado allí. Las paredes 246 y 248 se muestran parcialmente en corte a fin de ilustrar un mecanismo de retracción/tensor de bucles de auto retracción alimentado por gravedad 250 formado en la manguera 220. El tensor de bucles 250 se ve limitado para el movimiento dentro del área de almacenamiento de la manguera 222, y está hecho de alguna manera de auto-retracción al comprender un lastre de balanceo 252 que tiene una ranura 253 a lo largo de su periferia con el fin de proporcionar un centrado constante del lastre dentro del área de almacenamiento de la manguera 222 y para proporcionar una tensión "formadora de bucles" constante en la manguera 220. Además, centrar el lastre de balanceo ranurado 252 dentro del área de almacenamiento de la manguera 222 resulta en centrar la manguera 220, impidiendo de esta manera que la manguera 220 roce con las paredes del área de almacenamiento de la manguera 222 durante el reposicionamiento X, Y y Z del cabezal de recolección 224. Con el fin de evitar la unión de la manguera 220, el lastre de balanceo 252 es dimensionado a fin de ser ligeramente más grande que el diámetro de la manguera 220 y la dimensión del ancho del área de almacenamiento de la manguera 222 es dimensionado para ser sólo ligeramente más grande que la dimensión del ancho del lastre de balanceo 252. La cantidad específica de lastre usado para el lastre de balanceo 252 es un asunto de la elección del diseño, y depende de varios factores, tales como el peso de los artículos a ser movidos, la fuerza de los motores usados para accionar la manguera en la dirección Z, etc. En una realización adicional, puede ser deseable acoplar el lastre 252 a una menor porción inferior del armario 12 usando un muelle, para añadir tensión adicional al tensor de bucles 250.

También es señalado que esta técnica de almacenamiento/retracción de la manguera basado en la gravedad cumple los requerimientos de almacenamiento necesarios para ambos movimientos X e Y del carro 218 (izquierda/derecha y frontal/trasero), así como para el movimiento Z del cabezal de recolección 224. Por supuesto, esta técnica de almacenamiento de la manguera/retracción basada en la gravedad trabajaría equivalentemente bien en una realización donde el mecanismo de posicionamiento robótico de la manguera use un dispositivo de tipo rotativo (R, \theta), un sistema telescópico, de tijera o de brazo articulado u otra técnica. Además, la ilustrada técnica de almacenamiento de la manguera/retracción basada en la gravedad no es necesaria para la presente invención, y de hecho, una técnica de retracción motorizada total o parcial podría también ser usada. Además, en otras realizaciones, puede ser deseable colocar el área de almacenamiento de la manguera en otra localización, tal como paralela a la porción trasera o superior del armario 12.

En consecuencia con los principios de la presente invención, y como se muestra más claramente en las Fig. 2 y 3, cuando un artículo 223 es movido por el cabezal de recolección 224 a lo largo de su trayectoria desde una tolva de almacenamiento 216 al canal de descarga 210, este es posicionado al pasar un dispositivo de identificación (ID) de artículos 254 montado dentro del armario 12. Un tipo específico de dispositivo de ID de artículos no es requerido para la presente invención, y dependiendo de las limitaciones del sistema, tal dispositivo podrá comprender, por ejemplo, un escáner de códigos de barras u otro sistema de reconocimiento óptico de imagen/patrón, o incluso un sistema no óptico, tales como identificación por radio frecuencia (RFID), o un sistema magnético montado dentro del armario 12 para únicamente identificar y confirmar que el artículo que está siendo dispensado es de hecho el artículo que fue seleccionado. La operación de construcción de tales dispositivos de identificación de artículos son bien conocidas para aquellos con habilidades ordinarias en esta tecnología, y, por tanto, más detalles en este sentido no son necesario.

En consecuencia con un aspecto inventivo de la presente invención, el dispositivo de ID de artículos 254 está montado dentro del armario 12 en una localización relativamente fija, siendo el montaje tal que algún movimiento controlado en la orientación del dispositivo de ID de artículos 254 pueda ser facilitado, para ayudar a asegurar una buena "vista" del artículo que está siendo transportado, y una elevada confianza de los artículos transportados que están siendo identificados. Una forma de proporcionar tal movimiento controlado para el dispositivo de ID 254 sería montarlo sobre un substrato piezoeléctrico, y el tablero de control 212 podría proporcionar un voltaje al sustrato a fin de desplazar la "vista" del dispositivo de ID 254. Se señala que usando un dispositivo de ID de artículos 254 apropiadamente posicionado, sólo un único dispositivo de ID de artículos 254 es necesitado. Esto es particularmente útil para un dispensador de tipo robótico, ya que el aparato robótico puede posicionar controlablemente, y reposicionar si es necesario, el artículo en la vecindad del dispositivo de ID de artículos 254, ayudando de esta manera a asegurar una fiable ID del artículo.

Además, aunque en la Figura 3 el dispositivo de ID de productos 254 está montado en una pared interior del armario 12, se señala que la Fig. 6 ilustra una localización preferida adicional para el montaje del dispositivo de ID de productos 254, específicamente sobre el borde interior del soporte abisagrado 204, y justo encima de la parte superior de las tolvas 216.

Realizaciones alternativas para el mecanismo robótico descrito anteriormente son contempladas para estar dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, el dispositivo de ID de productos 254 podría también ser útil en aparatos de dispensación que usa otros tipos de posicionadores robóticos, tal como un dispositivo de tipo rotativo (R, \theta), un sistema telescópico, de tijera o de brazo articulado, etc., así como uno el cual viaje en una dirección no plana, tal como curvilínea.

Incluso además, aunque sólo una única área de almacenamiento 215, manguera 220 y carro 218 se muestran en la realización ilustrada, la invención descrita aquí también podría ser usada en un aparato dispensador/manipulador de artículos del tipo que tiene múltiples áreas de almacenamiento y/o mecanismos de manipulación de artículos robóticos, tales como dos mecanismos robóticos (ambos posicionados vertical u horizontalmente o mixto, y uno verticalmente y otro horizontalmente) cada uno para servir un área de almacenamiento diferente. Además, cuando múltiples mecanismos de manipulación de artículos son proporcionados, cada uno puede ser adaptado para una operación particular. Por ejemplo, uno puede tener un cabezal de recolección de diámetro relativamente grande y usar un dispositivo de suministro de vacío de succión modesta/alto flujo de aire, mientras que el otro puede tener un cabezal de recolección de diámetro relativamente pequeño y usar un suministro de vacío de succión modesta/bajo flujo de aire.

En este aspecto, un arreglo de múltiples áreas de almacenamiento puede tener un manipulador único de artículos del tipo previamente señalado para servir a las áreas adyacentes de almacenamiento. En una realización cada área puede ser para almacenar pilas de artículos alineadas en la misma dirección que en las otras áreas. Un área de almacenamiento puede tener una temperatura ambiente, mientras que las otras áreas de almacenamiento pueden ser enfriadas, por ejemplo, un área que es refrigerada y una área que es congelada. Este arreglo puede típicamente encontrar uso para la dispensación en una estructura expendedora compacta, fiable y eficiente: refrigerios salados (como bolsas de papas fritas) desde un área de almacenamiento ambiente, bebidas frías (tal como sodas) desde un área de almacenamiento refrigerada, y refrigerios congelados (tal como el helado) desde un área de almacenamiento de congelada. Además, un arreglo de este tipo puede ser particularmente ventajoso porque el compartimiento congelado puede ser usado para mantener la calidad de los artículos almacenados hasta que ellos estén a punto de ser necesarios para la dispensación, determinado por un controlador inteligente. En un momento apropiado predeterminado antes de la dispensación, una cierta cantidad de artículos se pueden mover desde el área congelada hacia el área refrigerada. Esta técnica también encuentra una ventaja particular en el caso de que la tercera área de almacenamiento sea de hecho una área de almacenamiento temporal la cual es usada para calentar/cocinar individualmente los artículos, tales como, por ejemplo, pizzas congeladas, usando un horno o microondas. En este caso, la calidad/vida de almacenaje de las pizzas congeladas es mantenida al no moverlas al área refrigerada hasta que el área refrigerada haya sido agotada hasta el punto que necesita ser reabastecida, en cuyo momento son movidas secuencialmente desde el área congelada hacia el área refrigerada. Esta técnica reduce sustancialmente el tiempo necesario para calentar la pizza mientras el usuario está esperando, mientras al mismo tiempo permite el almacenamiento de la pizza de una manera congelada, incrementando sustancialmente de esta manera su vida de almacenaje y reduciendo los costos de mano de obra involucrados en el mantenimiento de existencia en la máquina. En este arreglo, u otros arreglos señalados en esta porción de la descripción, las áreas de almacenamiento congeladas y/o refrigeradas pueden incluir separadores térmicos en sus partes superiores, tal como una cortina de aire o de paneles térmicos deslizantes. Esa separación es particularmente ventajosa no sólo para la razones obvias relativas a la eficiencia térmica y la protección de las porciones mecánicas y electrónicas del aparato de extremos y rápidos cambios de temperatura, sino también para ayudar/facilitar la identificación fiable del artículo, al posicionar el(los) dispositivo(s) de identificación de artículos fuera del ambiente refrigerado.

Un arreglo puede tener el mecanismo de manipulación de artículos simple que presta servicio a dos áreas de almacenamiento de artículos alineadas horizontalmente, un área de retroceso, que esta a una temperatura ambiente y otra área que está en un ambiente refrigerado. El mecanismo de manipulación de los artículos 606 puede ser construido de una manera tal como anteriormente se describió usando la biga de soporte 230 y el carro 218 por lo tanto ese mecanismo puede "vivir" en el área ambiente, y viajar dentro del área refrigerada a través de una puerta oscilante según sea necesario. Las dos áreas pueden cada una incluir su propio dispositivo de ID de artículos o compartir un dispositivo de ID común.

Adicionalmente, los mecanismos de posicionamiento de la manguera y las mangueras separadas pueden también ser útiles con el fin de acelerar la recuperación y la entrega de los artículos almacenados a un usuario. Un dispensador de artículos rápido puede tener dos áreas de almacenamiento desplazadas horizontalmente. Aunque los mecanismos de posicionamiento de la manguera y las mangueras separadas pueden ser usados, estos pueden compartir una única fuente de succión, por ejemplo, un motor succionador, un sensor de flujo de aire y un igualador de presión. Una única manguera, el mecanismo de posicionamiento de manguera y el área de almacenamiento de la manguera pudieran ser usados en una realización adicional donde la única manguera preste servicios a más de un área de almacenamiento de artículos, tal como un área de almacenamiento refrigerada y no refrigerada, donde la viga de soporte 230 y el carro 218pueden ser posicionados entre las dos áreas de almacenamiento que tienen diferentes medio ambientes a través de un mecanismo de puerta. En consecuencia con los principios de la invención, cada mecanismo de manipulación de artículos robótico podrá tener su propio dispositivo de ID de artículos, o compartir un dispositivo de ID común.

Una máquina expendedora puede tener un mecanismo único de manipulación de artículos con doble área de interfaz de usuario (cada una incluyendo un aparato de selección de productos tal como un teclado o pantalla táctil, sistema de pago, y puerta de recuperación de productos), por ejemplo, uno en el lado izquierdo y uno en el lado derecho, con un visualizador gráfico entre ellas. Esta máquina puede prestar servicios a dos compradores sustancialmente al mismo tiempo ya que las selecciones de los usuarios y el pago típicamente toma una cantidad sustancial de tiempo en comparación con el tiempo real necesario para que el dispensador entregue el producto seleccionado.

En uno adicional de tales arreglos un armario incluye en él un área superior la cual no es un área refrigerada (e incluso pueden ser calentadas) y un área inferior la cual es refrigerada (e incluso puede ser dividida en, por ejemplo, otras dos secciones, un área que esta congelada y otra que esta simplemente fría). Este arreglo es particularmente ventajoso ya que la tendencia del aire caliente es a subir y del aire frío es a descender. Alternativamente, un área de almacenamiento puede ser orientada para el almacenamiento vertical de los productos y la otra, o incluso múltiples, dispuestas para almacenamiento horizontal. En este caso, una manguera separada, el mecanismo de posicionamiento de manguera y el área de almacenamiento de la manguera puedan ser necesarios para las áreas de almacenamiento orientadas diferentemente.

En los anteriores arreglos es señalado que el mecanismo de manipulación de artículos puede tener otras configuraciones tal como el arreglo R, theta, tubo telescópico o tijeras anteriormente mencionados. Además, los artículos pueden ser bienes de consumo, tales como suministros de oficina, cartuchos de impresora, etc.

En la realización ilustrada aquí, el motor succionador 226 proporciona un volumen del flujo de aire relativamente alto, pero una presión de aire negativa relativamente modesta. Como una cuestión de elección de diseño, el motor succionador 226 podrá comprender una bomba de vacío, a fin de ofrecer un grado mucho más sustancial de presión de aire negativa, pero, debido a las limitaciones de costo y tamaño, existe una cantidad correspondientemente reducida de flujo de aire. En este último caso, el diámetro de la manguera de aire 220 seria reducido a partir del diámetro ilustrado en las Fig. 2 y 3, lo cual puede ser particularmente importante en algunas aplicaciones de la presente invención. La realización ilustrada es particularmente útil para la recogida de paquetes flexibles, ya que una momentánea o incluso sostenida fuga en el acoplamiento con el empaquetado al artículo no resultará generalmente en la caída del paquete, mientras al mismo tiempo ofrece versatilidad extrema debido a la habilidad de recoger una amplia variedad de objetos formados de diferentes pesos y tamaños. En caso de que el motor succionador 226 comprenda una bomba de vacío, este podría ser usado solo o en combinación con un tanque de almacenamiento acoplado a la manguera de succión a través de una válvula y la manguera de aire, con el fin de proporcionar un mayor volumen de flujo de aire. Alternativamente, un compresor podrá ser usado en combinación con un dispositivo de Venturi para crear un vacío.

Las realizaciones alternativas para el mecanismo de posicionamiento de la manguera robótico descrito anteriormente están contempladas para estar dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, en lugar de usar una combinación de correderas izquierda/derecha 234 y vigas de soporte 236a y 236b, una combinación de rodillo/riel guía podría ser usado. Las vigas de soporte 236a y 236b pueden comprender una placa de soporte que tenga dos rieles en forma de L que se enfrentan externamente, es decir opuestos a lo largo de sus bordes. La función de las correderas 234 podría ser lograda mediante la fijación de un par de soportes a extremos opuestos de la viga 230, cada soporte incluyendo un par de rodillos que se enfrentan internamente y están separados, los cuales engranan y siguen los rieles opuestos en la placa de soporte. Además, los rodillos que se enfrentan internamente y están separados podrían cada uno comprender un conjunto de rodillos posicionados para estar en un ángulo de 90 grados con respecto uno al otro, con el fin de engranar o seguir las dos superficies ortogonales de los raíles en forma de L. Tal arreglo puede dar lugar a un acoplamiento del carro 218 a la viga 230 lo que necesita de menos ajuste para un apropiado funcionamiento. Además, como se señaló anteriormente, en el caso de la alineación sustancialmente horizontal de las tolvas de almacenamiento, el mecanismo de posicionamiento de la manguera robótico puede posicionar el carro 218 para el movimiento en un plano vertical el cual es sustancialmente plano (es decir, en el plano X/Z o Y/Z) o, de hecho, en un plano curvilíneo vertical. Además, como se ha señalado anteriormente, en algunos aspectos de la invención, puede ser deseable que el mecanismo de posicionamiento de la manguera robótico incluya un dispositivo rotatorio (R, \theta) del tipo que incluye una viga I de longitud fija (o secciones telescópicas), para el establecimiento del movimiento "R" de la pinza/cabezal de recolección, que pivotea para establecer el movimiento "\theta". Alternativamente, en otras realizaciones de la invención el mecanismo de posicionamiento de la manguera robótico puede incluir un sistema de tijera o de brazo articulado, u otra técnica.

La Fig. 4 ilustra un diagrama de bloques funcional del funcionamiento general de varios aspectos de la invención que se describen aquí, realizados en un dispensador de artículos del tipo que comprenden, por ejemplo, las máquinas expendedoras 10. Un sistema de control 400 que incluye un microprocesador 402 y circuitos de memoria asociados 404, está construido en un tablero de control 212. El sistema de control 400 también podrá incluir partes electrónicas de otras partes de la máquina expendedora 10, según sea apropiado. Los circuitos de memoria 404 incluyen ROM para el almacenamiento de los programas de funcionamiento (software incorporado, como es bien conocido, para el realizar el control descrito aquí de las máquinas expendedoras 10), así como la RAM caché para el almacenamiento temporal de datos de funcionamiento durante el funcionamiento del sistema, así como otros datos que pueden ser necesarios. El sistema de control 400 es sensible a las operaciones del sistema de selección y pago del usuario 406 (incluyendo el mecanismo de billetes y la monedas 28 y 30 y los botones de selección 40 de la Fig. 1) para operar la interfaz de usuario y el aparato de manipulación de artículos de la máquina expendedora 10 a fin de dispensar el artículo deseado por un usuario. Más específicamente, después de un pago apropiado para una selección realizada por el usuario usando el sistema de selección y pago 406, el sistema de control 400 opera los motores de accionamiento 233 y 243 en X/Y (izquierda/derecha y frontal/trasero) a fin de posicionar el cabezal de recolección 224 para estar en línea con una tolva 216 la cual sostiene el artículo seleccionado por el usuario. El sistema de control 400 entonces engrana un motor de accionamiento de la manguera 508 (motor Z) montado dentro y llevado por el carro 218, a fin de que la manguera 220 sea accionada en una dirección hacia el artículo de la parte superior en la tolva alineada. En un tiempo apropiado antes que el cabezal 224 contacte el artículo a ser removido (y en una realización de la invención donde el armario 12 no incluya aire refrigerado, un momento apropiado puede ser justo antes que el cabezal 224 entre en la tolva 216, pero si el aire es refrigerado, justo antes del contacto esperado con el artículo deseado, para minimizar la eliminación del aire refrigerado), el sistema de control 400 activa el motor succionador 226 a fin de proporcionar el levantamiento por succión en el cabezal de recolección 224. Cuando los sensores de posición determinan que el cabezal de recolección 224 ha contactado y asegurado al artículo deseado, el sistema de control de 400 provoca que el motor de activación de la manguera 410 invierta su dirección a fin de retraer la manguera 220 de la tolva alineada 216 y de esta manera, levantar de la tolva 216 el artículo seleccionado. El carro 218 es entonces dirigido a una posición en alineación con el canal de descarga de entrega de artículos 210.

Cuando los sensores 412 detectan la alineación del carro 218 con el canal de descarga 210 (en este caso, el sensor 412 puede comprender un interruptor de láminas montado en una pared frontal del armario, y un imán montado en un borde guía del carro 218), el sistema de control 400 apaga el motor succionador 226 y la pérdida resultante de vacío hace que el artículo seleccionado caiga en el área de recuperación del usuario 22. Como se ha señalado anteriormente, en el caso de que los artículos sean tan frágiles que no se deban caer o someter a tales fuerzas de impacto, la manguera 220 puede ser dirigida a la parte inferior del canal de descarga 210 antes de que el artículo sea liberado.

Se señala que del sensor de posición 412 puede incluir el sensor de flujo de aire de la caja de conexión 229, o en una realización adicional, comprende un sensor de posición tipo émbolo operado mecánicamente asociado con el cabezal de recolección 224. Incluso, además, los sensores de posición 412 también pueden incluir un interruptor de láminas montado en una pared frontal del armario, y un imán montado en un borde guía del carro 218.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, ya que el sistema de control mantiene el rastreo del movimiento de la manguera 220 y del carro 218 (por ejemplo, detectando los pulsos de un codificador de eje u otro dispositivo de medición de la distancia en cada uno de sus respectivos motores de accionamiento), la señal generada por el sensor de flujo de aire en el momento que el carro 218 alcanza la casa virtual puede también ser usado como un chequeo para garantizar que el sistema de control 400 computa con exactitud la transmisión los pulsos del motor de accionamiento, y puede recalibrar el sistema de posicionamiento basado en la casa virtual, si es necesario.

Se señala que el sensor de posición 412 puede incluir el sensor de flujo de aire de la caja de conexión 229, o en una realización adicional, comprende un sensor de posición tipo émbolo operado mecánicamente asociado con el cabezal de recolección 224. Incluso, además, los sensores de posición 412 también pueden incluir un interruptor de láminas montado en una pared frontal del armario, y un imán montado en un borde guía del carro 218.

Un control preciso de la energización del motor succionador 226 es particularmente ventajoso en el caso de que el interior del armario, o una porción del mismo, este refrigerada, ya que un control preciso disminuiría la cantidad de aire refrigerado que es desplazada por el motor succionador 226. En la realización preferida, el microprocesador 402 energizará el motor succionador 226 cuando el cabezal de recolección 224 se acerca al artículo deseado, y, de hecho, sólo cuando este esté en la proximidad inmediata del artículo deseado (y no antes), debido a que el sistema de control 400 mantiene la información actualizada sobre la altura de la pila de artículos en cada tolva 216. La altura se supone que este en un nivel predeterminado con la recarga de artículos de la máquina expendedora 10 por el operador. El sistema de control 400 puede confirmar la supuesta altura moviendo el cabezal de recopilación 224 a una velocidad reducida hacia un artículo en la parte superior de la tolva 216 en el primer intento de recuperación después de que el área de almacenamiento ha sido recargada, y entonces compara la supuesta altura con la altura real. La memoria 404 puede ser pre-programada con las alturas específicas de los artículos con anterioridad, o las alturas pueden ser aprendidas por el sistema de control 400 por comparación de las alturas anteriores de ventas en cada tolva. Una vez que la altura del artículo de la parte superior es conocida, el sistema de control 400 será capaz de saber siempre la altura del próximo artículo de la "parte superior" en esa tolva. Subsecuentemente, el sistema de control 400 puede provocar que el cabezal de recopilación 224 se aproxime a los artículos en esa área de almacenamiento a una mayor velocidad, y desacelerar cuando esté en la proximidad inmediata del próximo artículo de la "parte superior" en esa tolva. La técnica de desacelerar cuando el cabezal de recopilación 224 se está aproximando al próximo artículo también ayuda a asegurar que los artículos almacenados no serán dañados por el cabezal de recopilación 224.

Se señala que en una realización alternativa, una manera más simple para controlar el funcionamiento del motor succionador 226 y la aproximación del cabezal de recopilación 224, sin saber la altura específica del artículo, sería encender el motor succionador 226, o desacelerar el cabezal de recopilación 224 justo antes de la altura de la pila aprendida de las anteriores ventas.

Cuando un interruptor de "reinicio" (no es mostrado) es activado por el operador de la máquina, el sistema de control 400 automáticamente por defecto usa la técnica de detección de altura anterior, ya que se puede suponer que el operador puede haber cambiado los niveles de carga de los productos y, consecuentemente, las alturas de los productos en cada tolva.

Para las realizaciones descritas aquí, se supone que la energización del motor succionador u otro dispositivo para crear succión, se entiende que es equivalente a la aparición de una fuerza instantánea para asegurar un paquete, es decir, succión, en el cabezal de recopilación 224.

Un sistema de comunicación 414 está conectado al sistema de control 400 a fin de proporcionar información del funcionamiento de la máquina expendedora y el inventario de artículos a una localización remota, así como para permitir el control del funcionamiento de la máquina expendedora desde una localización remota. En este sentido, el sistema de comunicación 414 puede incluir una conexión a medios para hacer una interfaz de transceptor alámbrico y/o inalámbrico a través del cual un enlace de comunicación con un ordenador remoto puede ser establecido. Adicionalmente, el sistema de comunicación 414 puede comunicarse con una pluralidad de otras máquinas expendedoras similarmente conectadas en la misma área general y comunicarse con ellas usando una interfaz alámbrica o inalámbrica de comunicaciones. Incluso, además, el sistema de comunicación 414 puede proporcionar la comunicación con múltiples máquinas expendedoras y/o un servidor/controlador local, en un sitio local a lo largo de una LAN (red de área local), LAWN (una red de área local inalámbrica) o una WAN (red de área amplia). El ordenador remoto puede comprender una base de datos que recibe y/o acumula los datos de funcionamiento de una o más máquinas expendedoras, cuyos datos son entonces accesibles (mediante, por ejemplo, Internet, usando una conexión alámbrica o inalámbrica) usando encriptación apropiada, a otros, tal como conductores de ruta, los operadores de las máquinas, los propietarios de las máquinas, los proveedores de productos, etc. Además, el sitio remoto, puede dar retroalimentación a las máquinas expendedoras, como la información de autorización, la cual puede controlar su funcionamiento, tal como permitir su funcionamiento continuo.

Muchos de los beneficios de la invención descrita aquí podrían también ser particularmente útil en un aparato de dispensación de artículos del tipo que tiene un compartimiento refrigerado, tal como un congelador domestico que incluye varias puertas en este (tal como lo descrito para el dispensador de helados en la patente U.S. 5,240,139), en combinación con los aparatos y métodos anteriormente mencionados para la creación, detección y/o mantenimiento de la succión en el extremo de agarre de la manguera de succión.

Aunque esta invención ha sido particularmente mostrada y descrita con referencias a realizaciones preferidas de la misma, se entenderá por aquellos expertos en el arte que varios cambios en la forma y los detalles pueden ser hechos en ella. De hecho, muchos de tales cambios ya se señalaron en esta descripción. Aquellos expertos en el arte reconocerán, o serán capaces de determinar usando no más que la experimentación de rutina, muchos más equivalentes a las realizaciones especificas de la invención descritas específicamente aquí. Por ejemplo, si bien una manguera de aire para proporcionar succión 220 ha sido divulgada en las realizaciones preferidas descritas, de hecho, un elemento sólido con una pinza en su extremo libre, tal como una garra operada mecánicamente (o un dispositivo electromagnético o incluso un generador de succión autónomo), podría también ser usado. Tales equivalentes se pretende que estén contenidos en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Una cámara que estudia el producto, para máquina de espiral o de tolva la cual estudia el artículo, después de caer en el área de recuperación. Y puede alertar al controlador para desactivar la dispensación de una o más de las áreas de almacenamiento de artículos.

Claims

1. Un aparato de recuperación de artículos, que comprende:

un área de almacenamiento (215) para almacenar artículos en tolvas;

un dispositivo para agarrar y extraer artículos (226, 408, 410) para mover un artículo desde el área de almacenamiento a lo largo de una trayectoria hacia un área de recuperación; y

un dispositivo de identificación de artículos (254), incluido dentro del aparato de recuperación de artículos y operado a fin de proporcionar la identificación de un artículo mientras el artículo está aun siendo agarrado por el dispositivo para agarrar y extraer artículos, y que se caracteriza porque el movimiento del dispositivo para agarrar y extraer artículos cambia la posición relativa entre el artículo y el dispositivo de identificación de artículos de manera tal que facilite dicha identificación del artículo por el dispositivo de identificación de artículos.

2. El aparato de la reivindicación 1, donde el dispositivo para agarrar y extraer artículos es operable para mover el artículo en un predeterminado patrón hasta que el dispositivo de identificación de artículos ha identificado satisfactoriamente el artículo que esta siendo movido.

3. El aparato de la reivindicación 1 ó 2, donde el dispositivo de identificación de artículos (254) comprende elementos ópticos para la identificación de artículos.

4. El aparato de la reivindicación 3, donde el dispositivo de identificación de artículos (254) comprende ya sea:

un escáner de códigos de barras, o

un sistema de imágenes, tal como una cámara analógica o digital, o aún de vídeo, acoplada a un dispositivo de análisis de imágenes que reconoce imágenes predeterminadas (color/patrón o textura, etc.),

cualquiera de dichos dispositivos de identificación de artículos proporcionando de esta manera identificaciones de los artículos durante la operación de dispensación.

5. Un aparato de dispensación de artículos, que comprende:

un aparato de recuperación de artículos de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 3 ó 4 donde el dispositivo para agarrar y extraer artículos incluye un extremo (221) para extraer selectivamente un artículo del área de almacenamiento y

un mecanismo de posicionamiento (408), acoplado al dispositivo para agarrar y extraer artículos y sensible a las señales de control para posicionar el extremo del dispositivo para agarrar y extraer artículos en alineación con un artículo seleccionado a ser agarrado y extraído del área de almacenamiento y

un mecanismo de accionamiento (410), acoplado al dispositivo para agarrar y extraer artículos para mover el extremo del mismo en una dirección alineada con el artículo seleccionado a ser agarrado y extraído del área de almacenamiento y

una interfaz de usuario y el aparato de control (400) para permitir a un usuario del aparato de dispensación iniciar una operación de dispensación de artículos, y provocar el movimiento controlado del dispositivo para agarrar y extraer artículos y el mecanismo de posicionamiento a fin de que un artículo seleccionado es extraído del área de almacenamiento de artículos y movido hacia un área de dispensación del aparato de dispensación.

6. El aparato de la reivindicación 5, donde el movimiento controlado del dispositivo para agarrar y extraer artículos y el mecanismo de posicionamiento provoca que el dispositivo para agarrar y extraer artículos realice un patrón de movimiento en el área del dispositivo de identificación de artículos a fin de facilitar dicha identificación del artículo por dispositivo de identificación de artículos cuando el artículo se mueve del área de almacenamiento de artículos hacia el área de recuperación.

7. El aparato de la reivindicación 5 ó 6, donde la interfaz de usuario y el aparato de control son operables para usar la identificación del artículo para hacer todo o parte del aparato inoperable.

8. El aparato de la reivindicación 7, donde la interfaz de usuario y el aparato de control son operables para evitar la dispensación de los artículos desde al menos una porción del área de almacenamiento de artículos.

9. El aparato de la reivindicación 7 u 8, donde la inoperabilidad del aparato es usada como un mecanismo de ejecución por una o más de las siguientes razones:

para estimular la adherencia por un operador o propietario del aparato para determinar las reglas, para estimular los reportes de ventas y datos de inventario a una autoridad central,

para estimular la adherencia a un plan-o-grams de almacenamiento de artículos predeterminados (diseño de artículo apropiado) por una persona que almacena el aparato con artículos,

para proporcionar un incentivo o bonificación a la persona que mantiene las existencias en el aparato con artículos para adherirse a un plan-o-grams de almacenamiento de artículos predeterminado.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, 8 ó 9 donde el área de almacenamiento está dispuesto para almacenar los artículos a lo largo de una pluralidad de ejes longitudinales y la interfaz de usuario y el aparato de control es operable para apagar o desactivar la dispensación de los artículos en alineación con uno o más ejes longitudinales.

11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10, donde la desactivación de dicha dispensación es superada, o rehabilitada, en respuesta a uno de:

emisión hacia la porción de control de la interfaz de usuario y el aparato de control de una señal codificada de autorización, o

el paso de la cantidad determinada de tiempo.

12. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, donde el dispositivo para agarrar y extraer artículos comprende un dispositivo de succión (220, 226, 224) para agarrar un artículo por succión.

13. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 11, donde el dispositivo para agarrar y extraer artículos comprende una pinza mecánica o un dispositivo electromagnético para agarrar un artículo.