JP2020177405A - 液体自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、液体はペットボトル，ビン，紙パック，カップ，缶などの定量容器に充填し販売され容器は廃棄，リサイクル処理，焼却処理されている。環境汚染や処理コストの問題があった。本発明は、お客が持参する色々なサイズや形状の容器へお客が要望する量の液体のみを容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触しない様に供給する自動販売機及び方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、ドアー１０により外部からの接触を避け、容器の注入口と液体を供給するノズル０２の相対位置を制御調整し、液体供給するので、お客が持参する色々な形状の容器や人体と自動販売機のノズル０２とが接触する事無く液体のみ販売出来る。【選択図】図１

Description

本発明は、液体の自動販売機及び販売方法に関する。

現在、液体は、ペットボトル，ビン，紙パック，カップ，缶などの容器に充填し販売されている。ペットボトル，ビン，紙パック，カップ，缶などのリサイクル処理，焼却処理も実施されているが、廃棄される場合も多い。

特にペットボトル，ビンは、自然分解しないため廃棄されると永久にゴミとして残る事が問題視されている。リサイクル処理，焼却処理してもコストが掛かる事が問題視されている。

また、定量容器に液体を充填し販売されているため必要量より多く購入し無駄になり液体を廃棄してしまう場合もある。

特開２０１３−２４６６４３号公報 特開２００７−１０２７３９号公報

お客が持参する容器に液体のみを自動販売出来れば、使用後廃棄される液体容器が不要となる。特許文献１に記載されているカップ式自動販売機は、特定のカップに液体を供給するが、お客が持参する色々なサイズや形状の容器へは供給出来ない。

特許文献２に記載されている容器に充填できる自動販売機は、光線を頼りに人間が容器の位置調整する必要がある。容器を設置する時、容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触する可能性があり衛生的不安がある。

容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触する事による衛生的不安の解消法としてノズル交換や洗浄も考えられるが、廃ノズルや廃液が生じるので環境負荷が生じてしまう。

本発明は、お客が持参する色々なサイズや形状の容器へ お客が要望する量の液体のみを 容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触しない様に供給する自動販売機及び方法の提供を課題とする。

本発明は、前記従来技術の問題点改善のため創作したもので、お客が持参する色々なサイズや形状の容器へ お客が要望する量の液体のみを 容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触しない様に供給する自動販売機及び方法を提供する事を目的とする。

図１に本発明の構成図を示す。液体を提供する自動販売機及び販売方法において、お客が持参する容器０１を自動販売機内に格納し外部から接触出来ない様にするドアー１０と、液体供給待機時は自動販売機外部，ドアー部より接触困難な初期位置に配置した液体を供給する複数又は単数のノズル０２と、複数又は単数の液体を貯蔵する複数又は単数のタンク０３と、自動販売機が貯蔵している複数又は単数の液体の種類を示す表示手段０４ａと、購入する液体の供給条件（種類，購入量，購入金額，満タン指定）を指定する入力手段０５ａと、購入する液体の供給開始を指示する入力手段０５ｂと、前記入力内容を訂正 又は 取消す入力手段０５ｃと、前記入力内容を表示する表示手段０４ｂと、前記入力内容に従って液体を前記ノズル０２から供給する機構，制御装置０６ａと、供給した液量を認識する制御装置０６ｂと、液体供給動作完了と請求金額を表示する表示手段０４ｃと、前記容器の注入口０１ａの領域，高さを検出する複数又は単数の非接触センサー０７ａ 又は お客が前記容器の注入口の領域，高さを目視確認できる装置配置と、前記容器の注入口付近の容器内液面高さ０１ｂを検出する複数又は単数の非接触センサー０７ｂ 又は お客が前記容器の注入口付近の容器内液面高さを目視確認できる装置配置と、前記容器の注入口の領域，高さを検出する非接触センサー０７ａがある場合は、前記容器の注入口の領域の情報又は高さの情報又は領域と高さの情報を検出する処理装置０６ｃと、前記容器の注入口付近容器内の液面高さを検出する前記非接触センサー０７ｂがある場合は、液面高さの情報を検出する処理装置０６ｄと、前記容器の注入口の領域の情報 又は 高さの情報 又は 領域と高さの情報により前記ノズル０２が前記容器０１に接触せず液体を溢さず供給できる位置に前記ノズルと前記容器の相対位置を調整する機構，制御装置０６ｅと、前記容器の注入口付近容器内の液面高さ情報 又は お客の目視での液面高さ認識 により前記容器から液体が溢れ出ていない事を確認しつつ供給する機構，制御装置０６ｆと、を設ける。

本発明の自動販売機及び販売方法によれば、ペットボトル，ビン，紙パック，缶などの容器に充填し定量販売されている液体が、お客が要求する量だけ お客が持参する容器や人体と自動販売機のノズルとが接触する事無く液体のみ販売出来る。

図１の例では、お客が持参する容器０１を自動販売機内に置きドアー１０を閉じると容器０１の注入口の領域と高さを検出する非接触センサー０７ａと、前記容器の注入口付近の容器内液面高さを検出する非接触センサー０７ｂとを同じ画像センサーとし、画像処理により前記容器の注入口の領域と高さと注入口付近の容器内液面高さの情報を得ている。

ドアー１０を閉じロックした状態で、ノズル０２を自動販売機外部，ドアー部より接触困難な初期位置から前記情報によりノズル０２が容器０１に接触せず液体を溢さず供給できる位置に前記ノズルと前記容器の相対位置を調整する。相対位置を調整する機構としては、高さ方向移動機構１５と奥行き方向移動機構１６と横方向移動機構１７を設けている。

液体供給動作は、送液ポンプ１１の動作と送液バルブ１４の開閉動作によってタンク０３内の液体が送液チューブ１２と流量計１３を通ってノズルから吐出する。入力手段０５ａでお客が指定した液体の供給条件（種類，購入量，購入金額，満タン指定）に従って液体供給動作を行う。容器０１に供給した液量は、流量計１３と制御装置０６ｂとで認識出来る。
液体供給動作完了後、ノズル０２を初期位置に戻しその後でドアー１０のロックを解除する事で、お客は容器０１を自動販売機から取り出す事が出来る。

上記、本発明の構成により お客が持参する色々なサイズや形状の容器へ お客が要望する量の液体のみを 容器の注入口や人体と液体を供給するノズルとが接触しない様に供給する事が出来る様になる。

本発明の効果として、ペットボトル，ビン，紙パック，缶などの販売用容器が不要となるので、廃棄され永久にゴミとして残る問題や、リサイクル処理や焼却処理のコストが掛かる問題が、大幅に解消出来る。

また、お客が要求する量だけの販売が可能となるので、従来の定量販売に対してお客にとっての無駄も軽減出来る。

本発明の構成図。 実施の形態１の説明図。 画像センサー使用例の説明図 実施の形態２の説明図 実施の形態３の説明図 実施の形態４の説明図 実施の形態５の説明図 実施の形態６の説明図

以下、本発明の実施の形態６例を詳細に説明する。

（実施の形態１）
一般的水筒形状の様に容器０１の注入口の中心が容器の上から見ての中心にある容器に限定し、上から見た容器形状の中心とノズルの垂線１９が重なる様に容器をクランプする機構１８を設けた場合又は、お客に容器の注入口の中心とノズルの垂線１９が重なる様に容器を設置してもらう場合は、容器の注入口の高さを検出する非接触センサー０７ａにより得られる容器の注入口の高さ情報よりノズルと注入口の相対高さだけを調整する事が、液体を溢さず供給できる位置に前記ノズルと前記容器の相対位置を調整する事となる。

よって、容器の注入口の領域の情報とノズルの奥行き方向移動機構１６と横方向移動機構１７を不要と出来る。

上記容器に限定し、容器をクランプする機構１８を設け、ノズルの高さ方向移動機構１５を設けた場合の本発明実施形態１を図２に示す。逆にノズル位置を固定し容器位置を調整する場合も本発明に含まれる事は、明白である。

上記条件の場合、非接触センサー０７ａとして光源とホトセンサーを対で複数個ノズルの垂線方向に容器を挟んで設ける事で容器の注入口の高さを検出できる。容器の注入口より低い位置のホトセンサーは、遮光を検出し高い位置のホトセンサーは、透過光を検出する事に依る。
また、別の方法として、非接触センサー０７ａを容器に付随するＩＣチップのリーダーとする事も可能である。該当容器の注入口の高さをＩＣチップから読み取り認識する。

ここでは、図３に非接触センサー０７ａとして１個の画像センサーを用いて容器の注入口の高さを検出する方法を説明する。容器の注入口の領域の検出も出来る。

容器の注入口の高さｈ１の画像センサーの画像からディープラーニングに依る方法又は、エッヂ処理，領域抽出，中心抽出など従来の方法で画像処理し注入口の領域を抽出した画像がＡ１，領域Ａ１の中心点がＰ１である。
別容器で注入口の高さがｈ１より高いｈ２の場合、画像処理で抽出した注入口の領域はＡ２となり領域Ａ２の中心点はＰ２となる。

画像センサーの取付け位置，画像センサーの取付け角度，ノズルの垂線１９の位置，画像のピクセルレートが既知なので三角測量と同じ計算で容器の注入口領域の中心点Ｐ１の座標より高さｈ１を検知する事が出来る。中心点Ｐ２の座標より高さｈ２を検知する事が出来る。
画像処理データの中心点Ｙ座標と容器注入口高さは１対１の対応となるので計算しなくてもあらかじめ対応表を制御装置に記憶しておく事で高さを検知できる。

（実施の形態２）
本発明実施形態２を図４に示す。お客が持参する容器０１の注入口の中心がノズルの垂線１９とズレた位置に設置された場合に、容器の注入口の領域と高さを検出する方法の１例を示す。非接触センサー０７ａとして２個の画像センサー０７Ｒ，０７Ｌを設ける。

容器の注入口の高さｈ１の画像センサー０７Ｒの画像からディープラーニングに依る方法又は、エッヂ処理，領域抽出，中心抽出など従来の方法で画像処理し注入口の領域を抽出した画像がＲＡ１，領域ＲＡ１の中心点がＲＰ１である。
容器の注入口の高さｈ１の画像センサー０７Ｌの画像から画像処理し注入口の領域を抽出した画像がＬＡ１，領域ＬＡ１の中心点がＬＰ１である。
容器の注入口の高さｈ２の画像センサー０７Ｒの画像から画像処理し注入口の領域を抽出した画像がＲＡ２，領域ＲＡ２の中心点がＲＰ２である。
容器の注入口の高さｈ２の画像センサー０７Ｌの画像から画像処理し注入口の領域を抽出した画像がＬＡ２，領域ＬＡ２の中心点がＬＰ２である。

２個の画像センサーの取付け位置，取付け角度，画像のピクセルレートが既知なので三角測量と同じ計算で容器の注入口領域の中心点ＲＰ１，ＬＰ１の座標より容器の注入口高さｈ１と注入口領域の水平方向位置を検知する事が出来る。
注入口領域の中心点ＲＰ２，ＬＰ２の座標より容器の注入口高さｈ２と注入口領域の水平方向位置を検知する事が出来る。

ノズル０２と容器０１を高さ方向移動機構１５，奥行き方向移動機構１６，横方向移動機構１７によりノズルと容器が接触せず液体を溢す事無く供給出来る相対位置に調整出来る事になる。

（実施の形態３）
本発明実施形態３を図５に示す。容器０１の注入口付近の容器内液面高さを検出する複数又は単数の非接触センサー０７ｂとして１個の超音波センサーを設けノズル０２を傾けて設けた。

超音波センサー０７ｂより超音波を容器０１内の液面０１ｂに照射しエコーを検出する事で容器内液面高さを認識出来る。この液面検知により容器から液体が溢れ出る前に供給を止める制御が可能となる。

（実施の形態４）
本発明実施形態４を図６に示す。光が透る容器の場合は、容器注入口付近の容器内液面高さを検出する複数の非接触センサー０７ｂとして光源とホトセンサーを対で複数個ノズルの垂線方向に容器を挟んで設ける事で容器注入口の高さと液面高さを検出できる。

容器内で液体の有る位置のホトセンサーは低光量を検出し、注入口より低く液体の無い位置のホトセンサーは、中光量を検出し、注入口より高い位置のホトセンサーは、高光量を検出する事に依る。

（実施の形態５）
本発明実施形態５を図７に示す。容器注入口付近の容器内液面高さを画像センサー０７ｂで検出する。

画像センサー０７ｂの画像からディープラーニングに依る方法又は、エッヂ処理など従来の方法で画像処理し注入口の境界線を抽出した画像がＥ１，液面の境界線を抽出した画像がＥ２である。

容器０１に液体を供給し続けると注入口の境界線を抽出した画像がＥ１は変化しないが、液面０１ｂの境界線を抽出した画像がＥ２は前記Ｅ１に寄ってくる。
Ｅ１とＥ２が重なっても液体を供給し続けると注入口から液体が溢れ出る。Ｅ１とＥ２の寄り具合により満タンを判断する事で、容器から液体が溢れ出る前に供給を止める制御が可能となる。

（実施の形態６）
本発明実施形態６を図８に示す。お客が前記容器の注入口の領域，高さを目視確認できる装置配置で、容器の注入口付近の容器内液面高さを目視確認できる装置配置となっている場合を示す。ドアー１０を透明の樹脂板としノズル０２などが容器の注入口付近の視界を遮らない配置にすれば、容器内液面高さなどを目視確認できる。

ドアーが閉じた後、目視確認しながら入力手段によりノズルと容器の相対位置を調整し、入力手段０５ｂにより液体の供給開始，停止を指示する。お客の目視確認によりノズルと容器を接触させず液体を溢す事無く供給出来る。

供給した液量は、液供給前後での図１に示すタンク０３の重量変化や送液チューブ１２の途中に設けた流量計１３で計測し表示手段０４ｃで請求金額を表示する。

０１ お客が持参する容器
０１ａ お客が持参する容器の注入口
０１ｂ お客が持参する容器の注入口付近容器内の液面高さ
０２ ノズル
０３ タンク
０４ａ，０４ｂ，０４ｃ 表示手段
０５ａ，０５ｂ，０５ｃ 入力手段
０６ａ，０６ｂ，０６ｅ，０６ｆ 機構，制御装置
０６ｃ，０６ｄ 処理装置
０７ａ，０７ｂ 非接触センサー
１０ ドアー
１１ 送液ポンプ
１２ 送液チューブ
１３ 流量計
１４ 送液バルブ
１５ 高さ方向移動機構
１６ 奥行き方向移動機構
１７ 横方向移動機構
１８ クランプ機構
１９ ノズルの垂線

Claims (1)

1. 液体を提供する自動販売機及び販売方法において、
   お客が持参する容器を自動販売機内に格納し外部から接触出来ない様にするドアーと、
   液体供給待機時は自動販売機外部，ドアー部より接触困難な初期位置に配置した液体を供給する複数又は単数のノズルと、
   複数又は単数の液体を貯蔵する複数又は単数のタンクと、
   自動販売機が貯蔵している複数又は単数の液体の種類を示す表示手段と、
   購入する液体の供給条件（種類，購入量，購入金額，満タン指定）を指定する入力手段と、
   購入する液体の供給開始を指示する入力手段と、
   前記入力内容を訂正 又は 取消す入力手段と、
   前記入力内容を表示する表示手段と、
   前記入力内容に従って液体を前記ノズルから供給する機構，制御装置と、
   供給した液量を認識する制御装置と、
   液体供給動作完了と請求金額を表示する表示手段と、
   前記容器の注入口の領域，高さを検出する複数又は単数の非接触センサー 又は お客が前記容器の注入口の領域，高さを目視確認できる装置配置と、
   前記容器の注入口付近の容器内液面高さを検出する複数又は単数の非接触センサー 又は お客が前記容器の注入口付近の容器内液面高さを目視確認できる装置配置と、
   前記容器の注入口の領域，高さを検出する非接触センサーがある場合は、前記容器の注入口の領域の情報又は高さの情報又は領域と高さの情報を検出する処理装置と、
   前記容器の注入口付近容器内の液面高さを検出する前記非接触センサーがある場合は、液面高さの情報を検出する処理装置と、
   前記容器の注入口の領域の情報 又は 高さの情報 又は 領域と高さの情報により前記ノズルが前記容器に接触せず液体を溢さず供給できる位置に前記ノズルと前記容器の相対位置を調整する機構，制御装置と、
   前記容器の注入口付近容器内の液面高さ情報 又は お客の目視での液面高さ認識 により前記容器から液体が溢れ出ていない事を確認しつつ供給する機構，制御装置と、
   を設けたことを特徴とする自動販売機及び販売方法。
   
   

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