KR102378899B1 - 영양 보충제 디스펜싱 장치 및 방법과 이를 위한 멀티 서빙 카트리지 - Google Patents

영양 보충제 디스펜싱 장치 및 방법과 이를 위한 멀티 서빙 카트리지 Download PDF

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Abstract

마셔서 섭취될 수 있도록 소정량의 가루 형태 식이 보충제와 적정량의 액체, 즉 물을 섞기 위한 방법과 제공 시스템, 그리고 향상된 멀티 보충제 카트리지와 멀티 보충제 카트리지를 채우는 방법이 개시된다.
본 발명의 제1양상에 따르면, 과립(granulated) 식이 보충제 디스펜싱 장치가 제공된다. 본 장치는 카트리지 베이 (cartridge bay)가 구비된 하우징을 갖는다. 보충제 배출기구 (supplement extraction mechanism)는 카트리지 베이와 연계된다. 물탱크 (water tank)는 하우징 내에 배치되고 소정 수위까지 물을 담도록 형성된다. 물탱크는 배출구를 갖는다. 도관 (conduit)은 배출구로부터 연장되어 출구단 (exit end)에서 끝난다. 유량 제어 밸브는 도관과 연계되어 작동된다. 그리고 도관의 출구단에서의 물의 흐름을 제어하기 위해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 선택적으로 작동할 수 있다. 유체 수위 모니터(fluid level monitor)가 물탱크 내의 물 수위를 측정하기 위해 유체 탱크와 연계되어 작동된다. 컴퓨터 제어 시스템은 유체 수위 모니터 및 유량 제어 밸브와 상호 연결되어 작동된다. 그리고 물탱크 내 측정 수위에 곧바로 반응하여 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 유량 제어 밸브를 조작하기 위해 프로세서에 의해 실행되고, 명령어로 코드화된 컴퓨터 판독가능 영구 매체를 포함한다. 컴퓨터 제어 시스템은 탱크 내 수위에 관계없이 액체를 정확하게 방출하여 과립 또는 가루 형태의 식이 보충제와 섞이도록 한다.

Description

영양 보충제 디스펜싱 장치 및 방법과 이를 위한 멀티 서빙 카트리지{MACHINE AND METHODS FOR DISPENSING NUTRITIONAL SUPPLEMENTS AND MULTI-SERVING CARTRIDGE THEREFOR}
본 발명은 마셔서 섭취될 수 있도록 소정량의 가루 형태 식이 보충제 및/또는 약과 적절한 액체를 섞는 방법 및 제공 시스템 그리고 이를 위한 멀티 서빙 카트리지(multi-serving cartridge)에 관한 것이다.
식이 보충제(dietary supplement)는 일반적으로 충분히 섭취할 수 없는 영양소를 사람이나 동물에게 제공한다. 여기서 사용된 것처럼, 식이 보충제와 영양 보충제(nutritional supplement)라는 용어는 호환 가능하게 사용되며 모든 종류의 비타민, 미네랄, 섬유질, 지방산, 단백질, 아미노산, 한방약, 근육 단련 보충제(bodybuilding supplements), 약(pharmaceuticals), 치료법(therapeutics), 약제(medicines), 약물(drugs), 치료제(treatments) 및 건강 목적으로 섭취되는 기타 물질들을 광범위하게 규정하기 위한 것이다.
U.S. 성인 인구의 과반수가 의약외품인 식이 보충제를 정기적으로 섭취하는 것으로 보고되었다. 가장 일반적인 것은 멀티 비타민(multi-vitamin)이다. 의약적 형태의 식이 보충제를 더 고려할 때, 그 숫자는 훨씬 더 많다.
식이 보충제의 제조 및 섭취를 위한 전통적인 시장은 주로 정제(tablet)나 캡슐(capsule) 형태로 만들어진다. 많은 사람들이 알약(pill)과 캡슐은 삼키거나 소화하기 어려워한다. 알약이나 정제 형태의 식이 보충제를 제조하는 것은 단단하며 적절한 유통 기한을 가진 정제를 만들기 위해 필러(filler) 및/또는 결합제(binding agent)의 사용을 필요로 한다. 제조된 정제나 캡슐은 종종 커서 유효 성분 함량(amount of active ingredient content)을 제한하는 경향이 있다. 많은 소비자들은 큰 알약을 섭취할 수 없거나 피할 것이다. 이것은 소비자에게 다른 대안을 거의 남겨두지 않는다.
식이 보충제 산업은 급속히 용해되는 정제와 씹을 수 있는 정제를 제공함으로써 이러한 문제를 다루려 했다. 용해되는 정제나 씹는 형태의 식이 보충제는 캡슐 및 정제와 유사한 많은 단점을 가지고 있다. 예로 그들은 보통 필러, 당분(sugar) 또는 결합제를 포함한다. 이것들은 유효 성분 함량을 제한한다. 필러와 결합제의 과도한 사용은 사람이나 동물의 몸에서의 소화를 방해한다: 심지어 적정량의 필러 및/또는 결합제를 가진 알약 형태의 비타민도 몸에 흡수된 유효 성분 함량의 단지 일부분만이 인간의 소화 기관을 통과할 수 있다는 것이 많은 연구에서 밝혀졌다. 겔 타입의 정제(gel-type tablet)는 흡수 문제를 다루는 데 도움을 주기 위해 발전되어 왔다. 그러나 특히 식도 연하 장애(esophageal dysphagia)를 겪는 사람들에게는 더 크고 삼키기 더 어려운 경향이 있다.
큰 알약을 삼키는 것은 많은 사람들에게 어렵다. 심지어 일부에게는 작은 알약도 어렵다. 노인, 목 질환을 가진 사람, 아이들 그리고 일부 사람들은 알약/정제 형태의 식이 보충제를 섭취할 때 가장 큰 불편함을 느낀다. 그리고 사람뿐만 아니라 애완동물을 소유한 많은 세심한 사람들이 그들의 개나 고양이, 말 또는 다른 소중한 동물에게 식이 보충제를 제공하려 할 것이다. 일부 애완동물들은 알약의 크기에 관계없이 알약 형태의 식이 보충제를 섭취하려 하지 않을 것이다. 일부 동물들은 사람보다 더 빠른 소화 처리 속도(digestive through-put)를 가지므로 흡수된 유효 성분이 충분히 축적되기 전에 동물의 몸을 통과하여 상당히 많은 양의 필러와 결합제를 가진 알약이 덜 효과적이게 만든다.
종래의 식이 보충제의 다른 문제는 정확한 복용량과 관계가 있다. 많은 식이 보충제가 처방전 없이(over-the-counter) 판매되기 때문에, 많은 소비자들이 식이 보충제는 처방약과 같은 수준의 고주의가 필요 없다는 잠재 의식적 사고를 형성하게 될 것이다. 잠재적인 믿음의 영향으로, 평균적인 소비자는 복용을 빼먹는 것에 대해 신경 쓰지 않거나 권장량이 단지 하나임에도 두 알을 복용하는 다른 극단에 빠질지도 모른다. 예로, 바쁘거나 주의 깊지 않은 사람은 자기가 그날 비타민 알약을 섭취하였는지를 기억해 내지 못할지도 모른다. 이러한 사람은 이렇게 생각할 것이다. "별일 아니야, 내일 먹지". 또는 이렇게 생각할 것이다. "별일 아니야, 한 알 더 먹어도 괜찮아". 두 가지의 경우에, 그 사람은 식이 보충제를 과다 복용하거나 과소 복용하게 될 위험이 있는 것이다. 물론, 사람들이 체계적으로 알약을 소비할 수 있도록 도와주기 위해 알약 박스나 이와 비슷한 것이 개발되었다. 그러나 그런 것들은 대체로 처방약에만 사용되고 정기적으로 사용하기 위해서는 높은 수준의 절제가 필요하다.
따라서 필러와 결합제의 사용 및 과복용, 저복용의 가능성을 줄여주며, 쉽게 삼킬 수 있고 빨리 소화되는 향상된 식이 보충제에 대한 요구가 이 분야에 있다.
대한민국공개특허공보 10-2012-0092556호(2012.08.21. 공개)
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 마셔서 섭취될 수 있도록 소정량의 가루 형태 (본 명세서에서 넓게 정의된) 식이 보충제와 적정량의 액체, 즉 물을 섞기 위한 방법과 제공 시스템, 그리고 향상된 멀티 보충제 카트리지와 멀티 보충제 카트리지를 채우는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1양상에 따르면, 과립(granulated) 식이 보충제 디스펜싱 장치가 제공된다. 본 장치는 카트리지 베이 (cartridge bay)가 구비된 하우징을 갖는다. 보충제 배출기구 (supplement extraction mechanism)는 카트리지 베이와 연계된다. 물탱크 (water tank)는 하우징 내에 배치되고 소정 수위까지 물을 담도록 형성된다. 물탱크는 배출구를 갖는다. 도관 (conduit)은 배출구로부터 연장되어 출구단 (exit end)에서 끝난다. 유량 제어 밸브는 도관과 연계되어 작동된다. 그리고 도관의 출구단에서의 물의 흐름을 제어하기 위해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 선택적으로 작동할 수 있다. 유체 수위 모니터(fluid level monitor)가 물탱크 내의 물 수위를 측정하기 위해 유체 탱크와 연계되어 작동된다. 컴퓨터 제어 시스템은 유체 수위 모니터 및 유량 제어 밸브와 상호 연결되어 작동된다. 그리고 물탱크 내 측정 수위에 곧바로 반응하여 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 유량 제어 밸브를 조작하기 위해 프로세서에 의해 실행되고, 명령어로 코드화된 컴퓨터 판독가능 영구 매체를 포함한다. 컴퓨터 제어 시스템은 탱크 내 수위에 관계없이 액체를 정확하게 방출하여 과립 또는 가루 형태의 식이 보충제와 섞이도록 한다.
본 발명의 제2양상에 따르면, 과립 식이 보충제 디스펜싱 장치는 중심축을 중심으로 한 대체로 환상의 보충제 카트리지(supplements cartridge)를 포함한다. 장치의 하우징은 중심축 주위를 회전하는 카트리지를 수용하도록 형성된 카트리지 베이를 포함한다. 보충제 배출기구는 카트리지 베이와 연계된다. 중심축은 수평축과 예각을 이룬다. 하우징 내에서 보충제 카트리지를 소정 각도로 지지함으로써, 사용자는 더욱 편하게 장치와 상호 작용할 수 있다. 게다가, 일부 실시예에서 보충제 카트리지는 더 좋은 위치로 비스듬히 놓여 선두 서빙 챔버(lead serving chamber)가 믹싱컵(mixing cup)으로 비워지게 한다.
본 발명의 제3양상에 따르면, 과립 식이 보충제 디스펜싱 장치는 카트리지 베이를 구비한 하우징을 포함한다. 보충제 배출기구는 카트리지 베이와 연계되며, 하우징 내에 형성된 컵베이(cup bay)가 있다. 컵베이는 카트리지 베이 아래에 배치되고, 믹싱컵은 컵베이에 받쳐지도록 형성된다. 컵 구동 시스템(cup drive system)은 하우징의 컵베이에 배치된다. 컵 구동 시스템은 믹싱축(mixing axis) 주위를 회전할 수 있는 회전 테이블(rotary platen)을 포함한다. 회전 테이블은 수평축과 뒤로 예각을 이루게 기울어진 믹싱축에 의해 컵베이쪽으로 뒤로 기울어져 있다. 회전 테이블을 뒤로 기울어지게 셋팅함으로써, 믹싱컵은 사용자를 회전식 혼합 과정에서의 흘림으로부터 보호하기 위해 사용자로부터 멀어지도록 기울어져 있다. 게다가, 믹싱컵의 경사진 회전식 구성은 물과 가루로 된 식이 보충제가 섞여서 용해되는 과정을 촉진한다.
본 발명의 제4양상에 따르면, 과립 식이 보충제 디스펜싱 장치는 중심축을 중심으로 한 대체로 환상의 보충제 카트리지(supplements cartridge)를 포함한다. 보충제 카트리지는 복수의 서빙 챔버(serving chamber)를 포함한다. 다량의 과립 식이 보충제가 각 서빙 챔버내에 배치된다. 장치의 하우징은 중심축 주위를 회전하는 보충제 카트리지를 수용하도록 형성된 카트리지 베이를 포함한다. 보충제 배출기구는 카트리지 베이와 연계되고 한 번에 하나씩 서빙 챔버(serving chamber)를 개방하도록 작동된다. 그런 다음 그 안의 과립 식이 보충제 내용물을 비운다. 카트리지 구동기구(cartridge drive mechanism)는 카트리지 베이 내에서 보충제 카트리지가 중심축 주위를 회전하게 한다. 그리고 컴퓨터 제어 시스템은 카트리지 구동기구에 연결되어 작동된다. 컴퓨터 제어 시스템은 미개봉된 서빙 챔버(unopened serving chamber)가 보충제 배출기구의 바로 근처에 위치할 때까지 카트리지 베이 내의 보충제 카트리지를 회전시켜 색인하기 위해 프로세서에 의해 실행되고, 명령어로 코드화된 컴퓨터 판독가능 영구 매체를 포함한다. 그래서, 카트리지 구동기구를 통해 작용하는 컴퓨터 제어 시스템은 보충제 카트리지를 정렬한다. 그래서 유효한, 즉 미개봉된 서빙 챔버가 선두 위치(lead location)에 배치되어 미개봉되거나 선두 서빙 챔버에 담긴 과립 영양 보충제가 보충제 배출기구에 의해 비워질 수 있다. 이러한 특징을 통해, 사용자는 장치의 카트리지 베이에 일부가 사용된 보충제 카트리지를 장착할 수 있다. 컴퓨터 제어 시스템은 카트리지 구동기구가 보충제 카트리지를 회전시켜 색인하도록 함으로써 미사용된 서빙 챔버가 보충제 배출기구에 의해 개봉될 준비가 되는 선두 위치에 위치한다.
본 발명의 제5양상에 따르면, 과립 영양 보충제를 위한 멀티 서빙 카트리지 어셈블리(multi-serving cartridge assembly)가 제공된다. 카트리지 어셈블리는 중심축을 중심으로 한 대체로 환상의 프레임을 포함한다. 프레임은 복수의 서빙 챔버를 포함한다. (본 명세서에서 넓게 정의된) 다량의 과립 영양 보충제가 각 서빙 챔버 내에 밀봉된다. 또한, 각 서빙 챔버는 과립 영양 보충제를 배출하기 위해 강제로 파열될 수 있도록 형성된 파열부재(fracturable element)를 포함한다. 보충제 카트리지는 서빙 챔버로부터 이격된 복수의 표시구역을 구비한다. 하나의 표시구역은 각 서빙 챔버와 연계된다. 표시구역은 물리적으로 변할 수 있도록 형성되거나 파열부재의 강제적 파열과 동시에 훼손될 수 있도록 형성된다. 표시구역은 데이터를 읽고 쓸 수 있는 기능의 형태를 가지고 보충제 카트리지가 표시구역의 변하거나 변하지 않은 조건에서 각 서빙 챔버의 내용물이 비워졌는지의 여부를 지시하는데 사용될 수 있도록 한다. 일단 서빙 챔버가 비워지면, 다른 서빙 챔버가 유효한 상태로 남아 있더라도 더 이상 사용될 수 없다. 표시구역을 각 서빙 챔버로부터 이격시킴으로써, 어떤 서빙 챔버가 사용되었는지 그리고 어떤 서빙 챔버가 유효하게 사용될 수 있는지 검사하는 일은 원격으로 이루어질 수 있다. 이것은 빈 서빙 챔버로부터 나온 잔류 먼지에 덜 노출될 수 있게 한다. 표시구역의 상태를 검사하는 자동화된 장치는 잔류 먼지에 민감할 수 있으므로, 이 발명은 좀 더 강성을 지닌 카트리지 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 제6양상에 따르면, 회전 카트리지로부터 영양 보충제를 디스펜싱하는 방법이 제공된다. 보충제 카트리지는 회전을 위해 디스펜싱 장치의 카트리지 베이 내에 지지된다. 보충제 카트리지는 복수의 밀봉된 서빙 챔버를 갖는다. 다량의 과립 영양 보충제가 각 서빙 챔버에 저장된다. 각 서빙 챔버는 파열부재를 포함한다. 파열부재는 서빙 챔버를 개방하여 밀봉된 내부에 저장된 내용물을 제거하기 위해 강제로 파열될 수 있도록 형성된다. 보충제 카트리지가 카트리지 베이 내에서 회전할 때, 보충제 카트리지는 복수의 서빙 챔버 중에서 전에 파열되지 않은, 즉 미개봉된 서빙 챔버의 개수 및/또는 위치를 파악하기 위해 조사된다.
본 발명의 제7양상에 따르면, 멀티 서빙 보충제 카트리지에 과립 영양 보충제를 채우는 방법이 제공된다. 본 방법은 중심축을 갖는 대체로 환상인 보충제 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 보충제 카트리지는 중심축 주위에 환상 구조로 배치된 복수의 밀봉된 서빙 챔버를 포함한다. 각 서빙 챔버는 중심축과 교차하는 반경 방향의 중심선을 갖는다. 로케이터 피쳐(locator feature)가 하나의 서빙 챔버의 각 중심선과 관련되어 보충제 카트리지에 형성된다. 채움 작용의 일 부분으로서, 보충제 카트리지는 필링 스테이션(filling station)에 장착되고, 로케이터 피쳐는 필링 스테이션의 대응되는 부재에 등록된다. 그런 다음 각 서빙 챔버는 다량의 과립 영양 보충제로 채워진다. 서빙 챔버는 천공이 가능한 멤브레인으로 덮힌다. 멤브레인의 위에는 적어도 하나의 시작줄 표시(starter queue indicia)가 고정되거나 적용되어 있다. 시작줄 표시는 정렬핀에 대해 조심스럽게 정렬된다. 시작줄 표시는 자동화된 개봉/디스펜싱 장치에 서빙 챔버를 정렬하기 위한 위치잡기 도구(positioning tool)를 효과적으로 제공한다. 시작줄 표시를 서빙 챔버의 중심선에 정렬하여, 자동화된 개봉/디스펜싱 장치는 성공적인 목표에의 접근을 이루기 위해 배열될 것이다. 일부 실시예에서 이러한 시작줄 표시 부분은 새로운, 즉 전에 개봉되지 않은 보충제 카트리지를 처음으로 사용할 때 특히 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 형태와 표현은 향상된 식이 보충제 시스템을 제공하여 알약 형태의 시스템에서 일반적으로 나타나는 필러(filler)와 결합제(binding agents)의 사용을 줄이고, 사용자가 과복용이나 저복용할 가능성을 줄여주며, 쉽게 삼킬 수 있도록 한다. 또한 본 발명은 영양 보충제가 사용자에 의해 빠르게 섭취되고 흡수될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식이 보충제 디스펜싱 장치 및 방법의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 장치의 내부 부품이 드러나도록 외측 하우징의 일 부분이 제거된 사시도이다.
도 3은 도 1의 3-3선을 따라 취해진 종단면도이다.
도 4는 도 3에서 4로 지시된 부분의 확대도이다.
도 5는 도 4에서 보충제 카트리지에서 선두 서빙 챔버를 개방하기 위해 보충제 배출기구의 뾰족부와 돌출부가 동작한 이후의 순간을 보여주는 것이다.
도 6은 도 4에서 보충제 배출기구의 뾰족부와 돌출부가 그들의 초기 시작 위치로 수축된 이후 순간을 계속하여 보여주는 것이다.
도 7은 도 3에서 물탱크로부터 물이 선두 서빙 챔버로부터 꺼내진 과립 식이 보충제와 섞이기 위해 믹싱컵으로 향할 때의 상황을 보여주는 단면도이다.
도 8은 물과 과립 식이 보충제를 섞어 마실 수 있는 슬러리를 만들기 위해 뒤로 기울어진 회전 테이블에 배치된 믹싱컵을 보여주는 단면도의 확대도이다.
도 9는 믹싱컵과 회전 테이블 사이에서 상호 작용하는 선택적 마그네틱 커플링을 도시한 믹싱컵과 회전 테이블의 다른 단면도이다.
도 10은 천공된 표시구역과 바코드 표시(binary code indicia) 각각을 검사하기에 효과적인 제1광학센서와 제2광학센서가 보충제 카트리지의 아래에 배치된 것을 묘사하기 위해 부분적으로 깨진 보충제 카트리지가 그 내부에 배치된 것을 보여주는 카트리지 베이의 부분도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 보충제 카트리지의 사시도 그리고 서빙 챔버 및 연계된 표시홈(marker cavity)의 환상 배열이 보여지도록 하기 위해 부분적으로 벗겨진 멤브레인을 도시한 것이다.
도 12는 어떠한 구멍 자국도 없는 멤브레인을 보여주는 사용되지 않은 예시적인 보충제 카트리지의 바닥도이다.
도 13은 도 12에 있어서 전에 개방된 여섯 개의 서빙 챔버와 파열된 관련 표시홈을 가진 예시적인 보충제 카트리지의 도면이다.
도 14는 (도 12와 도 13에 도시된) 시작줄 표시가 서빙 챔버 중 하나에 적절히 정렬될 수 있도록 멤브레인이 정렬된 필링 스테이션에 배치된 보충제 카트리지의 분해 단면도이다.
도 15는 물탱크 내의 수위와 대응되는 결과로서의 유량의 함수로서 수위 모니터를 읽는 정전용량의 예시적인 변화를 도시한 도표이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 방법을 도시한 간단 흐름도이다.
도 16a는 도 16의 흐름도에서 16A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린 (information display screen)/유저 인터페이스(user interface)의 도면이다.
도 16b는 도 16의 흐름도에서 16B의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 16c는 도 16의 흐름도에서 16C의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 16d는 도 16의 흐름도에서 16D의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 17은 오각형 표시에서 연장된 도 16의 간단 흐름도의 연장이다.
도 17a는 도 17의 흐름도에서 17A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 17b는 도 17의 흐름도에서 17B의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 17c는 도 17의 흐름도에서 17C의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 “뚜껑 개방” 서브루틴(sub-routine)을 도시한 간단 흐름도이다.
도 18a는 도 18A는 도 18의 흐름도에서 18A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 자가 진단 활동에 의해 촉발된 “클린 프로세스 (Clean Process)” 서브루틴을 도시한 간단 흐름도이다.
도 19a는 도 19A는 도 19의 흐름도에서 19A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 사용자에 의해 촉발된 “클린 프로세스” 서브루틴을 도시한 간단 흐름도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 “디스펜스 프로세스(Dispense Process)” 서브루틴을 도시한 간단 흐름도이다.
도 22는 도 21은 일 실시예에 따른 “저수위 경보 프로세스” 서브루틴을 도시한 간단 흐름도이다.
도 22a는 도 22의 흐름도에서 22A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 “저수위 에러 프로세스” 서브루틴을 도시한 간단 흐름도이다.
도 23a는 도 23의 흐름도에서 23A의 위치에 나타난 것과 같은 정보 디스플레이 스크린/유저 인터페이스의 도면이다.
도면을 참조하면, 각 도면에서 같은 도면부호는 동일하거나 대응되는 부재를 가리키며 과립 식이 보충제(granulated nutritional supplement) 및/또는 약제 디스펜싱 장치(pharmaceutical dispensing machine)는 대체로 30으로 표시된다. 디스펜싱 장치(30)는 많은 다른 형태를 가질 수 있으나, 전 도면에 걸쳐 일 예로서 조리대 위의 기기(counter-top appliance)로 도시되어 있다. 디스펜싱 장치(30)는 하우징(32)을 포함한다. 하우징(32)도 많은 다른 형상과 형태를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 하우징(32)은 윤이 나고 아래 단락에서 설명될 많은 내부 구성요소들을 감싸 보호한다. 하우징(32)은 상면(34)과 하면(36) 그리고 정면(38)과 후면(40) 및 좌우면(42)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 하면(36)은 테이블이나 카운터(counter)와 같은 수평 지지면(horizontal support surface)에 얹혀 있게 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 디스펜싱 장치(30)는 벽이나 문에 붙어 있을 수 있으며, 선반이나 벽 캐비닛과 같은 지지 구조의 아래에 매달려 있을 수 있다. 또는 냉장고와 같은 다른 가전기기 내에 설치될 수도 있다. 사용자가 편리하게 접근할
컵베이(56)도 하우징(32)에 형성된다. 컵베이(56)는 하우징 정면(38)을 따른 쉬운 접근을 위해 바람직하게는 카트리지 베이(46)의 바로 아래에 배치된다. 하우징(32)은 도시된 실시예에서 물탱크(50) 아래 또는 하면에 선택적 저장 베이(58, optional storage bay)를 더 포함할 수 있다. 저장 베이(58)는 아래에서 더 설명되는 것처럼 어떤 품목들을 저장하기 위해 복수의 저장칸(storage shelves)에 맞추어질 수 있다. 저장 베이(58)는 도 1에 도시된 것처럼 저장문(storage door, 62)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도시된 실시예에서 저장문(62)은 수직축으로 힌지 결합되어 있다. 그리고 저장 베이(58) 내의 저장칸(60) 위에 저장된 내용물을 감싸기 위해 컵보드 도어(cupboard door)와 같이 열림 위치와 닫힘 위치에서 이동할 수 있다. 노치(notch)가 사람의 엄지 손가락 여유로 하우징 측면(42)에 마련된다. 그리하여 저장문(62)의 외측 스윈징 에지(swinging edge)를 쉽게 잡고 뒤집어 열 수 있도록 한다.
디스펜싱 장치(30)는 대체로 전 도면에서 64로 지칭되는 카트리지 베이(46) 내의 보충제 카트리지(64)를 수용할 수 있도록 설계된다. 보충제 카트리지(64)는 복수 복용량의 식이 보충제(S, 도 4)를 포함한다. 식이 보충제(S)는 과립 의학 복합물을 포함하며 사람이나 동물 또는 다른 생명체의 건강을 위해 섭취되거나 적용될 수 있는 어떤 종류의 것이 될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 가장 일반적으로, 디스펜싱 장치(30)는 한 사람이 하루에 보충제 카트리지(64)로부터 일회 한 알을 배출받도록 사용된다. 그러나, 보충제 카트리지(64)에 저장된 특정 식이 보충제(S)에 따라, 한 알 이상 또는 이하가 하루에 지정되거나 다른 시간 간격으로 지정될 수 있다. 영양 보충제(S) 종합비타민의 예에서 겉보기에 건강한 성인 남성이나 여성의 권장 복용량은 보충제 카트리지(64)로부터 배출되는 하루 한 알일 수 있다. 사용자가 경쟁심이 강한 운동선수인 근육 단련용 영양 보충제(S)의 경우 권장 복용량은 하루에 보충제 카트리지(64)로부터 배출되는 여러 알일 수 있다. 보충제 카트리지(64)는 스트립(strip), 드럼, 매트릭스, 블리스터 팩(blister pack), 헐거운 컨테이너(loose container) 또는 호퍼(hopper)와 같은 형태를 포함하는 소정의 과립 또는 가루 영양 보충제(S)의 개별 양을 취하여 배출할 수 있는 적당한 형태를 가질 수 있다. 그러나, 묘사된 실시예에서, 보충제 카트리지(64)는수 있도록 디스펜싱 장치(30)의 수용에는 많은 옵션이 유효하다.
하우징(32)은 로딩 도어(44, loading door)를 포함한다. 도시된 예에서 로딩 도어(44)는 최대한 접근이 용이하도록 정면(38)에 인접한 유닛의 상면(34)에 위치해 있다. 로딩 도어(44)는 바람직하게 투명하고 또는 최소한 부분적으로 투명하다. 그래서 먼 거리에서도 아래 놓인 것을 볼 수 있다. 로딩 도어(44)는 하우징(32)의 상면(34)에 힌지로 결합될 수 있다. 또는 슬라이딩 매커니즘으로 결합될 수도 있고 생략될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 힌지 매커니즘은 약간 U자 형상의 힌지 아암을 가진 자동차 트럭 리드(truck lid)와 같게 형성되어 있다(도 2 참조). 그래서 아래로의 방해받지 않는 접근을 허용한다. 카트리지 베이(46)는 로딩 도어(44) 아래의 하우징(32)에 형성된다. 카트리지 베이(46)는 도 2에 가장 잘 도시되어 있을 것이다. 하우징 상면(34) 아래의 대체로 원형의 캐비티(cavity)나 홈들(recesses)을 포함한다. 물론, 다른 실시예에서, 카트리지 베이(46)는 하우징(32)의 다른 부분에 위치할 수도 있다 또는 하우징 상면(34) 위에 배치될 수도 있다. 또는 하우징 정면(38)에 노출될 수도 있다. 카트리지 베이(46)는 구동축(A)을 중심으로 한다. 즉, 가상의 구동축(A)이 카트리지 베이(46)의 중심으로 연장된다. 그것의 중요성은 아래에서 설명될 것이다.
도 1로 다시 돌아와서, 하우징 상면(34)은 탱크 리드(tank lid, 48)를 포함하도록 도시되어 있다. 탱크 리드는 로딩 도어(4)처럼 가로축으로 연장된 피봇축을 중심으로 하우징 상면(34)에 힌지 결합되어 있다. 탱크 리드는 하우징(32)의 후면(40)에 근접하게 위치하며 리어로부터 개방되게 배치되어 있다. 일반적으로 50으로 지시된, 물탱크(50)는 탱크 리드(48) 아래의 하우징(32)에 배치되고 소정 수위(52)로 물을 유지하도록 형성된다. 수위(52)는, 즉, 물탱크(50) 내에 담긴 물의 상면은 도 7과 도 15에 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 미도시 되었지만, 적당한 제공라인을 통해 물이 직접 하우징(32)내에 공급될 때 물탱크(50)는 생략될 수 있다.
하우징 상면(34)은 그래픽 디스플레이 스크린(54)(graphic display screen)을 더 포함한다. 디스플레이 스크린(54)은 터치 스크린 기능을 가지거나 가지지 않은 LCD, LED 또는 OLED 시스템을 포함하는 어떤 적당한 형태일 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않는다. 디스플레이 스크린(54)은 작동 상태나 디스펜싱 장치(30)의 고장 상태를 신경쓰는 사용자와 통신한다. 생각될 수 있는 다양한 디스플레이 스크린(54) 통신의 예들이 도 16a-d, 17a-c, 18a, 19a, 22a 및 23a에 제공되고 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 중심축(B)을 중심으로 하는 디스플레이 스크린(54) 형태의 프레임(66)을 가진 회전 형태를 취한다. 보충제 카트리지(64)는 구동축(A)에 정렬된 중심축(B)을 갖는 하우징(32)의 카트리지 베이(46) 내에 받쳐지도록 형성된다. 즉, 예로 회전 타입의 보충제 카트리지(64)가 디스펜싱 장치(30) 내에 배치될 때, 중심축(B)는 아마도 도 1에 가장 잘 도시된 것처럼 구동축(A)에 배열된다.
도 10 내지 13은 예시적인 회전 타입 보충제 카트리지(64)의 바람직한 일 형상을 가장 잘 보여준다. 그러나 결코 가능한 유일한 형상은 아니다. 다시, 보충제 카트리지(64)는 스트립(strip), 드럼, 매트릭스, 블리스터 팩, 헐거운 컨테이너(loose container) 또는 호퍼(hopper)와 같은 형태를 포함하는 여러가지 비회전 형태로 이루어질 수 있다는 것이 다시 강조된다. 그러나 바람직한 회전 형태에서, 보충제 카트리지(64)의 프레임(66)은 중심축(B)를 중심으로 한 내부홀(70)과 외부홀 중심의 주변 플랜지(peripheral flange, 68)를 갖는 대체로 편평하거나 시트 같은 환상 부재이다. 주변 플랜지(68)와 내부홀(70) 사이의 프레임(66) 몸체(66)는 환상 밴드(bands)나 구역(regions)에 맞추어 고려될 수 있다. 최외곽 환상부(72)는 주변 플랜지(68)에 가장 가깝거나 근접한 밴드를 포함한다. 외측을 경계짓는 주변 플랜지(68)와 같이, 최외곽 환상부(72)도 중심축(B)를 중심으로 한다. 최내각 환상부(74)는 내부홀(70)에 가장 가깝거나 근접한 밴드를 포함한다. 최내각 환상부(74)도 중심축(B)를 중심으로 한다. 프레임(66)의 몸체는 최외곽 환상부(72)와 최내각 환상부(74) 사이에 배치된 중간 환상부(76)를 더 포함한다.
다수의 챔버 개방부(78)이 프레임(66)의 최외곽 환상부(72)에 배치된다. 즉, 외측 주변 플랜지(68)에 가까운 프레임(66)의 환상 밴드나 구역에 챔버 개방부의 배열이 배치되거나 형성된다. 챔버 개방부(78)는 바람직하게는 최외곽 환상부(72) 내의 중심축(B)을 중심으로 동일한 반경방향 또는 원주방향의 간격으로 배열된다. 다시 말해서, 챔버 개방부(78)는 최외곽 환상부 내에서 프레임(66)의 주위에 원형 패턴으로 적절히 배치될 수 있다. 챔버 개방부(78)의 정확한 개수는 적용 목적이나 다른 요소에 의해 배출되는 영양 보충제(S)의 특성에 따라 변할 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 개방부(78)의 개수는 보충제 카트리지(64) 총 커버리지(coverage) 기간의 전체 배수로 선택될 수 있다. 즉, 커버리지 기간은 권장 복용개수를 공급하기 위해 보충제 카트리지(64)가 사용자에 의해 사용될 수 있는 기간이다. 예로, 주어진 보충제 카트리지(64)의 커버리지 기간은 1주, 2주, 4주 또는 한 달일 수 있다. 다른 커버리지 기간도 가능하다. 하루에 한 알이 권장되고 커버리지 기간이 한 달인 경우, 챔버 개방부(78)의 수는 30이나 31로 선택될 수 있다. 또는, 하루에 2알이 권장되고 커버리지 기간이 2주라면, 보충제 카트리지(64)는 28(2 곱하기 14)개의 챔버 개방부(78)으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 하루에 3알이 권장되고 커버리지 기간이 1주라면, 보충제 카트리지(64)는 21(3 곱하기 7)개의 챔버 개방부(78)으로 이루어질 수 있다. 더 많은 개수의 챔버 개방부(78)이 가능하지만, 바람직한 챔버 개방부(78)의 개수는 28과 31 사이가 될 것이다.
도 11 내지 도 13에 가장 잘 도시된 것처럼, 각 챔버 개방부(78)는 그들이 배치된 최외곽 환상부(72)의 사용을 최대화할 수 있는 형상, 즉, 웨지(wedge), 반경방향으로 넓어지는 형상을 갖는다. 반경방향으로 넓어지는 또는 웨지와 같은 형상은 중간 환상부(76)근처에서 가장 좁고 주변 플랜지(68) 근처에서 가장 넓다. 측벽(80)은 각 챔버 개방부(78)을 감싸며 프레임(66)으로부터 대체로 수직하게 연장된다. 각 개별 챔버 개방부(78)의 측벽(80)은 각 챔버 개방부(78) 뒤의 서빙 챔버(84)를 형성하기 위해 폐쇄단(82)에 의해 덮힌다. 건조된 과립 또는 가루 영양 보충제(S)는 각 서빙 챔버(84)에 배치되며, 보통 일회 복용분으로 이루어진다. 그러므로 보충제 카트리지(64) 내의 서빙 챔버(84)의 개수는 보충제 카트리지(64)가 공급할 수 있는 복용량의 수에 대응된다. 예로, 31개의 서빙 챔버(84)를 가진 보충제 카트리지(64)로부터 31회분이 배출된다. 28개의 서빙 챔버(84)를 가진 보충제 카트리지(64)로부터 28회분이 배출될 수 있다. 바람직할 실시예에서, 대체로 동일한 부피와 구성의 과립 영양 보충제(S)가 각 서빙 챔버(84)에 배치된다. 그러나 다른 적용에서는 서빙 챔버(84) 내의 영양 보충제(S)가 동일하지 않은 부피와 동일하지 않은 구성으로 배치되는 것이 바람직하다고 여겨질 수 있다. 후자의 예로, 세 개의 개별 영양 보충제(S)에서 하루에 한 알이 권장되는 상황을 생각해보라. 보충제 카트리지(64)는 커버리지 기간이 일 주일이고 21개의 서빙 챔버(84)를 갖는 것으로 형성된다. 이 경우에, 매 3번째 서빙 챔버(84)는 제1영양 보충제(S)로 채워질 수 있다. 그 다음 인접하는 서빙 챔버(84)는 제2영양 보충제(S)로 채워지고 남아있는 서빙 챔버(84)는 제3영양 보충제(S)로 채워진다. 일주일 동안 하루에 한번씩 사용자는 3개의 순차적인 서빙 챔버(84)로부터 영양 보충제(S)를 배출하고 그리하여 세 개의 개별적인 영양 보충제(S)를 하루에 하나씩 받는다. 다른 예에서, 영양 보충제(S)가 여러 성분의 혼합물일 수 있다. 그리고 어떤 특정 성분이 다른 특정 성분들과 잘 섞이지 않을 수 있다. 이러한 예에서, 일회분은 두 개의 섞이지 않은 물질의 복합물을 포함한다. 섞이지 않는 성분들을 개별 서빙 챔버(84)(일반적으로 인접한)에 배치하여 소비되기 전에 동시에 배출되어 섞이도록 하는 것이 바람직하다.
여전히 도 11 내지 13을 참조하면, 각 서빙 챔버(84)는 바람직하게는 표시구역(86)과 연계된다. 보충제 카트리지(64)가 30개의 서빙 챔버(84)로 형성되면, 바람직하게는 표시구역(86)도 30개가 존재한다. 그 비율은 1:1이 바람직하다. 즉, 서빙 챔버(84)의 개수에 관계없이 각 서빙 챔버(84)에 하나의 표시구역(86)이 바람직하다. 표시구역(86)은 아래에서 주어진 선택 가능한 예시들을 포함하여 어떠한 적당한 형태를 가질 수 있다. 그러나 도시 실시예에서, 표시구역(86)은 오로지 중간 환상부(76)에 위치한다. 챔버 개방부(78)처럼 표시구역(86)은 또한 중간 환상부 내에서 중심축(B)의 주위에 동일한 반경 및 원주방향의 간격으로 바람직하게 배치될 수 있다. 또한 비슷하게, 각 표시구역(86)이 각 챔버 개방부(78)와 반경방향으로 정렬되며 복수의 표시구역(86)이 복수의 챔버 개방부(78)와 개수에서 대응된다. 각 표시구역(86)은 컵과 같은 형상의 통로 형태에 있는 각 표시구역(86)의 뒤에 직접 위치하는 표시홈에 의해 정해진다. 표시구역(86)은 아래에서 상세히 설명될 이유에 의해 서빙 챔버(84)로부터 떨어져 있는 것이 바람직하다. 또한 아래에서 상세히 설명된 것처럼, 표시구역(86)은 물리적으로 교체되거나 심지어는 어떤 서빙 챔버(84)가 개방되고 어떤 어떤 것이 배출되는 않은 영양 보충제(S)로 가득 차있는지를 계속 파악하기 위한 수단으로 훼손될 수 있다.
각 서빙 챔버(84)에는 그 안에 보관된 다량의 과립 영양 보충제(S)를 배출하기 위해 강제로 파열될 수 있도록 형성된 파열부재가 구비된다. 파열부재는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 각 서빙 챔버(84)의 측벽(80)에 응력 집중 파단선(stress-concentrating breakage)을 포함하며, 파열개방종이부(tear-open paper section), 또는 아마도 각 챔버 개방부(78)을 덮는 벗김 실(peel-away seal)을 포함한다. 다른 많은 가능성이 존재한다. 도시된 실시예에서, 파열부재는 프레임(66)의 평편한 면과 면대면 관계로 배치된 천공가능 멤브레인(88)을 포함하여 챔버 개방부(78)와 표시구역(86)은 완전히 덮힌다. 접착제(미도시)는 각 서빙 챔버(84)의 엄봉(嚴封, hermetic seal)을 형성하기 위해 프레임(66)에 적용될 수 있다. 각 서빙 챔버(84)에 저장된 영양 보충제(S)는 접착제가 발라진(glued-on) 멤브레인(88)에 의해 안전하게(즉, 의학적으로) 밀봉될 것이어서 저장된 보충제는 긴 유통 기한을 가지고 살균 상태로 깨끗하게 유지된다. 멤브레인(88)은 바람직하게는 프레임(66)의 내부홀(70)에 정렬된 내측홀을 가진다.
멤브레인(88)은 기저를 이루는 서빙 챔버(84)로부터 영양 보충제(S)를 꺼내기 위해 주어진 챔버 개방부(78)의 위에서 부서진다. 이와 동시에 멤브레인(88)은 또한 연계된 서빙 챔버(84)가 개방된 것을 알려주기 위해 대응하는 표시구역(86) 위에서 파열된다. “동시에”는 일반적으로 시간적으로 또는 동시에 발생하는 순서를 넓게 규정한다. 예로, 특정 서빙 챔버(84) 위에서 멤브레인(88)이 부서지고 그런 다음 잠시 후에 대응하는 표시구역(86) 위의 멤브레인(88)이 파열된다. 또는 표시구역(86) 위의 멤브레인(88)은 구멍이 나고 잠시 후에 연계된 서빙 챔버(84)가 개방될 수 있다. 또는 서빙 챔버(84)를 덮는 멤브레인(88)은 대응하는 표시구역(86)에 구멍이 남과 동시에 파열될 수 있다. 이런 식으로, 표시구역(86)은 연계된 서빙 챔버(84)와 동시에 개별 표시홈을 덮는 멤브레인(88)을 구멍내어 물리적으로 변하도록 형성된다. 멤브레인(88)은 포일과 같은 물질, 플라스틱, 종이 기반의 물질 또는 적당한 구성으로 이루어질 수 있다. 가장 바람직하게는, 멤브레인(88)은 외측 반사면을 갖거나 빛의 빔(빛의 스펙트럼을 따라 선택된 범위의 파장 범위 내에서)을 반사할 수 있는 다른 반사 특성을 갖는다. 흰색과 은색은 멤브레인(88)의 외측 반사면의 색상으로 좋은 색이다. 도 12는 사용되지 않은 보충제 카트리지(64)의 멤브레인(88)을 보여준다. 멤브레인(88) 아래의 서빙 챔버(84)와 표시구역(86)은 은선으로 가리켜진다. 도 13은 도 12에서의 보충제 카트리지(64)와 동일한 보충제 카트리지(64)를 보여주나 6개의 복용분이 배출된 이후의 모습을 보여준다. 특히 6시와 8시 사이의 여섯개의 인접한 서빙 챔버(84)가 개방되어 멤브레인(88)의 대응되는 구멍을 통해 가루로 된 영양 보충제(S)가 배출될 것이 명백하다. 6개의 개방된 서빙 챔버(84)와 연계된 표시구역(86)도 구멍이 뚫린 것으로 도시되어 있다. 따라서, 연계된 서빙 챔버(84)가 개방된 것을 알리기 위해 도 12와 도 13의 비교를 통해 챔버 개방부와 이에 대응되는 표시구역(86) 위의 멤브레인(88)이 파열된 것이 보일 것이다.
선택 가능한 고려된 구성에서, 사용된 표시구역(86)을 인식하기 위해 어떤 다른 작업이 취해질 수 있다. 이것은 멤브레인(88) 위에 살짝 발라진 간단한 잉크, 주변 플랜지로부터 제거된 소량의 프레임(66) 물질을 포함하거나 또는 어떤 서빙 챔버(84)가 개방되고 어떤 것이 배출되는 않은 영양 보충제(S)로 가득 차있는지를 계속 파악하기 위한 목적을 실현하는 마킹 작업을 포함할 수 있다. 그리고 바람직하게는, 표시구역(86)은 서빙 챔버(84)로부터 이격된다. 그러나 다른 실시예에서는 표시구역(86)은 서빙 챔버(84)의 파열부재와 일체로 형성될 수 있다. 그리하여 서빙 챔버(84) 그 자체가 이미 개방 여부를 확인하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 보충제 카트리지(64)는 멤브레인(88) 위에 인쇄되거나 또는 나타난 바코드 표시(90)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서 2진수 형태인 바코드 표시(90)는 도 12와 도 13에 도시된 것처럼 프레임(66)의 최내각 환상부 내에 머물기 위해 배치된다. 사용될 때 바코드 표시(90)는 바람직하게는 기계로 읽을 수 있고 순람표(look-up table, 順覽表)와 연계되거나 커버리지 기간, 권장 복용량, 사용 목적, 혼합 방법 따위의 보충제 카트리지(64)에 관한 중요한 세부사항을 확인하는 데 사용될 수 있는 다른 참고 데이터와 연계된다. 최소한 시작줄 표시는 멤브레인(88) 위에 나타나거나 보충제 카트리지(64)와 연계된다. 그래서 새제품, 즉 전에 사용되지 않은 보충제 카트리지(64)에서 제1서빙 챔버(84)를 정확히 열기 위해서 디스펜싱 장치(30)에 기준을 제공한다. 즉, 이미 열린 서빙 챔버(84) 없이 시작줄 표시는 제일 먼저 열릴 서빙 챔버(84)의 하나와 정렬하기 위해 디스펜싱 장치(30)를 가이드한다. 도 12와 도 13에 도시된 시작줄 표시는 바코드 표시(90)와 일체로 형성되어서 바코드 마킹의 배치는 디스펜싱 장치(30)가 축방향으로 그것을 서빙 챔버(84)의 선택된 하나와 정렬하도록 한다. 다른 실시예(미도시)에서 시작줄 표시는 주변 플랜지에 인접한 멤브레인(88) 위나 보충제 카트리지(64)의 다른 위치 위에 배치된 컴퓨터로 해독할 수 있는 마킹을 포함할 수 있다.
여전히 보충제 카트리지(64)를 고려하면, 스플라인 컵(92)(spline cup, 92)은 대략 내부홀(70)을 중심으로 하여 프레임(66)에 부착될 수 있다. 도 11에 도시된 것처럼 스플라인 컵(92) 은 복수의 축방향으로 연장된 암스플라인을 포함한다. 따라서 스플라인 컵(92) 내의 암스플라인은 내부홀을 통해 접근 가능하다. 스플라인 컵(92)의 외면은 파지 가능한 손잡이처럼 형성되는 것이 바람직하다. 예로 스플라인 컵(92)의 외면이 카트리지 베이(46) 내로 보충제 카트리지(64)를 집어 넣거나 카트리지 베이(46)로부터 보충제 카트리지(64)를 꺼내기 위해 사람 손에 의해 쉽게 잡힐 수 있도록 손잡이 비슷한 부재로 보이는 도 1과 도 10을 보라.
대체로 94로 가리켜진 카트리지 구동기구가 보충제 카트리지(64)가 카트리지 베이(46) 내에서 중심축(B) 주위를 회전할 수 있도록 하우징(32)에 배치된다. 카트리지 구동기구(94)는 수동으로 작동될 수도 있고 모터로 구동될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 카트리지 구동기구(94)는 스텝 모터 형태의 적어도 하나의 카트리지 모터에 의해 구동된다. 이는 아마도 도 2에 가장 잘 도시되었을 것이다. 로터리 출력축(96)은 전기 모터에 결합되어 동작하고 구동축(A) 주위로의 동력 구동 회전을 위해 카트리지 베이(46) 내로 연장된다. 도 3, 도 4 및 도 7뿐만 아니라 도 2에 로터리 출력축(96)이 도시되어 있다. 바람직하게는, 구동축(A)과 로터리 출력축(96)은 수평축에 대해 전방으로 기울어져 있다. 전방으로의 기울어짐은 사용자가 디스펜싱 장치(30)와 더욱 편리하게 상호 작용할 수 있도록 하며 특히 카트리지 베이(46)로부터 보충제 카트리지(64)를 용이하게 삽입하거나 제거할 수 있도록 한다. 로터리 출력축(96)의 전방으로 기울어진 상태는 보충제 카트리지(64)를 대응되는 각도로 유지시킨다. 그래서 도 2의 경우처럼 투명 로딩도어를 통해 편리하게 보여질 수 있다. 게다가, 전방으로 기울어진 각도로 보충제 카트리지(64)를 지지함으로써, 아래에서 더 상세히 설명된 것처럼 선두 서빙 챔버(84)가 더 잘 비워지도록 위치될 것이다.
출력축(96)은 바람직하게는 보충제 카트리지(64)의 스플라인 컵(92) 내의 암스플라인에 맞물려 작동하는 드라이브 커플링을 구비한다. 따라서, 도 1 그리고 도 2 내지 도 7의 예처럼, 보충제 카트리지(64)가 카트리지 베이(46)에 배치될 때 로터리 출력축의 수스플라인은 스플라인 컵(92)의 암스플라인과 맞물리거나 짝이 지어진다. 그래서 로터리 출력축의 동력 구동 회전이 보충제 카트리지(64)에 전달된다. 물론, 다른 동력 전달 방식이 가능하다. 예로 프리휠링(free-wheeling) 베어링이 구동축(A)를 따라 배치되고 접선 동력 구동 바퀴가 주변 플랜지와 교차하거나 접선 톱니바퀴(cog-wheel)이 서빙 챔버(84)의 측벽과 교차하는 것을 포함할 수 있다. 물론 많은 다른 구동 구성이 가능하며, 도시된 실시예는 단지 하나의 예시일 뿐이다. 도시된 실시예에서, 드라이브 커플링은 밑으로부터 보충제 카트리지(64)를 지지하는 환형 선반을 구비한다. 아마도 도 4 내지 도 6의 확대도에 가장 잘 묘사된 환형 선반(98)은 출력축(96)의 수수플라인 아래에 돌출된 플랜지와 비슷한 형상이다. 보충제 카트리지(64)의 프레임(66)은 환형 선반(98)에 얹혀 있어서 커버링 멤브레인(88)은 카트리지 베이(46)의 바닥 바로 위에 얹혀 있다. 이렇게 하여, 보충제 카트리지(64)는 카트리지 베이(46)의 바닥 위를 멤도는 것으로 보일 수 있다. 상호 맞물리는 스플라인들이 보충제 카트리지(64)의 중심축(B)과 출력축(96)의 구동축(A) 중심을 맞추는 동안, 환형 선반(98)은 내부홀 주변의 프레임(66)과 맞물린다.
도 2 및 도 10으로 돌아와서, 디스펜싱 장치(30)는 제1광학센서(100)를 포함할 수 있다. 제1광학센서(100)는 통합된 송신 및 수신부재를 가진 역반사 종류(retro-reflective variety)의 자체 보유 광전자 센서와 같은 것을 포함하는 적당한 제품이 될 수 있다. 일반적으로 말하면, 송신기는 제1센서 시야 내에서 수신기로부터 되반사되는 광선을 생성한다. 시계로도 알려진 시야는, 즉 이 경우에 제1광학센서(100), 수신부재가 반사된 광선(과심 파장 범위내에서)에 반응하는 고정각으로 대체로 이해될 수 있다.
송신된 광선이 간섭을 받고 수신부재에 도달하는데 실패할 때 제1광학센서(100)에 의해 물체 또는 조건이 감지된다. 하나의 예로서, 텍사스의 옵텍 테크놀로지社(OPTEK Technology, Inc. of Carrollton, Texas)의 반사하는 물체 센서로 적당한 결과가 얻어질 수 있다. 이것은 방진 기능이나 향상된 목표 해상도의 기능을 가지거나 가지지 않은 채로 작은 면적과 필드의 깊이에 집중하는 검은 플라스틱 하우징(32)의 수렴하는 광학축들 위에 나란히 장착된다. 그러한 센서 장치는 흰색 면 위에 검은색 표시를 감지하였을 때 나은 대비율을 갖도록 적외선 발광 다이오드와 NPN 실리콘 광트랜지스터 또는 포토달링턴(photodarlington) 및/또는 빨간색으로 보이는 LED 및 저조도 배제(RBE) NPN 실리콘 광트랜지스터를 포함할 수 있다. 제1광학센서(100)는 바람직하게는 구동축(A)로부터 반경방향으로 오프셋된 위치의 하우징(32)에 배치될 수 있다. 그리고 게다가 제1센서 시야는 카트리지 베이(46)쪽으로 정해질 수 있다.
아마도 도 10에 가장 잘 도시된 것처럼, 보충제 카트리지(64)가 카트리지 베이(46) 내에 사용되도록 배치될 때, 제1광학센서(100)는 제1센서 시야가 멤브레인(88)의 중간 환상부의 상을 비추도록 형성되게 위치될 수 있다. 표시구역(86)은 중간 환상부 내에 위치하며 그리하여 보충제 카트리지(64)가 구동축(A) 주위를 회전할 때 제1센서 시야를 통과할 수 있다. 즉, 제1광학센서(100)는 표시홈을 덮는 멤브레인(88)의 조건에 반응한다. 표시구역(86) 위의 멤브레인(88)이 구멍이 나지 않았으면, 제1광학센서(100)의 송신부재로부터의 광은 멤브레인(88)의 반사하는 외면에 의해 반사되어 제1광학센서(100)의 송신부재로 되돌아가 미개봉된 대응되는 서빙 챔버(84)를 등록할 것이다. 반대로, 표시구역(86) 위의 멤브레인(88)이 파열되었다면, 광은 반사되지 않을 것이다. 반사하는 포일면 제1광학센서(100)로 되돌아가 개봉된 대응하는 서빙 챔버(84)를 등록할 것이다. 카트리지 베이(46) 내에 배치되고 카트리지 구동기구(94)에 의해 최소한 360˚ 회전된 도 12의 보충제 카트리지(64)의 예에서 제1광학센서(100)는 모든 31개의 서빙 챔버(84)를 미개봉된 것으로 등록할 것이다. 그러나, 카트리지 베이(46) 내에 배치되고 최소한 360˚ 회전된 도 13의 보충제 카트리지(64)의 예에서, 제1광학센서(100)는 31개 중 6개의 서빙 챔버(84)를 개봉된 것으로 등록하고 남은 25개의 서빙 챔버(84)를 미개봉된 것으로 등록할 것이다. 컴퓨터 제어 시스템은 개봉되거나 개봉되지 않은 서빙 챔버(84)의 각위치와 원주방향 위치를 알아차릴 것이다.
디스펜싱 장치(30)는 도 2와 도 10에 도시된 것처럼, 하우징(32) 내에 배치된 제2광학센서(102)를 더 포함할 수 있다. 제2광학센서(102)는 도 10에서 제1광학센서(100)에 인접하여 배치된 은선으로 도시되어 있다. 그러나 하우징(32) 내의 다른 위치가 똑같거나 더욱 편리할 수 있다. 예로, 도 2는 제1광학센서(100)에 대각선방향으로 거의 정반대(구동축(A)를 맞대고)인 제2광학센서(102)를 보여준다. 즉, 도 2는 대략 9시 방향인 제1광학센서(100)와 대략 3시 방향인 제2광학센서(102)를 보여준다. 그러나 이러한 위치는 반대로 될 수 있으며 하우징(32) 내에 다른 부품들의 배치의 필요성에 따라 바뀔 수 있다. 제2광학센서(102)의 제2센서 시야는 제1센서 시야처럼 구동축(A)로부터 반경방향으로 오프셋되고 카트리지 베이(46)쪽으로 향하게 될 수 있다. 그러나, 제2센서 시야는 카트리지 베이(46) 내에 사용되기 위하여 배치된 보충제 카트리지(64)의 중간 환상부를 비추도록 형성된다. 이러한 식으로, 제2광학센서(102)는 바코드 표시(90)에 반응한다. 도 12와 도 13에 도시된 것과 같은 단순한 바코드의 예에서는, 보충제 카트리지(64)가 카트리지 구동기구(94)에 의해 최소한 360˚회전됨에 따라 고리 모양으로 배열된 바코드 표시(90)는 제2센서에 의해 읽힌다. 제2광학센서(102)의 송신부재로부터의 광은 큰 검정 방사상 줄무늬 사이에서 멤브레인(88)의 반사하는 포일면에 의해 반사되어 제2광학센서(102)의 송신기로 되돌아간다. 그러나 큰 검정 방사상 줄무늬가 제2센서 시야를 통과함에 따라 반사되지 않는다. 반사 간섭 패턴이 기계 판독 가능한 코드로 변환될 수 있다. 결국 기계 판독 가능한 코드는 그 안에 담긴 영양 보충제(S)의 구성, 권장 복용량, 혼합 지시 등과 같은 중요한 보충제 카트리지(64)의 특성을 알리기 위해 순람표와 연계될 수 있다. 또한, 전술한 시작줄 표시가 제2센서 시야를 가로지르도록 형성될 수 있다. 도 12와 도 13의 예에서, 시작줄 표시는 바코드 표시(90)에 통합된다. 그래서 큰 검정 방사상 줄무늬의 최소한 하나의 위치가 선두 서빙 챔버(84)의 중심선과 정렬된다. 이러한 경우에 서빙 챔버(84)는 6시 방향에 위치한다.
도 3 내지 도 6에는, 디스펜싱 장치(30)가 대략 104로 지시된 보충제 배출기구(104)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 보충제 배출기구(104)는 바람직하게는 하우징(32) 내에 배치된다. 그리고 서빙 챔버(84)를 한번에 하나씩 개방하고 서빙 챔버(84)로부터 과립 영양 보충제(S)를 비우도록 작동한다. 보충제 배출기구(104)는 서빙 챔버(84)의 분해 가능한 요소들의 특정 구성에 따라 많은 다양한 형태를 가질 수 있다. 보충제 배출기구(104)는 수동으로 작동될 수도 있고 디스펜싱 장치(30)의 모터 구동 구성과 같이 자동으로 동작하도록 형성될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 보충제 배출기구(104)는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 자동 동작한다. 도시된 보충제 배출기구(104)는 하우징(32) 내에서의 선형 운동을 위해 지지된다. 뾰족부(106)는 카트리지 베이(46) 내로 연장될 수 있는 뾰족한 끝을 갖는다. 그 끝은 보충제 카트리지(64)의 선두 서빙 챔버(84)를 덮어씌우는 부위의 멤브레인(88)에 구멍을 뚫도록 형성된다.
선두 서빙 챔버(84)는 일시적인 타이틀이다. 새로운 서빙 챔버(84), 즉, 전에 미개봉된 서빙 챔버(84)를 갖지 않는 것으로 특징지어지는 서빙 챔버(84), 선두 서빙 챔버(84)는 시작줄 표시에 의해 정의된다. 그래서, 전술한 도 12의 예에서, 선두 서빙 챔버(84)는 6시 방향에 위치한 서빙 챔버(84)이다. 그러나, 보충제 카트리지(64)가 사용되도록 색인될 때마다 선두 서빙 챔버(84)는 미개봉된 서빙 챔버(84)로 설정될 것이다. 도시된 실시예에서, 부분적으로 사용된 보충제 카트리지(64)의 선두 서빙 챔버(84)는 최종적으로 개봉된 서빙 챔버(84) 다음의 인접하는 서빙 챔버(84)가 될 것이다. 그래서, 보충제 카트리지(64)가 부분적으로 사용된 도 13의 실시예서, 선두 서빙 챔버(84)는 여섯개의 연속된 개봉 서빙 챔버(84)로부터 시계방향으로 마주하는 첫번째로 개봉되지 않은 서빙 챔버(84)일 것이다. 물론, 컴퓨터 제어 시스템은 이러한 식으로 선두 서빙 챔버(84)를 선택하도록 제한되지 않는다. 예로, 회전 균형이 문제된다면, 컴퓨터 제어 시스템은 의도적으로 이전에 개봉된 서빙 챔버(84)와 대각선으로 반대쪽에 있는 미개봉된 서빙 챔버(84)를 선두 서빙 챔버로 선택할 수 있다. 자동차 바퀴에서 러그 너트(lug nuts)를 단단히 하기 위해 사용되는 십자형 패턴과 다소 유사하다. 선두 서빙 챔버(84)를 위한 다른 선택 패턴이 설계자의 선택에 따라 수행될 수 있다.
컴퓨터 제어 시스템을 통해 작동하면, 제1광학센서(100)와 제2광학센서(102)를 통해 알려진 것처럼, 카트리지 구동기구(94)는 자동적으로 카트리지 베이(46) 내의 보충제 카트리지(64)를 가리킨다. 그래서 선두 서빙 챔버(84)는 도 3 내지 도 7에 도시된 것처럼 뾰족부(106)의 팁과 직접적으로 반대쪽에 위치한다. 보충제 배출기구(104)는 하우징(32) 내에 위치하여 선두 서빙 챔버(84)는 항상 가장 낮은 위치에 위치할 것이다. 이것은 모범적인 형태에서 보충제 카트리지(64)가 시계면으로 상상되고 도 1에서처럼 일반적인 유저의 입장에서 본다면, 6시 방향으로 나타날 것이다. 즉, 보충제 카트리지(64)가 카트리지 베이(46) 내에서 전방으로 기울어진 각도(구동축 A)로 지지되므로, 항상 낮은 위치의 구역과 높은 위치의 구역이 있을 것이다. 도 3 및 도 7에서 보충제 카트리지(64)의 가장 좌측으로 나타나 있는 보충제 카트리지(64)의 낮은 위치 구역은 항상 선두 보충제 카트리지(64)를 포함할 것이다(즉, 보충제 카트리지(64)가 회전하지 않을 때).
솔레노이드 모터(108)는 뾰족부(106)에 연결되어 동작하고 보통 때는 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 오그라든 상태인 뾰족부(106)를 잡는다. 전원이 인가되었을 때, 솔레노이드 모터(108)는 뾰족부(106)를 전방으로 추동한다. 즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼 왼쪽으로, 그래서 뾰족부(106)의 끝이 선두 서빙 챔버(84)를 덮는 멤브레인(88)의 부분을 파열한다. 도 5에서, 뾰족부(106)는 연장된 또는 추동된 위치로 도시되어 있다. 뾰족부(106)의 뾰족한 끝은 멤브레인(88)을 앞으로 밀쳐 멤브레인(88)을 말끔하게 찢는다. 그래서 끝은 선두 서빙 챔버(84)의 캐비티 내로 들어간다. 선두 서빙 챔버(84)의 영양 보충제(S)는 멤브레인(88)의 새롭게 형성된 구멍을 통해 밖으로 흐르기 시작한다. 도 6은 뾰족부(106)가 솔레노이드 모터(108) 및/또는 이와 관련된 리턴 스프링에 의해 오그라든 상태로 철수한 때인 도 5 조금 뒤의 순간을 나타낸다. 도 6에는 크게 갈라진 구멍을 통해 영양 보충제(S)가 다량 빼내지는 것이 도시되어 있다. 뾰족부(106)의 이러한 작용에 의해, 영양 보충제(S)는 보충제 카트리지(64)의 선두 서빙 챔버(84)로부터 배출된다.
제공된 예에서, 보충제 배출기구(104)는 돌출부(110)를 더 포함한다. 돌출부(110)는 뾰족부(106) 옆에서, 하우징(32) 내에서의 직선 운동을 위해 지지된다. 그러나 이 실시예에서 뾰족부(106)가 대략 수평한 경로에서 움직이는데 반하여 돌출부(110)는 위로 경사진 각도로 나아간다. 돌출부(110)와 뾰족부(106) 모두는 대체로 공통된 수직면 내에 있는 그들 각자의 경로에서 움직인다. 이 수직면은 선두 서빙 챔버(84)의 반경방향 중심선을 통과하며 일치하는 축 A, B를 통과한다. 솔레노이드 모터(108)는 뾰족부와 돌출부(110) 모두와 상호 작용적으로 동작하며 돌출부(110)는 뾰족부와 동시에 작동된다. 이러한 작용적인 연결은 많은 다른 형태를 취할 수 있다. 도시된 실시예에서, 돌출부(110)는 캠 팔로워를 포함할 수 있다. 캠 팔로워는 뾰족부의 캠 슬롯(cam slot)에서 이동된다. 아마도 도 5 및 도 6에 가장 잘 도시된 것 같이, 솔레노이드 모터(108)에 전원이 공급되었을 때, 돌출부(110)의 끝은 카트리지 베이(46) 내의 위쪽 전방으로 강제로 연장되어 선두 서빙 챔버(84)와 연계된 표시구역(86)을 덮어씌우는 멤브레인(88)의 부분에 구멍을 낸다. 정리하면, 선두 서빙 챔버(84)로부터 영양 보충제(S)를 꺼냄과 동시에 표시구역(86)은 물리적으로 변형된다. 즉, 돌출부(110)에 의해 훼손된다.
보충제 배출기구(104)는 카트리지 베이(46) 내의 보충제 카트리지(64)의 선두 서빙 챔버(84)에 인접한 하우징(32) 내에 배치된 버트레스(buttress)와 맞을 수 있다. 버트레스의 기능은 뾰족부와 돌출부(110)의 결합된 추동력에 대해 강화하는 백레스트(backrest)나 멈춤을 제공하는 것이다. 버트레스는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 제어되는 정적인 구성일 수도 있고 동적인 구성일 수도 있다. 도 3 내지 도 7에 제공된 예에서, 버트레스는 뾰족부의 반대쪽에 배치되고 선두 서빙 챔버(84)의 측벽과 맞물리도록 주변 플랜지의 상면 위에 형성된다. 실시예에서, 뾰족부와 돌출부(110)가 내밀어졌을 때 버트레스가 지원하는 위치(backstopping position)로 밀쳐지도록 슬라이딩 트레이와 같은 것처럼 버트레스는 프레임(66)의 주변 플랜지로 가거나 멀어지는 직선 운동을 하도록 지지될 수 있다.
이 실시예에서, 뾰족부와 돌출부(110)가 그들의 수축 위치(도 6)로 되돌아갈 때, 버트레스는 바람직하게는 보충제 카트리지(64)를 직접 눌러 접촉한 상태로 남아있다. 그래서 버트레스와 연계되어 동작하는 진동유닛이 선두 서빙 챔버(84)에 기계적 진동을 전하기 위해 에너지가 공급될 수 있다. 이러한 기계적 진동이 도 6에 도시되어 있다. 진동 유닛은 예로 휴대폰이나 음식점 호출벨에 사용되는 것을 포함한 시판하는 어떠한 형태의 것일 수 있다. 선택적으로 에너지가 공급되었을 때, 진동유닛은 선두 서빙 챔버(84)에 인접한 버트레스를 통해 진동을 전달한다. 이것은 멤브레인(88)의 구멍을 통해 영양 보충제(S)의 완전한 배출를 촉진해서 거의 모든 내용물이 배출된다. 물론, 개방된 후에 선두 서빙 챔버(84)로부터의 빠르고 완전한 배출을 촉진하기 위해 다른 방법 기술들이 채용될 수 있다. 예로, 선두 서빙 챔버(84)의 상면에 기계적 태핑, 출력축(96)의 빠른 마이크로 반복 또는 떨림 움직임, 출력축(96)를 통한 기계적 진동, 초음파 작용 등이 있다.
도 7에 도시된 것처럼, 대체로 116으로 표시된 믹싱컵(116)은 하우징(32)의 컵베이에 그리고 선두 서빙 챔버(84)의 바로 아래에 안착되도록 형성된다. 영양 보충제(S)가 선두 서빙 챔버(84)로 배출될 때(도 5 및 도 6), 건조된 파우더 물질이 대기하는 믹싱컵(116)(116) 내에 모래처럼 떨어진다. 일 실시예에서, 믹싱컵(116)은 닫힌 바닥면과 개구로 끝나는 원통형 측면을 갖는다. 측면 또는 믹싱컵(116)은 최소한 부분적으로 투명하여 사용자가 영양 보충제(S)가 베이스로 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이러한 식으로, 믹싱컵(116)의 내부 구역은 선두 서빙 챔버(84)로부터 중력에 의해 빠지는 과립 영양 보충제(S)를 수용할 수 있도록 형성된다.
도 7을 가지고 계속하면, 물탱크(50)는 배출구(122)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 물탱크(50) 내의 수위는 배출구(122)에 수압의 자연 낙차를 형성하기 위해 배출구(122) 위로 상승한다. 수두압의 값은 물론 탱크 내의 물의 양에 따라 변할 것이다. 도관(124)은 배출구(122)에서 출구단(126)까지 연장된다. 출구단(126)은 컵베이쪽을 향하고 있다. 그리고 더욱 구체적으로는, 위치하여 출구단(126)에서 뿜어져 나오는 물이 믹싱컵(116) 내로 확실히 내려가게 될 것이다. 바람직한 실시예에서, 도관(124)의 출구단(126)은 수위보다 수직하게 아래에 배치되어 수압의 수두가 중력에 의해 물이 물탱크(50)에서 믹싱컵(116)으로 흐르도록 한다. 다른 실시예에서, 믹싱컵(116)으로의 물의 이동은 선압(line pressure, 탱크가 없는 딱딱한 배수관의 디스펜싱 장치에서) 또는 하우징(32) 내에 포함된 펌프에 의해 달성된다. 유량 제어 밸브는 작용적으로 도관(124)과 연계된이다. 유량 제어 밸브는 도관(124)을 통한 물의 흐름을 간섭하기 위해 컴퓨터 제어 시스템을 통해 선택적으로 동작한다. 그래서 소정의 계량된 양의 물이 영양 보충제(S)와 혼합되는 믹싱컵(116)으로 전달된다. 컴퓨터 제어 제어 시스템은 보충제 배출기구(104)의 동작 전에 또는 보충제 배출기구(104)의 동작과 동시에 또는 보충제 배출기구(104)의 동작 후에 물을 믹싱컵(116)으로 전달하도록 프로그램밍될 수 있다. 도 7은 영양 보충제(S)가 물이 추가되기 전에 선두 서빙 챔버(84)로부터 비워지는 후자의 경우를 보여준다. 믹싱컵(116)에 물을 추가하는 시간과 양은 유량 제어 밸브를 통해 제어된다. 예상 실시예에서, 바코드 표시(90)는 컴퓨터 제어 시스템이 유량 제어 밸브의 조작을 통해 믹싱컵(116)에 물을 추가하는 시간과 양을 결정하기 위해 사용되는 정보를 포함한다.
도 15는 수위가 도관(124)을 통한 물의 유량에 미치는 영향을 도시한 전형적인 차트이다. 개설(槪說)하면, 탱크 내의 수위가 높을수록, 도관(124)을 통한 유속이 증가한다. 컴퓨터 제어 시스템이 유량 제어 밸브의 동작을 통해 믹싱컵(116)에 들어가는 물의 양을 제어하는 위의 실시예에서는, 정확한 물의 양이 목표이다. 믹싱컵(116)에 전달되는 물의 양을 결정하는 것은 직접 유량을 측정하거나 펌프를 계량하거나 등등의 다양한 방법에 의해 성취될 수 있다. 본 발명에서, 믹싱컵(116)에서 영양 보충제(S)와 혼합되는 정확한 물의 양을 보장하는 효과적인 방법은 수위의 측정에 기반하여 도관(124)을 통한 예측되는 유량의 상관관계를 보여주는 것이다. 수위의 측정은 광학적으로 및 부유식 위차계로 만들어질 수 있다.
물탱크(50)가 중력을 이용하여 디스펜싱하는 식인 도시된 실시예에서, 수위의 정확하고 신뢰할만한 실시간 측정은 물탱크(50)와 연계되어 동작하는 수위 모니터에 의해 이루어진다. 수위 모니터는 서로 마주보는 한 쌍의 금속판을 포함한 정전용량 센서를 포함한다. 바람직하게는 구리 물질로 제작된다. 금속판은 물탱크(50)에 저장된 물로부터 각각 절연된다. 이러한 금속판들은 그들 사이의 정전용량을 모니터링하도록 형성된 컴퓨터 제어 시스템에 전기적으로 연결된다. 정전용량은 물탱크(50) 내의 물의 수위의 변화에 비례적으로 변하게 되어 있다. 경험에 기반한 테스트를 통해, 정전용량은 경험적으로 얻어진 유량과 함께 수많은 수위가 기록될 수 있다. 이것이 도 15에 도시되어 있다. 그런 다음 이러한 정보는 디스펜싱 장치(30)의 컴퓨터 제어 시스템에 의해 접근할 수 있는 순람표에 저장될 수 있다. 또는, 정전용량과 유량의 관계는 경험에 의해 얻어진 데이터 세트보다는 수학식으로 표현될 수 있다. 물탱크(50) 내의 수위는 도관(124) 내의 물의 수두압을 형성한다. 물론, 수두압은 물탱크(50) 내의 수위의 변화에 직접 비례하여 변한다. 즉, 수위가 높을수록 수두압은 커지고 도관(124)의 물은 더 빨리 흐르게 된다. 반대로, 수위가 낮을수록 수두압은 낮아지고 도관(124)의 물은 더 천천히 흐르게 된다.
작동 시에, 물이 믹싱컵(116)(116)에 더해질 필요가 있을 때, 컴퓨터 제어 시스템은 수위 모니터를 통해 순간 정전용량 측정에 주목한다. 그런 다음 보고된 정전용량과 순람표의 유량값을 연관짓는다. 유량 제어 밸브가 개방되어야 하는 지속시간은 쉽게 원하는 물의 양 - 미리 프로그램밍된 또는 바코드 표시(90)에 지시된 양- 을 순람표에서 정해진 유량으로 나눔으로써 계산될 수 있다. 바코드 표시(90)는 복수의 서빙 챔버(84)로부터 내용물이 믹싱컵(116)에서 동시에 혼합될 수 있다는 것을 나타낸다고 할 수 있다는 것이 여기서 또한 언급되어야 한다. 이 경우에, 컴퓨터 제어 시스템은 예정된 순서에 따라 카트리지 구동기구(94), 보충제 배출기구(104) 그리고 유량 제어 밸브의 동작을 안내할 것이다. 그래서 모든 희망하는 영양 보충제(S)와 적절한 양의 물이 믹싱컵(116)에서 섞인다. 따라서, 본 발명은 수위/수두압의 변화에 기인하는 관로 출구단(126)에서의의 유량의 변화에도 불구하고, 믹싱컵(116)에 투입되는 물의 부피가 일관되도록 또는 만약 일관되지 않으면, 예정된 사양을 맞추기 위해 정전용량 센서에서 보고된 실시간 측정 데이터와 중력 제공탱크 내의 수위의 관계를 이용한다.
바람직하게는, 물과 영양 보충제(S)는 사용자가 마셔서 삼키기 전에 완전히 또는 최소한 충분히 섞인다. 물과 영양 보충제(S)의 혼합은 믹싱컵(116) 상류에 있는 중간의 혼합 챔버(미도시)에서나 또는 내용물들이 믹싱컵(116)에 추가된 후에 다양한 방법에 의해 성취될 수 있다. 도시된 실시예에서, 혼합은 믹싱컵(116)에서 직접 발생한다. 이런 이유로 그 이름이 주어졌다. 믹싱컵(116)에서의 물과 영양 보충제(S)의 혼합은 믹싱컵(116)을 흔들거나 돌리는 것, 내용물을 교반하기 위해 믹싱컵(116)에 혼합봉(mixing wand)나 혼합 도구(mixing beater)를 넣는 것과 같은 다양한 방법으로 성취될 수 있다는 것이 고려된다.
도시된 실시예에서, 디스펜싱 장치(30)에는 하우징(32)의 컵베이에 배치되거나 연계된 컵 구동 시스템이 구비된다. 컵 구동 시스템은 믹싱컵(116)을 지지하고 도 8에 도시된 것과 같이 전후 회전 또는 일방향으로의 연속된 적당히 빠른 속도의 회전으로 믹싱컵(116) 내의 물과 영양 보충제(S)를 섞도록 형성된다. 컵 구동 시스템은 믹싱컵(116)이 안착된 회전 테이블을 포함하여 도 7 내지 도 9에 가장 잘 도시된 것 같다. 회전 테이블은 믹싱축(C) 주위로의 회전을 위해 적당한 베어링이나 부싱(bushing)으로 지지된다. 컵 구동 시스템은 믹싱 모터를 포함한다(도 2). 믹싱 모터는 믹싱축(C)를 따라 놓여 있는 중심축(B)을 통해 회전 테이블에 연결되어 작동한다. 회전 테이블은 수평축에 대해 기울어질 수 있다. 그래서 믹싱축(C)는 대략 구동축(A)을 기울어진 각도로, 즉 직각이 아니게 교차한다. 즉, 회전하는 교반 사이클 동안 이차적인 흘림으로부터 사용자를 보호하기 위해 일 실시예에서 회전 테이블은 컵베이 내에 뒤로, 사용자로부터 멀어지게 기울어져 있다. 뒤로 기울어짐은 따라서 믹싱컵(116)이 관도의 출구단(126)에서의 물의 흐름을 받기 위해 더 좋은 위치를 제공한다. 게다가, 믹싱컵(116)의 기울어진 회전 구성은 물과 가루로 된 영양 보충제(S)를 섞어 용해하는 과정을 촉진한다. 이는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
혼합하는 동안 회전 테이블 위의 위치에 믹싱컵(116)을 단단히 잡기 위해, 믹싱컵(116)의 바닥면은 제1마그네틱 커플링과 맞을 수 있다. 하나의 옵션으로, 제1마그네틱 커플링은 철판을 포함할 수 있다. 고무를 입히는 표면 처리가 최소한 믹싱컵(116)의 측면 일부분과 바닥면에 커버링으로 적용될 수 있다. 고무 표면 처리는 철판을 싸서 산화로부터 보호한다. 회전 테이블은 믹싱컵(116)의 바닥면에 있는 제1마그네틱 커플링을 끌어당기도록 형성된 제2마그네틱 커플링을 포함한다. 제2마그네틱 커플링은 회전 테이블의 물질 구성에 통합된 것으로 도면에 도시되어 있다. 즉, 회전 테이블의 몸체는 적당하게 자화된 물질로 제작된다. 배수홀은 하우징(32) 아래로 갑자기 흘린 액체를 안내하고 믹싱 모터로 가지 않도록 컵베이에 형성된다.
사용자는 도 9에 도시된 것처럼, 자력을 극복할 수 있는 충분한 힘으로 들어올림으로써 회전 테이블에서 믹싱컵(116)을 쉽게 분리할 수 있다. 회전 테이블 위에 믹싱컵(116)의 바람직한 견고한 고정을 증가시키기 위해, 믹싱컵(116)의 바닥면은 특별한 형상으로 설계될 수 있다. 그리고 음각으로 형성된 형상을 가진 회전 테이블은 믹싱컵(116) 바닥의 형상을 보완한다. 그러므로, 이러한 합치하는 형상은 믹싱컵(116)의 바닥과 회전 테이블 사이의 꼭 맞는 끼워 맞춤 관계를 가능하게 한다. 물론, 혼합하는 동안 회전 테이블 위에 믹싱컵(116)이 견고하게 배치되는 것을 가능하게 하는 많은 다른 방법이 있다. 예로 회전 테이블에 바닥을 (자석보다는) 기계적으로 고정시키는 클립 방식을 포함할 수 있다.
혼합 작용은 믹싱컵(116) 내의 최소한 하나 그리고 바람직하게는 여러 개의 교반기 부재를 포함함으로써 선택적으로 강화될 수 있다. 교반기는 물론 많은 형태를 가질 수 있다. 그러나 도 8과 도 9에 도시된 예에서는 믹싱컵(116)의 내부 구역에 배치된 다수의 패들(paddle)을 포함한다. 패들은 여기서 한 쌍의 긴 패들과 한 쌍의 짧은 패들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 패들은 저장된 액체 슬러리 위에 액체 슬러리를 접기(fold) 위하여 믹싱컵(116)이 반복하여 돎에 따라 다소 시멘트 믹서처럼 작용한다. 따라서 생성된 상당한 난류는 빠르게 건조된 과립 영양 보충제(S)와 물을 함께 마실 수 있는 혼합물로 균질화할 것이다.
전술한 컴퓨터 제어 시스템은 도 2 및 도 7에 도시된 것처럼 회로 보드와 통합되거나 연계되어 작동할 수 있다. 컴퓨터 제어 시스템은 본 발명의 단계와 다른 자동화된 기능을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행되며 명령어로 코드화된 컴퓨터 판독가능 영구 매체를 포함할 수 있다. 그래픽 디스플레이 스크린(54)이 회로 보드에 직접 통합될 수 있다. 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 비슷하게, 여러 개의 모터와 시스템 내에서 제어되는 장치가 컴퓨터 제어 시스템을 통해 여러 방법으로 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말하면, 컴퓨터 제어 시스템은 여기서 설명된 모든 기능이 수행될 수 있도록 믹싱 모터와 유량 제어 밸브 및 버트레스 그리고 진동 유닛 그리고 솔레노이드 모터(108) 그리고 카트리지 모터 그리고 그래픽 유저 인터페이스와 상호 연결되어 동작할 수 있다. 게다가, 디스펜싱 장치(30)는 컴퓨터 제어 시스템에 연결되어 동작하는 적어도 하나의 선택 버튼을 더 포함할 수 있다. 선택 버튼은 컴퓨터 제어 시스템에 연결되어 동작하는 표시등(152)과 통합되거나 또는 표시등(152)에 둘러싸이거나 또는 최소한 인접하게 연계될 수 있다. 표시등(152)은 곧 설명될 디스펜싱 장치(30)의 작동 상태를 사용자에게 알려주기 위해 디스플레이 스크린(54)과 협력한다.
도 16-23a는 디스펜싱 장치(30)를 위한 한 세트의 예시적인 작동 프로토콜을 그림으로 보여준다. 도 16을 가지고 시작하면, 사용자가 선택 버튼(150)을 누름으로써 파워 온(Power ON) 단계(1601)가 작동한다. 이것은 판단 단계(1602)에서 프로세스 에러 플래그(Process Error Flag)가 이전 동작 시에 셋팅되고 컴퓨터 판독 매체에 저장되었는지를 처음에 묻는 컴퓨터 제어 시스템을 동작시킨다. 만약 “no”라면, 즉, 전에 셋팅된 프로세스 에러 플래그(Process Error Flag)의 전기적으로 저장된 기록이 없다면, 디스플레이 스크린(54)은 도 16a에 예로 나타낸 이미지를 보여줄 것이다. 이 이미지에서, 보충제 카트리지(64)의 그래픽적인 표현이 디스플레이 스크린(54)에 보여진다. 그리고 표시등(152)은 보충제 카트리지(64), 즉 “디스크”가 제1광학센서(100)와 제2광학센서(102)에 의해 읽히고 있다는 것을 나타내기 위해 전원이 인가되어 예로 파란색으로 반짝거린다. 판단 단계(1603)에서 시스템은 보충제 카트리지(64)가 유효한지를 묻는다. 만약 디스크, 즉, 보충제 카트리지(64)가 시스템에 의해 유효한 것으로 인식된다면, 미개봉된 서빙 챔버(84)의 종류(비타민 또는 에너지), 번호 및 위치 등과 같은 보충제 카트리지(64)의 감지된 조건 및 유형에 관한 다양한 상세 정보가 디스플레이 스크린(54)에 표시될 것이다. 이 과정이 커넥터(1604)에서 도 17까지 계속된다. 그러나, 도 17로 나아가기 전에, 도 16에 나타나는 과정의 다른 단계를 언급하는 것도 주목할 만하다. 판단 단계(1602)로 돌아가, 시스템이 이전에 셋팅된 프로세스 에러 플래그(Process Error Flag)를 감지하면, 디스플레이 스크린(54)은 도 16D에 예로 도시된 것과 같은 이미지를 나타낼 것이다. 표시등(152)(즉, “광륜”)은 전원이 인가되어 빨간빛으로 반짝거리고 스크린(54)에 많은 중요한 메시지가 나타난다. 카트리지 챔버(46) 내에 배치된 옵션 LED등이 반짝거리도록 만들어질 수 있다. 사용자는 이러한 메시지를 통해 로딩 도어, 즉, 뚜껑이 개방될 필요가 있는 보충제 카트리지(64)를 제거하도록 지시 받는다. 그래서, 시스템은 도 18에서 더 상세히 설명되는 뚜껑 개방 프로세스(Lid Open Process, 1605)를 수행한다. 그러나 도 18로 나아가기 전에 도 16에 나타나는 과정의 다른 단계를 언급하는 것도 주목할 만하다. 유효한 디스크(Valid Disk) 물음인 판단 단계(1603)로 돌아가, 만약 보충제 카트리지(64)가 시스템에 의해 유효한 것으로 인식되지 않으면, 선택 블록(1606)에서 디스크 존재(Disk Present) 물음이 시작될 것이다. 만약, 광학센서(100, 120)을 통해 컴퓨터 제어 시스템이 보충제 카트리지(64)가 존재하지 않는 것으로 판단하면, 디스플레이 스크린(54)은 도 16b에 도시된 것과 같은 이미지를 나타낼 것이다. 이것은 카트리지 베이(46) 내에 보충제 카트리지(64)가 존재하지 않는 것을 그래픽적으로 강화한다. 표시등(152)(즉, “광륜”)은 전원이 인가되어 고정된 붉은색을 비춘다. 이것은 로딩 도어(44)가 개방되는 것을 요구한다. 그래서 시스템은 도 18에 도시된 뚜껑 개방 프로세스(Lid Open Process, 1605)를 실행한다. 이와는 달리, 컴퓨터 제어 시스템이 보충제 카트리지(64)가 존재하는 것으로 판단하면, 디스플레이 스크린(54)은 에러 및 보충제 카트리지(64)가 카트리지 베이(46)로부터 제거될 필요가 있다는 것을 사용자에게 그래픽적(시각적)으로 알려주는 도 16c에 예로서 도시된 이미지를 보여줄 수 있다. 카트리지 챔버(46) 내에 배치된 옵션 LED등이 반짝이게 할 수 있다. 표시등(152)은 붉은 빛으로 반짝거린다. 이 때 로딩 도어(44)는 개방될 필요가 있다. 그래서 시스템은 도 18에 도시된 뚜껑 개방 프로세스(Lid Open Process)를 실행한다.
도 17은 디스펜싱 장치(30)를 위한 예시적인 작동 프로토콜의 계속적인 모습이다. 보충제 카트리지(64)가 유효한 것으로 확인되고 광학센서(100, 102)에 의해 관련된 속성이 “읽힘” 된 이후에만 도달하는 공통의(오각형의) 커넥터(1604)로부터 연장된 것이다. 이 읽기 단계에서, 사용자의 경험에 흥미로운 시각적 효과를 가미하기 위해 카트리지 챔버(46) 내에 배치된 옵션 LED등이 반짝거리도록 만들어질 수 있다. 이 단계에서, 디스플레이 스크린(54)은 도 17a에 예로서 도시된 것과 같은 이미지를 보여줄 수 있다. 유효한 서빙 챔버(84)의 번호와 위치는 이미 개봉된 서빙 챔버(84)와 구별된다(만약 있다면). 표시등(152)은 녹색빛을 띠고, 디스펜싱 장치(30)가 일회분의 영양 보충제(S)와 물을 믹싱컵(116)(116)에서 섞을 준비가 되었다는 것을 사용자에게 알려준다. 사용자가 준비되면, 단계(1701)에서 선택 버튼(150)을 누른다. 그래서 카트리지 챔버(46) 내의 옵션 LED등은 계속적으로 비추도록 될 수 있다. 디스플레이 스크린(54)은 도 17b에 도시된 것과 같이, 선두 서빙 챔버(84)가 제조 과정에 있다는 것을 보여주는 이미지를 나타내기 위해 변할 수 있다. 표시등(152)은 파란색을 띠고 시스템은 디스펜싱 프로세스(Dispensing Process) 서브루틴으로 진행한다. 이것은 도 21과 연결되어 아래에 설명된다. 그러나 디스펜싱 프로세스(Dispensing Process)와 도 21로 진행하기 전에, 17에 도시된 것처럼 디스펜싱 프로세스(Dispensing Process) 서브루틴을 따르는 다른 단계를 언급하는 것도 주목할 만하다. 도 17c에서처럼 디스플레이 스크린(54)은 이제 하나 적은 선두 서빙 챔버(84)(즉, 개봉되지 않은 상태로 남은)가 있다는 것과 보충제 카트리지(64)가 색인되어 새로운 선두 서빙 챔버(84)가 제조될 준비가 되었다는 것을 보여주는 이미지를 나타내기 위해 변할 수 있다. 따라서 사용자가 다음 번에 다른 서빙을 제조하기를 원할 때에 반복해서 사용될 수 있는 시스템은 (오각형)커넥터(1604) 바로 다음의 진행 과정으로 스스로를 리셋팅한다.
도 18은 도 16에 두 번 나타난 뚜껑 개방(Lid Open) 서브루틴(1605)을 보여준다. 뚜껑 개방 프로세스(1605)는 로딩 로어(44)가 개방될 때마다 실행된다. 옵션LED 챔버 등이 계속하여 켜진다. 디스플레이 스크린(54)은 도 18a에 보여준 것과 같은 이미지를 나타낼 수 있다. 로딩 도어(44)가 닫힌 다음, 표시등(152)은 고정적인 파랑색으로 변하고, LED 챔버등은 꺼진다. 그리고 뚜껑 개방 프로세스(1605)는 액션 블록(1801)에서 보여진 것과 같이 리턴(Return) 액션을 종료한다. 리턴 액션 블록(1801)은 도 16에 도시된 것처럼 즉시 파워 온(1601) 다음의 메인 시스템 프로세스로 돌아간다.
도 19와 도 20은 디스펜싱 장치(30)가 실행되도록 만들어질 수 있는 선택적 셀프 클리어링 프로세스를 보여준다. 클린 프로세스 루틴(1901)은 여기서 2온스로 제안된 일정량의 물을 믹싱컵(116)에 채운다. 이 단계에서 표시등(152)이 파란색을 비추는 동안 디스플레이 스크린(54)은 도 19에 도시된 것과 같은 이미지를 보여줄 수 있다. 도 20에 도시된 것처럼, 클린 프로세스(1901)는 여기서 5초로 제안된 일정 시간 이상 선택 버튼을 누르고 유지함에 따라 작동된다.
디스펜스 프로세스(Dispense Process, 1702)가 도 21에 도시되어 있다. 도 17과 관련하여 위에서 설명된 것처럼, 디스펜스 프로세스(1702)는 조제 과정의 일부분이다. 이 단계의 시작에서, 보충제 카트리지(64)는 색인되어 선두 서빙 챔버(84)가 배출 위치에 있고, 버트레스(112), 즉 트레이 락 암(tray lock arm)은 세팅된다. 그런 다음 보충제 배출기구(104)는 선두 서빙 챔버(84) 그리고 이와 관련된 표시구역(86)을 덮고 있는 멤브레인(88)을 천공하기 위해 동작한다. 도 21은 진동유닛(114)과 관련하여 위에서 설명된 것과 조금 다른 진동 단계를 제시한다. 도 21에서 카트리지 구동기구(94)의 스텝 모터는 버트레스(112)의 해제와 함께 빠르게 전후진 동작한다. 물론, 선두 서빙 챔버(84)로부터 영양 보충제(S)의 완전한 배출을 촉진하는 다른 많은 방법이 있다. 컴퓨터 제어 시스템은 잔존 유효 서빙 챔버(84)의 개수를 감소시킨 후 디스펜스 프로세스(1702)는 종료된다.
도 22는 수위 모니터(130)가 물탱크(50) 내의 수위가 소정의 문턱값 아래를 가리킬 때 작동하는 저수위(Low Water) 경고 프로세스 루틴이다. 디스플레이 스크린(54)은 수위 모니터(130)가 수위가 소정의 문턱값 아래라는 것을 가리키는 것을 멈출 때까지 도 22에 도시된 것과 같은 “저수위” 메시지를 보여줄 수 있다. 물탱크(50) 내의 수위가 저수위 경고 프로세스 루틴을 위한 소정의 문턱값보다 낮은 위험한 수준으로 떨어지면, 도 23에 도시된 것처럼 저수위 에러 프로세스 루틴이 동작할 것이다. 저수위 에러 프로세스 동안, 선택 버튼(150). 즉, “Go” 버튼은 비활성화되고, 디스플레이 스크린(54)은 “에러”와 “저수위” 메시지를 보여줄 수 있다. 한편 도 23a에 도시된 것처럼 표시등(152)은 붉은색으로 반짝거린다. 저수위 에러 프로세스(2301)를 동작시키기 위해 필요한 수위 모니터(130)가 수위가 소정 문턱값 아래라는 것을 가리키는 것을 멈춤에 따라, 선택 버튼(150)은 다시 활성화된다.
요약하면, 영양 보충제(S)를 배출하는 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다. 디스펜싱 장치(30)의 물탱크(50) 내에 수위를 형성하는 상부의 노출면을 갖는 물탱크(50) 내의 물의 양 만큼의 물을 저장하는 단계, 디스펜싱 장치(30)의 카트리지 베이(46) 내에 보충제 카트리지(64)를 삽입하는 단계, 최외곽 환상부에 배치된 다수의 밀봉된 서빙 챔버(84)를 갖는 보충제 카트리지(64), 각 서빙 챔버(84)에 대체로 동일한 부피와 구성의 과립 영양 보충제(S)를 저장하는 단계, 카트리지 베이(46) 내의 보충제 카트리지(64)가 구동축을 중심으로 회전할 수 있도록 지지하는 단계, 구동축을 수평축에 대해 전방으로 기울어진 각도로 고정하는 단계, 구동축을 중심으로 카트리지 베이(46) 내에서 보충제 카트리지(64)를 회전하는 단계. 회전 단계는 다수의 서빙 챔버(84)에서 이전에 개봉되지 않은 서빙 챔버(84)의 개수와 위치 중 적어도 하나를 파악하기 위해 보충제 카트리지(64)를 조사하는 단계를 포함한다. 조사 단계는 보충제 카트리지(64)의 중간 환상부를 비추도록 형성된 제1센서 시야각을 갖는 제1광학센서(100)를 가지고 이전에 천공된 표시홈을 광학적으로 스캐닝하는 것과, 보충제 카트리지(64)의 최내각 환상부를 비추도록 형성된 제2센서 시야각을 갖는 제2광학센서(102)를 가지고 바이너리 코드를 광학적으로 스캐닝하는 것을 포함한다. 영양 보충제(S)를 배출하는 방법은 이전에 개봉되지 않는 서빙 챔버(84)의 개수와 위치 중 적어도 하나를 디스플레이 스크린(54)에 표시하는 것을 더 포함한다. 회전 단계는 과립으로 된 영양 보충제(S)의 구성 유형을 파악하기 위해 보충제 카트리지(64)를 조사하는 단계를 포함한다. 그리고 디스플레이 스크린(54)에 과립 영양 보충제(S)의 구성 유형을 표시한다. 보충제 카트리지(64)를 색인하여 미개봉된 서빙 챔버(84)가 서빙 챔버(84) 중 하나의 선두에 위치한다. 선두 서빙 챔버(84)는 가장 낮은 서빙 챔버(84)를 포함한다. 색인하는 단계는 이전에 개봉된 서빙 챔버(84)에 바로 인접한 미개봉된 서빙 챔버(84)를 선두 서빙 챔버(84)로 선택하는 것을 포함한다. 색인하는 단계는 스텝 모터에 전원을 디스펜싱하는 것을 포함한다. 믹싱컵(116)을 선두 서빙 챔버(84) 아래에 위치하는 것을 포함한다. 포지셔닝 단계는 회전 테이블 위에 믹싱컵(116)을 받치고, 회전 테이블을 기울여 믹싱컵(116)이 뒤로 기울어지도록 하는 것과 믹싱컵(116)을 회전 테이블에 기계적으로 부착하는 것을 포함한다. 선두 서빙 챔버(84)로부터 과립 영양 보충제(S)를 아래의 믹싱컵(116)으로 이송하는 것을 포함한다. 이송 단계는 뾰족부로 선두 서빙 챔버(84)를 덮는 멤브레인(88)에 구멍을 뚫는 것을 포함한다. 그리고 (버트레스로) 선두 서빙 챔버(84)를 지지하는 것을 포함한다. 이송 단계는 선두 서빙 챔버(84)를 진동시키는 것을 포함한다. 돌출부(110)로 선두 표시홈을 덮는 멤브레인(88)에 구멍을 뚫는 것을 포함한다. 물탱크(50)로부터 제어된 양의 물을 믹싱컵(116)에 배출하는 것을 포함한다. 배수 단계는 유량 제어 밸브를 개방과 닫힘 위치 사이에서 조작하는 것을 포함한다. 조작 단계는 물탱크(50) 내의 수위에 직접 반응하여 유량 제어 밸브의 개방과 닫힘 위치 사이의 시간 간격을 조절하는 것을 포함한다. 그리고 믹싱컵(116) 내의 혼합된 물과 과립 영양 보충제(S)를 휘젓는 것을 포함한다. 교반 단계는 믹싱컵(116)을 회전하는 것을 포함한다. 교반 단계는 믹싱컵(116) 내에 들어있는 적어도 하나의 패들과 과립 영양 보충제(S)와 물을 맞접는 것을 포함한다.
전술한 것처럼, 시작줄 표시는 서빙 챔버(84) 중의 하나에 적절히 정렬되어야 한다. 그래서 새로운 보충제 카트리지(64)가 뾰족부와 돌출부(110)에 적절히 배열된 선두 서빙 챔버(84)를 가진 디스펜싱 장치(30)에 배치될 수 있어야 한다. 시작줄 표시는 바람직하게는 멤브레인(88) 위에 각인된다. 그러므로, 멤브레인(88)을 프레임(66)에 부착할 때, 시작줄 표시가 선택된 서빙 챔버(84) 중 하나에 정렬될 수 있도록 멤브레인(88)의 위치를 잡음에 주의가 요구된다. 도 14는 멤브레인(88)을 프레임(66)에 정렬하는 예시적인 방법과 장치를 보여준다. 여기서, 보충제 카트리지(64)는 분해도에서처럼 분리된 멤브레인(88)을 구비한 단면도로 도시되어 있다. 보충제 카트리지(64)는 필링 스테이션(154, filling station)에 배치된다. 필링 스테이션(154)은 지지 장치가 지지되는 표시홈의 후면을 가진 매우 간단한 형태로 도시되어 있다. 보충제 카트리지(64)는 시작줄 표시에 의해 선두로서 설계된 보충제 카트리지(64)와 관련된 표시홈의 배면으로부터 축방향으로 연장된 작고, 펜촉 같은 위치 정렬핀(156)이 마련된다. 필링 스테이션(154)은 여기서는 정렬핀을 가지고 등록하거나 정렬핀을 안착하도록 설계된 소켓(158)의 형태로 도시되어 있는 대응되는 부재를 갖는다. 이러한 방식으로, 보충제 카트리지(64)는 필링 스테이션(154)에 대하여 쉽게 양극화된다.
대량의 영양 보충제(S)를 저장하고 있는 호퍼에 의해 공급되는 매니폴드 배달 시스템의 도움과 같은 것으로 필링 스테이션(154)은 서빙 챔버(84)에 영양 보충제(S)를 장착하기 위한 편리한 플랫폼으로 사용될 수 있다. 원하는 양 만큼의 영양 보충제(S)가 서빙 챔버(84)에 채워진 후, 멤브레인(88)은 앞에서 언급된 접착제나 다른 적당한 수단에 의해 프레임(66)에 부착된다. 멤브레인(88)을 부착하기 전에 시작줄 표시가 사전에 인쇄될 것이다. 멤브레인(88)은 선두 서빙 챔버(84)의 방향을 유념하며 프레임(66) 위의 위치에 배치된다. 이것은 보충제 카트리지(64)가 정렬핀과 소켓(158) 구성의 힘 필링 스테이션에 대해 일관되게 방향 지어지기 때문에 확실하게 인식 가능하다. 필링 단계는 수동으로 행해질 수도 있고 자동화될 수도 있다. 수동으로 행해질 때, 멤브레인(88) 위에 시각적인 조력자나 표시기를 포함하는 것이 도움이 될 것이다. 이것은 조립 작업자가 멤브레인(88)을 필링 스테이션(154)에 대해 정렬하는 것을 도와준다. 자동화될 때, 필링 스테이션(154)에 대해 정확한 방위로 사전에 인쇄된 멤브레인(88)이 디스펜서에 장착될 것이다.
다량의 과립 영양 보충제(S)를 여러 챔버를 가진 보충제 카트리지(64)에 채우는 방법이 다음과 같이 설명될 수 있다. 대체로 환상의 보충제 카트리지(64)는 중심축(B)을 갖는다. 보충제 카트리지(64)는 중심축(B) 주위에 환상으로 배치된 복수의 밀봉 서빙 챔버(84)를 포함한다. 각 서빙 챔버(84)는 중심축(B)과 교차하는 반경방향 중심선을 갖는다. 로케이터 피쳐(locator feature)가 서빙 챔버(84)의 각 중심선과 관련하여 보충제 카트리지(64)에 형성된다. 형성 단계는 정렬핀(156)을 형성하는 것을 포함한다. 보충제 카트리지(64)는 필링 스테이션(154)에 장착된다. 장착 단계는 필링 스테이션(154)의 대응하는 부재를 가지고 보충제 카트리지(64)의 로케이터 피쳐를 등록하는 것을 포함한다. 등록 단계는 소켓에 정렬핀을 안착하는 것을 포함한다. 각 서빙 챔버(84)는 대체로 동일한 부피와 구성의 과립 영양 보충제(S)로 채워진다. 영양 보충제(S)는 비타민, 미네랄, 섬유질, 지방산, 단백질, 아미노산, 한방약, 보디빌딩 보충제, 약품 또는 건강 목적으로 섭취되는 기타 물질이 될 수 있다. 천공 가공한 멤브레인(88)은 보충제 카트리지(64)를 덮는다. 멤브레인(88)은 보충제 카트리지(64)의 내부홀(70)과 정렬된 내부홀(70)을 갖는다. 바코드 표시(90)는 멤브레인(88)에 인쇄되거나 연계된다. 바코드 표시(90)를 인쇄하는 단계는 멤브레인(88)의 최내각 환상부에 환상 패턴에 바코드 표시(90)의 방위를 맞추는 것을 포함한다. 최소한 하나의 시작줄 표시가 멤브레인(88)이 멤브레인(88)에 고정된다. 최소한 하나의 시작줄 표시를 고정하는 단계는 멤브레인(88)의 최내각 환상부 내에서 또는 멤브레인(88)이나 보충제 카트리지(64)의 다른 구역 위에서 시작줄 표시의 방위를 맞추는 것을 포함한다. 서빙 챔버(84)는 멤브레인(88)으로 덮힌다. 덮는 단계는 멤브레인(88)을 보충제 카트리지(64)에 접착되게 붙이는 것을 포함하며 또한 정릴핀에 대해 시작줄 표시를 정렬하는 것을 포함한다.
본 발명은 여기서 넓게 정의된 영양 보충제(S)를 디스펜싱하는 장치 및 방법 그리고 또한 멀티 보충제 카트리지(64)를 제공한다. 그러므로 일정량의 가루 형태의 식이 보충제와 물을 섞어 마셔서 섭취될 수 있도록 용해할 것이다. 본 발명은 사용자가 사용하기 쉽고 효과적으로 고품질 및 순수한 형태의 활성 성분을 가지고 그들의 식이 요구를 보충하거나 의학품을 섭취할 수 있도록 한다. 본 발명을 통해 건강 유지 식이요법은 식이 보충제의 부가적인 이점을 느끼며, 그리고 더 쉽게 치료 물질을 섭취하게 하여 아이들, 노인 및 알약이나 태블릿을 섭취하기에 어려움을 느끼는 사용자가 사용할 수 있도록 한다. 개시된 시스템은 애완동물에 식이 보충제 및/약을 제공하는 데에도 사용할 수 있다.
전술한 발명은 관련된 법적 기준에 맞추어 기술되었다. 따라서 본 기술은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
30: 디스펜싱 장치
44: 로딩 도어
46: 카트리지 베이
64: 보충제 카트리지
68: 주변 플랜지
70: 내부홀
72: 최외곽 환상부
74: 최내각 환상부
76: 중간 환상부
78: 챔버 개방부
82: 폐쇄단
84: 서빙 챔버
86: 표시구역
88: 멤브레인
90: 바코드 표시
92: 스플라인 컵
94: 카트리지 구동기구
96: 로터리 출력축
100: 제1광학센서
102: 제2광학센서
104: 보충제 배출기구
122: 배출구
126: 출구단

Claims (51)

  1. 중심축을 중심으로 환상이며, 복수의 서빙 챔버를 포함하고, 상기 중심 축을 중심으로 한 외부 홀과 내부 홀 중심의 외곽의 주변 플랜지를 갖는 편평한 환상 부재, 프레임 내에 배치된 다수의 챔버 개방부, 상기 각각의 챔버 개방부를 감싸며 상기 프레임으로부터 축방향으로 연장된 측벽을 포함하고, 각각의 상기 챔버 개방부에 대한 상기 측벽은 각각의 상기 챔버 개방부 뒤의 서빙 챔버를 형성하기 위해 폐쇄단에 의해 덮히는, 프레임;
    각 서빙 챔버내에 보관된 다수의 과립 영양 보충제;
    여기서 상기 각 서빙 챔버는 다수의 과립 영양 보충제가 배출되도록 강제로 파열될 수 있도록 형성된 파열부재를 포함하며, 상기 파열부재는 상기 프레임에 면대면 관계로 직접 부착되고 상기 서빙 챔버를 밀봉식으로 덮는 천공가능 멤브레인이며, 상기 멤브레인은 상기 서빙 챔버로부터 다수의 과립화된 영양 보충제를 배출하기 위해 강제 파열되도록 구성되며, 상기 천공가능 멤브레인은 상기 프레임의 상기 내부 홀에 정렬된 내측 홀을 가짐; 및
    상기 프레임에 직접 부착된 스플라인 컵, 여기서 상기 스플라인 컵은 상기 중심 축을 따라 중심에 있고 상기 프레임의 상기 내부 홀을 덮으며, 상기 스플라인 컵은 상기 스플라인 컵의 내부로 축 방향으로 연장되며 디스펜싱 장치의 출력축의 수(male) 스플라인에 의해 상기 내부 홀을 통해 접근 가능한 복수의 암(female) 스플라인을 포함함;
    을 포함하는 영양 보충제를 위한 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스플라인 컵의 외면은 상기 서빙 챔버 내에 손잡이(knob) 삽입을 형성하고, 상기 손잡이와 서빙 챔버 사이의 환상 공간이 상기 손잡이를 인간의 손가락으로 파지 가능하도록 하는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멤브레인 상에 각인된 바이너리 코드 표시를 더 포함하는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 바이너리 코드 표시는 상기 내부 홀에 인접한 상기 멤브레인의 가장 안쪽의 환상부 내에 배치된 바코드를 포함하는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 천공가능 멤브레인은 상기 서빙 챔버로부터 이격된 복수의 표시구역을 포함하고, 상기 표시구역 중 하나는 각각의 상기 서빙 챔버와 연계되는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표시구역은 상기 멤브레인의 중간 환상부 내에 배치되고,
    상기 표시구역은 상기 중간 환상부 내에서 중심축 주위에 반경방향 및 원주방향으로 동일한 증가폭으로 배열된 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    각 표시구역은 상기 서빙 챔버 각각에 반경방향으로 정렬된 표시구역을 포함하는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    각 표시구역 뒤의 표시홈을 더 포함하는 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 서빙 챔버는 28개 내지 31개로 이루어진 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 챔버 개방부는 반경방향으로 넓어지는 웨지 형상을 가지며, 상기 반경방향으로 넓어지는 웨지 형상은 상기 내부 홀에 인접한 곳이 가장 좁고 상기 외곽 주변 플랜지에 인접한 곳이 가장 넓은 멀티 서빙 카트리지 어셈블리.
  11. 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법에 있어서,
    중심축을 갖는 환상이며, 중심축 주위에 환상 배열로 배치된 복수의 밀봉된 서빙 챔버를 포함하는 보충제 카트리지를 제공하고, 각각의 서빙 챔버는 중심축을 교차하는 반경방향 중심선을 가지고, 상기 서빙 챔버의 하나의 개별 중심선에 대하여 보충제 카트리지 내에 로케이터 피쳐를 형성하는 단계로,
    상기 멀티 서빙 보충제 카트리지는 프레임과 스플라인 컵을 포함하며, 상기 프레임은 상기 중심축을 중심으로 한 외부 홀과 내부 홀 중심의 외곽의 주변 플랜지를 갖는 편평한 환상 부재, 상기 프레임 내에 배치된 다수의 챔버 개방부, 각각의 챔버 개방부를 감싸며 상기 프레임으로부터 축방향으로 연장된 측벽을 포함하고, 각각의 상기 챔버 개방부에 대한 상기 측벽은 각각의 상기 챔버 개방부 뒤의 서빙 챔버를 형성하기 위해 폐쇄단에 의해 덮히며, 상기 스플라인 컵은 상기 중심 축을 따라 중심에 있고 상기 프레임의 내부 홀을 덮으며, 상기 스플라인 컵은 상기 스플라인 컵의 내부로 축 방향으로 연장되며 디스펜싱 장치의 출력축의 수(male) 스플라인에 의해 상기 내부 홀을 통해 접근 가능한 복수의 암(female) 스플라인을 포함하고;
    필링 스테이션에 보충제 카트리지를 로딩하는 단계로, 상기 로딩 단계는 상기 필링 스테이션의 대응하는 부재를 가지고 상기 보충제 카트리지의 로케이터 피쳐를 등록하는 단계를 포함하며,
    다수의 과립 영양 보충제를 가지고 각 서빙 챔버를 채우는 단계; 및
    다수의 과립 영양 보충제가 배출되도록 강제로 파열될 수 있도록 형성된 천공가능 멤브레인을 갖는 상기 서빙 챔버를 덮는 단계로서, 상기 천공가능 멤브레인은 상기 프레임에 면대면 관계로 직접 부착되고, 상기 천공가능 멤브레인은 상기 프레임의 상기 내부 홀에 정렬된 내측 홀을 가지는 단계를 포함하는 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 멤브레인 상에 적어도 하나의 시작줄 표시를 고정하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 서빙 챔버를 덮는 단계는 상기 시작줄 표시를 정렬 핀에 대해 정렬하는 단계를 포함하는 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로케이터 피쳐 형성 단계는 상기 정렬 핀을 형성하는 것을 포함하며,
    상기 등록하는 단계는 소켓에 정렬핀을 안착하는 것을 포함하는 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    멤브레인 위에 바이너리 코드 표시를 인쇄하는 단계를 더 포함하는 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 덮는 단계는 상기 보충제 카트리지에 멤브레인을 접착 가능하게 붙이는 단계를 포함하는 과립 영양 보충제로 멀티 서빙 보충제 카트리지를 채우는 방법.
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