專利名稱：自動售貨機(jī)和硬幣處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動售貨機(jī)和硬幣處理設(shè)備，比如可以包括識別裝置(validators)。
本發(fā)明的某些方面特別地涉及自動售貨機(jī)。
指定路線送貨人典型地必須經(jīng)常訪問自動售貨機(jī)，檢查疊放的物品中是否都已用光。這樣的訪問需要足夠地頻繁，以便防止疊放的物品用光，造成銷售量的損失，但是，又不能太經(jīng)常以致造成花費(fèi)不必要的精力。這可能是難以計(jì)劃的，特別是當(dāng)物品銷售的速率可能變化時難以計(jì)劃。
自動售貨機(jī)可能出現(xiàn)故障，從而使得要銷售的產(chǎn)品出現(xiàn)堵塞，因此，已經(jīng)對物品付錢的顧客可能會發(fā)現(xiàn)無法收到該物品。為了避免這樣產(chǎn)生的損失，已經(jīng)知道提供帶有傳感器的自動售貨機(jī)，這些傳感器確定產(chǎn)品是否如所希望的那樣被銷售。也已經(jīng)知道提供一種傳感器，它可以檢測出什么時候產(chǎn)品已經(jīng)售完，并對此做出響應(yīng)，停止進(jìn)一步的銷售。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種自動售貨機(jī)，它有測量在其中儲存的可銷售產(chǎn)品的數(shù)量的裝置。這樣的裝置可以用于多種目的?？梢源_定可銷售產(chǎn)品的數(shù)量的改變是否按照預(yù)計(jì)的銷售計(jì)劃進(jìn)行，從而確認(rèn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了銷售。如果所感知的數(shù)量沒有適當(dāng)?shù)馗淖儯梢允箼C(jī)器再次銷售產(chǎn)品，但需要清理故障或堵塞。如果確定出高度為零，也可以確保阻止進(jìn)一步的銷售。然而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，可以把代表所感知的數(shù)量的信號傳遞到遠(yuǎn)方的位置，從而在產(chǎn)品售完之前可以確定出將很快需要補(bǔ)給，也可以安排指定路線送貨人的訪問。
雖然在下文中所描述的這一方面是測量可供銷售的產(chǎn)品(這些產(chǎn)品可以為任何類型，比如包裝品、杯子、罐或者液體的或固體顆粒的散裝物品)，但是，類似的優(yōu)點(diǎn)可以用來把此技術(shù)用于測量廢棄的產(chǎn)品，比如在廢棄物容器中的液體溢出物，因?yàn)榇思夹g(shù)將提供對什么時候需要指定路線送貨人訪問的預(yù)先警告。另一方面是測量正在銷售的物品的數(shù)量(比如在杯子中的液體)，從而使得銷售可以比例如簡單的定時操作更精確。
可以采用多種技術(shù)確定可銷售產(chǎn)品的數(shù)量。然而，有一種特別優(yōu)選的技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來相對較便宜，并且，這種技術(shù)適宜于與許多不同的物理構(gòu)形一起使用。結(jié)果，按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，通過產(chǎn)生一個聲音脈沖并確定該脈沖由一個表面反射到一個接收器的時間來確定可銷售產(chǎn)品的數(shù)量。如下面所描述的那樣，以前(在GB-A-2190749中)已經(jīng)描述了與此類似的技術(shù)，用來測量在一個儲存管中硬幣的數(shù)量。下面還將解釋一個特別有利的改進(jìn)，已經(jīng)將此改進(jìn)用于該技術(shù)，并且，當(dāng)用于按照本發(fā)明的自動售貨機(jī)中時這一改進(jìn)有好處。
本發(fā)明的其它方面與硬幣識別裝置具體有關(guān)。
硬幣識別裝置通常包括許多傳感器，例如用來檢測插入的硬幣的性質(zhì)，檢測在硬幣路徑的不同位置處硬幣的存在，檢測在硬幣儲存器中硬幣的高度，等等。已經(jīng)有許多方案可以生產(chǎn)更有效，更緊湊和/或更便宜的傳感器。
在GB-A-2190749中示出了一個示例。所公開的裝置監(jiān)測在硬幣管中硬幣的高度，這是通過朝向疊垛的頂部發(fā)出一系列超聲脈沖并測量發(fā)射脈沖與反射脈沖之間的時間實(shí)現(xiàn)的。這樣裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以顯示出硬幣的絕對高度，而不是像在許多普通的高度傳感器的情況那樣僅只顯示高度是否超過一個高度閾值。然而，所描述的裝置有許多缺點(diǎn)。在構(gòu)造上有困難，這是因?yàn)槌晸Q能器是一種共振結(jié)構(gòu)，因此將產(chǎn)生減幅振蕩。用來減少這種減幅振蕩的任何阻尼也將降低功率輸出，導(dǎo)致潛在的噪音問題。還有，如果換能器輸出的相當(dāng)大的比例耦合進(jìn)周圍的結(jié)構(gòu)，可能會造成接收麥克風(fēng)的飽和。換能器必須與硬幣的疊垛離開一個較長的距離，因?yàn)榉駝t微處理器將在停止檢測所發(fā)射的脈沖之前檢測到反射的脈沖，這使得整個結(jié)構(gòu)較大，并且難以組裝。
希望至少解決這些問題中的某些問題。
此外，希望提供簡單并且成本有效的技術(shù)來檢測硬幣識別裝置的構(gòu)形的各方面，從而可以感知或避免故障和堵塞。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種帶有電火花發(fā)生器的硬幣處理裝置。為了檢測一個表面的位置或存在，啟動該火花發(fā)生器，產(chǎn)生一個壓力波，并檢測該壓力波到達(dá)接收器所用的時間。
在下面描述的實(shí)施例中，壓力波由該表面(假設(shè)存在這樣的表面)反射到一個麥克風(fēng)。麥克風(fēng)感知到這樣的反射標(biāo)志著該表面的存在，而傳播時間提供對該表面的位置的指示?；鸹óa(chǎn)生強(qiáng)的壓力波，有非常陡的上升時間和非常短的脈寬。與例如GB-A-2190749的裝置相比，陡的上升時間提供出非常精確的結(jié)果，在GB-A-2190749的裝置中，相當(dāng)緩慢的上升時間意味著由感知到反射的脈沖計(jì)算出該表面的位置將與振幅有關(guān)，因此不準(zhǔn)確。短的脈寬使得可以把火花發(fā)生器放在更靠近要檢測的表面，而不會有發(fā)射的壓力波與反射的波同時被檢測到的危險。
本發(fā)明的其它方面針對使用聲音脈沖檢測硬幣監(jiān)測裝置的構(gòu)形；這樣，例如通過確定是否在一個特定的時間期間內(nèi)收到反射的聲音脈沖，可以使用聲音脈沖檢測是否存在硬幣的儲存，或者硬幣路線門是否在一個預(yù)先確定的位置。聲音脈沖也可以用來檢測硬幣儲存裝置的尺寸(例如硬幣管的寬度)，這通過感知脈沖在已經(jīng)由該儲存裝置的一個壁反射之后要用多長時間到達(dá)接收器來實(shí)現(xiàn)。作為對聲音脈沖的干擾的結(jié)果也將可以檢測出在一個特定取向上硬幣存在堵塞。通過利用特別短的脈沖，最好比100微秒短，更可取的是比25微秒短，比如電火花可以產(chǎn)生的短脈沖，可以使所有這些可能性更容易實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在將以示例的方式參考著附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，在附圖中

圖1示意性地示出了按照本發(fā)明的一個硬幣處理設(shè)備；圖2為圖1所示設(shè)備的一個硬幣管的示意圖，此管已經(jīng)使用了按照本發(fā)明的方法運(yùn)行的一個高度傳感器；圖3a和3b為使該高度傳感器運(yùn)行的線路圖；圖4為在圖3a和3b所示線路中出現(xiàn)的波形圖；圖5為圖1所示設(shè)備的硬幣儲存部段的透視圖；圖6a和6b為示意圖，示出了采用本發(fā)明的技術(shù)可以檢測出的硬幣識別裝置的各種構(gòu)形；圖7為按照本發(fā)明的自動售貨機(jī)的示意圖；以及圖8為在按照本發(fā)明的另一種自動售貨機(jī)中的產(chǎn)品分配裝置的平面圖。
參見圖1，一個硬幣處理設(shè)備102包括一個硬幣識別裝置104，用來接受以附圖標(biāo)記106表示的硬幣。在硬幣106沿該識別裝置104中的路徑108通過的過程中，該識別裝置提供了信號，顯示出是否可以接受硬幣，以及如果可以接受，硬幣的面額為多大。
隨后可以接受的硬幣進(jìn)入一個硬幣分離器110，此分離器有由設(shè)備的線路控制的多個門(未畫出)，用來使來自主路徑112的硬幣選擇性地變換方向，進(jìn)入多個進(jìn)一步的路徑114、116、118、119和120中的任何一個，或者使得硬幣可以繼續(xù)沿著路徑112到達(dá)通到現(xiàn)金箱124的路經(jīng)122。如果硬幣是不可接受的，它們將不能進(jìn)入分離器110，而把它們通過路徑126直接引導(dǎo)到一個拒絕狹口。
路徑114、116、118、119和120中的每一條通到五個硬幣管或硬幣容器128、130、131、132和134中的相應(yīng)的一個。把這些容器中的每一個設(shè)置成儲存一種特定面額的豎直的一疊硬幣。雖然示出了五個容器，但是，可以設(shè)置任何數(shù)量的容器。
示意性地以附圖標(biāo)記136表示的分配器當(dāng)設(shè)備要實(shí)現(xiàn)改變時可以由這些容器中的被挑選的那些容器中分配硬幣。
參見圖2，此圖示出了與容器128、130、131、132和134中的任何一個對應(yīng)的一個代表性的硬幣管2。該硬幣管2中已經(jīng)存儲了硬幣4，以面對面的豎直疊放，置放在一個底座上，該底座的高度用基準(zhǔn)線6表示。形式為火花隙8的一個聲音脈沖發(fā)生器和一個麥克風(fēng)10位于該硬幣管2的上方。在這一實(shí)施例中，把火花隙8和麥克風(fēng)10都設(shè)置在硬幣疊垛的底座6上方高度為H的傳感器基準(zhǔn)線12上(但是，也可以把它們安裝在不同的高度)。
為了檢測硬幣在管2中的高度，控制線路觸發(fā)一個火花，并且測量所形成的聲音脈沖由一疊垛4中最上面的硬幣反射回來并傳到麥克風(fēng)10所用的時間。假設(shè)所用的時間為t，音速為V，那么，S＝H-Vt/2表示疊垛的高度。
V＝331，29×(T/273)1/2m/s，其中T為絕對溫度。假設(shè)一個平均溫度可以得到精確的結(jié)果，然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，使用一個溫度傳感器可以提供甚至更高的精度。這假設(shè)已經(jīng)足夠精確地知道高度H，此足夠的精度或者通過控制制造誤差來獲得，或者通過一個初始的校準(zhǔn)操作來獲得，在該校準(zhǔn)操作中，當(dāng)硬幣罐是空的時測量反射時間t，并計(jì)算出H，此高度等于Vt/2。
參見圖3a，把一個振蕩器20耦合到一個倒相變壓器(an invertertransformer)22上。一個二極管24對它的輸出檢波，并把直流輸出儲存在電容器26中，產(chǎn)生大約250伏的直流電壓。通過一個閘流管(thyristor)28耦合到一個升壓變壓器30上。當(dāng)觸發(fā)閘流管28時，在升壓變壓器30的輸出端產(chǎn)生大約9kV的電壓，把這個電壓連接到火花間隙8上。這產(chǎn)生一個強(qiáng)的火花，其上升時間小于20微秒。火花的功率直接耦合到空氣，而不是耦合到周圍的結(jié)構(gòu)上，因此產(chǎn)生出非常有效和非常短的聲音脈沖。
一個火花速率發(fā)生器36以規(guī)則的間隔比如50Hz觸發(fā)閘流管，包括一個LED38的光學(xué)接口把該發(fā)生器耦合到閘流管上。
火花速率發(fā)生器36還有一個輸出A，把此輸出輸送到在圖3b中示出的檢測電路。每當(dāng)產(chǎn)生一個火花，此輸出A就攜帶單一的脈沖。把此脈沖作用到一個開始輸入，啟動一個計(jì)數(shù)器40。
通過一個放大器42把麥克風(fēng)10的輸出輸送到一個比較器44。每當(dāng)麥克風(fēng)檢測到一個足夠強(qiáng)的信號時，比較器的輸出上升，使得放大器的輸出超過一個閾值VREF。上升的比較器輸出通過一個AND門46施加到計(jì)數(shù)器40的停止輸入48上。把計(jì)數(shù)器40的時鐘輸入49耦合到一個10MHz的時鐘50上。因此，計(jì)數(shù)器對于所產(chǎn)生的火花與被麥克風(fēng)10接受的反射脈沖之間的時間進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個處理器52取得計(jì)數(shù)器40的輸出和溫度傳感器54的輸出，以便計(jì)算出疊垛的高度S。溫度傳感器54可以是一個分立的傳感器，例如一個熱敏電阻，或者可以是由為了其它目的使用的一個傳感器導(dǎo)出的輸出，該傳感器例如是用來測量硬幣性質(zhì)的一個電磁傳感器，在這種情況下，可以使用當(dāng)沒有硬幣存在時傳感器的輸出來表示溫度。
另外地參見圖4，波形A表示火花速率發(fā)生器36發(fā)送到計(jì)數(shù)器40的脈沖。波形B示出比較器42的輸出，將會注意到，麥克風(fēng)大約在火花產(chǎn)生的時刻探測到脈沖。麥克風(fēng)將直接探測到來自火花間隙的聲音脈沖。同樣，因?yàn)榛鸹ê軓?qiáng)，即使非常小的一部分功率耦合到結(jié)構(gòu)上，也將在相關(guān)的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定程度的減幅振蕩。這可以產(chǎn)生一個或多個由麥克風(fēng)10拾取的附加振動。
為了不讓這些初始的脈沖干擾計(jì)數(shù)器40的工作，設(shè)置一個延遲電路56，以產(chǎn)生在圖4中以C表示的一個熄滅脈沖。這一脈沖由在圖4中以A表示的火花觸發(fā)脈沖開始?xì)v時大約150微秒，它足夠長，以便包容麥克風(fēng)感應(yīng)到的任何初始脈沖。一個反相器58把脈沖C施加到AND門46的另一個輸入上，使得當(dāng)存在熄滅脈沖時沒有任何來自比較器44的輸出會傳遞到計(jì)數(shù)器的停止輸入上。
在一個改進(jìn)的裝置中，線路可操作的進(jìn)行兩次時間測量，t1和t2，在圖4中示出了它們，它們分別表示在已經(jīng)發(fā)出火花脈沖之后檢測到的第一聲音脈沖I1和在預(yù)先確定的熄滅期間之后檢測到的第二聲音脈沖I2，熄滅期間可以與圖4的期間C相對應(yīng)。有一個與這些脈沖中的第一個脈沖相關(guān)的預(yù)先確定的已知距離D。例如，這個距離可以是火花發(fā)生器8與麥克風(fēng)10之間的距離。另外，在一個固定的已知位置可以有一個反射表面，距離D為由火花發(fā)生器到反射表面的距離與由反射表面到麥克風(fēng)的距離之和。
采用這樣的裝置可以通過確定由火花發(fā)生器到硬幣疊垛的頂部的距離并隨后由疊垛的頂部到接受器的距離L計(jì)算出硬幣的高度，計(jì)算中使用下面的關(guān)系L/D＝t2/t1。
這提供了高度的精確顯示，而不需要溫度測量，這是因?yàn)闇囟认鄳?yīng)地影響效果t1和t2，因此抵消掉了。
通過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)操作可以不再需要知道尺寸D。
在上面描述的裝置中，除了計(jì)算出硬幣疊垛的頂部的位置以外，還可以通過使用一個查詢表確定出該位置，利用時間測量制作出該查詢表。
當(dāng)正在進(jìn)行測量時，可以在一段期間內(nèi)以所要求的速率連續(xù)地啟動火花發(fā)生器。為了改進(jìn)分辨率，處理器52最好由計(jì)數(shù)器40取多次測量，并把它們平均。
替代地或者附加地，火花速率發(fā)生器36可以對來自一個識別線路(未畫出)的信號做出響應(yīng)，該信號表示正在把一枚硬幣輸送到硬幣儲存裝置2。對此做出響應(yīng)，產(chǎn)生第一火花，為的是測量在管中的硬幣的高度，在一個預(yù)定的延遲期間之后，產(chǎn)生第二個火花，作進(jìn)一步的測量。比較這些測量，如果差別不代表與單個硬幣對應(yīng)的一個附加厚度，就產(chǎn)生出一個誤差信號。替代地或者附加地，可以比較在一次硬幣分配操作之前和之后所作的測量。在這些實(shí)施例中，測量是由事件驅(qū)動的。
在由事件驅(qū)動的實(shí)施例的一個優(yōu)選方式中，火花速率發(fā)生器36使得每一次測量可以進(jìn)行一個預(yù)先確定的期間。這樣使得可以取得多個讀數(shù)，并將它們平均，形成每次測量。
實(shí)驗(yàn)建議假設(shè)在儲存裝置中有一枚硬幣，最薄的硬幣的厚度為1.75毫米，假設(shè)不采用溫度補(bǔ)償并且溫度可能有10攝氏度的變化，獲得與一枚硬幣的厚度的一半相對應(yīng)的精度(在有29枚硬幣的高度條件下)是可能的。然而，溫度補(bǔ)償可以有效地消除誤差。在一個實(shí)用的裝置中，不需要過多的努力把由于機(jī)械加工的誤差的變化限制在最薄的硬幣的厚度的25％是可能的。也發(fā)現(xiàn)由于聲音脈沖有快的上升時間，測量時間分辨率高達(dá)0.1微秒的反射時間是可能的。通過平均10個讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)獲得了大約等于0.18毫米的分辨率。
因此，采用本發(fā)明的技術(shù)，很容易實(shí)現(xiàn)比單枚硬幣的厚度更好的測量分辨率。這可以與GB-A-2190749的裝置相比較，在那個裝置中，實(shí)驗(yàn)表明聲音脈沖的上升時間可能有250微秒的量級，脈沖的整個時間可能有1.5毫秒的量級。還有，如果對換能器進(jìn)行阻尼來足夠地降低脈寬，脈沖的功率會降低到本身出現(xiàn)噪音問題的程度。因此，為了實(shí)用的目的，實(shí)現(xiàn)單枚硬幣的分辨率如果不是不可能的，至少是非常困難的。
圖5示出了一種實(shí)用的裝置，它按照本發(fā)明的教導(dǎo)運(yùn)行。在這種情況下，有單一的火花發(fā)生器8，用來產(chǎn)生聲音脈沖，用來檢測在所有容器128、130、131、132和134中的硬幣疊垛的高度。采用一個歧管60把聲音脈沖傳輸?shù)竭@些容器?；鸹òl(fā)生器8的終端62和62引到一對線(未畫出)上，這些線的端部分開大約3毫米。歧管80包括3毫米直徑的管，由火花區(qū)域伸展到容器的上方的位置。每根管的端部擴(kuò)張開，以使內(nèi)徑由3毫米增加到6毫米，為的是改進(jìn)阻抗匹配和聲音脈沖傳輸特點(diǎn)。每個擴(kuò)張的端部66的位置緊挨著相應(yīng)的麥克風(fēng)68，擴(kuò)張的端部66與麥克風(fēng)68之間的中心線位于容器128、130、131、132和134中的相應(yīng)的容器的中心線的上方。這樣幫助避免不希望有的聲音反射。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)采用歧管60把聲音脈沖傳輸?shù)较鄳?yīng)的區(qū)域顯著地降低了按照本發(fā)明的裝置的成本和它所占據(jù)的空間?？梢越永m(xù)地把麥克風(fēng)與線路連接和斷開，使得可以使用同一個檢測裝置用于所有的高度傳感器。
再次參見圖1，容器128、130、131、132和134中的每一個最好是可移開的，并可以用一個直徑不同的容器替換。如果愿意，可以把容器設(shè)置在單一的盒中，可以把該盒本身由設(shè)備102移開，使除去和替換單個的容器更容易。
單個容器的安裝裝置最好使每個容器的頂部的中心總位于一個預(yù)先確定的位置，而不管容器的直徑有多大。這樣，如果例如用一個直徑不同的容器，用虛線以附圖標(biāo)記129表示，替換容器128，容器、歧管的端部66和麥克風(fēng)68仍將有對于正確運(yùn)行的適當(dāng)?shù)南鄬ξ恢谩?br> 如下面將進(jìn)一步解釋的那樣，可以應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)用于檢測不是在硬幣管中的硬幣高度的其它參數(shù)。已經(jīng)確定可以使用類似的技術(shù)為其它目的提供好處，如果可以產(chǎn)生有非?？斓纳仙龝r間和的短脈寬的聲音脈沖將使得用于其它目的特別地可行，因?yàn)檫@可以把檢測器裝配進(jìn)緊湊的硬幣識別裝置中。因此，一個電弧放電裝置比如上面提到的裝置是特別希望的。然而，使用其它的裝置是可能的，例如帶阻尼的壓電換能器，用一個短的高電壓對它提供能量，盡管預(yù)計(jì)這可能明顯地更難以實(shí)現(xiàn)。
在硬幣識別裝置中可以為了不同的目的設(shè)置單獨(dú)的聲音脈沖發(fā)生器。然而，在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，使用所產(chǎn)生的聲音脈沖用于多個目的。這可以通過在預(yù)先確定的位置設(shè)置幾個不同的麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)，使得可以檢測來自相應(yīng)的表面的相應(yīng)的反射信號。另外，如在下面的段落將描述的裝置中那樣，在給定適合于分析檢測線路的輸出的裝置的條件下，可以使用相同的發(fā)生器和麥克風(fēng)用于一個以上的目的。
再次參見圖2，可以使用本發(fā)明來檢測硬幣堵塞。例如，如果硬幣在以附圖標(biāo)記18用虛線表示的位置出現(xiàn)堵塞，來自火花間隙的反射脈沖的方向可以離開麥克風(fēng)，可能進(jìn)入硬幣管的側(cè)壁。另外，在圖4中以C表示的熄滅期間，反射的脈沖可能已經(jīng)到達(dá)麥克風(fēng)。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，為了檢測出這樣的堵塞，把處理器52設(shè)置成確定出什么時刻計(jì)數(shù)器40的計(jì)數(shù)超過一個特定的閾值，這表示麥克風(fēng)還沒有接受到適當(dāng)?shù)姆瓷涿}沖。對此做出響應(yīng)，處理器產(chǎn)生出一個誤差信號。
如果硬幣管2不存在，也可以產(chǎn)生類似的效果。因此，即使在硬幣管中沒有出現(xiàn)堵塞的可能性，可以把處理器設(shè)置成如果在火花產(chǎn)生之后一個預(yù)先確定的間隔內(nèi)麥克風(fēng)沒有感應(yīng)到任何反射脈沖將產(chǎn)生一個誤差信號。
參見圖6a，也可以使用一個聲音信號確定門80是否處于第一位置，在這一位置，門伸進(jìn)形成硬幣路徑的一個通道82中，或者確定出是否已經(jīng)把門抽回到路徑的后壁84的后面。
參見圖6b，也可以使用一個聲音脈沖確定硬幣管2的寬度，這可能通過使聲音脈沖由硬幣管的向上伸出的延長部分90反射實(shí)現(xiàn)?？梢圆捎眠@一步驟用來使硬幣識別裝置自動地形成構(gòu)形，從而把正確尺寸的硬幣導(dǎo)入到該硬幣管中。在這些情況下，可以使用相同的傳感器檢測出硬幣管的存在，或者檢測出包含這個硬幣管以及其它硬幣管的一個盒的存在。
本發(fā)明的技術(shù)也可以用來確定在一個現(xiàn)金箱中硬幣的高度，即使當(dāng)這些硬幣以無序的方式放在該箱中也可以確定。在這些情況下，可能希望使用兩個或更多個高度傳感器和/或裝置使得可以用傳感器只顯示出在什么時刻高度超過了預(yù)先確定的閾值。
應(yīng)該注意到，可以把本發(fā)明的技術(shù)用于不是感知硬幣高度的其它目的。
參見圖7，此圖示意性地示出了按照本發(fā)明的自動售貨機(jī)500。該自動售貨機(jī)500是一臺熱飲料分配器。一個杯子存儲裝置502儲存著成為一疊垛的杯子504，可以由這一疊垛中把最下面的杯子輸送到充滿腔室506，如以附圖標(biāo)記508表示的那樣。隨后把熱水通過一個噴出口510注入到杯子508中。任何溢出的液體被排入一個溢出液體容器512中。
此機(jī)器有三對聲音脈沖發(fā)射器/接收器8、10，形成相應(yīng)的高度傳感器，所有這些傳感器連接到一個中心控制器514上。每個的結(jié)構(gòu)像圖2的高度傳感器?？刂破?14包括像圖3a和3b的控制線路，并把它設(shè)置成把控制線路按順序耦合到每個高度傳感器上。
把這些高度傳感器設(shè)置成測量(a)在杯子存儲裝置502中杯子的數(shù)目，(b)分配進(jìn)入杯子508中液體的高度，以及(c)在溢出液體容器512中液體的高度。把控制器耦合到一個調(diào)制解調(diào)器516上，該調(diào)制解調(diào)器本身連接到一個插座518上，用來接納標(biāo)準(zhǔn)的電話電纜。該布置使得在存儲裝置502中杯子的測量高度一旦落到一個預(yù)先確定的高度以下時，以及在溢出液體容器512中的高度一旦超過一個預(yù)先確定的高度時，控制器514使用調(diào)制解調(diào)器516與遠(yuǎn)距離的位置通信聯(lián)絡(luò)，告誡很快將需要服務(wù)。作為一種替代方案，可以把遠(yuǎn)距離的位置設(shè)置成定期地查詢自動售貨機(jī)，以確定在杯子存儲裝置502和在溢出液體容器512中的高度。
把控制器514設(shè)置成如果在杯子中液體的高度超過一個預(yù)先確定的數(shù)值時終止向杯子508分配液體。
可以用適當(dāng)?shù)某煞蓊A(yù)先填充這些杯子。另外，對于這些成份可以有單獨(dú)的儲存裝置，在這種情況下，對于這個儲存裝置可以設(shè)置另一個高度傳感器。
沒有必要設(shè)置所有這些傳感器。如果設(shè)置有多于一個的傳感器，它們使用一個共同的聲音脈沖發(fā)生器8是可能的。雖然希望對于這些傳感器使用電弧放電產(chǎn)生聲音脈沖，但是，這不是本質(zhì)性的，特別是如果有更大的空間可供使用和/或要求較低精度的情況下更是這樣。
圖8示出了另一種按照本發(fā)明的自動售貨機(jī)600。它有通常已知的形式，其中單個的產(chǎn)品602設(shè)置在螺旋形結(jié)構(gòu)604的相應(yīng)的圈中。通過關(guān)于它的軸線使螺旋結(jié)構(gòu)604旋轉(zhuǎn)一次，所有產(chǎn)品朝向一個口606移動，并且，最外端的產(chǎn)品離開該結(jié)構(gòu)落進(jìn)該口中。
設(shè)置與電弧放電裝置8和接收器10結(jié)合的一個高度傳感器。來自電弧的聲音脈沖沿著螺旋結(jié)構(gòu)604的軸線行進(jìn)，在結(jié)構(gòu)中保存的最后一個產(chǎn)品將脈沖反射到接收器10，所以被反射脈沖的接收時間表示在螺旋中儲存的產(chǎn)品的數(shù)量?？梢匀缟厦婷枋龅难b置那樣控制和使用這種裝置。
在圖7和8的裝置中，如果檢測出杯子或產(chǎn)品的高度已經(jīng)減少到零，將禁止進(jìn)一步的銷售，如果在已經(jīng)指示進(jìn)行一次銷售之后檢測出高度沒有適當(dāng)?shù)亟档?，就做出再作一次銷售的嘗試。
權(quán)利要求
1.一種通過檢測由一個表面反射的聲音脈沖檢測出在硬幣處理設(shè)備中該表面的存在和/或位置的方法，其特征在于，通過放電產(chǎn)生聲音脈沖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟包括通過確定接收脈沖所花的時間產(chǎn)生代表該表面的位置的一個數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該數(shù)值代表在硬幣儲存裝置中硬幣的數(shù)量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該硬幣儲存裝置是一個管，在該管中把硬幣面對面地儲存在一疊垛中。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該儲存裝置是一個現(xiàn)金箱。
6.如權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括附加地檢測出聲音脈沖行進(jìn)一個預(yù)先確定的距離所花的時間，并根據(jù)所檢測的時間之間的關(guān)系確定所述數(shù)值。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其包括提供顯示是否已經(jīng)檢測到該表面的一個信號。
8.一種檢測在硬幣識別裝置中硬幣通道的構(gòu)形的方法，該方法包括產(chǎn)生一個聲音脈沖和由脈沖從通道的一個表面反射到達(dá)一個接收器所花的時間確定出該構(gòu)形。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該聲音脈沖的脈寬小于100微秒。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過放電產(chǎn)生聲音脈沖。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括根據(jù)接收器的輸出產(chǎn)生顯示硬幣堵塞的信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，如果接收器不產(chǎn)生一個輸出，該輸出在一個預(yù)先確定的其間內(nèi)超過一個預(yù)先確定的閾值，就產(chǎn)生表示硬幣堵塞的信號。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括根據(jù)接收器的輸出提供顯示一個硬幣儲存裝置存在的信號。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括根據(jù)接收器的輸出產(chǎn)生表示硬幣路線門的位置的輸出。
15.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括根據(jù)接收器的輸出產(chǎn)生表示硬幣儲存裝置的尺寸的信號。
16.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括檢測周圍的溫度并考慮到反射達(dá)到接收器所花的時間和溫度確定反射聲音脈沖的表面的位置。
17.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括重復(fù)地產(chǎn)生聲音脈沖并對檢測的時間進(jìn)行平均。
18.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其包括對代表被檢測的事件的控制信號做出響應(yīng)產(chǎn)生聲音脈沖。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，其步驟包括對代表已經(jīng)把硬幣通到一個硬幣儲存裝置的信號做出響應(yīng)產(chǎn)生第一和第二聲音脈沖，并確定出接收器對聲音脈沖的響應(yīng)方式是否與顯示硬幣已經(jīng)被容納在硬幣儲存裝置中的方式不同。
20.一種有用來實(shí)現(xiàn)按照上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法的裝置的硬幣處理設(shè)備。
21.一種有一個硬幣儲存裝置和用來檢測在該儲存裝置中硬幣的高度的高度檢測器的硬幣處理設(shè)備，該高度檢測器包括用來產(chǎn)生放電的裝置和用來由放電所產(chǎn)生的聲音脈沖由其位置表示高度的一個表面已反射的時間確定出高度的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，該儲存裝置是一個硬幣管，在該管中把硬幣面對面地儲存在一疊垛中，該裝置有安裝裝置，用來支承硬幣管，其方式使得可以用一個適應(yīng)不同直徑硬幣的管替代該硬幣管，該安裝裝置使得管嘴的中心有一個預(yù)先確定的位置，而不管支承的是什么管。
23.如權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備，其特征在于，其有多個硬幣儲存裝置和一個歧管，此歧管用來把來自放電發(fā)生裝置的聲音脈沖引導(dǎo)到相應(yīng)的儲存裝置，使得可以檢測出儲存裝置中硬幣的高度。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，該歧管有向外擴(kuò)張的端部，為的是把聲音脈沖發(fā)射進(jìn)相應(yīng)的儲存裝置中。
25.一種用來檢測在自動售貨機(jī)中可銷售的產(chǎn)品的數(shù)量的方法，該方法包括檢測聲音脈沖到達(dá)接收器所花的時間。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該聲音脈沖的脈寬小于100微秒。
27.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于，通過電產(chǎn)生聲音脈沖。
28.如權(quán)利要求25到27中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其步驟包括檢測周圍的溫度，并考慮到反射達(dá)到接收器所花的時間和溫度確定反射聲音脈沖的表面的位置。
29.一種有用來實(shí)現(xiàn)按照權(quán)利要求25到28中任一項(xiàng)所述的方法的裝置的自動售貨機(jī)。
30.一種有用來檢測儲存在其中的可銷售產(chǎn)品的數(shù)量的裝置的自動售貨機(jī)。
31.如權(quán)利要求30所述的自動售貨機(jī)，其特征在于，該檢測裝置可操作的確定數(shù)量是通過測量一個聲音脈沖由一個要檢測的表面反射所花的時間長短來實(shí)現(xiàn)。
32.如權(quán)利要求31所述的自動售貨機(jī)，其特征在于，該檢測裝置包括產(chǎn)生電弧放電的裝置，用來產(chǎn)生聲音脈沖。
33.如權(quán)利要求30到32中任一項(xiàng)所述的自動售貨機(jī)，其特征在于，其包括把表示所述被檢測的數(shù)量的信號發(fā)送到遠(yuǎn)距離位置的裝置。
全文摘要
放電產(chǎn)生一個聲音脈沖，感應(yīng)該脈沖由硬幣疊垛中的上面硬幣的反射，從而可以由反射信號被接受到所花的時間確定出硬幣疊的高度。另外地或者附加地，可以使用聲音脈沖檢測硬幣堵塞、硬幣儲存裝置的存在和/或?qū)挾?、硬幣路線門的狀態(tài)或者可銷售產(chǎn)品的數(shù)量。
文檔編號G01S15/00GK1434964SQ0081917
公開日2003年8月6日 申請日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月23日
發(fā)明者D·M·弗爾諾, B·J·坎貝爾 申請人:馬爾斯公司