室的交替工作，并各自有進(jìn)氣口和進(jìn)氣閥門(3)。兩個(gè)獨(dú)立冷室中其中一個(gè)相應(yīng)閥門打開(kāi)時(shí)，進(jìn)入的空氣會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的冷室，這時(shí)另一冷室的相應(yīng)閥門關(guān)閉，不制冷的冷室則加熱除霜。加熱除霜是通過(guò)電熱絲(5)進(jìn)行，冷室內(nèi)有溫度傳感器(7)，用以調(diào)節(jié)溫度。除霜后的冰水會(huì)從排水口(12)流出，排水口是一條細(xì)管。冷室內(nèi)還可以有閥門(8)和風(fēng)扇(6)，用于增強(qiáng)加熱除霜的速度。進(jìn)入的空氣會(huì)先通過(guò)與制冷系統(tǒng)相連接(11)的蒸發(fā)器(10)或有致冷媒介的交換器，然后進(jìn)入蓄冷器(9)。蓄冷器是層疊的內(nèi)有耐低溫的抗凍液的熱交換器，用于平衡制冷功率的波動(dòng)。
[0123]上述方案中，制冷系統(tǒng)冷室交替除霜時(shí)需要其中一個(gè)冷室停機(jī)，并從大概零下25攝氏度提升到冰的熔點(diǎn)即O攝氏度以上，這樣會(huì)造成電能的耗費(fèi)，也會(huì)使冷機(jī)不能同時(shí)工作，使制冷功率閑置。下面有一種動(dòng)態(tài)改變通路和兩個(gè)冷室工作次序的改進(jìn)方案可以解決上述問(wèn)題。如圖7a和圖7b，其原理是，兩個(gè)冷室(16)在管道中，一上一下頭尾串聯(lián)，其中第一級(jí)溫度控制在略大冰點(diǎn)的溫度，第二級(jí)則控制在所需的最終溫度(大概是零下18-30攝氏度)，外部空氣入口(14)處進(jìn)來(lái)的待冷卻的空氣先通過(guò)第一級(jí)冷室冷卻到接近冰點(diǎn)，然后再進(jìn)入第二級(jí)冷室進(jìn)一步冷卻。需要除霜的時(shí)候，只需要調(diào)整管道和閥門通路，就可以把原來(lái)的兩個(gè)冷室在通道中的先后關(guān)系調(diào)換，即原來(lái)的第一級(jí)變?yōu)榈诙?jí)，原來(lái)的第二級(jí)變?yōu)榈谝患?jí)，相應(yīng)的原來(lái)位于冰點(diǎn)以下的冷室溫度調(diào)整到冰點(diǎn)以上，這樣凝結(jié)的冰霜就會(huì)融解。無(wú)論如何變化，氣流總是從空氣循環(huán)系統(tǒng)的主風(fēng)機(jī)(15)處流出。這樣兩個(gè)冷室就可以同時(shí)工作，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)冷機(jī)也可以同時(shí)工作，不受除霜操作影響。那么因?yàn)閮蓚€(gè)冷室交替大于冰點(diǎn)O攝氏度，所以電熱絲(5)和風(fēng)扇(6)和閥門(8)就可以省略。當(dāng)空氣循環(huán)系統(tǒng)是內(nèi)循環(huán)的時(shí)候，因?yàn)閺牡蜏厥彝ǖ?13)進(jìn)入的空氣溫度已經(jīng)在冰點(diǎn)以下了，制冷所需的功率也較小，所以溫度大于冰點(diǎn)O攝氏度的冷室就可以停止工作了，只需要改變管道和閥門通路，只使用一個(gè)冷室。假若低溫室內(nèi)溫度較高，需要快速降低溫度，那么這種情況下串聯(lián)或并聯(lián)同時(shí)使用兩個(gè)冷室也是可以的。這種情況可能發(fā)生在設(shè)備第一次啟動(dòng)，或者銷售高峰期之后。
[0124]熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)，其功能是阻止冰霜在導(dǎo)軌表面和軸承表面凝結(jié)、并使已經(jīng)凝結(jié)在導(dǎo)軌表面和軸承中的冰霜融化、蒸發(fā)。當(dāng)本系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間有頻繁操作，即其中的食物長(zhǎng)時(shí)間有頻繁銷售時(shí)，又或者開(kāi)蓋維修時(shí)，單憑空氣循環(huán)系統(tǒng)，不能完全阻止冰霜于低溫室內(nèi)部凝結(jié)和不能迅速消除已經(jīng)凝結(jié)的冰霜，因而設(shè)置該系統(tǒng)。其工作方式為，于機(jī)械導(dǎo)軌內(nèi)部和軸承/滑塊外部設(shè)置或纏繞電熱線，通過(guò)電腦控制，間歇通過(guò)電流，使電熱線內(nèi)電阻發(fā)熱，使導(dǎo)軌和軸承溫度略大于冰點(diǎn)，這樣使冰霜不能凝結(jié)或使冰霜溶化蒸發(fā)。當(dāng)顧客取物口和食物加工設(shè)備工作產(chǎn)生濕熱空氣時(shí)，熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)工作；當(dāng)?shù)蜏厥覂?nèi)設(shè)備需要進(jìn)行維護(hù)或維修，并開(kāi)始從低溫狀態(tài)轉(zhuǎn)換到常溫狀態(tài)時(shí)，熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)工作；其余時(shí)候熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)不工作。其結(jié)構(gòu)如圖8，1.導(dǎo)軌2.滑塊/軸承3.軸承電熱線4.電阻絲5.導(dǎo)軌端頭/內(nèi)腔6.導(dǎo)熱材料7.導(dǎo)軌內(nèi)部電熱線8.電阻絲。導(dǎo)軌可使用空心光軸，電阻絲(4)經(jīng)由空心光軸(I)內(nèi)腔(5)通過(guò)(如圖上部)，內(nèi)腔有硅脂等導(dǎo)熱材料(6)。電熱絲發(fā)熱把熱量傳導(dǎo)到導(dǎo)軌外表面，然后把冰霜蒸發(fā)。假若使用半封閉式導(dǎo)軌，如線軌、帶支撐的光軸等(如圖下部)，則電熱絲可以安裝在/靠在支撐部金屬件上，通過(guò)支撐部把熱量傳遞到導(dǎo)軌。因?yàn)檫@種電熱絲只是定時(shí)工作或某些特定時(shí)候如在維修時(shí)工作，算起來(lái)其平均發(fā)熱量是很少的，對(duì)低溫室制冷不構(gòu)成影響。另外，具體在什么時(shí)候使用熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)，可以通過(guò)計(jì)算低溫室設(shè)備開(kāi)閉的頻密程度和冰霜的升華速度計(jì)算得出。
[0125]低溫室內(nèi)電熱絲和動(dòng)作電機(jī)的發(fā)熱與低溫是否沖突？實(shí)際上不會(huì)，因?yàn)楦吖β实氖澄锛庸ぴO(shè)備及其管段的熱量已經(jīng)通過(guò)保溫外殼、保溫層和空氣循環(huán)系統(tǒng)隔離。剩余的發(fā)熱元件功率較小，而且動(dòng)作電機(jī)和電熱絲只是短時(shí)工作，沒(méi)有銷售發(fā)生時(shí)幾乎不工作，所以平均發(fā)熱量相對(duì)較少。這里的熱量會(huì)被循環(huán)的冷氣帶走。其消耗的電費(fèi)和銷售食物的利潤(rùn)相比，可以忽略不計(jì)。
[0126]食物容器可采用常用的方形或圓形一次性餐具，也可專門定做成特定尺寸。食物容器帶蓋，蓋可以打開(kāi)或分離，食物容器通過(guò)合上蓋子可以密封。食物容器由微波相容材料，如PP塑料等制成，其中部分實(shí)施例中采用燒烤相容的鋁箔材料。食物容器形狀與移物系統(tǒng)機(jī)械手的形狀能相配合。如圖9所示1.?4.食物容器5.貨架支撐板。食物容器可以并列和層疊/立體放置，即可以把容器放置于另一容器的蓋子之上；也可以單層放置，即直接單層放置在貨架支撐板上。食物容器蓋子上應(yīng)該設(shè)置能略寬松地配合食物容器底部尺寸和形狀的凹槽，使食物容器上下堆疊時(shí)，能上下對(duì)中。容器并列放置，列與列之間需留有空間以方便移物系統(tǒng)取出食物容器。另外，根據(jù)需要，食物容器可有不同變體設(shè)計(jì):a.比如售賣裝置周圍無(wú)法提供餐具時(shí)，可以在食物容器蓋子上加設(shè)一凹槽，放置一次性餐具(湯羹、筷子、刀叉等)b.比如顧客需要遠(yuǎn)距離攜帶食物時(shí)，食物容器還可以采用內(nèi)外雙層設(shè)計(jì)，夕卜層采用一紙盒，內(nèi)層放置一次性餐具和食物容器。
[0127]I盤，如前視透視示意圖3所示，設(shè)置于非活動(dòng)區(qū)，每個(gè)非活動(dòng)區(qū)均設(shè)置一個(gè)。貨架采用多層結(jié)構(gòu)，和日常所用儲(chǔ)物貨架類似，由金屬做骨架，各層設(shè)有分隔板，食物容器放置于板上。部分食物加工設(shè)備也固定于金屬骨架之上。為防止售賣系統(tǒng)工作或其他原因產(chǎn)生震動(dòng)而導(dǎo)致食物容器移位，支撐食物容器的分隔板上可以設(shè)置平底椎形凹槽或間隔條紋或間隔板，其形狀可以配合放置的食物容器，并略帶松動(dòng)。食物容器放置凹槽/間隔條紋/間隔板當(dāng)中，可以保持食物容器的位置。貨架上可以設(shè)置臨時(shí)存放的空位，以便節(jié)約食物容器的搬運(yùn)時(shí)間和并可以對(duì)加工后過(guò)熱的食物容器進(jìn)行冷卻。
[0128]移物系統(tǒng)如下沭:
[0129]機(jī)械手的機(jī)械原理和工作方式是公知的技術(shù)。都是通過(guò)電腦控制伺服/步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，再通過(guò)(同步帶/絲杠/齒條/齒輪等)傳動(dòng)件傳動(dòng)，再配合配重和助力部件以平衡重量增加速度，其機(jī)械終端(機(jī)械夾爪/吸嘴等)能沿導(dǎo)軌或轉(zhuǎn)軸作三維運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))。所以說(shuō)明書里就不再重復(fù)這些常識(shí)。總的來(lái)說(shuō)，因?yàn)闄C(jī)械手常用的自由度不會(huì)超過(guò)6個(gè)，而且在自動(dòng)售賣機(jī)中使用因?yàn)椴皇质芰?，精度方面要求相?duì)于機(jī)床行業(yè)也低，所以成本不高。
[0130]而本實(shí)用新型中該實(shí)施例移物系統(tǒng)機(jī)械手是專為能探入貨架和設(shè)備中拾取或放置食物容器并能工作于有限空間中而設(shè)計(jì)，伸出時(shí)可以探入貨架和各種設(shè)備單元之內(nèi)，收縮時(shí)完全脫離貨架和設(shè)備范圍。如圖10所示，1.上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.活動(dòng)連接部(連接4/5/6) 3.左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)5.轉(zhuǎn)軸(沿上下方向)6.機(jī)械夾手
[0131]其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)基于上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(I)，機(jī)械夾手(6)方向能沿上下軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸(5)基于左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)上的活動(dòng)連接部(2)，前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)基于轉(zhuǎn)軸(5)終端，前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有多級(jí)伸縮設(shè)計(jì)能大幅度伸長(zhǎng)，機(jī)械夾手(6)基于前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械夾手(6)為水平上的平行式夾爪，(即夾鉗面平行于底面，且左右?jiàn)A鉗平行)，能松開(kāi)和夾持食物容器。
[0132]因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是基于上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(I)，上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(I)需要負(fù)擔(dān)所有移動(dòng)部的重力及高速運(yùn)動(dòng)所需要的推力。同時(shí)，食物容器通常較大，內(nèi)含液體有相當(dāng)重量，也是因?yàn)槭称穼儆诜磸?fù)快速消費(fèi)品，銷售量比其他貨物更大，要求有更大的儲(chǔ)存空間，相應(yīng)地自動(dòng)售賣設(shè)備體積及其機(jī)械系統(tǒng)的行程和重量也更大。所以，這里適宜使用高速傳動(dòng)件。同步帶是實(shí)現(xiàn)該行程范圍高速運(yùn)動(dòng)，成本和精度方面都合適的傳動(dòng)方式。但同步帶承重能力有限，所以上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(I)是要有平衡配重裝置。另外，在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)很容易失步，會(huì)導(dǎo)致上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩端不同步，以至于卡死不能工作，所以需要用硬軸串聯(lián)兩端同步輪，使上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩邊同步。
[0133]移物系統(tǒng)上還可以安裝攝像頭、光電傳感器等部件，用以記錄下移物系統(tǒng)的工作過(guò)程，或者進(jìn)行人工遠(yuǎn)程協(xié)助，或用于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)移物系統(tǒng)動(dòng)作。
[0134]具體工作方式和流程:
[0135]?入貨方式
[0136]本機(jī)的入貨方式是指外界貨品進(jìn)入本機(jī)主箱體即低溫室。低溫室部分不設(shè)活動(dòng)門，僅通過(guò)取物口與外界交換食物容器，僅在需要維修時(shí)打開(kāi)后背螺絲固定的隔板進(jìn)行維修。即是通過(guò)人手把貨品(食物容器)放置于顧客取物口內(nèi)部平臺(tái)，然后本機(jī)移物系統(tǒng)由取物口取得貨物，然后放置或堆疊于貨架之上，從而完成進(jìn)貨過(guò)程。本機(jī)顧客取物口上的電動(dòng)門取代了通常售賣機(jī)箱體上的大型活動(dòng)門，移物系統(tǒng)機(jī)械手拾放取代了人工把貨品放置于貨架上。而入貨人員每輸入一個(gè)種類的貨物時(shí)，均向機(jī)內(nèi)電腦發(fā)送信息，告知電腦所補(bǔ)入貨物種類及數(shù)量(或者，售賣機(jī)自動(dòng)掃描食物容器上的條形碼，自動(dòng)獲取相關(guān)信息)。電腦控制機(jī)內(nèi)的多個(gè)顧客取物口交替打開(kāi)電動(dòng)門。補(bǔ)貨人員于于其中一個(gè)顧客取物口補(bǔ)入貨物時(shí)，如圖5所示的(5)電動(dòng)前門是打開(kāi)的，(3)電動(dòng)后門是關(guān)閉的。這時(shí)補(bǔ)貨人員放入貨物，然后向電腦發(fā)出相應(yīng)信息，告知電腦，可以于相應(yīng)取物口開(kāi)始拾取相應(yīng)種類貨物。然后電動(dòng)前門關(guān)閉，電動(dòng)后門打開(kāi)，本機(jī)移物系統(tǒng)機(jī)械手開(kāi)始取物。機(jī)械手取得貨物后，電動(dòng)前門再次打開(kāi)，電動(dòng)后門關(guān)閉，電腦發(fā)出信號(hào)告知補(bǔ)貨人員該貨品入貨完成，機(jī)械手把貨物存入貨架相應(yīng)位置，然后繼續(xù)重復(fù)這一過(guò)程。
[0137]?儲(chǔ)存方式
[0138]本機(jī)食物放置于如前所述的低溫室貨架內(nèi)，其冷凍方式(空氣循環(huán)系統(tǒng))采用風(fēng)冷的制冷方式以方便進(jìn)行自動(dòng)除霜，也和通常儲(chǔ)存速凍食物的封閉式冷柜一樣，食物通常置于零下-18攝氏度以下，且每份食物均有一個(gè)一次性食物容器密封，與環(huán)境空氣隔離，并保持食物水分。如圖9所示，本機(jī)儲(chǔ)存食物時(shí)較其他售賣機(jī)不同的儲(chǔ)存方式，食物容器由機(jī)械手如積木般堆疊在一起，對(duì)食物容器的排列堆疊方式:
[0139]1.食物容器左右間隔一定距離，左右間隔一定距離是為了使夾鉗能夠活動(dòng)探入食物容器兩側(cè)以便夾取容器，其距離是略大于單側(cè)夾鉗寬度。
[0140]2.上下直接堆疊，上下堆疊可以節(jié)約空間放置更多容器，同時(shí)利用容器外殼作支撐物，使貨架結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，降低成本。
[0141]3.前后形成層高不等的疊層，圖9所示為前后等高的情況，實(shí)踐中，靠近移物系統(tǒng)機(jī)械手那一疊層應(yīng)該高于遠(yuǎn)離機(jī)械手的疊層。因?yàn)橐莆锵到y(tǒng)機(jī)械手具有伸縮機(jī)構(gòu)(如圖10中的部件4所示)，并具有一定高度尺寸，伸縮機(jī)構(gòu)高度高于機(jī)械手，在探入貨架超過(guò)一定深度時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)也會(huì)進(jìn)入貨架內(nèi)，空間上并受頂部貨架板的約束。因此為了使伸縮機(jī)構(gòu)不碰到頂部貨架板，機(jī)械手不能觸及遠(yuǎn)離機(jī)械手的疊層的頂部空間，即其堆疊層數(shù)小于靠近機(jī)械手的疊層。
[0142].食物制售方式
[0143]電腦接收到顧客發(fā)出的購(gòu)買指令后，移物系統(tǒng)機(jī)械手于貨架中拾取相應(yīng)種類的食物容器，依次放入低溫室內(nèi)各種食物加工設(shè)備中加工，放入或取出食物容器時(shí)，設(shè)備的電動(dòng)門伴隨機(jī)械手放入取出相應(yīng)地打開(kāi)，在機(jī)械手退出后關(guān)閉。設(shè)備工作時(shí)電動(dòng)門也是關(guān)閉的。加工完畢后，食物加工設(shè)備電動(dòng)門打開(kāi)，機(jī)械手取出食物容器。然后取物口內(nèi)電動(dòng)門打開(kāi)，食物容器被機(jī)械手放入顧客取物口，機(jī)械手退出后取物口內(nèi)電動(dòng)門關(guān)閉而外電動(dòng)門打開(kāi)，待電腦通過(guò)傳感器獲知顧客取出食物容器后，外電動(dòng)門關(guān)閉，交易完成。在此過(guò)程中，空氣循環(huán)系統(tǒng)亦如前所述全程對(duì)濕熱空氣進(jìn)行排除操作。
[0144]特宙實(shí)施例
[0145]移物系統(tǒng)有很多種形式。下面從食物容器固定方式的不同和移物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同提出5個(gè)特定設(shè)施例，并描述它們與上述通例不同之處:
[0146]一種最佳實(shí)施例是凹槽夾鉗自動(dòng)售賣機(jī)，這種結(jié)構(gòu)的其余部分與上述通例完全一致，但是使用了具有能配合食物容器的特定形狀的凹槽板和機(jī)械夾鉗。這一種結(jié)構(gòu)對(duì)控制軟件設(shè)計(jì)的要求較低，而且特別適用于自動(dòng)售賣機(jī)有可能被搬動(dòng)的地方。
[0147]這種自動(dòng)售賣機(jī)使用了一種凹槽板。這種凹槽板可以使用塑料片材通過(guò)吸塑這種簡(jiǎn)單的加工，或者薄鐵皮沖壓，很容易就成批生產(chǎn)出來(lái)。如圖11所示，這種凹槽板的尺寸能與貨架的支持框架(I)配合，并具有翻邊(2)能直接扣入貨架，板上有前后方向的條紋溝槽
(3)用以加強(qiáng)薄板的支撐能力，最重要的是具有凹槽(4)，這種凹槽深度較淺用以固定食物容器。凹槽形狀與食物容器底部形狀相配合。凹槽可以有多個(gè)級(jí)(階梯狀凹槽)，用以支持多個(gè)不同尺寸的食物容器。這種凹槽板按一致的間隔固定放置排列在貨架各層的支持框架上。凹槽板主要是用在貨架上，也可以放置在低溫室設(shè)備當(dāng)中。但是低溫室設(shè)備中的食物加工設(shè)備內(nèi)部加工食物過(guò)程中可能產(chǎn)生較高溫度，所以應(yīng)該采用耐溫材料。另外，假若是使用金屬和沖壓技術(shù)生產(chǎn)凹槽板，那么大面積的變形凹槽，實(shí)現(xiàn)成本較高。那么可以用同樣尺寸的圓圈形凸起(類似火山口環(huán)形山脈這樣的形狀)來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。
[0148]這種自動(dòng)售賣機(jī)還使用了一種夾鉗。這種夾鉗為水平夾式機(jī)械夾鉗，水平夾式機(jī)械夾鉗較適合夾取薄壁式或強(qiáng)度較低的食物容器。這種夾鉗并具有一定形狀，即夾鉗從食物容器側(cè)向兩端夾取位于兩夾鉗中間的食物容器。還可以上下間隔一定距離安置多個(gè)尺寸不同的夾鉗，即夾鉗以一定間隔層疊，底層夾鉗兩邊距離略寬，上層的距離略窄，這樣能夠用一個(gè)機(jī)械手同時(shí)配多個(gè)夾鉗以?shī)A取不同尺寸和外形的食物容器，而傳感器只需要布置在底層夾鉗。夾鉗的夾持動(dòng)力由步進(jìn)/伺服電機(jī)減速而產(chǎn)生，可以精確控制夾持距離或力度。夾鉗鉗形根據(jù)食物容器外形，有多種選擇，可以是圓形、方形或其混合等。以常見(jiàn)的一次性的外部側(cè)壁有椎度的開(kāi)口帶翻邊的碗形食物容器為例，如圖12前視截面圖所示，夾鉗可以?shī)A持大小兩種尺寸的容器，左邊(I)為夾持小容器的情況，右邊(2)夾持大容器的情況，夾鉗左右兩側(cè)各有兩層(或以上)，上夾鉗(4)用于夾持尺寸較小的容器￠)，下夾鉗(5)用于夾持尺寸較大的容器(7)，則夾鉗內(nèi)側(cè)與食物容器配合都是帶椎度的圓柱形，并有凸起以能卡入翻邊凹槽(8)。
[0149]一種使用光學(xué)系統(tǒng)和平板貨架，并把光學(xué)系統(tǒng)和移物系統(tǒng)結(jié)合的特定實(shí)施例。這個(gè)特定實(shí)施例用光學(xué)系統(tǒng)替代了上述特定實(shí)施例里面的凹槽板。這里面使用光學(xué)系統(tǒng)的原因是:機(jī)械振動(dòng)，或顧客拍擊自動(dòng)售賣機(jī)，或自動(dòng)售賣機(jī)被搬動(dòng)，或突然斷電，或某種緣故的機(jī)械誤差等原因，都有可能使食物容器移位。那么對(duì)于上面最佳實(shí)施例的沒(méi)有自動(dòng)反饋按固定軌