АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ ПОЛОТЕНЕЦ
AUTOMATIC ELECTRONIC DEVICE FOR DISTRIBUTION OF TOWELS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение касается, в общем, области выдачных устройств для выдачи отрезков полотенечного материала из рулона и более конкретно «автоматических» электронных выдачных устройств, которые автоматически выдают измеренный отрезок полотенечного материала при обнаружении пользователя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Электронные устройства для выдачи салфеток хорошо известны в данной области и включают выдачные устройства, которые автоматически выдают измеренный отрезок полотенечного материала при обнаружении присутствия пользователя. Этот тип выдачного устройство стал известен в данной области как «автоматическое» выдачное устройство, то есть нет необходимости для пользователя вручную приводить в действие или иначе управлять выдачным устройством, чтобы начать цикл выдачи. Существует множество различных систем управления и механических аспектов традиционных автоматических выдачных устройств.
Например, патент США №5,772,291 описывает электронное автоматическое устройство для выдачи полотенец, питающееся от набора фотогальванических элементов. Выдачное устройство использует фотодатчики для определения присутствия пользователя через переднюю крышку корпуса; фотодатчик и связанная с ним схема управления приводят в действие двигатель для выдачи заданного отрезка полотенца при обнаружении пользователя. Фотодатчик реагирует на изменения в интенсивности окружающего света в комнате, а когда человек размещает препятствие, такое как его рука, в заданном расстоянии (область детектирования) передней части выдачного устройства, количество окружающего света, достигающего фотодатчика, снижается достаточно, чтобы заставить фотодатчик и схему управления регистрировать «обнаружен» и начать цикл выдачи.
Патент США №6,419,136 описывает электронное выдачное устройство для выдачи отдельных сегментов полотенца из непрерывного рулона бумаги, имеющей разнесенные перфорации или линии отрыва. При использовании перфорированного полотна материала отдельные листы могут быть отделены от рулона пользователем, захватывающим отрезок материала, который продолжается из корпуса, отрывающим лист вдоль линии перфорации. Вырубающий механизм не является необходимым, и энергия сохраняется, поскольку двигатель вращает только подающий ролик. Схема управления включает датчик приближения, соединенный с микропроцессором для приведения в действие двигателя, когда обнаружена рука пользователя. Датчик приближения размещен для «наблюдения» через переднюю крышку корпуса выдачного устройства.
Патент США №6,412,655 описывает устройство для выдачи полотенец переменного тока, питаемое от источника, которое использует емкостной датчик на передней части корпуса выдачного устройства. Датчик включает электроды, расположенные за областью детектирования в крышке, которая может закрывать всю ширину корпуса. Электроды устанавливают диэлектрик, имеющий заданную емкость в нерабочем состоянии. Если происходит изменение в диэлектрике, вызываемое пользователем, помещающим свою руку в передней части корпуса выдачного устройство, это приводит к изменению в емкости и запускает последующую выдачу.
Патент США №5,452,832 описывает автоматическое устройство для выдачи бумажных полотенец, в котором детектор фотоэлемента приводит в действие переключатель вкл/выкл для подачи энергии к приводному двигателю в течение определенного периода времени для выдачи отрезка бумажного полотенца. Фотоэлемент расположен на боковой стороне корпуса выдачного устройства.
Таким образом, в данной области постоянно ведут поиски способа усовершенствования по сравнению с традиционными автоматическими устройствами для выдачи полотенец. Настоящее изобретение касается такого усовершенствования.
ЗАДАЧИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачи и преимущества изобретения будут изложены частично в последующем описании или могут быть очевидны из описания, или могут быть изучены при применении изобретения на практике.
Обеспечено электронное автоматическое устройство для выдачи полотенец для автоматической выдачи измеренного листа материала (полотна) полотенца при обнаружении объекта, расположенного в определенной области детектирования. Выданное устройство может питаться от батареи, от источника переменного тока (с соответствующим трансформатором и адаптером) или способно переключаться между питанием от батареи и питанием от источника переменного тока. Выдачное устройство включает корпус, имеющий внутренний объем, так чтобы удерживать, по меньшей мере, один рулон материала полотенец в нем. В конкретном варианте выполнения корпус выполнен для удержания в основном запасного рулона и остатка закончившегося рулона. Корпус может иметь любую желаемую и эстетически приятную форму и может включать задний элемент и удаляемый закрывающий элемент. Закрывающий элемент может быть шарнирным по отношению к заднему элементу для обеспечения доступа к внутреннему объему и компонентам выдачного устройства.
Выдачное устройство включает выдачной механизм, приводимый электроникой, содержащийся внутри корпуса для автоматической выдачи рассчитанного листа из рулона материала полотенец при действительном обнаружении объекта в области детектирования. Множество конфигураций электронно-приводимых выдачных механизмов более известны в данной области и могут быть выполнены для использования с выдачным устройством по настоящему изобретению. В конкретном варианте выполнения отдельный основной блок или модуль расположен в корпусе, причем модуль имеет выдачной механизм, установленный в нем. Механизм может включать приводной ролик и соединенные с ним компоненты, узел прижимного ролика и планку для отрыва. Узел прижимного ролика включает прижимной ролик, смещаемый пружинами против приводного ролика, причем материал полотенец проходит между прижимным роликом и приводным роликом. Отверстие для материала полотенец образовано в модуле и совмещено с выдачным отверстием в корпусе.
В варианте выполнения, где выдачное устройство выдает из неполного (остаточного) рулона, а затем из запасного или «основного» рулона», основной блок может включать держатели основного рулона и держатели остаточного рулона для вращаемого поддерживания соответствующих рулонов в положении в модуле для беспрепятственной выдачи из него. Обеспечен автоматический перемещающий механизм для перемещения выданного материала полотенца от остаточного рулона к основному рулону, когда остаточный рулон почти полностью закончился.
Индикатор размера рулона может быть выполнен в этом модуле, чтобы показывать лицам, осуществляющим обслуживание и уход, когда основной рулон заканчивается в достаточном количестве, чтобы переместиться в положение остаточного рулона. Этот индикатор может быть элементом, который смещается от наружной периферической поверхности основного рулона, так что он следует за уменьшающимся диаметром основного рулона, когда заканчивается полотно материала. Когда основной рулон достигает определенного диаметра уменьшения, индикатор может активировать переключатель, вызывающий зажигание светодиода или другого индикатора, чтобы показать, что основной рулон заканчивается и должен быть заменен. Альтернативно, индикатор может быть механического типа, такой как флажок, который становится видимым, когда диаметр основного рулона достаточно уменьшается.
Выдачной механизм выдает рассчитанный отрезок или лист полотна материала, который может быть выполнен с помощью различных средств, таких как таймер, который останавливает приводной ролик после заданного времени. В конкретном варианте выполнения обеспечен счетчик оборотов, который измеряет степень вращения приводного ролика и скоординировано со схемой управления для остановки мотора приводного ролика после заданного количества оборотов ролика. Этот счетчик может быть устройством типа оптического кодового датчика или механическим устройством. Схема управления может включать устройство, позволяющее обслуживающему персоналу регулировать длину листа путем увеличения или уменьшения заданного значения для счетчика оборотов.
Приводной механизм может включать приводной двигатель и передаточный узел, установленный в модуле, причем передаточный узел передает движущую силу от двигателя к приводному ролику. Полотно материала проходит через зажим, образованный приводным роликом и прижимным роликом, так что вращение приводного ролика вызывает продвижение материала наружу через выдачную горловину корпуса. Планка для отрыва расположена в горловине так, что пользователь может отделять лист материала путем захвата и натягивания листа через планку для отрыва. В альтернативном варианте выполнения автоматическое режущее устройство может быть обеспечено для автоматического отрезания листа материала.
Датчик обеспечен для обнаружения объекта, расположенного в области детектирования под нижней поверхностью выдачного устройства. Этот датчик может быть пассивным датчиком, который определяет изменения в окружающих условиях, таких как интенсивность света, изменения емкости, вызываемые объектом в зоне детектирования, и т.д., в альтернативном варианте выполнения датчик представляет собой активный датчик и включает активный передатчик и соответствующий приемник, такие как один или более инфракрасных передатчиков и инфракрасных приемников. Передатчик передает активный сигнал в конусной области передачи, которая соответствует области детектирования, и приемник определяет пороговую величину активного сигнала, отраженного объекта, расположенного в области детектирования. Схема управления выполнена с датчиком для приведения в действие выдачного цикла при правильном обнаружении сигнала от приемника.
Датчик расположен по отношению к корпусу так, что область детектирования образована, по существу, под нижней поверхностью корпуса, а объект намерено должен размещаться в месте под корпусом для обнаружения. Таким образом, выдачное устройство не будет приведено в действие нечаянно объектом, проходящим перед выдачным устройством, таким как человек, проходящий или стоящий перед выдачным устройством в местах общественного пользования. В варианте выполнения активного передатчика передатчик может быть расположен под углом, так что чувствительная ось конусной области передачи расположена под углом в направлении задней части корпуса. Например, передатчик (и соответствующий приемник) может быть расположен в выдачной горловине, так чтобы «смотреть» за задней частью корпуса и в направлении этой задней части. В одном варианте выполнения чувствительная ось может быть расположена под углом около 15 градусов относительно вертикали в направлении задней части корпуса, и передатчик может иметь конусную область передачи около 40 градусов или менее (20 градусов на каждой стороне чувствительной оси). Передатчик может быть расположен так, что даже при установке максимальной чувствительности эффективная конусная область передачи активного сигнала не продолжается в направлении вперед за вертикальную плоскость самого переднего участка корпуса. Участок конусной области передачи может быть защищен с помощью структуры в выдачной горловине для последующего ограничения самой передней чувствительной точки области детектирования.
Может быть предпочтительно, чтобы область детектирования (т.е. диапазон) датчиков можно было регулировать. В этом отношении может быть обеспечен регулирующий переключатель, с помощью которого обслуживающий персонал может регулировать область детектирования путем изменения чувствительности передатчика и приемника, например путем изменения питания передатчика или регулирования порогового значения приемника.
Также может быть желательно обеспечить выдачное устройство с устройством для предотвращения последующего цикла выдачи, если лист полотна материала был выдан, но не удален. Отдельный детектор «висящего листа» может быть обеспечен и интегрирован со схемой управления для этой цели. Однако в одной конфигурации согласно изобретению датчик детектирования может быть выполнен также для работы с этой целью и, таким образом, можно снизить стоимость и сложность выдачного устройства и схемы управления. Например, датчик может включать активный передатчик, описанный выше, ориентированный в некотором положении внутри выдачной горловины, так что если лист материала остается свисающим из горловины, этот лист, по существу, блокирует передачу активного сигнала в область детектирования. Само полотно материала не отражает в достаточной мере сигнал к приемнику для образования правильного сигнала детектирования. Таким образом, объект, помещенный в область детектирования, не приведет к последующему циклу выдачи до тех пор, пока свисающий лист не будет удален.
Также может быть предпочтительно обеспечить выдачное устройство с детектором рассечнного света, выполненным за одно целое со схемой управления для предотвращения цикла выдачи, пока не будет детектирована пороговая величина окружающего света в области, где расположено выдачное устройство. Например, если выдачное устройство расположено в общественном туалете, по желанию схема управления может быть выключена, когда туалет закрыт и в ночное время. Детектор окружающего света расположен в корпусе так, что он, по существу, защищен от обычных и ожидаемых «передних» изменений в условиях окружающего света в местах общественного пользования. Например, в конкретном варианте выполнения детектор установлен на боковой стороне схемного корпуса и «смотрит» через отверстие в боковой стороне крышки выдачного устройства. Таким образом, люди или объекты, размещающиеся относительно близко к передней части выдачного устройства, не вызывают неосторожного отключения выдачного устройства. Запасной переключатель может быть обеспечен так, что обслуживающий персонал может отключать функцию детектирования окружающего света. Это может быть необходимо при работе выдачного устройства в условиях, где имеются изменения условий окружающего света.
Как упомянуто, можно регулировать один или множество рабочих параметров выдачного устройства и могут быть обеспечены ручные входные переключатели для этих целей. Индикатор также может быть обеспечен так, что обслуживающий персонал может легко определить, какой параметр был отрегулирован и насколько. В конкретном варианте выполнения в качестве индикатора может быть одна или более лампочек, такие как светодиодные лампочки, при этом свойство лампочки, такое как цвет или узор, используют для индикации различных регулировочных установок.
Изобретение будет описано более подробно ниже со ссылкой на конкретные варианты выполнения, показанные на чертежах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает вид в перспективе варианта выполнения автоматического выдачного устройство по изобретению;
Фиг.2 - вид в перспективе выдачного устройства по Фиг.1 с передней крышкой в ее открытом положении;
Фиг.3 - вид в перспективе модульного узла, удаленного из выдачного устройства по Фиг.1;
Фиг.4 - покомпонентный вид варианта выполнения модульного узла, который можно использовать в выдачном устройстве по изобретению;
Фиг.5 - вид сбоку в перспективе участка модуля, в частности показывающий датчик крышки корпуса и компонент отражателя колеса приводного ролика датчика вращений для приводного ролика;
Фиг.6А-6С - виды в перспективе горловинного узла, в частности показывающие сенсорные передатчики и приемник, размещенный в горловинном датчике;
Фиг.7 - схематичный вид, показывающий вид области детектирования под выдачным устройством;
Фиг.8 - вид сбоку в перспективе выдачного устройства по Фиг.1, в частности показывающий плоскости некоторых компонентов переднего участка выдачного устройства;
Фиг.9 - блок-схема, показывающая вариант выполнения видов схемы управления, который можно использовать с выдачным устройством по изобретению;
Фиг.10А-10С - принципиальные схемы для конкретных компонентов примерной схемы управления, которые можно использовать с выдачным устройством по изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ссылка теперь более подробно будет сделана на варианты выполнения изобретения, один или более примеров которых показаны на чертежах. Каждый пример обеспечен для пояснения изобретения и не предназначен для ограничения изобретения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного варианта выполнения, могут быть использованы с другим вариантом выполнения для обеспечения еще одного варианта выполнения. Предполагается, что настоящее изобретение включает модификации и изменения вариантов выполнения, описанных здесь.
Ссылаясь в частности на Фиг.1-4, показан вариант выполнения выдачного устройства 10 в соответствии с изобретением. Выдачное устройство 10 включает корпус 16 любой желаемой формы и конфигурации. Корпус 16 включает основание 18 с боковыми стенками 20 и крышку 22, шарнирно установленную на основание 18 так, чтобы иметь возможность перемещения из закрытого положения, показанного на Фиг.1, в открытое положение, показанное на Фиг.2. Крышка 22 включает переднюю стенку 23 и боковые стенки 27, которые совмещены с боковыми стенками 20 основания 18 с образованием внутреннего объема для вмещения рабочих компонентов выдачного устройства 10, а также рулонов материала полотна, подлежащего выдаче, включающих основной рулон 12 и остаточный рулон 14. Окно 19 может быть обеспечено в одной или обеих боковых стенках 17 крышки, так что специалист, осуществляющий обслуживание, может легко визуально определить оставшееся количество полотна материала основного рулона 12. Правая (если стоять лицом к выдачному устройству 10) боковая стенка 27 включает отверстие 26, через которое индикаторная пластина 112 видна обслуживающему персоналу, без открывания крышки 22. Отверстие 26 может быть снабжено прозрачными линзами (не показаны) для предотвращения доступа к модулю 28, при этом позволяя наблюдение снаружи за индикаторной пластиной 112. Индикаторная пластина 112 будет описана более подробно ниже. Любой традиционный запирающий механизм 21 (Фиг.2) может быть обеспечен для прикрепления крышки 22 к основанию 18. Корпус 16 включает нижний оборотный участок 25, из которого выдается материал. Ссылаясь на Фиг.7, выдачное отверстие обеспечено в горловине 24 из корпуса 16 на конечном участке выдачного пути 48, как более подробно описано ниже.
Должно быть понятно, что выдачное устройство 10 не ограничивается каким-либо конкретным типом конфигурации или комбинацией компонентов, которые объединяют с образованием выдачного устройства.
Рабочие компоненты выдачного устройства 10 могут быть установлены непосредственно на основание 18 во внутреннем объеме корпуса 16. В предпочтительном варианте выполнения, показанном на чертежах, выдачной модуль 28 помещен в корпус 16, как видно на Фиг.1 и 2, и рабочие компоненты установлены в модуле 28. Модуль 28 может быть легко удаляемым из основания 18 для ремонта и/или замены компонентов, без необходимости удаления всего выдачного устройства 10 с его поддерживающей поверхности (т.е. стенки). Корпус 16 можно рассматривать как оболочку, в которую вставляют и извлекают модуль 28 по Фиг.3. Модуль 28 включает раму или основной элемент 32, имеющий левую и правую боковые пластины 34. Внутри модуля 28 между боковыми пластинами 34 установлены компоненты выдачного механизма 30, включая узел 40 прижимного ролика, передающий механизм 52, горловинный узел 50 и узел 98 приводного двигателя и передачи (Фиг.4), как более подробно описано ниже.
Левый и правый держатели 76 основного рулона прикреплены к боковым пластинам 34 модуля, как показано на Фиг.4, и удерживают основной рулон 12 листового материала. Держатели 78 остаточного рулона обеспечены для поддерживания с возможностью вращения остаточного рулона 14 в положении внутри модуля, ниже и за основным рулоном 12.
Ссылаясь в частности на Фиг.3-6В, узел 40 прижимного ролика может быть помещен в горловинный узел 50, который, в свою очередь, установлен в модуле 28. Горловинный узел 50 включает раму 42, которая может быть фиксирована в положении внутри модуля или шарнирно прикреплена к модулю 28, чтобы облегчить загрузку новых рулонов полотна материала. Узел 40 удерживается в закрытом положении с помощью предохранительного или другого подходящего запирающего устройства. Горловинный узел 50 включает режущий элемент 44, прикрепленный к раме 42, как более конкретно показано на Фиг.6В. Режущий элемент 44 расположен вдоль выдачного пути 48 выше выдачного отверстия 24 по ходу материала и ниже зажима между приводным роликом 38 и прижимным роликом 46, как показано на Фиг.7. Для отделения листа 200 полотна материала, который был выдан из выдачного устройства 10, пользователь захватывает лист 200, свисающий снизу из выдачного устройства 10, и вытягивает лист вперед против режущего элемента 44, так что лист отрывается и отделяется вдоль линии, образованной режущим элементом.
Прижимной ролик 46 имеет крайние оси, которые расположены в щелях 47, как видно на Фиг.4 и 6А. Пружины 45 в щелях 47 смещают прижимной ролик 46 к приводному ролику 38, так что полотно материала, проходящего между зажимом роликов, продвигается вдоль выдачного пути 48 при вращении приводного ролика 38, горловинный узел 50 образует участок выдачного пути и передний участок выдачной горловины 24, как видно на Фиг.7.
Модуль 28 включает автоматический передающий механизм 52 для передачи выдачи полотна материала от остаточного рулона 14 к основному рулону 12, когда полотно материала на остаточном рулоне 14 почти полностью закончилось. С точки зрения работы, этот передающий механизм 52 работает, по существу, как описано в патенте США №6079305, выданном 27 июня 200 г., и патент '305 включен сюда полностью для всех целей. Ссылаясь, в частности, на Фиг.3 и 4, передающий механизм 52 включает передающий элемент 56 с рычагами 57, шарнирно установленными на боковых пластинах 34 модуля. Шестерня 68 обеспечена на концах рычагов 57, как, в частности, видно на Фиг.3 и 4. Передающий элемент включает «роликовую» секцию, которая может быть образована центральной изогнутой ребристой секцией 58. Секция 58 включает прикрепляющий механизм, такой как зубец 60. Ведущий конец полотна материала из основного рулона 12 проходит через роликовую секцию 58 и удерживается зубцом 60, пока материал подается из остаточного рулона 14. Промежуточные передающие шестерни 70 установлены с возможностью вращения на боковых пластинах 34 модуля и взаимодействуют с шестернями 68 на концах рычагов 57 передающего элемента. Чувствительный стержень 74 остаточного рулона шарнирно установлен на боковые пластины 34 модуля под держателями 78 остаточного рулона и смещен в направлении оси держателей 78 остаточного рулона, так чтобы отслеживать уменьшающийся диаметр остаточного рулона, когда он заканчивается. Чувствительный стержень 74 остаточного рулона выполнен с шестернями 72, которые вращаются при осевом перемещении чувствительного стержня 74, причем шестерни 72 взаимодействуют с промежуточными передающими шестернями 70.
Когда остаточный рулон заканчивается, перемещение чувствительного стержня 74 передается передающему элементу 56 с помощью колес 68, 70 и 72. При определенном уменьшенном диаметре остаточного рулона 14 передающий элемент 56 поворачивается в положение, так что ведущий конец полотна материала, удерживаемый крепежным механизмом 60, приводится роликовой секцией 58 в контакт с полотном материала, выдаваемым из остаточного рулона, вызывая вытягивание ведущего края материала из основного рулона от зубца 60 и перемещение материала из остаточного рулона между зажимом приводного ролика 38 и прижимного ролика 46. «Новое» полотно материала из основного рулона 12 выдается одновременно с материалом остаточного рулона, пока остаточный рулон полностью не закончится. Если в выдачном устройстве нет остаточного рулона, передающий элемент 56 и роликовая секция 58 контактируют с полотном материала, выдаваемым из основного рулона 12.
Стержень 80 для «измерения содержимого» шарнирно прикреплен к боковым пластинам 34 с помощью рычагов 81 и пружинно смещен в направлении центра основного рулона 12, так что он отслеживает уменьшение диаметра основного рулона 12, когда заканчивается полотно материала. Когда основной рулон 12 достигает диаметра, подходящего для перемещения рулона в положение остаточного рулона, предохранитель (не виден) на конце одного из рычагов 81 заставляет переключатель в схеме управления закрываться и приводить в действие светодиод 142 на индикаторной пластине 112 (видна через отверстие 26 в боковой стороне крышки). Таким образом, обслуживающий персонал предупреждается, что основной рулон 12 заканчивается и должен быть заменен.
Узел приводного двигателя 98 и передачи включает компоненты, установленные в модуле 28. Электрически приводимый приводной двигатель 100 помещен в пространстве под и за приводным роликом 38, как видно на Фиг.7. Двигатель включает приводной вал и ведущую шестерню, прикрепленную к нему (не показана). Приводная шестерня продолжается в направлении левой боковой пластины 34 модуля 28 и зацепляется с промежуточной приводной шестерней 104, установленной на боковой пластине 34 (см. Фиг.4). Промежуточная шестерня 104 взаимодействует с шестерней 106 приводного ролика, установленной на конце приводного ролика 38. Таким образом, подача энергии двигателю 100 вызывает вращение приводного ролика 38 с помощью шестерни приводного вала, промежуточной шестерни 104 и шестерни 106 приводного ролика. Вращение приводного ролика приводит к перемещению полотна материала, расположенного в зажиме между прижимным роликом 46 и приводным роликом 38 вдоль выдачного пути 48 и из выдачной горловины 24.
Выдачной механизм 30 может питаться от батареек, расположенных в отделении 82 для батареек, которое принимается в батарейное углубление 84 позади держателей 76 остаточного рулона (см. Фиг.3 и 4). Можно использовать любое подходящее устройство хранения батарей для этой цели. Проводник 85 расположен под батарейным углублением 84 и соединен с контактами на нижней (обратной) стороне батарейного отделения 82 для подачи энергии от батареек к схемной панели 110 и двигателю 100. Альтернативно и в дополнении к батарейному питанию, выдачное устройство также может питаться от системы распределения переменного тока здания. Для этой цели с выдачным устройством может быть обеспечен включаемый модульный трансформатор/адаптер, который соединен с конечным отверстием или отверстием гнезда для подключения, расположенным в нижнем крае схемного корпуса 108 (показанного на Фиг.3) для подачи энергии к схеме управления и соответствующим компонентам. Схема управления может включать механический или электрический переключатель, который изолирует цепь батареи при соединении адаптера переменного тока, чтобы защищать и предохранять батареи.
Механизм подсчета оборотов обеспечен для управления длиной полотна выдаваемого материала. В том отношении можно использовать любое количество оптических или механических устройств. В показанном варианте выполнения оптический кодер используют для подсчета оборотов приводного ролика 38, и при этом подсчитанное значение используется схемой управления, чтобы отмерить желаемую длину листа, подлежащего выдаче. Более конкретно ссылаясь на Фиг.4 и 5, оптическое отражающее колесо 90 обеспечено на концевой оси приводного ролика 38. Колесо 90 продолжается за боковую пластину 34 модуля 28 и включает множество отражающих язычков, которые вращаются при повороте приводного ролика 38. Оптический датчик 92, такой как фотоэлемент (показанный схематично на Фиг.9), установлен на лицевой стороне схемной панели 110 и детектирует световые импульсы, производимые отражающими язычками колеса 90, когда приводной ролик 38 вращается, причем количество импульсов указывает длину листа материала, перемещаемого через выдачной механизм 30 на основе известного диаметра приводного ролика 38. Например, приводной ролик 38 с диаметром 1,5 дюймов имеет линейную окружность 4,71 дюйма, и каждый из язычков (если используют четыре язычка) означает четверть оборота, равную 1,78 линейных дюйма. Если предпочтительна длина листа приблизительно 12 дюймов, приводной ролик 38 вращается в течение 10 импульсов или два, или половина оборота, для обеспечения листа длиной 11,78 дюймов.
Может быть предпочтительно, чтобы схема управления делала невозможной или предотвращала работу выдачного устройства, если передняя крышка 22 открыта, например если выдачное устройство подвергают техническому обслуживанию или повторно загружают. Для этой цели можно использовать любой тип механических или оптических датчиков положения и переключателей. Датчик включает выступ 94, смещаемый наружу за передний край боковой пластины 34 модуля посредством пружины 96. Если крышка 22 находится в ее открытом положении, выступ 94 продолжается, как показано на Фиг.5, и соответствующий запирающий переключатель в схеме управления открыт и предотвращает работу выдачного механизма 30. Когда крышка 22 закрыта, выступ 94 вдавлен путем взаимодействия с крышкой 22 и переключатель закрыт, чтобы позволить последовательную выдачу. Следует понимать, что для выполнения этой функции можно использовать большое количество и много конфигураций детекторов и соответствующие схемы.
Компоненты схемы управления установлены на схемной панели 110, содержащейся в схемном корпусе 108, установленном на правой боковой пластине 34 модуля 28. Схема будет описана более подробно ниже. Как видно в примере по Фиг.2-4, группы регулирующих нажимных кнопок 148, 150 и 152 установлены на схемной панели 110 и доступны снаружи схемного корпуса 1-08. Эти нажимные кнопки соединены с соответствующими переключателями на схемной панели и их используют для управления регулированием различных параметров, таких как длина листа, время задержки между циклами выдачи и чувствительность датчика активации.
Дополнительная нажимная кнопка 146 обеспечена на переднем крае схемного корпуса 108 и функционирует как возможность обеспечения бумаги вручную. Выдачной механизм 30 будет работать и выдавать материал до тех пор, пока кнопка 146 вдавлена.
Нажимные кнопки 148, 150 и 152 соединены с одним или более светодиодами, такими как светодиод 142 на схемном корпусе 108, причем светодиод 142 виден через отверстие 26 в боковой стенке 27 крышки. Каждая из кнопок 148, 150 и 152 имеет три параметра для ее соответствующей работы: короткий, средний, длинный, и светодиод 142 используют для обозначения соответствующего параметра. Любая комбинация световых характеристик может быть использована в качестве индикации. Например, светодиод может быть многоцветным, и различные цвета используют для обозначения соответствующих параметров. Альтернативно, светодиоды могут иметь отличающийся мигающий узор для обозначения различных параметров. Для этого можно использовать любое количество индикаций.
Также в схемном корпусе 108 содержится и виден через отверстие 26 в боковой стенке 27 крышки светодиодный индикатор 144 разрядки батареи. Светодиод 144 приходит в действие, когда напряжение батареи уменьшается до заданного значения. Прозрачные линзы могут быть обеспечены над светодиодами для защиты этих устройств.
При работе для начальной выдачи материала из основного рулона 12 крышку 22 поворачивают вперед от основания 18. Это приводит к тому, что датчик 94 крышки приводит в действие управляющий переключатель, приводя к деактивации схемы управления для предотвращения нечаянного приведения в действие механизма в процессе загрузки. В варианте выполнения, где узел 40 прижимного ролика шарнирно установлен относительно модуля 28, ведущий край материала из основного рулона 12 просто нарезается в зажиме между приводным роликом 38 и прижимным роликом 46. Как только крышка 22 закрывается, датчик 94 крышки вызывает закрывание соответствующего управляющего переключателя, и схема будет активирована.
Когда выдачной механизм 30 приведен в действие (как описано ниже), приводной ролик 38 приводится в действие двигателем 100 и соответствующим узлом шестерней (шестерня вала шестерни 104 и 106) для перемещения полотна материала между прижимным роликом 46 и приводным роликом 38 вдоль выдачного пути 48 и из выдачной горловины 24. При отсутствии остаточного рулона роликовая секция 58 также находится в контакте с листовым материала при его выдаче.
Как только основной рулон 12 достигает размера остаточного рулона, как определяется с помощью стержня 80 измерения содержимого и соответствующего светодиода 142, он может быть перемещен к держателям 78 остаточного рулона, при этом ведущий край полотна материала остается между прижимным роликом 46 и приводным роликом 38.
Остаточный ролик помещен над и напротив смещенного чувствительного стержня 74. Ведущий край материала из нового основного рулона 12 затем пропускают под передающим элементом 56 и роликовой секцией 58 и закрепляют посредством зубца 60.
Когда остаточный рулон 14 заканчивается, чувствительный стержень 74 поворачивается и, с помощью шестерней 72, 70 и 68, вызывает поворот передающего механизма 52 и приводит передающий элемент 56 ближе к приводному ролику 38. Когда остаточный рулон материала близок к тому, чтобы закончиться, ведущий край нового основного рулона 12 приводится роликовой секцией 58 передающего элемента 56 в контакт с листовым материалом, выдаваемым из остаточного рулона 14, приводя к вытягиванию ведущего края материала из зубца 60 и переносу с материалом из остаточного рулона 14 между прижимным роликом 46 и приводным роликом 38. «Новое» полотно материала из основного рулона 12 будет выдаваться одновременно с материалом остаточного рулона, пока остаточный рулон 14 полностью не закончится.
Выдачное устройство 10 включает датчик для детектирования объекта, расположенного в области 134 детектирования (Фиг.7) под нижней поверхностью 25 выдачного устройства. Как описано, этот датчик может быть активным или пассивным датчиком. При обнаружении объекта в области 134 детектирования схема управления приводит в действие цикл выдачи. В показанном варианте выполнения датчик представляет собой активный инфракрасный (ИК) датчик, который использует активные передатчики для излучения ИК луча в зоне 134 детектирования и приемник 124 для детектирования ИК света, отраженного от объекта в зоне 134 обнаружения. Если количество отраженного света является достаточным (выше значения порога детектирования), контроллер схемы приводит в действие цикл выдачи, при этом двигатель 100 приводит в действие приводной ролик 38, пока заданное количество импульсов не обнаружено оптическим кодером (счетчик оборотов приводного ролика), указывающим, что была выдана правильная длина материала. Пользователь затем захватывает выданный лист и вытягивает его вперед для отрыва листа от режущего элемента 44.
Ссылаясь в частности на Фиг.6-8, активные ИК передатчики 122 и приемник 124 установлены на сенсорной панели 126. Панель 126 вставляют в гнезда 128 для панели, образованные в корпусе 130 панели на средней обратной стороне горловинного узла 50, как более конкретно видно на Фиг.6А и 6В. Отверстия 131 образованы в корпусе 130, через которые активно передают передатчики 122. Отверстие 132 обеспечено в корпусе 130 для приемника 124. Передатчики 122 и приемник 124 находятся в электрическом сообщении со схемной панелью 110, и передатчики 122 непрерывно передают с частотой повторения импульсов, которую «диктует» схема управления, в частности микропроцессор 160 (Фиг.9), как более подробно описано ниже.
На Фиг.7 и 8 показано расположение и угловое ориентирование ИК передатчиков 122 в горловинном узле 50. Передатчики 122 установлены в корпусе 130 смежно передней стенке выдающей горловины 24 и ориентированы (расположены под углом) в направлении задней части выдачного устройства под углом 15° относительно вертикали. Передатчики 122 имеют относительно узкую конусную область передачи 40° (20° на каждой стороне оси А передатчика). Ориентация под углом и конусная область передачи выполнены так, что эффективная область детектирования между 0% линий интенсивности D1 и D2 не продолжается вперед за плоскости В и С до максимально эффективного диапазона (чувствительности) передатчиков. Плоскость В соответствует вертикальной плоскости самого внутреннего (в направлении задней части) компонента передней крышки 22 выдачного устройства, и плоскость С соответствует вертикальной плоскости передней крышки 22, представленной пользователю (см. страницу 13). Плоскость Е на Фиг.8 представляет собой вертикальную плоскость, соответствующую самому переднему участку крышки 22. В этой конфигурации пользователь должен целенаправленно поместить его руку или другой объект под корпус 16 и в направлении задней части корпуса 16, чтобы быть «обнаруженным» и начать цикл выдачи.
Ссылаясь на Фиг.7, дополнительная защитная структура 136 может быть обеспечена, например, с помощью структуры, образующей корпус 130 или раму 42 горловинного узла 50, так чтобы дополнительно ограничить передний участок конусной области передачи передатчика 122. Например, защитное средство 122 может исключить, по меньшей мере, 5° переднего участка конусной области передачи. Другими словами, передний участок конусной области передачи не будет превышать 15° относительно оси А передатчика. Этот уменьшенный конусный участок представлен линией D3 на Фиг.7. Дополнительное защитное средство гарантирует, что даже при максимальной мощности (максимальной чувствительности) передатчиков 122 область детектирования не нарушится (т.е. продолжится вперед за) плоскости С или В.
Также может быть предпочтительно обеспечить выдачное устройство 10 с возможностью предотвращать последующий цикл выдачи, если лист материала был выдан, но не удален.
Отдельный детектор «свисающего листа» может быть обеспечен и выполнен за одно целое со схемой управления для этой цели. Однако в показанном варианте выполнения конфигурации ИК детектирующего датчика также служит для этой цели. Ссылаясь на Фиг.7, свисающий лист материала показан линией 200. Этот лист 200 находится в таком положении, что, по существу, блокирует передачу активного ИК сигнала от передатчиков 122 в область 134 детектирования. Само полотно материала не соответствующе отражает ИК сигнал к приемнику 124 и свисающий лист не производит правильного сигнала детектирования. Таким образом, объект, расположенный в области 134 детектирования, когда лист 200 остается свисающим из выданной горловины 24, вероятно не вызовет последующий цикл выдачи, до тех пор, пока свисающий лист не будет удален или целенаправленно не извлечен из области 134 детектирования.
Также может быть предпочтительно обеспечить выдачное устройство 10 с детектором окружающего света, интегрированным со схемой управления, чтобы предотвратить цикл выдачи, пока не детектировано пороговое значение окружающего света в области, где расположено выдачное устройство 10. Показанный вариант выполнения включает такой детектор. Ссылаясь на Фиг.2-4, фотодатчик 138 окружающего света с передним обзором, такой как традиционный фотоэлемент, установлен на схемной панели 110 и «смотрит» через отверстие в переднем крае схемного корпуса 108, ссылаясь на Фиг.9, фотодатчик 138 интегрирован со схемой управления, так что схема приходит в действие при условии детектирования порогового значения окружающего света фотодатчиком 138. В некоторых ситуациях функция детектора окружающего света может быть нежелательной. По этой причине вспомогательный переключатель 140 может быть обеспечен и доступен снаружи схемного корпуса 108, так что обслуживающий персонал может не принимать во внимание и деактивировать свойство обнаружения окружающего света. В показанном варианте выполнения доступ к переключателю 140 имеется через крышку схемного корпуса под нажимными кнопками 148, 150, 152 при открывании крышки 22 выдачного устройства.
В обычных условиях работы выдачного устройства 10 детектор 138 окружающего света защищен в переднем направлении крышкой 122 выдачного устройства. Таким образом, детектор «видит» колебания окружающего света через отверстия в крышке 22, такие как выдачная горловина 24 и отверстие 26 в боковой стороне крышки 22. В такой конструкции детектор менее чувствителен к колебаниям в окружающем свете, возникающим впереди выдачного устройства, которые могут быть вызваны обычной активностью в общественных туалетах или других помещениях.
Фиг.9 представляет собой функциональную блок-схему варианта выполнения схемы управления, которая может быть использована с выдачным устройством 10. Следует понимать, что различные схемы управления и наборы компонентов могут быть выполнены специалистами в данной области, чтобы обеспечить желаемые свойства выдачного устройства 10, и что схема, описанная здесь, является только одним вариантом выполнения подходящей схемы. Ссылаясь на Фиг.9, схема управляется микропроцессором 160. Различные входы и выходы для микропроцессора 160, показанные на Фиг.9, были описаны выше. Некоторые из переключателей, показанные на чертежах, представлены более подробно на схематичных чертежах по Фиг.10А-10G. Функции управления микропроцессора 160 описаны далее ниже со ссылкой на схематичные чертежи.
Схема состоит из двух схемных панелей (основная панель 110 управления и сенсорная панель 126), отделения 82 для батарей и двигателя 100 постоянного тока. Основная панель 110 управления состоит из следующих функциональных секций: батарейный источник питания, источник переменного тока; защита реле и двигателя; детектор окружающего света; датчик присутствия; осциллятор и микропроцессор; переключатели и светодиодные индикаторы. Соответствующие секции описаны ниже со ссылкой на Фиг.10А-10G. Следует понимать, что значения, перечисленные на Фиг.10А-10G, представлены только для иллюстративных целей и что схема управления никоим образом не ограничивается любой конкретной конфигурацией компонента или величинами. Специалист в данной области способен разработать различные схемы управления, подходящие для использования с выдачным устройством по настоящему изобретению.
Схема с батареей и источник переменного тока показаны на Фиг.10А. Источник постоянного тока обеспечивается батареями в отделении 82 для батарей, и контур постоянного тока производит напряжение около 5,3 Вольт. Условие пониженного напряжения батарей определяется микропроцессором, который в результате приводит в действие светодиод LD4 низкого напряжения (Фиг.10G). Секция источника переменного тока состоит из гнезда 109 для подключения, которое питается от внешнего (через источник переменного тока и трансформатор) источника между около 7,5 В до около 9,0 В (1 Ампер) источника контура, обозначенного как «Адаптер источника переменного тока» на Фиг.10А. Схема включает стабилизирующий контур, такой как стабилизатор LM317 и пассивные компоненты для производства напряжения Vcc. Гнездо для подключения включает переключатель, который разъединяет источник постоянного тока при соединении внешнего источника с гнездом для подключения.
Схема защиты реле и двигателя показана на Фиг.10В. Реле 5В используют для включения и выключения двигателя. Компоненты защиты от сверхтока включены для защиты двигателя от любого количества условий сверхтока и включают чувствительный к току резистор R13, работающий вместе с аналого-цифровым преобразователем в микропроцессоре. Напряжение, производимое током через резистор R13, преобразуется в цифровое значение с помощью аналого-цифрового преобразователя ли сравнивается с заданным значением для определения того, существует ли условие перегрузки по току в при подаче к двигателю. Если условие перегрузки по току (сверхток) существует, реле открывается, и подача тока к двигателю ограничивается.
Фиг.10 представляет собой схему оптического кодирующего датчика U3, используемого для подсчета оборотов приводного ролика 38. Подсчет используется микропроцессором 160 для определения длительности подачи энергии к двигателю 100 для выдачи листа желаемой длины. Как только измеренная длина полотна материала была выдана, двигатель 100 выключается. Желаемая длина листа может регулироваться техническим персоналом с помощью переключателя S5 и светодиода LD3 (Фиг.10G).
Как описано, малое количество бумаги основного рулона 12 определяется механическим рычагом 80 и, при определенном диаметре основного рулона 12, рычаг 80 приводит в действие переключатель s1 (Фиг.10G), вызывая индикацию малого количества бумаги с помощью светодиода LD3 (Фиг.10G). Бумагу можно продвинуть вручную путем нажатия на переключатель S2.
Переключатель S4 на Фиг.10G конфигурирован с датчиком 94 крышки, описанным выше, и предотвращает работу схемы, пока крышка 22 находится в открытом состоянии.
Свойство задержки времени также может быть обеспечено со схемой, чтобы предотвратить следующий цикл выдачи, пока не пройдет определенный период времени от последнего цикла выдачи. Например, может быть предпочтительно, чтобы задержка времени около 1 секунды между циклами выдачи была запрограммирована в микропроцессоре. Эта задержка времени может быть изменена обслуживающим персоналом с помощью переключателя S6 и светодиода LD3 (Фиг.10G).
Фиг.10Е представляет собой схему сенсорной панели 126 и показывает ИК передатчики D7 и D8, посылающие импульсы с частотой, определенной часами и схемой микропроцессора. ИК приемник U4 распознает отраженную ИК энергию в том же рисунке, что и передаваемый сигнал, и при приеме двигатель 100 приводится в действие с помощью реле К1 (Фиг.10В). В показанном варианте выполнения приемник представляет собой монолитный ИК приемник, работающий на частоте 56 кГц. Приемник определяет присутствие отраженного сигнала 56 кГц от объекта в области детектирования передатчиков. Чувствительность (т.е. диапазон) передатчиков D7 и D8 может быть изменена обслуживающим персоналом с помощью переключателя S7 и светодиода LD3 (Фиг.10В). На Фиг.10D схематично показана схема регулирования тока, которую используют для установки трех различных уровней детектирования (высокий, средний и низкий).
Фиг.10F представляет собой схему датчика окружающего света, в котором фотоэлемент РС1 используют для детектирования окружающего света. Если обнаружено достаточно света, соответствующий сигнал посылается микропроцессору и схема остается действующей. Если окружающий свет ниже порогового уровня детектирования фотоэлемента РС1, схема отключается. Свойство детектирования окружающего света может быть дополнена переключателем SW1.
Фиг.10G представляет собой схему секции осциллятора и микропроцессора, а также светодиодных индикаторов, описанных выше. Емкостно-резистивный осциллятор на основе схемы И-НЕТ используют в качестве основного хронометра для микропроцессора и схемы датчика присутствия. Осциллятор производит частотный сигнал, который непосредственно может использоваться микропроцессором, или пониженный до более низкой синхронизирующей частоты для основного контроллера (т.е. микроконтроллер Flash Microchip PIC 16F872), датчиков присутствия и схемы по Фиг.10Е. В показанном варианте выполнения синхронизирующая частота является относительно высокой при 20 МГц. Если контроллер должен быть «вкл» все время и питаться от батарей, может быть не желательно, чтобы контроллер работал при такой частоте из-за расхода батарей. Схема двухчастотного делителя может использоваться для снижения рабочей частоты до более низкой желаемой рабочей частоты, например около 156 кГц или ниже. Рабочая частота может быть обеспечена на основе различных соображений, таких как доведение до максимума срока службы батарей, необходимая рабочая частота для схемы детектирования, доступный источник переменного тока и так далее. Низкая непрерывная рабочая частота может значительно снизить расход батарей до приемлемого уровня.
В альтернативном варианте выполнения микропроцессор может работать при двух разных рабочих частотах при управлении программным обеспечением. Эти частоты могут быть определены частотным делителем в виде двоичных дробей синхронизирующей скорости осциллятора. Например, микропроцессор может работать при непрерывной относительно низкой частоте. Однако когда необходимо послать ИК импульс, скорость работы повышается при управлении программным обеспечением, чтобы позволить обработку сигнала и приведение в действие двигателя и схем синхронизации. Таким образом, рабочие скорости будут меняться как функция желаемой частоты ИК импульса для датчиков присутствия D7 и D8.
Специалисту в данной области должно быть понятно, что различные модификации и измерения могут быть выполнены для признаков описанного здесь выдачного устройства, особенно в отношении механических элементов и схем управления выдачного устройства, без отхода от объема и сущности изобретения. Предполагается, что изобретение включает все такие изменения (варианты).