ТОРГОВЫЙ АВТОМАТ ДЛЯ ПРОДАЖИ РАЗОГРЕТЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
VENDING MACHINE FOR SALE OF HEATED FOOD PRODUCTS

Изобретение относится к области торговых (вендинговых) автоматов, в частности к области торговых автоматов для продажи разогретых продуктов питания.
Торговые автоматы широко известны и повсеместно используются в торговле. Оплата и выдача призов или товаров в таких автоматах осуществляется с помощью технических приспособлений и не требует непосредственного участия продавца или оператора. Как правило, торговый автомат состоит из отсека для хранения товара или компонентов товара, устройства приема оплаты и устройства выдачи. Торговые автоматы по продаже продуктов питания могут также содержать устройства по приготовлению или разогреву продуктов питания. Например, такие торговые автоматы могут быть снабжены микроволновой печью, позволяющей разогреть заранее приготовленные продукты питания или их компоненты.
Из уровня техники известен торгово-развлекательный автомат по реализации замороженных или охлажденных продуктов питания, описанный в патенте РФ на полезную модель №139275 (дата публикации: 10.04.2014). В данном решении торговый автомат содержит корпус, выполненный с прозрачными окнами, который также оборудован механизмом захвата товара, выполненный с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях внутри корпуса. Корпус также содержит приемник товара, сообщенный с окном выдачи, а также пультом управления механизма захвата. Товар размещается в холодильном устройстве автомата. Недостатком данного решения является невозможность разогреть или иным способом приготовить выбранный товар (продукт питания).
Из уровня техники также известен вендинговый автомат со встроенной микроволновой печью по реализации комплексных обедов для студентов, описанный в патент РФ на изобретение №2674708 (дата публикации: 12.12.2018). Данный автомат, характеризуется тем, что для реализации комплексных обедов студентов входит встроенная микроволновая печь для подогрева первых и вторых блюд, входящих в набор кулинарных блюд комплексного обеда, сенсорный экран с кнопками с указанием вида реализуемой продукции. Выбор комплексного обеда отражается на сенсорном дисплее с интерактивным меню. Недостатком данного автомата является отсутствие возможности автоматизировать процесс разогрева выбранных блюд. Пользователю необходимо провести оплату, получить охлажденный продукт питания в одной секции торгового автомата, а затем разогреть его в микроволновой печи, расположенной в другой секции автомата.
Из уровня техники, в частности из патента РФ на изобретение №2718326 (дата публикации: 01.04.2020), также известен вендинговый автомат по продаже супа, содержащий корпус с экраном, диспенсером выдачи стаканов, системой оплаты и выдачи сдачи, дверью спереди для доступа к внутренним системам, а также, установленные внутри корпуса: систему хранения и выдачи супа, включающую, по меньшей мере, одну емкость с супом, гидравлическую систему выдачи и дозирования супа из, по меньшей мере, одной емкости с супом, систему поддержания заданной температуры в отсеке с емкостью, систему СВЧ разогрева стакана с супом, систему периодического перемешивание супа в емкости, основную плату управления с микроконтроллером. Недостатком данного решения является невозможность реализации продуктов питания, отличных от супов.
Наиболее близким техническим решением является вендинговый автомат по продаже пиццы, описанный в патенте Южной Кореи на изобретение № KR101090647 (дата публикации: 07.12.2011). В данном патенте описывается торговый автомат, содержащий корпус, внутри которого имеется холодильное устройство для хранения торговой продукции (замороженной пиццы), микроволновая печь для разогрева продукции, интерфейс пользователя для осуществления заказа и система перемещения и подачи торговой продукции из холодильного устройства в микроволновую печь и из микроволновой печи к пользователю. Недостатком данного решения является сложность конструкции, в частности ввиду необходимости использования специального оборудования (например, холодильного устройства и микроволновой печи) особой конструкции, недоступной в широкой продаже. Кроме того, недостатком данного решения является вероятная нестабильность торгового автомата ввиду особенности конструкции, в которой холодильное устройство и товар размещены в верхней части корпуса. Наконец, недостатком данного решения является его повышенные габаритные размеры.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков, а именно направлено на создание простого и компактного торгового (вендингового) автомата, который может быть изготовлен из общедоступных устройств, и который является дешевым и простым в обслуживании.
Задача изобретения решается путем создания торгового автомата, который содержит корпус, в котором размещены холодильная камера для хранения продуктов питания, микроволновая печь для разогревания продуктов питания, механизм перемещения продуктов питания внутри корпуса, интерфейс пользователя для осуществления заказа, а также отводящий лоток, связанный с окном выдачи продуктов питания пользователю. Изобретение отличается от известных аналогов тем, что холодильная камера для хранения продуктов питания расположена в нижней части корпуса и снабжена по меньшей мере одной крышкой, выполненной с возможностью автоматизированного открытия и закрытия, причем холодильная камера разделена на вертикально ориентированные секции для хранения различных продуктов питания, причем микроволновая печь расположена в верхней части корпуса и снабжена дверцей, также выполненной с возможностью автоматизированного открытия и закрытия, а механизм перемещения продуктов питания содержит (декартовый) манипулятор продуктов питания и подвижную полку, причем декартовый манипулятор продуктов питания выполнен с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях корпуса для переноса продуктов питания из холодильной камеры на подвижную полку и с подвижной полки на отводящий лоток, при этом подвижная полка выполнена с возможностью приема продуктов питания с механизма захвата манипулятора и перемещения их внутрь микроволновой печи для разогрева и извлечения продуктов питания из микроволновой печи после их разогрева, причем движения декартового манипулятора, по меньшей мере одной крышки холодильной камеры и дверцы микроволновой печи синхронизированы по времени для исключения вероятности их столкновения.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, манипулятор продуктов питания имеет грейфер или вакуумное устройство для захвата продуктов питания. Кроме того, торговый автомат может дополнительно иметь механизм перфорации для прокола упаковки продуктов питания, причем прокол осуществляется после того, как выбранный продукт питания был извлечен из холодильной камеры, но до того, как выбранный продукт питания помещен внутрь микроволновой печи для разогрева.
В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, компрессор холодильной камеры может быть расположен в верхней части корпуса автомата и выше микроволновой печи. Кроме того, микроволновая печь и компрессор холодильной камеры могут быть расположены в навесном шкафу, жестко закрепленным к корпусу автомата.
Все вышеперечисленные и иные элементы торгового автомата конструктивно объединены в одно устройство, соединены между собой сборочными операциями и находятся в функционально-конструктивном единстве друг с другом.
Технический результат, обеспечиваемый существенными признаками изобретения, заключается в упрощении конструкции торгового автомата по продаже разогретых продуктов питания, уменьшении габаритных размеров торгового автомата и повышении его устойчивости, а также в удешевлении торгового автомата и упрощении его технического обслуживания.
Сущность изобретения далее поясняется фигурами, на которых представлено: на Фиг. 1 - схематичное изображение торгового автомата в продольном сечении и согласно одному варианту осуществления изобретения, на Фиг. 2 - схематичное изображение торгового автомата в продольном сечении и согласно одному варианту осуществления (вид сверху), а на Фиг. 3 - схематичное изображение блок-схемы электронных и электромеханических устройств торгового автомата согласно одному варианту осуществления изобретения.
Обозначение позиций на чертежах:
1 - корпус;
2 - холодильная камера;
3 - продукт питания (единица товара);
4 - крышка холодильной камеры;
5 - привод крышки холодильной камеры;
6 - устройство управления;
7 - секция холодильной камеры;
8 - компрессор холодильной камеры;
9 - конденсатор холодильной камеры;
10 - микроволновая печь;
11 - дверца микроволновой печи;
12 - привод дверцы микроволновой печи;
13 - подвижная полка;
14 - расположение подвижной полки для разогрева продуктов питания;
15 - отводящий лоток;
16 - манипулятор;
17 - исполнительная каретка;
18 - направляющие;
19 - вакуумный захват;
20 - интерфейс пользователя.
Далее представлено описание вариантов реализации изобретения со ссылками на предоставленные чертежи.
Торговый автомат представляет собой электромеханический комплекс, включающий в себя следующие связанные системы и устройства: устройство хранения и охлаждения или заморозки продуктов питания, устройство разогрева продуктов питания, устройство перемещения продуктов питания внутри корпуса, интерфейс пользователя (включающий устройство приема оплаты), устройство управления торговым автоматом и система электропитания. В качестве продуктов питания могут использоваться любые приемлемые порционные продукты питания в одноразовой упаковке. Например, продукты питания могут предоставлять собой замороженные или охлажденные бутерброды, гамбургеры, пиццу, пельмени, вареники, овощи, комплексные блюда и пр. В качестве продуктов питания могут также использоваться жидкие продукты питания, включая супы, пюре, напитки.
Как показано на фигурах, торговый автомат содержит корпус 1, выполненный, в целом, из металла, полимерных материалов, органического стекла, материалов на основе древесины и/или комбинации этих материалов. Корпус 1 может иметь по меньшей мере одно светопрозрачное окно (на фигурах не показано), обеспечивающее возможность пользователю обозревать внутреннее пространство торгового автомата, включая продукты питания. По форме, корпус 1 может быть выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда или, как показано на Фиг. 1, может иметь сложную форму, например, иметь Г-образную форму в продольном сечении за счет использования навесного шкафа для встроенного оборудования.
В нижней части корпуса 1 располагается устройство хранения и охлаждения продуктов питания, например, холодильная камера 2 для хранения продуктов питания 3 в замороженном или охлажденном виде. Например, холодильная камера 2 может поддерживать температуру в диапазоне от -25°С до +5°С, и предпочтительно в диапазоне от -15°С до -0°С или от 0°С до +5°С в зависимости от хранимых продуктов питания.
Холодильная камера 2 может представлять собой стандартное или общедоступное холодильное устройство, например, коммерческий холодильник для мороженного. В иных вариантах осуществления, холодильная камера 2 представляет собой специальную разработку с целью достижения ее максимальной емкости при заданных габаритах торгового автомата, причем холодильная камера 2 может быть интегрирована в нижнюю часть корпуса 1 автомата, являясь его несущей конструкцией. Холодильная камера 2 располагается именно в нижней части корпуса 1 для повышения удобства технического обслуживания, упрощении сборки (конструкции) и повышения равновесия (устойчивости) автомата в целом за счет понижения центра его массы.
Холодильная камера 2 имеет по меньшей мере одну крышку 4, которая снабжена приводом 6 (например, электроприводом или пневмоприводом) для автоматического управления открытием и закрытием крышки 4. Работа привода 5 каждой крышки 4 управляется при помощи устройства управления 6 (например, микропроцессором или компьютером). Количество крышек 4 (и приводов 6) может быть любым приемлемым. Каждая крышка 4 может открываться/закрываться шарнирным способом (то есть вверх или вниз) или скользящим способом (то есть смещаться вбок). Кроме того, каждая крышка 4 может открываться или закрываться независимо друг от друга.
Холодильная камера 2 разделена на вертикально ориентированные секции или отсеки 7 для хранения продуктов питания 3. Так каждый отсек (секция) 7 может хранить определенный тип продуктов питания 3. Количество отсеков (секций) 7 может быть любым приемлемым, от одного и более. Каждый отсек 7 может иметь свою индивидуальную температуру, размеры, расположение и иные характеристики. Кроме того, в отсеках 7 может быть установлена на направляющих выдвижная корзина (на фигурах не показана), приспособленная для укладки продуктов питания 3 «стопкой».
В некоторых вариантах осуществления изобретения, с целью максимизации холодильного объема и обеспечения более компактного размера автомата в целом, компрессор 8 холодильной камеры 2, который обычно располагается внизу и тем самым уменьшает полезный объем, перенесен в верхнюю часть корпуса 1, например, в навесной шкаф (см. Фиг. 1). Аналогично, конденсатор 9 холодильной камеры 2 может быть перенесен на верхнюю плоскость («крышу») корпуса 1 торгового автомата для обеспечения его более компактных размеров.
Как показано на фигурах, в верхней части корпуса 1 также размещается устройство разогрева продуктов питания, а именно микроволновая (СВЧ) печь 10 для разогревания продуктов питания 3. Например, микроволновая печь 10 может располагаться в навесном шкафу корпуса 1. Такое размещение позволяет создать более компактный торговый автомат. Работа микроволновой печи 10 может управляться устройством управления 6.
Микроволновая печь 10 также снабжена дверцей 11. Также в корпусе 1 имеется привод 12 дверцы 11 микроволновой печи 10. Привод 12 может быть электромеханическим устройством, предназначенным для открытия и закрытия дверцы 11 микроволновой печи 10 для электромагнитной защиты. Работа привода 12 дверцы 11 микроволновой печи 10 может быть автоматизирована и управляться устройством управления 6. В некоторых вариантах осуществления изобретения, дверца 11 микроволновой печи 10 может крепиться к корпусу 1, а не к микроволновой печи 10. Кроме того, в микроволновой печи 10 не используется поворотный столик. В остальном, для упрощения конструкции, его обслуживания, и удешевления торгового автомата в целом, в качестве микроволновой печи 10 может использоваться общедоступная и коммерческая микроволновая печь мощностью 700-800 Вт и объемом около 20 л.
В корпусе 1 или на дверце 11 микроволновой печи 10 используется подвижная полка 13, которая выполнена с возможностью приема продуктов питания 3 и перемещения их внутрь микроволновой печи 10 для разогрева и извлечения продуктов питания 3 из микроволновой печи 10 после их разогрева. Для простоты конструкции подвижная полка 13 смонтирована на внутренней поверхности дверцы 11. Например, при закрытой дверце 11, подвижная полка 13 оказывается в положении 14 (см. Фиг. 2). В других вариантах реализации (например, если дверца 11 микроволновой печи 10 не используется), подвижная полка 13 размещена в корпусе 1 и снабжена соответствующими электромеханическими приводами. Для компактности компрессор 8 и конденсатор 9 холодильной камеры 2 жестко закреплены к корпусу 1 и размещены над микроволновой печью 10.
В корпусе 1 также размещается устройство перемещения продуктов питания, которое выполнено в виде манипулятора 16, который выполнен с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях корпуса 1 для переноса продуктов питания 3 из холодильной камеры 2 на подвижную полку 13 и с подвижной полки 13 на отводящий лоток 15, соединенный с окном выдачи разогретых продуктов питания 3 пользователю (покупателю).
Рабочей зоной манипулятора 16 является пространство над холодильной камерой 2. Манипулятор 16 является декартовым манипулятором (роботом), т.е. выполнен с возможностью перемещения как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях корпуса 1.
Как показано на Фиг. 1, манипулятор 16 снабжен исполнительной кареткой 17, которая представляет собой «мини тельфер», который может передвигаться в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным направляющим 18, смонтированных в верхней части корпуса 1. Перемещения каретки 17 осуществляются с помощью шаговых электродвигателей (не фигурах показаны). Выемка продуктов питания 3 из холодильной камеры 2 происходит по вертикали с помощью грейфера или вакуумного устройства (захвата) 19, который закреплен на манипуляторе, приводимым в движение тельфером. Вакуумный захват 19 может быть оснащен датчиком положения по вертикали. Работа манипулятора 16 автоматизирована и управляется устройством управления 6.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, корпус 1 дополнительно снабжен механизмом перфорации (на фигурах не показан) для осуществления прокола упаковки продуктов питания 3. Прокол осуществляется после того, как выбранный продукт питания 3 извлечен из холодильной камеры 2, но до того, как выбранный продукт питания 3 помещен внутрь микроволновой печи 10 для разогрева. Механизм перфорации может быть выполнен на базе соленоида и представлять собой «дырокол». Перфорация нужна для выхода горячего воздуха из упаковки продуктов питания 3 при ее разогреве в микроволновой печи 10.
Как показано на Фиг. 2, торговый автомат также снабжен интерфейсом 20 пользователя, который имеет органы управления для обеспечения возможности покупателю осуществить заказ, то есть выбрать продукт питания 3 и инициировать его автоматический захват манипулятором 16 и разогрев в микроволновой печи 10. Интерфейс 20 пользователя может быть выполнен в виде сенсорного экрана и/или кнопок для осуществления заказа. Интерфейс 20 пользователя может также включать устройство приема платежей. Например, устройство приема платежей может быть выполнено с возможностью приема к оплате, например, монет, банкнот (купюр), пластиковых карт, банковских карт, или принимать платежи с использованием технологии RFTD (Radio Frequency IDentification) или NFC (Near Field Communication), за счет сканирования штрих-кода или QR-кода, или принимать платежи через сеть интернет.
Торговый автомат может также иметь блок питания (на фигурах не показан), который предназначен для электрического питания всех электрических элементов автомата. Торговый автомат может также иметь модем или иной сетевой интерфейс для осуществления связи с удаленным сервером проводным или беспроводным способом.
Как показано на Фиг. 3, в состав торгового автомата входит устройство управления 6, которое функционально соединено с приводом 5, приводом 12, микроволновой печью 10, манипулятором 16 и пользовательским интерфейсом 20. Устройство управления 6 обеспечивает работоспособность всего торгового автомата за счет контроля работы его электрических и электромеханических элементов. Устройство управления 6 может быть компьютерным устройством управления, процессором, чипом, логической или транзисторной цепью. В частности, устройство управления 6 выполнено с возможностью обеспечения совместной работы вышеперечисленных электронных, электрических и электромеханических устройств автомата на основании компьютерной программы, а также команд пользователя, получаемых с пользовательского интерфейса 20.
Согласно одному варианту осуществления, торговый автомат работает следующим образом. Пользователь выбирает продукт питания 3 для покупки и проводит оплату при помощи пользовательского интерфейса 20 (через его устройство приема платежей). После детектирования устройством управления 6 успешно проведенной оплаты, происходит инициализация продажи товара. Для этого, устройство управления 6 активирует манипулятор 16 и управляет его перемещением для захвата и перемещения выбранного продукта питания 3 из холодильного устройства 2 в микроволновую печь 10 и затем из микроволновой печи 10 в лоток 15 для последующей выдачи его пользователю.
Как отмечено выше, устройство управления 6 управляет электронными и электромеханическими элементами торгового автомата. Так, режим работы микроволновой печи 10 подбирается устройством управления 6 исходя из того какой именно продукт питания 3 был выбран. Координаты перемещения манипулятора 16 также определяются устройством управления 6 исходя из того какой именно продукт питания 3 был выбран, т.е. в какой именно секции (отсеке) 7 холодильного устройства 2 он расположен.
Кроме того, устройство управления 6 обеспечивает синхронную работу привода 5, привода 12, микроволновой печи 10 и манипулятора 16, причем таким образом, что движения манипулятора 16, по меньшей мере одной крышки 4 холодильной камеры 2 и дверцы 11 микроволновой печи 10 синхронизированы по времени для исключения вероятности их столкновения в пространстве корпуса 1. Это обстоятельство позволяет обеспечить наиболее компактное исполнение торгового автомата. Так, при открытии крышки 4 холодильной камеры 2, манипулятор 16 занимает такое положение, чтобы крышка 4 не столкнулась с манипулятором 16. После извлечения товара (продукта питания) 3 из холодильной камеры 2 манипулятором 16, крышка 4 холодильной камеры 2 закрывается, а манипулятор 16 с захваченным продуктом питания 3 перемещается в пространстве корпуса 1 так, чтобы не столкнуться ни с крышкой 4, ни с дверцей 11 микроволновой печи 10. После открытия дверцы 11, манипулятор 16 перемещает захваченный продукт питания 3 на полку 13 для его последующего перемещения внутрь микроволновой печи 10. Затем манипулятор 16 опять занимает такое пространственное положение внутри корпуса 1, чтобы избежать столкновения с дверцей 11. После того, как продукт питания 3 был разогрет в микроволновой печи 11, манипулятор 16 изымает разогретый продукт питания 3 с полки 13 и перемещает его на лоток 15, который перемещает разогретый продукт питания 3 к окну выдачи для его получения пользователем. Таким образом, торговый автомат настоящего изобретения, по сравнению с известными аналогами, имеет более компактные габариты, а также является простым в исполнении и техническом обслуживании.