用于服装和其他商品的自动分配器及相关方法

本专利申请要求于2021年1月18日提交的序列号为63/138,582的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及用于出售或分配离散的商品的机器，并且更具体地涉及用于出售诸如磨砂服装等商品的设备和方法。

背景技术

磨砂服装是医生、护士和其他医务人员在医院手术室或其他可能与患者近距离接触的地方通常穿着的制服。这些磨砂服装以下称为“磨砂服”。磨砂服在穿着者和患者之间提供了一个易于更换的可清洗屏障，有助于防止患者暴露于穿着者身体或便装上的细菌或感染物，并且还有助于保护穿着者的身体不与患者直接物理接触。

磨砂服通常是两件式服装，包括上衣或衬衫和下装或裤子。上衣和下装备有不同尺寸的库存，以满足个人穿着者的需求。医生和其他人也穿磨砂夹克。收集脏的磨砂服用于洗涤和随后的再利用，但由于正常使用中遇到的磨损撕裂以及使用清洁和消毒脏的磨砂服所需的高温和清洁剂反复洗涤的影响，必须定期更换磨砂服。

医院通常向医生和其他医务人员提供磨砂服，而这些使用者无需支付直接费用。尽管每个用户在任何给定时间只能拥有有限数量的磨砂服供他或她个人使用，但一些用户会囤积其尺寸的磨砂服以维持他们自己的个人储备。其他用户可能会在家里或医院外的其他地方为自己个人使用额外的磨砂服套装。这些和其他对磨砂服的不当使用导致该机构维护的供授权人员使用的磨砂服库存出现不可接受的减少。

当磨砂服被堆叠起来供任何人使用时，这种库存问题会因不小心处理而加剧，一些人会从堆内取出磨砂服而不是取出堆顶部的磨砂服。这一动作经常会无意中将一件或多件干净的磨砂服从衣服堆倾倒到地板上。该磨砂服必须在使用前重新清洗，从而缩短了磨砂服的剩余使用寿命，而在重新清洗前使用却没有任何好处。磨砂服库存的减少以及由于不小心处理而需要重新洗涤磨砂服都增加了提供和维持足够的磨砂服供应的成本。

一些医院试图通过要求用户从中心地点的工作人员那里检查磨砂服来控制磨砂服的分发。使用这种方式，每个授权个人在任何时候都可以拥有不超过一定数量的磨砂服。个人必须归还弄脏的磨砂服才能获得清洁的磨砂服的信用。虽然这种方式可以缓解上述问题，但维护成本较高。许多医院规模足够大，需要在整个医院内设置多个磨砂服分配点。此外，由于医院永远不会关闭，磨砂服分配点必须全天候配备工作人员。这些人员配置的直接和间接劳动力成本大大增加了维持充足的磨砂服库存的总体成本。

已经提出通过从自动售货机分配磨砂服来克服前述问题。然而，现有技术中现有的自动售货机的种类以及诸如磨砂服之类的商品的性质限制了自动售货机作为这些问题的解决方案的实用性。大多数当前的自动售货机的工作原理是，正在分配的物品被放置在架子上等待分配。然后，各个物品被推到架子的边缘，并被允许落到机器的底部。底部的门允许用户接触所分配的物品。这种机器的缺点是它们的深度相对较大，因为需要空间来将产品存储在架子上并留出自由落到机器底部的空间。这种自由落体空间也减少了机器的体积，否则机器可以容纳更多的磨砂服库存。自动售货机的总体尺寸在医院应用中尤其重要，因为用于出售磨砂服的这种机器可能被放置在走廊或尺寸不适合容纳传统自动售货机的其他位置。

另一种常见的自动售货机是所谓的风车机(pinwheel machine)。所售卖的物品被接收在机器内的风车或转盘上的隔间中，并且通过转动风车将物品放置在门前，每个物品都可以进入出口门。这些机器还具有尺寸缺点，因为机器的至少两个尺寸(例如深度和宽度)必须相同才能容纳圆形风车。

磨砂服本身的性质增加了通过传统自动售货机分配这些商品的难度。大多数自动售货机分配具有固定且不变的物理尺寸或形状的离散商品。例如，饮料罐或瓶子、香烟包装和糖果棒，其均具有相对固定且刚性的形状，允许通过自动售货机的机构处理这些商品。与自动售货机分配的大多数其他离散商品相比，磨砂服是相对柔软的折叠服装，不在硬质包装的范畴内。由于磨砂服的相对柔性和低质量，它们不容易通过将货物从存储位置移动或运输到接收门的机器出售。

用于这种类型的医院服装的售卖或分配设备的一个示例在美国专利No.5,638,985中描述，其全部内容通过引用并入本文。该专利中公开的设备试图通过将干净的衣服放置在各个槽状隔间中的每个中以及然后采用门系统来允许顾客进入隔间以获得服装来适应医院服装是布料且尺寸不完全相同的事实。该专利的磨砂服分配系统具有120个固定且独立的隔间，每个隔间都包含折叠在一起的上衣和下装。如果只有一件衣服被弄脏并需要在手术后更换，这使得不可能刚好获得上衣或刚好获得下装。如果希望提供上衣和下装尺寸不同的混合尺寸磨砂服，则洗衣服务员必须将这种不寻常的组合专门装入机器的槽中。因此，磨砂服的混合尺寸在后勤上是困难的并且是一个需要满足的主要问题。此外，为了进入槽，有一个由八个外门组成的系统，每个外门从上到下延伸穿过机器的前部，其后面还有一个可移动的竖直挤压系统，可一次进入一个槽。因此，对于一些顾客来说，需要伸到高处到上面的槽，或者弯腰到低处的槽才能获得磨砂服。该装置具有与其关联的读卡器或徽章读取器以允许客户访问，并且还具有用于输入客户数据的键盘，并且可以连接到洗衣网络以提供有关客户活动和磨砂分配器状态的数据。

解决现有技术分配系统的一些问题的另一现有尝试公开于美国专利No.7,474,938中，该专利的全部内容通过引用并入本文。该专利的系统是一种用于将商品分配给多个用户的自动商品分配设备，包括布置成多个层的服装存储隔间和商品传送系统，该商品传送系统被配置为从至少一个堆中取回最上面的商品，并且将商品传送至分配出口。商品传送系统包括数量与存储隔间的层数相等的多个商品取回系统。

期望创建一种磨砂服分配柜，其至少具有增加的容量和分配速率、设计简单以及能够单独分配磨砂服上衣和下装的附加优点。此外，还需要一种比已知分配器更紧凑并且具有更高存储容量的分配系统。

发明内容

本发明已经解决了现有技术中的这些和其他缺点，本发明在各种实施例中包括用于磨砂服或其他物品的分配器。虽然本发明在本文中被描述和显示为分配磨砂服，但是可以从本发明得出分配其他衣服、纺织品或任何物品。根据本发明的各个实施例的分配器是模块化的，因为它可以配置有用于存储物品并相应地分配它们的期望数量的单元。另外，本发明的分配器比现有的分配器更紧凑，因此在医院或其他占地面积通常非常宝贵的场所中需要更小的占地面积。此外，本发明的分配器比现有的分配器具有更少的移动部件，从而减少故障、停机和意外维护的可能性。根据本发明的分配器的另一个优点是能够快速且有效地分配物品，同时将多个物品传送给用户或操作者。此外，本发明的分配器是模块化的并且可以根据具体要求定制并且随后修改以根据需要容纳和分配更多数量的物品。

根据本发明的实施例的分配器的这些和其他优点通过单元的主存储体或主要存储体来实现，其中每个单元容纳用于分配的多个物品的库存。在一个实施例中，每个单元容纳100个磨砂服并且每个存储体包含四个单元，因此每个存储体具有多达400个磨砂服的库存用于分配。每个单元可以容纳指定尺寸(XS、S、M、L、XL、XXL等)的特定物品类型(上衣、下装、外套等)。四个单元的主存储体可以以独立的方式操作来分配物品，或者可以将附加的存储体添加到主存储体以增加库存容量。在一个实施例中，分配器可以包括多个存储体，其中存储体中有四个单元，八个单元，其中一个存储体添加到主存储体，十二个单元，其中两个存储体串行添加到主存储体，十六个单元，其中三个存储体串行添加到主存储体，等等。

这些物品被存储在每个单元中的竖直堆叠中，单元中最上面的物品是该单元中要分配的下一个物品。在各种实施例中，每个存储体中的单元被布置成正方形或四边形布置。一对拾取器各自沿着起重机架平移，以选择性地定位在其中一个单元上方，以经由抽吸机构或机械拾取机构拾取来拉动单元中最上面的物品并将其提升出单元。每个起重机架上的拾取器为存储体的两个单元提供服务。拾取器可以同时操作以同时拾取和分配多个物品。每个单元都包括一个支撑竖直堆叠的物品的平台。该平台通过升降机构竖直移动，始终将单元中最上面的物品定位在单元顶部，以便相关的拾取器方便取回。

一旦拾取，物品就会被拾取器沿着起重机架移动到主存储体中卸载传送滑槽上方的卸载位置。当拾取器移动到主存储体中滑槽上方的位置时，它释放落到滑槽上的物品，并通过重力或其他方式将物品朝着分配器中的传送端口引导，以供用户或操作员取回。当将附加的存储体添加到主存储体时，起重机架被扩展或替换为适当尺寸的起重机架，以覆盖所配置的分配器中的所有存储体。虽然拾取器沿着起重机架的水平行程取决于分配器中的存储体的数量，但每个拾取器拾取适当单元中最上面的物品的竖直行程是恒定的并且最小化，以允许更快、更有效地从单元中的物品堆中取回物品。

在本发明的分配器的各种实施例中，物品以从比已知分配器更小的占地面积容纳更多物品库存的分配器以更快且更有效的方式被分配。

附图说明

通过参考下面结合附图对本发明的实施例的描述，本发明的上述和其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本发明本身，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的分配器的正视图；

图2是类似于图1的视图，其中分配器的柜壳体的前部被移除以示出其中的分配器组件；

图3是图1至图2的分配器的左侧立视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；

图4是图1至图3的分配器的右侧立视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；

图5是图1至图4的分配器的俯视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；

图6是类似于图2的视图，其中容纳在分配器的单元中的磨砂服被取回和分配；

图7是本发明的分配器的另一个实施例的正视图，该分配器包括用于存储磨砂服的单元的主存储体，其中分配器的前柜壳体被移除以示出其中的分配器组件；

图8是用于存储磨砂服的单元的存储体的实施例的正视图，其中分配器的前柜壳体被移除以示出其中的分配器组件；

图9是根据本发明的各种实施例形成具有四个、八个或十二个单元的分配器的单元的主存储体和可选的一个或两个附加的存储体的正视图；

图10是根据一个实施例的具有单元的主存储体和附加的存储体的本发明的分配器的正视图；

图11是根据本发明的一个实施例的具有单元的主存储体和两个附加的存储体的分配器的正视图；

图12是根据本发明另一实施例的分配器的正视图，其中柜的前部被移除以露出分配器的内部；

图13是图12的分配器的左侧立视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；

图14是图12至图13的分配器的右侧立视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；

图15是图12至图14的分配器的俯视图，其中柜壳体的一部分被移除以示出其中的分配器组件；以及

图16是类似于图12的视图，其中容纳在分配器的单元中的磨砂服被取回和分配。

具体实施方式

参照图1，示出了根据本发明的分配器10的一个实施例。本文示出并描述了分配器10分配折叠和包装的磨砂服12，但是本领域普通技术人员将理解，可以从本发明的各种实施例分配其他服装、物品或产品，并且本发明不限于分配磨砂服12。分配器10具有外部柜14和一对门16，用于选择性地关闭和打开柜14以分别隐藏和暴露分配器10的内部。拾取器模块18位于柜14的顶部以取回磨砂服12并最终将它们传送到柜14中的分配器端口20，该分配器端口20通过分配器门22选择性地关闭和打开，用户可以通过分配器门22取回正在分配的磨砂服12。适当时可以采取HMI/用户界面形式的控制面板24也设置在柜14上，用于分配器10的操作和编程。

图1的分配器10实施例也在图2至图6中示出，其中柜14和/或拾取器模块18的各个部分被移除，以更好地示出分配器10的组件。图2和图6是分配器前部的类似视图，其中图6包括容纳在分配器10中的一批磨砂服12。磨砂服12以不连续的竖直堆叠26布置在分配器10中以块30布置的单独存储单元28中。根据本发明的各种实施例，分配器10是模块化的并且可以选择性地被配置为根据使用分配器10的机构或环境的当前和/或未来的需要来容纳一定数量的磨砂服12。此外，在本发明的各种实施例中，每个单元基本上延伸拾取器模块下方的分配器的整个高度，以便最大化分配器的容量并最小化其在医院或其他环境中的占地面积。

本发明的各种实施例的分配器10的模块化源于根据需要向分配器12添加块30的能力。每个块30包含四个单元28，每个单元28具有与其他单元28的竖直纵向轴线平行的大致纵向竖直轴线。每个单元28可包含根据本发明的各种实施例的待分配的磨砂服12的一个竖直堆叠26。图5所示的分配器10包括三个存储体30，总共十二个单元28的磨砂服12的堆叠26。每个存储体30中的单元28布置成正方形或四边形布置。根据本发明的实施例的每个分配器12包括主存储体30a，主存储体30a包括控制面板24、分配器端口20、分配器门22以及分配器12的适当的电力、命令和控制、通信和操作组件，如本领域普通技术人员将理解的。在本发明的一个实施例中，每个单元可以在四个堆叠26中包含大约一百个包装的磨砂服12，因此四个单元28的每个存储体30可以在四个堆叠26中保持四百个包装的磨砂服12。编码器(未示出)可以包括在每个单元28上，以提供相应单元28中的磨砂服12的实时库存。附加的存储体30可以耦接到主存储体30a，以在每个添加的存储体30中添加大约四百个包装的磨砂服12。图1至图6的分配器10具有总共三个存储体30，包括主存储体30a和两个附加的存储体30，其具有在分配器10中容纳总共大约1,200个包装的磨砂服12的容量。

如图2至图6所示，每个单元28可具有升降机构32，其支撑磨砂服12的堆叠26并将其从基座34朝向单元28的顶端提升。每个堆叠26中的磨砂服12支撑在平台36上，平台36通过升降机构32沿框架构件40中的成对竖直导轨38竖直平移。每个平台36耦接至驱动器42，驱动器42竖直平移以在单元28中移动平台34。驱动器42在单元28的底端处耦接至带43和致动器44以用于移动。致动器44可以是基于离合器的系统、伺服电机或用于驱动器42和平台34选择性移动的其他设备，以将最上面的磨砂服12保持在单元28的顶部，如图6所示。

分配器10包括位于柜14顶部的拾取器模块18。拾取器模块18根据分配器10中的存储体30的数量来确定尺寸和配置，因为拾取器模块18服务于分配器10中的所有存储体30和相关联的单元28。如图2至图4所示，拾取器模块18包括一对平行的起重机架46，其延伸跨过存储体30的顶部和相关联的单元28。每个起重机架46包括作为拾取器48的端部执行器，其被安装用于沿着相关联的起重机架46水平平移，以服务于每个存储体30中的两个纵向对齐的单元28。拾取器48可以由带致动器、伺服电机或其他驱动器驱动，用于沿着相关联的起重机架46选择性移动，以从指定单元28的顶部拾取选定的磨砂服12并将磨砂服12传送到主存储体30a以释放并沉积到分配器滑槽50上以用于将磨砂服重力供给至分配器端口20以供用户取回。根据本发明的各种实施例的端部执行器拾取器48可以是抽吸或气动设备，特别是如果每个磨砂服12被包装在与拾取器48的抽吸头形成密封的塑料、玻璃纸或其他材料中。可替代地，在本发明的范围内可以使用机械地抓握磨砂服12的机械拾取器或其他拾取器设备。拾取器模块18中的多个拾取器48可以同时操作以拾取磨砂服12、移动磨砂服12并将其沉积到滑槽50以传送给用户，与已知的分配器相比，这种操作模式特别有利于向分配器12提供更高的效率和更高的分配速率。据估计，本发明的某些实施例可以以每五秒两件磨砂服的速率分配磨砂服12。

如图4中最清楚地所示，控制模块52可位于主存储体30a中的滑槽50下方，用于容纳用于操作分配器12的适当的控制系统和组件，如本领域普通技术人员将理解的。

在图7至图8中，示出了根据本发明的分配器10a的替代实施例，其中包括具有四个单元28的主存储体30a。图7至图8的分配器10a的拾取器模块18a具有双起重机架46和双拾取器48并且仅在分配器10a的主存储体30a的单元28和滑槽50上方延伸。图9示出了根据本发明的各种实施例的分配器10的模块化，并且包括图7至图8的分配器10a和拾取器模块18a以及用于两个存储体分配器10b的八个单元28的附加存储体30和附带的拾取器模块18b，以及形成分配器10c的第三存储体30和用于三个存储体30分配器10c的十二个单元28的相关的拾取器模块18c。图10至图11分别示出了两个存储体分配器10b和三个存储体分配器10c的前视图，其分别具有相关联的拾取器模块18b和18c。本发明的分配器不限于任何特定数量的单元、存储体或磨砂服，并且可以根据其所使用的环境的需要来配置。用于每个分配器实施例的柜14可根据需要包括用于每个存储体30的门16或覆盖多于一个存储体30的门16。

在图1至图6所示的包括三个存储体30的分配器10的实施例中，分配器10可测量为88英寸高、30英寸深和88英寸宽，其中每个存储体30测量为70英寸高。本发明提供了一种分配器，其需要较小的占地面积、比其他已知的磨砂服分配器具有更大的库存容量和更高的分配速率。磨砂服存储在各个单元的单层中，拣选操作更加高效、快捷，部分原因在于升降机构将可用库存保持在各个单元的顶部，以便双同步拾取器设计方便存取。

根据本发明的分配器的另一替代实施例在图12至图16中示出，其中相似的组件具有与本文所示和描述的本发明的其他实施例的那些组件相同的附图标记。参照图12，示出了根据该实施例的分配器10。本文示出并描述了分配器10分配折叠和包装的磨砂服12，但是本领域普通技术人员将理解，可以从本发明的各种实施例分配其他服装、物品或产品，并且本发明不限于分配磨砂服12。分配器10具有外部柜14和一对用于选择性地关闭和打开柜14以分别隐藏和暴露分配器10的内部的门(未示出)。拾取器模块18位于柜14的顶部以取回磨砂服12并将它们最终传送到柜14中的分配器端口20，该分配器端口20由分配器门22选择性地关闭和打开，用户可以通过分配器门22取回正在分配的磨砂服12。适当时可以采取HMI/用户界面形式的控制面板24也设置在柜14上，用于分配器10的操作和编程。

图12的分配器10的实施例也在图13至图16中示出，其中柜14和/或拾取器模块18的各个部分被移除，以更好地示出分配器10的组件。容纳在分配器10中的磨砂服12的供应如图16所示。磨砂服12以离散的竖直堆叠26布置在分配器12中布置在存储体30中的各个单元28中。根据本发明的各种实施例，分配器10是模块化的并且可以选择性地被配置为取决于使用分配器10的机构或环境的当前和/或未来的需要容纳一定数量范围的磨砂服12。

本发明的各种实施例的分配器10的模块化源于根据需要向分配器12添加块30的能力。每个块30可以包含四个单元28，每个单元28具有磨砂服12的一个竖直堆叠26，该磨砂服12可以根据本发明的各种实施例来分配。在本发明的范围内，块30可以包含另一数量的单元28。图15中所示的分配器10包括磨砂服12的堆叠26的总共十二个单元28的三个存储体30。每个存储体30中的单元28布置成正方形或四边形布置，但是其他布置也在本发明的范围内。根据本发明的实施例的每个分配器12包括主存储体30a，主存储体30a包括控制面板24、分配器端口20、分配器门22以及分配器12的适当的电力、命令和控制、通信和操作组件，如本领域普通技术人员将理解的。在本发明的一个实施例中，每个单元可以在四个堆叠26中包含大约一百个包装的磨砂服12，因此四个单元28的每个存储体30可以在四个堆叠26中保持四百个包装的磨砂服12。编码器(未示出)可以包括在每个单元28上，以提供相应单元28中的磨砂服12的实时库存。附加的存储体30可以耦接到主存储体30a，以在每个添加的存储体30中添加大约四百个包装的磨砂服12。图12至图16的分配器10具有总共三个块30，其包括主存储体30a和两个附加的存储体30，容量为分配器10中能够容纳总共大约1,200个包装好的磨砂服12。

如图16所示，每个存储单元28可具有升降机构32，该升降机构32支撑磨砂服12的堆叠26并将其从基座34朝向单元28的顶端提升。每个堆叠26中的磨砂服12支撑在平台36上，平台36通过升降机构32沿框架构件40中的成对的竖直导轨38竖直平移。每个平台36耦接至驱动器42，驱动器42竖直平移以在单元28中移动平台34。驱动器42和平台34将最上面的磨砂服12保持在单元28的顶部，如图16所示。

分配器10包括位于柜14顶部的拾取器模块18。拾取器模块18根据分配器10中的存储体30的数量来确定尺寸和配置，因为拾取器模块18服务于分配器10中的所有存储体30和相关联的单元28。如图12至图16所示，拾取器模块18包括一对平行的起重机架46，其延伸跨过存储体30的顶部和相关联的单元28。每个起重机架46包括拾取器48，拾取器48被安装为沿着相关联的起重机架46水平平移，以服务每个存储体30中的两个纵向对齐的单元28。拾取器48可以由带致动器、伺服电机或其他设备驱动，用于沿着相关联的起重机架46选择性地移动，以从指定单元28的顶部拾取选定的磨砂服12，并将磨砂服12传送到主存储体30a，以将其释放并沉积到分配器滑槽50上，用于将擦磨砂服重力供给到分配器端口20以供用户取回。根据本发明的该实施例的拾取器48可以是爪型机构，其具有从拾取器48的轮毂64向下延伸的拾取器爪62。拾取器48可以包括一对引导臂60，当取回包装的磨砂服12或另一商品时，引导臂60有助于将拾取器48和拾取器爪62与单元28对齐。拾取器模块18中的多个拾取器48可以同时操作以拾取磨砂服12、移动磨砂服12并将其沉积到滑槽50以传送给用户，与已知的分配器相比，这种操作模式特别有利于为分配器10提供更高的效率和更高的分配速率。据估计，本发明的某些实施例可以以每五秒两件磨砂服的速率分配磨砂服12。

如图12中最清楚地示出的，控制模块52可以位于主存储体30a中的滑槽50下方，用于容纳用于操作分配器12的适当的控制系统和组件，如本领域普通技术人员将理解的。

根据本发明的一般原理的上述公开和至少一个实施例的前述详细描述，本领域技术人员将容易地理解本发明可进行的各种修改。因此，我们希望仅由所附权利要求及其等同物的范围来限制。

我们请求以下权利要求。