DE60224701T2

DE60224701T2 - Intelligentes regalsystem

Info

Publication number: DE60224701T2
Application number: DE60224701T
Authority: DE
Inventors: David W. Holland CALDWELL; Thomas M. Wheaton SCHREIBER
Original assignee: TouchSensor Technologies LLC
Current assignee: TouchSensor Technologies LLC
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: US20100219958A1; ATE383792T1; DK1446037T3; JP2005509476A; BR0214290A; WO2003043464A1; EP1446037A1; CA2467585C; US7260438B2; AU2002352806B2; BR0214290B1; CN1615096A; EP1446037B1; US20030122455A1; ES2299619T3; AU2002352806A1; MXPA04004828A; US8135482B2; DE60224701D1; CN1269432C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Regalsysteme werden gewöhnlich zur effizienten Ausstellung oder Lagerung von Konsum- und anderen Gütern verwendet. In ihrer grundlegendsten Form verwenden Regalsysteme feste (nicht einstellbare) Regale. Derartige System sind notwendigerweise mit ausreichendem Abstand zwischen Regalen konstruiert, um die größten oder höchsten Gegenstände unterzubringen, die voraussichtlich darin gelagert werden sollen. Ein beträchtliches Lagerungsvolumen kann vergeudet werden, wenn ein derartiges System verwendet wird, um kleinere Gegenstände als diejenigen, die bei der Konstruktion berücksichtigt wurden, zu lagern. Ein derartiges vergeudetes Lagerungsvolumen könnte reduziert werden, indem die Abstände zwischen den Regalen reduziert wird, jedoch nur mit dem Nachteil, dass nicht langer Kapazität zur Unterbringung größerer Gegenstände verfügbar ist.
Manuell einstellbare Regalsysteme können diese Ineffizienzen verringern, indem sie dem Benutzer gestatten, den Regalabstand so einzustellen, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist, und den Regalabstand bei wechselnden Anforderungen zu verändern: siehe zum Beispiel US-A-2841459 . Manuell einstellbare Systeme erfordern jedoch gewöhnlich, dass die von einem Regal getragenen Gegenstände von dem Regal entfernt werden, bevor Einstellungen vorgenommen werden können. Kraftbetätigte Regalsysteme können dieses Problem überwinden, indem sie dem Benutzer gestatten, den Regalabstand nach Erfordernis einzustellen, ohne vorher den Inhalt von einem Regal zu entfernen. Kraftbetätigte Regalsysteme, die mit konventionellen mechanischen Schaltern gesteuerte Schnittstellen verwenden, weisen jedoch auch Beschränkungen auf. Beispielsweise enthalten mechanische Schalter typischerweise interne bewegliche Teile, die zumindest in einem gewissen Maße der Umwelt ausgesetzt sind. Dadurch können Verunreinigungen wie Schmutz oder Feuchtigkeit in den Schaltmechanismus eindringen und das Risiko von Fehlfunktionen oder den Schweregrad der mechanischen Abnutzung erhöhen. Außerdem können die Unterbrechungen und Fugen, die mit mechanischen Schaltern assoziiert sind, bewirken, dass derartige Schalter und ihre Umgebungen schwer zu reinigen sind. Siehe beispielsweise US-A 3982801 , das ein Regalsystem mit mindestens einem selektiv positionierbaren Regal offenbart, umfassend: einen Positionierungsmechanismus, der angepasst ist, um das mindestens eine Regal zu tragen und selektiv zu positionieren; einen Energieoperator, der mit dem Positionierungsmechanismus verbunden ist und angepasst ist, um den Positionierungsmechanismus selektiv so zu operieren, dass der Positionierungsmechanismus das Regal selektiv positioniert; ein Steuerungssystem, das operativ mit dem Energieoperator assoziiert ist, wobei der Energieoperator auf Steuerungseingang von dem Steuerungssystem reagiert, wobei das Steuerungssystem mechanisch einen mechanischen Schalter zur Auswahl, ob ein Regal anzuheben oder abzusenken ist, und einen mit jedem Regal assoziierten mechanischen Hebel, um das Regal mit dem Positionierungsmechanismus in den und aus dem Eingriff zu bringen, umfasst.
Weiterhin haben mechanische Schalter typischerweise große Profile, die es schwer machen, sie in die Gesamtkonstruktion des Regalsystems zu integrieren. Beispielsweise erfordern mechanische Schalter typischerweise eine dedizierte Schaltertafel, die sich unter Umständen nicht auf einfache Weise in eine Regaleinheit integrieren lässt und unter Umständen sogar entfernt von der Regaleinheit montiert werden muss. Weil mechanische Schalter im Allgemeinen nur eine einzelne Funktion ausführen, erfordert ein System, in dem viele Funktionen ausgeführt werden müssen, zudem die Verwendung einer entsprechenden Zahl derartiger Schalter. Daher ist die Verwendung von mechanischen Schaltern nachteilig in Regalsystemen, in denen die Erhaltung von Raum ein wichtiger Faktor ist.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Patentanspruch 1 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Weitere Aspekte der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen spezifiziert. Die vorliegende Erfindung überwindet die vorstehenden Einschränkungen und stellt ein intelligentes Regalsystem bereit, das effiziente Raumnutzung durch Integration von Berührungssensortechnologie in eine kraftbetätigte Regalsystem-Konstruktion gestattet.
Eine Ausführungsform eines Regalsystems nach der vorliegenden Erfindung enthält kraftbetätigte Regaleinstellung und kann Verschüttungserfassung, adaptive und intelligente Operation-/Ausrüstungsanbindung und andere Merkmale inkorporieren, wie nachstehend weiter beschrieben und beansprucht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung verwenden Berührungseingabevorrichtungen, die auf die Berührung oder Nähe eines Benutzers für Steuerungseingang reagieren. Derartige Berührungseingabevorrichtungen können beispielsweise kapazitive Schalter, Infrarot-Berührungssensoren und Feldeffektsensoren enthalten. Berührungseingabevorrichtungen können viele der Probleme minimieren, die mit den mechanischen Schaltern assoziiert sind, und sind im Allgemeinen zuverlässiger, ergonomischer und ästhetischer. Außerdem kann eine einzelne Berührungseingabevorrichtung einfacher konfiguriert werden, um mehrere verschiedene Funktionen selektiv zu steuern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Kühlschrank mit durch Berührungssensoren gesteuerte einstellbare Regale und eine adaptive und intelligente Schnittstelle beinhaltet.
2A zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein einstellbares Regal mit Berührungssensoreingängen für allgemeine Anwendungen beinhaltet.
2B zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein einstellbares Regal mit einer adaptiven und intelligenten Eingabe- und Ausgabe-Schnittstelle einschließlich von Berührungssensoren und einem Verschüttungssensor, die in das Regal inkorporiert sind, beinhaltet.
3A–C zeigen Aspekte des Regals von 2B einschließlich der Konfiguration der Berührungssenoren.
4 zeigt eine andere Ansicht des Regals der 2B und 3A–3C und seiner Verschüttungssenor-Komponente.
5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die funktionale Arbeitsflächen und Lagerungsregale beinhaltet.
6 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das ein Weinlagerungs- und -kühlsystem mit durch Berührungsschalter gesteuerten Regalen beinhaltet.
7 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Ausstellungsregalsystem mit durch Berührungsschalter gesteuerten, nicht zugänglichen Regalen und einer äußeren Steuerungsschnittstelle beinhaltet.
8 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Konsumgüter-Ausstellungs- und -Lagerungsregalsystem mit durch Berührungsschalter gesteuerten Regalen beinhaltet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während die Zeichnungen im Allgemeinen kapazitive und Elektrofeld-Berührungsschalter zum Zweck der Veranschaulichung darstellen, sind die Grundsätze der vorliegenden Erfindung für Fachleute als für jede Art von Berührungseingabevorrichtungen geeignet ersichtlich, einschließlich von, aber nicht beschränkt auf, kapazitive Berührungsschalter, Infrarot-Berührungsschalter, Elektrofeld-Berührungsschalter, akustische Berührungsschalter und elektromagnetische Berührungsschalter. Spezifische Beispiele enthalten die in den US-Patenten Nr. 5594222 , 5856646 , Nr. 6310611 und Nr. 6320282 , die jeweils David W. Caldwell als Erfinder bezeichnen, beschriebenen Berührungsschalter. Die Offenlegungen der US-Patentveröffentlichung Nr. US2003/0121767 mit dem Titel „Molded/Integrated Touch Switch/Control Panel Assembly and Method for Making Same", US-Patentveröffentlichung Nr. US2003/0122432 mit dem Titel „Touch Switch and Integral Control Circuit", US-Patentveröffentlichung Nr. US2003/0122794 mit dem Titel „Touch Sensor with Integrated Decoration" und US-Patentveröffentlichung Nr. US2003/0159910 mit dem Titel „Integrated Touch Sensor and Light Apparatus" wurden am 15. Oktober 2002 eingereicht und geben alle David W. Caldwell als Erfinder an.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden Berührungssensoren als Steuerungseingangsvorrichtungen. Berührungssensoren sind Festkörpervorrichtungen, die auf die Berührung oder Nähe eines Benutzers reagieren. Berührungssensoren enthalten gewöhnlich Elektroden und elektronische Komponenten, die auf einem Substrat montiert sind. Dieses Substrat kann eine vom Benutzer zugängliche operative Berührungsfläche haben. Diese Berührungsfläche befindet sich vorzugsweise auf der Seite des Substrats gegenüber der Seite, die die Elektroden und elektronischen Komponenten des Berührungssensors trägt. In alternativen Ausführungsformen kann die operative Berührungsfläche auf einem anderen Substrat sein, die an dem Substrat, das die Berührungssensor-Komponenten trägt, befestigt oder in anderer Weise damit assoziiert ist. In beiden Ausführungsformen wird der (den) Elektrode(n) ein Signal zugeführt, wodurch ein elektrisches Feld um die operative Berührungsfläche erzeugt wird. Wenn das elektrische Feld durch die Berührung oder Nähe eines Benutzers gestört wird, erzeugen die Schaltungen des Berührungssensors ein Steuersignal, das zur Steuerung der Operation eines Lichts, eines Motors oder einer anderen Endvorrichtung verwendet werden kann.
Berührungssensoren überwinden viele Nachteile, die mechanischen Schaltern innewohnen. Weil beispielsweise die operative Berührungsfläche eines Berührungssensors ein nicht perforiertes ebenes Substrat sein kann, ist der Berührungssensor viel weniger anfällig gegenüber Schäden aufgrund von Flüssigkeiten oder anderen Fremdkörpern. Weil ein Berührungssensor keine beweglichen Teile aufweist, ist er weniger anfällig für Verschleiß. Weil ein Berührungssensor und sein Substrat im Wesentlichen eben sein können (aber nicht sein müssen), können Probleme vermieden werden, die aufgrund des großen Profils von mechanischen Schaltern auftreten, wodurch die Konstruktionseinschränkungen wegfallen, die mechanische Schalter mit relativ großem Profil der Konstruktion von Regalsystemen und dergleichen auferlegen.
Viele der mit mechanischen Schaltern assoziierten Probleme einschließlich der Auswirkungen von Verunreinigungen und Raumüberlegungen sind besonders störend in Regalumgebungen, in denen relativ hohe Anteile von Feuchtigkeit und Verunreinigungen existieren und in denen vorzugsweise sparsam mit Raum umgegangen wird. Diese Situation besteht beispielsweise in Kühlschränken, in denen Feuchtigkeit auf Oberflächen kondensieren kann, in denen Verschüttungen wahrscheinlich sind, in denen Nahrungspartikel sich auf Oberflächen ablagern können, in denen die Realisierung von maximalem Regalraum ein Konstruktionsziel ist und in denen die Größe des gesamten Regalsystems beschränkt ist.
Die Verwendung von kraftbetätigten Regalen für einen Kühlschrank ist vorteilhaft, weil die Regale eines Kühlschranks zahlreiche Gegenstände in unterschiedlichen Größen, die oft unhandlich sind, tragen können. Regaleinstellung ist daher manchmal erforderlich, aber schwer manuell durchzuführen, ohne sämtliche oder die meisten der auf dem Regal getragenen Gegenstände zu entfernen. Die Verwendung von durch Berührungsschalter gesteuerte kraftbetätigte Regale ist besonders vorteilhaft, weil Berührungsschalterbaugruppen ein niedriges Profil haben und, wie oben diskutiert, Fehlfunktionen aufgrund von Feuchtigkeit und Verunreinigungen, die mit mechanischen Schaltern, die anderenfalls in dieser Anwendung verwendet werden können, assoziiert sind, vermeiden können. Das Potenzial für Fehlfunktion eines mechanischen Schalters aufgrund von Verunreinigungen ist in dieser Anwendung erhöht, weil Kühlschrankregale häufig Gegenstände tragen, die beim Kühlen auf die Regale tropfen können, oder Gegenstände, die Flüssigkeiten enthalten, die dafür anfällig sind, auf die Regale verschüttet zu werden. Derartige Fehlfunktionen können verhindert werden, indem Berührungssensoren verwendet werden, die ein nicht perforiertes Berührungsflächensubstrat haben, das verhindern kann, dass Flüssigkeiten die elektronischen Komponenten des Berührungssensors erreichen.
1–4 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Kühlschrank mit kraftbetätigten Regalen, die durch Berührungssensoren gesteuert werden, beinhaltet. 1 zeigt einen Kühlschrank 100, der drei kraftbetätigte Regale 10, 11 und 12 beinhaltet, die an beweglichen Halterungen 40 montiert sind, die wiederum mit einem geeigneten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden sind. Jede geeignete Art von Energie oder Antriebsmechanismus, z. B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch, kann verwendet werden. Der Antriebsmechanismus kann Halterungen 40 und dann Regale 10, 11 und 12 vertikal nach oben oder unten nach Wunsch tragen und kann Regale 10, 11 und 12 in einer stationären Position unterstützen.
Nach der vorliegenden Erfindung können Regale in jeder Zahl von Konfigurationen beweglich montiert werden, wie von der jeweiligen Anwendung gefordert. Die erwarteten Regallasten und -abmessungen und Kostenüberlegungen sowie die Konfiguration des Kühlschranks 100 selbst geben vor, welche Montagekonfigurationen oder Antriebsmechanismen am vorteilhaftesten wären. Regalsysteme nach der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu einem oder mehr kraftbetätigten Regalen konventionelle feste oder manuell einstellbare Regale enthalten, wie in 1 dargestellt.
In den dargestellten Ausführungsformen können die Regale 10, 11 und 12 zwei „nicht programmierbare Tasten" 30 enthalten. In anderen Ausführungsformen können mehr oder weniger nicht programmierbare Tasten verwendet werden. Jede nicht programmierbare Taste 30 enthält vorzugsweise eine operative Berührungsfläche, die von einem Benutzer berührt werden kann, um einen darunter liegenden Berührungssensor zu betätigen. Wenn der Berührungssensor, der sich unter einer nicht programmierbaren Taste 30 befindet, durch Benutzereingabe ausgelöst wird, erzeugt er ein Steuersignal, das eine spezifische Vorrichtung in einer vorbestimmten Weise steuert. Beispielsweise kann eine nicht programmierbare Taste 30 verwendet werden, um ein Licht ein- oder auszuschalten. Alternativ kann eine erste nicht programmierbare Taste 30 verwendet werden, um zu bewirken, dass ein Regal angehoben wird, während eine andere verwendet werden kann, um zu bewirken, dass ein angehobenes Regal abgesenkt wird.
In der dargestellten Ausführungsform enthält das Regal 11 außerdem „programmierbare Tasten" 31, von denen jede auch eine operative Berührungsfläche mit einem darunter liegenden Berührungssensor enthält. Anders als eine nicht programmierbare Taste 30 steuert eine programmierbare Taste 31 nicht notwendigerweise eine spezifische Vorrichtung in einer vorbestimmten Weise. Stattdessen kann eine programmierbare Taste 31 verwendet werden, um verschiedene Steuerungsfunktionen auszuführen, beispielsweise eine Funktion, die durch eine Nachrichtsaufforderung auf einer Ein-/Ausgabeanzeige 233 definiert wird. Die Anzeige 233 kann eine beliebige Auswahl von Nachrichtsaufforderungen korrespondierend mit Funktionen, die für ein bestimmtes System anwendbar sein können, anzeigen. Ein Benutzer, der die mit der auf der Anzeige 233 angezeigten Nachricht korrespondierende Funktion ausführen möchte, kann dies einfach durch Berühren der entsprechenden programmierbaren Taste 31 tun.
Beispielsweise könnte die programmierbare Taste 31 als eine Bestätigungstaste fungieren, die verwendet werden könnte, um eine mit der Nachrichtsaufforderung korrespondierende Funktion auszuführen, wenn die Bestätigung einer vorher ausgewählten Eingabe erforderlich ist. Wenn ein Benutzer beispielsweise versucht, ein Regal außerhalb von vorher bestimmten Grenzen einzustellen, wie oberhalb einer maximalen Höhe oder auf weniger als eine minimale Distanz relativ zu einem anderen Regal, kann ein Sicherheitsmechanismus die Ausführung der Eingabe unterbrechen. In diesen Situationen könnte die Ein-/Ausgabeanzeige 233 „Heben dieses Regals fortsetzen" oder einfach „Fortsetzen" anzeigen. Der Benutzer würde die programmierbare Taste 31 berühren, um das Heben des Regals fortzusetzen. In dieser Weise sind programmierbare Tasten neu konfigurierbar und können Funktionen steuern, die vom Zustand des Systems und der korrespondierenden Anzeige der Ein-/Ausgabeanzeige 233 abhängig sind.
In 2A enthält das Regal 13 den Rahmen 22 und die Belastungsfläche 20. Die Belastungsfläche 20 kann aus Glas oder jedem anderen Material, das für die jeweilige Anwendung geeignet ist, hergestellt sein. Das Regal 13 enthält außerdem das Bedienfeld 21 mit den nicht programmierbaren Tasten 30, 33 und 34. Normalerweise würden der Rahmen 22 und die Belastungsfläche 20 als separate Teile hergestellt und dann mechanisch oder unter Verwendung von Klebemitteln verbunden werden. Alternativ könnte der Rahmen 22 auch auf die Belastungsfläche 20 gepresst oder geformt werden, mit oder ohne Klebemittel. Außerdem könnte das Bedienfeld 21 ein integraler Teil des Rahmens 22 oder der Belastungsfläche 20 sein oder könnte eine separate Unterbaugruppe sein. In jedem Fall könnten die Berührungssensoren, die unter den nicht programmierbaren Tasten 30, 33 und 34 liegen, nach der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/341550, die die Integration von Berührungssensor- und Berührungsschalter-Baugruppen in andere Komponenten lehrt, beispielsweise ein Kühlschrankregal, eine Kühlschranktür oder eine andere Kühlschrankkomponente, in das Bedienfeld 21 integriert werden. Berührungssensoren könnten auch in einer konventionellen Weise auf das Bedienfeld 21 aufgebracht werden.
Benutzereingabe über die nicht programmierbaren Tasten von 2A kann die vertikale Bewegung des Regals 13 auslösen oder eine andere Reaktion bewirken. Beispielsweise kann Benutzereingabe über die nicht programmierbare Taste 33 die Aufwärtsbewegung des Regals 13 auslösen, während Benutzereingabe über die nicht programmierbare Taste 34 die Abwärtsbewegung des Regals 13 auslösen kann. Benutzereingabe über die nicht programmierbare Taste 30 kann jede andere Reaktion auslösen, die für die jeweilige Anwendung von Vorteil ist. Beispielsweise könnte, wie oben erwähnt, Benutzereingabe über die nicht programmierbare Taste 30 ein Licht auslösen, beispielsweise eine Lichtröhre, die die Belastungsfläche 20 des Regals 13 beleuchten könnte, um die Gegenstände auf dem Regal 13 einfacher finden zu können. In einer Ausführungsform könnte die Belastungsfläche 20 selbst eine Lichtröhre oder eine andere Beleuchtungsvorrichtung sein. Benutzereingabe über die nicht programmierbare Taste 30 könnte außerdem eine Verriegelungs-/Entriegelungs-Reaktion auslösen, die Bewegung des Regals 13 entweder zulässt oder verhindert, bis ein Benutzer die nicht programmierbare Taste 30 berührt hat. Dies kann unbeabsichtigte Regalbewegung verhindern, die dadurch verursacht wurde, dass beispielsweise der Benutzer oder auf dem Regal 13 gelagerte Gegenstände die unter den nicht programmierbaren Tasten 33 und 34 liegenden Berührungssensoren auslösen. In 3A hat die Verriegelungstaste 35 die Verriegelungsfunktion, so dass die nicht programmierbare Taste 30 eine andere Funktion wie Ein- oder Ausschalten einer Beleuchtung bedienen kann.
Die 2B und 3A–3C zeigen das Regal 11 von 1 mit mehr Details. In 2B ist das Regal 11 einschließlich des Kabelbaums 234 dargestellt, der der Anzeigetafel 133 der Eingabe-/Ausgabeanzeige 233, die auf dem Substrat 132 getragen wird, Energie zuführen kann und Signale zu und von den Berührungssensoren, die unter den nicht programmierbaren und programmierbaren Tasten 30 und 31 liegen, führen kann. Der Kabelbaum 234 könnte außerdem eine Reaktion von den Berührungssensoren der Anzeigetafel 133 in Anwendungen, in denen die Berührungssensoren keine integrierten Steuerschaltkreise nahe ihren Elektroden enthalten, kommunizieren. Der Kabelbaum 234 kann direkt in den Rahmen 22 gepresst werden. Der Kabelbaum 234 könnte außerdem durch Aufbringen von Leitern (nicht dargestellt) entlang der Kante der Belastungsfläche 20 gebildet werden. Die Leiter könnten unter Anwendung verschiedener Verfahren wie Siebdruck von Silber- oder Kupfer-basierten Fritten oder Epoxiden, Elektroplattieren oder durch ein anderes geeignetes Verfahren aufgebracht werden. Nachdem die Leiter auf die Kante der Belastungsfläche 20 aufgebracht wurden, kann das Regal 11 so konfiguriert werden, dass der Rahmen 22 die Leiter vor dem Milieu des Kühlschranks schützt. In dem Fall, dass das Regal batteriebetrieben ist, kann der Kabelbaum 234 vollständig weggelassen werden, und die über Berührungsschalter gesteuerte Vorrichtung kann Berührungssensoreingänge über ein Funkfrequenz-Sender-Empfänger-System empfangen. Die mit den Berührungssensoren des Regals assoziierten Funksender könnten außerdem wichtige Systeminformationen wie Informationen hinsichtlich der relativen Positionen der Regale im System weiterleiten.
Andere Arten von Information-, Zustands- oder Ausgabevorrichtungen könnten auch auf das Bedienfeld 21 von Regalen nach der vorliegen Erfindung montiert werden und könnten in Verbindung mit der Operation der Berührungsschalter-Baugruppen verwendet werden. Beispielsweise könnten Leuchten, die entweder neben oder unter operativen Berührungsflächen montiert sind, entweder das Vorhandensein einer operativen Berührungsfläche anzeigen oder dem Benutzer signalisieren, dass eine Eingabe in den Schaltungen, mit denen der Berührungssensor verbunden ist, registriert wurde. Leuchten können entweder LEDs, OLEDs, LEPs, Lichtröhren, Elektrolumineszenz-Hintergrundbeleuchtung, normale Glühlampen oder jede andere geeignete Beleuchtung sein und können beispielsweise nach der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/341551 konfiguriert werden. Die Eingabe-/Ausgabeanzeige 233 kann außerdem konfiguriert werden, um einem Benutzer Vorrichtungsinformationen zu präsentieren, entweder einfach als Informationen wie Temperatur- oder Feuchtigkeitspegel oder als Bestandteil einer Nachrichtsaufforderung, die eine Reaktion fordert.
Eine Ausführungsform der Eingabe-/Ausgabeanzeige 233 und ihrer Subkomponenten ist detailliert in den 3A–B dargestellt. Die Anzeigetafel 133 ist auf dem Anzeigetafel-Substrat 132 montiert, das wiederum am Bedienfeld 21 unter Verwendung der Klebeschicht 134 befestigt ist. Die Anzeigetafel 133 zeigt dem Benutzer Nachrichten und andere Informationen an. Die Anzeigetafel 133 kann in Abhängigkeit von den Anforderungen der Anwendung von jeder geeigneten Konstruktion sein. Beispielsweise könnte die Anzeigetafel 133 eine Unterdruckfluoreszenz-, Flüssigkristall-, Elektrolumineszenz-, elektrophoretische, Polymer-, Dioden- oder jede andere Art von Anzeige sein.
Die elektrischen Komponenten des Berührungsschalters sind auf dem Berührungssensor-Substrat 36 angeordnet, das auch die operativen Berührungsflächen 38 definiert. Das Substrat 36 ist ausreichend transparent, um einem Benutzer zu gestatten, Nachrichten auf der Anzeigetafel 133 zu sehen. In dieser Ausführungsform enthalten die elektrischen Komponenten des Berührungsschalters die Elektrode 31, den integrierten Steuerschaltkreis 32 und die Schaltungs-Leiterbahn 39. Die Elektrode 31 ist vorzugsweise transparent, damit die Nachrichtsaufforderungen der Anzeigetafel 133 den Benutzer erreichen können. Andere Berührungssensor-Konfigurationen und -Arten sind auch für Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet. Beispielsweise könnte der Steuerschaltkreis 32 entfernt von der transparenten Elektrode 31 angeordnet sein. Andere Arten von Berührungssensoren, die für Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Elektrofeld-, kapazitive, Infrarot-, Differenzial-Berührungssensoren oder Berührungssensoren und Berührungsschalter-Baugruppen nach der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/334040.
Das Berührungssensor-Substrat 36 kann mit der Dekoration 136 dekoriert werden. Die Dekoration 136 kann beispielsweise unter Verwendung der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/341551 aufgebracht werden und kann transparent und aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. In 3A enthält das Bedienfeld 21 des Regals 12 die nicht programmierbaren Tasten 30, 33 und 34 sowie die Verriegelungstaste 35. Die Anzeige 233 könnte eine separate Baugruppe einschließlich eines Gehäuses oder einer anderen Struktur sein oder könnte mit dem Bedienfeld 21 des Regals 12 integriert sein, wie in 3A–3B dargestellt. Die Komponenten der Anzeigetafeln 133 und der Berührungssensoren oder Berührungsschalter-Baugruppen können entweder starr oder flexibel sein, abhängig von den Anforderungen der Anwendung.
Jeder der mit den operativen Berührungsflächen 38 korrespondierenden Berührungsschalter kann entweder als eine nicht programmierbare oder eine programmierbare Taste konfiguriert sein. Beispielsweise könnten die mit „1"–„3" gekennzeichneten Berührungssensoren und operativen Berührungsflächen als programmierbare Tasten konfiguriert sein, die verwendet werden könnten, um Steuerung der jeweiligen Funktion, die die programmierbare Taste zu einer gegebenen Zeit repräsentiert, zu bewirken. Diese Funktion würde normalerweise auf dem Teil der Anzeigetafel 133 repräsentiert werden, unter dem eine bestimmte programmierbare Taste liegt. Beispielsweise Teile der Anzeigetafel 133, die unter den mit „1"–„3" in 3A als „Y", „N" bzw. „?" gekennzeichneten Berührungsflächen 38 liegen, während ein anderer Teil der Anzeigetafel 133 den Benutzer fragt, ob eine bestimmte Aktion durchgeführt werden soll. Beispielsweise kann die Anzeigetafel 133 „RAISE SHELF?" fragen. Als Reaktion könnte der Benutzer die mit „Y" gekennzeichnete Berührungsfläche 38 auswählen, um zu bewirken, dass das System die angeforderte Aktion (in diesem Beispiel Anheben des Regals) ausführt, die mit „N" gekennzeichnete Berührungsfläche 38 auswählen, um die angeforderte Aktion abzubrechen, oder die mit „?" gekennzeichnete Berührungsfläche auswählen, um zu bewirken, dass eine Informationsnachricht auf der Anzeigetafel 133 angezeigt wird.
Die Eingabe-/Ausgabeanzeige 233 kann auch aus nicht programmierbaren Tasten bestehende Berührungssensoren enthalten, die konfiguriert werden können, um die vertikale Bewegung des Regals 12 oder jede andere gewünschte Reaktion gemäß der jeweiligen Konstruktion oder den Erfordernissen der Anwendung herbeizuführen. Wie in 3A dargestellt, müssen nicht alle Bereiche der Anzeige 233 operative Berührungsflächen enthalten. In anderen Ausführungsformen wird jedoch möglicherweise vorgezogen, dass alle Bereich der Anzeige 233 operative Berührungsflächen enthalten. Der Berührungssensor der Verriegelungstaste 35 ist dargestellt als die Elektrode 130, den integrierten Steuerschaltkreis 32 und die Schaltungs-Leiterbahn 39 enthaltend, die auf dem Berührungssensor-Substrat 232 angeordnet sind, das in dem Bedienfeld 21 integriert ist. Da die Verriegelungstaste 35 als im Material des Bedienfelds 21 eingebettet dargestellt ist, muss die Elektrode 130 keine transparente Elektrode 31 sein. Die nicht programmierbare Taste 30 kann eine ähnliche Berührungssensorkonfiguration haben und kann der Oberfläche des Bedienfelds 21 entsprechen, beispielsweise gemäß der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/341550 oder in einer anderen Weise. Das Berührungssensor-Substrat 332, das die Elektrode 130 tragt, ist vorzugsweise flexibel, um einfache Übereinstimmung mit der Rundung der nicht programmierbaren Taste 30 zu gestatten, die durch die Rundung des korrespondierenden Abschnitts des Bedienfelds 21 definiert ist. Die jeweilige Konfiguration der Anzeige 233 und des Bedienfelds 21 des Regals 12 ist eine Frage der Konstruktionswahl. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die unter Bezugnahme auf die 3A–3C beschrieben wird, dient lediglich der Anschauung.
In anderen Ausführungsformen könnten Berührungssensoren und Anzeigetafeln an andere Plätzen als den Regalen eines Regalsystems angeordnet sein. Die Anordnung von Sensoren und Tafeln auf den Regalen selbst kann jedoch vorteilhaft die Konfusion verhindern, die ein entferntes Bedienfeld begleiten kann, und kann die ansonsten nicht erforderliche Kennzeichnung von bestimmten Berührungsflächen als zu bestimmten Regalen gehörend überflüssig machen, während sie gleichzeitig dem Benutzer die Flexibilität gibt, die Bewegung und den Zustand von jedem Regal unabhängig von anderen innerhalb des Systems zu steuern.
4, die eine andere Ansicht der Regale der 2A–3B darstellt, zeigt den Verschüttungssensor 37. Der Verschüttungssensor 37 kann ein elektrisches Feld sein, das im Aufbau ähnlich den Berührungssensoren ist wie diejenigen, die unter den hierin beschriebenen nicht programmierbaren Tasten liegen. Ein für Verwendung als Verschüttungssensor 37 vorgesehener Berührungssensor könnte konstruiert werden, um besonders empfindlich zu sein, und muss gegenüber Stimulation aufgrund von Verunreinigungen und dergleichen nicht immun sein. Der Verschüttungssensor 37 würde vorzugsweise dort angeordnet sein, wo eine Stimulation durch Berührung unwahrscheinlich ist, beispielsweise entlang der inneren Kante der Lippe des Regals 12. Der Verschüttungssensor 37 kann über die Anzeige 233 einen Benutzer vorteilhaft warnen, wenn eine Verschüttung einer Flüssigkeit auf der Oberfläche 20 des Regals 12 vorhanden ist. Der Verschüttungssensor 37 kann eine spezifizierte Reaktion durch das Regal 12 hervorrufen oder kann eine Nachricht auf der Anzeige 233 anzeigen oder kann eine andere Vorrichtung im System wie eine Leuchte oder einen Funksender aktivieren, die den Benutzer auf das Vorhandensein einer Verschüttung auf einem bestimmten Regal aufmerksam machen kann.
Wie in 4 gezeigt, ist der Verschüttungssensor 37 durch den Verbinder 137 mit der Anzeige 233 verbunden. Der Verbinder 137 könnte ein gewöhnlicher elektrischer Draht oder ein Kabel oder könnte anderenfalls ein flexibler Verbinder sein, nach der Offenlegung der vorläufigen US-Patentanmeldung lfd. Nr. 60/341550, der ein verbundener, aber kein integrierter Abschnitt des flexiblen Substrats ist, das die Berührungssensoren der Tasten der Anzeige 233 trägt.
Andere Verwendungen von Berührungssensoren sind auch vorteilhaft in Regalsystemen. Beispielsweise können Berührungs- oder Näherungssensoren nützlich bei der Konfiguration eines Regalsystems sein, das das Risiko minimiert, dass zwei kraftbetätigte Regale einander zu nahe kommen oder dass Gegenstände auf einem unteren Regal gegen die Unterseite eines höheren Regals im System schlagen, wenn das untere Regal angehoben wird. Um dies zu verhindern, könnte ein Regal mit Berührungssensoren an seiner Unterseite ausgestattet werden. Solche Berührungssensoren könnten das Vordringen eines anderen Regals oder von Gegenständen, die von einem anderen Regal getragen werden, erfassen und dem sich bewegenden Regal signalisieren, zu stoppen und/oder die Richtung umzukehren. Diese Berührungssensoren könnten von ähnlicher Konstruktion sein wie diejenigen, die unter nicht programmierbaren Tasten liegen. Derartige Berührungssensoren könnten vorteilhaft für Stimulation in einem größeren Bereich als typische Berührungssensoren konstruiert werden oder könnten anderenfalls durch Sonden (nicht dargestellt) stimuliert werden, die an kraftbetätigten Regalen angebracht sind, um die Berührungssensoren zu stimulieren, bevor das Regal selbst zu nahe vordringt.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten das kraftbetätigte, durch Berührungsschalter gesteuerte Regalsystem eines Büro-Arbeitsbereichs, wie in 5 dargestellt. In 5 enthält das Regal 50, das die Tastatur 59 trägt, die nicht programmierbaren Tasten 55 und 56, die die Bewegung des Regals 50 nach oben bzw. unten steuern können. Das Regal 51 enthält außerdem die nicht programmierbaren Tasten 53 und 54, die seine Bewegung nach oben bzw. unten steuern können. Das Regal 51 enthält außerdem die nicht programmierbare Taste 57, die die Leuchte 58 einschalten oder andere Funktionen ausführen kann. Obwohl in dieser Ausführungsform nicht programmierbare Tasten dargestellt sind, könnten auch programmierbare Tasten verwendet werden, abhängig von den Anforderungen der Anwendung oder, insbesondere in dieser Ausführungsform, der Komplexität des Arbeitsbereichs.
6 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Umgebungsgehäuse für die Lagerung von Weinflaschen oder anderen Gegenständen beinhaltet. Die Einstellung der Regale 60 gestattet es dem System, die Raumnutzung im System zu maximieren, wodurch nicht nur die Abmessungen des Systems selbst reduziert werden können, sondern auch die Umgebung einer maximalen Zahl von Gegenständen effizienter kontrolliert werden kann. In 6 kann das Regal 60 die nicht programmierbaren Tasten 61 und 62 tragen, die die Bewegung der Regale 60 nach oben bzw. unten steuern können. In 6 kann die Bewegung eines Regals 60 vorteilhaft auch eine Reaktion in Regalen 60 bewirken, die sich darüber oder darunter befinden, abhängig von der Bewegungsrichtung, um wiederholte Benutzereingaben überflüssig zu machen und dadurch das System zur Maximierung des Lagerraums effizienter neu zu konfigurieren.
Die mit mechanischen Schaltern assoziierten Probleme sind insbesondere störend in kraftbetätigten einstellbaren Regalsystemen, in denen die Schalter wiederholter und häufig nachlässiger oder aggressiver Nutzung ausgesetzt sind, beispielsweise wenn die Ausstellung eines Geschäfts viele Kunden und möglicherweise deren neugierige Kinder alle verlockt, die Schalter, die die Bewegung der Regale und der von ihnen getragenen Gegenstände steuern, unüberlegt zu aktivieren. In derartigen Situationen ist mechanischer Verschleiß aufgrund von wiederholter Verwendung des Schalters ein Problem, wenn keine Berührungsschalter-Baugruppen, die mechanischen Verschleiß minimieren können, verwendet werden. Folglich kann die Verwendung von Berührungsschalter-Baugruppen in diesen und anderen Regalsystemen die Probleme nach dem Stand der Technik mildern.
8 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Schauschrank für Bedarfsgüter beinhaltet, der ähnlich der unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Ausführungsform auch eine kontrollierte Umgebung beinhalten kann. Der Bedarfsgüter-Schauschrank von 8 ist der oben erwähnten wiederholten Verwendung ausgesetzt und ist daher besonders geeignet für die Inkorporierung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung. In 8 können die Tasten 81 und 82 die Bewegung der Regale 80 nach oben bzw. unten steuern, damit ein potenzieller Käufer die gewünschten Gegenstände erreichen kann.
Manchmal sind die Gegenstände, die ein Regalsystem ausstellen soll, derart, dass sie erfordern, dass direkter Zugang zu dem Regal nicht realisierbar ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Ausstellungsgegenstände gegen die Umwelt kontrolliert werden müssen oder wenn die Gegenstände besonders wertvoll oder zerbrechlich sind. Die in 7 dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft diese Situation. 7 zeigt einen Schaukasten für Schmuck mit kraftbetätigten, durch Berührungsschalter gesteuerte Regale 70. In dieser Ausführungsform enthält die Anzeige 71 Berührungssensoren 72, die unter der Glasplatte 75 liegen. Die Berührungssensoren 72 sind effektiv mit den Regalen 70 verbunden und können durch die Schnittstelle der Anzeige 71 auf Benutzereingabe reagieren. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anzeige 233 der 1–3 beinhalten und kann daher auch Berührungssensoren 72 beinhalten, die mit entweder nicht programmierbaren oder programmierbaren Tasten korrespondieren.
Die in den 3A–3B dargestellte Anzeige 233 könnte auch eine Rolle in Konsumgüterausstellungen der in den 7–8 dargestellten Art spielen. In Konsumgüter-Ausstellungssystemen sowie bei Lagerangs- und anderen Aufbewahrangs- oder Ausstellungs-Regalsystemen besteht häufig eine natürliche Beziehung zwischen dem Regal und den von dem Regal getragenen Gegenständen. Das heißt, dass Regalsysteme manchmal vorteilhaft so konstruiert sind, dass ein bestimmtes Regal eine bestimmte Art von Gegenständen trägt, wie Suppenkonserven, Eiscreme, Kleidung oder Schnittholz. Derartige Regale enthalten oft gedruckte Beschreibungen der Gegenstände, die sie tragen, einschließlich von UPC-Strichcodes, Produktidentifikationsnamen und -nummern und Preisinformationen, um den Benutzer beim Finden eines gewünschten Gegenstands oder beim Vergleichen von Gegenständen von verschiedenen Regalen innerhalb des Systems zu unterstützen. Diese und andere Informationen könnten dem Benutzer durch eine Schnittstelle präsentiert werden, die ähnlich der Schnittstelle der Anzeige 233 ist, die konfiguriert werden könnte, um dem Benutzer zu gestatten, durch Informationen über das Regal oder darauf befindliche Gegenstände zu blättern und Auswahlen oder Vergleiche der präsentierten Informationen vorzunehmen. Zur Einsparung von Raum und Minimierung der Größe der Anzeige 233 in diesen Anwendungen könnte die Anzeige 233 vorteilhaft Berührungssensoren wie kapazitive, Feldeffekt-, Infrarot- oder andere geeignete Berührungssensoren beinhalten, wie oben beschrieben, aber könnte zusätzlich auch standardmäßige Eingabeschalter einschließlich von mechanischen oder Membranschaltern beinhalten.
Verschiedene andere Merkmale können in Regalsysteme nach der vorliegenden Erfindung inkorporiert werden. Beispielsweise kann die Anzeige verwendet werden, um Informationen hinsichtlich von einer oder mehr Eigenschaften von auf dem Regal unterbrachten Gegenständen bereitzustellen, wie eine Beschreibung der Gegenstände, ihre Größe und ihren Preis, die Zahl der auf dem Regal untergebrachten Gegenstände und so weiter. In einer Ausführungsform können die Informationen von Daten abgeleitet werden, die von Vorrichtungen wie RF-ID-Kennzeichnungen (nicht dargestellt), die mit den untergebrachten Gegenständen assoziiert sind, an einen Empfänger übertragen werden, der mit dem Regalsystem assoziiert ist, wie es einem Fachmann bekannt ist. Zur Energieeinsparung könnte die Anzeige durch Näherungssensoren (nicht dargestellt) aktiviert werden, die auf die Annäherung eines Kunden oder auf eine andere Eingabe reagieren. Beispielsweise könnten diese Sensoren bewirken, dass die Anzeige aktiviert wird, oder bewirken, dass darauf bestimmte Informationen angezeigt werden, wenn sich ein potenzieller Kunde dem Regalsystem nähert oder in anderer Weise eine Eingabe für einen oder mehr Berührungssensoren, die mit dem Regalsystem assoziiert sind, bereitstellt. Dieses Merkmal, d. h. die selektive Aktivierung von Anzeigen, kann sich auch in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erweisen. Beispielsweise könnten individuelle Regale oder ihre Anzeigen durch Annäherung aktiviert werden oder könnten eine Aktivierungstaste enthalten, um die Anzeige bei Berührung einzuschalten. In allen Ausführungsformen können Informationen, die anzuzeigen sind, von einem Standort kommen, der von dem System entfernt ist, oder können von Sensoren oder anderen Vorrichtungen, die nahe am System oder darin integriert sind, bereitgestellt werden.
Die vorstehenden Zeichnungen und Beschreibungen dienen zur Darstellung, nicht aber zur Begrenzung oder Erschöpfung, der Grundsätze der vorliegenden Erfindung. Von Fachleuten wird verstanden werden, dass verschiedene Abwandlungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, die nachstehend beansprucht wird.

Claims

Regaleinheit mit mindestens einem selektiv positionierbarem Regal (11), umfassend: einen Positionierungsmechanismus (40), der angepasst ist, um das mindestens eine Regal in Bezug auf die Regaleinheit zu tragen und selektiv zu positionieren; einen Energieoperator, der mit dem Positionierungsmechanismus verbunden ist und angepasst ist, um den Positionierungsmechanismus selektiv so zu operieren, dass der Positionierungsmechanismus das Regal selektiv positioniert; ein Steuerungssystem, das operativ mit dem Energieoperator assoziiert ist; wobei mindestens ein Berührungssensor (31) operativ mit dem Steuerungssystem assoziiert ist und angepasst ist, um Steuerungseingang für das Steuerungssystem bereitzustellen, wobei der mindestens eine Berührungssensor (31) unter einer operativen Berührungsfläche (38) liegt und in dem Regal integriert ist.
Regaleinheit nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Berührungssensor angepasst ist, um selektiv Steuerungseingang bereitzustellen, der mit einer Vielzahl von Funktionen korrespondiert.
Regaleinheit nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin eine Anzeige (233) umfassend, die operativ mit dem Steuerungssystem assoziiert ist, wobei die Anzeige angepasst ist, um einem Benutzer Informationen bereitzustellen.
Regaleinheit nach Anspruch 3, wobei die durch die Anzeige bereitgestellten Informationen darauf gerichtet sind, eine Reaktion von dem Benutzer zu fordern.
Regaleinheit nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Anzeige in das Regel integriert ist.
Regaleinheit nach Anspruch 4, wobei die Anzeige mindestens einen Berührungssensor (31) enthält, der angepasst ist, um die Benutzerreaktion, die sich auf die von der Anzeige bereitgestellten Informationen bezieht, anzunehmen.
Regaleinheit nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine Berührungssensor in der Anzeige integriert ist.
Regaleinheit nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Berührungssensor im Wesentlichen transparent ist und zumindest einem Abschnitt der Anzeige derart übergelagert ist, dass auf der Anzeige bereitgestellte Informationen durch den Berührungssensor lesbar sind.
Regaleinheit nach Anspruch 4, wobei die Informationen, die von der Anzeige bereitgestellt werden, mindestens ein Merkmal von mindestens einem Artikel, der auf dem Regal eingeordnet ist, betreffen.
Regaleinheit nach Anspruch 1, weiterhin einen Verschüttungssensor (37) umfassend, der operativ mit dem mindestens einen Regal assoziiert ist.
Regaleinheit nach Anspruch 1, weiterhin Mittel (37) zum Erkennen und Kommunizieren des Vorhandenseins einer Flüssigkeit auf dem mindestens einen Regal umfassend.
Regaleinheit nach Anspruch 1, weiterhin Mittel (234) zum Ermöglichen von Kommunikation zwischen dem Berührungssensor und dem Steuerungssystem umfassend.
Regaleinheit nach Anspruch 12, wobei das Mittel zum Ermöglichen von Kommunikation zwischen dem Berührungssensor und dem Steuerungssystem einen elektrischen Leiter umfasst.
Regaleinheit nach Anspruch 12, wobei das Mittel zum Ermöglichen von Kommunikation zwischen dem Berührungssensor und dem Steuerungssystem einen Kabelbaum (234) umfasst.
Regaleinheit nach Anspruch 12, wobei das Mittel zum Ermöglichen von Kommunikation zwischen dem Berührungssensor und dem Steuerungssystem einen Funkfrequenzsender und -empfänger umfasst.