Татуировочная машина
Изобретение относится к татуировочной машине роторного типа и может быть использовано для нанесения художественных татуировок, перманентного макияжа, опознавательных меток на человеке и на животных. Татуировочная машинка содержит размещенный в корпусе электродвигатель постоянного тока с питанием от встроенного в корпус аккумулятора, который через эксцентриковый узел связан с амортизирующим шатуном для возвратно-поступательного перемещения его конца, связанного с толкателем, к которому съемно прикреплена игла или толкатель картриджа с иглой с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей, на которой закреплен держатель для руки. Машинка снабжена узлом изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы. Толкатель привода возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде продолговатой пластины, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе для возможности качания этой пластины относительно корпуса. В теле пластины выполнена продольная по длине пластины прорезь. По длине прорези выполнены впадины и выступы для образования зубчатой рейки. Конец шатуна, связываемый с толкателем, через подшипник посажен на ось, один конец которой выполнен с зубьями для зацепления с зубчатой рейкой и которая выполнена с возможностью перемещения в направлении от зубчатой рейки для перемещения этой оси вдоль зубчатой рейки для изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы за счет изменения расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом крепления толкателя на корпусе. Амортизирующий шатун выполнен изогнутой формы из упругодеформируемого материала на участке между его концами, связанными с эксцентриковым узлом и толкателем. Технический результат изобретения заключается в снижении травмоопасности движения иглы при ее контакте с кожей за счет применения амортизации хода иглы и регулировки ее амплитуды в процессе нанесения тату рисунка при включенном электродвигателе постоянного тока. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к татуировочной машине роторного типа, применяемая для нанесения художественных татуировок, перманентного макияжа, опознавательных меток как на человеке, так и на животных.
Известна роторная татуировочная машин, содержащая размещенный в корпусе электропривод, который кинематически через эксцентриковый узел связан с шатуном для его возвратно-поступательного перемещения, а другой конец которого связан с толкателем, к которому съемно прикреплена игла с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей, на которой закреплен держатель для руки, при этом машинка снабжена узлом изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы за счет изменения расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом крепления толкателя на корпусе (US 2017157382, A61M37/00,B23B31/02, B23B31/20, опубл. 08.07.2017).
В известном решении возможно изменение амплитуды хода иглы, но для этого необходимо использовать специальные ключи для разбора приводной части машинки и замены одного эксцентрика на эксцентрик с другим смещением. Это требует навыков и при том такую операцию (изменение амплитуды хода иглы) невозможно осуществить во время работы машинки (в процессе татуирования). Кроме того, кинематика привода иглы построена по схеме жесткого привода, при котором игла не реагирует на сопротивление кожи или поверхности, на которую наносится рисунок, что может привести и приводит к травмированию кожного покрова и проявлению болевых ощущений.
При этом в этой машинке узел прикрепления держателя к корпусу выполнен цангового типа, что требует больше времени на установку держателя и менее удобен в работе.
Так же известна татуировочная машина, в корпусе которой закреплен электродвигатель с эксцентриком, который преобразует вращение мотора в возвратно-поступательные движения толкателя (бойка), кинематически связанного с эксцентриком через средство амортизации, которое выполнено в виде пружины, имеющей регулировочный винт, а кинематическая связь толкателя (бойка) и эксцентрика выполнена в виде амортизирующего шатуна, соединенного с бойком и имеющего полость, размер которой больше размера эксцентрика, при этом размер полости выбран таким образом, чтобы при вращении эксцентрика обеспечивать оттягивание и срыв амортизирующего шатуна, при этом в корпусе закреплен жесткий стопор бойка (RU2726480, A61M37/00, опубл. 14.07.2020).
Данное решение принято в качестве прототипа.
Устройство из патента RU 2 726 480 имеет систему амортизации, улучшения внесения краски, систему регулировки амплитуды хода иглы (бойка).
При работе электродвигателя (мотора) эксцентрик на валу мотора двигает амортизирующий шатун, закрепленный на бойке для обеспечения колебательного движения бойка вперед-назад. На бойке закреплен амортизирующий шатун и пружина настройки. На корпусе так же установлена стойка с регулировочным винтом, который упирается в пружину на бойке. При вращении ротора мотора, эксцентрик начинает двигать боек через закрепленный на нем амортизирующий шатун. Когда боек отходит назад, пружина, закрепленная на бойке, упирается в регулировочный винт, закрепленный на корпусе (происходит напряжение и накопление энергии).Когда эксцентрик проходит точку напряжения, созданную пружиной и регулировочным винтом, боек с усилением от напряжения и вращения эксцентрика срывается вперед и жестко останавливается стопором, закрепленным на корпусе.
Если регулировочный винт максимально вкручен в корпус, то боек через пружину начинает преодолевать сильное напряжение при движении, результат - акцентированный срыв бойка вперед, что приводит к высокой скорости работы, отлично подходящей для контурных работ. Если винт откручивать назад от бойка, то боек, упираясь в регулировочный винт через пружину, уже не создает такое сильное напряжение. Как результат этот - менее акцентированный срыв вперед бойка, что приводит к снижению скорости.
Такое движение имитирует удар индукционной машинки, что позволяет менее травматично и безболезненно (за счет скорости перемещения бойка) проникнуть игле в кожу.
Однако известное решение имеет ряд недостатков.
Во-первых, машинка имеет существенную вибрацию, которая через держатель передается в руку татуировщика и усложняет работу, добавляет дискомфорт, а при определенных условиях приводит к заболеваниям суставов руки. Происходит это потому, что в крайних положениях боек бьется об ограничители хода. Энергия удара не гасится, так как в устройстве отсутствует опора реактивного момента. Поэтому эти удары передаются на руку мастера, которая по отношению к источнику вибрации и ударов является именно такой опорой. Во-вторых, механизм регулировки хода иглы не имеет четкой индикации, поэтому ход иглы регулируется интуитивно и визуально. В-третьих, используется малогабаритный электродвигатель с питанием от сети, и это питание осуществляется по проводу, что ограничивает перемещение машинки в работе, так как требует контроля за положением провода по отношению к руке мастера и по отношению к человеку, на тело которого наносится рисунок, и с тем, чтобы не вытащить резким движением клемму провода из стандартного гнезда RCA, используемого для подключения питания.
В-четвертых, управление происходит за счет регулировки режимов работы электродвигателя от внешнего источника питания, основанной на грубой регулировке напряжения, подаваемого на мотор, а не скорости вращения.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в снижении травмоопасности движения иглы при ее контакте с кожей за счет применения амортизации хода иглы и регулировки ее амплитуды в процессе нанесения тату рисунка при включенном электродвигателе постоянного тока.
Указанный технический результат достигается тем, что в татуировочной машинке, содержащей размещенный в корпусе электродвигатель, который через эксцентриковый узел связан с амортизирующим шатуном для возвратно-поступательного перемещения его конца, связанного с толкателем, к которому съемно прикреплена игла или толкатель картриджа с иглой с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей, на которой закреплен держатель для руки, при этом машинка снабжена узлом изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы, в качестве электродвигателя использован электродвигатель постоянного тока с питанием от встроенного в корпус аккумулятора, толкатель привода возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде продолговатой пластины, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе для возможности качания этой пластины относительно корпуса, а в теле пластины выполнена продольная по длине пластины прорезь, на одной стенке которой по длине прорези выполнены впадины и выступы для образования зубчатой рейки, а конец шатуна, связываемый с толкателем, через подшипник посажен на ось, один конец которой выполнен с зубьями для зацепления с зубчатой рейкой и которая выполнена с возможностью перемещения в направлении от зубчатой рейки для перемещения этой оси вдоль зубчатой рейки для изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы за счет изменения расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом крепления толкателя на корпусе, при этом амортизирующий шатун выполнен изогнутой формы из упругодеформируемого материала на участке между его концами, которые связаны с эксцентриковым узлом и толкателем.
Ось, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, оснащена электромагнитным прижимом для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой, а конец оси выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой. Или эта ось выполнена подпружиненной для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой, а конец оси выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой.
Татуировочная машинка может быть дополнительно оснащена быстросъемным узлом прикрепления трубки держателя к корпусу, при этом этот узел выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна со сквозным отверстием, в которое устанавливается держатель, и винтового фиксатора, используемого для перемещения ползуна с установленной в нем трубкой держателя относительно корпуса. Вдоль корпуса в месте крепления трубки держателя выполнен продольный вырез, а в стенке ползуна, обращенной в сторону продольного выреза в стенке корпуса, выполнен сквозной проем для визуального контроля положения трубки держателя в ползуне.
На корпусе может быть размещен дисплей с микропроцессорным управлением для отображения параметров работы электродвигателя и параметров хода иглы или толкателя картриджа с иглой, и размещена трехпозиционная кнопка по типу джойстика для управления работой электродвигателя.
Татуировочная машинка может быть снабжена электронным процессорным блоком контроля нерабочего состояния машинки, который включает в себя акселерометр, гироскоп и исполнительный узел, связанный с системой питания электродвигателя, при этом указанный блок выполнен с функцией выдачи сигнала указанному узлу для отключения электродвигателя от системы питания при бездействии машинки и включения питания при поступлении сигналов от акселерометра и гироскопа.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 – общий вид татуировочной машины;
фиг. 2 – то же, что на фиг. 1, сечение по приводу иглы, кожух корпуса не показан;
фиг. 3 – вид сбоку на машинку по фиг. 2 на узел крепления держателя, кожух корпуса не показан;
фиг. 4 – вид сверху на толкатель, показана линейка параметров изменяемой амплитуды хода иглы;
фиг. 5 – сечение по толкателю, показана зубчатая рейка и узел фиксации оси;
фиг. 6 – держатель в сечении.
Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция роторной татуировочной машины, в которой во время проведения сеанса нанесения рисунка можно, не разбирая конструкцию, изменить амплитуду хода иглы, произвести замену иглы. При этом в машинке ход иглы амортизирован, что позволяет исключить прямые жесткие удары иглы в случае брака иглы, изменения положения наклона иглы по отношению к поверхности кожи, ошибочного заглубления иглы в кожный покров, по причине ударного воздействия толкателя на иглу и по другим причинам, которые травматически отражаются на состоянии кожного покрова.
Отклонение положения иглы относительно оптимально правильного для данного участка кожного покрова приводит или применение иглы с браком изготовления приводит к появлению некоторого сопротивления со стороны кожной структуры на проникновение кончика иглы, которое выражается в появлении затруднения при прокалывании и в изменении звука работы электродвигателя. При правильно подобранной игле и выбранном наклоне иглы по отношению к поверхности кожного покрова, кончик иглы (изначально выступающий в исходном положении примерно на 1 мм из наконечника, закрепляемого на держателе)выходит на 3-4мм, (считается стандартом), чтобы пробить покров на нужную глубину, чтобы пигмент не растекся под кожей и не выпал при заживлении. Во время нанесении контура, а это наиболее болезненная экзекуция, игла заходит в кожу на глубину до 1 мм. При этом удар иглы быстрый и пигмент не успевает растечься внутри кожи. В результате чего, появляется ровная и четкая линия. При закрасе игла немного завязает в коже (это происходит из-за особенности устройства тату-машинки), в результате чего пигмент немного расходится в стороны. Но, в итоге получается четкая и ровная закрашенная поверхность. Глубина проникновения иглы под кожу не более 0,5 – 0,8 мм. Приблизительно тоже самое происходит и при нанесении теней. Но при появлении сопротивления этот процесс выпуска пигмента нарушается, кожный покров травмируется.
Для исключения получения травмы кожного покрова при нанесении на него в быстром темпе (тату машинки обладают высокой скоростной производительностью вывода кончика иглы из наконечника) татуировочного рисунка в быстром темпе в заявленной машинке игла амортизирована относительно электропривода, что позволяет на амортизационном узле компенсировать жесткий режим вращения электродвигателя и сопротивление под иглой в части исключения прямого воздействия этого электродвигателя на глубину хода иглы.
Амортизация не только снижает травматичность. Благодаря ее наличию, игла в нижнем положении остается неподвижной в коже на мгновение, что позволяет большему количеству красящего вещества с иглы перенестись в кожу благодаря смачиванию. Это улучшает эффективность внесения красящего пигмента в кожу и повышает производительность.
Согласно настоящему изобретению роторная татуировочная машинка (фиг. 1 - 5) содержит размещенный в корпусе 1 электродвигатель 2 (фиг. 3), который кинематически через эксцентриковый узел (диск 3 с эксцентриком в виде выступа, закрепленный на валу электродвигателя 2) (фиг. 2) связан с шатуном 4 для возвратно-поступательного перемещения этого шатуна. На эксцентрике размещен подшипник, а кольцевое гнездо шатуна на одном его конце охватывает этот подшипник. При вращении электродвигателя диск с эксцентриком совершает вращательное движение, при котором конец шатуна, проскальзывая на подшипнике, получает возвратно-поступательное движение в направлении другого его конца 5. А другой конец шатуна шарнирно связан с толкателем 6 на участке между его концами. Толкатель 6 одним концом качательно установлен на оси, закрепленной в корпусе 1. С толкателем через подшипник связан свободный конец шатуна 4. На другом конце толкателя сформирован крюкообразный захват или выступ или носик, на который петлей одевается игла 7 (фиг. 1-3). Игла проходит через корпус в направляющей, функцию которой выполняет трубка 8, охваченная держателем 9 для руки мастера (ручка для удержания машинки в руке). Держатель съемно закрепляется в корпусе 1 быстросъемным узлом. На конце трубки 8 держателя закреплен сменный наконечник 10, корректирующий положение выступающего кончика иглы и который так же является направляющим элементом для выходящей части иглы при татуировании. Вместо цельной иглы может быть установлен толкатель-штанга, совместно со сменным узлом, содержащим иглу или иглы, называемым «картридж». В боковой стенке наконечника выполнен проем 11 для контроля положения иглы. При вращении эксцентрика шатун передает возвратно-поступательное движение толкателю, который качается вокруг оси. При качении толкателя происходит подъем иглы на одном ходе толкателя и опускание иглы и выпуск ее кончика иглы на рабочий размер из наконечника при обратном ходе толкателя. Величина рабочего хода кончика иглы (ход иглы) прямо зависит от расстояния между крайними точками (носик или выступ, на котором закреплена игла) толкателя в верхнем и нижнем его положениях. Этот ход иглы так же зависит от места соединения конца шатуна 4 с толкателем 6. А это место зависит от расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом качательного крепления толкателя на корпусе.
Необходимость регулировки амплитуды хода иглы обусловлена тем, что для разных приемов рисования картинки или нанесения контурных линий используются приемы проколов на разных вылетах кончика иглы. Также эта необходимость обусловлена разной толщиной и твердостью кожи на разных участках тела. При переходе с одного при6ема рисования на другой технический прием мастер должен изменить ход иглы и, если необходимо, произвести замену иглы и пигмента. В заявленном решении используется простое и оригинальное решение, позволяющее регулировать вылет кончика иглы без разборки машинки.
Для этого толкатель привода возвратно-поступательного перемещения может быть выполнен в виде продолговатой пластины, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе для возможности качания этой пластины относительно корпуса, а другой имеет носик или выступ для посадки петли иглы. В теле пластины (фиг. 5) выполнена продольная по длине пластины прорезь 12, на одной стенке которой по длине прорези выполнены впадины и выступы для образования зубчатой рейки 13.
Конец шатуна, связываемый с толкателем, через подшипник 7 посажен на ось 14, один конец которой, введенный в полость прорези 12, выполнен с зубьями для зацепления с зубчатой рейкой 13 и которая выполнена с возможностью перемещения в направлении от зубчатой рейки для перемещения этой оси вдоль зубчатой рейки.
В исходном положении ось 14, на которой закреплен на подшипнике конца шатуна, введена зубьями в зацепление с зубчатой рейкой. При необходимости увеличения или уменьшения расстояния от оси 15 качания толкателя (фиг. 5) до места связи с шатуном мастер выводит ось 14 из зацепления и смещает ее (вместе с подшипником и концом шатуна 4) вдоль зубчатой рейки с последующим зацеплением в том месте, которое отвечает выбранной им амплитуде хода иглы.
Для фиксации этого зацепления применяется механизм фиксации оси 14 в зацеплении с зубчатой рейкой в любом положении по длине этой зубчатой рейки. Такой механизм может быть выполнен в виде электромагнитным прижима для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой. То несть при включении машинки (питания электродвигателя) происходит запитка обмотки на оси, что формирует ЭДС, посредством которой часть ось 14 с зубьями прижимается к зубьям зубчатой рейки. На свободном конце оси 14 смонтирована ручка 16, нажатием на которую мастер, преодолевая усилие магнитного прижима, отодвигает зубчатый конец оси 14 от зубчатой рейки и перемещает его вдоль этой рейки. Ручка 16 может быть закреплена на оси 14 или конец оси 14 может быть выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой.
Как вариант исполнения ось 14, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, может быть выполнена подпружиненной для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой за счет поджатия пружиной, а вывод оси 14 из зацепления производиться нажатием на ручку 16 с усилием, превышающим усилие поджатие от пружины.
При таком исполнении мастер может производить смену амплитуды хода иглы, кратковременно выключая саму машинку, в процессе рисования. Для удобства контроля хода иглы на корпусе машинки в зоне зубчатой рейки может быть нанесена шкала 17 (фиг.4) размеров выходов кончика иглы.
Практика нанесения татуировочного рисунка не предусматривает установленных норм или обязательны требований по выбору наклона иглы по отношению к кожной поверхности. Этот наклон сильно зависит от типа кожи, от конкретного участка кожи на теле человека или животного, от конкретной иглы (диаметр и/или форма кончика). Имеются рекомендации по применению наклонных вводов иглы в общем рисунке и переходе на прямой угол или к прямому углу при повышении сопротивления кожного покрова, которое опытный мастер определяет по изменению монотонного жужжания электродвигателя. Но опыт приходит только при постоянной и длительной работе с машиной одного типа, когда машинка «прирастает» к руке и ощущениям. В реальности, при отсутствии такого многолетнего опыта или при наличии внешних помех или слишком подвижного клиента момент несовпадения силы прокола по отношению к состоянию кожи или к конкретному участку кожи (например, на внешней стороне руки выделено пять участков кожного покрова, которые сильно отличаются друг от друга по степени сопротивления проколам) пропускается или поздно замечается по негативной реакции в следах проколов. В заявленном решении предлагается использовать принцип амортизации хода иглы для того, чтобы повышение давления под иглой при выбранном режиме хода иглы не приводил к разрушению кожного покрова.
Для этого в кинематической цепи связи электропривода с толкателем 6 размещен упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы при контакте с поверхностью нанесения татуировки. Упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы может быть выполнен в виде шатуна 4 изогнутой формы из упругодеформируемого материала (фиг. 2), примерно S-образной формы (как показано на этом рисунке) или иной формы на участке между его концами, связанными с эксцентриковым узлом и толкателем. При появлении сопротивления под иглой возникает разница между усилием на эксцентрике и усилием на кончике (носике) толкателя, которое компенсируется деформацией центральной части изогнутого шатуна 4. При обратном ходе иглы сопротивление пропадает и усилия выравниваются, что приводит к восстановлению формы шатуна. Обратная связь кончика иглы, контактирующего с кожным покровом, с неизменяемым по параметрам работы электродвигателем позволяет исключить негативное воздействие на кожный покров при переходе с одного обрабатываемого участка на другой, который имеет отличные параметры. Это очень важно для клиента в вопросе его гигиенической безопасности и необходимо для мастера, так как у каждого человека сопротивление кожного покрова по отдельным участкам индивидуально и не может быть априори определено мастером. При том, что в заявленной машинке можно производить перенастройку хода иглы в процессе нанесения татуировки, становится важным, что машинка обеспечивает контроль за изменением типа кожного покрова по обратной реакции, что позволяет мастеру быстро определиться с необходимостью изменения наклона иглы или со сменой оного типа иглы на другой. Это повышает безопасность проведения татуирования и обеспечивает гигиеническую безопасность процесса за счет исключения чрезмерного повреждения кожного покрова.
В процессе нанесения рисунка постоянно возникает необходимость смены иглы. В основном замена иглы вызывается необходимостью использования иглы другой формы, остроты заточки или размера для нанесения крупных или мелких деталей, изменения техники работы. По аналогии с использованием разных кистей для рисования. Для этого необходимо отсоединить держатель с трубкой от корпуса, заменить иглу и снова закрепить держатель на корпусе с последующей заправкой наконечника пигментом. Эта операция, как правило, требует времени, так как трубка держателя должна быть вставлена в гнездо корпуса определенным образом, при котором проем в наконечнике будет всегда обращен вверх. Для сокращения времени переоснасти, что порой становится очень важным для непрерывания процесса нанесении некоторых видов рисунка по специальным техникам нанесения и линий, машинка выполнена с быстросъемным узлом крепления держателя к корпусу.
Этот узел выполнен (фиг. 6) в виде размещенного в корпусе 1 ползуна 18 со сквозным отверстием, в которое устанавливается трубка 8 держателя 9 (фиг. 3), и винтового фиксатора 19, используемого для перемещения ползуна с установленной в нем трубкой держателя относительно корпуса. Трубка, оснащенная элементами позиционирования (в виде выдавок на стенке, например) вставляется в отверстие ползуна, при смещении которого эта трубка прижимается к ползуну и через него к корпусу. Процесс фиксации держателя на корпусе достаточно прост, но необходимо точно спозиционировать трубку с тем, чтобы проем в наконечнике был обращен в заданную сторону. Для этого вдоль корпуса 1 в месте крепления трубки 8 держателя 9 выполнен продольный вырез 20, а в стенке ползуна 18, обращенной в сторону продольного выреза 20 в стенке корпуса, выполнен сквозной проем 21 для визуального контроля положения трубки держателя в ползуне. Посредством выреза 20 можно точно выставить положение трубки по, например, ее риске на стенке или выдавке.
Для удобства пользования винтовой фиксатор 19 выполнен с ручкой 22 (фиг. 1 и 3 ).
Принцип работы татуировочной машины следующий.
Все элементы и узлы закреплены в несущем корпусе 1, который одновременно является частью зажима держателя. На валу электродвигателя 2 постоянного тока жестко закреплен эксцентрик 3, который через подшипник передает движение от мотора на нижнюю часть упругодеформируемого шатуна 4. Верхняя часть шатуна через подшипник соединена с осью 14 механизма фиксации. Фиксатор регулировки в рабочем положении жестко соединен с толкателем 6 (бойком). Толкатель 6 закреплен на оси 15 в корпусе 1 и может на ней поворачиваться. При вращении мотора движение передается на толкатель, и он совершает неполноповоротные колебания. Игла 6 соединена с кончиком толкателя и совершает колебания совместно с ним. Ось 14 механизма фиксации может перемещаться вдоль толкателя (если ослабить ручку фиксации настройки амплитуды хода толкателя 6, которая имеет резьбу, прижимающую ось 14 к толкателю). Изменение амплитуды хода иглы 7 осуществляется благодаря тому, что меняется расстояние между верхней точкой крепления шатуна к толкателю и осью 15 вращения бойка 17. При настройке расстояния от точки крепления шатуна до оси бойка пользователь ориентируется по шкале 17 с цифрами, обозначающими амплитуду хода иглы. После перемещения в нужное положение фиксатор входит в один из пазов зубчатой рейки 13 и надежно соединяется с толкателем (бойком).
Особенностью заявленной машинки является то, что в качестве электродвигателя использован электродвигатель с питанием от встроенного в корпус аккумулятора. С одной стороны, применение электродвигателя, питающегося от аккумулятора, позволяет исключить необходимость использования централизованной системы электроснабжения переменного тока, что повышает удобство и комфорт управления машинкой во время нанесения рисунка. Исключается вероятность выдергивания провода питания из розетки или из гнезда его подключения к машинке, что может быть опасно, если это происходит во время нанесения рисунка из-за мгновенной остановки двигателя. В известных роторных машинках питание от сети подается на внешний стационарный блок питания, который понижает напряжение и выпрямляет ток подаваемый на двигатель машинки. Также эти блоки обеспечивают регулировку подаваемого на машинку напряжения. То есть сами машинки требуют низкого постоянного напряжения (3-18 вольт)
А применение электродвигателя постоянного тока позволяет уйти от вибрации и упростить систему регулирования оборотов мотора. График зависимости частоты от момента силы на валу представляет собой прямую с отрицательным наклоном. Такая же прямая, но идущая с положительным наклоном, является графиком зависимости частоты вращения якоря от напряжения питания. Это и есть регулировочная характеристика синхронного двигателя. Благодаря линейности характеристик упрощается управление электродвигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, то изменяя его величину, например переменным сопротивлением, можно регулировать параметры работы электродвигателя. Регулирование частоты вращения ротора легко осуществляется путём изменения напряжения. В коллекторных двигателях с помощью пусковых реостатов добиваются плавности увеличения оборотов, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из эффективных способов торможения. Конкретно в нашей машинке применен бесколлекторный электродвигатель со специальным драйвером. Управление скоростью происходит драйвером. Но возможно исполнение с обычным коллекторным электродвигателем постоянного тока
При этом такой мотор не зависит от напряжения в сети централизованного электроснабжения и имеет более мягкие характеристики пуска и работы, при которых отсутствуют ударные моменты на толкателе (бойке). В предлагаемой нами машинке толкатель не совершает ударов, тормозится мягко и вибрация значительно ниже. При этом предлагаемый специальный амортизирующий шатун улучшает процесс внесения краски в кожу, без добавления вибрации.
В заявленную машинку может быть встроена система автоматического выключения при бездействии машинки. В электронном блоке управления установлены акселерометр и гироскоп, данные которых анализируются и обрабатываются таким образом, что когда пользователь кладет машинку на стол, то она автоматически отключает вращение мотора. Если после этого пользователь берет машинку со стола, то мотор снова автоматически включается. Такая функция добавляет удобства и упрощает работу, экономит энергию и продлевает время работы на одном заряде аккумулятора.
Для этого машинка снабжена электронным процессорным блоком контроля нерабочего состояния машинки, который включает в себя акселерометр, гироскоп и исполнительный узел, связанный с системой питания электродвигателя, при этом указанный блок выполнен с функцией выдачи сигнала указанному узлу для отключения электродвигателя от системы питания при бездействии машинки и включения питания при поступлении сигналов от акселерометра и гироскопа. Конструктивно данная система не представлена в детальной проработке, так как представляет собой известное решение.
Электронный процессорный блок может представлять собой программируемый процессорный контроллер, выполненный с функцией приема поступающих сигналов отакселерометра и гироскопа для поддержания питания электродвигателя и выключения питания при отсутствии сигналов в течение заданного промежутка времени.
Разработчики портативных электронных устройств первую очередь отмечают три следующих особенности портативной электроники: время автономной работы от батарей является основным ограничением для сегодняшних портативных устройств, размеры и форма портативных устройств во многом определяются форм-фактором используемых батарей и дополнительный функционал, обеспечивающий новые полезные функции, сегодня нелегко реализовать из-за ограничений по питанию. В связи с этим применяются схемы, позволяющие продлить время жизни аккумуляторов. Такие схемы построены на использовании датчиков, определяющих наличие движения: акселерометров и гироскопов, обеспечивающих положение в пространстве, направление движения и ускорение. Акселерометры измеряют линейное ускорение, а гироскопы - ускорение вращения. Совместно они предоставляют данные по всем шести степеням свободы движения. Многие производители объединяют акселерометры и гироскопы в одном корпусе. Такие устройства могут предоставлять полную информацию о местоположении (местоположение и ориентация могут быть выражены совместно в форме «кватернионов»), их иногда называют инерциальными измерительными блоками - IMU (ст. Виктор Чистяков «Как снизить энергопотребление портативной электроники. Часть I», 17.01.2019 г., выложенная на сайте «ТЕРРА Электроника» в сети Интернет по адресу: https://www.terraelectronica.ru/news/5709).
Кроме того, на корпусе 1 (или на охватывающем корпус кожухе) машинки может быть размещен дисплей 23 с микропроцессорным управлением для отображения параметров работы электродвигателя и параметров хода иглы или толкателя картриджа с иглой, и размещена трехпозиционная кнопка 24 по типу джойстика для управления работой электродвигателя. На панели размещения кнопки и дисплея может быть организовано гнездо 25 для подключения провода блока зарядки аккумулятора.
Предлагаемая машинка имеет встроенный аккумулятор и электронный блок управления, который обеспечивает удобный контроль татуировочной машиной и позволяет ее свободно перемещать при использовании. Также блок обеспечивает более точный и удобный контроль благодаря тому, что:
- имеет дисплей (экран), на котором отображаются настройки татуировочной машинки (частота колебаний иглы, уровень заряда аккумулятора, номер ячейки памяти частоты колебаний иглы, индикатор включения мотора, индикатор подключения внешнего источника питания). На аналогичных устройствах из уровня техники экран отсутствует, индикация происходит изменением цвета свечения светодиода, что не дает однозначного понимания о настройке.
- позволяет точно настроить скорость вращения электромотора, которая отображается в герцах (оборотах в секунд), а благодаря этому точно настроить частоту колебаний толкателя (бойка) и иглы. В аналогах регулируется напряжение питания мотора, которое не имеет однозначной связи с частотой колебаний иглы и не дает пользователю однозначное понимание о работе татуировочной машинки
- параметры машинки управляются специальной многофункциональной кнопкой-джойстиком. Кнопка (джойстик) имеет вытянутую форму, опирается на два микровыключателя. Благодаря своей форме она обеспечивает три возможных функции: нажатие левого микровыключателя, нажатие правого микровыключателя, одновременное нажатие двух микровыключателей (при нажатии пальцем по центру кнопки). Благодаря этому управление становится понятным и удобным, легко управлять даже на ощупь. Аналоги имеют две отдельные кнопки или одну однофункциональную кнопку с одним микровыключателем, что усложняет процесс регулировки.
Механическая часть татуировочной машины также имеет ряд преимуществ по сравнению с аналогами
- механизм легкого и быстрого изменения амплитуды колебаний иглы. Благодаря чему пользователь может выбрать оптимальную амплитуду в процессе работы. Это позволяет одной машинкой выполнить больше различных типов работ с оптимальной производительностью. При этом, благодаря фиксированным положениям и шкале, легко однозначно и повторяемо добиться нужной настройки. В аналогах это невозможно или требует разборки устройства и замены деталей, или же настройка сложная.
- амортизирующий шатун, который сообщает движение бойку и игле, улучшая внесение краски в кожу и уменьшая травмирование кожи. В аналогах движение передается жестким механизмом или имеет сложную, менее надежную систему смягчения.
- улучшенный зажим держателя. Зажим отличается наличием прорези спереди для прохода иглы, что облегчает сборку машинки перед сеансом. А также внутри замка движущаяся часть равномерно обхватывает трубку держателя, которую зажимает, что предотвращает ее смятие. У аналогов внутри похожих замков сила при зажатии трубки давление распределяется неравномерно что приводит к поломкам и смятием трубок держателя, или же прорезь отсутствует.
Настоящее изобретение промышленно применима и опробована с получением хороших результатов в части уменьшения существенного повреждения кожного покрова, выраженного в последствиях заживления ран проколотых мест кожного покрова. Обеспечивает повышение безопасности использования за счет обеспечения амортизации хода иглы и изменения амплитуды хода иглы для формирования на игле обратной реакции от поверхности нанесения татуировочного рисунка.
1. Татуировочная машинка, содержащая размещенный в корпусе электродвигатель, который через эксцентриковый узел связан с амортизирующим шатуном для возвратно-поступательного перемещения его конца, связанного с толкателем, к которому съемно прикреплена игла или толкатель картриджа с иглой с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей, на которой закреплен держатель для руки, при этом машинка снабжена узлом изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы,
отличающаяся тем, что в качестве электродвигателя использован электродвигатель постоянного тока с питанием от встроенного в корпус аккумулятора,
толкатель привода возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде продолговатой пластины, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе для возможности качания этой пластины относительно корпуса, а в теле пластины выполнена продольная по длине пластины прорезь, на одной стенке которой по длине прорези выполнены впадины и выступы для образования зубчатой рейки, а конец шатуна, связываемый с толкателем, через подшипник посажен на ось, один конец которой выполнен с зубьями для зацепления с зубчатой рейкой и которая выполнена с возможностью перемещения в направлении от зубчатой рейки для перемещения этой оси вдоль зубчатой рейки для изменения амплитуды возвратно-поступательного перемещения иглы за счет изменения расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом крепления толкателя на корпусе,
при этом амортизирующий шатун выполнен изогнутой формы из упругодеформируемого материала на участке между его концами, которые связаны с эксцентриковым узлом и толкателем.
2. Татуировочная машинка по п. 1, отличающаяся тем, что ось, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, оснащена электромагнитным прижимом для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой, а конец оси выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой.
3. Татуировочная машинка по п. 1, отличающаяся тем, что ось, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, выполнена подпружиненной для фиксации оси в положении зацепления с зубчатой рейкой, а конец оси выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой.
4. Татуировочная машинка по п. 1, отличающаяся тем, что машинка дополнительно оснащена быстросъемным узлом прикрепления трубки держателя к корпусу, при этом этот узел выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна со сквозным отверстием, в которое устанавливается держатель, и винтового фиксатора, используемого для перемещения ползуна с установленной в нем трубкой держателя относительно корпуса.
5. Татуировочная машинка по п. 4, отличающаяся тем, что вдоль корпуса в месте крепления трубки держателя выполнен продольный вырез, а в стенке ползуна, обращенной в сторону продольного выреза в стенке корпуса, выполнен сквозной проем для визуального контроля положения трубки держателя в ползуне.
6. Татуировочная машинка по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе размещен дисплей с микропроцессорным управлением для отображения параметров работы электродвигателя и параметров хода иглы или толкателя картриджа с иглой, и размещена трехпозиционная кнопка по типу джойстика для управления работой электродвигателя.
7. Татуировочная машинка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена электронным процессорным блоком контроля нерабочего состояния машинки, который включает в себя акселерометр, гироскоп и исполнительный узел, связанный с системой питания электродвигателя, при этом указанный блок выполнен с функцией выдачи сигнала указанному узлу для отключения электродвигателя от системы питания при бездействии машинки и включения питания при поступлении сигналов от акселерометра и гироскопа.
