Автоматическое устройство для опорожнения мешков с замороженным препаратом крови
Изобретение относится к автоматическому устройству для опорожнения мешков с замороженным препаратом, предпочтительно препаратом крови. Автоматическое устройство содержит устройство для извлечения препарата, бункер для приема препарата, транспортирующие средства для транспортирования мешка из зоны приема в устройство для извлечения препарата, режущее средство, расположенное на траектории перемещения мешка между зоной приема и устройством для извлечения препарата. Причем режущее средство расположено на колебательной опоре, содержащей средство, выполненное с возможностью поглощения энергии соударений мешка с режущим средством и возврата указанного режущего средства в его первоначальное положение. Использование изобретения позволяет увеличить срок эксплуатации режущего лезвия с обеспечением при этом увеличения рабочих циклов устройства для опорожнения мешков и уменьшить необходимое техническое обслуживание для указанного устройства. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.
Предложенное изобретение относится к автоматическому устройству для опорожнения мешков с замороженным препаратом. Указанный замороженный препарат, предпочтительно, представляет собой препарат крови.
Широко известно использование гибких пластмассовых контейнеров для хранения препаратов крови. Обычно указанные гибкие пластмассовые контейнеры представляют собой мешки. Наиболее распространенными формами, в которых обычно хранят указанные препараты крови, являются цельная кровь, плазма, красные кровяные тельца и тромбоциты.
Фармацевтические лаборатории, специализирующиеся на препаратах из крови, получают мешки, которые заполнены препаратом крови, собранным у доноров. Указанный препарат крови доставляют в замороженном виде для поддержания указанного препарата в оптимальном состоянии сохранности. Данный замороженный препарат должен быть извлечен из мешков для проведения необходимой обработки для его использования в фармацевтических применениях.
Вследствие вариабельности размеров и формы уже замороженных мешков автоматизация процесса извлечения замороженного препарата крови из мешков представляет многочисленные технические трудности. По этой причине процесс опорожнения мешков выполняют, как правило, вручную или полуавтоматически, что влечет за собой работу операторов с биологически опасными препаратами обычно неэргономичным образом.
В европейском патентном документе 2548705 А1, озаглавленном "Устройство для опорожнения мешка с препаратом крови" описано устройство для опорожнения мешков с замороженным препаратом из крови, состоящее из устройства для извлечения препарата, бункера для сбора препарата, режущего устройства, устройства для транспортировки мешка из зоны приема в устройство для извлечения препарата, двух удерживающих элементов и приводного устройства.
В устройстве, раскрытом в вышеуказанном документе, транспортирующее средство отвечает за транспортировку мешка с замороженным препаратом из крови из зоны приема в устройство для извлечения препарата. Указанное устройство для извлечения препарата состоит из двух роликов. Данные ролики вращаются в противоположных направлениях и приводятся в движение двигателем с обеспечением, при расположении мешка между обоими роликами, переноса указанными роликами мешка в противоположном направлении, в результате приводя содержимое указанного мешка к падению в бункер для сбора препарата. Посередине между зоной приема и устройством для извлечения выполнено лезвие в фиксированном положении. Указанное лезвие размещено на траектории прохождения мешка с обеспечением, при перемещении транспортирующим средством из зоны приема в устройство для извлечения, столкновения мешка с лезвием, при этом указанное лезвие разрывает указанный мешок. Благодаря данному разрыву в мешке ролики устройства для извлечения могут удалять указанный мешок и обеспечивают возможность попадания содержащегося в мешке препарата крови в бункер для сбора препарата.
Указанное устройство имеет недостаток, состоящий в том, что вследствие вариабельности формы замороженных мешков для гарантии разрыва мешка лезвием указанное лезвие должно проходить приблизительно через середину тела мешка, где объем и масса являются максимальными. Это означает, что при столкновении мешка с лезвием оно подвергается большому механическому напряжению, вызывающему разрушение указанного лезвия через несколько рабочих циклов.
При разрушении лезвия процесс опорожнения должен быть остановлен для замены лезвия. Этот временной интервал, в котором машина остановлена для замены лезвия, является прерыванием процесса и поэтому представляет значительные экономические потери.
Предложенное изобретение направлено на увеличение срока эксплуатации режущих лезвий и, таким образом, на продление рабочих циклов автоматизированных процессов опорожнения мешков с замороженным препаратом крови.
В предложенном изобретении вышеуказанная проблема решена путем замещения жесткой опоры лезвия на колебательную систему, выполненную с возможностью амортизации соударения лезвия с мешком. Кроме этого, в предложенном изобретении транспортирующее средство замещено другими средствами, выполненными с возможностью изменения траектории их перемещения в зависимости от формы мешка, а также изменено режущее лезвие.
В предложенном изобретении транспортирующие средства могут использовать функцию, которая обеспечивает возможность изменения траектории их перемещения в реальном времени в зависимости от переменной. Указанная переменная, на основании которой транспортирующие средства изменяют траекторию своего перемещения, представляет собой форму мешка. В частности, параметр, используемый для изменения траектории транспортирующих средств, представляет собой толщину мешка. При этом транспортирующие средства, предпочтительно, содержат роботизированную руку. Для определения толщины мешка, транспортируемого из зоны сбора в устройство для извлечения препарата, колебательная система с лезвием, предпочтительно, используется в качестве измерительного средства.
Одним из путей минимизации напряжений, которым подвергается лезвие, является обеспечение лезвия, выполненного с возможностью перемещения назад. Это может быть достигнуто путем добавления пружины к лезвию с обеспечением возможности его колебания. Однако, получаемый таким образом результат не будет полностью оптимальным, поскольку при этом возникнет проблема с возвратом пружины и, соответственно, с лезвием, после того как указанное лезвие завершит разрезание мешка.
Для устранения данного недостатка в одном особенно предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения в колебательную опору лезвия добавлена вторая пружина. Таким образом, выполнена одна пружина, отвечающая за обеспечение необходимой силы для резания, и другая пружина, отвечающая за компенсацию возвратной силы пружины, в результате чего перемещение лезвия не является слишком резким, и указанное лезвие не подвергается большим механическим напряжениям.
Кроме того, в указанном предпочтительном варианте выполнения режущее лезвие соединено с одноповоротным кодирующим преобразователем посредством упругой муфты таким образом, что, чем больше приложенная к лезвию сила, тем больше сжатие указанной упругой муфты. Указанное сжатие упругой муфты определяется кодирующим преобразователем, который затем передает указанное сжатие роботу, и, соответственно, указанный робот изменяет траекторию своего перемещения. Таким образом, если мешок является очень тонким, то робот незначительно изменяет свою траекторию вследствие очень малого колебания лезвия. Однако, если мешок является очень толстым, то робот значительно изменит свою траекторию, поскольку происходит существенное перемещение лезвия назад. Это позволяет выполнять равномерный разрез в мешке, при этом лезвие не подвергается чрезмерным механическим напряжениям.
В случае предложенного изобретения глубина реза в мешках зависит только от температуры препарата, содержащегося в указанных мешках (обычно плазмы крови), а не от формы мешка. Кроме того, воздействия, принимаемые транспортирующими средствами и лезвием вследствие различных толщин мешка, амортизируются системой упругих средств опоры лезвия.
В соответствии с другим аспектом предложенного изобретения также раскрыт новый и более преимущественный тип режущего лезвия. В преимущественном варианте выполнения новое лезвие представляет собой лезвие, имеющее непрерывную кромку и две режущие грани. Несмотря на то, что пилообразное лезвие, раскрытое в европейском патентном документе 25487054 А1, также может быть использовано с колебательной опорой и режущим средством, выполненным с возможностью изменения траектории своего перемещения, экспериментально было определено, что лучшие результаты достигаются при использовании нового лезвия, имеющего непрерывную кромку и две режущие грани. Благодаря предложенному новому лезвию новые функциональные возможности транспортирующих средств и колебательной опоры лезвия могут быть использованы с максимальным преимуществом.
Соответственно, в предложенном изобретении раскрыта колебательная режущая система, которая совместно с транспортирующими средствами, выполненными с возможностью изменения траектории своего перемещения в зависимости от формы разрезаемых мешков (причем указанные компоненты включены в автоматическое устройство для опорожнения мешков с препаратом крови), увеличивает срок эксплуатации режущего лезвия с обеспечением увеличения рабочих циклов указанного устройства для опорожнения мешков и уменьшения технического обслуживания, необходимого для указанного устройства.
В частности, в предложенном изобретении раскрыто автоматическое устройство для опорожнения мешков с замороженным препаратом крови, содержащее устройство для извлечения препарата, бункер для приема препарата, транспортирующие средства для транспортировки мешка из приемной зоны к устройству для извлечения препарата и режущее средство, расположенное на траектории мешка между приемной зоной и устройством для извлечения препарата, причем режущее средство установлено на колебательной опоре, которая содержит средство, выполненное с возможностью поглощения энергии соударений мешка с режущим средством и возврата указанного режущего средства в его первоначальное положение.
После разрыва мешка с препаратом крови режущим средством транспортирующие средства доставляют мешок в устройство для извлечения препарата. Указанное устройство для извлечения препарата, предпочтительно, содержит два ролика. Более предпочтительно, оба ролика контактируют друг с другом и вращаются в противоположных направлениях, что обеспечивает проход мешка через указанные ролики с приложением продольного давления вдоль всего мешка. Посредством такого расположения обеспечена возможность извлечения замороженного препарата крови из мешка, и после извлечения из соответствующего мешка падения указанного препарата крови в бункер для сбора препарата.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения разрезание или разрывание мешка с препаратом крови выполняется режущим средством. В одном предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения режущее средство представляет собой средство для поперечного резания мешка. В еще одном, более предпочтительном варианте выполнения указанное режущее средство содержит лезвие. Преимущественно, указанное лезвие представляет собой лезвие, имеющее непрерывную кромку и две режущие грани, расположенные под углом 90°.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения режущее средство расположено в фиксированном положении на траектории перемещения, заданной транспортирующими средствами, обеспечивающими транспортировку мешков с препаратом крови из зоны приема в зону устройства для извлечения препарата.
Преимущественно, указанные средства для транспортировки мешка содержат роботизированную руку. Более предпочтительно, указанные транспортирующие средства выполнены с возможностью изменения траектории перемещения, задаваемой ими с помощью параметра. В еще более предпочтительном варианте указанный параметр представляет собой форму разрезаемого и опорожняемого мешка. В наиболее преимущественном возможном варианте выполнения параметр, используемый для изменения траектории транспортирующих средств, представляет собой толщину мешка.
В одной модели колебательная опора выполнена с возможностью действия в качестве измерительного средства для изменения траектории перемещения транспортирующих средств.
В одном варианте выполнения режущее средство установлено на валу коромыслового узла. В одном конкретном варианте выполнения предложенного изобретения режущее средство, установленное на валу указанного коромыслового узла, может иметь максимальное колебание 15°. Возможны также другие варианты выполнения, в которых колебание опоры режущего средства является линейным, а не угловым.
В одном варианте выполнения вышеуказанный коромысловый узел содержит вал и коромысло. В более предпочтительном варианте выполнения указанное коромысло представляет собой полуцилиндр, хотя в других вариантах выполнения указанное коромысло может быть выполнено в виде многоугольной призмы, сектора цилиндра и в виде других форм.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения вал коромыслового узла имеет различные диаметры по своей длине с обеспечением возможности действия каждого изменения диаметра в качестве стопора. Предпочтительно, указанный вал коромыслового узла имеет два различных диаметра на своей передней части.
В предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения круговое кольцо, ограниченное двумя различными диаметрами вала коромыслового узла на передней части данного вала, имеет по меньшей мере одно отверстие. Указанное круговое кольцо, предпочтительно, содержит два отверстия, расположенные вдоль горизонтального вала симметрично относительно вертикальной оси.
В одной модели режущее средство содержит удлиненную канавку и по меньшей мере одно отверстие. Благодаря указанной удлиненной канавке режущее средство установлено на передней части вала коромыслового узла с меньшим диаметром с обеспечением выравнивания указанного по меньшей мере одного отверстия в режущем средстве с указанным по меньшей мере одним отверстием в круговом кольце, ограниченном изменением диаметра вала. При этом, режущее средство, предпочтительно, содержит два отверстия, расположенные симметрично относительно продольной оси удлиненной канавки.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения режущее средство прикреплено к валу посредством вставки удерживающего штифта для каждого отверстия из указанного по меньшей мере одного отверстия в разрезающем средстве и вале. При этом, режущее средство, предпочтительно, расположено с обеспечением примыкания указанного режущего средства с одной стороны к круговому кольцу, ограниченному изменением в поперечном сечении вала, и примыкания с другой стороны указанного режущего средства к рукоятке для удержания лезвия. Указанная рукоятка для удержания лезвия, предпочтительно, содержит продольное отверстие, обеспечивающее возможность введения передней части меньшего диаметра вала коромыслового узла в указанное продольное отверстие в рукоятке для удержания лезвия. Посадка между валом коромыслового узла и продольным отверстием в рукоятке такова, что для вынимания рукоятки требуется большая сила, значительно превышающая силу, которой данное соединение подвергается при нормальных рабочих условиях.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения средство, выполненное с возможностью поглощения энергии соударений мешка с режущим средством и возврата режущего средства в его первоначальное положение, содержит по меньшей мере одно упругое средство. Преимущественно, указанное по меньшей мере одно упругое средство воздействует на коромысло. В предпочтительном варианте предложенного изобретения колебательная опора содержит коромысло и по меньшей мере два упругих средства, расположенных с обеспечением создания противоположных пар сил на коромысле. В одном преимущественном варианте выполнения указанные упругие средства представляют собой пружины. В других вариантах выполнения предложенного изобретения, в которых колебания опоры режущего средства являются линейным, упругие средства расположены параллельно направлению колебания опоры.
Благодаря такому расположению упругих средств одни упругие средства обеспечивают возможность создавать необходимую для резания силу, а другие упругие средства компенсируют возвратную силу упругих средств, обеспечивая не слишком резкое перемещение лезвия.
Преимущественно, упругие средства, создающие необходимую режущую силу или упругие работающие на сжатие средства имеют постоянную упругости (К), которая превышает постоянную упругости упругих средств, компенсирующих возвратную силу (или просто упругих компенсирующих средств). Однако возможны также другие варианты выполнения, в которых упругие компенсирующие средства имеют постоянную упругости, превышающую или равную постоянной упругости упругих работающих на сжатие средств.
В предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения указанные пружины на одном конце прикреплены к коромыслу, а на другом конце к разделителю. При этом указанный разделитель, предпочтительно, прикреплен к корпусу колебательного лезвия средствами непостоянного соединения. Преимущественно, указанные средства непостоянного соединения представляют собой болты.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения различные внутренние части расположены внутри корпуса колебательного лезвия. Указанный корпус закрыт с одного из своих концов крышкой, имеющей уплотнительную прокладку на внутренней части. Крышка имеет центральное отверстие, через которое проходит вал коромыслового узла. При этом, между валом коромыслового узла и крышкой расположен фиксатор для гарантии уплотнения закрытия. Указанная крышка, предпочтительно, соединена с корпусом колебательного лезвия средствами непостоянного соединения. Преимущественно, указанные средства непостоянного соединения представляют собой болты.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения внутри корпуса колебательного лезвия размещено множество подшипников, причем назначение указанных подшипников заключается в поддержании вала коромыслового узла и в обеспечении возможности вращения указанного узла при минимизации трения.
В одной модели колебательная опора содержит устройство, выполненное с возможностью преобразования положения колебательной опоры в выходной сигнал. Преимущественно, указанная колебательная опора содержит устройство, выполненное с возможностью преобразования углового положения режущего средства в выходной сигнал.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения задний конец вала коромыслового узла соединен с упругой муфтой, которая, в свою очередь, соединена средствами непостоянного соединения с устройством, выполненным с возможностью преобразования положения коромыслового узла в выходной сигнал. С учетом того, что режущее лезвие жестко соединено с коромысловым узлом, положение коромыслового узла эквивалентно положению режущего лезвия. При этом, указанная гибкая муфта, предпочтительно, расположена внутри корпуса колебательной опоры, а устройство, выполненное с возможностью преобразования положения коромыслового узла в выходной сигнал, выступает снаружи корпуса колебательного лезвия через отверстие в его заднем конце. Предпочтительно, между устройством, выполненным с возможностью преобразования положения колебательной опоры в выходной сигнал, и корпусом колебательной опоры выполнен фиксатор.
Назначение фиксаторов и уплотнительных прокладок, являющихся составной частью различных вариантов выполнения предложенного изобретения, заключается в гарантии уплотнения закрытия различных соединений, в которых они размещены, для предотвращения возможного загрязнения препарата крови. Поскольку извлекаемый из мешков препарат крови используется далее для фармацевтических применений, важно гарантировать отсутствие загрязнения в указанном препарате крови.
В одном варианте выполнения переменной, используемой для определения положения коромыслового узла, является его угловое положение. В предпочтительном варианте предложенного изобретения устройство, выполненное с возможностью преобразования углового положения коромыслового узла в выходной сигнал, представляет собой кодирующий преобразователь. Более предпочтительно, выходной сигнал указанного кодирующего преобразователя представляет собой аналоговый сигнал. Как очевидно специалистам в данной области техники, в других вариантах выполнения, в которых колебание опоры режущего средства, является линейным, датчик, используемый для определения положения указанной опоры и режущего средства, которое она удерживает, представляет собой датчик, предназначенный для данного типа перемещения, то есть датчик линейного положения.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения напряжение аналогового выходного сигнала кодирующего преобразователя изменяется в зависимости от углового положения режущего средства.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения указанный кодирующий преобразователь соединен с картой аналогового ввода. Указанная карта аналогового ввода выполнен с возможностью преобразования аналогового выходного сигнала кодирующего преобразователя в цифровой сигнал, который может быть считан приводным блоком роботизированной руки.
В одной модели автоматическое устройство для опорожнения мешков с замороженным препаратом крови содержит приводной блок, выполненный с возможностью изменения траектории транспортирующих средств в соответствии с сигналом, принятым от устройства, выполненного с возможностью преобразования положения колебательной опоры в выходной сигнал.
Указанный приводной блок роботизированной руки, предпочтительно, представляет собой программируемый логический контроллер. Указанный программируемый логический контроллер выполнен с возможностью управления перемещением роботизированной руки.
Более предпочтительно, указанный программируемый логический контролер выполнен с возможностью изменения траектории роботизированной руки в зависимости от углового положения режущего средства.
В одном преимущественном варианте выполнения предложенного изобретения программируемый логический контроллер выполнен с возможностью гарантированного расположения режущего средства в определенном угловом положении независимо от толщины и/или формы разрезаемого мешка. Целевое угловое положение режущего средства определяется как целевой угол. В указанном преимущественном варианте выполнения программируемый логический контроллер изменяет траекторию, определяемую роботизированной рукой, с обеспечением максимального приближения угла, определенного режущим средством, к целевому углу.
В настоящем документе понятие "препарат крови" может относиться к цельной крови, плазме крови или к любым другим препаратам из крови. В настоящем документе понятия "препарат крови" и "замороженный препарат крови" эквивалентны друг другу. Кроме того, в любом месте настоящего документе понятия "лезвие" и "режущее лезвие" использованы эквивалентным и взаимозаменяемым образом. Во всем тексте термины "колебательная опора" и "колебательная опора лезвия" использованы эквивалентным и взаимозаменяемым образом. В настоящем документе термины "робот" и "роботизированная рука" использованы эквивалентным и взаимозаменяемым образом.
Для лучшего понимания представлены пояснительные, но неограничивающие чертежи для одного варианта выполнения предложенного устройства для опорожнения мешков с замороженным препаратом крови, на которых:
- на фиг. 1 изображена аксонометрическая проекция автоматического устройства для опорожнения мешков с замороженным препаратом крови;
- на фиг. 2 изображена аксонометрическая проекция колебательной опоры лезвия;
- на фиг. 3 изображена аксонометрическая проекция колебательной опоры лезвия в разобранном виде;
- на фиг. 4 изображен продольный разрез колебательной опоры лезвия;
- на фиг. 5 изображен поперечный разрез колебательной опоры лезвия;
- на фиг. 6 изображена аксонометрическая проекция колебательной опоры лезвия в продольном разрезе;
- на фиг. 7 изображено, на виде спереди, известное из уровня техники лезвие;
- на фиг. 8 изображено, на виде спереди, предложенное лезвие;
- на фиг. 9 изображены различные формы, которые могут быть у мешков с замороженным препаратом крови;
- на фиг. 10 приведен пример показаний кодирующего преобразователя и высоты роботизированной руки для заданного целевого угла лезвия и конкретной формы мешка;
- на фиг. 11 изображена рабочая блок-схема для привода в действие роботизированной руки.
На фиг. 1 изображено автоматическое устройство для опорожнения мешков с препаратом крови. В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, можно видеть, что выполнено два автоматических устройства для опорожнения мешков с препаратом крови в одиночной рабочей станции. В изображенном варианте выполнения оба устройства делят один бункер (7) для сбора препарата крови, а остальные элементы дублируют друг друга. В данном варианте выполнения видно, что транспортирующие средства представляют собой роботизированную руку (4). Указанная рука (4) выполнен с возможностью транспортирования мешков с препаратом крови (не изображено) из зоны приема в устройство (5) для извлечения. Пластмассовый мешок переносится устройством (5) в направлении, противоположном направлению замороженного препарата крови, и указанный мешок падает в контейнер (6) для сбора использованных мешков.
В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, устройство (5) содержит два параллельных ролика, выполненных с возможностью вращения в противоположных направлениях с обеспечением переноса, при расположении мешка между обоими роликами, указанными роликами мешка в направлении, противоположном направлению замороженного препарата крови, в результате чего препарат крови падает в бункер (7) для сбора.
В варианте выполнения на фиг. 1 посередине между зоной приема и устройством (5) выполнено лезвие в фиксированном положении, установленное на колебательной опоре (1). Указанная опора (1) и соответствующее лезвие размещены на траектории перемещения мешка с обеспечением столкновения, при транспортировании роботизированной рукой (4) мешка из зоны приема в устройство (5), указанного мешка с лезвием, и разрывания лезвием указанного мешка. Благодаря данному разрыву в мешке ролики устройства (5) могут удалять указанный мешок.
Роботизированная рука (4), изображенная на фиг. 1, выполнена с возможностью изменения своей траектории в зависимости от формы опорожняемого мешка с препаратом крови. Для этого колебательная опора (1), удерживающая режущее лезвие, также выполнена с возможностью действия в качестве измерительного средства для определения формы мешка, и таким образом рука (4) может соответственно изменять свою траекторию. Назначение изменения траектории указанной руки (4) заключается в поддержании режущего лезвия под заданным целевым углом.
На фиг. 2 изображена предложенная колебательная опора (1) во всей своей полноте. Внутренние компоненты указанной колебательной опоры (1) находятся внутри корпуса (100), который закрыт на своей передней части крышкой (40). Поскольку крышка (40) соединена с корпусом (100) средствами непостоянного соединения, в данном случае болтами, внутреннее пространство колебательной опоры (1) является легко доступным для замены или технического обслуживания ее внутренних компонентов.
Как можно видеть на фиг. 2, колебательная опора (1) для крепления лезвия (20) имеет, среди прочих компонентов, крепежную рукоятку (10). От задней части корпуса (100) выступает кодирующий преобразователь (140), выполненный с возможностью преобразования углового положения лезвия (20) в выходной сигнал. Затем выходной сигнал используется для определения траектории, вдоль которой должны перемещаться транспортирующие средства (не изображено).
На фиг. 3 изображена аксонометрическая проекция, в разобранном виде, всех компонентов данного варианта выполнения колебательной опоры (1). Как можно видеть, на переднем конце колебательной опоры (1) выполнена крепежная рукоятка (10), функция которой состоит в гарантировании того, что лезвие (20) находится в соответствующем положении. Лезвие (20) расположено на вале (52) коромыслового узла (50). Как можно видеть на фиг. 3, вал (52) коромыслового узла (50) имеет различные диаметры вдоль своей длины с обеспечением возможности действия каждого изменения диаметра в качестве стопора. В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, лезвие (20) примыкает к уменьшению диаметра вала (52) коромыслового узла (50) на его передней части. Кроме того, для крепления лезвия (20) указанное лезвие (20) и круговое кольцо, ограниченной изменением диаметра вала (52), имеют по два отверстия (53), причем через каждое из которых вставлены крепежные штифты (54).
Как можно видеть на фиг. 3, коромысловый узел (50) содержит коромысло (51) которое в данном варианте выполнения является полуцилиндрическим. В изображенном варианте выполнения на коромысло (51) воздействуют две пружины, причем указанные пружины расположены симметрично относительно вертикальной оси с обеспечением создания противоположных пар сил на коромысле. В изображенном варианте выполнения работающая на сжатие пружина (60) имеет постоянную (К) упругости, которая превышает данную постоянную упругости для компенсационной пружины (70). Работающая на сжатие пружина (60) выполнена с возможностью создания требуемой для резания силы, а компенсационная пружина (70) выполнена с возможностью создания возвратной силы, компенсирующей работающую на сжатие пружину (60), обеспечивая, таким образом, не слишком резкое перемещение коромысла (51). В данном варианте выполнения каждая из двух пружин (60), (70) проходит через втулки (61), (71).
В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, работающая на сжатие пружина (60) и компенсационная пружина (70) прикреплены на своем верхнем конце к коромыслу (51), а на своем нижнем конце к разделителю (90). В данном варианте выполнения разделитель (90) имеет форму цилиндрического сектора и соединен с корпусом (100) средствами непостоянного соединения.
Для поддержания коромыслового узла (50) и расположенных на нем компонентов, а также для облегчения его поворота с минимизацией трения колебательная опора (1) имеет по меньшей мере один подшипник (80). В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, колебательная опора (1) имеет четыре подшипника (80), расположенных вдоль вала (52) коромыслового узла (50).
Как можно видеть в варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, вал (52) коромыслового узла (50) соединен на своей задней части с упругой муфтой (120), которая в свою очередь соединена с кодирующим преобразователем (140). Функции упругой муфты (120) заключаются, среди прочего, в корректировке смещений и в амортизации ударов и вибраций, а также в обеспечении плавной и бесшумной передачи движения. Указанный кодирующий преобразователь (140) поддерживается опорой (130) кодирующего преобразователя. Опора (130) имеет центральное отверстие, через которое проходит вал кодирующего преобразователя (140). Указанный вал преобразователя (140), проходящий через опору (130), соединен с упругой муфтой (120). В изображенном варианте выполнения преобразователь (140) соединен с опорой (130) средствами непостоянного соединения, которыми в рассматриваемом случае являются болты. В свою очередь, опора (130) расположена в корпусе (100).
В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, внутренние компоненты колебательной опоры (1) расположены внутри корпуса (100). На своей передней части корпус (100) закрыт крышкой (40). Как указано выше, крышка и корпус соединены, предпочтительно, средствами непостоянного соединения. Для обеспечения уплотненного закрытия крышка (40) имеет уплотнительную прокладку (41) на своей внутренней стороне. Крышка имеет центральное отверстие, через которое выступает вал (52) коромыслового узла (50). Как можно видеть на фиг. 3, в изображенном варианте выполнения между крышкой (40) и валом (52) выполнен фиксатор (30), назначение которого состоит в обеспечении уплотнения и предотвращении возможности попадания препарата крови во внутреннее пространство колебательной опоры (1), что, таким образом, предотвращает загрязнение препарата крови и износ компонентов указанной колебательной опоры (1).
В данном варианте выполнения преобразователь (140) выступает через отверстие в задней части корпуса (100). При этом между указанным отверстием в задней части корпуса (100) и кодирующим преобразователем (140) расположен фиксатор (110) для обеспечения уплотнения.
На фиг. 4 изображен продольный разрез колебательной опоры (1). На этом чертеже подробно изображена сборка различных компонентов и их расположение в колебательной опоре (1).
На фиг. 5 изображен поперечный разрез колебательной опоры (1) лезвия. На указанном чертеже подробно изображена конструкция коромыслового узла (50) и остальные вспомогательные компоненты, обеспечивающие колебательный характер опоры. На указанном чертеже изображено, как в данном варианте выполнения, работающая на сжатие пружина (60) и компенсационная пружина (70) прикреплены, на своем верхнем конце, к коромыслу (51) и, на своем нижнем конце, к разделителю (90). Кроме того, на указанном чертеже также изображено, как каждая пружина (60), (70) имеет соответствующую втулку (61), (71). Пружины (60), (70) проходят через соответствующие втулки (61), (71) с обеспечением действия указанных втулок в качестве направляющих. Как можно видеть на данном чертеже, в изображенном варианте выполнения как пружины (60), (70), так и втулки (61), (71) расположены симметрично относительно вертикальной оси.
На фиг. 6 изображена аксонометрическая проекция колебательной опоры лезвия в продольном разрезе. На данном чертеже с большой ясностью показано, как расположены различные компоненты колебательной опоры (1).
На фиг. 7 изображено лезвие, используемое в устройстве, раскрытом в европейском патентном документе 2548705 А1. Во время фазы разработки предложенного изобретения было замечено, что несмотря на то, что используемое ранее лезвие (2) является приемлемым, тем не менее оно не является оптимальным решением для использования в колебательной опоре (1) и в комбинации с транспортирующими средствами, выполненным с возможностью изменения своей траектории. По этой причине конструкция режущего лезвия была оптимизирована для использования с колебательной опорой (1) и с новыми транспортирующими средствами.
На фиг. 8 изображено оптимизированное лезвие для использования вместе с колебательной опорой (1) и транспортирующими средствами, выполненными с возможностью изменения своей траектории. В наиболее оптимальном варианте выполнения лезвие (20) имеет две режущие грани (23), (24) с непрерывной кромкой, сориентированные перпендикулярно друг другу. Как можно видеть, в данном варианте выполнения лезвие содержит удлиненную канавку (21) и два отверстия (22), расположенные симметрично относительно продольной оси удлиненной канавки (21). Для крепления лезвия (20) вал (52) расположен в удлиненной канавке (21) с обеспечением выравнивания отверстий (22) с соответствующими отверстиями (53) в круговом кольце, ограниченном изменением в диаметре вала (52). Для гарантии отсутствия перемещения лезвия через отверстия (22) в лезвии (20) и через отверстия (53) в вале (52) вставлены крепежные штифты (54). Кроме того, для крепления лезвия обеспечено наличие крепежной рукоятки (10), прикрепленной к валу (52) (см. фиг. 2-4).
На фиг. 9 изображены, исключительно в иллюстративных целях, три мешка (3), (3'), (3'') с препаратом крови, которые показывают, для примера, какие различные формы могут быть у мешков с препаратом крови после замораживания. Как можно видеть, мешки (3), (-3'), (3'') изображены со значительным отличием по своим формам, что затрудняет автоматизацию процесса опорожнения указанных мешков с замороженным препаратом крови.
На фиг. 10 изображен, исключительно в иллюстративных целях, пример показаний значений угла (7000) лезвия и изменения (9000) по высоте транспортирующих средств во время резания для заданного целевого угла (8000) и мешка (3''') с препаратом крови с конкретной формой.
Как можно видеть на данном графике, при увеличении толщины мешка это отражается на значении угла (7000) лезвия, считываемом кодирующим преобразователем (140). В данном варианте выполнения транспортирующие средства запрограммированы таким образом, что траектория не изменяется до тех пор, пока угол (7000) лезвия не превысит значение целевого угла (8000), причем от этой точки высота транспортирующих средств начинает возрастать до падения угла (7000) лезвия, и в этой точке транспортирующее средство останавливает свое поднимание или опускание в зависимости от изменения по углу (7000) лезвия. Окончательно, когда угол (7000) лезвия возвращается в первоначальное положение, устройство обнаруживает, что мешок уже прошел через лезвие, и транспортирующее средство опускается до первоначальной высоты.
В предложенном устройстве такие параметры, как целевой угол (8000) лезвия, изменения (9000) по высоте транспортирующих средств в зависимости от угла (8000) лезвия, чувствительность к изменениям по углу и другие подобные параметры могут быть изменены в зависимости от типа желательных результатов (максимального увеличения срока эксплуатации лезвия, минимального уменьшения времени разрезания и других подобных результатов.
Наконец, на фиг. 11 изображена рабочая блок-схема для привода в действие роботизированной руки (4), выполненной в данном варианте выполнения для действия в качестве транспортирующих средств. Как можно видеть на данном чертеже, процесс начинается со считывания кодирующим преобразователем (2000) углового положения (1000) лезвия. В данном варианте выполнения кодирующий преобразователь вырабатывает аналоговый выходной сигнал, считываемый картой (3000) аналогового ввода, отвечающей за оцифровывание выходного сигнала кодирующего преобразователя (2000). Выходной сигнал карты (3000) аналогового ввода считывают программируемым логическим контроллером (4000) (ПЛК). В программируемый логический контроллер (4000) также вводят целевой угол лезвия (5000). В зависимости от действительного угла и целевого угла лезвия программируемый логический контроллер (4000) определяет, необходимо ли поднимать или опускать роботизированную руку (6000), транспортирующую мешки с замороженным препаратом крови из приемной зоны в зону извлечения.
Предложенное изобретение описано и проиллюстрировано на основании репрезентативного примера. Следует, однако, понимать, что указанный вариант выполнения, приведенный для примера, никоим образом не ограничивает предложенное изобретение, и поэтому любые изменения, включенные непосредственно или в качестве эквивалентов в содержание пунктов прилагаемой формулы изобретения, должны рассматриваться как включенные в объем правовой охраны изобретения.
1. Автоматическое устройство для опорожнения мешка с замороженным препаратом крови, содержащее: устройство для извлечения препарата, бункер для приема препарата, транспортирующие средства для транспортирования мешка по траектории из зоны приема в устройство для извлечения препарата, режущее средство, расположенное на указанной траектории и выполненное с возможностью разрезания мешка над бункером для приема препарата, опору, на которой установлено режущее средство, причем указанная опора содержит коромысловый узел и выполнена с возможностью колебания для поглощения энергии соударения мешка с режущим средством и с возможностью возврата указанного режущего средства в его первоначальное положение, при этом коромысловый узел содержит: коромысло, вал с установленным на нем режущим средством с обеспечением углового колебания режущего средства, работающую на сжатие пружину, выполненную с возможностью создания требуемой для резания силы, действующей на коромысло в первом направлении, и компенсационную пружину, выполненную с возможностью создания силы, действующей на коромысло во втором направлении, противоположном указанному первому направлению, для компенсации возвратной силы работающей на сжатие пружины.
2. Устройство по п.1, в котором транспортирующие средства выполнены с возможностью изменения траектории транспортирования мешка в зависимости от формы мешка.
3. Устройство по п.1, в котором опора выполнена с возможностью действия в качестве измерительного средства для изменения траектории перемещения транспортирующих средств.
4. Устройство по п.1, в котором транспортирующие средства содержат роботизированную руку.
5. Устройство по п.1, в котором опора содержит устройство, выполненное с возможностью преобразования углового положения режущего средства в выходной сигнал.
6. Устройство по п.5, в котором опора содержит кодирующий преобразователь, выполненный с возможностью преобразования углового положения режущего средства в выходной сигнал.
7. Устройство по п.6, содержащее приводной блок, выполненный с возможностью изменения траектории транспортирования мешка в соответствии с указанным выходным сигналом.
8. Устройство по п.6, содержащее упругую муфту, предназначенную для соединения кодирующего преобразователя с валом коромыслового узла.
9. Устройство по п.1, в котором режущее средство содержит лезвие.
10. Устройство по п.9, в котором лезвие имеет непрерывные кромки и две режущие грани, сориентированные перпендикулярно друг другу.
11. Устройство по п.1, в котором постоянная упругости работающей на сжатие пружины превышает постоянную упругости компенсационной пружины.
