| Формула изобретения 1. Узел якоря татуировочной машины, содержащий якорь, пружину якоря, контактную пружину и крепежный винт, при этом якорь установлен на пружине якоря при помощи крепежного винта с возможностью колебательного движения, отличающаяся тем, что якорь выполнен с зацепом, а контактная пружина установлена с возможностью взаимодействия с зацепом якоря. 2. Узел якоря татуировочной машины по п. 1, отличающаяся тем, что содержит эластичное кольцо, якорь выполнен со скосом, а эластичное кольцо введено в клиновой зазор между пружиной якоря и скосом якоря и зафиксировано в натянутом состоянии при помощи крепежного винта. 3. Узел якоря татуировочной машины по п. 1, отличающаяся тем, что содержит эластичный колпачок, регулировочный винт, стойку регулировочного винта и стопорный винт, эластичный колпачок установлен на регулировочном винте с возможностью взаимодействия с пружиной якоря, а регулировочный винт и стопорный винт установлены на стойке регулировочного винта. 4. Татуировочная машина, содержащая раму, зажим, как минимум, одну катушку индуктивности, магнитопровод, якорь, пружину якоря, контактную пружину, конденсатор, стойку, контактные площадки, крепежные винты и изолирующие прокладки, при этом якорь установлен на раме при помощи пружины якоря с возможностью колебательного движения под действием создаваемого катушками индуктивности магнитного поля, а стойка и одна из контактных площадок электрически изолированы от рамы, отличающаяся тем, что содержит упор, установленный с возможностью перехвата контактной пружины при размыкании электрической цепи устройства, а контактная пружина установлена с предварительным поджатием. 5. Татуировочная машина по п. 4 , отличающаяся тем, что содержит контактный винт, установленный на стойке с возможностью взаимодействия с контактной пружиной, упор выполнен в виде зацепа якоря, контактная пружина установлена на якоре и предварительно поджата за счет зацепления с зацепом якоря . 6. Татуировочная машина по п. 4 , отличающаяся тем, что содержит контакт и регулировочный винт, упор выполнен в виде регулировочного винта и установлен на стойке, контактная пружина установлена на раме и электрически изолирована от пружины якоря, а контакт установлен в верхней части якоря с возможностью взаимодействия с контактной пружиной. |
Область техники
Татуировочная машина может применяться для нанесения художественных и опознавательных татуировок на человека и животных, а также для внутрикожного введения вакцин и лекарственных препаратов.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны технические решения, аналогичные предлагаемому, как, например, «узел контактной стойки для татуировочного устройства», описание которой приводится в патенте США Ν' 6282987 В1, от 04.09.2001. Данная конструкция представляет собой классическую индукционную татуировочную машину и конструктивно наиболее близка к предложенному изобретению. Машина содержит раму, зажим, как минимум, одну катушку индуктивности, магнитопровод, якорь, пружину якоря, контактную пружину, конденсатор, стойку, контактные площадки, крепежные винты и изолирующие прокладки, при этом якорь установлен на раме при помощи пружины якоря с возможностью колебательного движения под действием создаваемого катушками индуктивности магнитного поля, а стойка и одна из контактных площадок электрически изолированы от рамы.
Достоинствами данной татуировочной машины являются относительная конструктивная простота, надежность и долговечность, высокая производительность процесса татуирования, а одним из главных недостатков - низкочастотные и негармонические колебания мощности удара, более выраженные у
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) машин массового производства, а также имеющих более легкую раму и менее - у изготовленных по заказу вручную и имеющих относительно более массивную раму. В большинстве случаев у машин средней ценовой группы колебания мощности удара хорошо различимы на слух в режиме холостого хода .
Вторым недостатком данного устройства является искрение контактов, приводящее к быстрой эрозии контактных поверхностей и, следовательно, к нарушению стабильности работы машины.
Известна также татуировочная машина, описание которой приводится в патенте США Ν' 4,159, 659 от 3.07.1979. Данная машина содержит раму, зажим, катушки индуктивности с сердечниками, якорь, пружину якоря, контактную пружину, контактный винт, крепежные виты и контактные площадки. По принципу своего устройства данная машина ничем не отличается от описанной выше конструкции, а ее главным отличием следует считать раму, которая выполнена на основе двух боковых пластин и трех бобышек, одна из которых служит для крепления зажима и катушек индуктивности, вторая служит для установки пружины якоря, а третья - контактного винта. Благодаря продолговатым прорезям, выполненным в боковых пластинах рамы, конструкция машины допускает много вариантов взаимного смещения бобышек. Эти подвижки, по замыслу автора изобретения, должны способствовать идеальной настройке устройства на максимально устойчивый режим работы, что, скорее всего, так ни разу и не удалось реализовать на практике, ввиду полной невозможности понять закономерности влияния на работу устройства такого количества регулировок. При этом, в ходе длительных экспериментов и теоретических изысканий, удалось выяснить, что нестабильность рабочего режима, свойственная всем без исключения индукционным татуировочным машинам классического типа, вызвана исключительно колебаниями относительно якоря верхнего конца контактной пружины .
Эти колебания, накладываясь на колебания якоря относительно рамы, подвешенного на раме при помощи пружины якоря, приводят к тому, что верхний конец контактной пружины совершает негармоническое колебательное движение относительно рамы, что приводит, в свою очередь, к фазовому рассогласованию колебаний якоря и подаваемых на катушки индуктивности электрических импульсов. Другими словами, замыкание электрической цепи в классической татуировочной машине ' происходит при различном положении якоря, а это неминуемо вызывает неустойчивость режима работы машины. Применение расклиниваемого между якорем и контактной пружиной резинового кольца лишь отчасти решает данную проблему, сводя наладку устойчивого режима к бесконечным поискам оптимального соотношения длины и жесткости пружины якоря, длины и жесткости контактной пружины, массы бойка, диаметра и жесткости резинового кольца и так далее...
Кроме того, отсутствие предварительного поджатия контактной пружины порождает также проблему искрообразования и эрозии контактов, поскольку при размыкании контакта нарастание воздушного зазора замедляется из-за того, что распрямленная контактная пружина после разрыва контакта совершает ряд затухающих гармонических колебаний, первое из которых направлено назад в сторону контактного винта и замедляет расхождение контактных поверхностей. Помимо дополнительного фазового рассогласования, этот эффект приводит к зажиганию в зоне контакта электрической дуги и быстрой эрозии контактных поверхностей. В некоторых случаях эрозия идет столь интенсивно, что можно заметить мельчайшие частицы латунного контактного винта, вылетающие из зоны работы контакта.
Существо изобретения
Исходя из сделанных в ходе изучения недостатков классических конструкций выводов, основной задачей, на решение которой было направлено предложенное изобретение, было достижение максимальной фазовой синхронности замыкания и размыкания контактной пары татуировочной машины относительно положения якоря, а также обеспечение максимально быстрого нарастания воздушного зазора между контактными поверхностями при их размыкании .
Цель изобретения - повышение потребительских свойств татуировочной машины за счет повышения стабильности ее работы, упрощения регулировочных операций и повышения долговечности основных деталей.
Для достижения поставленных целей в известную конструкцию татуировочной машины, содержащую раму, зажим, как минимум, одну катушку индуктивности, магнитопровод, якорь, пружину якоря, контактную пружину, конденсатор, стойку, контактные площадки, крепежные винты и изолирующие прокладки, при этом якорь установлен на раме при помощи пружины якоря с возможностью колебательного движения под действием создаваемого катушками индуктивности магнитного поля, а стойка и одна из контактных площадок электрически изолированы от рамы, были внесены следующие конструктивные изменения: машина содержит упор, установленный с возможностью перехвата контактной пружины при размыкании электрической цепи устройства, а контактная пружина установлена с предварительным поджатием.
Кроме того, машина содержит контактный винт, установленный на стойке с возможностью взаимодействия с контактной пружиной, упор выполнен в виде зацепа якоря, контактная пружина установлена на якоре и предварительно поджата за счет зацепления с зацепом якоря.
Кроме того, машина содержит контакт и регулировочный винт, упор выполнен в виде регулировочного винта и установлен на стойке, контактная пружина установлена на раме и электрически изолирована от пружины якоря, а контакт установлен в верхней части якоря с возможностью взаимодействия с контактной пружиной .
Благодаря вышеописанным конструктивным изменениям повышается стабильность работы татуировочной машины, упрощается ее регулировка и продлевается срок службы.
Краткое описание чертежей
Устройство, согласно изобретению, иллюстрируется фигурами чертежей, на которых:
фиг. 1 - Вид сзади узла якоря/
фиг. 2 - Вид сбоку узла якоря;
фиг. 3 - Вид сбоку татуировочной машины при среднем положении якоря;
фиг. А - Вид сбоку татуировочной машины при переднем положении якоря;
фиг. 5 - Вид сбоку татуировочной машины при заднем положении якоря;
фиг. 6 - Разрез узла контактных площадок татуировочной машины;
фиг. 7 - Вид сбоку варианта татуировочной машины;
фиг. 8 - Поперечный разрез узла крепления контактного винта варианта татуировочной машины;
фиг. 9 - Поперечный разрез узла якоря варианта татуировочной машины;
фиг. 10 - Вариант татуировочной машины. Якорь в среднем положении, контакт замкнут;
фиг. 11 - Вариант татуировочной машины. Якорь в переднем положении, контакт разомкнут;
фиг. 12 - Вариант татуировочной машины . Якорь в заднем положении, контакт замкнут;
фиг. 13 - Вариант татуировочной машины. Якорь в среднем положении, контакт замкнут;
фиг. 14 - Вариант татуировочной машины. Якорь в переднем положении, контакт разомкнут.
фиг. 15 - Вариант татуировочной машины. Якорь в заднем положении, контакт замкнут.
Описание вариантов воплощения изобретения
Татуировочная машина содержит раму (1), стойку (2), зажим (3), катушки индуктивности (4), магнитопровод (5), якорь (6) с зацепом (7), пружину якоря (8), контактную пружину (9) , конденсатор (10), контактные площадки (11), контактный винт (12) и крепежные винты (13) и изолирующие прокладки (14). При этом магнитопровод (5), стойка (2), пружина якоря (8) и контактные площадки (11) установлены на раме (1), а одна из контактных площадок (11) и стойка (2) изолированы от рамы (1) при помощи изолирующих прокладок (14). Якорь (6) установлен на пружине якоря (8) с возможностью колебательно движения, а контактная пружина (9) установлена на якоре (6) с предварительным поджатием, обеспечиваемым за счет заведения верхнего конца контактной пружины (9) под зацеп (7) якоря (6) . Контактный винт (12) установлен на стойке (2) с возможностью взаимодействия с контактной пружиной (9) . Зажим (3) служит для фиксации рукоятки с наконечником, необходимой для удержания машины в процессе работы с ней.
Татуировочная машина, согласно фигурам 4, 5, б , 7, отличается от описанной выше конструкции тем, что контактная пружина (9) установлена на раме (1) параллельно пружине якоря ( 8 ) и изолирована от нее при помощи изолирующей прокладки (14). Кроме того, на якоре (6) с возможностью взаимодействия с контактной пружиной (9) установлен контакт (15), а на стойке (2) установлен регулировочный винт (16), обеспечивающий предварительное поджатие контактной пружины (9).
Татуировочная машина, согласно фигурам 1, 3, 4, 7, работает следующим образом. В исходном положении электрическая цепь машины замкнута, поскольку контактный винт (12) упирается в контактную пружину (9) . При подаче на контактные площадки (11) татуировочной машины постоянного напряжения от источника питания, по обмоткам катушек индуктивности (4) проходит электрический ток, индуцируя магнитное поле, которое притягивает якорь (6) к магнитопроводу
(5) и сгибает пружину якоря (8) . При этом, как только контактный винт (12) перестает контактировать с контактной пружиной (9) ее верхний конец сразу же перехватывается зацепом
(7) якоря (6) . Надо также отметить, что контактная пружина (9) заведена под зацеп (7) с большим начальным поджатием, и поэтому, при перехвате контактной пружины (9) зацепом (7) собственные колебания контактной пружины (9) относительно якоря
(6) очень быстро прекращаются и якорь (6) в сборе с контактной пружиной (9) колеблется на пружине якоря (8) как целостная, монолитная конструкция. Дойдя до крайнего переднего положения и нанеся (в некоторых режимах работы) удар по магнитопроводу (5), якорь (6) начинает движение назад под действием пружины якоря
(8) . При наборе якорем (6) близкой к максимальной скорости вблизи средней точки колебаний контактная пружина (9) наталкивается на контактный винт (12), что приводит к повторному замыканию электрической цепи и возникновению магнитного поля, которое начинает тормозить якорь (6) вместе со вновь сгибающейся пружиной якоря (8). Исчерпав накопленный запас кинетической энергии, якорь (6) останавливается и начинает двигаться вперед к точке размыкания электрического контакта. Далее цикл повторяется до тех пор, пока не прекращается подача постоянного напряжения на контактные площадки ( 11 ) . При этом, поскольку перехват контактной пружины (9) зацепом (7) происходит при максимальной скорости якоря (6), нарастание воздушного зазора между контактными поверхностями происходит настолько быстро, что электрическая дуга в рабочем диапазоне напряжений не возникает, а это, в свою очередь, резко уменьшает эрозию контактов. На практике искра между контактами у прототипа машины согласно изобретению наблюдается только в момент запуска устройства, пока якорь (6) еще не успел набрать необходимую амплитуду колебаний, работа же машины при нормальной амплитуде колебаний якоря (6) при напряжении от 4 до 12 вольт происходит без видимого искрообразования.
Кроме того, резкий перехват контактной пружины (9) зацепом (7) и стабильное положение контактной пружины (9) относительно якоря (6) при замыкании контактов обеспечивают исключительно точную фазовую синхронизацию положения якоря (б) и подающегося на катушки индуктивности (4) электрического импульса, что гарантирует машине безупречно ровную и плавную работу вне зависимости от величины подаваемого на обмотки напряжения и приложенной к якорю (6) механической нагрузки.
Работа татуировочной машины согласно фигурам 4, 5, 6, 7, протекает, как описано выше, за исключением того, что контактная пружина (9) и регулировочный винт (16), выполняющий функцию упора, расположены на раме (1) и стойке (2) соответственно .
По причине базирования на неподвижной части машины, контактная пружина (9) в отличие от описанного выше первого варианта изобретения не испытывает инерционных нагрузок при соударении якоря (6) и магнитопровода (5), что дополнительно повышает и так крайне высокую стабильность работы устройства. Недостатком данного варианта машины следует считать более сложную конструкцию и менее эстетичный внешний вид.
В любом случае, независимо от варианта реализации данного изобретения, введение в классическую конструкцию татуировочной машины упомянутых выше технических признаков резко повышает стабильность ее работы, упрощает регулировку и отладку, продлевает срок службы деталей.