Роторная татуировочная машинка
ROTARY TATTOO MACHINE

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).
Это решение принято в качестве прототипа.
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.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности использования за счет обеспечения амортизации хода иглы и изменения амплитуды хода иглы для формирования на игле обратной реакции от поверхности нанесения татуировочного рисунка.
Указанный технический результат достигается тем, что в роторной татуировочной машинке, содержащей 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, указанный 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, при этом в кинематической цепи связи электропривода с толкателем размещен упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы при контакте с поверхностью нанесения татуировки.
Возможен пример исполнения, согласно которому ось, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, может быть 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. Возможен пример исполнения, согласно которому 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.
А упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы может быть выполнен в виде упругодеформируемой втулки, размещенный между гнездом конца шатуна, связанного с толкателем, и наружной поверхностью подшипника, сидящего на оси, или в виде шатуна изогнутой формы из упругодеформируемого материала на участке между его концами, связанными с эксцентриковым узлом и толкателем.
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. В ползуне вдоль корпуса в месте крепления трубки держателя выполнен продольный вырез (сквозной пропил), а в стенке ползуна, обращенной в сторону продольного выреза в стенке корпуса, выполнен сквозной проем. Сквозной пропил выполнен, чтобы через него завести на свое место штангу иглы в сборе с держателем. Наличие прорези спереди для прохода иглы облегчает сборку машинки перед началом работы. А также внутри замка движущаяся часть равномерно обхватывает трубку, которую зажимает, что предотвращает ее смятие и повреждения. У аналогов внутри похожих замков сила при зажатии трубки распределеяется неравномерно что приводит к поломкам и смятиям трубок держателей. В предлагаемой конструкции давление распределяется по гораздо большей площади и не повреждает трубки держателей.
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 без иглы и наконечника для нее, первый пример исполнения, игла;
фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, сечение по приводу иглы;
фиг. 3 - общий вид татуировочной машины, второй пример исполнения;
фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, сечение по приводу иглы;
фиг. 5 - вид сбоку на машинку по фиг. 3 на узел крепления держателя;
фиг. 6 - сечение по толкателю, показана зубчатая рейка и узел фиксации оси кривошипа;
фиг. 7 - вид сверху на толкатель, показана линейка параметров изменяемой амплитуды хода иглы;
фиг. 8 - поперечное сечение по узлу прикрепления трубки держателя к корпусу.
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 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 электропривод с электродвигателем 2 (фиг. 5), который кинематически через эксцентриковый узел (диск 3 с эксцентриком в виде выступа, закрепленный на валу электродвигателя 2) (фиг. 2 и 4) 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. А другой конец шатуна шарнирно связан с толкателем 5 на участке между его концами. Толкатель 5 одним концом качательно установлен на оси 6, 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. 5 и 6). 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, 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 6. 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 5. А это место зависит от расстояния между местом крепления шатуна на толкателе и местом качательногокрепления 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 в теле пластины (фиг. 6) 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 14 посажен на ось 15, один конец 16 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 15, на которой закреплен на подшипнике конец шатуна, введена зубьями в зацепление с зубчатой рейкой. При необходимости увеличения или уменьшения расстояния от оси качания толкателя до места связи с шатуном мастер выводит ось 15 из зацепления и смещает ее (вместе с подшипником 14 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 15 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 15 с зубьями прижимается к зубьям зубчатой рейки. На свободном конце оси 15 смонтирована ручка 16, нажатием на которую мастер, преодолевая усилие магнитного прижима, отодвигает зубчатый конец оси 15 от зубчатой рейки и перемещает его вдоль этой рейки. Ручка 16 может быть закреплена на оси 15 или конец оси 15 может быть выполнен в виде ручки для вывода оси из зацепления с зубчатой рейкой.
Как вариант исполнения ось 15, 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 15 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. 7) 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 5 размещен упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы при контакте с поверхностью нанесения татуировки. При этом предлагаются два примера исполнения этого амортизирующего элемента.
По первому примеру исполнения упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы выполнен в виде упругодеформируемой втулки 18 (фиг. 2), размещенной между гнездом конца шатуна 4, связанного с толкателем 5, и наружной поверхностью подшипника 14, сидящего на оси 15. Любые изменения в плавности хода иглы компенсируются за счет упругодеформационных свойств этой втулки 18. При наличии под кончиком иглы сопротивления происходит сжатие материала втулки 18, который при обратном ходе иглы распрямляется и занимает исходное положение. Принцип действия такой втулки аналогичен принципу деформации автомобильной шины при качении по дороге. При входе в контракт с дорожным покрытием в пятне контакта резиновый состав шины сжимается, компенсируя сопротивление со стороны дороги, а при выходе из контракта распрямляется. При этом обеспечивается плавность хода автомобиля.
Как второй вариант исполнения упругодеформируемый элемент для амортизации хода иглы может быть выполнен в виде шатуна 4 изогнутой формы из упругодеформируемого материала (фиг. 3 и 4), примерно S-образной формы (как показано на этих рисунках) 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 необходимость замены 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 не прерывания процесса нанесении некоторых видов рисунка по специальным техникам нанесения и линий, машинка выполнена с быстросъемным узлом крепления держателя к корпусу.
Этот узел выполнен в виде размещенного в корпусе 1 ползуна 19 со сквозным отверстием, в которое устанавливается трубка 20 держателя 9, и винтового фиксатора 21, используемого для перемещения ползуна с установленной в нем трубкой держателя относительно корпуса. Трубка, оснащенная элементами позиционирования (в виде выдавок на стенке, например) (фиг. 8) 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 20 держателя 9 выполнен продольный вырез 22 (фиг. 5 и 8), а в стенке ползуна 19, обращенной в сторону продольного выреза 22 в стенке корпуса, выполнен сквозной проем 23 для визуального контроля положения трубки держателя в ползуне. Посредством выреза 22 можно точно выставить положение трубки по, например, ее риске на стенке или выдавке.
Настоящее изобретение промышленно применимо и опробовано 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.