МОЛОКООТСАСЫВАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
ELECTRICALLY DRIVEN BREAST PUMP

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе молокоотсасывателя с электроприводом, содержащей молокоотсасыватель с электроприводом, средство пользовательского ввода и контроллер.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В публикации WO-A-01/47577 раскрыто программируемое устройство для отсасывания грудного молока с приводом. Раскрытое устройство для отсасывания грудного молока программируется посредством регистрации управляющей информации на носителе информации, который затем помещается в молокоотсасыватель. Управляющая информация считывается с носителя информации и управляет циклом отсоса.
Устройство для отсасывания грудного молока, раскрытое в публикации WO-A-01/47577, имеет недостаток, заключающийся в том, что процесс программирования является сложным.
В патенте US 5571084 раскрыт молокоотсасыватель с приводом, в котором пользователь имеет некоторые ограниченные возможности управления циклом отсоса. Ограниченные возможности управления сами по себе представляют проблему.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей настоящего изобретения является создание системы молокоотсасывателя с приводом, которая обеспечивает управление параметрами процесса отсоса молока, т.е. обеспечивает независимую регулировку силы отсасывания и цикла отсасывания во время отсоса молока.
Поставленная задача решена путем создания системы молокоотсасывателя с электроприводом, которая содержит молокоотсасыватель с электроприводом, механизм пользовательского ввода и контроллер для управления операцией отсасывания молокоотсасывателя таким образом, что отсасывание, производимое насосом, соответствует сигналу управления уровнем отсасывания, формируемому механизмом пользовательского ввода, что обеспечивает независимую регулировку силы отсасывания и цикла отсасывания во время отсоса молока.
Предпочтительно контроллер конфигурирован для управления молокоотсасывателем в режиме обучения, в котором контроллер сохраняет параметры, определяющие цикл отсасывания, и в рабочем режиме, в котором котроллер управляет операцией отсасывания молокоотсасывателя, чтобы воспроизвести работу в предыдущем режиме обучения.
Предпочтительно указанные параметры выбраны из группы, состоящей из средней скорости хода отсасывания, средней скорости хода релаксации, длительности удержания хода отсасывания, длительности удержания положения отдыха, длины хода отсасывания, начального положения хода отсасывания.
Предпочтительно молокоотсасыватель содержит насосный блок с приводом, ручной блок для принятия молочной железы пользователя и сбора сцеженного молока и шланги, соединяющие насосный блок с ручным блоком и содержащие рабочую жидкость, которая перекачивается насосным блоком назад и вперед для изменения давления внутри камеры для приема молока в ручном блоке.
Предпочтительно ручной блок включает в себя гибкую диафрагму, отделяющую рабочую жидкость от камеры для приема молока.
Предпочтительно насосный блок содержит два насоса, соединенных с соответствующими ручными блоками посредством соответствующих шлангов и приводимых в работу в одной фазе посредством общего привода.
Предпочтительно один или каждый ручной блок содержит съемную насадку, содержащую диафрагму и крышку, соединенную с соответствующим шлангом.
Предпочтительно одна или каждая диафрагма и соответствующая крышка или крышки являются разъемными.
Предпочтительно система содержит ручную насадку, содержащую диафрагму и средство управления для ручного управления диафрагмой для изменения давления в камере для приема молока, при этом ручная насадка является взаимозаменяемой с указанной съемной насадкой.
Предпочтительно система содержит ручную насадку, содержащую средство управления для изменения вручную давления в камере для приема молока, при этом ручная насадка является взаимозаменяемой с насадкой, управляемой электроприводом.
Предпочтительно механизм пользовательского ввода конфигурирован так, чтобы действия пользователя при формировании сигнала управления уровнем отсасывания были сходны с действиями пользователя при отсосе вручную.
Предпочтительно средство управления содержит рычаг.
Согласно второму аспекту изобретения предложенная система молокоотсасывателя с электроприводом содержит молокоотсасыватель с электроприводом, средство пользовательского ввода и контроллер, конфигурированный для управления операцией отсасывания молокоотсасывателя в режиме обучения и в рабочем режиме, причем в режиме обучения контроллер управляет операцией отсасывания таким образом, что отсасывание, производимое насосом, соответствует сигналу управления уровнем отсасывания, формируемому средством пользовательского ввода при отсасывании, а в рабочем режиме контроллер управляет операцией отсасывания так, чтобы воспроизвести работу в предыдущем режиме обучения.
Таким образом, поскольку пользователь имеет возможность моментального управления процессом отсасывания, пользователь может точно управлять параметрами насосного цикла и изменять цикл с течением времени таким образом, что работа насоса может быть оптимизирована для повышения эффективности и/или удобства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вариант воплощения настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает систему молокоотсасывателя с электроприводом согласно изобретению;
фиг.2 - разрез вспомогательной насадки, установленной на корпусе, согласно изобретению;
фиг.3 - разрез основной насадки и части корпуса согласно изобретению;
фиг.4 - вид сзади основной насадки согласно изобретению;
фиг.5 - блок-схему приводящего в действие насоса и его систему управления согласно изобретению;
фиг.6 - блок-схему последовательности операций, выполняемых системой на фиг.1, согласно изобретению;
фиг.7 - блок-схему последовательности операций, при изменении режима работы системы, согласно изобретению;
фиг.8 - диаграмму двух насосных циклов при «обучающем» режиме работы системы согласно изобретению;
фиг.9 - блок-схему последовательности операций в «обучающем» режиме работы системы согласно изобретению;
фиг.10 - диаграмму трех насосных циклов в «рабочем» режиме системы согласно изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система молокоотсасывателя с электроприводом в соответствии с настоящим изобретением содержит пневматический насос 1 (фиг.1), показан без кожуха, основную насадку 2, вспомогательную насадку 3, ручную насадку 4, первую и вторую бутылки 5, 6 для сцеженного молока и первый и второй идентичные корпуса 7, 8. Основная и вспомогательная насадки 2, 3 соединены с насосом 1 посредством первого и второго гибких шлангов 9, 10. Гибкие шланги 9, 10 имеют длину 1,3 м. Многожильный электрический провод 11 также проходит от основной насадки 2 к насосу 1.
Корпуса 7, 8 могут быть соединены с горлышками бутылок 5, 6 для сцеженного молока посредством резьбового соединения. Ручная насадка 4, корпуса 7, 8 и бутылки 5, 6 для сцеженного молока очень похожи на составные элементы молокоотсасывателя, изделия Avent (RTM) ISIS (RTM). Дополнительная информация, касающаяся работы ручной насадки 4 в соединении с идентичными корпусами 7, 8 и бутылками 5, 6 для сцеженного молока, раскрыта в ЕР-А-0733376.
Второй корпус 8 (фиг.2) содержит горлышко 21, чашу 22, удерживаемую на горлышке, и воронку 23, выступающую из боковой поверхности чаши 22. Низ горлышка расширен и снабжен внутренней резьбой 24 для навинчивания корпуса 8 на бутылки 5, 6 для сцеженного молока. Воронка 23 отклонена кверху и во время использования принимает в себя сосок и окружающую часть молочной железы пользователя и, таким образом, закупоривается. Образовавшийся канал проходит от открытого дистального конца воронки 23 через нижнюю часть чаши 22 и горлышко 21 к открытому нижнему концу горлышка 21. Клапан 30 расположен между чашей 22 и горлышком 21. Клапан 30 закрывается, когда давление в чаше 22 снижается относительно давления в горлышке 21, и открывается, когда давление в чаше 22 повышается до давления в горлышке 21.
Вспомогательная насадка 3 содержит эластичную диафрагму 25 в форме чаши и крышку 26. Диафрагма 25 расположена внутри чаши 22. Край диафрагмы 25 заворачивается сам на себя, образуя паз 27, который принимает край чаши 22 для закрепления диафрагмы в чаше 22. Крышка 26 содержит диск 28, который является достаточно большим, чтобы закрыть внутреннее пространство, образуемое диафрагмой 25, и кольцевой фланец 29, который выступает коаксиально из диска 28. Фланец 29 плотно вставляется во входную часть диафрагмы 25 в форме чаши для образования воздухонепроницаемого соединения между крышкой 26 и диафрагмой 25. Штуцер 31 выступает из обращенной наружу поверхности диска 28. Канал проходит через штуцер 31 и выходит в пространство, образованное диафрагмой 25. Во время использования штуцер 31 соединен с насосом 1 посредством второго гибкого шланга 10, и при отсасывании насосом 1 воздуха через второй шланг 10 основание диафрагмы 25 поднимается, уменьшая давление внутри чаши 22 и воронки 23, закрывая клапан 30 и способствуя сцеживанию молока из молочной железы пользователя.
Первый корпус 7 (фиг.3) идентичен второму корпусу 8, описанному выше. Основная насадка содержит основание 41, похожее на крышку 26 вспомогательной насадки 3, и куполообразный корпус 42, фиксирующийся на основании 41.
Рукоятка 43 (фиг.4) и средство 44 пользовательского ввода, содержащее рычаг, выступают из задней части куполообразного корпуса 42. В целом форма рукоятки 43 и рычага сходна с рабочим рычагом 12 ручной насадки 4. Рычаг имеет продолговатую щель 45 на проксимальном конце, и рукоятка 43 входит в щель 45, по существу, заполняя его. Проксимальный конец рычага проходит внутрь куполообразного корпуса 42, где он присоединяется к оси вращения.
Переключатель 46, работающий при нажатии, вмонтирован в куполообразный корпус 42. Рукоятка 43 выступает в основном горизонтально внутрь куполообразного корпуса 42 над переключателем 46 и имеет выступ, который входит в контакт с приводом переключателя. Рукоятка 43 установлена на шарнирной оси в области ее проксимального конца таким образом, что нажатие рукоятки в сторону чаши 22 закрывает переключатель 46. Упругий язычок 48 выступает из задней части рукоятки 43 и упирается в выступающую часть 49 основания 41 для отклонения рукоятки 43 от чаши 22.
Рычаг отклоняется наружу посредством пружины 44а внутри куполообразного корпуса 42. Рычаг установлен на шарнирной оси на проксимальном конце, причем на той же самой оси, что и рукоятка 43. Конструкция рычага включает в себя штырь 44b, который проходит через потенциометр 47 заранее устанавливаемого типа таким образом, что контактная часть потенциометра 47 движется, когда рычаг 44 вращается на оси.
Штуцер (не показан) выступает из основания 41 в углубление в боковой части куполообразного корпуса 42 и соединен со вторым шлангом 11.
Система (фиг.5) питается от внешнего источника энергии 51 напряжением 12 В. Напряжение от внешнего источника энергии фильтруется посредством ЕМС-фильтра 52 и подается на Н-мостовую схему 53, которая снабжает энергией электропривод 54 и регулятор 55. Отрегулированная выходная мощность регулятора 55 питает контроллер 56, содержащий цепь обработки данных.
Электропривод 54 приводит в движение коленчатый вал назад и вперед в диапазоне до 180° посредством редукторной передачи 57 (60:1). Пара штоков приводится в движение от коленчатого вала посредством зубчатой передачи (1:1). Движение штоков выкачивает воздух из основной и вспомогательной насадок 2, 3 и закачивает воздух в них через шланги 9, 10. Угловое положение коленчатого вала определяется вращательным датчиком 58 положения.
Светодиод 59 состояния управляется контроллером для обеспечения обратной связи для пользователя.
Переключатель 46 подсоединен между вводом прерывания контроллера 56 и землей. Потенциометр 47 подсоединен между выходным положительным напряжением регулятора 55 и землей, и контактная часть потенциометра 47 связана с входом аналогово-цифрового преобразователя контроллера 56.
Контроллер 56 задает скорость электропривода и подает сигналы направления на Н-мостовую схему 53 для управления движением электропривода 54.
Ниже приводится описание работы системы.
При включении системы (фиг.6) контроллер 56 определяет, находится ли колено в его исходном положении посредством сравнения выходной мощности датчика 58 положения с исходной опорной величиной, т.е. нулевым значением (шаг s1). Если колено не находится в исходном положении, контроллер 56 выполняет подпрограмму проверки ошибки и сигнализирует о любой ошибке светодиода 59 состояния (шаг s2) и останавливает систему.
Система запускает режим «обучения» по умолчанию. Однако выключение переключателя 46 (фиг.7), пока система находится в режиме «обучение», переключает ее на режим «работа» посредством установки флажкового индикатора (шаги s101 и s102), и выключение переключателя 46, когда система находится в режиме «работа», будет переключать ее назад в режим «обучение» посредством переустановки индикаторного флажка режима работы (шаги s101 и s103).
В режиме «обучение» (шаг s3) электропривод 54 управляется контроллером 56 (шаг s4). По мере того как пользователь нажимает на рычаг 45 по направлению к корпусу 7, на котором установлена основная насадка 2, контактная часть потенциометра 47 перемещается, изменяя выходное напряжение потенциометра 47. Это напряжение оцифровывается и сравнивается с выходным напряжением датчика 58 положения, и любая ошибка используется для выработки управляющего сигнала для приведения в движение электропривода 54 таким образом, чтобы устранить ошибку. Нажатие рычага заставляет электропривод 54 перемещать штоки в направлении хода вниз, заставляя диафрагмы 25 подниматься и создавать засасывающее усилие в принимающих молочную железу воронках 23 и позволяя рычагу двигаться по направлению к его положению отдыха, заставляет электродвигатель 54 перемещать штоки в направлении хода вверх, ослабляя засасывающее усилие. Таким образом, давление в воронке 23 устанавливается посредством положения, и пользователь может экспериментировать посредством нажатия и отпускания рычага до тех пор, пока не будет найден удобный и эффективный цикл.
Во время работы в режиме «обучение» контроллер 56 (фиг.8) осуществляет мониторинг за временем начала каждого хода отсасывания (ta), конца каждого хода отсасывания (tb), начала каждого хода отдыха (tc) и конца каждого хода отдыха (td). Контроллер 56 также осуществляет мониторинг за стартовым положением (s) и длиной (d) каждого хода отсасывания.
n
В конце второго и каждого последующего хода отдыха, т.е. в td (шаг s201) (фиг.9), контроллер 56 вычисляет скорость хода отсасывания (т.е. d/(tb-ta)), период удержания положения отсасывания, скорость хода отдыха (т.е. d/(td-tc)), а период отдыха предшествующего цикла (при наличии) вычисляется из полученных во время мониторинга периодов для текущего и предшествующего циклов (шаг s203) и сохраняется. Состояние флажкового индикатора режима работы затем проверяется (шаг s204), и, если режим сменился на режим «работа», режим «обучение» прекращается, в противном случае процесс возвращается к шагу s101.
Когда систему переключают на режим «работы» посредством закрывания пользователем переключателя, контроллер 56 управляет электроприводом 54 в соответствии с сохраненными значениями скоростей и периодов и сохраненными значениями хода и глубины.
Если для системы определен режим «работа» (шаг s3) (фиг.6 и 10), контроллер 56 определяет, находится ли коленчатый вал в положении отдыха, т.е. в стартовом положении хода отсасывания (шаг s4), и если этого не происходит, то выдает последовательность импульсов на Н-мостовую схему 53 для задания скорости электропривода 54 и сигнала управления таким образом, что штоки перемещаются на их верхний или нижний ход с установленной средней скоростью отсасывания (шаг s5) до тех пор, пока не будет достигнуто положение отдыха. Когда коленчатый вал находится в своем положении отдыха (шаг s4), контроллер 56 начинает выдавать последовательность импульсов управления скоростью электропривода на Н-мостовую схему 53 вместе с сигналом прямой связи, чтобы заставить электропривод 54 работать в первом направлении (шаг s6). Эти импульсы и сигнал прямой связи выдаются до тех пор, пока выходное напряжение датчика 58 положения не приведет в соответствие сумму положений отдыха и сохраненное значение глубины хода (шаг s7), в этот момент электропривод останавливается (шаг s8). После остановки электропривода контроллер 56 больше не выдает импульсы управления скоростью до тех пор, пока не истечет период времени, соответствующий сохраненному периоду удержания положения отсасывания (шаг s9). После истечения периода удержания положения отсасывания (шаг s9) контроллер 56 выдает импульсы управления скоростью, соответствующие сохраненной средней скорости хода релаксации, на Н-мостовую систему 53 вместе с сигналом реверса (шаг s9). Эти сигналы приводят электропривод в движение во втором, противоположном направлении, приводя в движение штоки при их ходе вверх, сигналы прекращаются, датчик 58 положения укажет, что насос возвратился в положение отдыха (шаги s11 и s12). Контроллер 56 после этого не вырабатывает никакого дополнительного сигнала управления электроприводом, и после истечения сохраненной средней скорости периода отдыха (шаг s13) он возвращается к шагу s3.
Система может осуществлять работу по сигналу пользователя в режиме «обучение» без переключения на режим «работа». Таким образом, система также обеспечивает работу молокоотсасывателя с использованием источника энергии, что предоставляет пользователю возможность непрерывного управления насосным циклом, как при применении молокоотсасывателей, приводимых в действие вручную, но без физического усилия, которое необходимо при использовании известных ручных молокоотсасывателей.
Следует принять во внимание, что настоящее изобретение может быть реализовано другими способами. Например, циклы режима «работа» могут следовать за циклами режима «обучение» с большей точностью воспроизведения. Это может быть достигнуто посредством регистрации положения коленчатого вала во множестве временных точек во время каждого хода в режиме «обучение». Цикл режима «работа» может быть осуществлен посредством использования средних параметров цикла, полученных из множества циклов режима обучения. Для удобства, средство пользовательского ввода воспроизводит привод ручного молокоотсасывателя. Данная конструкция может быть заменена ножным переключателем и педалью, похожими скорее на используемые в швейной машине, или отдельным блоком ручного управления. Средства пользовательского ввода могут взаимодействовать со схемой обработки данных посредством беспроводной связи, например, с использованием инфракрасного излучения.
Альтернативой комбинации параметра начала отсасывания и параметра длины хода могут являться параметр положения отдыха и параметр удержания положения отсасывания.