Автоматический аппарат для надевания стерильных перчаток на руки
AUTOMATIC DEVICE FOR STERILE GLOVES PUTTING ON

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к автоматическому аппарату для надевания стерильных перчаток на руки или, другими словами, перчаточному аппарату.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общепринято и иногда необходимо использовать стерильные перчатки при работе в демонстрационных операционных, лабораториях и различных других местах, где нужно поддерживать стерильную среду. Пользователь, например, хирург, готовящийся к операции, обычно моет и дезинфицирует руки мылом и дезинфицирующим средством, а после этого надевает пару стерильных перчаток. При надевании перчаток на руки пользователь касается перчаток, что может привести к потенциальному заражению внешней поверхности перчаток. Касание поверхности перчаток, даже после мытья и дезинфекции, может привести к заражению бактериями. В настоящем изобретении описана система, которая предлагает решение этой проблемы.
ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Предназначение прилагающихся к заявке графических материалов не состоит в ограничении объема изобретения и его применения. Графические материалы предназначены исключительно для иллюстрации изобретения и составляют только часть из многих возможных применений.
На ФИГ. 1 изображена стандартная стерильная перчатка (100) с верхней (пальцы) частью (101), нижней (запястье) частью (102) и раструбом (103).
На ФИГ. 2 изображен перчаточный аппарат (1), который содержит коробку для перчаток (2), устройство для подъема перчаток (3), устройство для раскрытия перчаток (4) и устройство для надувания перчаток (5).
На ФИГ. 3 изображен перчаточный аппарат (1), в котором устройство для подъема перчаток (3) удерживает перчатку (100), а раструб перчатки (103) открыт.
На ФИГ. 4 изображен перчаточный аппарат (1), в котором раструб (103) перчатки (100) находится поверх расправляющих элементов (41), которые еще находятся в закрытом положении.
На ФИГ. 5 изображен перчаточный аппарат (1), в котором расправляющие штыри (41) растянули раструб перчатки (103).
На ФИГ. 6 изображен перчаточный аппарат (1), в котором край раструба перчатки (103) находится поверх уплотнительного кольца (51), а перчатку надувают в «шарик» в форме руки.
На ФИГ. 7 изображен перчаточный аппарат (1), в котором перчатка (100) надута, а пользователь вставляет руку в надутую перчатку, которая все еще удерживается перчаточным аппаратом (1).
На ФИГ. 8-11 изображен перчаточный аппарат (1) и его детали в разных ракурсах.
На ФИГ. 12-27 изображен перчаточный аппарат (1000) и его детали в разных ракурсах.
На ФИГ. 28 изображено устройство для раскрытия перчаток (400), устройство для подъема и размещения перчаток (300) и раскрывающие щетки (600).
На ФИГ. 29 изображен перчаточный аппарат (1000) с двумя верхними прозрачными участками (210).
На ФИГ. 30А-30С изображены треугольные заслонки (406).
На ФИГ. 31 схематически изображены перчаточные аппараты (1000) с датчиком пониженного давления (701), датчиком приближения (702), спусковой кнопкой (703), датчиком убирания руки (704) и цветовым датчиком (705).
На ФИГ. 32А и 32В изображена внутренняя полка (800).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основная цель настоящего изобретения состоит в обеспечении перчаточного аппарата (1), который сконструирован так, чтобы помогать пользователям надевать перчатки на руки. Перчаточный аппарат (1) содержит следующие основные части: коробку с перчатками (2), устройство для подъема перчаток (3), устройство для раскрытия перчаток (4) и устройство для надувания перчаток.
Коробка для перчаток (2) сконструирована с возможностью содержания перчаток, в частности, стерильных перчаток. Перчатки помешают в коробку в раскрытом и уплощенном виде, одну поверх другой. Коробка для перчаток может быть закрепленной и постоянной частью перчаточного аппарата, которую повторно заполняют, когда перчатки заканчиваются, или, в альтернативном варианте, вся коробка может быть заменена новой коробкой для перчаток, служа, таким образом, одноразовым картриджем для перчаток. В случаях, когда необходимо поддержание стерильности, больше подходит и рекомендуется сменная коробка для перчаток.
Устройство для подъема перчаток (3) выполнено с возможностью подъема перчаток из коробки для перчаток (2), по одной перчатке за раз, и для размещения раструба перчатки (103) поверх устройства для раскрытия перчаток (4), начиная, таким образом, процесс надевания перчаток на руку пользователя. Устройство для подъема перчаток (3) состоит из вертикального стержня (31), чей нижний конец оборудован крепежными средствами (32), которые могут представлять собой, например, небольшую присоску. Устройство для подъема перчаток (3) может и в действительности должно быть оборудовано двумя крепежными средствами (32).
Вертикальный стержень (31) опускается до положения, в котором крепежные средства (32) приводятся в контакт с верхней задней частью (101) самой верхней перчатки (100) в коробке для перчаток (2), в результате чего крепежные средства (32) подхватывают верхнюю перчатку. Затем вертикальный стержень (31) поднимается, захватывая с собой указанную перчатку (100) так, что раструб перчатки (103) немного раскрывается вследствие действия силы притяжения на нижнюю заднюю часть (102) раструба перчатки (103).
Затем устройство для подъема перчаток (3) совершает обратное движение в горизонтальном направлении и размещает раструб перчатки (103) поверх устройства для раскрытия перчаток (4). Устройство для подъема перчаток (3) также оборудовано вертикальным активатором (33), который опускает и поднимает вертикальный стержень (31), и горизонтальным активатором (34), который двигает перчатку (100) в горизонтальном направлении, размещая ее поверх устройства для раскрытия перчаток (4). В целях ясности на Фиг. 1 представлены части перчатки (100) и их соответствующие числовые обозначения.
Устройство для раскрытия перчаток (4) содержит четыре расправляющих штыря (41), каждый из которых может двигаться как горизонтально, так и вертикально, независимо от остальных трех расправляющих штырей (41). В исходном положении четыре расправляющих штыря (41) соединены вместе, образуя шпилеобразную структуру. Как указывалось, устройство для подъема перчаток (3) поднимает перчатку (100) и размещает ее так, чтобы ее раструб (103) находился поверх расправляющих штырей (41).
Затем расправляющие штыри (41) отодвигаются друг от друга, растягивая раструб (103) перчатки (100) до тех пор, пока получаемое в результате квадратное отверстие (103) не становится широким и легко может вместить вводимую руку. Два правых расправляющих штыря сначала сдвигаются вправо, тогда как два левых расправляющих штыря сдвигаются влево, и в то же время или непосредственно после движения в боковом направлении два верхних расправляющих штыря сдвигаются вверх, тогда как два нижних расправляющих штыря сдвигаются вниз, растягивая, таким образом, раструб перчатки (103) до вышеуказанного положения. Устройство для раскрытия перчаток (4) оборудовано активаторами (42), которые сконструированы так, чтобы двигать расправляющие штыри (41) вверх, вниз и в стороны. Каждый расправляющий штырь (41) должен быть оборудован двумя активаторами.
Устройство для надувания перчаток (5) содержит уплотнительное кольцо (51), трубку для подачи воздуха (52) и активатор (53). Уплотнительное кольцо (51) двигается в горизонтальном направлении между расправляющими штырями (41) и немного входит в раструб (103) перчатки (100). Активатор (53) устройства для надувания перчаток (5) вводит уплотнительное кольцо (51) в раструб перчатки (103) так, что внутренняя часть перчатки смыкается поверх уплотнительного кольца (51). Воздух поступает через трубку для подачи воздуха (52) во внутреннюю часть перчатки (100) и надувает ее.
Трубка для подачи воздуха (52) может представлять собой тонкий воздуховод, который встроен в уплотнительное кольцо (51) и через который воздух поступает в перчатку через одно или более отверстий (54). Воздух можно закачивать в перчатку, используя мехи или нагнетатели или любой другой подходящий механизм. После надувания перчатки (100) пользователь может вводить свою руку через уплотнительное кольцо (51), пока рука не будет полностью введена в перчатку (100).
Чтобы облегчить надувание перчатки (100) и предотвратить утечку воздуха из надутой перчатки, средняя часть уплотнительного кольца (51) может закрываться гибкой мембраной (55) с центральным отверстием (56), через которое пользователь вводит руку в надутую перчатку (100). Таким образом, поток воздуха надувает перчатку, и когда пользователь вводит руку через центральное отверстие (56), уплотнение сжимается, приводя к тому, что перчатка (100) надувается до размера, который превышает размер стандартной руки, что позволяет пользователю ввести свои пальцы в пальцы перчатки быстро, эффективно, легко и полностью.
После того, как рука пользователя введена в перчатку (100), как описано выше, расправляющие штыри (41) сдвигаются вверх и вниз, а уплотнительное кольцо (51) сдвигается в обратном направлении и освобождается из перчатки, которая теперь двигается вперед и освобождается от удерживания расправляющими штырями (41). Теперь перчатка (100) полностью надета на руку пользователя, и пользователь может убрать одетую в перчатку руку из аппарата.
Чтобы освободить край раструба перчатки (103) из уплотнительного кольца (51), уплотнительное кольцо (51) может двигаться в обратном направлении, пока край раструба (103) не будет освобожден из уплотнительного кольца (51).
Перчаточный аппарат (1) может быть оборудован двумя коробками для перчаток (2): одной, содержащей перчатки на правую руку, и другой, содержащей перчатки на левую руку. Аппарат (1) также может быть оборудован механизмом, который устанавливает соответствующую коробку согласно необходимости. Другими словами, если пользователь хочет надеть перчатку на правую руку или левую руку, пользователь нажимает кнопку, которая устанавливает правильную коробку с перчатками в правильном положении для устройства для подъема перчаток.
Перчаточный аппарат (1) также может быть оборудован элементами управления и датчиками, которые обеспечивают его быструю и происходящую в правильном порядке работу в соответствии с необходимым действием. Таким образом, например, аппарат может иметь датчик активации (61), который определяет руку при приближении или введении в уплотнительное кольцо (51) и активирует устройство для подъема перчаток (3), которое поднимает перчатку и размещает ее на расправляющих штырях (41), которые, в свою очередь, сдвигаются в стороны и вверх и вниз, после чего уплотнительное кольцо (51) двигается вперед, а раструб перчатки (103) размещается поверх уплотнительного кольца (51), как описано выше.
Перчаточный аппарат (1) также может быть оборудован механической или электрической кнопкой, которая активирует систему без необходимости в наличии датчика активации (61).
Перчаточный аппарат (1) также может быть оборудован датчиком завершения надевания перчатки (62), который определяет момент, когда рука полностью введена в перчатку (100) и освобождает перчатку из уплотнительного кольца (51) так, чтобы пользователь мог вытащить одетую в перчатку руку из аппарата. Датчик завершения надевания перчатки (62) может представлять собой оптический датчик, который определяет движение пальцев перчатки вперед, которое может указывать на то, что рука полностью находится в перчатке. В частности, когда перчатка надута, концы пальцев надутой перчатки расправляются до определенной точки. Когда пользователь вводит руку в пальцы перчатки, он или она немного подталкивает концы пальцев перчатки вперед и, таким образом, работа датчика завершения надевания перчатки (62) может основываться на оптическом луче, который определяет это движение и активирует вышеуказанные конечные этапы. В альтернативном варианте освобождающее действие может основываться на таймере, который определяет выполнение конечных этапов в рамках времени, составляющих несколько секунд от начала работы аппарата (1), предполагая, что действие надевания перчатки занимает этот период времени. Перчаточный аппарат (1) также может быть оборудован индикаторными лампами; например, зеленый свет может указывать пользователю, что он или она может ввести руку через уплотнительное кольцо, а красный свет может указывать, что наступило время, когда пользователь должен убрать одетую в перчатку руку из аппарата.
На Фиг. 2 изображен перчаточный аппарат (1) без какого-либо корпуса или кожуха так, чтобы показать его внутреннюю часть. На Фиг. 2 изображены основные части перчаточного аппарата (1), которые включают коробку для перчаток (2), устройство для подъема перчаток (3), устройство для раскрытия перчаток (4) и устройство для надувания перчаток (5).
Перчаточный аппарат, изображенный на Фиг. 2, изображен в исходном положении перед приведением в действие и надеванием перчатки на руку пользователя.
На Фиг. 3 изображен перчаточный аппарат (1), в котором устройство для подъема перчаток (3) удерживает перчатку (100), а раструб перчатки (103) открыт. На Фиг. 4 изображен перчаточный аппарат (1), в котором раструб (103) перчатки (100) находится поверх расправляющих штырей (41), которые еще находятся в закрытом положении. На Фиг. 5 изображен перчаточный аппарат (1), в котором расправляющие штыри (41) растянули раструб перчатки (103). На Фиг. 6 изображен перчаточный аппарат (1), в котором край раструба перчатки (103) находится поверх уплотнительного кольца (51), а перчатку надувают в «шарик» в форме руки. На Фиг. 7 изображен перчаточный аппарат (1), в котором перчатка (100) надута, а рука пользователя введена в нее, перед надеванием перчатки на руку пользователя. На Фиг. 8-11 изображен перчаточный аппарат (1) и его детали в разных ракурсах.
Второй вариант изобретения относится к перчаточному аппарату (1000), изображенному на Фиг. 12-27. Перчаточный аппарат (1000) содержит корпус (200), устройство для подъема и размещения перчаток (300), устройство для раскрытия перчаток (400) и устройство для надувания перчаток (500). Корпус (200) частично изображен на Фиг. 12 и содержит вышеуказанные части перчаточного аппарата (1000). Корпус (200) также может содержать коробку для перчаток (201).
Устройство для подъема и размещения перчаток (300) изображено на Фиг. 15-21 и содержит активатор (301), зажимы (302), вакуумную трубку (303), вертикальную направляющую (304) и горизонтальную направляющую (305). Активаторы обеспечивают возможность движения устройства для подъема и размещения перчаток (300) вверх и вниз вдоль вертикальной направляющей (304), а также назад и вперед вдоль горизонтальной направляющей (305).
Когда устройство для подъема и размещения перчаток (300) опускается и достигает коробки для перчаток (201), а нижний, открытый конец вакуумной трубки (303) касается перчатки (100), предпочтительно в области запястья, перчатка (100) «подхватывается» вакуумной трубкой. Это происходит благодаря вакууму в вакуумной трубке, который создается внутренним насосом или любыми другими подходящими средствами, и который производит всасывающее действие. Затем устройство для подъема и размещения перчаток (300) поднимается на несколько миллиметров так, чтобы вакуумная трубка (303) удерживала перчатку в области запястья.
На этом этапе перчатка висит в воздухе и немного раскрывается вследствие действия силы притяжения на верхнюю (пальцы) часть перчатки, в то время как нижняя (запястье) часть перчатки удерживается вакуумной трубкой. В этом положении активатор (301) закрывает зажимы (302), которые захватывают запястье перчатки. Следует отметить, что вакуумная трубка не может поднимать перчатку более чем на несколько миллиметров, из-за веса перчатки, следовательно, существует необходимость в зажимах, которые могут захватить и безопасно поднять перчатку на требуемую высоту. Устройство для подъема и размещения перчаток (300), чьи зажимы (302) захватили запястье перчатки (100), теперь поднимает перчатку вверх и немного вперед, подводя перчатку к устройству для раскрытия перчаток (400).
На Фиг. 15 изображено устройство для подъема и размещения перчаток (300), которое содержит активатор (301), вакуумную трубку (303) и зажимы (302) в открытом положении. На Фиг. 16 и 17 изображено устройство для подъема и размещения перчаток (300) с перчаткой (100), удерживающейся посредством вакуумной трубки (303). На Фиг. 18-21 изображено устройство для подъема и размещения перчаток (300), в котором зажимы (302) закреплены на запястье перчатки (100).
На Фиг. 22-27 изображено устройство для раскрытия перчаток (400), которое содержит многоугольную круговую рамку (401) и несколько расправляющих стержней (402). Число расправляющих стержней (402) должно соответствовать числу сторон многоугольной круговой рамки (401).
На иллюстрациях, которые прилагаются к данной заявке, изображена шестисторонняя рамка, хотя изобретение можно осуществлять с применением рамки с большим или меньшим количеством сторон. Внешний конец (403) каждого расправляющего стержня (402) присоединен к многоугольной круговой рамке (401) посредством осевого соединения.
Внутренний конец (404) каждого расправляющего стержня (402) оборудован захватывающим штифтом (405). На Фиг. 22 и 23 изображено устройство для раскрытия перчаток (400), в котором захватывающие штифты (405) сконцентрированы в центре многоугольной круговой рамки (401), т.е. находятся в закрытом положении. Устройство для раскрытия перчаток (400) также содержит механизм, который изменяет угол соединения между расправляющими стержнями (402) многоугольной круговой рамкой (401). На Фиг. 24 изображено устройство для раскрытия перчаток (400), находящееся в частично открытом положении, т.е., когда расправляющие стержни (402) немного повернуты так, что их внутренние концы (404) находятся ближе к сторонам многоугольной круговой рамки (401). На Фиг. 25 изображено устройство для раскрытия перчаток (400), находящееся в открытом положении, т.е., когда расправляющие стержни (402) параллельны и прилегают к сторонам многоугольной круговой рамки (401), а захватывающие штифты (405) расположены в углах между указанными сторонами многоугольной круговой рамки (401).
Способ работы перчаточного аппарата (1000): Устройство для подъема и размещения перчаток (300) опускается и подхватывает перчатку (100), как описано выше. Затем устройство поднимается, при этом зажимы (302) захватывают запястье перчатки (100), а раструб перчатки (100) раскрывается, как изображено, например, на Фиг. 16. Когда раструб перчатки располагается напротив захватывающих штифтов (405), как изображено, например, на Фиг. 26, устройство для подъема и размещения перчаток (300) передвигается в горизонтальном направлении, пока раструб перчатки не будет находиться поверх захватывающих штифтов (405), как изображено, например, на Фиг. 27, и в то же время зажимы (302) выпускают перчатку. В этот момент устройство для раскрытия перчаток (400) переходит из закрытого в открытое положение, другими словами, в положение, в котором раструб перчатки растянут в форме многоугольной круговой рамки, а перчатка фактически закрывает отверстие устройства для раскрытия перчаток (400). Устройство для надувания перчаток (500), которое может представлять собой, например, воздушный насос, теперь создает пониженное давление в корпусе (200), что приводит к надуванию перчатки. Теперь пользователь может ввести руку в надутую перчатку, которая в результате легкого движения внутри освобождается от захватывающих штифтов (405), оставаясь на руке пользователя.
Датчик, который определяет полное введение руки в перчатку, может управлять выпусканием перчатки штифтами (405). Кроме того, перчаточный аппарат (1000) оборудован несколькими активаторами, которые активируют каждую из вышеуказанных аппаратных частей, а также сенсорами, которые обеспечивают возможность его автоматической работы.
Перчаточный аппарат (1000) также может содержать раскрывающие щетки (600), которые могут располагаться вблизи устройства для подъема и размещения перчаток (300), как изображено, например, на Фиг. 28. Когда устройство для подъема и размещения перчаток (300) берет перчатку из коробки для перчаток (201), предполагается, что раструб перчатки будет широко раскрыт, чтобы обеспечить возможность размещения раструба перчатки поверх захватывающих штифтов (405). Однако масса перчатки является слишком маленькой и притяжение не обеспечивает хорошего решения проблемы из-за того, верхняя часть и нижняя часть перчатки прилегают друг к другу и раструб не раскрывается. Следовательно, раскрывающие щетки (600) выполнены с возможностью вращения, при этом их щетинки (601) аккуратно касаются перчатки (100) и посредством этого широко раскрывают раструб перчатки и приводят перчатку в готовность для размещения поверх захватывающих штифтов (405).
Корпус (200) перчаточного аппарата (1000) может содержать один или более прозрачных участков (210) для того, чтобы пользователь мог видеть перчатки (100), когда они готовы к надеванию, таким образом, помогая пользователю видеть перчатку и создавая для него возможность направления руки и пальцев непосредственно и точно в перчатку, а также помогая пользователю чувствовать себя безопасно и комфортно при введении рук в перчаточный аппарат (1000). На Фиг. 29 изображен перчаточный аппарат (1000) с двумя верхними прозрачными участками (210).
Устройство для раскрытия перчаток (400) также может содержать треугольные заслонки (406), которые соответствуют расправляющим стержням (402). Когда расправляющие стержни (402) находятся в открытом положении, треугольные заслонки (406) также находятся в открытом положении и наоборот, как изображено, например, на Фиг. 30А-30С. Треугольные заслонки (406) в закрытом положении, как изображено, например, на фигурах, герметизируют корпус (200) для создания возможности надувания перчатки (100).
Устройство для надувания перчаток (500), которое может представлять собой нагнетатель или насос, выпускает до некоторой степени воздух из корпуса (200) и создает пониженное давление, вследствие чего перчатка (100), при расположении на захватывающих штифтах в открытом положении, надувается. Корпус (200) также может содержать датчик пониженного давления (701), выполненный с возможностью определения того, что перчатка (100), например, не повреждена и не содержит дырок. В случае наличия в перчатке дырки, например, воздух снаружи будет попадать внутрь корпуса, и датчик пониженного давления укажет на отсутствие пониженного давления. После этого устройство для надувания перчаток (500) деактивируется, а перчаточный аппарат (1000) будет готов к использованию. Перчаточный аппарат (1000) также может содержать датчик приближения (702), который чувствует приближение руки пользователя к устройству для раскрытия перчаток (400), после чего активируется устройство для надувания перчаток (500), перчатка надувается, а треугольные заслонки (406) открываются, создавая возможность для пользователя ввести руку в надутую перчатку. Корпус (200) также может содержать спусковую кнопку (703), предпочтительно расположенную непосредственно дальше на пути руки, на которую надета перчатка, внутри перчаточного аппарата (1000), а пользователь может нажать на спусковую кнопку (703), что приводит к частичному отпусканию захватывающих штифтов (405), после чего перчатка освобождается от захватывающих штифтов и, следовательно, полностью надевается на руку пользователя. Корпус (200) также может содержать датчик убирания руки (704), который чувствует, что рука с перчаткой находится вне корпуса (200), после чего перчаточный аппарат (1000) загружает следующую перчатку для дальнейшего использования. И снова, когда датчик приближения (701) чувствует входящую руку, он активирует устройство для надувания перчаток (500) и так далее. На Фиг. 31 схематически изображены перчаточные аппараты (1000) с датчиком пониженного давления (701), датчиком приближения (702), спусковой кнопкой (703), датчиком убирания руки (704) и цветовым датчиком (705).
Корпус (200) также может содержать внутреннюю полку (800), как изображено, например, на Фиг. 32А и 32В, которая покрывает верхнюю часть коробки для перчаток (201). Внутренняя полка (800) с одной стороны имеет осевое соединение со стенками корпуса или любой частью аппарата (1000). Внутренняя полка (800) также содержит активатор (801), выполненный с возможностью ее открытия и закрытия. Когда устройство для подъема и размещения перчаток (300) приближается к коробке для перчаток (201), внутренняя полка (800) открывается активатором (801), чтобы обеспечить возможность подъема перчатки (100) устройством для подъема и размещения перчаток (300). После подъема перчатки внутренняя полка возвращается в закрытое положение, защищая, таким образом, коробку для перчаток (201) от повреждения, которое могут причинить руки неаккуратного пользователя. В случае повреждения перчатки, когда датчик пониженного давления (701) чувствует отсутствие пониженного давления, что указывает на повреждение перчатки, захватывающие штифты (405) разжимаются и перчатка падает на внутреннюю полку (800), а вращающиеся уборочные щетки (802) сметают ее в сторону, чтобы потом ее можно было забрать в соответствии с инструкциями по техническому обслуживанию.
Коробка для перчаток (201) может содержать прокладки (220) между каждыми несколькими перчатками для того, чтобы перчатки находились в удобном плоском положении для захвата. Устройство для подъема и размещения перчаток (300) также может содержать цветовой датчик (705), и когда он чувствует прокладку (220), которая может отличаться по цвету от перчаток, оно захватывает ее и помещает на внутреннюю полку, а затем повторяет свое действие и захватывает перчатку для выполнения стандартного действия. Верхняя сторона внутренней полки (800) может быть выполнена с возможностью получения несколько прокладок (220), которые можно убирать в соответствии со стандартным техническим обслуживанием аппарата. Перчаточный аппарат (1000) также может содержать насос, выполненный с возможностью создания вакуума в вакуумной трубке (303). Перчаточный аппарат (1000) может содержать перезаряжаемый аккумулятор для обеспечения возможности работы в полевых условиях, например, в армейском полевом госпитале и т.д.