CN110404159A - 针组件和液体施加装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于液体施加装置的针组件和液体施加装置。该针组件包括具有纵向通道的针壳。该管状纵向通道包括上部开口端和下部开口端。针束可移动地安装于该纵向通道内，其包括针轴部和连接至针轴部的针。驱使构件配置和装配为朝向缩回位置纵向地驱使该针束以及朝向邻近于该下部开口端的该针壳的针引导表面侧向地驱使所述针。该驱使构件配置和装配为在该下部开口端和该上部开口端之间形成流体密封。驱使构件包括具有相对两侧的弹性管状部。第一侧具有第一等效长度。第二侧具有大于第一等效长度的第二等效长度，从而第二侧张紧程度小于第一侧以朝向针引导表面驱使针。本发明还提供相应的液体施加装置。采用本发明，驱动针所需的驱动力可以显著减少。

Description

针组件和液体施加装置

技术领域

本发明涉及用于施加液体至皮肤的装置，特别涉及诸如纹身装置或者用于施加永久性化妆的装置。

背景技术

纹身装置一般包括用于施加墨水至皮肤的纹身针，具有纹身针驱动器的纹身机，以及将所述纹身针连接至所述纹身机并且能够方便地握持于操作者手中以在使用时操纵纹身针的手柄。操作中，纹身针驱动器驱动纹身针在延伸和缩回位置之间往复移动，由此反复刺穿被纹身者的皮肤或称目标的皮肤。在传统纹身装置中，纹身针可以直接连接至手柄，或者可以设置于连接至手柄的纹身针组件中。纹身针组件也被称做“一体针”、“纹身针组合装置”、“针组件”，它是纹身针与相匹配的纹身针嘴预先组装为一体的组合构件。纹身装置的实例包括电机旋转纹身装置和电磁线圈纹身装置。在使用纹身针组件的情况下，纹身装置的纹身针驱动器一般配置为通过驱动轴施加向下的力以向下朝向延伸位置推动纹身针，但是其并不施加向上的力以回拉纹身针至缩回位置。作为代替的是，在针组件内设有弹性构件以回拉纹身针至缩回位置。

墨水可以存储于储墨单元中，并且可以输送至纹身针以及自纹身针输送至目标的皮肤。

由于安全理由，纹身针在使用前一般应当消毒并且在每次使用后应当替换。因此为方便起见使用可替换的和可抛弃的一次性的纹身针组件，其能够预消毒并且容易地与手柄分离或连接，以使纹身针能够容易替换，并且安全地抛弃。

用于永久性化妆的装置或者半永久纹身装置可能具有与纹身装置类似的构造，包括驱动部、可替换的手柄、以及可替换的/可抛弃的纹身针组件。

然而，仍存在来自目标穿刺的皮肤的诸如血液或血清等体液与纹身装置的手柄或者纹身机接触的风险以及随之而来的与纹身装置操作者接触的风险。

公开于2017年6月30日的中国专利申请CN106902452A披露了一种纹身装置，其包括壳体，针以及弹性膜。针上设有联接机构，联接机构牢固地联接所述针和所述弹性膜。所述弹性膜产生的回复力作用于所述针上，以使得所述针向后运动回到缩回位置。所述弹性膜还产生使所述针趋向所述壳体的作业部的力。

本发明仍期望能够改进上述以及其他现存的用于施加墨水或其他液体至皮肤的装置。

本发明一方面目的在于解决现有纹身针组件所存在的一或多个问题，其中硅胶管状弹性膜既用于纵向和侧向驱使针，也用于在针组件的下部和针组件的上部之间形成密封。

例如，可以理解使用这样的硅胶管状弹性膜的问题之一在于难于选择这样的硅胶管状弹性膜的厚度。如果管壁太薄，密封不稳定并且管壁在运行中拉伸时可能破裂或戳破。如果管壁足够厚以提供稳定的密封，其拉伸时产生大的张力，从而需要大驱动力以克服张力并且驱动针向下。为提供更大的驱动力需要更大的功率和能量。装置以更大的功率运行可能产生更多热量，以及磨损，从而减少装置或其零件的使用寿命。装置额外的热量还可能使使用者不适。使用具有不同厚度的相对侧壁的硅胶管以同样提供侧向压力也会进一步加剧问题，原因在于侧壁厚度必须大于提供可靠而不被撕裂和稳定密封所需的最小厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液体施加装置的针组件和液体施加装置，减少驱动针所需的驱动力。

本发明的一方面提供了一种用于液体施加装置的针组件，包括：针壳，其包括纵向通道，该纵向通道包括上部开口端和下部开口端；针束，其可移动地安装于该纵向通道内以在缩回位置和延伸位置之间往复移动，该针束包括针轴部以及多个与该针轴部连接的针，当该针束处于该延伸位置时，所述针延伸穿出该纵向通道的下部开口端，该针轴部位于该纵向通道的上部开口端以纵向驱动该针束；驱使构件配置和装配为朝向缩回位置纵向地驱使该针束以及朝向邻近于该下部开口端的该针壳的针引导表面侧向地驱使或压迫所述针；该驱使构件进一步配置和装配为在该下部开口端和该上部开口端之间形成流体密封，其中该驱使构件包括具有第一侧和相对该第一侧的弯曲的第二侧的弹性管状部，该弹性管状部的第一侧面朝该针引导表面并且沿该弹性管状部轴向截面的第一截面线具有第一等效长度，该弹性管状部的第二侧沿该弹性管状部轴向截面的第二截面线具有长于该第一等效长度的第二等效长度，以使该第二侧张紧程度小于该第一侧以朝向该针引导表面驱使所述针。

该弹性管状部可以具有大体上一致的壁厚。

该驱使构件的弹性管状部的第一侧可以具有第一壁厚，该驱使构件的弹性管状部的第二侧可以具有小于该第一壁厚的第二壁厚。

可以至少使该驱使构件的弹性管状部的第二侧部分波纹化。

该驱使构件的弹性管状部可以具有第一端和第二端，并且该驱使构件可以包括连接至该弹性管状部的第一端的第一端部以及连接至该弹性管状部的第二端的第二端部，该第一端部和第二端部分别具有中央开口，该针轴部延伸穿过该中央开口。

该针轴部可以密封连接该驱使构件的第一端部的中央开口，该驱使构件的第二端部可以密封固定至针壳，从而当该针束朝向该延伸位置移动时，该驱使构件的弹性管状部可以张紧以朝向该缩回位置驱使该针束并且驱使所述针接该触针引导表面。

该驱使构件的第一端部可以包括圆周槽以减少该第一端部内的张力。该驱使构件的第一端部可以具有多边形横截面轮廓。

该多边形横截面轮廓可以为正方形横截面轮廓。

该针束围绕该针轴部可以具有键轮廓并且该驱使构件的第一端部的中央开口可以定义连接该针束的键轮廓的开口。

该针束可以包括邻近于该键轮廓的键肩，该键肩紧靠该驱使构件的第一端部，从而该驱使构件朝向该针壳的上部开口端驱使该键肩和该针束。

该针壳可以包括位于该纵向通道的上部开口端的可拆卸的环形的帽部，该帽部连接该驱使构件的第二端部以将该第二端部固定至该针壳，该帽部包括中央的通道，该针轴部穿过该帽部的中央的通道。

该针壳可以包括位于该上部开口端的第一键槽，该驱使构件的第二端部包括第二键槽，并且该帽部包括与该针壳的第一键槽连接的第一键轮廓，以及与该驱使构件的第二键槽连接的第二键轮廓。

该针壳的上部开口端可以包括内部环形脊并且该帽部包括连接至该环形脊的环形槽以使该帽部就位。

该驱使构件的第一端部和第二端部可以分别具有大于该第一壁厚和第二壁厚的壁厚，并且刚度大于弹性管状部。

该驱使构件可以在该针壳的下部开口端和上部开口端之间形成膜状密封。

在一些实施例中，该弹性管状部的第一侧沿该弹性管状部轴向截面的截面线可以大体上呈直线。

在一些实施例中，该弹性管状部的第一侧至少一部分可以弯曲化。

该驱使构件的材料可以包括硅橡胶，乳胶，或者橡胶材料。该驱使构件的材料可以为肖氏硬度30A至50A的材料。

该针壳可以包括邻近于该下部开口端位于该针引导表面的液体存储槽。该针组件可以用于对皮肤纹身或者永久性化妆。

该针组件可以为可抛弃的一次性组件。

该可抛弃的一次性组件可以配置为可拆卸连接至液体施加装置内的手柄。

本发明的另一方面提供了一种液体施加装置，其包括了前述的针组件。

该液体施加装置还可以进一步包括针驱动器，以及连接该针驱动器至该针组件的手柄。

本发明的一实施例中，提出了一种包括弹性管状部的驱使和密封构件，其中该弹性管状部具有两个不同等效长度的相对侧。当较短一侧在运行中拉伸和张紧时，较长一侧产生较小张力或者没有张力。从而，在同样的壁厚条件下，驱动针所需的驱动力可以显著减少。

进一步，即使管壁具有一致的厚度也可以提供侧向压力。益处在于，驱动针所需的功率和能量更少并且可以避免过热。

综上，本发明的针组件和液体施加装置，驱动针所需的驱动力可以显著减少；进一步，驱动针所需的功率和能量更少并且可以避免过热。进一步，驱使构件的弹性管状部的薄膜壁不易因张力过大而破裂。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1A为纹身装置的立体图，绘示本发明的一实施例；

图1B为图1A的纹身装置的侧视图，带有该纹身装置内的手柄的局部剖视图；

图2A为可抛弃的针组件的立体图，绘示本发明的一实施例；

图2B为图2A的针组件的分解图；

图2C为图2A的针组件的侧面剖视图，其中针组件中的针束处于缩回位置；

图3A为图2A的针组件的侧面剖视图，其中针组件中的针束处于延伸位置；

图3B为图2C的针组件的特定部分的侧面剖视图；

图3C为图3A的针组件的特定部分的侧面剖视图；

图3D为力线图，绘示施加至图3B和3C中绘示的针束上的力；

图4A和4B为图2的针组件中的驱使构件的立体图；

图4C为图4A和4B的驱使构件的前视图；

图4D为图4A和4B的驱使构件的侧视图；

图4E为图4A和4B的驱使构件的后视图；

图4F为图4A和4B的驱使构件的侧面剖视图；

图4G为图4A和4B的驱使构件的仰视图；

图4H为图4A和4B的驱使构件的俯视图；

图4I为图4F的驱使构件的4I部分的局部放大视图；

图5A为图2A至2C的针组件中的针束的分解图；

图5B为针束沿图2B中5B-5B的轴向剖视图；

图6A为图2A至2C的针组件中的帽部的正视图；

图6B为帽部的右视图；

图6C为帽部的仰视图；

图6D为沿图6A中6D-6D经过帽部的中央轴线的右侧剖视图；

图7A为图2A至2C的针组件中的本体部的侧视图；

图7B为本体部的正视图；

图7C为本体部沿图7B中7C-7C的侧面剖视图；

图7D为本体部的俯视图；

图8A为绘示针组件的帽部，针束和驱使构件的空间关系和装配的立体图；

图8B为绘示针组件的针壳和嘴部的空间关系和装配的立体图；

图8C展示了绘示于图8A中内部组合装置和绘示于图8B中的外部组合装置形成针组件的空间关系和装配的立体图；

图8D展示了绘示于图8A中内部装配和绘示于图8B中的外部装配形成针组件的空间关系和装配的剖视图；

图9A，9B，9C和9D为绘示于图4A至图4C中的驱使构件的各种变化形式的侧视图，展示了本发明的不同实施例。

具体实施方式

本发明的一实施例涉及一种施加液体至皮肤的装置。该液体施加装置可以为墨水施加装置，例如绘示于图1A和1B中的纹身装置60。

如图1A和1B绘示，纹身装置60包括针组件10，其通过手柄20连接至驱动部30。针组件10可以为可抛弃的针组件，并且针组件10和手柄20可以配置为可拆卸的互相连接。

针组件10包括可往复移动的针束200，针束200具有尖部210以施加墨水至目标的皮肤。

驱动部30包括具有驱动轴35的针驱动器(未单独绘示)，以驱动针束200向下移动。

手柄20大体上呈管筒形状，如图中绘示可以为圆筒形。管筒形状具有内部的开口或通道，但是不是必须为圆筒形或者具有圆形横截面，并且沿其长度不是必须具有相等的横截面的尺寸。

手柄20以及驱动部30的构造和操作为本领域所熟知，并且作为举例，类似于美国专利申请15/691,125中所描述的相应部分，本发明在此引入并合并前述专利文件的全部内容作为参考。因此，这些部分及其操作在此不再赘述。

如图2A至图2C所绘示，针组件10包括用于可移动安装针束200于其中的针壳40。该针壳40包括管状本体部400，嘴部100以及帽部500。本体部400具有管状纵向通道420，以容纳和覆盖针束200。通道420从本体部400的上部开口端422延伸至下部开口端424。具有开口120的嘴部100连接至本体部400的下部开口端424，帽部500盖设在本体部400的上部开口端422。通道420具有在图中绘示为轴线A的纵向中央轴线。

嘴部100具有针引导表面122，其提供引导表面以引导纹身针束200的尖部210的移动和输送墨水至针的尖部210，下面将进一步详细描述。嘴部100内的开口120具有绘示为轴线A₁的纵向轴线。

为促进针束200的往复移动，针壳40内设有驱使构件300并且配置为在每个运动周期中在针束200被激励或驱动机构例如驱动轴35向下推动至延伸位置后，向上拉针束200回复到收缩位置，由此完成一次往复移动。

驱使构件300还配置为朝向针引导表面122驱使针束200的尖部210，以增加或维持针束200和嘴部100的针引导表面122之间的接触。

而且，驱使构件300配置并且装配为在本体部400的上部开口端422和下部开口端424之间提供流体密封。驱使构件300可以在本体部400的上部开口端422和下部开口端424之间形成膜状密封。

驱使构件300的上端部340配置为连接本体部400的内壁。帽部500配置为连接驱使构件300的上端部340。上端部340牢固于帽部500和本体部400之间，并且密封固定至针壳40。

驱使构件300的下端部320配置为密封地连接针束200中的轴240。

驱使构件300可以由硅胶材料或者其他弹性材料如乳胶，橡胶或其它弹性合成材料形成。弹性材料选择为有足够弹性以在应力下能够延伸至预期的延伸位置以露出针尖部，并且同样具有足够弹性以提供所需的驱使力以使针束200从延伸位置返回至缩回位置。在一实施例中，驱使构件300可以由肖氏硬度为大约30A至大约50A的硅胶材料形成。

从图4A至4H较容易看出，驱使构件300包括上端部340，下端部320，以及连接上端部340和下端部320的管状部360。

驱使构件300的上端部340的尺寸和形状配置为与管状本体部400的内壁紧密配合。上端部340具有两环绕上端部340的圆周的环形脊342和344。上端部340的内壁352定义了开口350。开口350配置为密闭合围连接帽部500的下段560。上端部340形成有键槽348，其具有配置为容纳和连接帽部500的键轮廓566的垛口形状。

驱使构件300的下端部320具有开口或者键孔322配置为容纳和连接针束的轴240的键轮廓250。开口322尺寸和形状配置使键轮廓250紧密配合于开口322内，以在驱使构件300和轴240之间形成密封，并且轴240在运行期间能够轴向上下移动而不破坏密封。

上端部340和下端部320由弹性管状部360连接。管状部360具有第一侧368和相对的第二侧366。当正确装配后，第一侧368与针引导表面122同侧或者面向针引导表面122，而第二侧366面向观察窗402并且远离针引导表面122。管状部360具有配置为允许轴240延伸穿过的轴向通道370。

上端部340和下端部320两者的壁厚均大于第一侧368和第二侧366两者的壁厚，因此比管状部360更坚挺。

图4I绘示处于放松状态下的驱使构件300的管状部360的一实施例。

如图4I所绘示，第二侧366的壁沿轴向弯曲，第一侧368的壁沿管状部360轴向截面的截面线大体上呈直线(笔直的或平直的)，第二侧366的壁沿管状部360轴向截面的截面线包括多个圆弧，第二侧366的壁沿管状部360轴向截面的截面线的长度是多个圆弧长度总和，因此第二侧366和第一侧368的壁具有不同的沿轴向等效长度。

熟知本领域的技术人员可以理解，在本发明中，对于曲线截面线，其等效长度等于校直调整后的直线的长度。校直调整后，曲线变成与曲线弧长长度相同的直线段。对于直线截面线，其等效长度与其直线长度相同。

在此所披露的实施例中，第一侧368的等效长度小于第二侧366的等效长度，使得当管状部360由于针束200向下移动而拉伸时，第一侧368比第二侧366更加张紧。

如附图中所绘示，第二侧366的等效长度为Y₁，第一侧368的等效长度为Y₂。

在一实施例中，当驱使构件300处于放松状态下，管状部360的第二侧366和第一侧368的厚度和作为参照的长度可以分别为T和X，可以不同于针束200处于缩回位置的状态下的厚度和长度。在一些实施例中，第一侧368和第二侧366两者都可以由相同的材料形成并且具有相同或接近的壁厚。可选的，第一侧368和第二侧366可以具有不同的壁厚。无论如何，由于这两侧弧度不同并且具有不同的等效长度，第一侧368比第二侧366更坚挺。

在延伸位置时，第二侧366和第一侧368拉伸变形后的等效长度可以不同也可以相同。也就是说，当管状部360拉伸时，第二侧366可以被拉直。无论如何，即使在管状部360拉伸后并且第二侧366由于这样的拉伸而拉直，由于第一侧368被拉伸比率更多而比第二侧366经受更多的拉伸张力，第二侧366和第一侧368的张力不同。

在一具体实施例中，当驱使构件300处于放松状态下时，驱使构件300的第二侧366可以包括波纹段372。如图4A至4F所绘示，波纹段372可以包含沿第二侧366的一部分横向延伸的五个波纹374。可以理解，在其他实施例中，第二侧366可以配置为包括任意数量的波纹，皱褶，弯曲，皱纹诸如此类以增加其等效长度Y₁。

如图4I所绘示的实施例中，当驱使构件300处于放松状态时，等效长度Y₂大体上与参照的长度X相同。在不同的实施例中，等效长度Y₂可以大于参照的长度X。

第二侧366上的波纹段372的波纹374围绕驱使构件300的轴向(图3A中轴线A)以角度θ呈圆周延伸。在一具体的实施例中，角度θ可以为大约180°。在不同的实施例中，角度θ可以从大约90°至大约270°变化。

在一具体的实施例中，波纹段372可以延伸遍及第二侧366的整个纵向长度。在其他实施例中，第二侧366可以同时包括波纹段和笔直段。

第二侧366可以以其他代替波纹的方式弯曲，以增加其曲线的等效长度并以此减少拉伸时的张力。

回到图2A至2C，驱使构件300配置为连接针束200以促进针束200的往复移动。针束200包括尖部210，针轴部220，以及轴240。

尖部210可以包括一或多个针，针可以焊接在一起，或者束缚在一起。针可以由不锈钢或者其他任意适合的材料形成。单个的针可以具有任意适合的或者已知的针尖形状。针可以排列形成具有大体上圆柱形或圆锥形轮廓的尖部。或者，针可以并排排列以形成具有大体上平面的或带状的轮廓的尖部。成排的并排的针也可以堆叠起来。这样的不同的纹身针排列为本领域所熟知，并且分别称为“圆形画线”针，“圆形着色”针，“平”针，或者“大排”针。对于圆形画线针和圆形着色针来说，尖部210可以由1至18个单个的针组成一束，或者对于平针或者大排针来说，尖部210可以由4至27个单个的针组成一排或者两排。

可以理解，针或者针束的截面尺寸或者直径影响墨水流动效果。一般来说，针尺寸越小或者针直径越窄，从各个针流出的墨水流越好并且越受控制。一般来说，同一针束中的针可以为相同或相似的尺寸。针的尺寸可以由操作者或使用者基于所需效果选择。不同尺寸可以用于不同目的。可以使用标准尺寸的针。在一些实施例中，单个的针的直径可以为0.25毫米，0.30毫米，或者0.35毫米。基于所需的纹身技术和实施目的，熟知本领域的技术人员可以选择和改变针的设计。

针束中针的数量可以在1至27范围内变化，或者根据需要变化为更多的数量。例如，市面上可获得的圆形针束一般每个针束具有1,3,5,7,8,9,11,14,或18个针。同样可以理解，针束的整体轮廓可以根据针束中针的数量，针的排列，所使用的焊料或者其他因素改变和变化。

尖部210中焊接的针支持在针轴部220上。针轴部220的轴线与轴240的轴线(图2C中轴线A)轴向对准，但是偏离于尖部210的轴线(图2C中轴线A₁)。针轴部220可以由不锈钢或者其他任意适合的材料形成。针轴部220应当足够坚硬及强劲以在运行期间支持尖部210的稳定移动。尖部210可以焊接到针轴部220上。

针轴部220与轴240连接以驱动尖部210。参见图5A和5B，轴240的下端242可以具有用于容纳针轴部220的上端的孔248。针轴部220和轴240可以通过任意适合的方式连接并且锁定。轴240的下端242的孔248可以为圆柱形的或者具有其他横截面形状。针轴部220可以插入孔248内并且可以用粘合剂例如胶水连接至轴240的孔248的壁上。

轴240可以由塑料材料或者其他适合的材料形成以传递轴向驱动力至针轴部220并且然后间接传递至尖部210。

如图2C所绘示，轴240穿过驱使构件300并且密封连接至驱使构件300的中央的开口322(参见图4A至4H)。轴240的下端242具有键轮廓250，用于连接由驱使构件300的中央的开口322所定义的键孔，从而相对于驱使构件300锁定轴240和针轴部220。在一具体的实施例中，中央的开口322和键轮廓250具有对应的矩形或者正方形横截面。由中央的开口322所定义的键孔和键轮廓250的尺寸互相匹配，从而轴240能够与驱使构件300密封连接以防止墨水从中央的开口322和键轮廓250之间的任意缝隙泄漏。

轴240包括恰好位于键轮廓250上方的挡块260，并且挡块260的下表面形成键肩262，键肩262的尺寸大于驱使构件300的中央的开口322，从而驱使构件300的下端部320紧靠键肩262并且朝向管状本体部400上部开口端422的驱使轴240。

扩展的挡块部270位于轴240的本体246的上端244附近，与轴240的其他部分相比挡块部270具有扩大的横截面。挡块部270的尺寸大于帽部500的上部通道540，从而其能够作为限制轴240继续向上移动的挡块。

如图2A至2C绘示，针束200安装于针壳40内。针壳40包括帽部500，管状本体部400，以及嘴部100。

参见图6A至6D，帽部500包括三段，下段560，中段570以及上段590。上段590的外径大于中段570的外径，中段570的外径大于下段560的外径。

帽部500的中段570具有用于连接本体部400的内壁450上的键槽430的键轮廓580。帽部500还具有环绕中段570的外部周围延伸的环形槽582，环形槽582由键轮廓580所打断。环形槽582位置和尺寸配置为适合连接本体部400的内壁450上的脊440。

帽部500的下段560具有另一键轮廓566，其尺寸配置为适合连接驱使构件300的上端部340内的键槽348。键轮廓566尺寸可以配置为与帽部500的中段570的外径对齐。下段560具有朝向其下端的凸起的环形缘564。如下面所进一步详细说明，当帽部500的下段560插入驱使构件300的上端部340的开口350内时，环形缘564被驱使构件300的上端部340紧箍以防止驱使构件300在针束200往复移动期间向下移动。下段560在其下端还具有锥形边缘568。锥形边缘568使得帽部500更容易插入驱使构件300的开口350内以方便安装。

帽部500具有中央的轴向通道520，以允许轴240穿过并且在运行期间轴向移动。

通道520具有下部通道530和上部通道540。下部通道530和上部通道540尺寸不同，从而下部通道530和上部通道540形成肩部550。当针束200处于缩回状态并且在针组件10包含于纹身装置60之前，针束200上的挡块部270的上表面274紧靠肩部550的下表面552以限制针束200进一步向上移动。

通道520的下部通道530沿其长度方向具有大体上不变的横截面轮廓。下部通道530的内部尺寸配置为大于挡块部270的外部尺寸，并且当挡块部270插入下部通道530时，在挡块部270和定义下部通道530的内壁532之间可以具有间隙。这样的间隙可以允许针束200和轴240在针壳40内的平滑移动，减少或者防止卡住的风险或者太大的摩擦力。下部通道530和挡块部270的形状配置为在针组件10运转期间防止针束200绕其纵向轴线(图2C中轴线A)旋转。更具体来说，下部通道530和挡块部270可以具有非圆形的横截面以使挡块部270不能在下部通道530内绕纵向轴线(图2C中轴线A)自由旋转。如图5A，5B和6C所绘示，下部通道530和挡块部270可以分别具有正方形的横截面。下部通道530和挡块部270的横截面的轮廓也可以为多边形，椭圆形，或不规则形状。下部通道530和挡块部270可以具有相似或者匹配的横截面形状。

在一实施例中，上部通道540和轴240的本体246可以大体上为圆柱形，并且上部通道540的内径可以大于轴240的本体246的外径并小于挡块部270的外部尺寸。这些零件的尺寸如此设置可以在轴240与定义上部通道540的内壁542之间提供间隙。这样的间隙可以允许针束200和轴240在针壳40内的平滑移动，减少或者防止卡住的风险或者太大的摩擦力。

帽部500可以由塑料材料或者其他任意适合的材料形成。

如图2A至2C所绘示，帽部500与管状本体部400的上部开口端422相连并固定。本体部400具有管状纵向通道420，以容纳和覆盖针束200。通道420从本体部400的上部开口端422延伸至下部开口端424。通道420具有在图中绘示为轴线A的纵向中央轴线。本体部400还具有用于观察针束200状态和操作的观察窗402。

本体部400可以由塑料材料或者其他任意适合的材料形成。

参见图7A至7D，内部环形支座470在上部开口端422附近沿本体部400的内壁450的圆周延伸。环形支座470紧靠驱使构件300(参见图4A至4H)的上端部340的下表面356以防止驱使构件300在针束200往复移动期间向下移动。在上部开口端422附近沿本体部400的内壁450的圆周还有三个相互之间等间距分布的脊440，用于连接帽部500内对应的环形槽582。

本体部400的上部开口端422还具有用于连接帽部500的键轮廓580以及使帽部500定向的键槽430。

如图2A至2C所绘示，在其下部开口端424，本体部400与嘴部100相连并固定。

除下面具体描述的方面，用于嘴部的详细的结构和机构不是本发明的重点，并且可以由熟知本领域的技术人员根据现有技术或结构来实现。因此，一些这样的细节在此不会讨论。

在一实施例中，嘴部100的结构和运行可以如美国专利申请15/874,597所披露，通过引用本发明在此包含该申请全部内容。

嘴部100配置为支撑及允许尖部210通过嘴部100内的开口120的轴向移动。嘴部100可以由塑料材料或其他适合的材料制成。开口120的形状可以配置为匹配针束200的尖部210的轮廓。例如，对于截面为圆形的圆针束的尖部210，开口120的截面可以为圆形或菱形；对于排针的尖部210，开口120可以为矩形。开口120的尺寸也选择为适应尖部210的尺寸。为避免使用中卡住以及适应不同的尖部尺寸或针束尺寸，嘴部100的开口120的尺寸可以选择为允许针束在其中存在微量间隙。也就是说，开口120的尺寸稍微大于尖部210的尺寸，从而在引导表面122的对侧在开口120的内壁和尖部210之间具有间隙。这个间隙允许针尖的平滑移动和尖部210的尺寸因制造误差变化而避免卡住。

即使尖部210和开口120之间具有间隙，尖部210向侧面颤动的风险很低，原因在于尖部210朝向引导表面122驱使。引导表面122为尖部210的轴向移动提供了稳定的支撑表面。换句话说，即使开口120的尺寸相对较大，因此针束200的尖部210和嘴部100的内壁之间具有比较大的间隙，但是因尖部210受驱使以接触并紧靠引导表面122，并且在针束200往复移动期间维持接触，从而保持针束200精确稳定运行而不发生跳动。

嘴部100也配置为起墨水输送装置的作用。特别的，如图2A至2C中所绘示，在引导表面122上设有由槽壁125定义的墨水存储槽110以存储墨水。各个墨水存储槽110一般相对于轴向和针束200的移动方向横向延伸。槽壁125和墨水存储槽110一般可以互相平行，并且处于接近但是在嘴部100的下部开口端之上的位置。墨水存储槽110可以相对嘴部100的外表面径向延伸以允许在使用中方便的填充墨水。也就是说，如这些图中所绘示，各个墨水存储槽110可以对嘴部100的外表面开放。每个单独的墨水存储槽110形成于两相对的槽壁125之间，两相对的槽壁125之间具有窄的间隙，从而当使嘴部100与墨水源接触时(例如嘴部100蘸入墨水瓶内时)，墨水能够由于毛细作用被吸取进入并且填充间隙。间隙内的墨水由于表面张力和墨水液体对槽壁125的粘附力，一般能够抵抗重力而被保持在间隙其中。

当朝向引导表面122受压的针束200的尖部210向下移动经过墨水存储槽110时，移动的针尖会接触墨水存储槽110内所存储墨水的液体表面，从墨水存储槽110中带出墨水，并且随后用针尖携带墨水或者允许墨水沿针尖流动，从而施加至皮肤。

如图2A至2C及图8A至8D所示，驱使构件300，针束200，帽部500，本体部400和嘴部100装配组成针组件10。

针组件10的内部组合装置810由针束200，驱使构件300和帽部500装配组成。

针束200插入驱使构件300内以使挡块260紧靠驱使构件300的下端部320。键轮廓250被紧箍束缚于驱使构件300的开口322内，以使针束200和驱使构件300的下端部320之间产生密封。在替代的实施例中，针束200可以通过另外的方式束缚于或连接至开口322。例如，在一替代的实施例中，针束200可以通过粘合剂例如胶水连接至开口322。在另一替代的实施例中，弹性带诸如O形箍环可以环绕下端部320的外部圆周并且朝向针束200压迫下端部320。

帽部500连接至驱使构件300，从而帽部500的下段560被紧箍束缚于由上端部340的内壁352所定义的开口350内。当帽部500的下段560插入驱使构件300的开口350内，驱使构件300的上表面358可以紧靠帽部500的中段570的下表面572。驱使构件300的上端部340环绕帽部500的下段560，并且纵向固定就位于帽部500的中段570和环形缘564之间。帽部500的键轮廓566插入驱使构件300的上端部340内的键槽348内。

驱使构件300和帽部500的轴线与轴240的轴线(图2C中轴线A)对准。驱使构件300，帽部500以及针束200在装配期间设置及定向，以使驱使构件300的第一侧368轴向定位于尖部210的对面。

嘴部100可以和本体部400装配以形成针组件10的外部组合装置820。嘴部100可以与本体部400的下部开口端424通过任意适合的方式利用任意适合的连接或锁定机构相连并固定。例如，这些部件可以通过凸舌，螺纹，夹具，销，键以及对应的开口，凹口，螺纹，孔洞，键槽来啮合，或者通过其他本领域技术人员熟知的类似的机构来啮合。如图所绘示，嘴部100可以摩擦啮合管状本体部400的内壁并且可以通过凸舌扣在安装位置中。嘴部100可以通过粘合剂例如胶水连接至本体部400。在其他实施例中，嘴部100可以焊接至本体部400。在另外的实施例中，嘴部100和本体部400可以一体形成。

如图2A至2C及图8A至8D所示，内部组合装置810和外部组合装置820可以装配形成针组件10。

内部组合装置810插入本体部400的上部开口端422，以使驱使构件300的上端部340束缚于本体部400的内壁450所定义的通道420内。上端部340在本体部400的内壁450和下段560的外壁562之间紧密配合于通道420内。驱使构件300的上端部340的下表面356紧靠本体部400的环形支座470。帽部500的环形缘564与环形支座570同中心对准。弹性管状部360靠近上端部340的部分被紧紧嵌入环形缘564和环形支座470之间。帽部500的环形缘564和本体部400的环形支座470一起束缚驱使构件300的上端部340，从而使上端部340在针束200往复移动期间在纵向不移动。驱使构件300的上端部340上的环形脊342和344配置为紧靠并且弹性撑紧本体部400的内壁450，从而在本体部400和上端部340之间产生密封。在替代的实施例中，驱使构件300可以通过其他方式密封连接至本体部400。例如，上端部340可以通过粘合剂例如胶水连接至本体部400的内壁450。

本体部400的脊440连接帽部500的环形槽582，从而使本体部400紧密束缚帽部500。帽部500的键轮廓580插入本体部400的键槽430内，作为定向连接。

帽部500，针束200，驱使构件300，本体部400及嘴部100在装配期间设置和定向，以使尖部210的轴线对准嘴部100内开口120的轴线(参见图2C轴线A₁)。

如图1A和1B所绘示，组装后的针组件10，手柄20和驱动部30形成一种墨水施加装置60，或者特别来说，一种纹身装置。

操作时，操作者可以用手柄20将墨水施加装置60握持于手中，将嘴部100浸入墨水容器(未绘示)内，用所需的墨水填充墨水存储槽110。激活针驱动器以驱动驱动轴35，从而驱动轴240和针束200的尖部210向下至如图3A所绘示的延伸位置。在每次向下的行程后，驱使构件300伸展并且当驱动轴35停止向下移动并且向上移动时回拉尖部210至缩回位置。针束200可以持续向上移动直至驱动轴35到达其向上行程的末端，此时驱动轴35停止其向上移动并且相应的阻止针束200进一步向上移动。当针束200到达缩回位置，针驱动器在下个周期可以重新开始向下驱动。

重复这一过程以驱动针束200沿驱动轴35和轴240的轴向纵向往复移动。驱动部30可以配置为以80至150赫兹的驱动频率运行。操作者在操作期间可以调节操作频率。在一些纹身机器中，可以操作纹身针刺入皮肤每分钟3000至10000次。纹身针可以刺入皮肤并且达到大约1毫米至大约2毫米的深度。驱动轴35的垂直移动距离一般为大约2毫米至5毫米，并且针束200在每个行程期间同样可以移动大约2毫米至5毫米。驱动轴35的垂直移动距离可以等于或大于针束200的垂直移动距离。如图2C所示，当针束200处于缩回状态时，尖部210完全由嘴部100包围。当针束200处于缩回状态时，尖部210可以向下移动大约2毫米至5毫米并使其尖端部延伸超出嘴部100的开口120，尖部210伸出的尖端部没有被包围于嘴部100内，如图3A。

熟知本领域的技术人员可以理解，如常规操作一样，随着尖部210上下移动，操作者可以使其接触目标的皮肤以施加墨水刺入至皮肤。

每次操作或使用后，可以移除并抛弃纹身针组件10。接下来可以移除手柄20，并且也可以抛弃。此时，在接触墨水施加装置60的其他部分前，操作者可以脱掉一次性手套并且清洁双手。

对于下一次操作，新的针组件10和新的手柄20可以连接至驱动部30，并且同样如上面所描述一样使用。

针组件10可以在打开针组件包装后直接使用，无需进一步清洁、杀菌、或者消毒，并且能够在一次性使用后抛弃无需清洁或者任何其他处理。

为清楚起见，需要注意的是“一次性使用”可以指在单个对象上使用纹身针或针组件用于一次完整操作。在这次操作中，以施加不同墨水颜色或出于其它原因，操作者可以交叉轮流使用不同规格的针组件。例如，典型来说，取决于待纹身图案的复杂度，对同一对象在一次纹身过程中可使用两个或五个不同的纹身针组件。

参见图2C以及图3A至3D，进一步详细描述驱使构件300的运作。为更容易观察，嘴部100和管状本体部400在图3B和3C中未绘示。

如图2C和3B所示，驱使构件300轻微张紧以向上驱使针束200进入并保持缩回状态。如图3B所示，驱使构件300的第二侧366施加力F1，而驱使构件300的第一侧368施加力F2。如图3D所示，力F₁具有轴向分力F_1A和径向分力F_1R，而力F₂具有轴向分力F_2A和径向分力F_2R。因此，整个向上的驱使力F_A为轴向分力F_1A和F_2A的和，而整个径向驱使力F_R为径向分力F_1R和径向分力F_2R之间的差。

如上所述，虽然第二侧366和第一侧368可以由相同的材料构造并且可以为相同的厚度，但是驱使构件300配置为使第一侧368的刚度大于第二侧366的刚度。例如，第二侧366可以波纹化，弯曲化，折叠化，皱纹化或者类似处理以相对第一侧368减小其刚度。因刚度系数不同而导致拉伸张力不同，所以，力F₁小于力F₂，轴向分力F_1A小于轴向分力F_2A，而径向分力F_1R小于径向分力F_2R。因此整个径向驱使力F_R施加在针束200上并且朝向针引导表面122驱使尖部210。针束200以微小的角度倾斜离开轴线A或A₁的轴向将使尖部210接触引导表面122并且由针引导表面122支撑。

如图3A和3C绘示，当针束200由驱动轴(未绘示)通过轴240向下推动时，驱使构件300拉伸以提供增加的向上的轴向驱使力(如图3D中绘示的分力F_A)。然而，朝向针引导表面122的驱使尖部210的径向力(如图3D中绘示的力F_R)在针束200的轴向移动期间不会显著变化。

由于运转期间施加至驱使构件300的驱使力，管状部360会经受相当大的张力。为减少破损的风险，因而管状部360侧壁具有最低限度可接受的厚度。然而，随着管状部360侧壁厚度的增加，需要更多的力来推动针束200向下进入延伸位置，因而需要更多能量和功率运转墨水施加装置60。在此所披露的一实施例的有益效果在于，不用变化第二侧366和第一侧368的厚度就可以改变第二侧366和第一侧368的相对刚度。这样可以使驱使构件300配置为施加径向驱使力F_R而无需在管状部360的壁厚上让步，同时也不需要增加墨水施加装置60的功率使用。

可以理解，驱使构件300可以配置为通过简单的结构同时提供纵向的驱使力F_A和径向的驱使力F_R(参见图3D)。因此驱使构件300的配置消除了需要分离的驱使构件以分别提供纵向驱使力F_A和径向驱使力F_R的需求，并且简化了针组件10的构造。

当针束200由驱动轴35(参见图1A和1B)通过轴240向下推动时，驱使构件300的下端部320将拉伸和变形。槽324(参见图4F)圆周方向贯穿下端部320，因而下端部320经受的张力在下端部320的上段328内分离。下端部320的下段326的形状变形因此最小化，在针束200的纵向往复移动期间，使得下端部320的内表面330将保持与键轮廓250的外部表面256的密封接触。

上端部340的环形脊342和344弹性撑紧本体部400的内壁450，从而在针束200的纵向往复移动期间，驱使构件300的上端部340保持与本体部400密封接触。

可以理解，在运转期间，驱使构件300将本体部400的下部开口端424与本体部400的上部开口端422分隔，并且在下部开口端424与上部开口端422之间的通道420内提供密封，因此防止来自目标穿刺的皮肤的体液通过内部的通道420从尖部210移动至轴240的上端244。这样的密封还防止墨水进入和穿过本体部400的上部开口端422。这样的密封因而有益于防止目标的体液和墨水接触驱动轴35或者驱动部30。益处在于，驱动部30和驱动轴35在每次液体施加后或者在更换针组件后可以重复使用，无需消毒驱动部30和驱动轴35或者整个墨水施加装置60。另外的有益效果在于，驱使构件300同时提供驱使功能和密封功能。

可以理解，上述有益效果也能通过附图中绘示的驱使构件300的不同实施例或者变化来实现。

例如，图9A绘示了驱使构件300的一种变化形式，标识为300A的驱使构件具有部分波纹化的第二侧366A。如图9A所绘示，与第二侧366A相对的另一侧大体上平直。如图9A所绘示，第二侧366A具有波纹段372A和平直段380A。波纹段372A上的波纹374A可以围绕驱使构件300A的轴向以大约180°呈圆周延伸。

图9B绘示了另一种变化形式的驱使构件B，其具有完全波纹化的第二侧366B以及部分波纹化的第一侧368B。如图9B所绘示，驱使构件300B具有波纹段372B和波纹段373B。波纹段372B上的波纹374B围绕驱使构件300B的轴向以大约180°(大约半周)呈圆周延伸。波纹段373B上的波纹375B围绕驱使构件300B的轴向以整个圆周呈圆周延伸。从而，驱使构件300B的第一侧368B为部分波纹化，第二侧366B为全部波纹化。

图9C绘示了又一种变化形式的驱使构件C。驱使构件300C的第二侧366C具有波纹段372C，而第二侧366C相对的一侧大体上平直。波纹段372C上的波纹374C围绕驱使构件300C的轴向以小于180°的角度呈圆周延伸。例如，波纹374C可以围绕驱使构件300C的轴向以大约120°的角度呈圆周延伸。

图9D绘示了再一种变化形式的驱使构件300D，其第二侧366D具有波纹段372D。波纹段372D上的波纹374D可以围绕驱使构件300D的轴向以大于180°的角度呈圆周延伸。例如，波纹374D可以围绕驱使构件300D的轴向以大约240°的角度呈圆周延伸。

如在此所描述，圆周角指通过自圆心的两条线至圆周上的两点所形成的角度。需要注意的是，无论如何，实践中，所披露的装置内的零件可能不具有完美的圆周形状，并且零件的轮廓可以大体上为圆形，并且圆周角可以为近似的。

可以理解，在此所描述的针组合装置可以用于或者适合于施加其他类型液体至皮肤。例如，所施加的液体可以包括彩色液体或者颜料，或者可以包括医学或治疗药剂，胶原质，或者其他类似或接近的物质。该针组合装置可以使用在液体施加装置中以施加所选择的液体。

熟知本领域的技术人员根据本发明在此的披露，能够理解在此所描述的实施例的其他特征，修改以及应用。

可以理解，在此任何值的范围都是为了在给定范围内具体包含任何中间值或子范围，并且所有这些中间值和子范围都是单独和具体地披露的。

也可以理解词语“一”意味着“一个或多个”或“至少一个”，并且任何单数形式都意味着在此包含复数。

进一步可以理解，术语“包括”包括其任何变体，意味着开放式的，意思是”包括，但不限于”，除非另有相反明确说明。

当在这里给出一个在最后一项之前具有“或”的项目列表时，可以选择和使用任何一个列出的项目或将任何适当的两个或多个列表项目进行组合。

当然，上述描述的本发明的实施例仅用于举例说明，而非限制本发明。所描述实施例的形式，零件布置，细节以及操作顺序易于做出各种修改。本发明的目的是如权利要求所定义，将所有这些修改包括在其范围内。

下表为附图中绘示的标号和对应的元素

综上，本发明的针组件和液体施加装置，驱动针所需的驱动力可以显著减少；进一步，驱动针所需的功率和能量更少并且可以避免过热。进一步，驱使构件的弹性管状部的薄膜壁不易因张力过大而破裂。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于液体施加装置的针组件，其特征在于，包括：

针壳，其包括纵向通道，该纵向通道包括上部开口端和下部开口端；

针束，其可移动地安装于该纵向通道内以在缩回位置和延伸位置之间往复移动，该针束包括针轴部以及多个与该针轴部连接的针，当该针束处于该延伸位置时，所述针延伸穿出该纵向通道的下部开口端，该针轴部位于该纵向通道的上部开口端以纵向驱动该针束；

驱使构件，其配置和装配为朝向该缩回位置纵向地驱使该针束以及朝向邻近于该下部开口端的该针壳的针引导表面侧向地驱使所述针，该驱使构件进一步配置和装配为在该下部开口端和该上部开口端之间形成流体密封，其中该驱使构件包括具有第一侧和相对该第一侧的弯曲的第二侧的弹性管状部，该弹性管状部的第一侧面朝该针引导表面并且沿该弹性管状部轴向截面的第一截面线具有第一等效长度，该弹性管状部的第二侧沿该弹性管状部轴向截面的第二截面线具有长于该第一等效长度的第二等效长度，以使该第二侧张紧程度小于该第一侧以朝向该针引导表面驱使所述针。

2.如权利要求1所述的针组件，其特征在于，该弹性管状部具有大体上一致的壁厚。

3.如权利要求1所述的针组件，其特征在于，该驱使构件的弹性管状部的第一侧具有第一壁厚，该驱使构件的弹性管状部的第二侧具有小于该第一壁厚的第二壁厚。

4.如权利要求1所述的针组件，其特征在于，至少使该驱使构件的弹性管状部的第二侧部分波纹化。

5.如权利要求1所述的针组件，其特征在于，该驱使构件的弹性管状部具有第一端和第二端，并且该驱使构件包括连接至该弹性管状部的第一端的第一端部以及连接至该弹性管状部的第二端的第二端部，该第一端部和第二端部分别具有中央开口，该针轴部延伸穿过该中央开口，其中该针轴部密封连接该驱使构件的第一端部的中央开口，该驱使构件的第二端部密封固定至针壳，从而当该针束朝向该延伸位置移动时，该驱使构件的弹性管状部张紧以朝向该缩回位置驱使该针束并且驱使所述针接该触针引导表面。

6.如权利要求5所述的针组件，其特征在于，该针壳包括位于该纵向通道的上部开口端的可拆卸的环形的帽部，该帽部连接该驱使构件的第二端部以将该第二端部固定至该针壳，该帽部包括中央的通道，该针轴部穿过该帽部的中央的通道。

7.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该驱使构件在该针壳的下部开口端和上部开口端之间形成膜状密封。

8.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该弹性管状部的第一侧沿该弹性管状部轴向截面的第一截面线大体上呈直线。

9.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该弹性管状部的第一侧至少一部分弯曲化。

10.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该驱使构件的材料为硅橡胶，乳胶，或者橡胶材料。

11.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该驱使构件的材料为肖氏硬度30A至50A的材料。

12.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该针壳包括邻近于该下部开口端位于该针引导表面的液体存储槽。

13.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，其用于对皮肤纹身或者永久性化妆。

14.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该针组件为可抛弃的一次性组件。

15.如权利要求1至6任一所述的针组件，其特征在于，该可抛弃的一次性组件配置为可拆卸连接至液体施加装置内的手柄。

16.一种液体施加装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的针组件。

17.如权利要求16所述的液体施加装置，其特征在于，还包括针驱动器，以及连接该针驱动器至该针组件的手柄。