CN110576091B - 盘管及将管材制备成盘管的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盘管及将管材制备成盘管的装置，所述装置包括转盘、固定机构、导向机构、驱动机构和控制机构，控制机构与驱动机构通信连接，驱动机构分别驱动转盘、固定机构、导向机构运动；转盘的外围被构造成涡旋形状，外围的起点和终点在同一径向上并位于转盘转动中心的同侧，且在终点与起点处的半径的差值与管材的直径相同；在制备过程中，管材的一端与终点连接，而固定机构在转盘的一侧于工作位置使盘管被直接固接，同时导向机构与固定机构均位于转盘的同侧，约束管材的延伸方向，并且控制机构根据转盘的转动状态，控制驱动机构调整固定机构和导向机构的运动状态，使导向机构约束管材的延伸方向保持不变，并还使固定机构始终位于工作位置。

Description

盘管及将管材制备成盘管的装置

技术领域

本发明涉及制造技术领域，特别设计一种盘管及将管材制备成盘管的装置。

背景技术

微创伤介入医疗器械如球囊、支架、导管等产品，在生产完成后，需要装入一个硬质管子进行包装封存，用以保护产品不受外力以及运输等机械冲击而损坏。然而实际中，硬质管子较长，不利于包装和运输，因此，业内一般将其盘起来，缩小体后使用。

目前业内一般采用卡扣式盘管，即将硬质管子按照涡旋形状盘起来，最后用特制的卡子进行固定，此类盘管成为“卡扣式盘管”。卡扣属于紧固件一种，但其存在突起和棱角，因而存在破坏包装袋的风险，而且卡扣约束的强度也不足，因而还存在盘管松开的风险，同时卡扣的成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种盘管及将管材制备成盘管的装置，以解决现有医疗器械用盘管存在的一个或多个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种将管材制备成盘管的装置，包括转盘、固定机构、导向机构、驱动机构和控制机构，所述控制机构与所述驱动机构通信连接，所述驱动机构用于分别驱动所述转盘、固定机构以及导向机构运动；

所述转盘用于约束所述盘管的形状；

所述转盘的外围被构造成涡旋形状并包括起点和终点，所述起点和所述终点在同一径向上并位于所述转盘之转动中心的同一侧，且所述转盘在所述终点处的半径与在所述起点处的半径的差值与所述管材的直径相同；

所述管材的一端用于与所述终点连接；

所述固定机构位于所述转盘的一侧，并用于在工作位置使所述盘管被直接固定；

所述导向机构与所述固定机构一同位于所述转盘的同侧，用于约束所述管材的延伸方向；

所述控制机构用于根据所述转盘的转动状态，控制所述驱动机构调整所述固定机构和所述导向机构的运动状态，使所述导向机构在盘管制备过程中约束所述管材的延伸方向保持不变，并还使所述固定机构在盘管制备过程中始终位于所述工作位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种盘管，由所述的将管材制备成盘管的装置制造而成。

优选的，所述固定机构通过热熔粘合或者胶水粘合的方式使所述盘管被直接固接。

优选的，所述管材被所述转盘限定为待盘绕部分与已盘绕部分，所述工作位置位于所述待盘绕部分与所述已盘绕部分的连接点处。

优选的，所述管材的延伸方向相对于水平面具有0°～15°的第一夹角，所述连接点与所述转盘之转动中心的连线相对于水平面具有第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角互为余角。

优选的，所述第一夹角为0°。

优选的，所述控制机构用于根据所述第二夹角，获得所述连接点的位置，并根据所述导向机构与所述连接点之间的管材的长度，获得所述导向机构的预期位置，然后根据所述导向机构的预期位置，控制所述驱动机构驱动所述导向机构移动，以使所述待盘绕部分相对于水平面保持所述第一夹角。

优选的，所述转盘之转动中心处设有一二维直角参考坐标系，所述参考坐标系的y轴和x轴均垂直于所述转盘的旋转轴，且y轴经过所述连接点，所述连接点在任一转动角度下的坐标值为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ，y＝(r_θ+n*φ)*sinβ

其中：β为第二夹角；φ为管材的直径；θ为转盘的实际转动角度；rθ为转盘在转动角度θ处的外围半径，r_θ＝f(r₀,φ,θ)，r₀为转盘在外围起点处的半径，f(·)为θ与r_θ之间的函数关系；n为已盘绕部分的盘绕圈数，n＝int(θ/2π)，int()为取整函数。

优选的，所述导向机构在x轴的位置为：

x_l＝-((r_θ+n*φ)*sinα+l*sinβ)

同时，所述导向机构在y轴的位置为：

y_l＝(r_θ+n*φ)*sinβ-l*sinα

其中：α为第一夹角；l为导向机构与连接点之间的管材的长度。

优选的，所述转盘在转动角度θ处的外围半径为：

mod()表示取余函数；

所述导向机构在x轴方向的移动速度为：

υ_xl＝-ω*φ*cosβ/2π

同时所述导向机构在y轴方向的移动速度为：

υ_yl＝ω*φ*sinβ/2π

其中：ω为转盘的转动角速度。

优选的，所述控制机构用于根据管材的直径、管材盘绕的圈数、转盘外围起点处的半径以及第二夹角，获得所述连接点所在的位置，然后根据所述连接点的位置，控制所述驱动机构驱动所述固定机构移动，以使所述固定机构在所述连接点处使管材被直接固定。

优选的，所述转盘之转动中心处设有一二维直角参考坐标系，所述参考坐标系的y轴和x轴均垂直于所述转盘的旋转轴，所述导向机构被配置为使所述连接点与所述转盘之转动中心的连线相对于水平面形成的第二夹角保持不变；

所述连接点在x轴和y轴上的位置分别为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ＝-(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*cosβ

y＝(r_θ+n*φ)*sinβ＝(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*sinβ

其中：β为第二夹角；θ为转盘的实际转动角度；φ为管材的直径；int()为取整函数；r₀为转盘在外围起点处的半径；f(·)为θ与r_θ之间的函数关系；int()为取整函数。

优选的，当所述转盘在转动角度θ处的外围半径为

所述连接点在x轴和y轴上的位置分别为：

其中，mod()表示取余函数。

优选的，所述连接点沿x轴和y轴方向的移动速度分别为：

v_x＝-(φ*ω/2π)*cosβ

v_y＝(φ*ω/2π)*sinβ

其中，ω为转盘的转动角速度。

优选的，所述驱动机构包括第一电机和第二电机，所述将管材制备成盘管的装置还包括水平导轨和竖直导轨，所述第一电机和所述第二电机分别驱动所述固定机构沿所述水平导轨和所述竖直导轨移动。

优选的，所述驱动机构还包括第三电机，所述第三电机驱动所述转盘转动；所述将管材制备成盘管的装置还包括与所述控制机构通信连接的检测机构，所述检测机构用于获取所述第三电机或所述转盘的转动角度并反馈至所述控制机构；所述控制机构根据接收到的所述转动角度，控制所述第一电机或所述第二电机调整所述固定机构的运动状态。

优选的，所述检测机构包括角速度传感器。

优选的，所述驱动机构还包括第四电机，所述第四电机用于驱动所述导向机构移动。

优选的，所述固定机构包括一喷嘴，所述喷嘴用于在盘绕在转盘外围上的相邻两圈管材之间施加胶水，以粘合管材，或者，

所述固定机构包括一加热头，所述加热头用于加热盘绕在转盘外围上的相邻两圈管材，以热熔粘合管材。

在本发明提供的技术方案中，提供了一种将管材制备成盘管的装置，该装置包括转盘、固定机构、驱动机构、导向机构和控制机构，实际使用时，通过转盘外围之终点连接管材的一端，使管材随着转盘的转动不断盘绕在外围上形成所述盘管，而且盘绕过程中，由所述控制机构控制驱动机构调整固定机构的运动状态，使固定机构在工作位置处使盘管被直接固接，并且所述控制机构还控制驱动机构调整导向机构的运动状态，使导向机构约束管材的延伸方向在盘绕过程中保持不变，如此，可以获得整体连接成型的涡旋盘管，且所制造的涡旋盘管强度高，不易松开，而且不存在突起和棱角，不会破坏包装袋，有利于包装和运输，同时形状保持性好，外观美观，除此之外，制造成本低，且管子内部不会受到污染，特别适用于生产医疗器械用包装盘管。

在优选的实施例中，所述固定机构通过热熔粘合或者胶水粘合的方式使所述盘管被直接固接，相比于卡扣式的固定方式，成本低，且连接效果好。

附图说明

图1是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置于转盘转动之前的结构示意图；

图2是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置于转盘顺时针转动一周的结构示意图；

图3是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置于转盘顺时针转动一周多的结构示意图；

图4是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置于转盘顺时针转动三周多的结构示意图。

图中：

转盘-1，固定机构-2，驱动机构-3，第一电机-31，第二电机-32，第三电机-33，连接部-4，管材-5，导向机构-6。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种将管材制备成盘管的装置，该装置包括转盘、固定机构、导向机构、驱动机构和控制机构，所述控制机构与所述驱动机构通信连接，所述驱动机构用于分别驱动所述转盘、固定机构以及导向机构运动；所述转盘用于约束所述盘管的形状；所述转盘的外围被构造成涡旋形状并包括起点和终点，所述起点和所述终点在同一径向上并位于所述转盘之转动中心的同一侧，且所述转盘在所述终点处的半径与在所述起点处的半径的差值与所述管材的直径相同；所述管材的一端用于与所述终点连接；所述固定机构位于所述转盘的一侧，并用于在工作位置使所述盘管被直接固接；所述导向机构与所述固定机构位于所述转盘的同侧，用于约束所述管材的延伸方向；所述控制机构用于根据所述转盘的转动状态，控制所述驱动机构调整所述固定机构和所述导向机构的运动状态，使所述导向机构在盘管制备过程中约束所述管材的延伸方向保持不变，并还使所述固定机构在盘管制备过程中始终位于所述工作位置，从而获得整体成型的涡旋状盘管。

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的盘管及将管材制备成盘管的装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

请参考图1至图4，图1是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置在转盘转动之前的结构示意图，图2是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置在转盘顺时针转动一周的结构示意图，图3是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置在转盘顺时针转动一周多的结构示意图，图4是本发明实施例的将管材制备成盘管的装置在转盘顺时针转动三周多的结构示意图。

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种将管材制备成盘管的装置，包括转盘1、固定机构2、驱动机构3、导向机构6和控制机构。所述驱动机构3分别驱动转盘1、导向机构6以及固定机构2运动。所述控制机构与驱动机构3通信连接，用于根据转盘1的转动状态，控制驱动机构3调整固定机构2和导向机构6的运动状态。所述转盘的转动状态可包括转动速度、转动角度，转动圈数等状态信息中的一种或多种，所述固定机构2的运动状态可包括移动速度，所述固定机构2相对于转盘1的位置等状态信息中的一种或多种，所述导向机构6的运动状态可包括移动速度，导向机构6相对于转盘1的位置等状态信息中的一种或多种。这里，应当知晓，所述控制机构可采用现有的PLC、单片机、FPGA、MCU、CPU、DSP等控制装置，本领域技术人在本申请公开的内容基础上，应当知晓如何实现控制装置与驱动机构3的通信连接。

其中，所述转盘1的外围被构造成涡旋形状，以便于管材5以涡旋的形态被盘绕，而且，所述转盘外围的螺距与管材5的直径相同，这样内圈的涡旋状盘管的外侧与外圈的涡旋状盘管的内侧充分接触，固定效果好。具体的，可参阅图1，所述转盘1的涡旋状外围包括起点和终点，且所述起点与终点在径向上重合(即起点与终点在同一径向上并位于转盘之转动中心的同一侧)，但是所述转盘1在终点处的半径r₁与在起点处的半径r₀的差值与管材5的直径φ相同。进一步，所述转盘1上涡旋状外围的终点处设一连接部4，用于连接管材5。所述连接部4优选为夹持机构，用以夹持所述管材5。

另外，所述固定机构2设于转盘1的一侧，具体而言，所述固定机构2与待盘绕部分的管材5处于转盘1的同一侧。这里，所述管材5被转盘1限定为待盘绕部分和已盘绕部分，待盘绕部分的一端与已盘绕部分的一端相连。“已盘绕部分”即为已经盘绕在所述转盘1上的管材5；“待盘绕部分”即为尚未盘绕在所述转盘1上的管材5。而所述固定机构2用于在工作位置使盘管被直接固接。在管材5盘绕过程中，所述固定机构2被驱动机构3驱动，以始终位于所述工作位置。在一些实施例中，所述固定机构2在工作位置采用热熔粘合方式或胶水粘合的方式使已盘绕部分固接。具体的，所述固定机构2使已盘绕在转盘外围上的管材5中内圈的外侧与与其相邻的外圈的内侧(即壁面)热熔，进而冷却后粘结固定在一起。在另一些实施例中，所述固定机构2使已盘绕在转盘外围上的相邻两圈管材5之间施加胶水，进而粘接在一起。但实际过程中，不限于这些连接方式。

进一步，所述导向机构6与固定机构2一同位于转盘1的同一侧，包括但不限于图中的左侧，用于约束所述管材5的延伸方向，并且在所述管材5盘绕过程中，所述导向机构6被驱动机构3驱动，以使所述管材5的延伸方向保持不变。所述管材5的延伸方向与水平面的夹角为第一夹角α，优选，所述第一夹角α为0°～15°，更优选为0°。

接着，结合优选实施例对将管材制备成盘管的装置的使用方式作进一步的说明。

首先，如图1所示，所述管材5通过所述导向机构6后，延伸至所述转盘1，并由连接部4连接管材5的一端，这里所述导向机构6约束第一夹角α为0°，即管材5与水平面平行。优选，所述控制机构通过驱动机构3使所述转盘1复位，例如使终点(连接部4)位于转盘1的顶部，如此不仅有利于所述管材5被所述连接部4夹持，而且还便于在盘绕过程中，所述控制机构计算已盘绕部分管材5的外圈至所述转盘1之转动中心的距离。

之后，如图2所示，由所述控制机构控制驱动机构3驱动转盘1转动，例如以顺时针转动，进而带动管材5盘绕在转盘1上。在转盘1转动一圈后，由所述控制机构控制驱动机构3驱动固定机构2运动至工作位置。在本实施例中，所述工作位置位于待盘绕部分的管材5与已盘绕部分的管材5的连接点位置，使所述固定机构2在所述工作位置对已盘绕部分进行固接。具体而言，所述固定机构2对待盘绕部分近端的管材5以及与待盘绕部分近端的管材5相对的已盘绕部分的管材5的壁面进行加热熔化。随着转盘的转动，所述待盘绕部分近端的管材5盘绕至所述转盘上。所述待盘绕部分近端的管材5以及与待盘绕部分近端的管材5相对的已盘绕部分的管材5相接触，并脱离固定机构2的加热作用。两者逐渐降温冷却固接。又例如，所述固定机构2对上述两者的相对的壁面喷涂胶水。随着转盘的转动，所述待盘绕部分近端的管材5盘绕至所述转盘上。所述待盘绕部分近端的管材5以及与待盘绕部分近端的管材5相对的已盘绕部分的管材5相接触，使两者的壁面粘接在一起。显然，这里连接点为所述待盘绕部分的管材5与所述转盘1或者与已盘绕部分的管材5(盘绕超过一圈时)相切的切点。本领域技术人员应理解“所述工作位置位于待盘绕部分的管材5与已盘绕部分的管材5的连接点位置”不能狭义理解为工作位置仅为连接点，而应理解为连接点以及连接点附近，这里的连接点附近是指在此范围内，同样可以实现固定机构2在连接点处使管材被直接固定的作用。

进而，如图3所示，随着转盘1继续转动，待盘绕部分的管材5便持续的盘绕在转盘1上，并随着管材5盘绕的圈数增加，待盘绕部分的管材5与已盘绕部分的管材5的连接点的位置也在不断改变。因此，所述固定机构2的工作位置在改变，所述固定机构2需要不断的调整位置以保持在连接点处，对新盘绕的管材进行固接，如此，最终获得整体成型的涡旋状盘管。

另外，在连接相邻两圈管材的壁面时，既可以是每盘绕一圈后，将相邻两圈管材的壁面固接，也可以是相隔若干圈后再进行固接，例如盘绕第1圈后进行固接，之后在盘绕第m圈后进行固接，m为大于2的自然数，具体固接方式，可以根据实际需求进行选择，本发明对此不作具体的限制，只要能够确保连接成型后的涡旋盘管不易松开即可。

此外，在盘绕过程中，为了使所述待盘绕部分的管材5与已盘绕部分的管材5的连接点保持在同一径向方向移动，即所述连接点与所述转盘1转动中心的连线与水平面形成的第二夹角β始终保持不变，显然第一夹角α与第二夹角β互余。所述控制机构根据第二夹角β获得连接点的位置，进而根据所述导向机构6与所述连接点之间的管材5长度l获得所述导向机构6的预期位置，并通过驱动机构3驱动所述导向机构6移动，以使待盘绕部分的管材5与水平面之间保持第一夹角α。在本实施例中，所述连接点为一直保持在转盘1的顶部，即第二夹角β为90°，所述控制机构根据第二夹角β获取连接点的位置，进而获得所述导向机构6的预期位置，然后根据导向机构5的预期位置，控制驱动机构3驱动所述导向机构6竖直向上移动，以使待盘绕部分的管材5始终保持与水平面平行。

具体的，所述控制机构根据转盘1的转动中心、转盘1的起点半径r₀、管材5的直径φ、所述导向机构6与所述连接点之间的管材5长度l、第二角度β以及管材5盘绕的圈数n，确定所述连接点相对于转盘1的预期位置，进而确定所述固定机构2的工作位置相对于转盘1的位置，同时获得所述导向机构6的预期位置。在一个非限制的方法中，通过确定连接点在预定参考坐标系下的坐标位置，来确定所述固定机构2的工作位置以及所述导向机构6的预期位置，进而调整所述固定机构2、导向机构6的位置。

具体而言，可在转盘1的转动中心处建立一个二维直角参考坐标系，所述参考坐标系的坐标原点为o，坐标轴y轴和x轴垂直于所述转盘1的旋转轴，且x轴平行于水平面。而且，由于所述待盘绕部分的管材5与已盘绕部分的管材5的连接点被配置保持在y轴方向移动，即在x轴上坐标值始终为零，所以只需要获得连接点在y轴上的坐标值，即可调整固定机构2的工作位置。

更为具体来说，所述连接点在转盘1转动过程中的坐标位置为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ

y＝(r_θ+n*φ)*sinβ (1-1)

其中：β为第二夹角；φ为管材的直径；θ为转盘的实际转动角度，这里θ不限于0°～360°，也可以是大于360°；r_θ为转盘在转动角度θ处的外围半径；n为已盘绕部分的盘绕圈数，且为非零自然数，以转盘1的涡旋状外围的终点处已盘绕部分盘绕的圈数计量；负号表示在x轴的左半轴。因此，可以根据管材盘绕的圈数、转盘1的半径r_θ以及第二夹角来调整固定机构2的工作位置，且当第二夹角β始终为90°时，x＝0，因此只需要调整y轴的坐标位置即可。

进一步，还应理解的是，根据所需要制备成型的涡旋盘管的形状，所述转盘1在任一转动角度下的外围半径为：

rθ＝f(r0,φ,θ) (1-2)

其中，r₀为转盘在外围起点处的半径；f(·)为θ与r_θ之间的函数关系。在本实施例中，转盘以外围的起点位于y轴作为基准开始转动，获取相对于y轴的转动角度θ，在其他一些实施例中，如果转盘以外围的起点之外的点位于y轴开始转动，在计算外围半径时，需要考虑转盘的外围的起点与y轴之间的角度作为转盘的实际转动角度的补偿项。在实际操作时，可以采用在转盘转动前将起点复位至y轴或者可以在转盘转动前获取外围的起点与y轴之间的角度，在计算r_θ时考虑到这个因素。

因此，根据式(1-2)，所述连接点在任一转动角度下的坐标位置为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ＝-(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*cosβ

y＝(r_θ+n*φ)*sinβ＝(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*sinβ (1-3)

其中，n＝int(θ/2π)，int()为取整函数。

更进一步，假定转盘1外围的半径r_θ随角度θ匀速变化，此时：

其中，mod()表示取余函数。

因此，根据式(1-4)可知，所述连接点在x轴和y轴上的位置分别为：

式(1-5)中，负号表示位于x轴的左半轴。

式(1-5)中x，y轴的坐标值即为所述工作位置的坐标，亦即所述固定机构2的期望位置。

另外，根据式(1-4)可知，所述连接点沿x轴和y轴方向的移动速度分别为：

v_x＝-(φ*ω/2π)*cosβ

v_y＝(φ*ω/2π)*sinβ (1-6)

其中：ω为转盘的转动角速度，因此，如果所述转盘1匀速转动，则所述连接点沿x、y轴的移动速度亦为匀速。式(1-6)亦为所述固定机构2沿x、y轴的移动速度。

对于任意的第二夹角而言，所述导向机构6在x轴和y轴的位置分别为：

x_l＝-((r_θ+n*φ)*cosβ+l*cosα)＝-((r_θ+n*φ)*sinα+l*sinβ)

y_l＝(r_θ+n*φ)*sinβ-l*sinα＝(r_θ+n*φ)*cosα-l*cosβ(1-7)

式(1-7)中，负号表示位于x轴的左半轴。

为了保证所述连接点保持在同一径向方向移动，由于在本实施例中第二夹角β为90°，所述导向机构6在x轴方向始终为x_l＝-l，其中，负号表示在x轴左半轴，l表示位于所述导向机构6与连接点之间的管材5的长度；所述导向机构6在y轴方向的位置与所述连接点一致，即y_l＝f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ。

当转盘1外围的半径r_θ匀速变化时，所述导向机构6在x轴和y轴方向的移动速度也与连接点的移动速度一致，即为：

υ_xl＝-ω*φ*cosβ/2π

υ_yl＝ω*φ*sinβ/2π (1-8)

进一步，所述驱动机构3包括第一电机31和第二电机32，所述第一电机31用以驱动固定机构2沿x轴方向移动，所述第二电机32用以驱动固定机构2沿y轴方向移动。更进一步，所述将管材制备成盘管的装置还包括水平导轨和竖直导轨，所述水平导轨沿x轴方向布置，所述竖直导轨沿y轴方向布置，所述第一电机31用以驱动固定机构2沿所述水平导轨移动以调整固定机构2在x轴上的位置，所述第二电机32用以驱动固定机构2沿所述竖直导轨移动以调整固定机构2在y轴上的位置。

所述驱动机构3还包括第三电机33，所述第三电机33与转盘中心处的转轴连接，以驱动所述转盘1转动。优选的，所述将管材制备成盘管的装置还包括与所述控制机构通信连接的检测机构，所述检测机构用以获取所述第三电机33或转盘的转动角度并反馈至控制机构，所述控制机构根据接收到的转动角度，控制所述第一电机31或第二电机32调整固定机构2的运动状态，即调整固定机构2至工作位置。优选的，所述检测机构为角度传感器。

具体来说，所述检测机构获取转盘1或第三电机33的转动角度，使得所述控制机构根据所述转盘1或第三电机33的转动角度，控制所述第一电机31和第二电机32的转动角度，使固定机构2移动至指定的工作位置。例如图2所示，所述控制机构通过检测机构感知所述转盘1或所述第三电机33转动一圈时的转动角度(360°)，便控制第一电机31或第二电机32转动，使固定机构2移动至指定的工作位置。再进一步来说，使用之前，首先在转盘转动中心处建立二维直角参考坐标系，以确定转盘的转轴中心位置，另外保存转盘1的起始点的半径以及管材的直径；进而使用时，所述控制机构获取固定机构2的目标坐标值后，再根据固定机构2的当前坐标值，计算得到固定机构2的目标移动量，并根据目标移动量得到第一电机31和第二电机32的转动角度，使固定机构2移动到指定的工作位置，所述控制机构获取固定机构2的当前坐标值的方式没有特别的限制，可以采用位移传感器直接测量得到，也可以通过第一电机31、第二电机32上设置的角度传感器测得的电机的转动角度换算得到。

所述驱动机构3还包括第四电机，所述第四电机用于根据所述控制机构的指令驱动所述导向机构6以合适的速度移动，使所述导向机构6所限制的管材5延伸方向始终保持不变，管材5延伸方向与水平面夹角保持为所述第一夹角α。

接着，需要补充的是，所述固定机构2可包括一加热头或一喷嘴，通过调整所述加热头或所述喷嘴的位置，来实现调整固定机构2至工作位置。所述加热头能够发热，使相邻两圈管材焊接在一起，所述喷嘴能够喷涂胶水，使相邻两圈管材粘接在一起。所述加热头或所述喷嘴的工作位置随着转盘1的转动需要同步移动，以保证加热头或所述喷嘴始终处于所述连接点的处。另外，所述加热头的加热温度、胶水喷涂量可根据管材的材料以及转盘的转动速度来确定。

最后，本发明实施例还提供了一种由该将管材制备成盘管的装置生产制造的涡旋盘管。该涡旋盘管强度高，且方便包装和运输，同时采购成本低，特别适用于存储医疗器械。

通过本发明实施例提供的将管材制备成盘管的装置，可以生产出整体成型的涡旋盘管，该涡旋盘管特别适用于医疗器械用包装盘管，以存储微创伤介入医疗器械，如球囊、支架、导管等。这样的成型方式，不仅可以得到高强度的涡旋盘管，而且涡旋盘管的形状保持性好，外观美观。此外，该装置的结构简单，制造涡旋盘管的成本低，且生产效率高，同时整个制造过程不会对管材的内腔造成污染，因而也不会对医疗器械造成污染。另外，所制造的涡旋盘管不存在突起和棱角，因而不会破坏包装袋，有利于包装和运输。

综上，上述实施例对固定机构的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不同限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。另外，如前所述，所述固定机构2和导向机构6相对于转盘1的位置根据转盘1的转动方向来设定，例如转盘顺时针转动时，所述固定机构2和导向机构6均设于转盘的左侧，即y轴的左侧，并与管材5进入转盘1之前的尚未盘绕部分设于同一侧，当转盘1逆时针转动时，所述固定机构2和导向机构6设于转盘1的右侧，即y轴的右侧，此时，管材5进入转盘1之前的未盘绕部分亦设于y轴的右侧，进一步，还需保证所述固定机构2始终位于连接点附近，所述连接点始终沿y轴方向移动，同时还需保证导向机构6始终约束待盘绕部分的管材相对于水平面保持为0°。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (19)

1.一种将管材制备成盘管的装置，其特征在于，包括转盘、固定机构、导向机构、驱动机构和控制机构，所述控制机构与所述驱动机构通信连接，所述驱动机构用于分别驱动所述转盘、固定机构以及导向机构运动；

所述转盘用于约束所述盘管的形状；

所述转盘的外围被构造成涡旋形状并包括起点和终点，所述起点和所述终点在同一径向上并位于所述转盘的转动中心的同一侧，且所述转盘在所述终点处的半径与在所述起点处的半径的差值与所述管材的直径相同；

所述管材的一端用于与所述终点连接；

所述固定机构位于所述转盘的一侧，并用于在工作位置使所述盘管的相邻两圈管材被直接固接；

所述导向机构与所述固定机构一同位于所述转盘的同侧，用于约束所述管材的延伸方向；

所述控制机构用于根据所述转盘的转动状态，控制所述驱动机构调整所述固定机构和所述导向机构的运动状态，使所述导向机构在盘管制备过程中约束所述管材的延伸方向保持不变，并还使所述固定机构在盘管制备过程中始终位于所述工作位置。

2.如权利要求1所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述固定机构通过热熔粘合或者胶水粘合的方式使所述盘管被直接固接。

3.如权利要求1或2所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述管材被所述转盘限定为待盘绕部分与已盘绕部分，所述工作位置位于所述待盘绕部分与所述已盘绕部分的连接点处。

4.如权利要求3所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述管材的延伸方向相对于水平面具有0°～15°的第一夹角，所述连接点与所述转盘的转动中心的连线相对于水平面具有第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角互为余角。

5.如权利要求4所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述第一夹角为0°。

6.如权利要求4所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述控制机构用于根据所述第二夹角，获得所述连接点的位置，并根据所述导向机构与所述连接点之间的管材的长度，获得所述导向机构的预期位置，然后根据所述导向机构的预期位置，控制所述驱动机构驱动所述导向机构移动，以使所述待盘绕部分相对于水平面保持所述第一夹角。

7.如权利要求6所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述转盘的转动中心处设有一二维直角参考坐标系，所述参考坐标系的y轴和x轴均垂直于所述转盘的旋转轴，且y轴经过所述连接点，所述连接点在任一转动角度下的坐标值为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ，y＝(r_θ+n*φ)*sinβ

其中：β为第二夹角；φ为管材的直径；θ为转盘的实际转动角度；r_θ为转盘在转动角度θ处的外围半径，r_θ＝f(r₀,φ,θ)，r₀为转盘在外围起点处的半径，f(·)为θ与r_θ之间的函数关系；n为已盘绕部分的盘绕圈数，n＝int(θ/2π)，int()为取整函数。

8.如权利要求7所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述导向机构在x轴的位置为：

x_l＝-((r_θ+n*φ)*sinα+l*sinβ)

同时，所述导向机构在y轴的位置为：

y_l＝(r_θ+n*φ)*sinβ-l*sinα

其中：α为第一夹角；l为导向机构与连接点之间的管材的长度。

9.如权利要求7所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述转盘在转动角度θ处的外围半径为：

mod()表示取余函数；

所述导向机构在x轴方向的移动速度为：

υ_xl＝-ω*φ*cosβ/2π

同时所述导向机构在y轴方向的移动速度为：

υ_yl＝ω*φ*sinβ/2π

其中：ω为转盘的转动角速度。

10.如权利要求4所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述控制机构用于根据管材的直径、管材盘绕的圈数、转盘外围起点处的半径以及第二夹角，获得所述连接点所在的位置，然后根据所述连接点的位置，控制所述驱动机构驱动所述固定机构移动，以使所述固定机构在所述连接点处使管材被直接固定。

11.如权利要求10所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述转盘的转动中心处设有一二维直角参考坐标系，所述参考坐标系的y轴和x轴均垂直于所述转盘的旋转轴，所述导向机构被配置为使所述连接点与所述转盘的转动中心的连线相对于水平面形成的第二夹角保持不变；

所述连接点在x轴和y轴上的位置分别为：

x＝-(r_θ+n*φ)*cosβ＝-(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*cosβ

y＝(r_θ+n*φ)*sinβ＝(f(r₀,φ,θ)+int(θ/2π)*φ)*sinβ

其中：β为第二夹角；θ为转盘的实际转动角度；φ为管材的直径；int() 为取整函数；r₀为转盘在外围起点处的半径；f(·)为θ与r_θ之间的函数关系；r_θ为转盘在转动角度θ处的外围半径。

12.如权利要求11所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述转盘在转动角度θ处的外围半径为：

所述连接点在x轴和y轴上的位置分别为：

其中，mod()表示取余函数。

13.如权利要求12所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述连接点沿x轴和y轴方向的移动速度分别为：

v_x＝-(φ*ω/2π)*cosβ

v_y＝(φ*ω/2π)*sinβ

其中，ω为转盘的转动角速度。

14.如权利要求1或2所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一电机和第二电机，所述将管材制备成盘管的装置还包括水平导轨和竖直导轨，所述第一电机和所述第二电机分别驱动所述固定机构沿所述水平导轨和所述竖直导轨移动。

15.如权利要求14所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述驱动机构还包括第三电机，所述第三电机驱动所述转盘转动；

所述将管材制备成盘管的装置还包括与所述控制机构通信连接的检测机构，所述检测机构用于获取所述第三电机或所述转盘的转动角度并反馈至所述控制机构，所述控制机构根据接收到的所述转动角度，控制所述第一电机或所述第二电机调整所述固定机构的运动状态。

16.如权利要求15所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述检测机构包括角速度传感器。

17.如权利要求15所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述驱动机构还包括第四电机，所述第四电机用于驱动所述导向机构移动。

18.如权利要求1或2所述的将管材制备成盘管的装置，其特征在于，所述固定机构包括一喷嘴，所述喷嘴用于在盘绕在转盘外围上的相邻两圈管材之间施加胶水，以粘合管材；或者，

所述固定机构包括一加热头，所述加热头用于加热盘绕在转盘外围上的相邻两圈管材，以热熔粘合管材。

19.一种盘管，其特征在于，由如权利要求1-18中任一项所述的将管材制备成盘管的装置制造而成。

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