CN114144373B - 用于缠绕医疗管的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于采用能够同时操作的、自动的顺序布置的工作站(1,5,7)来缠绕医疗管的设备，其包括一个或多个输送单元(2)、用于将医疗管(10)以U形布置的一个或多个弯曲单元(3)、一个或多个装载单元(4)、用于缠绕医疗管(10)的一个或多个缠绕站(5)、一个或多个卸载单元(6)，以及可选地，一个或多个包装单元(7)。

Description

用于缠绕医疗管的设备

技术领域

本发明公开一种用于采用自动且顺序布置的工作站来缠绕医疗管的设备，该自动且顺序布置的工作站可同时操作。

背景技术

柔性塑料管生产用于各种领域，其范围从工程(汽车、航空航天)、农业、园艺和水管理、管道、液压系统、石油和天然气到医疗和保健。管的规格(诸如尺寸、材料以及其化学和物理特性)适于其特定用途，由此管的盘绕或缠绕组件大体上使管的包装、运输、使用以及操纵容易。为此，主要采用机动旋转卷轴的不同类型的盘绕机器开发用于工业管，并且可在当今市场上获得。

然而，对于医疗领域而言，医疗管的大规模自动缠绕仍然是未满足的需求，其中医疗管仍然主要用手缠绕。除了处理速度的限制以及伴随管的手动处理发生的增加的污染风险之外，在与自动过程相比时，由于管的错误操纵而产生的缠绕不一致和材料浪费更可能发生。

许多医疗装置包括用于流体或气体传送的塑料管。此类医疗管必须遵守国际规范，并且显示有关其无菌性、性能、成分等的足够质量要求。

在其实际应用中，医疗管由受过医学培训的专业人员处理，但是也由未受过培训的患者处理。对于这两个用户群而言，在没有引起管的损坏或缠结的风险的情况下，医疗管的简单且安全的操纵为坚定不移的。为了减轻这些风险，至关重要的是提供处于适当地组织的状态(诸如缠绕或盘绕状态)的管。

为此，用于缠绕医疗管的若干解决方案采用桌面设备(经由实例：http://www.medicalsysforindustry.com/custom%20tube%20coilers.html)来开发。然而，这些解决方案在它们的处理速率方面极其有限，并且因此主要对单独实验室有用，但是不适合于大规模工业操作。

CN108313424描述一种用于医疗导管的自动化缠绕和装袋机构。自动化缠绕和装袋机构包括支架、导管缠绕机构以及装袋研磨装置，并且导管缠绕机构和装袋研磨装置顺序地布置在支架上。该机构的吞吐量为有限的。

US2018008798公开一种用于保持医疗管线圈的装置，其用以简化包装和处理，因此使患者更容易操纵每个管线圈并降低缠结的可能性。该解决方案特别适于组织与透析机有关的输送医疗流体的医疗管，因为其简化管在临床或家庭环境中的处理。然而，该方法不提供用于以工业规模缠绕大量医疗管的解决方案。

CN108313涉及一种用于医疗导管的自动化缠绕和装袋机构。设备包括支架、导管缠绕机构以及装袋研磨装置。导管缠绕机构包括工作台、导管夹紧组件、缠绕盘、导管按压组件、导管容纳盒以及推动装置。

DE3523848公开一种用于利用旋转本体缠绕和切割特别是医疗管子的装置，用于固定待缠绕的管子的夹具和引导件附接于该旋转本体。旋转本体以如下方式旋转使得管子可缠绕和切割成具有可调节缠绕周长的不同长度。

在CN103523560中公开的医疗导管缠绕装置提供用以确保导管的紧密且牢固缠绕的解决方案。其包括张紧机构，用于在缠绕导管时，使得导管能够保持在绷紧状态。

EP1452474公开一种用于自动生产无线轴(bobinless)缆线线圈的方法，其中缆线股可在它们的长度方面被预先确定并且从缆线卷轴中拉出。每个缆线股缠绕成线圈并且以该形式固定。

US6135164描述一种用于在线束制造机的输送器上制备和定位U形线环的器械。该发明采用可竖直移动的传送夹持器，以将线环从切割站传送至输送器的夹持器。

提供以缠绕状态组织的医疗管的优点在描述紧凑导管组件的文献US2013/0006226中被进一步强调，由此导管的缠绕状态增强其安全使用，因此防止卫生相关的医疗问题。

对于医疗管以高且可调节的处理速率的安全的工业规模缠绕而言，现今提供的途径都没有提供令人满意的解决方案。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于缠绕医疗管的设备，其适合于工业规模制造，由此提高缠绕医疗管的效率。

另一个目的在于提出一种用于缠绕医疗管的设备，其能够在受控环境中操作，由此降低污染风险。

根据一个方面，那些目的通过提供一种用于缠绕医疗管的设备来实现，该设备采用多个不同的操作单元来执行自动任务并且能够同时操作，包括：

(i)一个或多个输送单元，其布置用于将医疗管输送至一个或多个弯曲单元；

(ii)一个或多个所述弯曲单元，其布置用于将医疗管以U形弯曲；

(iii)一个或多个装载单元，其适合于在每根医疗管从弯曲单元弯曲之后单独地拾取每根医疗管和将每根医疗管运输至缠绕单元；

(iv)用于缠绕医疗管的一个或多个缠绕单元，其包括布置用于从所述装载单元接收医疗管的缠绕座，以及适合于在医疗管沉积到所述缠绕座中之后缠绕医疗管的缠绕模块；

用于缠绕医疗管的设备可进一步包括：

(i)一个或多个卸载单元，其适合于在每根医疗管从所述缠绕单元缠绕之后单独地拾取每根医疗管和将每根医疗管运输至包装单元；

(ii)一个或多个包装单元，其用于在每根管缠绕之后包装每根管，所述包装单元能够从所述卸载单元接收缠绕的医疗管，并且采用滑动盖板，用于将医疗管维持在其缠绕状态中。

根据另一个方面，所述一个或多个操作单元可在顺序布置且同时操作的工作站中布置并且与其它操作单元组合，该顺序布置且同时操作的工作站包括

(i)一个或多个制备站，其均包括(多个)所述输送单元、(多个)所述弯曲单元；和/或

(ii)用于缠绕医疗管的一个或多个缠绕站，其均包括布置在缠绕站板上的(多个)所述缠绕单元；

该设备利用自动的顺序布置的单元和顺序布置的工作站来有效地解决现有技术的以上提及的问题，该自动的顺序布置的单元和顺序布置的工作站可同时操作并且适合于工业规模制造，以匹配特定的生产线速度，由此提高缠绕和包装医疗管的效率和安全性。

每个工作站可包括并联和/或串联布置的多个单元。

每种类型的单元的数量可增加成提高吞吐量。

每种类型的工作站的数量可增加成提高吞吐量。

不同类型的单元和/或工作站的数量可为不同的。例如，具有低吞吐量的缓慢单元的数量可高于具有较高吞吐量的快速单元的数量。

不同的单元和/或相同类型的单元可并联地安装。例如，设备可包括并联的多个弯曲单元，和/或并联的多个缠绕单元和/或缠绕站。

相同类型的工作站可以以并联布置安装。不同类型的工作站可以以串联布置安装。

可选地，设备还可包括一个或多个所述包装单元，用于在每根管缠绕之后包装每根管，所述包装单元。

由于以下有利的方面，单元的布置容许设备有效地操作并且以高且可调节的吞吐率操作：

(i)过程为完全自动的，并且

(ii)可采用多个每个工作站以及多个每个单元，并且

(iii)工作站的单元能够同时操作

(iv)每个单元的处理速度以及每个单元和工作站的数量可优化成实现有利的吞吐率。

有益地，在弯曲单元中，医疗管以“U”形布置，具有针对缠绕单元中的缠绕过程的最佳尺寸。

作为又一优点，弯曲单元的数量、装载单元的数量以及缠绕站的数量之间的比率可优化成实现高效且平稳的操作，以及有利的吞吐率。

此外，该有益的“U”形遍及医疗管至缠绕单元的传送由装载单元维持。医疗管以关于缠绕单元的尺寸调节的所述“U”形的设置容许一致且迅速的缠绕，而没有拉紧或损坏医疗管。

有益地，管的远端端部由可旋转夹爪接收在缠绕站的板下方，该可旋转夹爪连接于缠绕模块并且与该缠绕模块一起旋转，容许医疗管围绕缠绕模块的竖直轴线的缠绕，因此促进若干缠绕单元的有利紧凑布置。

作为附加的优点，可旋转夹爪由固定夹爪夹持器操作，该固定夹爪夹持器由独立的马达促动，因此容许可旋转夹爪的无限自由范围。

可旋转夹爪连同旋转缠绕芯部沿着缠绕模块的竖直轴线有利地执行旋转移动，该旋转缠绕芯部由马达促动。

对于医疗管围绕轴线的自动缠绕的持续时间而言，管子夹爪将管子有利地保持成定位在缠绕座内且在缠绕站板的水平下方。

缠绕的医疗管有益地以受控移动沿着竖直轴线提升至缠绕站板的水平，防止管被压缩或损坏，并且呈现给卸载单元的夹持器，该夹持器可选地将医疗管传送至包装单位。

有益地，可包含多个缠绕单元的缠绕站的数量与卸载单元的数量之间的比率可优化成实现高效且协调的操作以及有利的吞吐率。

一旦医疗管放置在包装容器中，盖板就有益地以自动滑行移动定位在该包装容器上方，这防止缠绕的医疗管的展开。

附图说明

本发明的实际实施的实例在说明书中公开并且由附图示出，在该附图中：

图1为操作单元和工作站的模块化组织的示意图。

图2A为制备站的示意图；

图2B为弯曲单元杆的透视视图，其指示弯曲单元杆的自动移动的方向；

图3为制备站的俯视视图，其标识输送单元和弯曲单元；

图4为缠绕站的示意图；

图5为从缠绕站板上方的缠绕单元的透视视图，该缠绕站板包括缠绕座和缠绕模块；

图6为从缠绕站板下方的缠绕单元的透视视图；

图7A为缠绕模块的侧视视图；

图7B为缠绕模块的俯视视图；

图7C为缠绕模块的透视视图。

具体实施方式

本发明描述用于采用顺序布置的操作单元和工作站(包括多个单元)来自动缠绕医疗管的设备。称为制备站的第一工作站1包括至少一个输送单元2和至少一个弯曲单元3。称为缠绕站的第二工作站5包括至少一个但优选多个缠绕单元24。一个或多个装载单元4将制备站1的操作过程连接于缠绕站5。一个或多个卸载单元6将缠绕站5的操作过程连接于包装单元7。

本发明的设备构造成缠绕不同类型的医疗管10，诸如但不限于导管、透析管、流体管理件(引流件)、呼吸设备、生物制药设备等。

图1例示设备的布置，其包括制备站1、装载单元4、两个缠绕站5、卸载单元6以及包装单元7。制备站1包括输送单元2，输送单元2构造成将医疗管10(图2)部署到三个弯曲单元3中。医疗管10(图2)可由装载单元4传送，装载单元4服务两个单独的缠绕站5，两个单独的缠绕站5均包括缠绕单元24中的三个，每个缠绕单元24包括缠绕座16(图4)和三个缠绕模块17(图4)。卸载单元6可构造成从两个缠绕站5交替地移除医疗管10(图2)并且将其传送至包装单元7。工作站和不同单元的以上提及的数量旨在作为实例，并且可根据特定需要而变化。

可选地，装载单元4和卸载单元6可装备有传感器，该传感器能够检测接收腔(诸如缠绕座16(图4)或包装容器)是否在医疗管10(图4)沉积在任一接收腔中之前被卸载，因此使得设备能够以高度协调且高效的方式操作。

可选地，缠绕站5可在缠绕过程期间从制备站1附近移动至包装单元7附近，以便最小化医疗管10的传送距离和提高过程的效率。

图2A示出制备站的可能构成，该可能构成包括输送单元2和三个顺序布置的弯曲单元3，以及装载单元4的具有其管子夹持器12的部分。图2B示出处于两个可能位置的连结单元杆13，其中执行成拉伸弯曲的医疗管10的连结单元杆13的旋转移动由箭头指示。

如图2A和图2B中示出的，医疗管10的端部由弯曲单元3的端部夹持器8紧固，并且借助于位于端部夹持器8旁边的两个开放端部夹持器14和杆13以“U”形布置，杆13使医疗管10的中间区段沿其端部的相反方向移动。构造成紧固医疗管10的端部夹持器8与杆13之间的距离可适于适应医疗管的长度。

图3示出制备站1，其中医疗管10由输送单元2递送至连结单元3，输送单元2采用端部夹持器8(图2A)来紧固医疗管10的端部。

医疗管10由装载单元4(图1)以其“U”形接收，装载单元4包括多个夹持器，以传送医疗管10并随后将医疗管10以其维持的“U”形设置在缠绕站5的缠绕座16中，这在图4中描绘。对于每段医疗管10而言，装载单元4(图2A)采用抓持医疗管的端部的两个端部夹持器和抓持医疗管的中间区段的一个管子夹持器12(图2A)。多个夹持器调节成适应多个弯曲单元3和多个缠绕站5。装载单元4(图1)可以以交替的方式将医疗管10传送至多个缠绕站5(图1)。

医疗管10构造成定位在图4中示出的缠绕座16中，缠绕座16铣削到缠绕站板15中，由此医疗管的远端端部降低到下降凹槽20中，如图7A至7C中示出的。医疗管的端部由固定夹持器22紧固在缠绕站板15的水平处，并且由可旋转夹爪18(图5)紧固，可旋转夹爪18由固定夹爪夹持器23(图5)促动并且定位在缠绕站板15下方。

在随后步骤中，医疗管10围绕缠绕模块的缠绕芯部19竖直地缠绕，如图7A至7C中示出的，由此卡扣医疗管的一个端部的可旋转夹爪18附接于缠绕模块17并且与缠绕模块17一起执行旋转移动。

与呈盘状形状的水平盘绕相对比，医疗管10围绕缠绕芯部19的竖直轴线的缠绕促进关于并联的若干缠绕单元24的紧凑布置，如图4中示出的。

在医疗管围绕缠绕芯部19的自动缠绕期间，管子夹爪21(图5)将医疗管保持成定位在缠绕座16内且在缠绕站板15的水平下方，管子夹爪21连接于缠绕站板15并且可以以旋转移动移动成紧密邻近缠绕芯部19和远离缠绕芯部19。

缠绕的医疗管提升至缠绕站板15(图5)的水平并且由卸载单元6(图1)接收，卸载单元6采用适于待传送的医疗管的数量的多个夹持器。卸载单元6随后将医疗管传送至包装单元7(图1)。

在将医疗管释放和沉积在包装容器中时，滑动盖板以滑行移动移动到包装容器上，以便防止缠绕的医疗管展开。

附图中使用的附图标记

1制备站

2输送单元

3弯曲单元

4装载单元

5缠绕站

6卸载单元

7包装单元

8端部夹持器

9弯曲站板

10医疗管

11关于管的长度调节的备选杆位置

12管子夹持器

13杆

14开放端部夹持器

15缠绕站板

16缠绕座

17缠绕模块

18可旋转夹爪

19缠绕芯部

20下降凹槽

21管子夹爪

22固定夹持器

23固定夹爪夹持器

24缠绕单元。

Claims (15)

1.一种用于缠绕医疗管的设备，其包括：

(i)一个或多个输送单元(2)，其布置用于将医疗管输送至一个或多个弯曲单元(3)；

(ii)一个或多个所述弯曲单元(3)，其布置用于将医疗管(10)以U形弯曲；

(iii)一个或多个装载单元(4)，其适合于在每根医疗管(10)弯曲之后单独地拾取和运输每根医疗管(10)；

(iv)用于缠绕医疗管(10)的一个或多个缠绕单元(24)，其包括布置用于从所述装载单元(4)接收医疗管(10)的缠绕座(16)，以及适合于在医疗管(10)沉积到所述缠绕座(16)中之后缠绕医疗管(10)的缠绕模块(17)。

2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：

(i)一个或多个卸载单元(6)，其适合于在每根医疗管(10)缠绕之后单独地拾取和运输每根医疗管(10)；

(ii)一个或多个包装单元(7)，其用于在每根医疗管缠绕之后包装每根医疗管，所述包装单元(7)采用滑动盖板，用于将医疗管(10)维持在其缠绕状态中。

3.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备包括并联的多个所述弯曲单元(3)。

4.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备包括并联的多个所述缠绕单元(24)。

5.根据权利要求3所述的设备，所述设备包括并联的多个所述缠绕单元(24)。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其中，一个或多个不同的操作单元组织成能够同时操作的、自动的顺序布置的工作站，其包括：

(i)一个或多个制备站(1)，其包括一个或多个所述输送单元(2)和一个或多个所述弯曲单元(3)；以及

(ii)一个或多个缠绕站(5)，其包括一个或多个所述缠绕单元(24)。

7.根据权利要求1或2所述的设备，所述输送单元(2)包括布置用于紧固所述医疗管(10)的近端端部和远端端部的端部夹持器(8)，以及用于使所述医疗管定位的开放端部夹持器(14)，并且所述弯曲单元(3)包括杆(13)，所述杆(13)布置用于沿与所述端部夹持器(8)相反的方向拉动所述医疗管的中间区段，以便将所述医疗管(10)以“U”形布置。

8.根据权利要求1或2所述的设备，对于每根医疗管(10)而言，所述装载单元(4)包括能够抓持所述医疗管的近端端部和远端端部的两个端部夹持器(8)，以及能够抓持所述医疗管的中间区段并将所述医疗管传送至所述缠绕单元(24)的一个管子夹持器(12)。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述一个或多个缠绕单元(24)包括：

(i)所述缠绕座(16)，其布置在包括下降凹槽(20)的缠绕站板(15)上，并且适合于从所述装载单元(4)接收成形为U形的所述医疗管；

(ii)两个管子夹爪(21)，其能够将所述医疗管保持成定位在所述缠绕座(16)内且在所述缠绕站板(15)的表面下方，下降凹槽适合于将所述医疗管的远端端部呈现给可旋转夹爪(18)；和

(iii)可旋转缠绕芯部(19)，其由固定马达供能；

(iv)固定夹持器(22)，其能够紧固所述医疗管的近端端部；以及

(v)固定夹爪夹持器(23)，其能够促动所述可旋转夹爪(18)。

10.根据权利要求9所述的设备，所述设备进一步包括用于促动所述固定夹爪夹持器(23)的固定马达，其中所述可旋转夹爪(18)和所述固定夹爪夹持器(23)位于所述缠绕站板(15)下方。

11.根据权利要求2所述的设备，所述设备包括卸载单元(6)，其装备有夹持器，所述夹持器能够抓持、传送和释放所述医疗管。

12.根据权利要求2所述的设备，所述包装单元(7)装备有包装容器，所述包装容器能够从所述卸载单元(6)接收缠绕的所述医疗管，所述滑动盖板能够以滑行移动放置到所述包装容器上。

13.根据权利要求12所述的设备，所述设备包括多个所述包装容器和所述滑动盖板。

14.一种采用根据权利要求1或2所述的设备在自动过程中缠绕医疗管的方法，其包括以下步骤：

i)利用所述输送单元(2)输送所述医疗管(10)；

ii)在所述弯曲单元(3)中将所述医疗管(10)以U形布置；

iii)单独地拾取每根医疗管(10)并将其放置到所述缠绕单元(24)上；

iv)将所述医疗管从所述装载单元(4)接收在所述缠绕单元(24)的所述缠绕座(16)中；

v)在将所述医疗管(10)沉积到所述缠绕座(16)中之后缠绕所述医疗管(10)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述医疗管(10)通过所述装载单元(4)移动到所述缠绕座(16)中的位置中，并且其中所述医疗管(10)的近端端部由所述缠绕单元(24)的固定夹持器(22)紧固在所述缠绕单元(24)的缠绕站板(15)的水平处，并且其中所述医疗管(10)的远端端部降低到所述缠绕站板(15)的下降凹槽(20)中并且由可旋转夹爪(18)紧固，所述可旋转夹爪(18)由位于所述缠绕站板(15)下方的所述缠绕单元(24)的固定夹爪夹持器(23)促动，并且连同所述缠绕单元(24)的缠绕芯部(19)执行旋转移动，所述缠绕芯部(19)由马达促动。