Способ и устройство для нанесения покрытия из жидкости на пористый субстрат

Способ и устройство для нанесения покрытия из жидкости на пористый субстрат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу нанесения равномерного покрытия из жидкости на пористый субстрат и, более конкретно, к контактной головке и захватывающей конструкции, предназначенным для нанесения порошка или порошка, суспендированного в наполнителе, на одну поверхность пористого субстрата с целью создания комбинированного медицинского устройства.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ нанесения покрытий из жидкости на субстраты известен специалистам. Выбор способа нанесения жидкости на субстрат определяется следующими факторами: взаимодействием жидкости с субстратом, средой, в которой происходит нанесение, характером субстрата, например, твердый, пористый и т.п., а также любыми опасностями, которые создают для окружающей среды агенты-наполнители, входящие в состав жидкого покрытия.

К известным традиционным способам нанесения относятся напыление жидкого покрытия на субстрат и погружение субстрата в ванну с жидкостью. Однако напыление неприемлемо, если жидкость представляет опасность для окружающей среды. Кроме этого, напыление не всегда позволяет соблюсти высокие стандарты качества, требуемые в некоторых областях, например, в медицине, когда жидкости наносятся на поверхность пористого субстрата, используемого в медицинских целях. В данном случае напыление может отрицательно сказаться на равномерности нанесения покрытия на поверхность субстрата, а также на коэффициенте использования жидкости. При напылении коэффициент использования жидкости может составлять от 50 до 80%. Если напыляемое средство является дорогостоящим, то низкая эффективность использования может создавать проблемы.

Что касается погружения в ванну, то в этом случае также наблюдаются проблемы с эффективностью использования жидкости и с равномерностью нанесения. Кроме того, данный способ неприемлем, если требуется нанести покрытие только на одну сторону субстрата. Также в случае с погружением известным способом является использование вакуумного захвата субстрата перед его погружением; однако такой способ не работает в случае пористого субстрата.

Исходя из вышеизложенного, существует потребность в усовершенствованном способе нанесения жидких покрытий на субстрат, в особенности, на пористый субстрат, используемый в медицинской сфере.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение включает много аспектов и особенностей.

В первом аспекте изобретения контактная головка, предназначенная для захвата субстрата без его деформирования или повреждения, включает совокупность штырей, расположенных во множестве параллельных рядов штырей под заданным углом штыря. Штыри смежных рядов расположены так, что угол наклона штырей в одном ряду обратно симметричен углу наклона штырей в соседнем ряду штырей. При выдвигании штырей штыри, находящиеся в одном ряду, движутся все вместе в одном направлении. Это направление определяется углом наклона штырей в ряду, следовательно, соседние ряды при выдвигании штырей движутся в противоположных продольных направлениях относительно друг друга. Кроме того, совокупность штырей располагается так, что при выдвигании штырей из нижней поверхности контактной головки величина выдвигания по существу равномерна, чтобы выдвинутые штыри могли захватить поверхность субстрата.

Одной из особенностей данного аспекта является то, что совокупность штырей имеет вид четырех параллельных рядов. Другой особенностью данного аспекта является то, что угол наклона штырей лежит в диапазоне от 15° до 45°. Применительно к данной детализации предпочтительно, чтобы угол расположения штырей составлял 28°.

В еще одной особенности каждый ряд штырей включает пять штырей. В еще одной особенности концы соседних рядов штырей смещены относительно друг друга, и концы штырей перемежающихся рядов штырей выровнены относительно друг друга.

Во втором аспекте изобретения захватывающая конструкция для зацепления поверхности субстрата включает накрывающую пластину, монтажный блок штырей, выполненный с возможностью вставки в накрывающую пластину и приема пары приводных педалей так, чтобы педали могли перемещаться между оттянутым положением и положением захвата, а также множество держателей штырей, из поверхностей которых выдается множество штырей. Множество держателей штырей установлено на приводных педалях таким образом, чтобы штыри были направлены в сторону накрывающей пластины, и чтобы движение держателей штырей контролировалось при помощи приводных педалей. Совокупность штырей выдвигается из поверхности накрывающей пластины, когда приводные педали находятся в положении захвата, и это позволяет штырям захватить поверхность субстрата. Штыри оттягиваются от поверхности накрывающей пластины, когда приводные педали находятся в оттянутом положении, что позволяет штырям освободить поверхность субстрата.

В одной детализации данного аспекта в накрывающей пластине имеется углубление для установки монтажного блока штырей. Применительно к этой детализации в углублении имеется множество прорезей, проделанных в дне этого углубления для выдвигания через них штырей, когда приводные педали находятся в положении захвата.

В другой детализации данного аспекта движущая сила, которая перемещает приводные педали между положением захвата и оттянутым положением, обеспечивается одним силовым приводом. В еще одной детализации захватывающая конструкция включает множество монтажных блоков штырей, при этом накрывающие пластины имеют множество углублений для приема множества монтажных блоков штырей.

В еще одной детализации монтажный блок штырей и пара приводных педалей выполнены с возможностью двигаться, скользя относительно друг друга, в результате чего пара приводных педалей перемещается между положением захвата и оттянутым положением. В других детализациях захватывающая конструкция включает четыре держателя штырей с пятью штырями на каждом держателе. В еще одной детализации штыри выдаются из поверхности множества держателей штырей под углом.

В третьем аспекте изобретения способ захвата и освобождения пористого субстрата включает несколько этапов. Первый этап связан с обеспечением устройства, имеющего платформу для размещения пористого субстрата, а также контактную головку, включающую множеством выдвигаемых и втягиваемых штырей для осуществления захвата, удержания и освобождения субстрата, в которой множество штырей организовано как множество параллельных рядов штырей, расположенных под заданным углом, причем штыри соседних рядов расположены так, что углы наклона штырей в ряду обратно симметричны углам наклона штырей в соседнем ряду штырей. К дальнейшим этапам относится размещение субстрата на платформе устройства и опускание контактной головки в положение захвата. Еще один этап связан с выдвижением штырей контактной головки, в результате чего субстрат захватывается без повреждения или деформации его поверхности. К другим этапам относятся подъем захваченного субстрата с платформы, опускание контактной головки с захваченным субстратом в положение его освобождения и втягивание штырей головки для освобождения субстрата.

В одной детализации данного аспекта положение для захвата определяется на основе длины выдвижения штырей из контактной головки и толщины субстрата. В другой детализации способ включает этап проверки захвата субстрата с помощью матрицы датчиков контактной головки. Применительно к этой детализации способ также включает этап проверки равномерности подъема субстрата с помощью матрицы датчиков.

В четвертом аспекте изобретения способ нанесения равномерного покрытия из жидкости на поверхность пористого субстрата включает несколько этапов. Первоначальный этап включает обеспечение устройства, имеющего платформу для размещения пористого субстрата, находящегося в резервуаре для покрытия. Данное устройство также имеет контактную головку с множеством выдвигаемых и втягиваемых штырей для осуществления захвата, удержания и освобождения субстрата равномерно в резервуаре для покрытия, причем множество штырей организовано как множество параллельных рядов штырей, расположенных под заданным углом, причем штыри соседних рядов расположены так, что углы наклона штырей в ряду обратно симметричны углам наклона штырей в соседнем ряду штырей. К дополнительным этапам относятся размещение резервуара для покрытия на платформу устройства и выдвигание штырей контактной головки для захвата поверхности субстрата. К дальнейшим этапам относятся подъем захваченного субстрата из резервуара для покрытия, проверка равномерности захвата субстрата с помощью матрицы датчиков и наливание жидкого покрытия в пустой резервуар для покрытия. К следующим этапам, выполняемым после налива жидкого покрытия в резервуар для покрытия, относится опускание ровно удерживаемого субстрата в позицию для освобождения и втягивание штырей контактной головки с равномерным освобождением субстрата в резервуар для покрытия, что обеспечивает нанесение равномерного покрытия на поверхность субстрата.

В одной детализации данного аспекта пористый субстрат состоит из гибкой матрицы материала, изготовленной из окисленной регенерированной целлюлозной основы материала с включенными волокнами полиглактина 910. В другой детализации данного аспекта жидкое покрытие состоит из суспензии, полученной при суспендировании человеческого фибриногена и человеческого тромбина в гидрофторэфирном растворителе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Настоящее изобретение будет подробно описываться со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых одни и те же элементы обозначаются одинаковыми номерами, и где

на фиг. 1 представлен вид в перспективе устройства для нанесения покрытия в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлен вид в перспективе разобранной платформы для субстрата и на опорный элемент платформы;

на фиг. 3 представлен вид в перспективе разобранной контактной головки;

на фиг. 4 представлен вид в перспективе снизу на контактную головку;

на фиг. 5 представлен вид в плане снизу на контактную головку;

на фиг. 6 представлен вид в перспективе на разобранную захватывающую головку;

на фиг. 7 представлен вид в перспективе на захватывающую головку со снятыми монтажными блоками штырей для лучшей иллюстрации приводных педалей;

на фиг. 8 представлен вид в плане сверху на накрывающую пластину;

на фиг. 9 представлено поперечное сечение накрывающей пластины, показанной на фиг. 8, сделанное по линии A-A;

на фиг. 10A представлен вид в плане сверху на монтажный блок штырей с установленными в нем движущими педалями;

на фиг. 10B представлен вид в плане сверху на монтажный блок штырей, показанный на фиг. 10A, с двумя установленными держателями штырей;

на фиг. 10С представлен вид в плане сверху на монтажный блок штырей, показанный на фиг. 10A, с четырьмя установленными держателями штырей;

на фиг. 10D представлен вид в плане снизу на монтажный блок штырей, показанный на фиг. 10A;

на фиг. 11 представлен вид в перспективе на держатель штырей;

на фиг. 12 представлена вертикальная боковая проекция штырей, захватывающих волокна материала субстрата; и

на фиг. 13-17 показаны блок-схемы, описывающие способ нанесения покрытия.

На фиг. 18 представлен график зависимости удержания твердых веществ от плотности суспензии для примера 3.

На фиг. 19 представлен график зависимости максимального давления разрыва от плотности суспензии для примера 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Описывается устройство и способ для точного захвата, освобождения и размещения пористого субстрата без его деформации и повреждения. Как описано в настоящем документе, данное устройство и способ используются для нанесения равномерного покрытия из жидкости на поверхность пористого субстрата для создания комбинированного медицинского устройства. Однако данное устройство и способ могут применяться во многих других оперативных процедурах, где требуется точно поднять и разместить пористый субстрат, например, в процедурах контроля качества и в процедурах упаковки.

Комбинированное медицинское устройство, изготавливаемое с применением способа, описанного в настоящем документе, представляет собой фибриновый пластырь. Фибриновый пластырь представляет собой биорассасывающийся продукт, состоящий из двух кровоостанавливающих человеческих белков, тромбина и фибриногена, нанесенных на гибкий композитный субстрат и упакованных в герметичный пакет из фольги. Фибриновый пластырь был создан для замедления и остановки активных кровотечений, в том числе, сложных и опасных. Его действие связано с физиологическими механизмами образования фибриновых сгустков, которые запускаются при контакте пластыря с поверхностью кровоточащей раны. Хотя описанный в настоящем документе способ может применяться для изготовления фибринового пластыря, следует понимать, что данный способ не ограничивается созданием фибриновых пластырей, но может использоваться в любой сфере, где требуется нанести на пористый субстрат покрытие из жидкости.

Если обратиться к рисункам, на фиг. 1 приводится иллюстрация устройства для нанесения покрытий 10. Устройство для нанесения покрытий 10 содержит платформу для субстрата 14, опору платформы 16, контактную головку 18 и вертикальную стойку 20, к которой крепится контактная головка 18. В широком смысле контактная головка 18 применяется для захвата и подъема субстрата 114 (показан на фиг. 12), помещенного на платформу субстрата 14.

Платформа субстрата 14 и контактная головка 18 могут монтироваться на любой конструкции с ровной поверхностью, например, на столе (не показан). Платформа субстрата 14 и контактная головка 18 устанавливаются таким образом, чтобы контактная головка 18 располагалась над платформой субстрата 14, причем нижняя поверхность 32 контактной головки 18 должна быть обращена в сторону, противоположную относительно рабочей поверхности 24 платформы субстрата 14. Опора платформы 16 располагается между конструкцией, на которую крепится устройство, и платформой субстрата 14, и она удерживает платформу субстрата 14 на фиксированной высоте над конструкцией, на которую крепится устройство.

На фиг. 2 показана платформа субстрата 14. Платформа субстрата 14 имеет такую конструкцию, что резервуар для покрытия, внутри которого находится субстрат, можно легко установить на рабочую поверхность 24 платформы и закрепить на ней. Форма платформы субстрата 14 определяется размерами резервуара для покрытия, вмещающего субстрат. Платформа субстрата 14 имеет выравнивающие винты 26, расположенные на ее обратной стороне, и они предназначены для выравнивания платформы субстрата 14 относительно поверхности, на которую устанавливается конструкция 10, и относительно контактной головки 18. Предпочтительно, чтобы платформа 14 была изготовлена из стойкого материала, допускающего чистку щелочными химикатами и автоклавирование. К примерам таких материалов относятся, в том числе, нержавеющая сталь и полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Хотя в данном описании платформа 14 используется в медицинской сфере, для нее можно также применять материал, не используемый в медицине.

Резервуар для покрытий может крепиться к платформе субстрата 14 любым стандартным способом, например, зажимами, пневмоцилиндрами и т.п. Предпочтительным способом крепления резервуара для покрытий к платформе субстрата является вакуумный способ. Платформа субстрата 14 на фиг. 2 представляет собой вакуумную плиту, имеющую отверстия 28 в днище 72 для притягивания вакуумом резервуара для покрытий, находящегося на платформе.

Резервуар для покрытий может иметь по существу ровное дно или дно, которое может стать ровным при закреплении резервуара на платформе 14. Предпочтительно, чтобы резервуар для покрытий имел размер, подходящий для размещения в нем субстрата. Более конкретно, предпочтительно, чтобы объем резервуара для покрытий соответствовал размерам субстрата. Резервуар для покрытий может быть изготовлен из стойкого материала, допускающего многократную чистку щелочными химикатами и автоклавирование. Примером предпочтительного материала является пластик.

Что касается субстрата 114 (показан на фиг. 12), то с помощью контактной головки 18 можно захватывать и поднимать самые различные пористые субстраты. Субстрат 114, как правило, будет представлять собой материал-основу с волокнами 116 (показаны на фиг. 12), торчащими или выдающимися из его поверхности. Эти волокна 116 являются периферическими для субстрата 114, и они позволяют штырям 30 контактной головки 18 захватить субстрат 114, не протыкая и не проходя сквозь субстрат 114. Кроме того, субстрат 114, как правило, имеет толщину от приблизительно 0,102 до 0,229 см (0,04-0,09 дюйма). Размер субстрата 114 может варьироваться, однако типичный размер субстрата составляет 10,16 см x 10,16 см (4 дюйма x 4 дюйма).

Описанный здесь субстрат 114 состоит из гибкой матрицы материала, изготовленной из окисленной регенерированной целлюлозной основы материала (ОРЦ) с включенными в нее волокнами полиглактина 910 (PG910). Для создания субстрата 114 из волокон PG910 формируется нетканый лист войлока, который иглопробивным способом встраивается в структуру ОРЦ. Оба эти материала идентичны материалам, используемым при изготовлении коммерческих продуктов, т.е. нитям INTERCEED^TM (ОРЦ) и VICRYL™ (PG910). Область изобретения не ограничивается использованием определенного субстрата 114, описанного в настоящем документе. Точнее, может использоваться любой субстрат, который могут захватывать и поднимать штыри контактной головки. Пример субстрата полностью описывается в принадлежащей авторам настоящего изобретения опубликованной заявке на патент США № 2006/0257457, которая полностью включается в настоящий документ в силу ссылки.

Как показано на фиг. 1, контактная головка 18 подвижно соединена с вертикальной стойкой 20 в горизонтальной ориентации и располагается над платформой субстрата 14 таким образом, что нижняя поверхность 32 контактной головки 18 направлена в противоположную сторону относительно рабочей поверхности 24 платформы субстрата 14. Контактная головка 18 включает совокупность штырей 30 (вероятно, лучше всего видны на фиг. 6 и 11), которые могут выдвигаться из нижней поверхности 32 контактной головки для захвата и подъема субстрата 114, который располагается на рабочей поверхности 24 платформы субстрата 14.

Контактная головка 18 может перемещаться вверх и вниз вдоль вертикальной стойки 20, что позволяет ей придвигаться к или отодвигаться от платформы 14 и любого субстрата 114, который может на ней находиться. Перемещением контактной головки 18 управляет программное обеспечение. Данное программное обеспечение можно запрограммировать на такое перемещение контактной головки 18, чтобы она находилась в нужном положении или на нужной высоте относительно платформы субстрата 14. К примерам положений головки относятся исходное положение, положение захвата и положение освобождения. Примером высоты является высота успокоения. Эти заданные положения и высоты более подробно будут рассматриваться ниже. В программном обеспечении также можно запрограммировать управление движениями, связанными с другими операциями устройства для нанесения покрытий, например, включением вакуума.

Для перемещения контактной головки вверх и вниз могут использоваться многие традиционные механизмы. Примерами являются, в том числе, шаговый двигатель, пневмоцилиндр и т.п. Для полного контроля положения и скорости предпочтительным является линейный ползун с сервоприводом. Такой контроль полезен на определенных стадиях способа нанесения, например, при опускании субстрата 114 в суспензию или раствор покрытия.

На фиг. 3-5 показана контактная головка 18. Более конкретно, на фиг. 3 показан вид на разобранную контактную головку, а на фиг. 4 и 5 показан вид нижней поверхности контактной головки с находящейся на ней матрицей датчиков. Контактная головка 18 содержит заменяемую захватывающую конструкцию 34, движущие компоненты 39 и матрицу датчиков 38 выдающуюся из ее нижней поверхности 32. Захватывающая конструкция 34 называется заменяемой, поскольку одну захватывающую конструкцию 34 можно снять и заменить на другую захватывающую конструкцию 34, имеющую другие характеристики. Возможность замены захватывающей конструкции 34 делает контактную головку 18 более гибкой и надежной.

К движущим компонентам 39 относится единый силовой привод, представляющий собой пневмоцилиндр 40, соединенный в настоящей реализации с линией подачи воздуха (не показана), движущая пластина 42 и множество движущих штырей 44. Движущая пластина 42 располагается между пневмоцилиндром 40 и движущими штырями 44 и равномерно передает силовое воздействие, оказываемое пневмоцилиндром 40, на движущие штыри 44. Таким образом, движущая пластина 42 позволяет с помощью одного пневмоцилиндра 40 равномерно и одновременно оказывать давление на все движущие штыри 44, тем самым синхронно выдвигая и втягивая эти движущие штыри 44, а следовательно, и захватывающие штыри 30. Выдвигание и втягивание захватывающих штырей 30 будет рассмотрено ниже более подробно. Движущие штыри 44 одинаковы, имеют оконтуренный наконечник 46 и крепятся к нижней стороне движущей пластины 42 таким образом, что все штыри 44 выдвигаются из движущей пластины 42 на одно и то же расстояние. Таким образом, движущие штыри 44 могут равномерно и одновременно приводить в движение множество компонентов захватывающей конструкции 34. Хотя захватывающая конструкция 34 является заменяемой, движущие компоненты 39 имеют такую конструкцию, которая позволяет им использоваться с любой захватывающей конструкцией 34, устанавливаемой на контактную головку 18. Понятно, что для создания требуемого усилия могут использоваться самые различные движущие компоненты.

Матрица датчиков 38, показанная на фиг. 4, включает пять пар датчиков, а матрица датчиков 38, показанная на фиг. 5, включает семь пар датчиков. Предпочтительная матрица датчиков 38 включает семь пар датчиков. Каждая пара имеет приемник 50 и излучатель 52. Пары датчиков расположены таким образом, что излучатели 52 передают сигналы в разных направлениях, чтобы предотвращать непреднамеренное попадание на приемник 50 сигнала от несоответствующего излучателя 52, т.е. от излучателя 52, не составляющего с данным приемником пару. Более конкретно, четыре излучателя 52 расположены на одной стороне контактной головки 18, а три излучателя 52 расположены на противоположной стороне контактной головки 18. Приемник 50 для каждого из излучателей 52 расположен на стороне контактной головки 18, противоположной от соответствующего ему излучателя 52. Датчики 50, 52 расположены так, чтобы отправляемые и принимаемые сигналы пересекали контактную головку 18 в зоне, где находится субстрат 114 (показанный на фиг. 12), если субстрат 114 захвачен. Матрица датчиков 38 дает контактной головке 18 возможность определять множество рабочих характеристик, относящихся к субстрату 114, включая, в том числе, захвачен ли субстрат 114, поднят ли субстрат 114, равномерно ли поднят субстрат 114 и отпущен ли субстрат 114. Следует учитывать, что могут применяться различные расположения пар датчиков и любое их количество, но предпочтительной является конфигурация, показанная на фиг. 5.

На фиг. 6 показан вид разобранной захватывающей конструкции, а на фиг. 7 показана собранная захватывающая конструкция со снятым с нее монтажным блоком для иллюстрации расположения приводных педалей в углублении накрывающей пластины. Захватывающая конструкция 34 включает накрывающую пластину 54 имеющую прямоугольную центральную часть 56 и периферическую стенку 58, которая возвышается по периферии пластины. Накрывающая пластина 54 имеет внутреннюю поверхность 60 и внешнюю поверхность 62 (вероятно, лучше всего она видна на фиг. 3), которые обе являются плоскими, за исключением нескольких углублений 64, сделанных во внутренней поверхности 60 накрывающей пластины 54. На накрывающей пластине 54 также имеется пара крепежных петель 66, расположенных, по существу, перпендикулярно краю периферической стенки 58. Крепежные петли 66 находятся на противоположных сторонах накрывающей пластины 54 и используются для соединения накрывающей пластины 54 с контактной головкой 18. Крепежные петли 66 могут иметь разное расположение и форму.

Хотя наличие нескольких углублений 64 во внутренней поверхности 60 накрывающей пластины 54 является предпочтительным, накрывающая пластина 54, имеющая единственное углубление 64 во внутренней поверхности 60, также подпадает под действие настоящего изобретения. Следует учитывать, что разные захватывающие конструкции 34 могут иметь разные характеристики, например количество углублений 64 в накрывающей пластине 54. Как, вероятно, лучше всего видно на фиг. 9, накрывающая пластина 54 имеет толщину, позволяющую сделать углубления 64 в ее внутренней поверхности 60, например, без проникновения или нарушения плоскости наружной поверхности 62 пластины 54. Форма, размер и глубина углублений 64 позволяют вставить в углубление 64 монтажный блок штырей 68. Конкретная конфигурация накрывающей пластины 54, углублений 64, внутренней поверхности 60 и внешней поверхности 62 может варьироваться.

Количество создаваемых углублений 64, как правило, определяется размерами субстрата, захватываемого и поднимаемого контактной головкой 18. Для субстрата размером 10,16 см на 10,16 см (4 на 4 дюйма) предпочтительно иметь четыре углубления 64 в накрывающей пластине 54. В случае субстратов меньшего размера можно использовать захватывающую конструкцию 34 с накрывающей пластиной 54, имеющей меньшее количество углублений 64.

На фиг. 8 и 9 представлены вид накрывающей пластины сверху и вид ее сбоку в разрезе соответственно. На фиг. 8 показана накрывающая пластина 54, имеющая четыре углубления 64. Чтобы лучше понять расположение углублений 64 (и деталей, находящихся в этих углублениях 64), представьте, что на накрывающую пластину 54 наложена декартова система координат, где точка начала координат (пересечения осей X и Y) приходится на центр накрывающей пластины 54. При этом накрывающая пластина 54 разделяется на четыре квадранта - верхний правый, верхний левый, нижний правый и нижний левый. Углубления 64 расположены по одному в каждом квадранте под углом 45° относительно центральной точки накрывающей пластины 54.

Каждое из углублений 64 содержит множество продолговатых отверстий или прорезей 70, сделанных в дне 72 углубления 64. Эти прорези 70 пронизывают насквозь накрывающую пластину 54 и, следовательно, также присутствуют на внешней поверхности 62 накрывающей пластины 54. В настоящей реализации каждое углубление 64 имеет четыре прорези 70 в днище 72, которые видны со стороны внешней поверхности 62 пластины 54 как четыре прорези 70, расположенные в каждом из квадрантов внешней поверхности 62.

Прорези 70 имеют одинаковую длину и располагаются на фиксированном расстоянии одна от другой параллельно друг другу. Предпочтительно, чтобы концы соседних прорезей 70 были немного смещены относительного друг друга таким образом, чтобы концы прорезей 70 находились на одной линии попеременно. Линии, по которым выравниваются прорези 70, лежат под углом 45° к углублению 64, в котором эти прорези сделаны. Расположение углублений 64 и прорезей 70 под углом полезно для того, чтобы штыри 30 захватывающей конструкции 34, располагающиеся в прорезях 70 в ходе захвата, зацепляли и тянули субстрат 114, не деформируя и не повреждая этот субстрат 114.

Количество прорезей 70 в углублении 64 может изменяться и определяется на основе физических характеристик захватываемого субстрата. Для настоящего субстрата 114 (показанного на фиг. 12) предпочтительным являются четыре прорези 70 в углублении 64. Накрывающая пластина 54, имеющая одну, две или четыре группы прорезей, сделанных во внешней поверхности 62 пластины, попадает в сферу действия изобретения. Конфигурация прорезей 70 также может изменяться.

Как указывалось выше, каждое углубление 64 имеет конфигурацию, позволяющую вставить в него монтажный блок штырей 68. На фиг. 10A-10D показан монтажный блок штырей 68 с выборочно установленными приводными педалями 82 и держателями штырей 80. Монтажный блок штырей 68, как правило, имеет прямоугольную форму, где боковые стенки 76 длиннее торцевых стенок 78 (см. фиг. 6). Блок 68 имеет центральную монтажную зону для установки множества держателей штырей 80 (вероятно, лучше всего видны на фиг. 10C) и пары подпружиненных L-образных приводных педалей 82. Педали 82 передают движущее усилие, создаваемое движущим штырем 44 (показан на фиг. 3) на держатели штырей 80, на которых находятся штыри 30, используемые для захвата субстрата 114.

В каждой из боковых стенок 76 блока 68 сделан наклонный длинный паз 84 для установки наклонной направляющей планки 86 одной из приводных педалей 82. Пазы 84 ориентированы под противоположными углами друг к другу, чтобы приводные педали 82 могли перемещаться в направлении вниз и друг от друга при прикладывании к ним направленного вниз усилия с помощью движущего штыря 44. Кроме того, в торцевых стенках 78 блока 68 имеются углубления 88 для пружин, сделанные для установки пружин сжатия (не показаны), применяемых для отталкивания педалей 82 в оттянутое положение.

Каждая приводная педаль 82 имеет торцевую часть 92 и боковую часть 94 (показаны на фиг. 7). Кроме того, одним своим концом каждая из частей 92, 94 неподвижно соединена с другой частью, т.е. один конец торцевой части 92 соединен с одним концом боковой части 94, в результате чего педаль 82 имеет L-образную форму и каждая из частей 92, 94 имеет свободный конец, т.е. конец, не соединенный неподвижно с другой частью. Если педали 82 располагаются в монтажном блоке 68, то боковые части 94 педалей 82 совпадают с боковыми стенками 76 монтажного блока 68, а торцевые части 92 педалей 82 совпадают с торцевыми стенками монтажного блока 68. Каждая педаль 82 имеет верхнюю поверхность 96 и нижнюю поверхность 98 (вероятно, лучше всего видные на фиг. 3), причем нижняя поверхность 98 направлена в сторону днища 72 (показано на фиг. 8) углубления 64, внутрь которого устанавливается педаль 82 (показано на фиг. 7), а верхняя поверхность 96 направлена от днища 72 углубления 64, в которое устанавливается педаль 82. Каждая боковая часть 94 имеет наклонную направляющую планку 86 (показана на фиг. 6), выдающуюся наружу от внешней поверхности 100 (показана на фиг. 7) боковой части 94. Эта наклонная направляющая планка 86 образует скользящий контакт с наклонным пазом 84 (показан на фиг. 6), сделанным в соответствующей боковой стенке 76 (показана на фиг. 6) монтажного блока 68.

В каждой торцевой части 92 имеется центральное углубление в виде паза 102 (вероятно, лучше всего видное на фиг. 3) в нижней поверхности 98. Этот паз 102 придает нижней поверхности торцевой части такую форму, которая определяется двумя плечами одинаковой длины 104, разделенными центральным пазом 102. Платформа для установки держателя штырей 74 (показана на фиг. 3 и 10A-10C) отходит под прямым углом от каждого из плеч 104 (показано на фиг. 3 и 10A-10C). Платформы для установки держателей штырей 74 имеют на дистальных концах монтажные отверстия 112 для крепления держателей штырей 80.

Кроме того, в каждой торцевой части 92 (показана на фиг. 7) имеется углубление 106 для установки пружины, сделанное в ее внешней поверхности 100. Углубления для пружин 106 в педалях 82 находятся на одной линии с углублениями для пружин 88 (показаны на фиг. 6) монтажного блока 68. Пружины сжатия располагаются в парах углублений 88 (фиг. 6), 106 (фиг. 7). Пружины смещают педали 82 в оттянутое положение, при котором торцевые части 92 располагаются на максимальном расстоянии от торцевых стенок 78, с которыми указанные торцевые части 92 имеют общую пружину. Это максимальное расстояние определяется свободными концами боковых частей 94, упирающимися в противоположные торцевые стенки 78 монтажного блока 68. Каждая торцевая часть 92 также имеет наклоненную внутрь внутреннюю поверхность 108, предназначенную для приема оконтуренного наконечника 46 движущего штыря 44 (показан на фиг. 3).

Педали 82 расположены в монтажном блоке 68 направленными в противоположные относительно друг друга стороны, чтобы наклонные внутренние поверхности 108 торцевых частей 92 были обращены в противоположные относительно друг друга стороны так, чтобы свободный конец торцевой части 92 одной педали 82 примыкал к промежуточному участку боковой части 94 другой педали 82.

Педали 82 (показаны на фиг. 7 и 10D) смещаются пружиной в оттянутое положение, при котором наклонные внутренние поверхности 108 (показаны на фиг. 7 и 10D) торцевых частей 92 почти примыкают друг к другу. Кроме того, в оттянутом положении внешняя поверхность 100 (показана на фиг. 7) каждой торцевой части 92 находится на самом большом расстоянии от торцевой стенки блока 78 (показано на фиг. 10D), с которой у нее есть общая пружина.

В оттянутом положении внутренние поверхности боковых частей 108 (показанные на фиг. 7 и 10D) образуют угловидный профиль, соответствующий оконтуренной форме наконечника 46 движущего штыря 44 (показан на фиг. 3), который используется для перемещения педалей 82 в выдвинутое положение. Если наконечник 46 движущего штыря 44 надавливает на внутренние поверхности 108, то наклонные направляющие планки 86 (показанные на фиг. 3 и 7) педалей 82 движутся вниз и наружу в скользящем контакте с пазами 84 (показаны на фиг. 3 и 6) и двигают педали 82 в направлении вниз и друг от друга. Следовательно, педали 82 перемещаются вниз, в сторону днища 72 (показано на фиг. 8) углубления 64, в которое они установлены, и перемещаются друг от друга. Педали 82 (показанные на фиг. 7) скользят друг от друга по скользящему контакту между наклонными планками 86 педалей 82 и наклонными пазами 84 монтажного блока 68. При надавливании движущим штырем 44 (показан на фиг. 3) вниз, педали 82 (показанные на фиг. 3 и 7) раздвигаются до тех пор, пока наружные поверхности 100 (показаны на фиг. 6 и 7) торцевых частей 92 не упрутся в торцевые стенки 78 блока 68. В этот момент педали 82 находятся в выдвинутом положении. Движущие штыри 44 (показаны на фиг. 3) удерживают педали 82 в выдвинутом положении, преодолевая силу пружин сжатия, позволяя педалям 82 оставаться в выдвинутом положении. Если давление с движущего штыря 44 снимается, то пружины сжатия перемещают педали 82 обратно в оттянутое положение.

Как упоминалось выше, приводные педали 82 (фиг. 10A-C) имеют платформы для установки держателей штырей 74, на которые можно установить множество держателей штырей 80. На фиг. 11 показан держатель штырей 80 с установленными на нем штырями 30. На держатель штырей 80 установлено в ряд множество игл или штырей 30, причем штыри 30 выдаются из одной поверхности держателя. Держатель штырей 80 также имеет на одном своем конце крепежную петлю 110 для крепления держателя 80 к соответствующей движущей педали 82.

Штыри 30 крепятся в держателе 80 под фиксированными углами в диапазоне от 15° до 45°. Все штыри 30 держателя 80 крепятся под одним углом и в одном направлении. Угол установки штырей, применяемый для конкретного субстрата, определяется на основе жесткости данного субстрата. Для описанного в настоящем документе субстрата 114 предпочтительным является угол установки штырей 28°.

На фиг. 11 показан держатель штырей 80 с пятью установленными на нем штырями 30. Как и угол установки штырей, количество штырей 30, устанавливаемых в каждый держатель 80, может изменяться, однако для данного субстрата предпочтительным является установка пяти штырей 30 в держатель 80.

Держатели штырей 80 располагаются в монтажном блоке штырей 68, примыкая друг к другу. Они устанавливаются на монтажные платформы держателей 74 таким образом, чтобы углы установки штырей в соседних держателях 80 были обратно симметричны, т.е. если угол установки штырей 30 держателя 80 ориентирован в одном направлении, то соседний держатель 80 устанавливается в монтажный блок 68 так, чтобы углы установки штырей 30, установленных на второй держатель 80, были ориентированы в противоположном направлении относительно угла установки штырей первого держателя 80. Совокупность штырей 30, установленных в один монтажный блок 68, представляет собой набор штырей, следовательно, в конкретной контактной головке количество монтажных блоков штырей 68 равно количеству наборов штырей.

В опи