Патенты. Как покрасить яйца

Некоторое время назад увлекся такими программируемыми микроконтроллерами, как Ардуино (Arduino). Что такое Ардуино? Ардуино — платформа, которая состоит из платы и программного обеспечения. Ардуино в совокупности с различными покупными модулями, шилдами или с радиодеталями, соединенными самостоятельно согласно электрическим схемам в самодельные модули, позволяет создавать системы автоматики и робототехники.  Мне стало интересно, на что же такой микроконтроллер способен. В интернете есть множество устройств, управляемых Ардуино. Ардуино может использоваться для создания игрушек и устройств, выполняющих достаточно сложные операции. Так, Ардуино может использоваться для управления роботами, например, колесными роботами, гусеничными роботами, ходящие (шагающие) роботы, а также для управления различными манипуляторами, такими как роботизированная рука (robotic arm). Одними из основных составляющих механических устройств являются двигатели (моторы): обычные двигатели постоянного тока (DC двигатели), шаговые двигатели (stepper motor, step motor, stepping motor), сервоприводы (servomotor).

Просматривая различные созданные на Ардуино устройства, я наткнулся на станок для раскрашивания яиц (egg painter, egg-bot). Для создания такого станка помимо корпуса, напечатанного с использованием 3D-принтера (или собранный из доступных материалов), были использованы два шаговых двигателя  (Nema17), один серводвигатель (часто называемый сревоприводом), один или два шилда (от англ. Shield) управления шаговыми двигателями и маркер, который, собственно, и рисует на поверхности яйца. Один шаговый двигатель вращает яйцо вокруг продольной оси яйца, второй шаговый двигатель вращает лапу с закрепленным в ней сервоприводом вокруг оси яйца, перпендикулярной продольной оси яйца. Сервопривод поднимает и опускает маркер, закрепленный на одной из качалок сервопривода.

Реализовать таковое устройство руки не дошли, однако мне стало интересно, какие способы и устройства придумали люди для раскрашивания и автоматизации процесса раскрашивания яиц, и решил поискать патенты и заявки на патент, относящиеся к данной тематике.

 

Поворотное устройство для раскрашивания яиц («Rotating egg coloring device» № US3848564A)

Патент на поворотное устройство для раскрашивания яиц, «Rotating egg coloring device» № US3848564
Патент на поворотное устройство для раскрашивания яиц, «Rotating egg coloring device» № US3848564

Как видно из рисунков, описания и формулы изобретения, заявленное устройство содержит основание с закрепленными на нем средствами, удерживающими и вращающими яйцо. Средство удержания включает пружину (элемент 22 на чертеже), которая фиксирует яйцо и позволяет использовать яйца различного диаметра в устройстве для раскрашивания яиц. Вращение яйца реализовано с использованием двигателя постоянного тока (30), питающегося от двух батареек (33), и связанного с двигателем редуктора (редукторной передачи), реализованного одной шестеренкой. Пользователь (дизайнер, художник) использует карандаш, маркер или кисть, чтобы наносить рисунок на поверхность вращающегося яйца.

            Процесс далеко не полностью автоматизирован и требует непосредственного участия пользователя, в частности, для удержания маркера. Высокой точности рисунков добиться при использовании такого устройства очень сложно, да и наносить на скорлупу яйца достаточно сложно. Лично мне сложно нарисовать маркером на поверхности вращающегося яйца что-либо сложнее прямой или волнистой линии. Но не будем забывать, что заявка на получение патента была подана автором изобретения (или его представителем) в 1973 году, причем в 1974 году патент был выдан.

Патент «Egg coloring device» № US3358644, устройство для раскрашивания яиц

А вот в следующем выданном патенте «Egg coloring device» № US3358644, заявка на который была подана в 1965 году, в котором предлагается устройство для раскрашивания яиц, нанесение рисунка на яйцо уже осуществлялось не вручную маркером или кисточкой, а с использованием листовой пружины (пластинчатой пружины), на которой закреплены емкости с красящим веществом.

Устройство для раскрашивания яиц, патент "Egg coloring device" № US3358644.
Устройство для раскрашивания яиц, патент «Egg coloring device» № US3358644.

Выходные отверстия закрепленных на нескольких листовых пружинах емкостей с краской прижимаются пружинами к поверхности яйца. Наличие нескольких независимых емкостей с краской позволяет наносить на вращающуюся поверхность яйца одновременно несколько полосок или линий, в зависимости от диаметров выходных отверстий емкостей с краской. Полагаю, вместо емкостей с краской в таком устройстве можно было использовать карандаш, кисточку, маркер и другие средства для нанесения рисунка. Устройство содержит две рукоятки, с использованием одной из которых можно вручную вращать яйцо вокруг продольной оси, чтобы нанести закольцованные полосы. Вторая рукоятка используется для перемещения яйца вперед и назад, чтобы можно было наносить не только прямые, но и волнообразные полосы. Не стоит забывать, что данный конструктив устройства был предложен в 1965 году (а патент был выдан в 1967 году), так что, возможно, позднее конструкция была кем-то усовершенствована, например, кто-то мог использовать двигатель (мотор) постоянного тока или шаговый двигатель для осуществления вращения яйца через рукоятку, а вместо листовых пружин – несколько сервоприводов, управляемых микроконтроллером, таким как Ардуино. Чтобы узнать, было ли предложено усовершенствование конструкции такого механизма для раскрашивания, нужно проводить более глубокий патентный поиск.

Патент на устройство для удерживания и вращения объекта («Apparatus for holding and rotating an object» № US5063871)

Существуют также устройства для нанесения на яйца не только линий, но и различных рисунков с использованием трафарета, например, которое описано в выданном Патентным ведомством США (USPTO) патенте на устройство для удерживания и вращения объекта («Apparatus for holding and rotating an object» № US5063871).

Устройство для удерживания и вращения объекта («Apparatus for holding and rotating an object» № US5063871)
Устройство для удерживания и вращения объекта («Apparatus for holding and rotating an object» № US5063871)

Как видно на иллюстрации к патенту, устройство включает пластину с вырезанным в ней паттерном. Если использовать, например, губку с нанесенной на нее краской или маркер, то можно закрасить некоторую поверхность, ограниченную паттерном, а затем можно использовать ручку, чтобы повернуть яйцо на нужный угол и нанести следующий рисунок, соответствующий паттерну. Соединив ручку с шаговым двигателем и добавив сервопривод, на качалку которого закрепить губку с краской, то подключив их к микроконтроллеру, можно получить полностью автоматизированное устройство для нанесения рисунков на поверхность яйца. Вместо трафарета можно использовать штамп с рисунком.

 

Патент «Egg marking device» № US5164009, устройство для маркирования яиц

Существуют и другие технические решения, которые могут использоваться для раскрашивания яиц. Так, например, в патенте «Egg marking device» № US5164009 описано устройство для маркирования яиц, в котором маркирующий элемент, например, карандаш, ручка, маркер перемещается вдоль продольной оси яйца вручную по двум параллельным направляющим, на которых закреплена «каретка».

Устройство для маркирования яиц, патент «Egg marking device» № US5164009
Устройство для маркирования яиц, патент «Egg marking device» № US5164009

Каретка имеет несколько отверстий, в одном из которых маркер свободно перемещается по вертикальной оси устройства (она же поперечная ось яйца). Веса маркера должно быть достаточно для плотного прилегания его пишущего узла к скорлупе яйца. Про два двигателя и сервомотор повторяться не буду.

Знакомое изобретение?

Ну и напоследок хочу добавить сюда одну картинку из заявки на патент, тоже несколько связанную с раскрашиванием яиц, точнее — с декорированием яичной скорлупы.

Изделие и способ для декорирования яичной скорлупы
Изделие и способ для декорирования яичной скорлупы

Полагаю, вы с легкостью догадаетесь, что проиллюстрировано на данном изображении, поскольку на полках магазинах в определенный период времени можно найти такие наборы

Автор: Максим Голдобин (goldmaxval@gmail.com),
специалист по защите интеллектуальной собственности, патентовед

Добавить комментарий