具有带形状记忆弹簧的被动驱动系统的自动注射设备的制作方法

1.本发明涉及一种自动注射设备，并且特别地涉及一种具有被动驱动系统的自动注射系统，该被动驱动系统具有形状记忆弹簧。


背景技术：

2.注射设备用于将药物产品(例如生物制品和药物)输送给患者(即人或动物)。注射器和针是广泛使用的注射设备的一个例子。这种基本系统通常包括人工移动注射器的柱塞部分以迫使药物产品通过针头进入患者体内。已经开发了其它注射设备以在按钮的接触或开关的致动时自动地输送药物产品。这些设备的优点在于它们允许患者更容易地将药物产品自我给药。此外，一些自动注射设备允许根据需要缓慢或周期性地输送药物产品，这对于例如依赖于胰岛素注射的患者来说是典型的过程。
3.然而，需要自动注射设备在紧凑设备中提供注射控制，使得该设备对于可能长时间佩戴该设备的患者而言易于操作和分散。此外，设备的元件应被配置成当先前的容器为空时容易更换药品容器，同时使无菌部件的污染风险最小化。
4.本发明涉及一种自动注射设备，其解决了现有技术的这些需要和相关问题。


技术实现要素：

5.在一个方面，本公开涉及一种自动注射设备。自动注射设备包括插入设备，例如，构造成插入患者体内的针，以及容纳药物产品的药品容器。药品容器可以包括柱塞，该柱塞被构造成从药品容器的第一纵向端移动到第二纵向端。自动注射设备还包括流体地连接药品容器到插入针头的流体路径，以及构造成引起柱塞的线性运动以迫使药物产品进入流体路径的驱动系统。驱动系统包括可移动元件。可移动元件包括形状记忆合金并且被构造成改变形状以移动柱塞。
6.在另一方面，本发明涉及一种用于自动注射设备的装置。该装置包括药品容器，该药品容器构造成容纳药物产品并且包括第一纵向端和第二纵向端。该装置还包括在药品容器中的柱塞，该柱塞被构造成在直线方向上从第一纵向端朝向第二纵向端移动。该装置还包括在药品容器中由形状记忆合金形成的可移动元件。可移动元件被配置成基于可移动元件的形状记忆特性在线性方向上移动柱塞。在一个实施方式中，可移动元件是具有形状记忆特性的弹簧体或彼此接触的多个弹簧体。
7.在又一方面，本公开涉及一种用于自动注射设备的药管。该药管包括用于接收药品容器的空间，该药品容器包含药物产品，以及包括可移动元件的驱动系统，该可移动元件包括一个弹簧体或多个弹簧体，该弹簧体由形状记忆合金制成并且被构造成基于可移动元件在用于接收药品容器的空间中的形状记忆特性而线性地延伸或收缩。驱动系统还包括线(wire)或其它保持件，用于将可移动元件保持在压缩状态，直到药品容器内的柱塞需要移动。在一个实施方式中，驱动系统包括机械限制器，当可移动元件从压缩状态行进到伸展状态时，该机械限制器保持可移动元件的作用力。
8.在美国专利申请15/436,529中描述了可移动元件的示例，其包括可以结合到本文描述的设备中的一些特征，该申请通过引用结合于此。然而，应当理解，本文所述的设备不限于本文所述的自动注射设备或以下所述的示例性实施方式。
附图说明
9.图1是定位在患者上的示例性自动注射设备的侧视图；
10.图2是与所公开的实施方式一致的自动注射设备的部件的示意图；
11.图3是自动注射设备的顶侧的透视图；
12.图4是自动注射设备的底侧的透视图；
13.图5是根据自动注射设备的实施方式的内部部件的透视图；
14.图6是根据自动注射设备的一个实施方式的分离的壳体和药管的透视图；
15.图7是弹簧体从压缩状态移动到伸展状态的压缩对作用力的曲线图；
16.图8a是弹簧体的实施方式在激活前的横截面图；
17.图8b是弹簧体的实施方式在激活前的俯视图；
18.图8c是弹簧体的实施方式在激活后的横截面图；
19.图8d是弹簧体的实施方式在激活后的顶视图；
20.图8e是在压缩状态下激活之后的弹簧体的实施方式的横截面图；
21.图8f是在压缩状态下激活之后的弹簧体的实施方式的顶视图；
22.图9是包括处于压缩状态的弹簧体的驱动系统的侧视图；以及
23.图10是包括处于伸展状态的弹簧体的驱动系统的侧视图。
具体实施方式
24.所公开的实施方式涉及用于自动注射设备的驱动系统。驱动系统提供作用力以移动自动注射设备的元件，从而控制药物产品向患者的输送。例如，驱动系统可以被配置为控制放置在药品容器中的柱塞的移动。柱塞在药品容器内的进一步运动推动药物产品通过流体路径并到达插入设备，例如连接到患者的针。柱塞的这种受控运动允许根据期望的参数计量输送药物产品。在优选实施方式中，驱动系统是被动驱动系统。
25.所公开的驱动系统包括允许对柱塞运动进行精确控制同时提供允许自动注射设备紧凑的小形状因数的特征。所公开的驱动系统利用形状记忆弹簧以便引起柱塞的移动。形状记忆弹簧可以至少部分地或完全地定位在药品容器的内部。
26.在一些实施方式中，形状记忆弹簧被预先构造为具有使弹簧移动以呈现“记忆”形状的特性。在一些实施方式中，记忆的形状可以是弹簧在伸展状态下的形状。在返回到这种形状时，弹簧可以推动柱塞。因为移动是基于形状记忆特性，所以施加到柱塞的作用力基本恒定(与施加可变作用力的常规弹簧相反)。这允许利用被动驱动系统对柱塞的运动进行特定控制。在一些实施方式中，形状记忆弹簧被预先构造为具有允许在延伸时有大的最大行进距离的特性。这与弹簧下降到近似等于形状记忆材料的厚度的高度时的几乎最大的压缩相结合，允许从由类似材料制成的螺旋弹簧或从由类似形状制成的不锈钢弹簧获得的更大的压缩比。这种形状的改变导致柱塞的移动，并因此导致药物产品移出药品容器(例如，通过流体路径进入患者)。
27.驱动系统还可以包括保持件，例如线，其联接到形状记忆弹簧以将形状记忆弹簧保持在压缩状态，从而防止柱塞移动并且防止药物产品被迫离开药品容器。保持件可以包括将金属丝连接到形状记忆弹簧，但也可以包括本领域已知的任何其它保持件。
28.在一个实施方式中，驱动系统可包括可操作地联接到形状记忆弹簧的机械限制器。机械限制器限制药物产品从药品容器20到流体路径22的移动，并最终以禁止的速率进入患者10。在保持件从形状记忆弹簧释放时，机械限制器通过调节形状记忆弹簧从压缩状态到伸展状态的运动来调节柱塞的运动，从而允许对形状记忆弹簧从压缩状态到伸展状态的形状变化速率的更大控制。机械限制器可包括控制弹簧从压缩状态到伸展状态的形状变化的任何设备。在非限制性实施方式中，机械限制器90可包括机械单元。在另一实施方式中，机械限制器90可包括机械单元和小电气单元，它们可施加最小量的能量来调节柱塞的运动和以规定的步调释放流体。例如，在一个实施方式中，机械限制器90可包括棘轮机构，该棘轮机构以一定步速从势能源释放势能，并施加小部分能量，以便使该机构停止在所需步速。棘轮可以由诸如螺线管或不同的致动器的小电气单元停止和释放。此外，在另一实施方式中，调节器可通过周期性地阻碍流体流动来控制针和流体路径之间的流动。
29.图1是患者10身上的自动注射设备12的示例性实施方式的图示，患者10不受限制，并且可以是可以接收注射的任何生物体。设备12被配置成自动地将药物产品递送至患者10。这意味着设备12以某种方式控制注射，使得该系统不同于仅手动输入引起注射的其它注射系统(即，常规注射器和针系统或其它可用系统)。设备12的自动方面可以附加地或替代地涉及注射的持续时间、受控注射间隔、输入和注射之间的延迟等。
30.设备12包括接触患者皮肤的基座14。设备12包括插入针16，其进入患者12以将药物产品例如胰岛素输送给患者。wo 2017/007952中描述了包括可结合到设备12中的许多特征的自动注射设备的实例，该文献通过引用结合到本文中。然而，应当理解，设备12不限于本文所述的自动注射设备或以下所述的示例性实施方式。与本公开一致的自动注射设备可以包括本文描述的一些特征，但不限于此。例如，所公开的自动注射设备可类似于注射器和针系统或适于经由本文所述的特征自动注射的其它注射系统。
31.图2是自动注射设备12和设备12的基本特征的示意图，其便于将药物制品自动注射到患者10中，设备12优选包括保持件12的至少一些特征的壳体18，除了插入针16之外，这些特征优选包括药品容器20、流体路径22、驱动系统24和势能源26，这些特征彼此协同工作以根据期望的参数将药物制品自动输送到患者10。在优选实施方式中，驱动系统24是被动系统。在该实施方式中，电子器件26可构造成向自动注射设备中可能存在的元件提供能量输入。这种元件的非限制性示例是发光二极管(led)灯、传感器和指示器以及被配置为提供到其他设备的连接的组件。在另一实施方式中，机械限制器90可包括电子器件26。
32.药品容器20是供应药物产品的容纳元件。药品容器20可以是小瓶、注射器等，并且包括用于容纳药物产品的空间，药物产品不限于特定物质。药物产品可以是任何物质，其被认为是例如药物、生物制剂、药物或安慰剂中的一种或多种。药品容器20优选地是接收药物产品的中空圆柱形管。然而，应当理解，其它配置也是可能的。
33.在设备12中，药品容器20通过流体路径22流体连接到插入针头16，流体路径22可以是物理连接通道，其用作将药物产品从药品容器20输送到插入针头16并最终进入患者10的导管，流体路径22可以包括附加结构，包括启动药物产品输送的致动机构和/或计量在任
何特定时间输送到患者10的产品量的控制机构。流体路径22可包括被构造成建立连接通道的元件或机构，诸如穿刺针等。流体路径22可与启动按钮或控制开关或甚至电子器件26相关联，其控制流体路径22的元件(例如，阀)以便启动或停止药物产品的输送。然而，应当理解，在至少一些实施方式中，流体路径22可以是被动系统部件。
34.驱动系统24提供了通过设备12的自动注射，例如，驱动系统24是机械系统，其物理地移动设备12的元件以将药物制品从药品容器20移动到流体路径22中并最终进入患者10，例如，驱动系统24可以被配置为移动位于药品容器20内的柱塞以将药物制品推出药品容器20，驱动系统24包括由形状记忆合金形成的形状记忆弹簧44，如将在此更详细地描述的。
35.图3和4进一步示出了自动注射系统12的示例性实施方式，图3示出了设备12的第一侧，包括位于基座14顶部的壳体18，壳体18示出为矩形，但可包括任何形状。壳体18可以包括可选的特征，例如至少一个控制开关28，其向电子器件26或设备12的其它元件提供输入信号，和/或窗口30，其提供药品容器20的视图，并因此提供当前流体水平。
36.图4示出了包括基座14的底面的设备12的第二侧，底面32包括用于接收插入针16通过的开口34。在使用中，设备12抵靠患者10放置，其中基座14的底表面32抵靠皮肤。注射针延伸通过开口34并进入患者10以输送药物产品。底面32上可包括粘合材料，以根据设备12的特定用途，将设备12短期或长期地粘附到患者10上。
37.图5示出了设备12，其中壳体18的顶部被移除，使得内部特征被示出在由壳体18的下部和基部14形成的封闭空间36中，设备12包括插入针16、药品容器20、流体路径22和保持件80的示例性实施方式，保持件80可包括金属丝81或本领域已知的任何其它机构，以防止弹簧体移动。封闭空间36至少容纳药品容器20、形状记忆弹簧44和包括金属丝81的保持件80.在一个实施方式中，如附图中所述和下文描述的机械限制器90可以包括在封闭空间36中(未示出)。
38.在该实施方式中，流体通道22包括连接器38，其物理地连接到药品容器20，以在药品容器20的内部和插入针16之间建立连接通道，在所示的实施方式中，插入针16垂直于药品容器20定位，使得药物产品的路径将行进出药品容器20，并且经由流体通道22横向地进入插入针16的区域，药物产品随后竖直向下行进通过插入针16，并且进入患者10，然而，该构造是示例性的，并且所公开的实施方式不限于此。在其它实施方式中，插入针头16可以在与药品容器20和/或流体路径22相同的方向上对准。
39.图6示出了设备12的实施方式，其包括药品容器20、驱动系统24和保持件80、81，作为相对于壳体18、流体路径22和插入针16的可拆卸药管52，药品容器20可从药管52上拆卸以便在使用后更换。这种构造允许药品容器20的插入和更换，并且有助于将无菌部件(例如，壳体18和药品容器20)与非无菌部件(例如，药管52)分离。
40.形状记忆合金，例如铜
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镍
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铝或镍
‑
钛合金，是当施加输入参数例如热或电流时形状发生变化的金属材料。这些变化的发生是由于材料的晶体结构的转变，例如奥氏体和马氏体之间的转变。形状记忆合金可包括在不同条件下出现的不同形状构造。例如，形状记忆合金可以具有低温形状和高温形状。对处于低温形状的形状记忆合金施加热(或电流)使材料呈现其高温形状。在一些材料中，随后降低材料的温度(或去除电流)导致形状记忆合金返回到低温形状。
41.当在不同的“记忆”形状之间变化时，形状记忆合金可以伸长。在本公开的弹簧体
44由形状记忆合金形成的情况下，温度和/或电流的变化将导致弹簧体44从其当前位置纵向延伸或缩回。类似地，形状的变化(例如，弹簧的压缩)也可以导致形状记忆合金返回到“记忆的”形状(例如，延伸的形状)。这种移动可能看起来类似于弹簧偏置特性并且受其影响，但是包括有助于该变化的形状记忆特性。弹簧44的这种线性运动(通过被动或从动的形状变化)可用于迫使药物产品离开药品容器20，如将进一步描述的。
42.在设备12的实施方式中，可移动元件优选地是具有形状记忆特性的弹簧体44。它可以由具有特殊几何形状的形状记忆合金材料的平板形成，这将在这里更详细地描述。将形状记忆合金材料的平板加热至或高于形状记忆合金材料的临界温度特性。在该临界温度或高于该临界温度时，弹簧体部44的形状改变至延伸位置。在该延伸位置的该弹簧体44被快速冷却，并且在较低温度或低于形状记忆合金的临界温度的温度下，弹簧体44保持在伸展状态。在非限制性实施方式中，用于加热具有特殊几何形状的形状记忆合金的平板的温度是500℃，但是可以使用其它温度，但是应该保持大于或显著大于弹簧体44将操作的温度。例如，对于在人类患者中的使用，该临界温度必须大于或显著大于生理人体温度。
43.由于弹簧体44在室温下或者在体内温度下默认为伸展状态以用于患者，所以必须限制弹簧体以便保持在压缩状态。在本文所述的设备中，这可以使用具有例如线81的保持件80来实现，以将弹簧体44保持在收缩状态。
44.弹簧体44还可包括偏置特性。在这些实施方式中，弹簧体44优选地形成为使得其通过延伸而改变形状(类似于常规弹簧)。然而，因为弹簧体44是根据选定条件形成的形状记忆合金，所以弹簧体44将在其延伸时施加基本上恒定的作用力(不同于随着其长度变化而施加可变作用力的常规弹簧)。
45.图7示出了在示例性的弹簧体44卸荷期间的作用力与压缩关系。如从曲线图中所示，在从压缩位置返回到伸展位置时，由弹簧体44产生的作用力在伸展的大部分上是相对恒定的。在该示例中，一旦弹簧体延伸到约0.8
‑
0.9mm，由弹簧体44产生的作用力保持恒定，直到弹簧完全延伸约6mm。使用如本文所述形成的其它弹簧体44来观察这种关系，并且不限于这个单个示例。
46.图8a和8b示出了在加热或“活化”步骤之前形状记忆合金材料的平板的特殊几何形状的实施方式。在该实施方式中，多个开口45和多个臂47相互连接并形成多个开口45的边界，在一个实施方式中，多个开口45中的每个开口开始于靠近弹簧体外边缘的第一端开口56，并沿着开口长度的非线性路径向内转向靠近弹簧体44中心c的第二端开口57，在一个实施方式中，多个开口中的每个开口沿着弹簧体44的示例性基准线r与其自身重叠45，该基准线r延伸穿过中心c到达外边缘的相对表面。
47.在一个实施方式中，多个开口45中的每个开口的第一端56沿着弹簧体44的外边缘相对成角度地交错，在这个或另一个实施方式中，多个开口45中的每个开口的第二端57围绕弹簧体44的中心c相对成角度地交错，在非限制性实施方式中，多个开口45中的每个开口的宽度沿着其长度不是恒定的。开口的宽度可以在靠近第一端开口56或第二端开口57处更窄，并且沿着其长度朝向开口45的中部更宽。
48.如图8a、8c和8e所示，弹簧体部44在压缩状态下是相对平坦的，包括第一平坦表面和第二平坦表面。外边缘的厚度t在第一平坦表面和第二平坦表面之间延伸，并且在“非激活”状态(图8a)中代表用于形成弹簧体44的形状记忆合金片的厚度。
49.图8c和8d表示“活化”或加热到至少本文所定义的临界温度，然后快速冷却后的弹簧合金44。如图8c所示，弹簧体部44不再是平面的，而是处于伸展状态。图8d还示出了开口45和臂47的构造的变化；然而，仍然观察到相同的一般模式。
50.图8e和8f表示“活化”或加热到至少本文所定义的临界温度，然后快速冷却之后的弹簧合金44，但这些图中所示的弹簧体处于压缩状态。在这些例子中，外边缘的厚度t仍然基本上是平面的，并且近似于用于形成弹簧体44的形状记忆合金片的厚度，在一个实施方式中，厚度可以从其原始尺寸稍微增加；然而，相对于在伸展状态下弹簧体的高度h的增加，这保持最小。图8f还示出了开口45和臂47的构造的变化；然而，仍然观察到相同的一般模式。
51.在非限制性示例中，平面弹簧体在“激活”之前的直径是9.1mm，并且用于形成弹簧体44的形状记忆合金片的厚度t是0.4mm。在“激活”之后，直径大致相同；然而，弹簧体的高度为6.8mm。这表示压缩比为17，这是最典型的不锈钢弹簧和其它螺旋弹簧中较高的。
52.在一个例子中，在弹簧体44“激活”之后，其中弹簧体成形或延伸相对长的长度，弹簧体在设备12中使用弹簧体44之前成形或压缩相对短的长度，在低于本文所述临界温度的温度下形成设备期间，弹簧体44被组装到药品容器20中，并且通过金属丝81或本领域已知的任何其它设备连接到保持件80，以将弹簧保持在压缩状态。在移除保持件80之后，弹簧体44被构造成延伸到较长的有效长度，从而推动与弹簧体44的移动端接触的任何东西，这种变化可以在选定的条件下发生，例如当弹簧体44在室温下被保持件压缩和限制，随后移除保持件80和线81时。
53.在一个实施方式中，操作性地联接到弹簧体44的机械限制器90可在弹簧体44从保持件80和线81释放之后作用在弹簧体44上，机械限制器限制药物产品从药品容器20到流体路径22的移动，并最终以规定的速率进入患者10。在保持件从弹簧体44释放时，机械限制器通过调节弹簧体44从压缩状态到伸展状态的运动来调节柱塞的运动，从而允许对形状记忆弹簧从压缩状态到伸展状态的形状变化速率的更大控制。机械限制器可包括控制弹簧从压缩状态到伸展状态的形状变化的任何设备。在前述非限制性实施方式中，机械限制器90可包括机械单元。在另一实施方式中，机械限制器90可包括机械单元和小电气单元，它们可施加最小量的能量来调节柱塞的运动和以规定的步调释放流体。
54.药品容器20包括第一纵向端46、第二纵向端48和柱塞50，在示例性实施方式中，第一纵向端46邻近保持件80，第二纵向端邻近流体路径22定位，柱塞50定位在药品容器20的内部，并构造成通过其运动将药物产品移出药品容器20。弹簧体44被构造成移动柱塞50，柱塞50的尺寸优选地被设计成在药品容器20内部形成密封布置，非常类似于典型的注射器柱塞。柱塞50是圆盘形的或其它形状以匹配药品容器20。
55.图9和10示出了根据一实施方式的驱动系统24相对于药品容器20的功能，其中弹簧体44位于药品容器20的内部。弹簧体44的第一端54与柱塞50接触，在图9中，弹簧体44处于缩回位置。保持件80或线81在该图中未示出，但应理解为如先前图中所示存在。在图9中，保持件80或线81将与弹簧体44接合，从而将弹簧体保持在压缩状态。在保持件80或线81从弹簧体44脱离的实施方式中，弹簧体44优选地被预先配置成以类似于常规弹簧的方式移动到如图10中所示的延伸位置。然而，因为弹簧体44是形状记忆合金，所以延伸不仅仅是弹簧作用力的结果，而且还由于形状记忆特性，该形状记忆特性导致弹簧体44改变回到其延伸
形状。因为弹簧体部44是具有如本文所述的特殊几何形状的形状记忆合金，所以压缩比大于螺旋弹簧的压缩比，这至少部分地归因于平面弹簧体部在压缩状态下的小厚度以及弹簧体部44在伸展状态下实现的大程度的长度。
56.此外，形状回复作用力允许弹簧体44提供施加到柱塞50的恒定的作用力，这样，弹簧44可以被构造成以预定的恒定速率移动柱塞50，以将药物产品从药品容器20中推出。
57.在优选实施方式中，处于压缩形式的弹簧体44的横截面形状是如图8b、8d和8f中所描绘的平面圆盘。然而，弹簧体44的其它横截面形状也是可能的，包括但不限于正方形、矩形、六边形、八边形等。在这些实施方式的每一个中，弹簧体44可以由被配置为在从驱动元件40接收到输入参数时延伸和/或缩回的形状形成，所述输入参数诸如保持件80或线81的释放，通常，弹簧体44被配置为改变形状以线性地移动柱塞50，所述改变包括由于形状记忆特性而引起的形状改变。在一些情况下，形状的改变可以进一步由机械限制器90控制。
58.图9和10还描述了弹簧体44在药品容器50中的结构，在一个实施方式中，单个弹簧体44单元可以包括在药品容器20中，在其它实施方式中，例如图9和10所示的，多个单独的弹簧体44单元可以包括在药品容器20中，这些弹簧体44单元的数量可以基于每个弹簧体44单元可以延伸的高度确定，也可以基于药品容器20的长度确定。在优选实施方式中，弹簧体44单元相对布置，意味着一个弹簧体44单元的头部77接触形成一对的另一个弹簧体的头部77。该对可以与另一对相邻，并且该对之间的接触点将由一对的一个弹簧体部44单元的尾部78与另一对的另一弹簧体部44单元的尾部接触而形成。该描述仅用于说明性目的，并且弹簧体44单元不限于成对存在。
59.根据所公开的实施方式，驱动系统24通过改变由形状记忆合金形成的弹簧体44的形状来引起柱塞50的线性移动。在一些实施方式中，弹簧体44基于形状记忆合金材料的特性和弹簧体44的特殊几何形状来移动柱塞50(例如，弹簧44布置在药品容器20内)，在其它实施方式中，弹簧体44基于形状记忆合金材料的特性和弹簧体44的特殊几何形状并且还基于由机械限制器90施加的控制来移动柱塞50。
60.所描述的部件中的一些或全部可以被省略和/或由类似部件替代。例如，可以移除机械限制器90。
61.药品容器20可以是在使用后更换的一次性部件。例如，空的药品容器20可以从药管52(图6)移除并且用满的药品容器20替换。每个药品容器20可以被制造为与选定的设备构造一起使用。例如，每个药品容器20可包括已经在药品容器20内的弹簧体44，在其它实施方式中，弹簧体44可在装载到药管52之前、期间或之后添加到药品容器20。
62.弹簧体44可以是可重复使用的部件，其固定在设备12上的适当位置，在移除空的药品容器20之后，延伸的弹簧体44可以通过压缩它并且应用保持弹簧体44的压缩形状的另一保持件80或线81而被重置。
63.在组装过程中，药品容器20可滑动与弹簧体44的第一端54接触，然后将药管52插入设备12的壳体18中，然而，应当理解，这是示例性的构造，其它实施方式也是可能的。例如，壳体18可以是包括用于接收药品容器20的开口的单个单元。
64.所公开的特征可应用于任何注射设备以便引起柱塞的移动。该公开的构造尤其适用于存在驱动元件的自动注射设备。包括形状记忆合金的可移动元件的特征以小的形状因子提供了大量的作用力，这使得能够实现紧凑的设备。
65.已经详细描述了目前优选的实施方案，本领域技术人员应当理解和明白，在不改变本发明的概念和其中体现的原理的情况下，可以进行许多物理变化，在本发明的详细描述中仅举例说明其中的一些。还应当理解，仅结合优选实施方式的一部分的许多实施方式是可能的，这些实施方式对于这些部分不改变其中体现的发明构思和原理。因此，本发明的实施方式和可选配置在所有方面都应被认为是示例性和/或说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而非前述描述来指示，并且因此落入所述权利要求的等同物的含义和范围内的所有替代实施方式和对该实施方式的改变都应被包含在其中。