[發明專利]采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆

有效

• 申請號: 201310014256.3
• 申請日: 2013-01-12
• 公開（公告）號: CN103006290A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李長河;馬宏亮
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，它包括鉆體和鉆頭，其特征是，所述鉆體包括機殼，在機殼內設有直流電機，直流電機與智能集成控制系統和直流電源連接，直流電機的輸出軸與齒輪傳動裝置連接，齒輪傳動裝置通過傳動軸與鉆頭夾頭連接，鉆頭安裝在鉆頭夾頭上；在鉆頭夾頭與傳動軸的連接處設有推力軸承，推力軸承緊貼變形元件，變形元件緊靠在機殼上，變形元件用彈性元件定位，電阻應變片粘貼在變形元件內表面，電阻應變片還與智能集成控制系統連接，鉆頭夾頭與機殼間則設有密封裝置；所述鉆頭采用階梯鉆結構，鉆頭的工作部分分為三部分，第一部分為導向部分，其主體為麻花鉆，第二部分為過渡部分，第三部分為擴孔部分，在過渡部分和擴孔部分的螺旋表面上安裝金剛石磨粒。

2.如權利要求1所述的采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述鉆頭的總長度L₄，工作部分長度為l₄，鉆頭的工作部分l₄分為三個部分；鉆頭選用不銹鋼,鉆柄部分采用直柄形狀：首先用直徑為d₄的不銹鋼圓柱加工出工作部分的三個部分，然后在過渡部分和擴孔部分加工出螺紋槽，其螺旋角β₄范圍在18°—30°之間；工作部分的導向部分l₀₄為標準麻花鉆，鉆頭外徑d₀₄范圍在1mm—5mm,鉆頭的頂角變化范圍在90°—120°之間，螺旋角β₄范圍在18°—30°之間，鉆頭的前角在外徑邊緣處取得最大前角γ₄=30°，鉆頭的后角在靠近橫刃處取得最大值α₄=20°—26°；工作部分的過渡部分l₁₄和擴孔部分l₂₄用來進行釬焊金剛石磨粒，其中過渡部分l₁₄長度根據鉆頭直徑大小適當調整；金剛石磨粒設計成兩列，金剛石磨粒的粒度根據需要的不同，選用20#—80#，釬焊磨粒后鉆頭的平均直徑D₄范圍確定在2mm—10mm；磨粒之間的行距H₄和列距h₄范圍在2—3倍的磨粒粒徑之間。

3.如權利要求1所述的采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述智能集成控制系統包括單片機，單片機通過開關控制電路與直流電機和控制開關連接；同時單片機還依次與A/D轉換器、信號采集器、放大器、濾波器、電橋電路連接，電橋電路與電阻應變片連接；信號采集器對測量的電壓信號進行采集，然后經A/D轉換器轉換成數字量輸入到單片機中，判斷是否滿足自停條件：鉆頭在鉆穿骨頭瞬間軸向力會突然下降，并且以后的軸向力會很小并基本保持不變，所以判斷鉆穿的依據就是所采集到的電壓信號的斜率小于一個設定好的很小的值并基本保持不變，此時單片機即判斷滿足自停條件，即會發出信號切斷開關控制電路，從而實現自停功能；

同時，單片機根據信號采集裝置采集的電壓信號判斷軸向力是否過大，判斷軸向力過大的依據是：所采集的電壓信號大于某個設定好的值，這時單片機即判斷此時軸向力過大。

4.如權利要求1所述的采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述齒輪傳動裝置包括一個與直流電機輸出軸通過凹凸槽連接的主動齒輪軸，主動齒輪軸兩端分別與深溝球軸承Ⅰ和深溝球軸承Ⅱ連接進行定位，并且兩個軸承均靠軸肩和機殼實現定位；主動齒輪軸與從動齒輪嚙合，從動齒輪通過平鍵與從動軸連接，從動齒輪靠軸肩和軸套Ⅰ實現軸向定位，從動軸兩端對稱安裝有深溝球軸承Ⅲ和深溝球軸承Ⅳ，深溝球軸承Ⅲ用止動螺母Ⅱ、軸肩和機殼來定位，深溝球軸承Ⅳ用軸套Ⅰ、止動螺母Ⅰ和機殼定位；從動軸和傳動軸通過凹凸槽相連。

5.如權利要求1所述的采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述傳動軸設有軸套Ⅱ，從動軸兩端分別安裝在深溝球軸承Ⅴ和深溝球軸承Ⅵ上。

6.如權利要求1所述的采用階梯鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述密封裝置為嵌在機殼上的密封圈。