BR112015012031B1

BR112015012031B1 - Ferramenta de condução com sistema de medição de torque associado

Info

Publication number: BR112015012031B1
Application number: BR112015012031-8A
Authority: BR
Inventors: Michael T. Gauthier; Austin R.S. Braganza; Dean Jeutter; Stacy Ann Gauthier
Original assignee: Gauthier Biomedical, Inc
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2022-04-19
Also published as: AU2013347775B2; JP6301357B2; EP2922485A1; CN105120781B; CN105120781A; EP2922485B1; AU2019201877B2; AU2013347775A1; WO2014082087A1; AU2019201877A1; BR112015012031A2; JP2016509488A

Abstract

TORQUÍMETRO ELETRÔNICO. A presente invenção refere-se a um torquímetro (chave de torque) para uso em prendedores de condução. A chave inclui uma unidade eletrônica disposta em um alojamento encaixado com o corpo da chave que é capaz de detectar e medir o torque aplicado a um prendedor pela chave e provendo uma saída do nível de torque para o usuário. Os dados detectados pela unidade eletrônica podem ser utilizados para a provisão de um retorno para o usuário com referência à operação da chave, e para a monitoração da operação em geral da chave para fins de calibração, dentre outras funções. Durante o uso, a chave pode prover ao usuário um retorno visual, audível e táctil com referência à operação do dispositivo em relação a valores de torque máximo armazenados, armazenados na unidade eletrônica. O alojamento para a unidade eletrônica pode ser formado para ser um componente de uso único da ferramenta ou pode ser projetado para múltiplos usos com uma configuração que pode ser encaixada em berços formando o corpo da ferramenta tendo várias configurações diferentes.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido é uma continuação em parte do Pedido de Patente Não Provisória U.S. N° de Série Pedido de Patente Não Provisória U.S. N° de Série 13/915.395, depositado em 11 de junho de 11, 2013, o qual é uma continuação do Pedido de Patente Não Provisória U.S. N° de Série 13/110.446, depositado em 18 de maio de 2011, agora Patente U.S. N° 8.485.075, o qual, por sua vez, reivindica prioridade a partir do Pedido Provisório U.S. N° de Série 61/345.817, depositado em 18 de maio de 2010, e este pedido também reivindica prioridade a partir do Pedido de Patente Provisória U.S. N° de Série 61/729.918 depositado em 26 de novembro de 2012, e do Pedido de Patente Provisória U.S. N° de Série 61/784.396, depositado em 14 de março de 2013, cuja totalidade de cada um é expressamente incorporada como referência aqui.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção refere-se a ferramentas e, mais especificamente, a ferramentas incluindo um dispositivo de medição e exibição eletrônico para a provisão de uma indicação das forças sendo aplicadas pelas ferramentas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Frequentemente, os prendedores usados para a montagem de componentes críticos são apertados até um nível de torque especificado para a introdução de uma “pré-tensão” no prendedor. Conforme o torque é aplicado à cabeça do prendedor, além de um certo nível de torque, o prendedor começa a distender. Esta distensão resulta na pré-tensão do prendedor, o que então mantém os componentes juntos. Um método popular de aperto destes prendedores é usar um torquímetro (chave de torque). Os torquímetros acurados e confiáveis ajudam a garantir que os prendedores sejam apertados até as especificações apropriadas de torque.

[0004] Os torquímetros variam de simples tipos mecânicos até tipos eletrônicos sofisticados. Os torquímetros de tipo mecânico geralmente são menos dispendiosos do que os eletrônicos. Há dois tipos comuns de torquímetros mecânicos, os tipos de viga e de clique. Com um torquímetro de tipo de viga, uma viga se flexiona em relação a uma viga que não se deflete em resposta ao torque sendo aplicado com a chave. A quantidade de deflexão da viga se flexionando em relação à viga não se flexionando indica a quantidade de torque aplicado ao prendedor. Os torquímetros de tipo de clique funcionam por um pré-carregamento de um mecanismo de encaixe de conexão com pressão com uma mola para liberação em um torque específico, desse modo se gerando um ruído de clique. Outros tipos de torquímetros mecânicos incluem estilos de indicação, catraca, limitação de torque, em linha e de viga de torquímetros. Em uma chave de indicação, o valor de torque é medido e exibido em uma régua. Em uma chave de limitação de torque, a chave comandará o prendedor, até um valor de torque pré-regulado ser atingido, em cujo ponto a chave deslizará e cessará de transmitir o torque aplicado. Em uma chave com mecanismo de catraca, de modo a direcionar um prendedor para um substrato, tal como madeira ou um osso, é necessário rodar o prendedor através de múltiplas rotações em torno de seu eixo geométrico. Para uma ferramenta manual, de modo a direcionar os prendedores, tipicamente o usuário terá que mudar sua pega ou mudar de mão, de modo a continuar a direcionar o prendedor, devido à limitação da faixa de movimento da junta de ossos em uma das mãos humanas, o que ocorre a aproximadamente 100 a 180 graus, dependendo da pessoa. Um mecanismo de catraca em uma ferramenta direcionadora de prendedor permite que o usuário rode o instrumento na direção oposta a do torque sendo aplicado, sem elevação ou desencaixe de outra forma da ponta de direcionamento de dispositivo a partir do prendedor e sem elevação da mão para fora do dispositivo ou uma troca de mãos. Com um mecanismo de catraca na ferramenta, o usuário pode rodar a ferramenta e direcionar o prendedor através de tantos graus de rotação quanto sua mão permitir e, então, usar a catraca na ferramenta de direcionamento na direção oposta, de modo a ser capaz de direcionar o prendedor através de tantos graus, sem elevação da mão para fora da ferramenta de direcionamento.

[0005] Os torquímetros eletrônicos (ETWs) tendem a ser mais dispendiosos do que os torquímetros mecânicos, e mais acurados, da mesma forma. Quando da aplicação de torque a um prendedor com um torquímetro eletrônico, as leituras de torque são indicadas no dispositivo de exibição do torquímetro eletrônico de uma maneira visível, tal como por uma indicação numérica ou de luz, e são proporcionais à pré-tensão no prendedor, devido o torque aplicado. Contudo, as leituras também dependem, dentre outros fatores, do atrito debaixo da cabeça entre a cabeça do prendedor e a superfície adjacente do componente e o atrito entre as roscas de combinação. Um atrito estático é maior do que um atrito dinâmico. Portanto, quando operações de torqueamento são iniciadas, quantidades aumentadas de torque podem ser requeridas, de modo a se vencerem as forças de atrito estático e iniciar uma rotação do prendedor. Portanto, segue-se que o torque preferencialmente é aplicado ao prendedor de uma maneira lenta e contínua, de modo a se permitir que as forças de atrito se estabilizem, para ajudar a garantir uma acurácia e ajudar a evitar um torqueamento excessivo, o que pode resultar em danos serem feitos ao prendedor ou ao substrato, com casos extremos resultando na destruição do prendedor ou do substrato. Da mesma forma, frequentemente é desejável que o usuário veja o valor de torque atual (o torque sendo aplicado naquele instante) e o valor de torque de pico (torque máximo aplicado até o presente instante) simultaneamente. Contudo, os torquímetros existentes tipicamente exibem penas o valor de torque atual ou o valor de torque de pico em qualquer dado tempo.

[0006] Quando um torquímetro é aplicado em um “modo de rastreamento”, o valor de torque atual, portanto, não necessariamente é imediatamente retornado com respeito ao valor de torque de pico real ao qual o prendedor pode ter sido submetido. Embora com alguns torquímetros eletrônicos seja possível obter esta informação pela transferência (via download) dos dados, esta ação tipicamente não é instantânea e, portanto, o operador não obtém um retorno imediato. Por outro lado, quando operando em um “modo de manutenção de pico”, o visor do torquímetro eletrônico tipicamente mostra apenas o torque máximo aplicado ao prendedor até aquele momento. No modo de manutenção de pico, o usuário frequentemente ignora o valor de torque atual, o que pode levar a um torqueamento excessivo ou insuficiente do prendedor.

[0007] Um outro fator que pode afetar a acurácia de leitura em um torquímetro eletrônico é a temperatura de operação. Medidores de deformação que são usados em torquímetros eletrônicos frequentemente são apetados pela temperatura. Portanto, para a obtenção de medidas acuradas de torque, frequentemente é necessário medir a temperatura existente e ajustar o valor de torque exibido para uma dada leitura de medidor de deformação.

[0008] Independentemente de qual tipo de ETW é usado, as extensões de torque podem ser requeridas para se apertarem prendedores que estejam em localizações que o torquímetro não pode atingir. Um dos métodos mais comuns de afixação de uma extensão de torque a um ETW é substituir o cabeçote de direcionamento original por uma extensão que tem seu próprio cabeçote de direcionamento. Uma vez que a extensão seja inserida, as leituras do ETW devem ser usualmente corrigidas para qualquer mudança no comprimento de braço de alavanca, devido à extensão. Com a extensão no lugar, o torque real experimentado pelo prendedor será mais alto ou mais baixo do que aquele que é realmente exibido no ETW, dependendo de a extensão se estender para fora ou para dentro a partir da extremidade do ETW, respectivamente.

[0009] Para cada extensão de comprimento diferente, um fator de correção diferente deve ser calculado. Tipicamente, o usuário final calcula um fator de correção e divide ou multiplica o valor de torque real final desejado a ser aplicado ao prendedor por este fator de correção, para determinar o valor de torque regulado compensado final (conforme exibido pelo ETW) que é para ser introduzido no ETW. Se o valor de torque real é dividido ou multiplicado pelo fator de correção depende do método de determinação do fator de correção. O valor de torque regulado compensado final é o valor no qual, quando exibido, o usuário cessa a aplicação de torque ao prendedor. Tipicamente, o usuário apenas saberá o valor de torque regulado compensado final de forma acurada, e não será capaz de determinar de forma acurada os valores de torque intermediários. Em outras palavras, o usuário apenas calcula o valor de torque regulado compensado final para o torque regulado e não será capaz de monitorar continuamente os valores de torque reais durante operações de torqueamento, já que apenas valores “compensados” são exibidos pelo ETW. Esta situação pode levar a um torqueamento excessivo ou suficiente, possivelmente resultando em perda de performance dos prendedores.

[0010] Ainda, com respeito a torquímetros eletrônicos da técnica anterior, as aplicações de cada um destes tipos de chaves normalmente estão em ambientes em que a limpeza da chave não é um problema, tal como em oficinas automotivas de reparos. Como tal, a capacidade da torquímetro eletrônico da técnica anterior de ser limpa para um nível estéril não é uma exigência para a construção da torquímetro eletrônico, e, de forma correspondente, o projeto e a construção destas chaves da técnica anterior não são capazes de proteger os componentes eletrônicos internos destes tipos de chaves para se permitir que os torquímetros eletrônicos sejam utilizados em ambientes em que é requerido que a chave seja esterilizada antes do uso.

[0011] Assim, é desejável desenvolver um torquímetro eletrônico que é capaz de suportar as temperaturas e as pressões requeridas para a esterilização do dispositivo, de modo a se protegerem os componentes internos do dispositivo. Alternativamente, é desejável desenvolver um torquímetro eletrônico capaz de ser operado em um ambiente estéril que pode ser esterilizado e que inclui um ou mais componentes descartáveis que são operacionalmente conectáveis à chave para operação da chave, mas que não requerem uma esterilização após seu uso inicial.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] De acordo com um aspecto da presente invenção, um torquímetro eletrônico é provido para encaixe de uma peça de trabalho em um ambiente estéril, o torquímetro eletrônico incluindo um corpo de chave com uma cabeça de chave disposta no corpo de chave, em que a cabeça de chave é configurada para se encaixar na peça de trabalho. Um punho de sujeição é disposto no corpo de chave oposto à cabeça de chave e uma interface de usuário é realizada pelo corpo de chave, o qual também é conectado a um microprocessador disposto no punho, ou, opcionalmente, em uma localização espaçada do punho. Em uma modalidade, a interface de usuário inclui um visor com uma primeira leitura e uma segunda leitura, e um dispositivo de entrada para a introdução de um valor de torque pré-regulado, dos quais todos são operacionalmente conectados ao microprocessador. A primeira leitura exibe um valor de torque de pico continuamente durante as operações e a segunda leitura exibe um valor de torque aplicado continuamente durante as operações.

[0013] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método de exibição de um valor de torque de pico e de um valor de torque aplicado como uma percentagem de um valor de torque pré-regulado em um visor de um torquímetro eletrônico durante uma operação de torqueamento em uma peça de trabalho em um ambiente estéril. O método inclui uma ou mais das etapas de: introdução do valor de torque pré-regulado no torquímetro eletrônico, o valor de torque pré- regulado sendo o torque máximo que é desejado que seja aplicado à peça de trabalho; detecção de um torque atual sendo aplicado à peça de trabalho; comparação do torque atual com um valor de torque de pico existente exibido no visor; exibição do torque atual no visor digital como um valor de torque de pico, quando o torque atual exceder ao valor de torque de pico exibido; comparação do torque atual com o valor de torque pré-regulado para a determinação de uma percentagem do valor de torque pré-regulado a que o torque atual corresponde; e exibição da percentagem no visor, de modo que a percentagem e o valor de torque de pico sejam exibidos simultaneamente em todos os momentos, durante a operação de torqueamento.

[0014] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, um torquímetro eletrônico para direcionamento de uma peça de trabalho em um ambiente estéril é provido, no qual o torquímetro inclui um corpo de chave que tem uma extremidade de cabo e uma extremidade de recebimento de cabeça de chave. Uma cabeça de chave inclui uma extremidade de recebimento de peça de trabalho e uma extremidade de montagem que é recebida de forma removível pela extremidade de recebimento de cabeça de chave do corpo de chave. Um dispositivo de detecção de cabeça de chave é realizado pela extremidade de recebimento de cabeça de chave e inclui uma conexão elétrica entre o dispositivo de detecção de cabeça de chave e o microprocessador, de modo que o dispositivo de detecção de cabeça de chave possa enviar um sinal elétrico para o microprocessador indicando a presença da cabeça de chave na extremidade de recebimento de cabeça de chave.

[0015] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, um torquímetro eletrônico é provido com uma capacidade de ajuste de torque, exibição das regulagens de torque desejadas, exibição de torque atual obtido, capacidade de medição de torque e, opcionalmente, uma parada em um valor de torque predeterminado. O torquímetro eletrônico provê uma aplicação de torque repetível e acurada, sem consideração com a capacidade do operador em um ambiente de operação estéril.

[0016] Dentre os vários recursos, objetivos e vantagens da presente invenção estão a provisão de uma chave de aplicação de torque melhorada, a qual: - mede o torque aplicado precisamente pela detecção eletrônica de torque durante uma operação; - permite a seleção de operador conveniente do valor de torque predeterminado e exibe o valor de torque predeterminado; - não requer circuitos externos de detecção e controle, mas, ao invés disso, são integrados completamente na ferramenta de uma maneira que permite que a chave seja utilizada em um ambiente estéril; - a provisão de detecção de torque e controle de torque por um retorno eletrônico; - não requer uma fonte externa de potência elétrica, mas, ao invés disso, é capaz de uso de longa duração unicamente sob uma potência de bateria; - pode ser integrado em configurações típicas de torquímetros existentes pelo uso de elementos de detecção e controle, o que não interferirá com a velocidade normal e a conveniência de operação do torquímetro; - usa uma tecnologia de detecção de torque de uma economia significativa e simplicidade relativa para tornar possível chaves de resposta de torque digitais portáteis e, opcionalmente, de controle de torque; e - provê essas ferramentas de resposta a torque e, opcionalmente, de controle de torque com economia e simplicidade de modo a serem adequadas para uso médico em ambientes estéreis, bem como o uso em muitas outras áreas técnicas.

[0017] A presente exposição se refere a um aparelho de torquímetro eletrônico, a um sistema associado ao aparelho e a um método de uso do aparelho e do sistema para uso na afixação de prendedores e outras operações de ferramenta em um ambiente médico estéril. A segurança dos componentes de fixação em uma regulagem de torque desejada permite a afixação segura dos componentes e quaisquer estruturas relacionadas a isso, sem um aperto excessivo ou um aperto insuficiente dos componentes. O aperto insuficiente dos componentes poderia resultar no desencaixe dos componentes. Um aperto excessivo dos componentes poderia tornar difícil o desencaixe dos componentes ou poderia causar danos aos componentes. Para evitar um aperto insuficiente ou um aperto excessivo, uma medição de torque pode ser feita, enquanto se apertam os componentes, para adequação a uma regulagem de torque alvo ou para aplicação de um torque em uma faixa de torque desejada.

[0018] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, um aparelho de torquímetro eletrônico, sistema e método de uso do aparelho e sistema são providos para aperto e padronização das forças associadas a um sistema de prendedor para procedimentos médicos. Em uma modalidade, o sistema inclui acesso a um banco de dados de informação de configuração de prendedor para vários procedimentos médicos, especificamente conforme se referem ao indivíduo em particular no qual o procedimento é para ser realizado. Uma informação é provida a partir do banco de dados para o aparelho de chave. O aparelho de chave provê uma verificação da informação e uma verificação da aplicação da informação pelo uso da chave. Após o uso, o conjunto de chave transfere a informação de volta para o sistema para a provisão de um registro histórico do procedimento e os valores de torque aplicados pelo médico usando-se a chave para os respectivos prendedores.

[0019] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, o conjunto de torquímetro eletrônico inclui um dispositivo de acoplamento ou acoplador e a chave. O dispositivo de acoplamento recebe uma informação a partir do sistema e o transfere para a chave. Uma vez que a informação de configuração de prendedor seja recebida, a chave é removida do acoplador e é usada para o estabelecimento de regulagens de torque para uso no processo de torque de prendedor. Uma verificação do processo de aperto é gravada na chave durante o uso e transmitido de volta para o acoplador. O acoplador então transfere a informação para o sistema.

[0020] De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, o sistema inclui um servidor de gerenciamento de dispositivo de direcionamento, o qual se comunica com o microprocessador. O acoplador é conectado ao servidor para a coleta de uma informação sobre o procedimento / indivíduo a partir do servidor. O servidor de gerenciamento de dispositivo então entrega uma informação de configuração de prendedor correspondente para o acoplador para transferência para o torquímetro eletrônico. A chave utiliza a informação no processo de aperto de prendedor, para alertar ao médico do valor de torque apropriado para um prendedor em particular sendo apertado no procedimento. Uma verificação da informação pode ser gravada e/ou pela chave e transferida de volta para o acoplador, quando a chave for colocada no acoplador. Uma informação transferida para o acoplador pode ser transmitida para o servidor de gerenciamento de procedimento para verificação, conclusão de transação e armazenamento.

[0021] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, os dados referentes ao uso da torquímetro na execução do procedimento de aperto de prendedor ou processo armazenado no microprocessador podem ser transferidos para o acoplador e/ou servidor para gravação do uso da chave. Estes dados podem ser armazenados no servidor para uso na determinação da calibração necessária para a chave, com base em vários parâmetros, tal como o número de usos da chave, e a extensão de tempo geral de uso da chave, dentre outros.

[0022] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, a chave pode ser configurada para incluir um berço. O berço inclui uma fenda, abertura ou outra passagem adequada para a inserção de um módulo de potência / sensor que inclui o dispositivo de detecção de torque eletrônico e é adaptado para ser encaixado com o instrumento ou implemento de direcionamento desejado. O módulo de potência / sensor combina com o berço para ativação do módulo de potência / sensor, o que é pré-calibrado e operável para a provisão de um retorno para o indivíduo utilizando a ferramenta com referência ao nível de torque sendo aplicado pela chave.

[0023] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, o módulo de potência / sensor pode ser projetado para ser pré-calibrado para uma determinação acurada do torque aplicado a um prendedor em um uso único, de modo que o módulo de potência / sensor possa ser descartado após o uso em um procedimento ou processo único.

[0024] De acordo com um outro aspecto da presente exposição, o módulo de potência / sensor e o berço incluem recursos de trava que evitam uma operação do módulo de potência / sensor, quando não interconectados apropriadamente. O módulo de potência / sensor ainda pode ser projetado com uma configuração que é interconectada com berços diferentes tendo implementos ou configurações diferentes, permitindo que um único módulo de potência / sensor seja encaixado e/ou utilizado com múltiplos berços.

[0025] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, o berço e/ou o módulo de potência / sensor podem ser formados para serem esterilizáveis, de modo que o berço e/ou o módulo de potência / sensor possam ser reusados em múltiplos procedimentos.

[0026] Outros aspectos, recursos e vantagens da presente invenção serão estabelecidos em parte na descrição a qual se segue e nos desenhos associados, em que as modalidades da exposição são descritas e mostradas, e, em parte, tornar-se-ão evidentes mediante um exame da descrição detalhada a seguir tomado em conjunto com os desenhos associados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] Os desenhos ilustram o melhor modo contemplado de prática da presente invenção.

[0028] Nos desenhos:

[0029] a figura 1 é uma vista isométrica de uma primeira modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0030] a figura 2 é uma vista em seção transversal ao longo da linha 2-2 da figura 1;

[0031] a figura 3 é uma vista isométrica explodida de uma segunda modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0032] a figura 4 é uma vista isométrica dos componentes internos da ferramenta da figura 3;

[0033] a figura 5 é uma vista isométrica de uma terceira modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0034] as figuras 6 e 6A são vistas isométricas de um elemento de iluminação utilizado com a ferramenta da figura 1;

[0035] a figura 7 é uma vista em seção transversal de um componente de célula de potência da ferramenta da figura 1;

[0036] a figura 8 é uma vista em seção transversal de uma câmara de compensação de temperatura ou uso com a ferramenta da figura 1;

[0037] a figura 9 é uma vista isométrica explodida de uma quarta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0038] a figura 10 é uma vista em seção transversal de uma quinta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0039] as figuras 11A a 11B são vistas planas dianteiras do visor para a ferramenta da figura 1;

[0040] a figura 12 é uma vista esquemática de uma primeira modalidade de um sistema eletrônico da ferramenta da figura 1;

[0041] a figura 13 é uma vista esquemática de uma segunda modalidade de um sistema eletrônico da ferramenta da figura 1;

[0042] a figura 14 é uma vista esquemática de uma primeira modalidade das funções de operação da ferramenta da figura 1;

[0043] a figura 15 é uma vista esquemática de uma segunda modalidade das funções de operação da ferramenta da figura 1;

[0044] a figura 16 é uma vista esquemática que ilustra a operação da ferramenta da figura 1;

[0045] a figura 17 é uma vista esquemática de um conjunto médico que inclui uma sexta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0046] a figura 18 é uma vista esquemática da ferramenta da figura 17;

[0047] a figura 19 é uma vista esquemática que ilustra a operação da ferramenta da figura 17;

[0048] a figura 20 é uma vista em seção transversal de uma sétima modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0049] a figura 21 é uma vista em seção transversal de uma oitava modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0050] a figura 22 é uma vista isométrica de uma bandeja de calibração usada com a ferramenta de direcionamento eletrônica;

[0051] a figura 23 é uma vista isométrica de uma ferramenta de direcionamento construída de acordo com a presente exposição utilizada com a bandeja de calibração da figura 22;

[0052] a figura 24 é uma vista isométrica parcialmente interrompida da bandeja de calibração da figura 22;

[0053] a figura 25 é uma vista isométrica dianteira de uma nona modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0054] a figura 26 é uma vista dianteira da ferramenta da figura 25;

[0055] a figura 27 é uma vista isométrica posterior da ferramenta da figura 25;

[0056] as figuras 28A a 28B são vistas planas dianteiras de uma décima modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0057] as figuras 29A a 29B são vistas planas dianteiras de uma décima primeira modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0058] a figura 30 é uma vista isométrica de uma décima segunda modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0059] a figura 31 é uma vista em seção transversal da ferramenta da figura 30;

[0060] a figura 32 é uma vista isométrica de um membro de travamento para uma fonte de potência da ferramenta da figura 30;

[0061] a figura 33 é uma vista em seção transversal do membro de travamento da figura 32;

[0062] a figura 34 é uma vista em seção transversal parcialmente interrompida da ferramenta da figura 30;

[0063] a figura 35 é uma vista isométrica do berço da ferramenta da figura 30;

[0064] a figura 36 é uma vista em seção transversal de uma décima terceira modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0065] a figura 37 é uma vista em seção transversal dianteira de uma décima quarta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0066] a figura 38 é uma vista em seção transversal lateral da ferramenta da figura 37;

[0067] a figura 39 é uma vista isométrica parcialmente interrompida de uma décima quinta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0068] a figura 40 é uma vista isométrica de uma décima sexta modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0069] a figura 41 é uma vista isométrica parcialmente interrompida da ferramenta da figura 40;

[0070] a figura 42 é uma vista em seção transversal ao longo da linha 42-42 da figura 41;

[0071] a figura 43 é uma vista isométrica de uma décima sétima modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente exposição;

[0072] a figura 44 é uma vista isométrica parcialmente interrompida da ferramenta da figura 43;

[0073] a figura 45 é uma vista em seção transversal ao longo da linha 45-45 da figura 43;

[0074] as figuras 46A a 46F são vistas de configurações alternativas da ferramenta de direcionamento eletrônica da figura 25;

[0075] as figuras 47A a 47D são vistas planas dianteiras de várias ferramentas que mostram um módulo de potência / sensor com uma configuração única encaixado com berços tendo configurações diferentes de operação;

[0076] a figura 48 é uma vista isométrica de um arranjo de colar de travamento e fixo da ferramenta das figuras 47A a 47D;

[0077] a figura 49 é uma vista isométrica de uma décima oitava modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente invenção;

[0078] a figura 50 é uma vista isométrica de uma décima nona modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente invenção;

[0079] a figura 51 é uma vista isométrica de uma vigésima modalidade de uma ferramenta de direcionamento eletrônica construída de acordo com a presente invenção;

[0080] a figura 52 é uma vista isométrica de uma estação de carregamento para uma ferramenta de direcionamento construída de acordo com a presente invenção;

[0081] a figura 53 é uma vista isométrica de uma vigésima primeira modalidade de uma ferramenta de direcionamento construída para uso com a estação de carregamento da figura 52;

[0082] a figura 54 é uma vista isométrica da ferramenta de direcionamento da figura 53 carregando na estação de carregamento da figura 52;

[0083] a figura 55 é uma vista isométrica de uma vigésima segunda modalidade de uma ferramenta de direcionamento construída de acordo com a presente invenção;

[0084] a figura 56 é uma vista explodida parcialmente da ferramenta da figura 55;

[0085] a figura 57 é uma vista explodida totalmente da ferramenta da figura 55;

[0086] a figura 58 é uma vista esquemática de uma vigésima terceira modalidade de uma ferramenta de direcionamento construída de acordo com a presente invenção;

[0087] as figuras 59A a 59E são vistas esquemáticas de um visor da ferramenta da figura 58;

[0088] a figura 60 é uma vista isométrica de uma modalidade da ferramenta de direcionamento da figura 55 em uma posição aberta para uso com uma bateria não estéril;

[0089] a figura 61 é uma vista isométrica de uma blindagem estéril para uso com a ferramenta da figura 60;

[0090] a figura 62 é uma vista isométrica da blindagem da figura 61 encaixada com a ferramenta da figura 60;

[0091] a figura 63 é uma vista isométrica da inserção da bateria não estéril na ferramenta da figura 60 através da blindagem da figura 61; e

[0092] a figura 64 é uma vista isométrica da ferramenta de direcionamento da figura 60 em uma posição fechada com a bateria não estéril retida ali.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0093] Uma referência será feita, agora, em detalhes, às várias modalidades da invenção, do que um ou mais exemplos são ilustrados nos desenhos associados. Cada exemplo é provido a título de explicação, não de limitação da invenção. De fato, será evidente para aqueles versados na técnica que modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem que se desvie do escopo e do espírito da mesma. Por exemplo, os recursos ilustrados ou descritos como parte de uma modalidade podem ser usados em uma outra modalidade para a produção de ainda uma outra modalidade. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra essas modificações e variações, conforme vierem no escopo das reivindicações em apenso e seus equivalentes.

[0094] Com referência, agora, às figuras 1 e 2, um torquímetro eletrônico em linha 10 de acordo com a presente invenção é mostrado. O torquímetro eletrônico 10 inclui um corpo de chave 12, um eixo de catraca / chave 14, um cabo de sujeição resiliente 16, um alojamento 18, um conjunto de bateria 19 e uma unidade eletrônica 20 com uma interface de usuário ou um visor 22. Preferencialmente, o corpo de chave 12 é geralmente de uma construção tubular, e recebe o eixo 14 em uma primeira extremidade e um suprimento de potência ou conjunto de bateria 19 em uma segunda extremidade, preso ali por um tampão de extremidade 17. O alojamento 18 é montado entre eles e porta a unidade eletrônica 20.

[0095] Conforme mostrado, uma extremidade dianteira 26 de eixo 14 inclui um adaptador 28 conectado a um mecanismo de catraca adequado (não mostrado), tal como aquele mostrado na Patente U.S. N° 7.413.065, incorporado como referência aqui em sua totalidade. O adaptador 28 é configurado para receber soquetes dimensionados de forma variada, extensões, etc. O adaptador 28 também pode ser conectado de forma destacável ao eixo 14 por qualquer mecanismo adequado.

[0096] O mecanismo de afixação para se prender o eixo 14 ao corpo 12 inclui um sensor 30 configurado para a detecção do torque ou da deformação exercido pela chave 10 através do eixo 14 em um prendedor (não mostrado). O sensor 30 pode assumir qualquer uma de várias formas adequadas, tais como um medidor de deformação, um sensor de efeito Hall, e um sensor piezoelétrico, dentre outros.

[0097] O sensor 30 é operacionalmente acoplado à unidade eletrônica 20, de modo que o sinal gerado pelo sensor 30 possa ser transmitido para a unidade 20. Uma vez na unidade 20, a unidade 20 pode utilizar o sinal para uma variedade de finalidades, de modo a se calcular um valor de torque a partir do sinal para a provisão de uma indicação em tempo real do torque aplicado através da chave 10 no visor 22.

[0098] A operação da unidade eletrônica 20 e do sensor 30 é controlada por um comutador 32 disposto no corpo 12, e operacionalmente conectado entre a unidade 20 e o sensor 30, e o suprimento de potência 19 na extremidade oposta. Assim, o comutador 32 permite que a potência seja aplicada seletivamente à unidade 20 e ao sensor 30, conforme desejado. O encaixe do alojamento 18, do corpo 12, do punho 16 e do tampão de extremidade 17 provê um invólucro ou uma barreira 33, o que também pode ser formado separadamente, para o conjunto de bateria 19, a unidade eletrônica 20 e o(s) sensor(es) 30, que permite que a chave 10 passe por uma autoclave para fins de esterilização, sem danificar o conjunto de bateria 19, a unidade eletrônica 20 ou o sensor 30, bem como o visor 22.

[0099] Com referência, agora, às figuras 3 e 4, uma segunda modalidade da chave 10’ é ilustrada. Nesta modalidade, a chave 10’ tem um formato de T, com o eixo 14’ se estendendo perpendicularmente a partir do corpo 12’. Na modalidade ilustrada, o eixo 14’ é disposto de forma central no corpo 12’, de modo que a fonte de potência 19’ e a unidade eletrônica 20’ sejam dispostas em lados opostos do corpo 12’ no corpo 12’, de modo que o corpo 12’ proveja um invólucro para a fonte de potência 19’ e a unidade eletrônica 20’, que permite que a chave 10’ passe por autoclave para fins de esterilização, sem danos ao conjunto de bateria 19’ ou à unidade eletrônica 20’. Alternativamente, o eixo 14’ pode ser orientado para um lado ou o outro do corpo 12’, conforme desejado.

[00100] O eixo 14’ pode ser conectado diretamente ao corpo 12’ ou a um mecanismo de catraca (não mostrado) disposto no corpo 12’. Na conexão do eixo 14’ ao corpo 12’, um sensor 30’ é disposto, para a determinação da deformação ou do torque sendo aplicado pela chave 10’ através do eixo 14’ a um prendedor ou outro substrato (não mostrado) para representação em um visor adequado (não mostrado) no corpo 12’.

[00101] Com referência, agora, à figura 5, uma terceira modalidade da chave 110 é ilustrada. A chave 110 tem um formato de T similar à modalidade das figuras 3 e 4, mas inclui um sensor piezoelétrico 130 localizado no corpo 112. O sensor 130 é formado por um primeiro elemento 132 em uma superfície plana 133 do eixo 114 e um segundo elemento 134 é disposto em uma superfície plana adjacente 135 do corpo 112. A posição relativa dos elementos 132 e 134 é determinada pela unidade eletrônica 120 disposta no corpo 112, o que é conectado aos elementos 132 e 134 por condutores 136 para o recebimento de sinais a partir dos elementos 132 e 134.

[00102] Olhando, agora, para as figuras 6 e 6A, uma ferramenta ou chave de direcionamento 210 é mostrada, na qual a chave 210 inclui uma fonte de luz 250. A fonte de luz 250 é formada com um alojamento geralmente circular 252 que tem uma abertura central 254 que é ligeiramente maior no formato do que o eixo 214, de modo que o alojamento 252 seja posicionável em torno do eixo 214 imediatamente adjacente ao corpo 212 ou disposto no corpo 212. Em qualquer configuração, o alojamento 252 inclui vários elementos de iluminação 256 posicionados nele, que são operacionalmente conectados à fonte de potência 219 e, opcionalmente, à unidade eletrônica 220, os quais são posicionados no corpo 212, diretamente ou através de um membro interveniente, tal como o alojamento 252, se formado por um material condutor. Os elementos de iluminação 256 dirigem a luz para baixo a partir do corpo 212 ao longo e em torno do eixo 214 para iluminação da área imediatamente circundando o eixo 214, desse modo se provendo uma melhor área de visualização para a operação individual da chave 210.

[00103] Com referência, agora, à figura 7, uma fonte de potência 319 da chave 10, 10’ é ilustrada, que inclui uma bateria ou uma célula de potência 360 posicionada em uma cápsula 362 que é encaixada de forma liberável com um tampão 364, tal como através de uma conexão roscada. O tampão 364 é encaixado de forma vedante com a cápsula 362 por um membro de vedação 366 por um material de isolamento 368, para se evitar qualquer descarga inadvertida de eletricidade da fonte de potência 360 através da cápsula 362. Para facilitar a passagem de potência a partir da célula 360 para a chave 10, 10’, quando a cápsula 362 está encaixada com o corpo 12’ da chave 10, 10’, condutores (não mostrados) são dispostos na cápsula 362 e conectados à célula de potência 360 com ou através do tampão 364 para a unidade eletrônica 20, 20’ disposta no corpo 12, 12’ da chave 10, 10’.

[00104] Na figura 8, a chave 10’ é mostrada incluindo uma câmara expansível 458 no corpo 12’. A câmara 468 pode se expandir ou contrair no corpo 12’, conforme mostrado pelas variações de tamanho da câmara mostrada por 468a, 468b e 468c em resposta a mudanças na temperatura ou pressão do ambiente em que a chave 10’ está localizada, tal como quando passada por autoclave, para se manter adicionalmente a operação apropriada dos componentes internos da chave 10’, por exemplo, a fonte de potência 19’ e a unidade eletrônica 20’, além da proteção assegurada pelo corpo 12’ ou uma barreira 33.

[00105] Olhando, agora, para a figura 9, uma quarta modalidade da chave 510 é ilustrada. Na chave 510, o corpo 512, além do mecanismo de catraca 515 e outros componentes, tal como a fonte de potência e a unidade eletrônica (não mostrada), tem um mecanismo de indicação de nível de torque de salto 570, tal como aquele exposto no Pedido de Patente U.S. N° de Série 12/192.295, incorporado aqui como referência em sua totalidade. O mecanismo de indicação de salto 570 opera em conjunto com o visor 522 para ilustração do nível de torque em particular no qual a chave 510 está sendo operado.

[00106] Agora, com referência à figura 10, uma quinta modalidade da chave 610 é ilustrada, em que a chave 610 é uma chave de tipo de viga de deflexão. A chave 610 incluiu um corpo 612 no qual a fonte de potência 619 e a unidade eletrônica 620 são dispostas. Um sensor 630 operacionalmente conectado à unidade eletrônica 620 é disposto em uma viga 672 encaixada com o corpo 612, e tendo um adaptador 628 afixado a ele oposto ao corpo 612. O adaptador 628 é operável encaixável com o prendedor através de um acessório preso de forma liberável ao adaptador 628, de modo a se permitir que a chave 610 direcione o prendedor. O torque aplicado ao prendedor pela chave 610 é medido pela unidade eletrônica 620 através de sinais recebidos a partir do sensor 630, como resultado da deflexão da viga 672.

[00107] Olhando, agora, para as figuras 11A a 13, uma modalidade do visor 22 para a chave 10 é ilustrada. O visor 22 pode assumir qualquer forma adequada, e pode ser posicionado na superfície externa do corpo 12 para interação com a utilização individual da chave 10, ou pode ser disposto no corpo 12 em uma localização facilmente visível, tal como sob uma seção transparente do corpo. O prendedor provê várias indicações para o usuário da chave 10 com referência à operação da chave 10, tal como, mas não limitando, o torque real sendo aplicado em várias unidades, a quantidade de torque sendo aplicado em relação aos valores máximos e mínimos pré-regulados, o nível de potência permanecendo na fonte de potência 19, e qualquer mensagem de erro com respeito à operação da chave 10, por exemplo, um defeito na operação da unidade eletrônica 20.

[00108] O visor 22 também pode incluir um ou mais dispositivos de entrada de usuário 80 dispostos no corpo 12. Os dispositivos 80 podem incluir um botão de potência 82, um botão de seleção de unidade 84, botões de incremento / decremento 86a e 86b, e três diodos de emissão de luz (LEDs) 88a, 88b e 88c. Em uma modalidade, os diodos de emissão de luz 88a, 88b e 88c são verde, amarelo e vermelho, respectivamente, quando ativados em resposta a níveis de torque detectados pela unidade eletrônica 20. Também, um alto-falante 90 para sinais audíveis também pode ser disposto no corpo 12. Adicionalmente, embora os LEDs 88a a 88c e o alto-falante 90 sejam mostrados, a chave 10 pode incluir, de forma alternativa ou adicional, um dispositivo para a criação de uma sensação táctil, tal como vibração, aquecimento ou resfriamento. Também, embora um posicionamento possível para o visor 22 seja mostrado nas figuras 1 e 2, outras localizações, tal como na extremidade ou no lado inferior do corpo 12, são adequadas da mesma forma.

[00109] As representações de diagrama de blocos da eletrônica da chave 10, incluindo o visor 22 e um microcontrolador 92, mostrando várias entradas e saídas, são mostradas nas figuras 12 a 13. Quando o torquímetro eletrônico 10 é usado para aplicação e medição de torque, o sensor 30, isto é, o sensor de efeito Hall, o sensor piezoelétrico, os medidores de deformações do tensor de deformação, ou outro dispositivo de detecção adequado, detectam o torque aplicado ao prendedor e enviam um sinal elétrico proporcional 794 para uma unidade de condicionamento de sinal 795 que amplifica o sinal, ajusta quanto a qualquer deslocamento do sinal, e compensa o sinal para a temperatura atual usando o sensor de temperatura 800 e o circuito de condicionamento 802, e um ajuste quanto ao deslocamento do sinal aumenta a acurácia da chave pela compensação do sinal para qualquer leitura que possa estar presente, antes de o torque ser realmente aplicado ao prendedor. Um sinal elétrico amplificado e condicionado 796 então é alimentado para o microcontrolador 92, que converte um sinal elétrico 796 para um valor de torque equivalente nas unidades desejadas. O microcontrolador 92 envia um sinal elétrico 797 incluindo o valor de nível de torque atual e o valor de torque de pico para o visor 22, o que pode incluir uma unidade de visor de cristal líquido (LCD) 798, através de um circuito de driver de LCD 799. Em uma modalidade, o visor 22 representa o valor de nível de torque atual como um gráfico de barras, e, simultaneamente, exibe o valor de torque de pico como um valor numérico, conforme visto nas figuras 11A e 11B. Mais ainda, o microcontrolador 92 gera sinais de alarme na forma de um ou mais sinais de áudio e/ou visores de luz de cor apropriada, uma vez que o valor de nível de torque atual esteja na faixa pré-selecionada do valor de torque de limite pré-regulado, que são usados para operação dos LEDs 88a a 88c, e o alto-falante 90. Os LEDs 88a a 88c coincidem com o nível de torque sendo aplicado em relação ao nível de torque máximo pré-regulado. Quando qualquer um dos LEDs 88a a 88c é ativado, seja de uma maneira piscando ou contínua, o usuário é alertado quanto ao nível de torque sendo aplicado através da chave 10, com os LEDs amarelo e vermelho 88b e 88c, juntamente com o alto-falante 90 e qualquer gerador de vibração associado (não mostrado) indicando para o usuário que ele está se aproximando ou no nível de torque em que ele está dando torque excessivo ao prendedor.

[00110] Os comutadores ou botões 86a a 86b estão localizados no corpo 12 adjacentes ao visor 22, e permitem que o usuário ajuste os parâmetros utilizados pela unidade eletrônica 20 na regulagem dos níveis de torque para a chave 10.

[00111] Além disso, a unidade eletrônica 20 pode incluir um componente de memória 800 que é operacionalmente conectado ao microprocessador ou microcontrolador 92, de modo a gravar a informação recebida pela unidade 92 através da operação da chave 10. Em uma modalidade, os valores de torque são recebidos pelo microcontrolador 92 em uma base contínua por intervalos controlados, o que pode ser especificado, por exemplo, pelo operador da chave 10 através de uma interface de usuário, tal como os botões 86a a 86b, ou outros dispositivos que podem ser operacionalmente conectados ao microcontrolador 92. Em qualquer caso, em uma outra modalidade, um ou mais valores de medição de torque são armazenados de forma periódica ou contínua na memória 800 para recuperação posterior e/ou processamento.

[00112] As figuras 11A a 11B mostram vistas detalhadas de modalidades de visores digitais 22, que podem ser usados em qualquer uma das modalidades da chave 10 da presente invenção. As unidades de LCD 798 incluem um indicador de nível de torque atual, um visor numérico de quatro dígitos, uma indicação de unidades selecionadas (pé-libra, polegada-libra e Newton-metro), um indicador de direção de torque (horária (CW) por padrão e anti-horária (CCW), caso selecionado), um indicador de nível de bateria, um indicador de manter pico (PH) e um indicador de erro (Err). Conforme mostrado, o indicador de nível de torque atual é na forma de um gráfico de barras. O gráfico de barras é mostrado em duas modalidades, horizontal e vertical. Em qualquer caso, preferencialmente, o gráfico de barras inclui um total de dez segmentos e um quadro que engloba todos os dez segmentos. O quadro é preenchido por dez segmentos, quando o valor de torque pré- regulado introduzido pelo usuário é atingido. Em outros momentos, o quadro é apenas parcialmente preenchido com segmentos, e, portanto, proporciona uma exibição gráfica de aproximadamente quanto torque está sendo aplicado atualmente e quanto torque a mais precisa ser aplicado ao prendedor para se atingir o valor de torque pré-regulado.

[00113] Conforme mostrado, duas setas pequenas estão localizadas em lados opostos do oitavo segmento. As setas são indicadores gráficos para o usuário que o nível de torque atual está acima de 75% do valor de torque pré-regulado. Cada segmento no quadro representa 10% do valor de torque pré-regulado, começando a partir da esquerda ou do fundo de cada gráfico de barras, respectivamente. Por exemplo, se apenas os dois primeiros segmentos forem exibidos, o nível de torque atual está acima de 15% e abaixo de 24% do valor de torque pré- regulado e, portanto, é de aproximadamente 20% do valor de torque pré-regulado. Simultaneamente, o visor digital também exibe o valor de torque de pico aplicado até aquele momento no visor numérico. Como tal, se o torque tiver sido aplicado de uma maneira crescente contínua, o valor de torque de pico exibido realmente será o mesmo que o valor de torque atual. O ponto decimal será exibido, dependendo de quais unidades o usuário tiver selecionado.

[00114] Em uso, o usuário, ao invés de focalizar no visor numérico de quatro dígitos, vê o gráfico de barras do indicador de nível de torque atual, até o nível de torque aplicado atingir aproximadamente 75% a 80% do valor de torque pré-regulado, dependendo do nível de conforto do usuário, quando se aproximando do valor de torque pré-regulado. Neste ponto, o usuário muda o foco para o visor numérico para uma indicação precisa do torque atual sendo aplicado conforme o valor de torque pré-regulado estiver se aproximando. Conforme discutido, o visor numérico mostra o valor de torque de pico ao qual o prendedor foi submetido. Como tal, se o usuário tiver “recuado” durante a aplicação de torque, o valor indicado em visor numérico não mudará até ser excedido pelo valor de torque atual. O visor permite que o usuário aplique torque ao prendedor e saiba quanto torque é atualmente aplicado e quanto torque a mais precisa ser aplicado antes de se atingir o valor de torque pré-regulado alvo.

[00115] Alternativamente, o visor de gráfico de barras pode ser usado para exibição do valor de torque de pico, e o valor numérico pode ser usado para exibição do valor de torque atual. As modalidades alternativas incluem outros visores gráficos além do gráfico de barras previamente discutido, tal como um visor de gráfico de torta, no qual cada um dos cinco segmentos representa aproximadamente 20% do valor de torque pré-regulado inicialmente selecionado pelo usuário, um visor do tipo de disco circular, no qual cada segmento também representa aproximadamente 20% do praticante, uma marca indicadora em aproximadamente 80% do valor de torque pré-regulado, ou um visor gráfico que é similar na aparência a um visor analógico de tipo de disco padrão, em que um ponteiro, ou uma agulha, indica a percentagem do valor de torque pré-regulado sendo aplicado, conforme apontar para graduações posicionadas em torno do visor. Note que, embora o número de segmentos e graduações seja mostrado como representando 20% do valor de torque pré-regulado, o número pode ser alterado, conforme necessário, para indicar uma percentagem desejada diferente do valor de torque pré-regulado.

[00116] Com referência, agora, às figuras 14 a 15, a funcionalidade geral da unidade eletrônica 20 é ilustrada graficamente. Na figura 14, em sua funcionalidade geral, o suprimento de potência 19 provê potência para a placa de circuito ou a unidade eletrônica 20, a qual recebe sinais a partir do sensor 30 para uma transmissão final para o visor 22. Na figura 15, as várias funções da unidade eletrônica 20 são ilustradas, especificamente, uma função de inicialização / configuração 1000, uma função de calibração de torque 1002, uma função de calibração de ângulo 1004, uma função de medição de torque 1006, uma função de medição de torque e ângulo 1008, uma função de repousar 1010, uma função de despertar 1012 e uma função de erro 1014.

[00117] Na figura 16, um fluxograma 1500 de uma modalidade de um algoritmo usando qualquer método conhecido e adequado ou sistema para a determinação eletronicamente do torque aplicado pela chave que pode ser usado com a unidade eletrônica 20 das várias modalidades da chave 10, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 da presente exposição é mostrado. Antes da iniciação das operações de torqueamento, um usuário introduz um valor de torque pré-regulado no torquímetro eletrônico, que equivale o torque máximo desejado a ser aplicado ao prendedor. Este valor é exibido no visor 22 até o usuário realmente aplicar torque ao prendedor, em cujo momento o visor numérico comuta para a exibição do valor de torque de pico. Conforme o torque é aplicado, o microcontrolador 92 recebe e lê um sinal de voltagem analógica de sinal condicionado e temperatura compensada 796 a partir do circuito de condicionamento de sinal 795, converte o sinal analógico em um número digital equivalente, converte o número digital em um valor de torque atual equivalente correspondente às unidades selecionadas de usuário, e determina se o valor de torque atual é um novo valor de torque de pico. Isto é realizado pela comparação do valor de torque atual com o valor de torque de pico existente, e substituindo o valor de torque de pico, se ele for excedido (V) ou deixando-o permanecer, caso não (F). Uma vez que ambos o valor de torque atual e o valor de torque de pico sejam determinados, o microcontrolador 92 envia comandos de sinal elétrico para o circuito de driver de LCD 799 para a geração de sinais apropriados para o visor 22 para atualização da leitura mostrada no indicador de nível de torque atual e o valor de torque de pico mostrado no visor 22.

[00118] Além disso, o microcontrolador 92 comuta os LEDs verde 88a, amarelo 88b e vermelho 88c para ligados ou desligados, dependendo do valor de torque de pico aplicado ao prendedor até aquele momento. Preferencialmente, o LED verde 88a fica ligado enquanto o valor de torque de pico estiver abaixo de 75% do valor de torque pré-regulado e é comutado para desligado uma vez que o torque de pico atinja 75% do valor de torque pré-regulado. O LED amarelo 88b fica ligado para valores de torque de pico maiores do que 75%, mas menores do que 99% do valor de torque pré-regulado. O LED vermelho 88c fica ligado uma vez que o valor de torque de pico atinja 99% do valor de torque pré-regulado e fique ali depois disso. A seleção de faixas percentuais para cada cor pode ser programada, e as percentagens nas quais os LEDs são comutados para ligado ou desligado podem ser mudadas para adequação à aplicação específica. As modalidades são divisadas, que incluem um dispositivo de visor de cristal líquido que é capaz de exibir múltiplas cores. Isto permite que os LEDs avisando sejam substituídos por símbolos coloridos apropriadamente no LCD. Da mesma forma, os segmentos dos gráficos de barra e visores gráficos podem ser feitos ter cores variáveis, de modo a se melhorarem as capacidades de aviso para o usuário.

[00119] Uma vez que o torque de pico atinge o valor de torque pré- regulado, ou está em uma faixa selecionada por usuário, o microcontrolador 92 gera sinais elétricos para a geração de um som de alarme no alto-falante 90. Uma luz traseira de cor vermelha (não mostrada) coincide com o sinal de alarme audível, indicando que o valor de torque pré-regulado foi atingido. Mais cores podem ser adicionadas, se o valor de torque mecanicamente seguro (limite elástico do tensor de deformação) tiver sido excedido, possivelmente fazendo com que o torquímetro perca uma calibração apropriada. Isto é determinado por uma comparação do valor de torque de pico com o torque de limite elástico do torquímetro. Se o valor de torque seguro for excedido (V), uma mensagem de “Err” será exibida em um indicador de erro e a unidade parará, assim indicando que a unidade de torquímetro eletrônico precisa de calibração, antes de poder ser usada de novo.

[00120] Conforme mostrado nas figuras 17 e 18, a chave 10 pode ser configurada para uso em um conjunto médico 12000 para combinação com uma unidade de controle 1100. A unidade de controle 1100 é configurada para comunicação com a chave 10, quando a chave 10 estiver conectada ali ou de outra forma encaixada com ela. A unidade de controle 1100 inclui o visor de unidade de controle 1102, os botões de unidade de controle 1104 usados para a introdução de comandos e para se ter uma interface com menus apresentados no visor 1102 e na seção de conexão 1106. Durante a conexão, a chave 10 é inserida em uma cavidade de conexão 1108 definida pelo berço 1110 e tendo uma dimensão de largura, uma dimensão de comprimento e uma dimensão de profundidade, as quais são ligeiramente maiores do que um comprimento, uma largura e uma profundidade correspondentes de corpo 12, para se permitir um posicionamento seguro de forma removível da chave 10 dentro da cavidade de conexão 1108. Um acoplamento ou uma junção (não mostrado) também é provido ao longo de uma parede interna de cavidade de conexão 1108 para a conexão elétrica da unidade de controle 1100 ao microcontrolador 92 no corpo 12. Uma conexão entre a unidade de controle 1100 e a chave 10 também pode ser através de uma comunicação sem fio, quando a unidade de controle 1100 e a chave 10 forem colocadas em grande proximidade.

[00121] As unidades de controle também podem ser assistentes digitais portáteis comumente disponíveis ou PDAs, tais como aqueles disponíveis a partir da Palm, ou outros dispositivos de computação móveis, incluindo vários computadores tablet e smartphones, dentre outros. Um software configurado para comunicação com a chave 10 pode ser carregado no PDA, o qual pode usar sistemas operacionais tais como Palm OS, Microsoft Windows CE, ou outros sistemas operacionais de dispositivo de computação móvel presentemente disponíveis ou divisados adiante. As comunicações e os protocolos de operações usados pela ferramenta também podem ser escritos em linguagem de programação HTML ou XML, ou outros sistemas adequados presentemente disponíveis ou divisados adiante, para uma interoperabilidade com uma ampla faia de plataformas de software e hardware.

[00122] A unidade de controle 1100 pode ser na forma de um berço de Ethernet, o qual é similar ao berço agregado à maioria dos dispositivos portáteis. Contudo, um berço de Ethernet como esse pode ser projetado para incluir uma placa de Ethernet e um conector RJ-45. Este conector permite que a unidade se conecte a uma rede de área local através de um cabo CAT5 afixado a um cubo ou um comutador. Isto permitirá uma comunicação rápida (10 MBps, 100 MBps ou gigabit) entre a chave 10 e um sistema de gerenciamento de ferramenta 1200.

[00123] As figuras 19A a 19B são vistas diagramáticas simplificadas de um sistema de gerenciamento de ferramenta 1200. O sistema de gerenciamento de ferramenta 1200 pode ser configurado em um computador de finalidade geral, que inclui um processador 1202, um módulo de banco de dados de especificação 1204 acessível por ou carregado no sistema de gerenciamento de ferramenta 1200, um módulo de banco de dados 1206 acessível por ou carregado no sistema 1200, e uma porta de comunicações 1208. Os módulos 1204, 1206 podem ser acessados pelo processador de forma local ou remota por uma rede de comunicações, tais como uma rede de área local, uma rede de área ampla, por uma intranet, ou pela Internet ou outras comunicações adequadas divisados adiante e usáveis para este sistema. O sistema de gerenciamento de ferramenta 1200 também incluirá uma memória dinâmica, tal como uma RAM, e um dispositivo de armazenamento, tal como um disco rígido ou similar. O termo “módulo” referenciado nesta exposição tem por significado cobrir amplamente vários tipos de código de software, incluindo, mas não limitando, rotinas, funções, objetos, bibliotecas, classes, membros, pacotes, procedimentos, métodos ou linhas de código em conjunto executando uma funcionalidade similar a estes tipos de codificação; portanto, um programa pode operar para prover a funcionalidade, ou a funcionalidade pode ser divisada por vários programas, acessíveis local ou remotamente. O sistema 1200 também pode se comunicar com um ou mais dispositivos de saída 1300, tais como monitores ou impressoras. Para as finalidades do presente exemplo, e conforme ilustrado nas figuras, os módulos de banco de dados 1204, 1206 serão carregados no sistema de gerenciamento de ferramenta 1200.

[00124] O sistema de gerenciamento de ferramenta 1200 pode se comunicar diretamente com a chave 10. O sistema 1200 e a chave 10 constituem o sistema de gerenciamento de torque. Esta conexão pode ser com fio ou sem fio, usando-se qualquer um dos protocolos de comunicações previamente descritos. Em uma modalidade alternativa, a unidade de controle 1100 também pode ser usada como uma interface intermediária entre o sistema de gerenciamento de ferramenta 1200 e a chave 10, para a formação do sistema de gerenciamento de torque 1400. A unidade de controle 1100 também pode ser usada para controle de mais de uma chave 10. Lembre que a chave 10 se conecta de forma removível à unidade de controle 1100, de modo que uma chave 10 possa ser removida e uma outra conectada, de modo que uma unidade de controle 1100 possa ser usada para comunicação com mais de uma chave 10.

[00125] As etapas gerais pelas quais o sistema de gerenciamento de ferramenta / torque 1200 / 1400 são usadas inicialmente envolvem a identificação de uma aplicação de torque, podem ser qualquer tarefa ou processo que requeira o uso de uma ferramenta de torque, em que tolerâncias precisas, uma faixa desejada, ou limites da magnitude do torque aplicado precisam ser monitorados. Geralmente, uma fixação ou uma soltura de um prendedor a / de um membro pode ser uma aplicação de torque. Um exemplo específico de uma aplicação de torque está relacionado à inserção de parafusos em uma placa em um corpo humano durante um procedimento cirúrgico. Neste exemplo, vários parafusos precisam ser inseridos através da placa no osso, de modo a se prender a placa onde desejado no corpo, por exemplo, para reparo de uma ruptura em um osso. É sabido na indústria de dispositivo / prendedor médico que cada fabricante oferece especificações para uma quantidade segura recomendada e máxima de torque que deve ser aplicada para se prenderem de forma segura os parafusos.

[00126] Uma vez selecionada, a informação na aplicação de torque é suprida a partir de um banco de dados 1204, 1206 no sistema 1200 para a chave 10, e/ou para a unidade de controle 1100. Ao fazê-lo, o sistema 1200 referencia o módulo de banco de dados de especificações 1206 para encontrar especificações correspondentes de fabricante para a aplicação de torque identificada. Alternativamente, o prendedor (não mostrado) pode ter um código usado para a identificação do prendedor com o sistema 1200. A identificação para o sistema 1200 pode ser feita através da chave 10, do sistema 1200 ou da unidade de controle 1100 usando-se qualquer método de entrada ou dispositivo incluindo o uso de um teclado, uma interação com uma interface gráfica de usuário que tem menus ou outros protocolos de seleção, uma varredura de um código de barras, ou a partir de importação / exportação ou outra comunicação com um banco de dados de procedimento.

[00127] Uma vez identificadas, as especificações de fabricante para a aplicação de torque identificada são recuperadas para a chave 10. Se o sistema 1200 tiver referenciado o banco de dados de especificações 1206, então, as especificações serão transmitidas a partir do sistema 1200 para a chave 10 através de um percurso de comunicações. Alternativamente, o sistema 1200 envia as especificações para a unidade de controle 1100, a qual, por sua vez, transmite as especificações para a chave 10, quando a chave 10 estiver conectada ali. Se as especificações já estiverem na chave 10, por exemplo, porque a mesma aplicação de torque foi realizada antes da aplicação de torque atual, a especificação poderá ser chamada de novo a partir da memória 800 da chave 10. De modo similar, se as especificações já estiverem residentes na unidade de controle 1100, as especificações poderão ser chamadas de novo e carregadas na chave 10.

[00128] Após o carregamento das especificações na chave 10, um usuário ou operador, tal como, por exemplo, um médico, usa a chave 10 carregada com as especificações de aplicação de torque para a execução da aplicação de torque. A chave 10 ou a combinação de chave 10 - unidade de controle 1100 é configurada para guiar o usuário através da aplicação de torque. Esta recomendação pode vir na forma de uma especificação de uma porção em particular da aplicação e da exibição de um torque aplicado máximo admissível. As magnitudes de torque exibidas podem estar em unidades comuns inglesas (lb-ft) ou em unidades SI (N-m). A recomendação também pode vir na forma da produção de um alerta durante uma aplicação de torque, para notificar ao usuário que está se aproximando de ou excedeu a uma especificação, tais como os LEDs 88a a 88c, o alto-falante 90 ou outros dispositivos mencionados previamente.

[00129] De forma geralmente simultânea com o processo de recomendação descrito acima e as várias etapas de aplicação de torque, um dispositivo de detecção de torque na chave 10 mede ou captura os dados correspondentes ao torque real aplicado para aquela aplicação. Essa informação ou esses dados são armazenados na memória 800 na chave 10 ou é imediatamente transmitida de volta para a unidade de controle 1100 ou diretamente para o sistema de gerenciamento de ferramenta 1200. Os dados são usados para a criação de um registro de exatamente quanto torque foi aplicado durante os vários estágios da aplicação de torque, e por quanto tempo a chave 10 esteve em uso. Em uma modalidade em que os dados não são imediatamente transmitidos a partir da chave 10, os dados podem ser recuperados e enviados para a unidade de controle 1100 e o sistema 1200 durante uma conexão.

[00130] As especificações e outra informação relacionada a torque no módulo de banco de dados de especificação 1204 podem ser compiladas a partir de padrões de indústria promulgados ou a partir de uma especificação liberada pelos fabricantes de equipamento original. Por exemplo, as especificações de torque de fábrica desenvolvidas pelo fabricante de dispositivo com relação ao torque apropriado para aperto dos prendedores podem ser mantidas no banco de dados 1204. A informação pode ser modificada, atualizada e corrigida conforme necessário. Se este sistema 1200 for conectado a uma rede que tenha acesso a especificações atualizadas, esta atualização de informação poderá ocorrer geralmente em qualquer hora do dia.

[00131] Esta informação gravada pelo sistema 1200 pode ser usada para a determinação do número de usos de uma chave ou ferramenta em particular, de modo que o sistema 1200 possa informar ao usuário que a ferramenta deve ser substituída ou que um componente da ferramenta, tal como um conjunto de potência / sensor 2004 (figura 25), precisa ser descartado ou substituído. O sistema 1200, quando incorporado pelo menos parcialmente no conjunto 2004, pode prover uma indicação para o usuário do status atual da ferramenta, tal como quanto tempo em termos de minutos ou horas, ou quantos usos a ferramenta ou componente do mesmo foi deixado antes da necessidade de substituição.

[00132] Além disso, torquímetros cirúrgicos e dispositivos cirúrgicos similares são recomendados para serem enviados de volta para a fábrica para calibração após um período de tempo, o que usualmente é de seis meses a um ano desde a data de fabricação. Contudo, na realidade, estas chaves às vezes não são checadas para se garantir que estejam calibradas ou com manutenção apropriada. Na ferramenta 2000, conforme mostrado na figura 26, a ferramenta 2000 pode ter sensores ou outros componentes eletrônicos sobre ou dentro da ferramenta 2000 que mantém um rastreamento do uso e da idade da ferramenta 2000, para ajudar a tornar o dispositivo mais inteligente e informar ao usuário quando é o momento de enviar a ferramenta 2000 para execução de serviços e calibração. Alguns exemplos destes tipos de sensores a serem usados sozinhos ou em combinação uns com os outros incluem: 1. Um sensor térmico e um circuito de tipo de contador (não mostrado) podem ser empregados na ferramenta 2000, tal como em conjunto com a unidade eletrônica 20, para contagem do número de ciclos de autoclave e um alarme ou notificar de outra forma ao usuário quando o número pré-programado de ciclos tiver sido atingido para que a ferramenta 2000 precise ter serviços executados ou ter sua calibração checada, tal como através do visor 22, 6000, 6002. 2. Um sensor (não mostrado) usado em conjunto com a unidade eletrônica 20 pode contar o número de atuações da ferramenta 2000 e notificar ao usuário através do visor 22, 6000, 6002, quando o número pré-programado de atuações tiver sido atingido para que a ferramenta 2000 precise ter serviços executados ou ter sua calibração checada. 3. Os componentes eletrônicos, tais como relógios em tempo real, podem ser empregados em conjunto com a unidade eletrônica 20 para se manter um rastreamento do tempo em que a ferramenta 2000 esteve no campo desde a data de sua fabricação. O relógio pode ser programado para enviar um sinal ou uma mensagem para notificar ao usuário, tal como através do visor 22, 6000, 6002, que é o momento em que a ferramenta 2000 seja calibrada ou tenha serviços executados.

[00133] Alternativamente, a ferramenta 2000 pode ser suprida com um contador e um meio de armazenamento eletrônico ou um dispositivo de memória (não mostrado) na ferramenta 2000 em conjunto com a unidade eletrônica 20, para se proporcionar uma indicação de por quanto tempo a ferramenta 2000 esteve em uso. Esta informação que é detectada e/ou armazenada pela ferramenta 2000 pode incluir: 1. Quantas vezes a ferramenta 2000 passou por autoclave, ou 2. O número de vezes que a ferramenta 2000 foi atuada. 3. Os valores de torque que foram aplicados, especialmente quando a ferramenta 2000 tiver recebido torque excessivo. 4. A idade da ferramenta 2000 desde a data de fabricação.

[00134] Esta informação é armazenada no meio de memória eletrônico 800 na ferramenta 2000 ou em uma localização de armazenamento eletrônico em separada (não mostrada) operacionalmente conectada à ferramenta 2000 diretamente ou de forma sem fio, e estes dados poderiam ser recuperados em qualquer momento simplesmente pela varredura da ferramenta 2000 com um scanner. No caso de ferramentas 2000 com uma tela 6000, a ferramenta 2000 poderia exibir uma mensagem ou um alarme na tela para informar ao usuário quando for o momento para envio da ferramenta 2000 para calibração ou serviço ou aconselhar ao usuário quanta vida ainda há na ferramenta 2000.

[00135] De modo a manter uma integridade e a segurança do sistema, as várias etapas e/ou operações descritas acima podem incluir uma implementação de sistema de senha ou uma autenticação de usuário para segurança adicionada e contabilidade de usuário. Por exemplo, um médico executando uma aplicação de torque pode ter que introduzir uma ID de trabalhador. Como um outro exemplo, as atualizações de especificações para o módulo de banco de dados de especificação 1204 podem requerer um nível de acesso de administrador.

[00136] Olhando agora para a figura 20, uma sétima modalidade da presente invenção é ilustrada, na qual o torquímetro eletrônico 10’’ inclui um corpo de chave 12’’, um eixo de catraca / chave 14’’ e um conjunto de bateria 19’’, e uma unidade eletrônica 20’’ com uma interface de usuário ou um visor 22’’ disposto em uma barreira 33’’ adequada formada por ou dentro do corpo 12’’ e encaixada com um sensor 30’’ no eixo 14’’. Um mecanismo de limitação de torque 50’’, tal como aquele exposto na Patente U.S. N° 7.430.945, a qual é expressamente incorporada aqui como referência em sua totalidade, é disposto em uma extremidade 52’’ do corpo de chave 12’’, e um mecanismo de catraca 54’’ está localizado oposto ao mecanismo 50’’, com ambos os mecanismos 50’’ e 54’’ operacionalmente conectados ao eixo 14’’.

[00137] Com referência, agora, à figura 21, uma oitava modalidade da presente invenção é ilustrada, em que a chave 10"' tem um formato de T, com o eixo 14"' se estendendo perpendicularmente a partir do corpo 12"'. Na modalidade ilustrada, o eixo 14"' é disposto de forma central no corpo 12"', de modo que o conjunto de bateria ou a fonte de potência 19"' e a unidade eletrônica 20"' disposta em uma barreira adequada 33"' formada por ou dentro do corpo 12"' e operacionalmente conectada o eixo 14"' através do sensor 30"' sejam dispostos em torno do eixo 14"' em um alojamento 21"' conectado a e se estendendo perpendicularmente a partir do corpo 12"'. O alojamento 21"' é conectado ao corpo 12"' e o eixo 14"' pode ser conectado diretamente ao corpo 12"' ou a um mecanismo de limitação de torque 50"', tal como aquele exposto na Patente U.S. N° 7.430.945, a qual é expressamente incorporada aqui como referência em sua totalidade, disposto no corpo 12"'. Além disso, é disposto pelo menos parcialmente no alojamento 21"' e em relação com o eixo 14"' um mecanismo de catraca 54"', conforme descrito previamente com respeito à modalidade das figuras 1 e 2. Ainda, nesta ou em qualquer outra modalidade da chave 10, a chave pode incluir um mecanismo de catraca 54, um mecanismo de limitação de torque mecânico 50, ou um mecanismo de medição de torque mecânico, tal como um mecanismo de medição e/ou indicação de nível de torque mecânico 570, ou qualquer combinação dos mesmos além de outros componentes de qualquer modalidade exposta do torquímetro eletrônico 10.

[00138] Com referência, agora, às figuras 22 a 24, uma bandeja 2200 é ilustrada para uso com a chave 10 de qualquer modalidade da presente invenção. A bandeja 2200 inclui um invólucro 2202 dentro do qual a chave 10 ou outra ferramenta pode ser inicialmente acondicionada, juntamente com outros acessórios adequados ou dispositivos (não mostrados) para uso com a chave 10. O invólucro 2202 também aloja um dispositivo de calibração 2204 ali. O dispositivo 2204 inclui uma janela de conector 2206 para encaixe com o eixo 14 da chave 10, vários dos botões operacionais 2208 para controle da operação do dispositivo 2204, e um visor 2210 para a provisão de uma representação visual da saída do dispositivo 2204 para o usuário. O conector 2206 é operacionalmente conectado a um dispositivo de medição de torque 2212 disposto no dispositivo 2204, e capaz de determinar o torque aplicado à janela de conector 2206 no dispositivo 2204, e capaz de determinar o torque aplicado à janela de conector 2206 pela chave 10, e provendo uma saída do valor de torque determinado através do visor 2210. Pelo encaixe da chave 10 com o dispositivo 2204 e medindo-se o torque aplicado pela chave 10 na chave 10 e no dispositivo 2204, é possível determinar se a chave 10 precisa de qualquer ajuste, de modo a se ter o nível de torque medido ela chave 10 combinando com o nível medido pelo dispositivo 2204. A bandeja 2200 também pode ser formada sem o dispositivo 2204 e simplesmente usada como uma facilidade para a montagem de um receptáculo para manutenção de cada um dos itens, incluindo a ferramenta ou chave 10, formando o kit para estar em qualquer dado procedimento ou processo.

[00139] Em outras modalidades alternativas, o conjunto de bateria / fonte de potência 19 para a chave 10 de qualquer modalidade da presente invenção pode ser formado para ser removível como uma unidade a partir do corpo 12 da chave 10 de modo similar à modalidade na figura 7. O conjunto de bateria / fonte de potência 19 é inicialmente formado como um componente estéril que pode ser preso a ou dentro do corpo 12 da chave 10 para suprimento de potência para ele, e, opcionalmente, para a formação de uma parte da barreira 33, ou que pode ser separado da barreira 33. Em circunstâncias em que a chave 10 é abandonada ou quando a chave 10 é armazenada por um período de tempo significativo, a fonte de potência 19 pode ser removida da chave 10 e a chave 10 pode passar por uma autoclave. Uma nova fonte de potência estéril 19 pode ser encaixada, então, com a chave 10, para a provisão de potência para a chave 10.

[00140] Olhando agora para a figura 25, uma nona modalidade do dispositivo de direcionamento eletrônico 2000 é ilustrado. Nesta modalidade, o dispositivo ou ferramenta 2000 inclui um corpo ou berço 2002 e um conjunto de potência / módulo de sensor 2004. O berço 2002 é conformado conforme desejado, para a provisão de uma superfície de sujeição efetiva para uma utilização individual da ferramenta 2000, e pode ser formado para ter qualquer configuração desejada ou projetos ali. Na modalidade das figuras 25 a 27, o corpo ou berço 2002 tem um formato tipo de luva com aberturas 2006 e 2008 dispostas geralmente opostas uma à outra. O conjunto de potência / módulo de sensor 2004 inclui um alojamento 2010 conformado de forma complementar ao formato do berço 2002, e tem uma luva 2011 que se estende para fora a partir do alojamento 2010 que é operacionalmente conectado a uma unidade de eletrônica / mecanismo de detecção de torque 2014 no alojamento 2010 e adaptado para receber e se encaixar em um adaptador 28, 2052 e/ou um eixo de implemento 2038 para encaixe com e direcionamento de um prendedor (não mostrado). O alojamento 2010 é configurado para ser deslizante ou móvel de outra forma com respeito ao berço 2002, de modo que o alojamento 2010 possa ser inserido no berço 2002 pela inserção do alojamento 2010 através da abertura 2006 e empurrando o alojamento 2010 através do berço 2002, até atingir a extremidade oposta da abertura 2008. Nesta posição, os indicadores de torque visuais 2012 no alojamento 2010 que são operáveis por uma fonte de potência interna (não mostrada) em resposta ao torque detectado pelo mecanismo de detecção de torque 2014 no alojamento 2010 são visíveis através da abertura 2006 e/ou 2008.

[00141] O que vem a seguir são certos recursos da modalidade ilustrada da ferramenta 2000: - A acurácia de medição de torque pelo mecanismo de detecção 2014 é de + 1%. - Em uma modalidade do mecanismo de detecção 2014, o sensor de estado sólido não se baseia em atrito mecânico, desse modo se aumentando a acurácia. - Os indicadores 2012 em uma modalidade são formados como LEDs que são operados de forma sequencial e/ou cumulativa para a provisão de sinais visuais, quando se aproximando de um limite de torque, assim se reduzindo a chance de torque excessivo. - Outros indicadores, tal como um motor de vibração (não mostrado), dispostos no alojamento 2010, e o LED verde 2012 notificará ao cirurgião que o ponto de regulagem de torque foi atingido. - Outros indicadores, tal como uma buzina audível, e um LED vermelho 2012 se ativa para sinalizar um torque excessivo. - O mecanismo de detecção de torque 2014 da ferramenta 2000 pode ser calibrado para cinco (5) pontos de regulagem de torque, e o usuário pode ser notificado que o ponto de regulagem de torque foi atingido pelas luzes de iluminação 2012, ativando-se uma buzina ou um motor de vibração ou uma combinação dos mesmos. - Os dispositivos de retorno acima 2012 também podem ser feitos pulsarem ligados e desligados em frequências variáveis. Este pulso também conservaria potência de bateria. - O alojamento 2010 pode incluir uma luz (não mostrada) para brilhar através do berço 2002 ou de uma abertura 2006, 2008 no local em que a ferramenta 2000 está sendo aplicada. - O projeto de peso de luz do berço 2002 e do alojamento 2010 de materiais adequados, tais como plásticos e metais selecionados, é mais leve do que os cabos de torque mecânicos, desse modo se reduzindo a fadiga do usuário. - O módulo de sensor 2004 provê um ponto de regulagem de torque programável personalizado e uma faixa de tolerância para adequação ao projeto do implante.

[00142] O que vem a seguir são algumas das vantagens do projeto de uso único para uso do conjunto de potência / módulo de sensor 2004 com a ferramenta 2000: - O módulo de sensor 2004 provido para uso está em uma condição calibrada de fábrica certificada. - O custo para a ferramenta 2000 em uma bandeja de procedimento 2200 é significativamente mais baixo, uma vez que a maioria do custo está no módulo de sensor descartável 2004, o que é um item de uso único cobrado pelo procedimento cirúrgico. - O berço reusável 2002 é de construção simples, tal como de um plástico ou metal adequado e, portanto, fácil de limpar e esterilizar. - A ferramenta 2000 ocupa menos espaço na bandeja de procedimento 2200 e retira o peso da bandeja 2200, daí sendo mais leve e mais fácil de esterilizar os componentes da bandeja de procedimento 2200. - A construção da ferramenta 2000 permite que duas ferramentas 2000 sejam dispostas na bandeja de procedimento 2200 para a provisão de redundância para a bandeja, enquanto ainda se provê uma bandeja mais leve e de custo mais baixo do que uma bandeja de procedimento 2200 portando um cabo reusável mecânico. - A ferramenta 2000 elimina a necessidade de recalibração ou de programas de manutenção, instalações e pessoal, já que o conjunto de potência / módulo de sensor 2004 é pré-calibrado para o uso único e, então, descartado.

[00143] As figuras 28A a 28B mostram uma outra modalidade da ferramenta 2000. Nesta modalidade, o berço 2002 e o conjunto de potência / módulo de sensor 2004 são formados de modo que o conjunto de bateria 2004 seja inserido no berço 2002 de uma forma de carregamento pelo topo, com a luva ou haste 2011 se estendendo através de uma abertura central 2013 no berço 2002. As figuras 29A a 29B mostram uma outra modalidade da ferramenta 2000, na qual o berço 2002 é formado com uma única abertura 2006 em uma extremidade, de modo que o conjunto de bateria 2004 seja inserido no berço 2002 de uma forma de carregamento pelo lato, com a haste 2011 se estendendo através de uma fenda (não mostrada) formada no berço 2002.

[00144] Olhando, agora, para as figuras 30 a 35, uma outra modalidade da ferramenta 2000 é mostrada, na qual o berço 2002 inclui um dispositivo de travamento 2300 usado para se manter o módulo 2004 no berço 2002. Na modalidade ilustrada, o mecanismo de travamento 2300 inclui um número, preferencialmente um par de recessos opostos 2016 no berço 2002, que são encaixados por um membro de travamento 2018 disposto no alojamento 2010. O membro de travamento 2018 inclui um revestimento 2020 disposto no alojamento 2010 e se estendendo para fora a partir de lados opostos do mesmo. O revestimento 2020 inclui um par de furos 2022 em cada extremidade dentro de cada um são dispostos uma mola 2024 e uma detenção 2026. A detenção 2026 é retida no furo 2022 por um aro que se estende para dentro 2027 formado na extremidade externa do furo 2022, em que o aro tem um diâmetro menor do que aquele da detenção 2026. As detenções 2026 são orientadas para fora dos furos 2022 pelas molas 2024. Quando o alojamento 2010 está posicionado no berço 2002, os lados do berço 2002 inicialmente fazem pressão contra as detenções 2026 nos furos 2022 contra a orientação das molas 2024. Quando as detenções 2026 atingem os recessos 2016, as molas 2024 orientam as detenções para fora para os recessos 2016 para se prender o alojamento 2010 no berço 2002. A remoção do alojamento 2010 do berço 2002 requer que uma força suficiente seja aplicada ao alojamento 2010, para se forçarem as detenções 2026 de volta para os furos 2022 contra a orientação das molas 2024. A força exercida pelas molas 2024 é tal que o alojamento 2010 não seja removido inadvertidamente do berço 2002 durante a operação normal da ferramenta 2000.

[00145] Com referência, agora, à figura 36, a ferramenta 2000 é mostrada com um mecanismo de travamento 2028 disposto ali. O mecanismo 2028 inclui um comutador de travamento 2030 disposto no alojamento 2010 e operacionalmente conectado a uma placa de circuito 2034 localizada no alojamento e formando o mecanismo ou sistema de detecção de torque 2014, o qual, nesta ou em qualquer outra modalidade para a chave pode ser qualquer tipo de mecanismo de detecção de torque eletrônico convencional. Quando o alojamento 2010 é posicionado no berço 2002, o comutador 2030 é posicionado sobre o ímã 2032 mantido no berço 2002, o que ativa o comutador 2030 para permitir que o conjunto de potência / módulo de sensor 2004 se torne operável.

[00146] Esta modalidade na figura 36 também ilustra como o mecanismo de detecção de torque 2014 inclui os sensores 2036 operacionalmente conectados à placa 2034 e à luva 2011, de modo a se detectar o torque aplicado pela ferramenta 2000 através de uma implementação 2038 operacionalmente conectada à luva 2011, tal como um adaptador 2052 preso ao berço 2002 e encaixado pela luva 2011, quando inserido através do berço 2002.

[00147] Olhando, agora, para a figura 37, uma outra modalidade da ferramenta 2000 inclui um alojamento 2010 que tem um comutador de trava eletrônica 2040 operacionalmente conectada à placa 2034 que é posicionada sobre uma coluna 2042 no berço 2002, quando o alojamento 2010 estiver encaixado com o berço 2002. A coluna 2042 faz contato ou se conecta de outra forma operacionalmente ao comutador 2040 para operação do comutador e ativação do suprimento de potência do conjunto de potência / módulo de sensor 2004. Isto pode ser realizado por uma luz de potência ativa (não mostrada) que é visível no alojamento 2010 ou em um berço 2002, quando a coluna 2042 se encaixar no comutador 2040.

[00148] Com referência, agora, às figuras 38 e 39, a ferramenta 2000 inclui um mecanismo de catraca 2044, o qual pode ser disposto em um adaptador 2052 preso ao berço 2002 e usado para se prender o eixo 2038 ao berço 2002, preso à luva 2011 e através do que o eixo implementado 2038 se estende para conexão com a luva 2011. O mecanismo de catraca 2044 pode ser qualquer mecanismo adequado, tal como aquele exposto na Patente U.S. N° 6.817.458, o qual é expressamente incorporado como referência aqui em sua totalidade, permite que o implemento 2038 seja movido em uma maneira em incrementos, uma maneira de catraca, com cada incremento provido com uma indicação do torque exercido pela ferramenta 2000 através do mecanismo de detecção de torque 2014.

[00149] Em uma configuração diferente para afixação de um mecanismo de catraca 2044 à ferramenta 2000, na figura 39, a luva 2011 inclui um membro 2046 que tem estrias externas 2048 nele. As estrias 2046 são combináveis com as estrias internas 2050 formadas em uma engrenagem de catraca 2051 disposta no adaptador ou conector 2052, o que pode ser um adaptador de engate rápido. Quando há um conjunto ou mecanismo de catraca 2044 disposto no alojamento para o adaptador 2052, a engrenagem de catraca frequentemente é travada em uma posição para frente ou reversa. Se alguém estiver tentando montar o conjunto de bateria 2004 no berço 2002 que tem um conjunto de catraca 2044, o eixo ou luva 2011 do conjunto de potência 2004 terá que combinar com a engrenagem de catraca 2051 para transmissão de torque. De modo que a combinação ocorra, a engrenagem de catraca 2051 poderia ser rodada até se adaptar / combinar com o eixo 2011. Contudo, se a engrenagem de catraca 2051 estiver em uma posição travada, ela não poderá ser rodada ou em uma posição de catraca, poderá ser rodada apenas em uma direção horária (CW) ou anti-horária (CCW). Ter um membro de eixo estriado afunilado 2046 na extremidade de combinação do eixo 2011 permite que o eixo 2011 facilmente combine com a engrenagem de catraca 2051 com estrias afuniladas internas 2050 sem rotação da engrenagem de catraca 2051 ou desbloqueio dela. Quanto mais estrias 2048 no eixo 2011 e na engrenagem 2051, de modo que o conjunto de potência 2004 e o conjunto de catraca 2044 possam ser combinados sem se ter que comutar a posição de engrenagem de catraca, isto é, o número grande de estrias 2048, 2050 permite que o conjunto de potência 2004 seja montado na engrenagem 2051 com uma rotação mínima enquanto a engrenagem 2051 está em uma posição travada.

[00150] Em ainda uma outra configuração mostrada nas figuras 40 a 42, uma outra modalidade, o conjunto de potência 2004 pode ser inserido no berço 2002 com a luva 2011 do alojamento passando através do berço 2002 para encaixe com um colar de travamento 3000 disposto no mecanismo de catraca 2044. O colar de travamento 3000 é montado de forma rotativa no mecanismo de catraca 2044 e tem um adaptador 3002 ali. O adaptador 3002 define um orifício cego 3004 dentro do qual a luva 2011 é inserida para se encaixar no berço 2002 e no alojamento 2010 com o colar de travamento 3000 e o mecanismo 2044. A extremidade fechada do adaptador 3002 inclui uma projeção 3006 que tem vários dentes 3008 nela que se encaixam com a engrenagem interna do mecanismo de catraca 2044. Assim, quando a luva 2011 é inserida no adaptador 3002, a torção do alojamento 2010 e do berço 2002, o que forma o cabo para a ferramenta 2000, move de forma correspondente o mecanismo de catraca 2044, e o torque aplicado ao mecanismo 2044 em qualquer eixo 2038 afixado ao mesmo é efetivamente transmitido para o módulo 2004 para medição e exibição.

[00151] A luva 2011 é mantida no adaptador 3002 pelo encaixe do colar de travamento 3000 entre o mecanismo 2044 e a luva 2011. Na modalidade ilustrada, a luva 2011 inclui uma coluna 3010 se estendendo para fora a partir da luva 2011. A coluna 3012 é inserível em um canal 3010 formado no colar de travamento 3000. Um membro de travamento 3014 é disposto no colar de travamento 3000 e pode ser seletivamente encaixado com a coluna 3012, de modo a se encaixar de forma segura a coluna 3012 e a luva 2011 com o colar de travamento 3000. O membro de travamento 3014 pode ser desencaixado da coluna 3012, para se permitir que a luva 2011 seja retirada do adaptador 3002.

[00152] Olhando, agora, para as figuras 43 a 45, em uma outra modalidade para a ferramenta 2000, o berço 2002 é formado com o mecanismo 2044 fixado ao berço 2002 por um eixo de conexão 3016. O conjunto de potência / módulo de sensor 2004 é subsequentemente inserido no berço 2002 e conectado ao eixo de conexão 3016. Na figura 44, a conexão entre o eixo de conexão 3016 e o berço 2002 é feita por um pino de travamento 3018 no eixo 3916 que é encaixado em um par de entalhes opostos 3020 dispostos no berço 2002.

[00153] Nesta modalidade, conforme mais bem mostrado na figura 45, o torque máximo que pode ser aplicado pela ferramenta 2000 é limitado pelo mecanismo de limitação de torque 3022, tal como aquele disposto na Patente U.S. N° 7.806.026, o que é expressamente incorporado como referência aqui em sua totalidade. Além disso, o pino de travamento 3018 e/ou o eixo de conexão 3016 pode incluir seções de entalhe 3024 ali. O tamanho destes entalhes 3024 é selecionado para se permitir que o eixo 3016 e/ou o pino 3018 tenha uma resistência ao cisalhamento igual a ou aproximadamente igual ao torque máximo a ser aplicado pela ferramenta 2000. Assim, quando este nível de torque é atingido, o eixo 3016 e/ou o pino 3018 cisalharão no entalhe 3024, tornando a ferramenta 2000 inoperante e incapaz de aplicar um torque adicional.

[00154] As figuras 46A a 46F mostram configurações alternativas para o alojamento 2010 e a inserção / o encaixe correspondente do alojamento 2010 no berço 2002.

[00155] Olhando, agora, para as figuras 47A a 47D, a ferramenta 2000 é ilustrada, na qual o alojamento 2010 e a haste 2011 para o conjunto de potência / módulo de sensor 2004 são configurados de uma maneira que permite que o mesmo módulo 2004 seja usado com os berços 2002 tendo configurações diferentes. Na figura 47A, o alojamento 2010 tem um eixo de implemento 2038 preso à haste 2011, e o alojamento 2010 e o eixo 2038 em combinação são encaixados com o berço 2002 pela inserção, primeiramente, do eixo 2038 através da abertura 2013 no berço 2002. Na figura 47B, o eixo 2038 é preso ao berço 2002, com o alojamento 2010 subsequentemente encaixado com o berço 2002 e o eixo 2038. Na figura 47C, o berço 2002 inclui um adaptador 2052 preso ao berço 2002, e o qual pode ser usado para a conexão de forma liberável do eixo 2038 ao berço 2002. Na figura 47D, o berço 2002 incluiu um adaptador 2052 que tem um mecanismo de catraca 2044 ali.

[00156] Com estas configurações para a ferramenta 2000, o conjunto de sensor 2004 é um item de uso único e o berço 2002 é um item reusável, já que pode ser esterilizado. Alguns consumidores podem querer um dispositivo com um eixo fixo (A), em cujo caso o berço 2002 é muito pequeno e leve e, possivelmente, menos dispendioso. Uma vez que o berço 2002 está no kit de bandeja de instrumento 2200, o custo de kit de bandeja de instrumento em geral é mais baixo.

[00157] Os conjuntos de sensor 2004 usados nas opções B, C e D são idênticos a cada outro e a única diferença da opção A é que o comprimento inteiro do eixo 2038 é afixado ao conjunto de sensor 2004.

[00158] Ter configurações idênticas para o conjunto de sensor 2004 permite que o usuário final compre e estoque um conjunto de sensor 2004 e ainda o use em qualquer uma das três opções de berço 2002 diferentes. A partir do ponto de vista de fabricantes, ter uma construção de conjunto de sensor quase idêntico 2004 através das opções A-D permite volumes mais altos e, daí custos de item mais baixos.

[00159] B: esta opção permite que o usuário final compre um conjunto de sensor de custo mais baixo 2004, o qual é um item de uso único, uma vez que um conjunto de sensor 2004 com um eixo mais curto é menos dispendioso de fabricar e remeter.

[00160] C: esta opção permite que o usuário final use qualquer eixo 2038 que tem recursos de combinação apropriados com a ferramenta 2000 (conjunto de sensor 2004 + berço 2002). O usuário final pode usar múltiplos eixos 2038 personalizados para cada implante ou através de vários implantes.

[00161] D. Esta opção permite que o usuário final use qualquer eixo 2038 e tenha a capacidade de usar uma catraca no dispositivo para posicionar apropriadamente a ferramenta 2000 para facilidade de uso.

[00162] Ainda, na figura 48, uma configuração para um conector 8000 para fixação do conjunto 2004 ao berço 2002 e o eixo 2038 utiliza um anel de travamento 8002 e um anel fixo 8004, cada um tendo furos 8006 ali, dentro dos quais são postas extremidades opostas de pinos de mola 8008 para controle do movimento dos anéis 8002 e 8004 com respeito um a outro.

[00163] Em uma outra modalidade da ferramenta 4000 mostrada na figura 49, de modo a se prover um aspecto de segurança alternativo para a ferramenta 4000, o berço 4002 inclui um mecanismo de limitação de torque mecânico 4100 disposto no berço 4002 e encaixado em uma extremidade com o eixo 4038 e na outra extremidade com a haste 4011 no alojamento 4010 do conjunto de sensor 4004 para se conectar opcionalmente o dispositivo de detecção de torque 4014 no conjunto de sensor 4004 com o eixo 4038 para medição do torque aplicado pela ferramenta 4000. O mecanismo de limitação de torque 4100 pode ser qualquer mecanismo adequado, tal como aquele disposto na Patente U.S. N° 7.650.821, a qual é expressamente incorporada aqui como referência em sua totalidade. No caso em que o conjunto de sensor 4004 funciona mal e não provê indicações acuradas para o torque usado sendo aplicado pelo usuário através da ferramenta 4000, o mecanismo de limitação de torque 4100 operará de uma maneira mecânica, para se evitar que um torque excessivo seja aplicado pela ferramenta 4000.

[00164] Além disso, em conjunto com o mecanismo 4100, a ferramenta 4000 pode incluir um indicador 4102 operacionalmente conectado ao mecanismo 4100 que provê uma indicação para o usuário da ferramenta 4000 que o mecanismo 4100 excedeu seu limite de torque. Um exemplo de um mecanismo 4102 como esse é mostrado na Patente U.S. N° 7.806.026, incorporada previamente como referência aqui em sua totalidade.

[00165] Ainda, a ferramenta 4000 pode incluir um mecanismo de acionamento de relação de engrenagens variável 4104, tal como aquilo exposto na Publicação de Pedido de Patente U.S. N° US2010/029084, o que é expressamente incorporado como referência em sua totalidade.

[00166] Nas figuras 50 e 51, as modalidades da ferramenta 2000 são mostradas, nas quais o módulo de sensor 2004 é operacionalmente conectado a uma tela de vídeo 18000 que exibe os valores de torque detectados pelo módulo 2004, ou que inclui um visor 1008 no módulo 2004 capaz de exibir os valores de torque detectados, e também funcionando como uma tela de vídeo para exibição do local no qual o indivíduo está usando a ferramenta 2000. Nas modalidades ilustradas, a figura 50 mostra uma ferramenta 2000 conectada de forma sem fio ao visor 18000, enquanto a figura 51 mostra um visor 18002 disposto diretamente na ferramenta 2000.

[00167] Olhando agora para as figuras 52 a 54, uma vigésima primeira modalidade da ferramenta 5000 é ilustrada, na qual a ferramenta 5000 inclui, dentre outros recursos mostrados nas modalidades prévias, tal como um adaptador 5028 e um mecanismo de catraca 5044, dentre outros, uma bobina de receptor 5002 disposta em uma porção do cabo 5004 para a ferramenta 5000 e operacionalmente conectada aos outros componentes eletrônicos na ferramenta 5000, tais como um conjunto de bateria 5005 e um mecanismo de medição de torque (não mostrado) e um visor (não mostrado). A bobina de receptor 5002 é capaz de ser posicionada em contato elétrico com uma bobina de transmissor 5006 disposta em uma estação de carregamento 5008, de modo a se prover uma carga indutiva sem fio através da bobina de receptor 5002 ao conjunto de bateria. A estação 5008 inclui recursos para alinhamento apropriadamente e manutenção do alinhamento da ferramenta 5000 e da bobina de receptor 5002 com a bobina de transmissor 5006 na estação 5008, para se garantir uma carga apropriada quando a ferramenta 5000 estiver posicionada na estação 5008. Adicionalmente, a estação 5008 inclui um fio de potência 5014 que permite que a estação 5008 seja suprida com potência através de qualquer tomada de energia convencional, tal como uma tomada de parede (não mostrada). A estação 5008 também pode incluir um visor 5010 que provê uma informação variada sobre o status da estação 5008 e da ferramenta 5000 posta na estação, incluindo, mas não limitando o status do carregamento da ferramenta 5000 na estação 5008, o que pode ser alterado pelo uso dos botões seletores 5012 na estação 5008. Algumas vantagens desta construção para a ferramenta 5000 incluem: 1. Um carregamento de bateria sem fio permite que uma bateria recarregável seja selada no dispositivo 5000. Desta forma, a bateria é esterilizada dentro do dispositivo 5000. Isto elimina a necessidade de lidar com o conjunto de bateria e carregar o conjunto de bateria no dispositivo, enquanto se usam técnicas assépticas. Portanto, uma segurança melhorada para o paciente. Uma vez que o carregamento é sem fio, ambos o carregador 5008 e o dispositivo 5000 não precisam de contatos metálicos expostos e, assim, podem ser selados, o que os torna mais seguros de usar e limpar / esterilizar para uso em um ambiente de sala de cirurgia, o que frequentemente envolve uma exposição à umidade especialmente durante o processo de limpeza, tal como em uma limpeza com vapor / autoclave. 2. Princípio de operação: a potência é transmitida por um acoplamento indutivo. O sistema envolve dois dispositivos, o dispositivo acionado à bateria 5000 e o carregador sem fio 5008. O carregador 5008 tem uma bobina de transmissão 5006, a qual transmite potência para a bobina de receptor 5002, que está localizada no dispositivo 500, quando a bobina de receptor 5002 é posta no campo magnético criado pela bobina de transmissor 5006 pelo acoplamento indutivo. A bobina de receptor 5002 é conectada a uma bateria recarregável. Esta bateria supre potência para o circuito no cabo 5004. As bobinas de transmissor e receptor transmitem potência usando frequências altas (frequências de rádio), esta potência carregando a bateria. As duas bobinas são sintonizadas com cada outra, para se tornar esta transferência de energia possível. Quanto mais próximas estas bobinas forem postas e melhor elas estiverem alinhadas, mais eficiente será a transferência de potência. Uma imagem mostra o dispositivo posto perto da bobina no carregador. Um suporte adaptado personalizado poderia ser projetado para melhor alinhamento ou um carregador do tipo de base mais genérico poderia ser usado para carregamento de múltiplos dispositivos de uma vez. As patentes relacionadas para transmissão de potência sem fio incluem as Patentes U.S. N° 3.938.018; 5.314.453; 5.314.457 e 8.378.523, cada uma das quais sendo expressamente incorporada como referência aqui em suas totalidades.

[00168] Com referência, agora, às figuras 55 a 57, de modo a se permitir o uso de baterias não estéreis recarregáveis da técnica anterior em instrumentos cirúrgicos estéreis ou ferramentas 10, 2000, 6000, conforme descrito na Patente U.S. N° 6.917.183, a qual é expressamente incorporada como referência aqui em sua totalidade, os usuários empregam uma técnica conhecida de “transferência estéril”. Embora possivelmente conhecida por outros nomes, esta técnica geralmente envolve a esterilização e o uso de um recipiente de bateria estéril a ser afixado a um instrumento acionado estéril. O recipiente esterilizado é mantido em um campo estéril (por uma enfermeira de centro cirúrgico, por exemplo) e é blindado por um capuz estéril. Uma bateria carregada não estéril (mantida por uma enfermeira de andar, por exemplo) é posta no recipiente esterilizado com cuidado, de modo a não contaminar o recipiente já esterilizado. O capuz então é removido pela enfermeira de andar e o recipiente esterilizado é fechado pela enfermeira de centro cirúrgico e afixado ao instrumento. O recipiente encerra hermeticamente a bateria e tem seus próprios terminais exteriores, os quais são conectados aos terminais de bateria e através do que o instrumento é acionado.

[00169] A bateria usada geralmente é um conjunto de bateria que compreende uma pluralidade de células de bateria individuais ligadas com fio e ligadas em conjunto em uma unidade. Os terminais das células são conectados em série e aos terminais do conjunto de bateria. Conforme usado aqui, o termo “bateria” será entendido para incluir um conjunto de bateria.

[00170] Os conjuntos de bateria de técnica anterior geralmente têm contatos de terminal, os quais são montados em superfície e encaixáveis por encaixe contíguo com um outro contato de superfície no dispositivo com o qual o conjunto de bateria é projetado para operar. Os contatos de superfície são projetados para serem pressionados em conjunto em direção a cada outro, essencialmente empurrando em direções opostas ao longo de uma linha imaginária que passa através de ambos os contatos no ponto no qual eles são contíguos. Algumas vezes, uma força de mola é projetada para encaixe para melhoria da força com a qual os contatos terminais fazem pressão contra os contatos de dispositivo.

[00171] Os contatos de superfície estão sujeitos a uma vibração em instrumentos cirúrgicos elétricos, e isto pode aumentar o desgaste e afetar a performance. Também, os contatos de superfície podem sujeitar uma bateria a um risco de curto, se os terminais de bateria inadvertidamente conectarem materiais condutores, antes de serem colocados no instrumento pretendido.

[00172] Adicionalmente, os contatos de superfície necessariamente aumentam o tamanho da bateria e/ou a combinação de bateria / instrumento. Isto ocorre simplesmente por causa da necessidade de provisão de contatos relativamente maciços e/ou mecanismos de mola para manutenção de uma conexão segura, durante um uso. Ainda, os conjuntos de bateria que são selados para serem esterilizados por vapor para se endereçar a estas preocupações necessariamente perderiam uma porção significativa grande da carga armazenada, quando aquecidos para temperaturas de esterilização, as quais são tão altas quanto 134 °C (273,2 °F).

[00173] Para se dirigir a estas preocupações e aos inconvenientes de conjuntos de bateria recarregável da técnica anterior que não podem sobreviver a um ambiente difícil de esterilização com vapor em uma autoclave, e, uma vez que uma esterilização com vapor é o método mais comumente usado para esterilização de instrumentos, uma vigésima segunda modalidade da ferramenta 6000 mostrada nas figuras 55 a 57 e 60 a 64 é construída com três subconjuntos, especificamente, uma base de cabo ou berço 6002, o que pode incluir atributos das modalidades anteriores, tais como um adaptador, um mecanismo de catraca, um mecanismo de limitação de torque, um conjunto de iluminação, etc., um conjunto de sensor 6004 encaixável com o cabo 6002, e um conjunto de bateria substituível e recarregável 6006 encaixado com o cabo 6002 e um conjunto de sensor 6004. Cada subconjunto tem uma “expectativa de vida” diferente no ambiente difícil de esterilização com vapor. Em uma modalidade: 1. Parte 1 - A BASE DE PUNHO 6002 com um colar de engate rápido / adaptador 6028 e o mecanismo de catraca 6044; isto é, reusável, e esterilizável com vapor até pelo menos 150 autoclaves. 2. Parte 2 - O CONJUNTO DE SENSOR 6004 (contém uma eletrônica que constitui um mecanismo de detecção de torque eletrônico 6014, uma unidade eletrônica 6020 e um visor 6022, e pode ser fixado ou conectado de forma liberável à base 6002) - reusável por aproximadamente 100 autoclaves. 3. Parte 3 - O CONJUNTO DE BATERIA 6006 também pode conter, em certas modalidades, a buzina e o motor de vibração (não mostrado), além do conjunto de bateria e do conector - é projetado para um uso único. O conjunto de bateria 6006 é esterilizado por EtO e é vendido estéril em um saco selado e não é pretendida para esterilização com vapor. Cada componente tem benefícios tornado o procedimento cirúrgico mais seguro, mais simples e reduzindo o risco de paciente e melhorando as receitas. A área principal de risco está na limpeza e na esterilização. Pelo uso de um conjunto de bateria selado e esterilizado com EtO, o usuário está seguro de receber o conjunto de bateria plenamente carregado. Se o procedimento durar tempo demais, eles poderão abrir um conjunto de bateria novo. 4. Parte 4 - A BLINDAGEM DE INSERÇÃO ESTÉRIL 6040 treinamento pode ser opcionalmente utilizado com conjuntos de bateria não esterilizados 6006’ em uma segunda modalidade mostrada nas figuras 60 a 64.

[00174] O conjunto de bateria de uso único 6006 tem muitas vantagens em relação a uma bateria recarregável, incluindo: 1. Se o dispositivo 6000 for deixado cair no chão durante uma cirurgia, o cirurgião poderá descartar a bateria não estéril 6006, a equipe cirúrgica poderá limpar e lavar de forma estéril o dispositivo 6000 em minutos e carregar um novo conjunto de bateria estéril 6006, desse modo se evitando esperar que uma bateria seja recarregada. Um outro benefício é que nenhum carregador de bateria é requerido. 2. O conjunto de bateria 6006 é esterilizado e vendido estéril em um saco selado, de modo que o risco de infecção de uma bateria recarregável limpa de forma imprópria seja reduzido. 3. Em uma modalidade alternativa em que o conjunto de bateria de uso único 6006’ não é esterilizado antes do uso, mais bem mostrado nas figuras 60 a 64, o conjunto de bateria 6006’ é projetado para não ser esterilizável com vapor, resultando em um conjunto de bateria 6006’ de volume menor e mais leve do que o requerido para conjuntos de bateria esterilizáveis com vapor 6006, uma vez que os conjuntos de bateria esterilizáveis com vapor 6006 tipicamente têm massa adicional de materiais de blindagem de calor para encapsulação das baterias e mais da massa química necessária para compensação da quantidade de carga perdida devido às altas temperaturas de esterilização com vapor (121 a 135 °C (250 a 275 °F)). Adicionalmente, os conjuntos de bateria não estéreis 6006’ duram muito mais do que os conjuntos de bateria esterilizáveis 6006 porque eles não passam repetidamente pelas condições extremas de esterilização com vapor, e não têm a bateria e/ou outra eletrônica dispostas no conjunto de bateria 6006’ potencialmente danificadas pelo processo de esterilização. Ainda, os conjuntos de bateria não esterilizáveis 6006’ podem ser mais seguros de usar, uma vez que eles não são expostos a um calor alto e, portanto, têm menos chance de explodirem.

[00175] O dispositivo 6000 nesta modalidade também tem uma eletrônica (não mostrada) ali, por exemplo, no cabo 6002, no conjunto de sensor 6004 ou no conjunto de bateria 6006, que contará o número de vezes em que o dispositivo 6000 foi acionado, sozinho ou em conjunto com outra eletrônica no dispositivo 6000, e pode notificar ao usuário a vida deixada do dispositivo e quando substituir o conjunto de sensor 6004.

[00176] Em uma outra modalidade, o dispositivo 6000 pode ter uma eletrônica (não mostrada) ali, por exemplo, no cabo 6002, no conjunto de sensor 6004 ou no conjunto de bateria 6006, que contará o número de vezes em que o dispositivo 6000 passou por autoclave, sozinho ou em conjunto com outra eletrônica no dispositivo 6000, e pode notificar ao usuário a vida deixada do dispositivo e quando substituir o conjunto de sensor 6004.

[00177] Quando o conjunto de bateria não esterilizável 6006’ é utilizado, o processo de transferência asséptico para uso deste tipo de conjunto de bateria 6006’ é mostrado nas figuras 60 a 64. Inicialmente, na figura 60, o cabo estéril 6002 ou o conjunto de sensor 6004 do dispositivo 6000 é aberto por um indivíduo I no campo estéril para exposição da câmara 6042, na qual o conjunto de bateria 6006’ é para ser posicionado. Na posição aberta, a câmara 6042 pode ser encaixada pelo indivíduo I no campo estéril com uma blindagem estéril 6040 (figura 61) que inclui uma luva 6044 que é encaixável de forma liberável na câmara 6042 e várias superfícies de blindagem 6046, 6048 circundando e/ou se estendendo para fora a partir da luva 6044. As superfícies 6046, 6048 permite acesso à câmara 6042 através da luva 6044, enquanto se evita um contato direto com a câmara 6042 ou qualquer outra superfície do dispositivo 6000. Na figura 62, a blindagem 6040 é ilustrada com a luva 6044 parcialmente encaixada na câmara 6042, para se permitir que a câmara 6042 seja exposta, enquanto também se protegem as superfícies remanescentes do cabo 6002, do conjunto de sensor 6004 e do dispositivo 6000 usando-se as superfícies 6046, 6048. Na figura 63, um indivíduo O fora do campo estéril então insere um conjunto de bateria não estéril 6006’ na câmara 6042 através da luva 6044 da blindagem 6040, enquanto se evita que o indivíduo não estéril contate o dispositivo estéril 6000. Uma vez que o conjunto de bateria não estéril 6006’ esteja plenamente inserido na câmara 6042, a luva 6044 da blindagem 6040 pode ser removida do em torno do conjunto de bateria 6006’ pelo indivíduo fora do campo estéril, e o indivíduo no campo estéril pode fechar o cabo 6002, sem contatar o conjunto de bateria 6006’ e ativar o dispositivo 6000 incluindo o conjunto de bateria não estéril 6006’.

[00178] Olhando agora para as figuras 58 a 59E, em uma vigésima terceira modalidade do dispositivo 7000, o dispositivo 7000 pode incluir quaisquer recursos de qualquer modalidade prévia e, conforme ilustrado, inclui um visor 7002 e inclui um transceptor adequado (não mostrado) configurado para a transmissão e/ou a recepção de uma informação usando-se um protocolo adequado (NFC, RFID, Bluetooth, etc.) a partir de um dispositivo de computação eletrônico separado 7004, tal como um computador de mesa, um computador laptop ou um dispositivo de computação tablet, dentre outros, que também pode incluir um visor 7006. A comunicação entre o dispositivo 7000 e o dispositivo de computação 7004 permite que os torques sendo aplicados pelo dispositivo 7000 sejam transmitidos e armazenados no dispositivo 7004, ou em um meio de armazenamento de dados eletrônicos adequados ou uma localização operacionalmente conectada ao dispositivo 7004.

[00179] Em uma modalidade, o recurso de gravação para o torquímetro eletrônico 7000 pode transmitir dados de forma sem fio para um aplicativo (App) no dispositivo 7004. O aplicativo (“App” é uma abreviação para aplicativo; definição de “App”: um aplicativo é uma peça de software. Ele pode rodar na Internet, em um computador, em um telefone ou outro dispositivo eletrônico) pode rodar em um dispositivo 7004 com qualquer sistema operacional adequado, tal como um dispositivo com Android ou iOS. O procedimento envolveria uma etapa inicial em que o doutor abre o aplicativo no dispositivo 7004, o qual mostraria a imagem da construção inteira sendo implantada no procedimento. O torquímetro eletrônico 7000 subsequentemente seria regulado para o modo de transmissão. O cirurgião poderia mesmo pegar esta imagem da construção durante a cirurgia. Agora, o cirurgião tocaria na imagem na tela do prendedor no visor 7006 do dispositivo 7004 que ele está para pegar, o aplicativo então apresentaria os valores de torque apropriados para aperto do prendedor, transferiria (via upload) os valores para o dispositivo 7000 para uso pelo cirurgião apertando o prendedor em particular. Agora, o cirurgião prosseguiria com o uso do ETW 7000 para apertar o prendedor na construção, e o dispositivo 7004 gravaria os valores de torque que estiverem sendo transmitidos pelo dispositivo 7000 para ser salvo no dispositivo 7004 ou um dispositivo eletrônico inteligente similar com um link que aparece na localização de grade de pixel em que o cirurgião tocou. O cirurgião então toca no próximo prendedor que ele está para apertar e um prendedor e assim por diante, e, em uma modalidade, executa esta função usando-se uma sequência predeterminada para aperto dos prendedores providos pela informação exibida no dispositivo 7004.

[00180] Recuperação de dados: quando da recuperação dos dados a partir do dispositivo 7004, a pessoa recuperando os dados seria capaz de tocar cada arquivo de dados de torque ao tocar nos links providos em cada localização de pixel na imagem de tela.

[00181] Nesta modalidade, uma NFC (comunicação de campo próximo) ou RFID (identificação com frequência de rádio) pode ser usada para o estabelecimento de uma conexão entre o ETW 7000 e o dispositivo eletrônico 7004, como um telefone móvel ou um iPad. Para taxas de transferência de dados mais altas, uma conexão sem fio como Bluetooth pode ser usada, a qual é capaz de taxas de transmissão de dados mais altas. O dispositivo ETW 7000 poderia ser acoplado a outros dispositivos eletrônicos (não mostrados) como monitores para exibição de dados de torque de transmissão contínua ao vivo ou dados gravados de reexibição.

[00182] Conforme mostrado nas figuras 59A a 59E, o ETW 7000 poderia ter uma tela 7002 com botões ou sem tela e botões. No caso de sem botões e tela, o ETW 7000 poderia ser controlado e mesmo ativado pela presença de dispositivos similares compatíveis ou capazes de RFID, NFC ou Bluetooth. Estes dados incluem a transferência (via download) de dados gravados no ETW 7000 ou tocar um vídeo dos dados sendo gravados no aplicativo de NFC.

[00183] Uma vez que NFC é uma forma muito simples de estabelecimento de um enlace entre dois dispositivos, isto poderia ser usado para o estabelecimento de um enlace enquanto conexões de Bluetooth podem ser usadas para a transferência de dados entre os dois dispositivos. Os exemplos disto são Nokia e Sony que usam NFC para emparelhamento de aparelhos com Bluetooth e alto-falantes com uma tomada em um dispositivo de NFC.

[00184] A segurança de dados de paciente é inerente no tipo de comunicação sendo ‘de campo próximo’, o que é atualmente de 4 a 10 cm. Uma outra forma de adição de segurança é que códigos de segurança também sejam programados nas etiquetas de NFC (um chip de NFC sem potência é denominado uma etiqueta) nos dois dispositivos de comunicação. Isto poderia ser monitorado por um microcontrolador, o qual procura e checa os códigos de segurança em ambos os dispositivos, antes de se permitir que uma comunicação prossiga entre eles.

[00185] As etiquetas de RFID com o dispositivo 7000 podem ser ativas ou passivas. Uma comunicação com RFID entre os dois dispositivos pode ser dos tipos a seguir. Etiqueta Ativa de Leitora Passiva (PRAT) Etiqueta Passiva de Leitora Ativa (ARPT) Etiqueta Ativa de Leitora Ativa (ARAT)

[00186] Com respeito à utilidade da ferramenta / do dispositivo 7000, o que vem a seguir são algumas razões para a utilidade desta modalidade do dispositivo 7000, e algumas descrições de modalidades alternativas de um sistema 7010 empregando os dispositivos 7000 e 7004. • Assegura ao cirurgião que o torque atual foi aplicado. • Em uma investigação, um registro de prendedores de toque corretamente aplicado ajudaria a inocentar o cirurgião, o hospital e o OEM de implante. • Em um caso em que há complicações, um instrumento de torque mais preciso significaria que há uma chance menor de erro com que os cirurgiões precisam estar preocupados. • Mais acurácia também pode ser importante, em casos em que pode começar simples, mas se tornar complicado. • Um torquímetro mais preciso no mercado levaria a OEMs projetando novos implantes que precisariam desta precisão mais alta. • Esta precisão mais alta seria desejada em cirurgiões como em implantes cocleares que requerem torques precisos muito baixos. Adicionalmente, não ter uma dissonância aguda de um mecanismo de limitação de torque pode ser desejável em cirurgias delicadas. • Um visor sem fio permitiria que o cirurgião visse o valor de torque nas telas de vídeo juntamente com um vídeo cirúrgico em tempo real e outra informação vital de paciente. Eles não teriam que mover os olhos da tela de vídeo para o cabo de torque. O cirurgião apenas olharia em uma chave indicadora, ele não teria que olhar para uma chave de limitação de torque. O cirurgião não usaria um torque se ele estivesse usando uma chave de separação com um tipo de parafuso no qual a cabeça se rompe quando o torque apropriado é encontrado ou excedido.

[00187] O dispositivo 7000 também pode incluir uma função de gravação / armazenamento em memória, que permite ao cirurgião gravar os valores do torque aplicado a cada prendedor. O benefício deste recurso é que o cirurgião teria uma prova do torque aplicado a cada prendedor, caso um prendedor, uma haste ou alguma outra parte da construção se tornasse solta e houvesse um problema quanto ao torque correto ter sido aplicado durante o procedimento.

[00188] Conceito N° 1 para o recurso de gravação: o cirurgião usaria um dispositivo de computação portátil adequado, tal como um computador tablet ou um dispositivo de tela de toque similar 7004 com a imagem de cada prendedor sobreposta à imagem da anatomia, então, o cirurgião: • tocaria no prendedor no dispositivo tablet 7004; • então, apertaria o botão de gravação no torquímetro para o dispositivo 7000 e, então, apertaria o prendedor.

[00189] O dispositivo 7000 então gravaria o valor de torque de pico e transmitiria o valor para o dispositivo 7004, em que o software ligaria a imagem do prendedor ao valor de torque gravado.

[00190] Conceito N° 2 para o recurso de gravação: o dispositivo 7000 teria orbes de navegação (não mostradas) afixados a ele, os quais comunicariam sua localização para o software de navegação no dispositivo 7000 ou 7004.

[00191] Quando um botão de gravação (não mostrado) no dispositivo 7000 é ativado, o dispositivo 7000 grava o valor de torque e as coordenadas de localização do torque aplicado. O software de navegação então mantém este registro de torque juntamente com imagens da construção que liga a localização de prendedor ao valor de torque gravado.

[00192] Embora os conceitos da presente exposição sejam ilustrados e descritos em detalhes nos desenhos e na descrição, uma ilustração e uma descrição como essas são para serem consideradas como exemplos e não de caráter restritivo, sendo entendido que apenas as modalidades ilustrativas são mostradas e descritas, e que se deseja que todas as mudanças e modificações que vierem no espírito da exposição sejam protegidas. Há uma pluralidade de vantagens que podem ser inferidas a partir da presente exposição surgindo a partir dos vários recursos dos aparelhos, dos sistemas e métodos descritos aqui. Será notado que modalidades alternativas de cada um dos aparelhos, sistemas e métodos da presente exposição podem não incluir todos os recursos descritos, mas ainda se beneficiam de pelo menos algumas das vantagens inferidas desses recursos expostos em outras modalidades, as quais são julgadas como estando incluídas nas exposições de cada uma das várias modalidades expostas aqui. Aqueles de conhecimento comum na técnica podem prontamente divisar suas próprias implementações de um aparelho, sistema e método que incorporam um ou mais dos recursos da presente exposição e caem no espírito e no escopo da exposição, conforme definido pelas reivindicações em apenso.

Claims

1. Ferramenta de condução (10) compreendendo: a) um corpo (12) capaz de ser submetido a temperaturas e pressões associadas a procedimentos de esterilização médicos; b) um eixo (14) operacionalmente conectado ao corpo (12) e encaixável com um prendedor; e c) um alojamento (18) conectado operacionalmente com uma unidade eletrônica (20) e incluindo um sistema de medição de torque (1006) operacionalmente conectado ao eixo (14) e operável para medir o torque exercido através do eixo (14) em um prendedor, caracterizado pelo fato de que o alojamento (18) é separável do corpo (12).

2. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo (12) e o alojamento (18) são capazes de serem submetidos a temperaturas e pressões associadas a procedimentos de esterilização médicos sem danos à unidade eletrônica (20).

3. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o alojamento (18) é disposto dentro do corpo (12).

4. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma fonte de potência (19) operacionalmente conectada à unidade eletrônica (20).

5. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a fonte de potência (19) é posicionada no alojamento (18).

6. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a fonte de potência (19) é carregável de forma sem fio.

7. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a fonte de potência (19) é separável do alojamento (18).

8. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que: o alojamento (18) é conectado ao corpo (12) por um mecanismo de travamento (2300); ou ainda compreende um comutador de travamento (2030) disposto no corpo (12) e capaz de ser desativado por uma estrutura complementar no alojamento (18).

9. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende uma unidade de controle (1100) operacionalmente conectada a um microcontrolador (92).

10. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende uma unidade de controle (1100) conectada de modo sem fio a um microcontrolador (92).

11. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um componente de memória eletrônico (800) operacionalmente conectado à unidade eletrônica (20).

12. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o componente de memória eletrônico (800) é disposto dentro do alojamento (18).

13. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um visor (22) operacionalmente conectado à unidade eletrônica (20) para exibição dos valores de medição de torque determinados pelo sistema de medição de torque.

14. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o visor está localizado no corpo ou no alojamento.

15. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o visor (22) está espaçado do corpo (12) e do alojamento (18).