CN103687558A - 使用触发机构和弹簧储能的外部固定夹持系统 - Google Patents

Abstract

一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置包括内爪和外爪，所述外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而关闭位置阻止稳固元件从内爪和外爪之间移除。闩锁组件可以与内爪和外爪协作以将各爪固定在闭合位置。闩锁组件可以包括闩锁和闩锁偏压部件。闩锁可以被配置成相对于内爪和外爪中的其中一个线性平移，并且闩锁偏压部件可以在内爪和外爪处于打开位置时具有第一较高等级的储能，而在内爪和外爪处于关闭位置时具有第二较低等级的储能。

Description

使用触发机构和弹簧储能的外部固定夹持系统

技术领域

本申请涉及一种利用触发机构的外部固定夹持系统，且更具体地，本申请涉及一种具有弹簧储能的外部固定夹持系统。

背景技术

外部固定系统用于稳固断裂的骨或在矫形手术之后使骨固定。所述外部固定系统通常由被多个夹具保持在一起的结构性部件组成，手术期间外科医生将组装全部夹具。所述夹具被置于骨钉上且被附接至杆，从而形成用于以特定关系将骨保持的框架。一般地，外部固定框架被组装成外科医生期望的结构，继而裂缝被减小且夹具被张紧。一些传统夹具必须被部分地张紧，以将骨钉或杆临时锁定在夹具中。

在一个已知的外部固定夹持器中，稳固元件通过抵抗将外爪和内爪推动到一起的轴向弹簧力被插入。同一弹簧提供在最终夹持完成之前约束稳固元件的临时锁定力。弹簧力取决于螺母被拧入夹持器的程度。在完全未被拧入状态下，力相对低且稳固元件能够被相当容易地插入。所述稳固元件也能够相当容易地弹出。随着螺母被逐渐拧入夹持器，这个弹簧力变得更大，并且在某一时刻夹持器被拧入到机械地阻止稳固元件插入的程度。这种情况发生的时刻也基于稳固元件是待插入夹持器的第一元件还是第二元件而改变。因此可以发现，在第一稳固元件插入之后，插入第二稳固元件需要松开夹持器。这种变化性至少是麻烦的事情。在其它已知的装置中，弹簧力作用于闩锁滑动件，所述闩锁滑动件必须被稳固元件的插入作用推开。插入作用期间被作用的弹簧元件在稳固元件被插入后仅提供在闩锁装置上的回复力；弹簧元件不提供任何临时夹持力，所以当约束稳固元件时，在将夹持元件张紧之前，所述稳固元件在夹具中是松动的。这也至少是麻烦的事情。

发明内容

一方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。夹持装置包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而关闭位置阻止稳固元件从内爪和外爪之间移除。闩锁组件可以与内爪和外爪协作，以将所述爪固定在闭合位置。闩锁组件可以包括闩锁和闩锁偏压部件。闩锁可以被配置成相对于内爪和外爪中的其中一个线性平移，而闩锁偏压部件可以在内爪和外爪处于打开位置时具有第一较高等级的储能，而在在内爪和外爪处于关闭位置时具有第二较低等级的储能。

一方面，储能由于在闩锁的线性平移期间闩锁偏压部件的释放压缩而改变。

在本申请的一示例性方面，用于接收稳固元件的外部固定夹持装置包括具有第一座部和第二座部的内爪，所述第一座部用于具有第一尺寸的第一稳固元件，而所述第二座部用于具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二稳固元件。外爪可以协作地布置成抓持稳固元件。外爪具有第三座部和第四座部，所述第三座部用于第一尺寸的第一稳固元件，而所述第四座部用于第二尺寸的第二稳固元件。一方面，第一座部和第三座部中的其中一个是横向槽。

在一示例性方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。夹持装置可以包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而所述关闭位置阻止从内爪和外爪之间移除稳固元件。偏压元件被布置在第一和第二爪之间，且被配置成将第一和第二爪偏压到打开位置。一方面，偏压元件被布置成抵抗外爪（外部）上的突伸的突片施加加载力，使得外爪朝向打开位置偏压。

在一示例性方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。夹持装置可以包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。闩锁组件可以与内爪和外爪协作地设置，以在内爪和外爪中的其中一个由于接触稳固元件而移位时触发和释放夹持装置内的储能。

在一示例性方面，本申请涉及一种方法，其包括以下步骤：抵抗第一爪的一部分插入稳固元件，以使得第一爪相对于第二爪旋转且压缩偏压稳固元件的爪偏压元件；以及随着闩锁朝向稳固元件移动从闩锁偏压元件释放能量，以使得整体势能被降低。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细说明将更好地理解本申请的各个方面。

图1是根据本申请的一示例性方面连接到患者的骨组织的示例性外部固定系统的示意图。

图2是根据本申请的一示例性方面的外部固定系统的夹持组件的示意图。

图3是根据本申请一方面的图2的夹持组件处于局部分解结构的示意图。

图4是根据本申请一示例性方面的图2的夹持组件的一夹具的分解等距视图的示意图。

图5是根据本申请一方面的图4的夹具的内爪的示意图。

图6是根据本申请一方面的图4的夹具的外爪的示意图。

图7是图4的夹具的示意图，示出根据本申请一方面的侧视图。

图8是图4的夹具的示意图，示出根据本申请一方面的背视或后视图。

图9是根据本申请一示例性方面在图7中沿线9-9截取的图7的夹具横截面的示意图。

图10是根据本申请一示例性方面在图8中沿线10-10截取的图8的夹具横截面的示意图。

图11是根据本申请一示例性方面在图8中沿线11-11截取的图8的夹具横截面的示意图。

图12是根据本申请一示例性方面在图8中沿线12-12截取的图8的夹具横截面的示意图。

图13是根据本申请一示例性方面的夹持组件的夹具的分解等距视图的示意图。

图14是根据本申请一方面的图13的夹具的外爪的示意图。

图15是根据本申请一方面的图13的夹具的外爪和内爪的示意图。

图16是根据本申请一方面的图13的夹具处于闭合位置的横截面图的示意图。

图17是根据本申请一方面的图13夹具的处于打开位置的横截面图的示意图。

图18是根据本申请一方面的托架组件的分解图的示意图。

图19是根据本申请一方面的间隔件和托架基部的分解结构的示意图。

图20是根据本申请一方面的间隔件和托架基部的分解结构的示意图。

图21是根据本申请一方面的托架组件的一部分处于组装结构的横截面图的示意图。

图22是根据本申请一方面的托架组件的分解图的示意图。

图23是根据本申请一方面的托架组件的一部分处于组装结构的横截面图的示意图。

具体实施方式

为了增进对本发明原理的理解，现在将引用附图示意的实施方式或实施例，并且特定术语将被用于描述这些实施方式或实施例。然而，将被理解的是，本发明的范围并非旨在由此被阻止。对被描述的实施方式中的任何改变和进一步修正、以及对此处描述的本发明原理的任何进一步应用都将被与本发明相关的本领域技术人员所理解。

本申请涉及一种具有夹持组件的外部固定系统，所述夹持组件应用触发和扣动类型的系统，所述触发和扣动类型的系统在稳固元件被插入夹具之前比在稳固元件被插入夹具之后存储较高等级的弹簧能量。

一方面，本申请涉及一种具有夹持组件的外部固定系统，其中夹持动作是一致的且并不取决于张紧螺母的位置。另一方面，弹簧力能够通过″扣动动作″预加载，以使得插入稳固元件的动作简单地触发多个爪闭合，并且这将提供在稳固元件上的临时加载且形状配合地约束（positive retention）所述稳固元件。这种被描述的系统具有的特征且其与现有系统的不同之处在于一设计的基本方面，即储能。

一方面，本申请涉及一种用于外部固定系统的夹持装置，所述外部固定系统在插入稳固元件之前被预配置有更高程度的储能，由此所述储能被触发器释放而导致在稳固元件处于夹具机构中时储能更少，所述触发器的动作在插入稳固元件的一部分的期间产生。因此，储能通过将稳固元件插入夹具而被减少。此外，插入稳固元件期间释放的可预测量的能量可以被用作势能，所述势能呈现为作用在稳固元件上的力，由此提供临时的夹持加载。

此外，本申请的一方面使闩锁功能和临时加载功能分离于夹持功能。这提供与现有设计相比的数种优点。例如，在此公开的夹持组件可以提供这样一种设计，所述设计的夹持功能需要的平移距离最小，从而使锁定螺母从完全松开到完全被夹紧所需的转数减少，当考虑到许多夹持元件必须被张紧时，这可以节省时间。此外，夹持组件可以包括这样一种设计，所述设计的接收稳固元件的能力并不取决于夹持元件的位置，所以不需要调整夹持元件到使得稳固元件能够被插入的适当位置。而且，夹持组件可以包括这样一种设计，所述设计能够设定成通过简单快速的回拉滑动件而接收稳固元件，从而十分类似于扣动机枪，无需工具、无需扭曲、没有尝试和错误，等等。夹持组件也可以包括这样一种设计，所述设计的接收稳固元件的能力并不取决于是第一元件还是第二元件待放置。另一方面，夹持组件可以包括这样一种设计，借此设计，移除稳固元件的动作将夹具置于准备接收稳固元件的状态。

在另一示例性方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。夹具包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。所述夹具也包括闩锁组件，所述闩锁组件与内爪和外爪协作地设置，以在内爪和外爪中的其中一个由于接触稳固元件而移位时触发和释放夹具内的储能。

图1示出附接到患者的断裂胫骨的示例性外部固定系统10。所述系统10包括稳固元件，所述稳固元件是在多个夹持装置100之间延伸的一个或多个刚性杆12，并且所述系统包括一个或多个钉14，所述一个或多个钉在裂缝的相反侧上被钻入骨。虽然本申请引用杆和钉，但是应该理解到可以使用任何稳固元件，包括骨钉、线材、环形件、支撑件、杆、杆条、或其它结构性部件。在图1的实施例中，通过将钉14插入夹持装置100的钉夹具的相向爪之间，各个钉14被接收到各自的夹持装置100中。同样，如下文进一步描述地，通过将杆12插入每个夹持装置100的杆夹具的相向爪之间，杆12被接收到各个夹持装置100中，以建立用于骨稳固的外部固定框架结构。在一些实施方式中，杆12或钉14的插入触发夹具将所述杆或钉置于临时锁定状态。在这种位置，相应的夹具能够绕杆12或钉14旋转，并且可以沿杆12或钉14轴向移位。此外，夹具中的至少一个可以绕夹持装置100的纵向轴线旋转，并且在各爪将杆或钉约束在夹具中的同时，夹具中的至少一个可以围绕托架元件的圆柱形轴线上仰或下俯。由于使用各个夹持装置100将剩余部分的钉14连接到杆12，所以夹具可以被调整，以给愈合提供对正骨必须的角位和方位。可以添加附加的从杆到杆型固定夹具和/或从杆到钉型固定夹具，以按需将框架扩展和连接。一些实施方式包括多个钉夹具。一旦适当的条件形成，就可以通过使夹具从临时锁定状态变成锁定状态而锁定框架。

图2-22示出夹持装置100的示例性实施方式。图2示出夹持装置的等距视图，而图3示出夹持装置100的局部分解图。示例性夹持装置100包括杆条夹具102、钉夹具104、以及布置在两者之间的基部组件或托架组件106。每个夹具102、104独立地接收和固定杆、钉或其它稳固元件。夹持装置100的其它实施方式包括两个杆条夹具或两个钉夹具。然而其它实施方式在一端仅包括单一夹具，而在另一端有多夹具组或其它构型。

夹持装置100的各个夹具102、104提供多自由度，每个夹具独立于另一个地操作。图2以上下夹具102、104中的转动轴线20、俯仰轴线30、和摆动轴线40示出自由度。转动轴线20是夹具内的稳固元件的轴线，并且夹持装置100可以在夹具仅临时锁定时绕所述轴线旋转。俯仰轴线30是这样一种轴线，外内爪相对于托架组件106且相对于对立的夹具绕所述轴线旋转。摆动轴线40由螺杆（下文描述）限定，并且夹具102、104中的其中一个能够相对于另一个绕所述螺杆旋转。

如下文将更加详细描述地，杆条夹具和钉夹具102、104在很大程度上类似于在这个实施方式中配置的钉夹具104，以接收具有多个尺寸中的任何一种的钉。在一个实施例中，钉夹具104被配置成接收5mm或6mm的稳固元件，而杆条夹具102被配置成接收11mm的稳固元件。然而，在其它实施方式中，钉夹具104被配置成接收4mm或6mm的稳固元件。其它实施方式接收其它尺寸的稳固元件。杆条夹具102的尺寸也可以被设置成接收适当尺寸的杆条，不管所述尺寸的杆条是否大于或小于以上提供的11mm的实施例。

在这个实施方式中，托架组件106是自身独立的（self-contained）子组件，所述子组件包括偏压或弹簧垫圈、交叉和承载构件、以及约束装置，它们一起作用以就自由度方面提供对杆条和钉夹具102、104的定制程度的摩擦力，且包括形状配合地锁定所述杆条和钉夹具。如同在此处使用的，夹具102、104的正端或前端是夹具的接收稳固元件的侧面，而后侧或背侧是夹具的接收稳固元件的相反侧的侧面。

图3示出夹持装置100的局部分解图。除了杆条夹具102、钉夹具104、和托架组件106之外，夹持装置100包括锁定子组件，所述锁定子组件包括球形垫圈108、螺杆110、螺母112、和锁定螺母114，所述锁定螺母用作约束装置，以防止无意的拆卸。在图3示出的实施例中，螺杆110包括在一端上的球形头部116和在另一端处的螺纹118，所述螺纹连同球形垫圈108和螺母112一起用以提供锁定功能。在这个实施例中，锁定螺母114具有与螺纹118相反的螺纹，且被拧在螺杆110上以确保螺母112不能被无意地移除。在这个实施例中，锁定螺母的螺纹是左旋螺纹，所述左旋螺纹确保当螺母112被抵靠于锁定螺母114时，进一步松开螺母112的动作将作用于使锁定螺母114张紧。在一些实施方式中，锁定螺母114通过使用防松螺纹油被进一步固定。螺杆110的球形头部116和球形垫圈108确保在夹持动作期间钉夹具104和杆条夹具102之间维持移动性和自对准性。螺杆110具有用于匹配非圆形间隔件（参考图19描述）的六角形中间轴，以提供抗旋转特征，从而使得当螺母112被张紧时，螺杆110不会简单地在杆条夹具和钉夹具内旋转。

在示出的实施例中，螺母112被选择成旋转地接合邻近的杆条夹具102，而不是钉夹具104。这确保转矩反作用载荷能够被更厚的杆条稳固元件12（诸如11mm的杆）承载，而不是被更薄的稳固元件14（诸如5或6mm的钉）承载。此外，当钉夹具104和杆条夹具102相对于彼此绕螺杆110旋转时，螺杆110和螺母112一起旋转，以使得没有松开或张紧情况发生。与传统系统相比，这对外科医生而言是非常重要的有益之处，原因在于其在减小裂缝期间防止夹持组件100过早锁定或无意松开，同时维持外科医生期望的张紧程度。在其它实施方式中，螺杆被颠倒，以使得螺母112旋转地接合邻近的钉夹具104。在一些实施方式中，螺杆构件不包括头部，而是具有两个螺纹端，所述两个螺纹端与两个螺母协作，用以张紧夹持组件100。对轴和螺杆构件或螺栓的附加说明能够在Mullaney于2011年10月12日提交的美国专利申请No.13/271,744（代理人案号42620.59）中找到，其内容通过引用结合在本文中。在这个实施例中，螺母112也具有对外科医生而言具有有益之处的附加特征，即对照于更加传统的直六角形，所述螺母是形成六角的球。这允许将套筒式扳手（未示出）置于锥形体积内，而无需同轴于螺母。这实质上提供某种意义上的万向接头，所述万向接头提升夹持组件100的使用友好性。

参考图4-12更加详细地描述杆条夹具102。图4示出分解图，图5和6分别示出内爪和外爪，图7示出侧视图，图8示出后视图，而图9-12示出横截面图。

杆条夹具102包括内爪122、外爪124、闩锁126、以及多个偏压部件。所述多个偏压部件表示为一个或多个闩锁偏压部件或闩锁弹簧128、一个或多个爪偏压部件或爪弹簧130、以及示出为一个或多个线簧132的一个或多个夹具偏压部件。

在这个实施方式中，内爪122包括本体，所述本体具有设置成接收外爪124的一部分的中空部分或凹陷部分136。内爪122与外爪124协作，以夹持在稳固元件上且将所述稳固元件固定。所述内爪包括面向外爪124的内夹具面138，并且包括面向托架组件106（图3）且与之配合的外夹具面140（参见图5）。由于内爪的中空结构，所述内爪122也包括侧壁部分142和后壁部分144。侧壁部分142包括内表面部分，所述内表面部分具有形成于其上的突伸引导件146。在图4中，突伸引导件146示出为突伸的拱形。沿侧壁部分142的外表面部分或沿内爪的侧面的是闩锁弹簧座部148和凹部149。闩锁弹簧座部148示出为沿侧面从内爪122的前端朝向后端延伸的槽。闩锁弹簧座部148在正端开放而在后端闭合，并且与闩锁弹簧128协作以将闩锁126偏压。凹部149被布置在闩锁弹簧座部148下方，且被配置成接收和关联于闩锁126的一部分。

内夹具面138包括形成在其中的凹面或凹进部分152。此外，内夹具122包括在中空部分或凹陷部分136的各个拐角的接收部分154，所述接收部分接收和支撑线簧132的相应拐角。如以下将更加详细描述地，接收部分154支撑线簧132的拐角，同时凹进部分或凹面152的形状允许线簧132在加载的情况下向下偏移到凹面中。这将在下文中进一步描述。

中心孔160从内夹具面138延伸到外夹具面140，并且所述中心孔的尺寸被设置成接收螺杆110。夹具可以绕螺杆转动，从而提供绕摆动轴线140（图3）的转动。在示出的实施例中，中心孔160被配置成允许杆条夹具102以图2示出的方式绕俯仰轴线相对于螺杆旋转。因此，中心孔160形成有长度和宽度，其中长度大于宽度。中心孔160的横截面在图9和10中示出。在Mullaney于2011年10月12日提交的美国专利申请No.13/271,744（被公开为美国专利公开文本No.2012/0089142）中更详细地描述了中心孔140，其内容通过引用结合在本文中。

形成在内夹具面138中的局部圆柱形的孔164从中心孔160朝向内爪122的后方延伸。局部圆柱形的孔164的尺寸被设置为容置爪弹簧130且以下文描述的方式接收外爪124的向下延伸部分。在示出的实施例中，局部圆柱形的孔164的尺寸和形状被设置为具有小于槽的最大宽度的上开口，以使得局部圆柱形的孔164可以容置爪弹簧130，但是爪弹簧130不会通过内夹具面138退出局部圆柱形的孔164。事实上，在这个实施例中，爪弹簧130可以在局部圆柱形的孔164和中心孔160的交叉处被置于局部圆柱形的孔164中或从所述局部圆柱形的孔移除。触发槽166从中心孔160朝向内爪122的前端延伸。这个触发槽166容纳外爪120的下文将要描述的一部分。

外夹具面140是半圆柱形表面，所述半圆柱形表面包括图5示出的多个平行纵向齿条。这些平行纵向齿条被配置成与托架组件106上的相应齿条交叉。圆柱形表面限定半径部，内爪122绕所述半径部枢转，以提供运动范围。虽然在图5中示出为齿条，但是一些实施例将使用其它增加摩擦的特征，诸如使用粗糙表面、滚花、或甚至在需要的情况下使用光滑表面，所述光滑表面能够充分地用于减少相对枢转的可能性。

内爪122也包括示出为横向槽（图4）的稳固元件抓持表面部分168。抓持表面部分168被布置在夹具102的前侧或抓持侧，并且接合稳固元件或杆12。抓持表面部分从一侧向侧面延伸到另一侧向侧面，并且所述抓持表面部分被成形为接收杆、钉、或其它固定或稳固构件。抓持表面部分168形成有在夹具正端的钩或唇部，所述钩或唇部将稳固元件固定在夹具中。抓持表面部分168可以形成有圆形底部部分或可以由一系列平面或表面形成。一些实施方式可以是曲面和平面的结合。根据待夹具抓持的稳固元件的尺寸，在不同夹具之间抓持表面部分168的深度可以改变。在一些实施方式中，抓持表面部分168的结构和深度可以被配置成固定更小直径的杆、诸如骨钉，或可以被配置成固定更大直径的杆、诸如框架杆。而且，在一些实施方式中，因为杆和钉的横截面可以具有除圆形之外的形状，所述抓持表面部分168的形状也可以被设置成与这些杆和钉匹配地配合。例如，抓持表面部分168可以包括齿部、切割部、或与具有非光滑或非圆形外表面的杆配合的其它特征。

外爪124包括内夹具面180（图6）和外夹具面182（图4）。内夹具面180包括杆接收横向抓持表面部分184和中心孔186。类似于以上描述的内爪122上的抓持表面部分168，抓持表面部分184从一侧向侧面延伸到另一侧向侧面，并且所述抓持表面部分的形状与内爪108协作，以接收杆、钉或其它固定构件或稳固构件。类似于以上讨论的抓持表面部分168，抓持表面部分184可以形成有圆形底部部分、多个平面、多个表面、或它们的一些结合。在一些实施方式中，抓持表面部分184的深度和形状与抓持表面部分168的深度和形状相同。因此，以上与抓持表面部分168相关的讨论内容等同适用于抓持表面部分184。在这个实施例中，抓持表面部分184包括侧向延伸齿部且包括可以改进固定效果的抵靠部（relies）。

中心孔186包括使得其能够如此提供相对于螺杆110的关节连接的特征，即外爪的关节连接匹配内爪122的关节连接。在一些实施例中，如同能够从图9和10的横截面图中看到的，中心孔186大体是沙漏形的，其中狭窄颈部位于内夹具面180和外夹具面182之间。在内夹具面180处，中心孔186相对矩形地成形有宽度和长度，其中长度大于宽度。孔从内夹具面180起朝向颈部向内成锥度，内孔表面包括弯曲部分和平坦部分。在示出的实施方式中，且最佳如图9所示，中心孔186的尺寸被设置成允许外爪124在例如40度的枢转范围内沿横向方向枢转，从而匹配内爪122的枢转范围。其它枢转范围被理解和认为是落入本申请的范围。通过改变孔160、186的尺寸可以修正枢转范围。然而，与示例性内爪122不同，外爪124在这个实施方式中也被配置成提供沿纵向方向或前后方向的关节连接，如同能够从图10的横截面中示出的角度看到的。

中心孔186的邻近外夹具面182的部分被成形为球形容纳部188。球形容纳部188被配置成接收球形垫圈108且绕所述球形垫圈关节连接，或可替换地，根据组件情况，所述球形容纳部被配置成接收球形头部116且绕所述球形头部关节连接。外爪124包括侧向侧面，所述侧向侧面在其中形成有具有轨道190。轨道190及其尺寸被配置成接收内爪122上的突伸引导件146。这能够从图9和11中看到。在示出的实施例中，轨道190被成形为拱形，所述轨道允许外爪124相对于内爪122沿突伸引导件146滑动。此外，轨道190具有大于突伸引导件146宽度的轨道宽度。因此，甚至在突伸引导件146被布置在轨道190内的同时，外爪124能够相对于内爪122沿螺杆110轴向移位。这能够从图9中的间隙最佳看到。在这个实施方式中，轨道190也与球形容纳部188同心地成形，以使得当外爪124绕轨道190旋转时，所述外爪也绕球形垫圈108或头部116旋转。

从内夹具面180突伸的是枢转突片194和加载销196。枢转突片194被布置在中心孔186的后方，并且被配置成装配在内爪122的局部圆柱形的孔164内。加载销196被布置在中心孔186的前方，并且被配置成由稳固元件接合，所述稳固元件诸如被插入夹具102的杆条。所述加载销被配置成装配到加载销槽166内。加载销196用作这样一种表面，稳固元件作用在所述表面上以触发夹具闭合。

在邻近抓持表面部分184处，外夹具124包括肩部198（图4），所述肩部的宽度大于内爪122的中空凹陷部分136。这些肩部198可以阻止闩锁126前移。外爪124的后端包括止动表面196，所述止动表面及其尺寸设置成在闩锁处于如图10中的横截面图所示的锁定位置时绕闩锁装配。这个止动表面196抵接闩锁且防止夹具在上爪124沿轨道190旋转且进入锁定位置之后打开。

在其它实施方式中，突伸引导件146被形成在外爪上，而轨道190被形成在内爪上。在其它实施方式中，突伸引导件被布置在侧壁部分142的面向外的表面上，而轨道被形成在外爪上。也可以构思出其它构型。

参考图4描述闩锁126。闩锁126包括由后杆部212连接的两个侧壁210。侧壁210包括向内表面部分，所述向内表面部分具有局部圆柱形的孔214和在向内表面部分中形成的突伸唇部216。局部圆柱形的孔214被配置成对准内爪122上的局部圆柱形的孔164。然而，在闩锁126上，局部圆柱形的孔214从闩锁126的后端朝向前端延伸。闩锁126上的局部圆柱形的孔214和内爪122上的局部圆柱形的孔164相互协作以约束闩锁弹簧128。这如图12的横截面图最佳所示。由于局部圆柱形的孔具有相反布置的闭合端，闩锁弹簧128朝向夹具102的前方偏压闩锁126。突伸唇部216的尺寸被设置成装配在凹部149（图9）内，并且将闩锁126固定至内爪122。因此，闩锁126可以沿内爪122前后滑动。侧壁210的前端218被配置成抵接外爪124的肩部198。可替换地，所述侧壁的前表面可以直接抵接夹具102中的稳固元件。侧壁210的外表面包括手指抓持表面220，所述手指抓持表面使得使用者能够抓持闩锁126，以将所述闩锁沿向后方向拉动，从而打开夹具102，如同下文将描述的。

后杆部212连接两个侧壁210且包括承载表面222，所述承载表面选择性地接合止动表面196，以防止外爪124相对于内爪122旋转。也就是说，当后杆部212被布置在外爪124和内爪122之间时，后杆部212可以被布置在各爪之间，以使得外爪124不能枢转。这如图10最佳所示。

线簧132被布置在外爪124的内夹具面180和内爪122的内夹具面138之间。所述线簧在其拐角被支撑且跨经凹进部分152。此处，线簧132基本正方形地成形有在一端处的开口，所述开口具有帮助线材固定就位的成角度端。当突伸引导件126被布置在轨道190内时，外爪124的内夹具面180如图11所示的坐置或搁置在线簧132上。因此，当夹具不在完全锁定状态时，线簧132将外爪124从内爪122远离地偏压到图11中示出的位置中。然而同时，突伸引导件126与轨道190配合，并且防止各爪进一步轴向分离。这是临时锁定状态。如下文将描述的，当夹具104被置于完全锁定状态时，随着外爪124被进一步朝向内爪122推动，线簧132偏移到凹进部分152中，并且内爪和外爪122、124变成摩擦接合。虽然在这个实施方式中示出为单一线簧，但是在其它实施方式中可以使用两个或更多线簧。这些线簧可以被放置成平行构型和沿前后方向延伸、或被放置成其它构型。例如，一根线簧可以被放置在参考图4描述的中空或凹陷部分136的每侧上。在其它实施方式中，螺旋弹簧被使用。可以构思其它偏压元件。

使用中，外爪124旋转地接合内爪122，此处突伸引导件146和轨道190接合且形成与球形容纳部188的共用旋转中心。通过由如图11所示的线簧132的轻微偏移产生的偏压力，轨道190的向上表面抵靠突伸引导件146的向下表面。这个偏压力的目的是提供预加载力，以在打开位置时将爪122、124保持在它们的适当位置，以使得稳固元件可以在仍允许间隙的同时被容易地插入，所述间隙对一旦夹具被张紧就影响在稳固元件上的夹持加载力而言是必须的。所述偏压力也确保外爪124被保持接合于球形垫圈108或螺杆110上的头部116，从而确保外爪124绕垫圈108或螺杆的球形头部116的旋转中心旋转。与传统系统不同，这个分离弹簧力用于将夹持组件100预加载在与关闭位置相反的打开位置。这个分离力也能够被用于预加载整个夹具102，以消除多余的空隙。在另一种方式中，线簧132使内爪和外爪122、124的相向表面偏压远离彼此。同时，如上所述，线簧132使轨道190的向上表面抵抗突伸引导件146的向下表面偏压。也可以构思其它用于提供内爪和外爪122、124之间的分离力的这种机构，诸如更多的传统弹簧元件。

参考图13-18描述钉夹具104。所述钉夹具在许多方面类似于以上描述的杆条夹具102，且因此以上部分说明内容将等同应用于钉夹具104且将不再整体重复。钉夹具104包括内爪250和外爪252、闩锁126、以及多个偏压元件。偏压元件和闩锁类似于参考杆条夹具描述的偏压元件和闩锁且将不在此进一步描述。为了简明起见，将以类似的附图标记给出爪的类似特征。

内爪和外爪250、252与以上描述的内爪和外爪具有许多类似性，但是被配置和设置成容纳这样一种稳固元件，诸如多尺寸的钉。由于外科医生能够将夹具用在多于一个尺寸的稳固元件上，所以这使得夹具的总体实用性更广。

如能够看见的，内爪250包括延伸的抓持表面部分254。抓持表面部分254被配置成通过以上讨论的方式接合和支撑稳固元件。然而在这种情况下，延伸的抓持表面部分254包括第一横向槽260和第二横向槽262。如以下将讨论的，这些横向槽被设计成容纳不同尺寸的稳固元件。内爪250也包括延伸的加载销槽256。类似于以上讨论的加载销槽166，延伸的加载销槽256从中心孔延伸到内爪250的正端。

外爪252包括延伸的抓持部分270和加载销272。这些能够从图13和14中看到。延伸的抓持部分270被配置成通过以上讨论的方式接合和支撑稳固元件，并且包括第一横向槽264和第二横向槽266。加载销272在这个实施方式中包括基部274和与基部274成角度的突伸部分276。加载销272的尺寸被设置成在夹具104处于闭合位置时装配在加载销槽256内。加载销272用于多个目的。例如，加载销用作这样一种表面，稳固元件作用在所述表面上以触发夹具闭合。此外，加载销与延伸的抓持部分270协作，以使稳固元件对准适当的横向槽。例如，加载销272和延伸的抓持部分270允许更大的稳固元件行进成装配在第一横向槽260、264之间且被二者抓持，并且允许更小稳固元件行进成装配在第二横向槽262、266之间且被二者抓持。在这个实施例中，由于加载销落入内爪250中的加载销槽256中，所以加载销272不对夹持功能起作用。加载销272和横向槽264、266之间形成的路径有些许盘绕，以允许外爪252上的横向槽264、266围绕稳固元件，从而更稳定地抓持稳固元件。

图15示出安装在内爪250和外爪252上的6mm和5mm的构造圆。这些构造圆分别代表6mm和5mm的稳固元件。内爪250包括第一横向槽260和第二横向槽262，其中第一横向槽260适于接收6mm的稳固元件，而第二横向槽262适于接收5mm的稳固元件。槽260和262相对于外爪252被径向布置。类似地，外爪252的横向槽264、266布置得如相应的构造圆表示地那样。这些槽264、266被构造成使得当爪250、252被设置成夹持稳固元件6mm或5mm时，各内爪和外爪250、252中的相应构造圆的中心之间的直线都是一致的。这确保无论稳固元件被选定成哪种尺寸，外爪252相对于内爪250的旋转或移位都基本相同。这样做允许组成钉夹具104的其它构件均以相同的方式实现功能，从而形成比其它设计相对可预测和相对可靠的设计。应该被注意到的是，也可以构思用于其它稳固元件的槽。而且，也可以构思仅包括一种尺寸的槽的钉夹具。也就是说，第一横向槽260与第一横向槽264协作，以将6mm的固定杆条固定地抓持和保持就位。同样地，第二横向槽262与第二横向槽266协作，以将5mm的固定杆条固定地抓持。在这个实施例中，虽然爪250、252容纳多个不同尺寸的稳固元件，但是爪250、252的相对位置仍然恒定。虽然参考5mm和6mm的稳固元件描述，但是这些稳固元件仅是示例性的，且可以构思其它尺寸的固定杆条。

图16和17分别示出关闭状态和打开状态的夹具104。也可以称为翘起状态的打开状态通过回拉闩锁126实现，所述闩锁经由凹部149和突伸唇部216可滑动地接合到内爪250。这通过抵抗由闩锁弹簧128代表的偏压部件的力完成，所述闩锁弹簧被接收在闩锁弹簧座部148和局部圆柱形的孔214中。当闩锁126被回拉到足够的距离，承载表面222从外爪252的止动表面196下方移出。这允许外爪252相对于内爪250旋转。承载在销或突片194上的爪弹簧130的力引起外爪252绕内爪250和球形垫圈108或球形螺杆端110旋转到打开状态。也就是说，内爪和外爪250、252的抓持表面部分进一步分离，从而将爪打开到比稳固元件的直径更宽的位置。在这个时刻，如果闩锁126被释放，那么闩锁将变成承载于外爪252的背侧，从而有效地将爪和夹具保持在打开状态或翘起状态。

关闭或闩锁状态由于稳固元件插入过程发生。当稳固元件抵靠加载销272的背部时，用于旋转的转矩关闭外爪252。如上描述的，外爪252相对于内爪250和相对于线簧132旋转。这种旋转通过爪弹簧130使突片192相对于内爪250移位，从而压缩爪弹簧130。爪弹簧130由于旋转压缩。随着外爪252相对于内爪250和闩锁126旋转，外爪252的后部分抬升。当外爪252的后部分被抬升到足够高，以给予承载表面222间隙从而允许闩锁126向前移动时，外爪252变成被锁定在关闭位置。闩锁126上的承载表面222防止上爪252回转到打开状态。在一些实施方式中，前端218或闩锁126上的其它前表面可以也抵靠稳固元件，且可以用作闩锁126的前止动件。可替换地，闩锁126的前端218可以抵接外爪124的肩部198。由闩锁126在稳固元件或接触肩部198上产生的力提供稳固元件在相应的钉爪或杆爪102、104和作为整体的组件100中相对的临时约束。在这个临时约束状态，虽然夹持组件100可以容易地沿插入的稳固元件滑动或绕插入的稳固元件旋转，但是稳固元件不能在不释放闩锁126的情况下从组件100移除。此外，稳固元件和闩锁之间的接合可以在夹具处于临时约束状态时增加对夹具相对于稳固元件的移动的摩擦阻力。这防止或减小组件100仅由于重力在稳固元件上滑动或旋转的可能性。然而，摩擦阻力仍允许外科医生在组件被完全锁定之前使组件100滑动或旋转地调整所述组件。通过类似的方式，来自抓持表面部分和稳固元件的摩擦力增加在临时约束状态下对移动的摩擦阻力。这防止或减小组件100仅由于重力在稳固元件上滑动或旋转的可能性。然而，摩擦阻力仍允许外科医生在组件被完全锁定之前使组件滑动或旋转地调整所述组件。

释放稳固元件的过程与先前描述的打开或翘起过程相同。也就是说，闩锁126被向后拉动，从而压缩闩锁弹簧128，并且允许爪弹簧130使外爪252相对于内爪250旋转。除了杆条夹具仅接收单一尺寸的稳固元件之外，所述杆条夹具102以类似于钉夹具104的方式操作。

如图3所示，托架组件106绕螺杆110置于之间杆条夹具102和钉夹具104。托架组件106被设置成在夹持装置100处于非锁定或临时锁定状态下时允许杆条夹具102相对于钉夹具104旋转。此外，托架组件106提供底座或基部，用于使各个杆条夹具102绕图2中的俯仰轴线130相对于钉夹具104独立地枢转。

图18-21示出托架组件106的第一实施方式。图18示出托架组件的分解形式，图19和20更细节地示出托架组件的构件，并且图21以横截面示出托架组件106的一部分。托架组件106包括一系列构件，所述一系列构件包括通孔间隔件302、第一托架基部304、第二托架基部306、以及非圆形间隔件308。在示出的实施例中，弹簧垫圈310被布置在各个托架和邻近间隔件之间。在下文描述这些构件。在图19和20中示出通孔间隔件302和第一托架基部304。通孔间隔件302被配置成将托架基部304与邻近夹具的内爪选择性地分离，且防止在夹持装置100处于完全锁定状态时托架基部304和邻近夹具之间的相对枢转。虽然这个实施方式被描述成好像通孔间隔件被布置成接合杆条夹具102，但是托架组件也能够被旋转成使得通孔间隔件接合钉夹具104。

通孔间隔件302包括面向夹具侧312和面向托架侧314。图19中的面向托架侧314能够被布置在托架基部304的间隔件座部318内（也在图3中示出）且与弹簧垫圈310配合，同时面向夹具侧312被设置成与杆条夹具102的内爪邻近的表面。通孔间隔件包括从面向托架侧314穿过面向爪侧312的通孔316。通孔316的尺寸和形状被设置成允许通孔间隔件316与其相应的托架304一起绕螺杆110旋转。通孔间隔件302被成形和配置成坐置在间隔件座部318内，以防止通孔间隔件302和托架基部304之间的相对旋转。使用中，面向夹具侧312的平滑圆柱形表面以图2中示出的方式同心地匹配内爪122的外夹具面140的圆柱形关节连接部分。通孔间隔件302的高度被选择成与间隔件座部318的深度协作，以选择性地接合和脱离接合托架基部304的直线齿条，其中直线齿条位于内爪122的外夹具面104的被刻齿条部分上。特别地，当弹簧垫圈310处于非压缩状态时，通孔间隔件302从托架基部304偏移。这个偏移距离使得内爪122从托架基部304相应地偏移，以使得托架基部304的直线齿条和内爪122的直线齿条脱离接合。在这种条件下，内爪122以及整个杆条夹具102可以绕俯仰轴线30相对于托架组件106枢转，其中内爪122的外夹具面140的圆柱形关节连接表面与通孔间隔件302上的表面312配合。当夹持组件100处于完全锁定状态时，弹簧垫圈310压缩，偏移距离被减小或消除，并且通孔间隔件302进一步完整地或完全坐置在间隔件座部318内。

同样地，内爪122更靠近托架基部304地移动，直到内爪122的圆柱形表面上的直线齿条接合托架基部304的夹具配合部分328上的直线齿条。这将夹具102锁定到托架组件106，从而防止绕轴线的枢转。

仍然参照图19-21，托架基部304包括向内侧320和向外侧322。向内侧320在图20中示出而向外侧322在图19中示出。从向外侧322开始，托架基部304包括居中布置的通孔324、偏压部件或弹簧垫圈座部326、以及具有交叉部330的夹具配合部分328。通孔324是从向内侧320延伸到向外侧322的中心孔。所述中心孔及其尺寸被配置成接收螺杆110，并且所述中心孔的尺寸被设置成允许托架基部304绕螺杆110自由旋转。弹簧垫圈座部326和夹具配合部分328绕通孔324同心地布置。弹簧垫圈座部326的尺寸被设置成接收弹簧垫圈310。夹具配合部分328被布置在弹簧垫圈座部326和托架基部周边之间，并且被配置成在托架组件106和杆条夹具102被锁定在一起时选择性地接合杆条夹具，并且相对于绕俯仰轴线30的相对枢转提供形状配合的约束，由此防止在夹持装置100处于完全锁定状态时托架组件106和夹具102之间的相对旋转。在这个实施例中，夹具配合部分328包括诸如交叉部或齿条的增加摩擦型特征，当夹持装置100被完全锁定时，所述增加摩擦型特征接合夹具102上的诸如交叉部或齿条的相应增加摩擦型特征。值得注意的是，弹簧垫圈310被布置在托架基部304和通孔间隔件302之间。

托架基部304的向内表面320面向托架基部306的相应向内表面。每个这样的向内表面都具有诸如径向齿条342的增加摩擦型特征，所述增加摩擦型特征被配置成接合托各架基部且防止它们之间的相对旋转。可以构思其它增加摩擦型特征。在示出的实施例中，托架基部304形成有内置的柔性偏压功能，所述偏压功能将托架基部304远离托架基部306地偏压。这个偏压功能由成形在基部中的多个槽338形成，所述多个槽允许在加载时托架基部304的中心部分340相对于托架周边弹性移位。图21以横截面示出这个部分。在示出的实施例中，当处于中性状态时，托架基部304的中心部分340至少突伸到或超过穿过示出为齿条的增加摩擦型特征342所形成的平面。因此，在中性状态下，中心部分340接合对立的托架基部306的中心部分，且使增加摩擦型特征342从对立的托架基部306偏移，如图21所示。在足够的载荷下，中心部分340可以偏移到穿过增加摩擦型特征342的平面下方的位置。这确保增加摩擦型特征342与对立的托架基部306的增加摩擦型特征接合且协作。托架基部306以与托架基部304相同的方式形成且在此不进一步描述。

非圆形间隔件308与托架基部310协作且执行与通孔间隔件302相同的配合功能。此外，非圆形间隔件308包括具有内部非圆形形状的突伸的凸起350，在这个实施例中示出为六角形，所述六角形与图3中示出的螺杆110的非圆形形状匹配。因此，当非圆形间隔件308被布置在螺杆110上时，所述非圆形间隔件可以被阻止绕螺杆110旋转。托架基部304、306和通孔间隔件302都绕凸起350装配，且可以被配置成相对于凸起350旋转。因此，通孔间隔件302和托架基部304可以被配置成相对于非圆形间隔件308和螺杆110旋转。托架基部306可以被阻止而不绕凸起350旋转，原因在于所述托架基部将非圆形间隔件308的一部分接收到防止相对旋转的座部中。因此，在示出的实施例中，通孔间隔件302和托架基部304可以与杆条夹具102一起绕螺杆110旋转。同样地，非圆形间隔件308和托架基部306可以与钉夹具104一起绕螺杆110旋转。在其它方面，非圆形间隔件308可以包括类似于以上参考通孔间隔件描述的特征，并且可以被配置成接合钉夹具104。

托架组件106可以被配置成也包括扣环380，所述扣环可以允许托架组件106独立地组装成完整的子组件。这个扣环380在图21中示出。扣环可以允许通过将如上下文描述的托架基部的垫圈弹簧和柔性偏压部预加载而将托架组件预加载。

在图22和23中示出且在本文中标记为106a的替换性实施方式中，托架包括实体基部，并且所述实体基部被附加的弹簧垫圈310选择性地分开。这个托架组件包括通孔间隔件402、两个托架基部404、406、以及具有弹簧垫圈310的非圆形间隔件408。它们在许多方面类似于上述构件，则在此不再重复有关它们的描述。此外，托架组件106a也包括扣环412，所述扣环与非圆形间隔件408上的凸起接合且将托架组件106a维持成单件。这能够容易地从图23中看出。这可以使得整体夹持组件100更易组装。

在一个实施例中，托架组件106和106a中的弹簧垫圈310被选择成高弹簧刚度垫圈。如同在此处使用的，术语″高弹簧刚度″旨在包括这样的弹簧刚度值，所述弹簧刚度值超过施加到闩锁的操作力或将稳固元件临时固定在内爪和外爪中，并且所所述弹簧刚度值足以通过隔开关系维持交叉表面。在一个实施例中，这是约30lbs/inch或更大的弹簧刚度。在一些实施例中，弹簧垫圈310具有约50lbs/inch或更大的弹簧刚度。在这个实施例中，弹簧垫圈是引起大力但短行程的高弹簧刚度垫圈。

由于高弹簧刚度，所有闩锁效果可以通过弹簧垫圈310以促使闩锁的方式实现，而无需将任何程度的力施加到夹具102、104的爪上。因此，为了稳固元件上的闩锁效果，托架组件106、106a具有的硬度使得所述托架组件可以因为在闩锁中不起作用而被当做刚性本体。

一些现有系统包括夹持组件，所述夹持组件具有用于将内爪和外爪推动在一起而产生夹持互动的弹簧元件。在本申请中，弹簧垫圈310沿只要过量的载荷被施加到托架组件106就将内爪和外爪推动在一起的方向起作用。然而，在示出的实施方式中，托架组件106、106a被比引起线簧132完全偏移更大程度地预加载。因此，如果出现引起弹簧垫圈310或托架基部304、306偏移的载荷，则钉和杆的子组件101和103中的线簧132将必然已经被完全偏移（由于线簧的显著更低的弹簧刚度），从而导致杆条夹具和钉夹具102、104因为不能接收稳固元件而不能操作。作为协助插入过程或夹持过程的替代，托架基部304、306的弹簧垫圈310和偏压部分使得稳固元件被插入和闩锁之后裂缝能够顺利减小。事实上，除所述的夹持元件、即如果夹持元件在插入稳固元件之前被张紧则夹具不能操作之外，还没有可用的机构提供这种预加载。

在一个实施例中，初始预加载被设定成使得非圆形间隔件308、408将托架组件106、106a与夹具102、104隔离。在系统100的一个实施例中，托架组件106、106a被预加载。因此仅当系统100上的载荷超过预加载时发生移位。这个预加载量可以被建立成使得仅在载荷超过例如260k lbF/in时产生附加移位。在一个实施方式中，260k lbF/in是非圆形间隔件的弹簧刚度。通过使用这种预加载，托架基部304、306的弹簧垫圈310和偏压部分因此仅在达到260k lbF/in之后使力用于将各爪夹持在一起。可以构思其它阈值。由于夹具102、104在此时已经关闭，所述托架组件的弹簧垫圈310和托架基部304、306的偏压部分在爪夹持过程中不起作用，但是在爪夹持过程期间用作刚性元件。

下方的图表比较当夹具102、104处于打开位置和当处于闭合位置时，力和由闩锁弹簧128和爪弹簧130施加的储能的不同。值得注意的是，传统装置具有打开状态和关闭状态，在打开状态，弹簧具有第一较低储能（弹簧移位小或为零），而在关闭状态，弹簧具有第二较高储能（弹簧移位相对更高）。也就是说，将杆插入夹具的过程压缩弹簧，从而导致弹簧力增加。然而，本申请的装置示出引入系统的能量，并且闩锁弹簧在闩锁126被向后拉动且夹具处于打开状态时被压缩。

基于这些值，两个闩锁弹簧和一个爪弹簧的总能量比较是：

打开状态=2×0.129+0.0005=0.259in-lbF

关闭状态=2×0.060+0.063=0.183in-lbF

因此，总能量在闩锁被关闭时更低。以上图表示出当夹具处于打开状态时对于闩锁弹簧的储能值。当闩锁126被释放且向前移动到关闭位置时，一些但并非所有能量被释放。图表示出对于处于关闭状态的闩锁弹簧128的储能值。关闭状态具有较低的储能值。因此，装置100的储能在关闭状态比在打开状态更低。也应该被注意到的是，能量是沿插入方向而不是沿螺杆方向作用。在这个实施例中，插入方向横向于螺杆方向。

爪弹簧130不作用在杆或钉上且可以被忽略。然而，为了完整起见，包括了爪弹簧。即使将爪弹簧考虑在内，对杆条夹具的弹簧的总能量比较在关闭状态下是0.183in-lbF而在打开状态下是0.259in-lbF。

应该注意到的是，弹簧参数可以与以上实施例中使用的参数不同。例如，长度和刚度在不同夹具中可以不同。即使这样，构型可以提供在夹持位置比在打开位置时弹簧能量更低的优点。

使用中，夹持组件100可以在初始处于打开位置，或可以通过相对于钉夹具或杆夹具102、104中的其中一个的内爪和外爪拉动闩锁126而被设定在打开位置。为了说明的目的，将相对于杆条夹具102描述操作。拉动闩锁126将压缩闩锁弹簧128，从而增加夹具中的势能。在向后拉动闩锁126的情况下，外爪124具有相对于闩锁126和内爪122旋转的间隙。在向后拉动闩锁126的情况下，爪弹簧130使外爪124相对于内爪122偏压到打开位置。特别地，一旦闩锁126被回拉，爪弹簧130就抵抗突片192作用，以使得整个外爪124相对于内爪122可旋转地移位。闩锁126通过与外爪124的后部分配合而被保持在移位后的位置。因为闩锁126被回拉，所以闩锁弹簧128被压缩，从而高势能或储能。

在夹具102处于打开位置的情况下，稳固元件12可以如上描述地被引入。也就是说，稳固元件被引入内爪和外爪122、124之间。这些内爪和外爪被设置成具有开口，所述开口的宽度比稳固元件的宽度更大。因此，稳固元件能够穿过开口而不改变弹簧的能量等级。当稳固元件在各爪122、124之间时，进一步插入引起稳固元件接合加载销272和外爪124移位。外爪124继而开始绕螺杆110的球形垫圈108或球形头部116旋转。外爪124的旋转触发被弹簧加载的闩锁126，从而使得各爪122、124从打开位置到关闭位置，并且抓持内爪和外爪122、124之间稳固元件。随着这种情况发生，存储在被压缩的闩锁弹簧128内的能量被释放。因此，当稳固元件被插入时，由于触发机构，存储在子组件内的能量减少。然而，如以上图表表示，仍维持一部分能量。这些剩余部分的能量提供在稳固元件上的临时夹持力。

当夹具102处于关闭位置时，在稳固元件被固定在夹具中的情况下，夹具102处于临时约束状态。在这种状态下，虽然稳固元件不能从夹具102移除，但是夹具102仍足够松动，以能够调整连接。

在一个实施例中，夹具102仍以足够的力摩擦地接合稳固元件，从而防止仅由于重力引起的松开滑动。因此，外科医生能够操纵固定框架，以使稳固元件上的夹持组件100滑动或旋转到所需位置。因为线簧132使各爪122、124偏压成抓持稳固元件，组件100并不松动或不会仅由于重力移动，但是需要外科医生操纵所述组件。

当外科医生将固定框架或夹持组件100放置到所需位置时，他可以将所述固定框架或夹持组件完全锁定，以防止进一步调整和进一步移动。这由张紧螺母112完成。随着螺母112在螺杆110上张紧，杆条夹具和钉夹具104、102开始压缩。因为杆条和钉的子组件中的线簧132具有比托架组件106中的弹簧垫圈310更低的弹簧刚度，随着螺母112被张紧，这些线簧首先偏移。随着螺母112张紧，内爪和外爪122、124朝向彼此移动，从而压缩线簧132且增加爪122、124在稳固元件上的摩擦抓持力，直到外爪和内爪基本刚性。这随着外爪124抵靠稳固元件和闩锁126压缩发生。螺母112的持续张紧导致更高的力，所述更高的力作用于压缩托架组件106中的高弹簧刚度的弹簧垫圈310。由于这样的压缩，托架基部304、306的交叉部和内爪122、250的交叉部接合或机械配合，以消除或减小夹具相对于托架组件106的枢转。同时，两个托架基部304、306的面向交叉部接合或机械配合，以消除或减小托架基部304、306绕螺杆110的相对旋转，由此固定钉和杆的子组件102、104相对于彼此的旋转位置。在这种情况下，夹持组件100处于完全锁定位置。固定框架组件的拆卸能够通过以下实现：松开螺母112以使组件100回到临时约束位置，以及回拉闩锁126以使上爪124枢转和释放稳固元件。

在这个实施方式中，整个用于约束的机构整体独立于用于锁定的机构操作。也就是说，包含在临时夹持中的所有能量独立且分离于用于完全锁定稳固元件或完全夹持稳固元件的弹簧能量。此外，如同从附图中明显看到的，驱动触发机构和抓持稳固元件的弹簧力沿横向于螺杆方向的方向作用，而不是沿螺杆方向作用。相反地，驱动锁定机构的弹簧力全部沿平行于螺杆方向的方向作用。因此，钉夹具104、托架组件106、以及杆条夹具102中的每个都独立于彼此作用，并且能够按需操作而无需其他协助。

在构思的是组件100的一些实施方式是医用的单一用途装置的同时，组件100的其中一个优点是其释放和接收替换性杆条或钉的能力。例如，拉动闩锁不仅释放保持在钉或杆的子组件中的固定杆，而且还将组件放置到打开状态，以接收其它销或固定杆条。在外科医生或其它保健专业人员利用多个杆条和多个钉组建外部固定系统时，这变得特别有用。如果保健专业人员决定修改固定系统的构型，他或她能够容易地通过拉动夹具以释放杆或钉而这样做，然后无需进一步夹持操纵就将夹具方便到地夹持到交替的杆或钉上。组件100然后能够通过使用如上所述的锁定子组件被锁定。虽然示出为不同类型的弹簧，包括螺旋弹簧、垫圈弹簧、和线簧，但是偏压部件可以是其它类型的偏压部件。

一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中，插入作用在处于如此状态下的夹具上执行，在所述状态下，稳固元件必须穿过的孔径在所有点处都比穿过稳固元件的最大横截面具有更大的宽度。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中，稳固元件的插入作用导致触发事件，借此储存在夹具内的能量被释放，所述能量中的一部分维持提供在稳固元件上的临时夹持力。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中，约束机构与夹持机构分离。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中，将夹持元件从稳固元件移除引起夹持元件在无需进一步调整的情况下能够准备好以接收其它稳固元件。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，所述外部固定夹持装置具有产生变化量的运动阻力的能力，所述变化量是夹具被张紧程度的函数，并且在所述外部固定夹持装置中，除了夹持元件张紧量变化之外，调整量相对于其它施加到夹具的所有外部动作都是不变的。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中，随着稳固元件被插入，使夹具内的储能的量变少。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，在所述外部固定夹持装置中能够单独容纳多个圆柱形尺寸，其中各爪元件的相对位置维持恒定。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，并且所述外部固定夹持装置的自然状态（具有最小储能的状态）是关闭状态。

另一方面，本申请涉及一种外部固定夹持装置，所述外部固定夹持装置具有维持不释放至少一个稳固元件的能力，所述外部固定夹持装置的夹持元件具有张紧界面，所述张紧界面本质上是多个球形区段。

另一方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。固定夹具包括爪的子组件，所述爪的子组件包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而关闭位置阻止将稳固元件从内爪和外爪之间移除。爪子组件也包括与内爪和外爪协作的闩锁组件，从而将各爪固定在闭合位置。闩锁组件包括闩锁和闩锁弹簧，其中闩锁弹簧在内爪和外爪处于打开位置时具有第一较高等级的储能，在内爪和外爪处于关闭位置时具有第二较低等级的储能。

一方面，闩锁被配置成相对于上下爪对中的一个线性平移，并且储能改变是由于在闩锁的线性平移期间螺旋弹簧压缩。

另一方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。所述外部固定夹持装置包括内爪，所述内爪具有第一座部和第二座部，所述第一座部用于具有第一尺寸的第一稳固元件，而所述第二座部具有用于不同于第一尺寸的第二尺寸的第二稳固元件。所述外部固定夹持装置也包括外爪，所述外爪具有第三座部和第四座部，所述第三座部用于第一尺寸的第一稳固元件，而第四座部用于第二尺寸的第二稳固元件。

另一方面，本申请涉及一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置。所述外部固定夹持装置包括内爪和与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪。内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而所述关闭位置阻止稳固元件从内爪和外爪之间移除。夹具也包括偏压元件，所述偏压元件被布置在第一和第二爪之间，且被配置成将第一和第二爪偏压到打开位置。

这些附图的其它方面在于表明作用在弹簧上的力由翘起过程而非插入过程产生，并且最终夹持组件中的储能在插入过程之后比在插入过程之前更小。这也与现有技术不同，并且如同已经描述的，这使夹持元件与闩锁元件分离，从而导致夹持组件更易于操作的一致性。

Claims (22)

1.一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置，包括：

内爪；

与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪，内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，所述关闭位置阻止稳固元件从内爪和外爪之间移除；以及

闩锁组件，其与内爪和外爪协作以将所述爪固定在闭合位置，所述闩锁组件包括闩锁和闩锁偏压部件，所述闩锁被配置成相对于内爪和外爪中的其中一个线性平移，所述闩锁偏压部件在内爪和外爪处于打开位置时具有第一较高等级的储能，而在内爪和外爪处于关闭位置时具有第二较低等级的储能。

2.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，其中，所述储能由于在闩锁的线性平移期间使闩锁偏压部件释放压缩而改变。

3.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，还包括使内爪远离外爪地偏压的爪偏压部件。

4.根据权利要求3所述的外部固定夹持装置，其中，爪偏压部件被布置在内爪和外爪之间并且是线簧。

5.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，其中，内爪包括第一座部和第二座部，所述第一座部用于具有第一尺寸的第一稳固元件，所述第二座部用于具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二稳固元件。

6.根据权利要求5所述的外部固定夹持装置，其中，外爪包括第三座部和第四座部，所述第三座部用于第一尺寸的第一稳固元件，所述第四座部用于第二尺寸的第二稳固元件。

7.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，还包括使第一和第二爪偏压到打开状态的偏压元件。

8.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，还包括具有预加载弹簧元件的托架组件。

9.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，还包括与内爪和外爪中的其中一个选择性接合的托架基部，所述托架基部包括被配置成将托架基部与邻近构件选择性隔开的可偏移部分。

10.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，其中，闩锁包括被延伸杆部分连接的第一和第二壁部分。

11.一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置，包括：内爪，其具有第一座部和第二座部，所述第一座部用于具有第一尺寸的第一稳固元件，而所述第二座部用于具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二稳固元件；和

协作地布置成抓持稳固元件的外爪，所述外爪具有第三座部和第四座部，所述第三座部用于第一尺寸的第一稳固元件，而第四座部用于第二尺寸的第二稳固元件。

12.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，其中，第一座部和第三座部中的其中一个是横向槽。

13.根据权利要求1所述的外部固定夹持装置，其中，内爪包括突起，而外爪包括接收突起的轨道，外爪能够相对于内爪从夹持装置打开状态移动到夹持装置关闭状态。

14.根据权利要求10所述的外部固定夹持装置，其中，第一和第二爪中的其中一个包括突伸的加载销元件，所述突伸的加载销元件布置成被从第一和第二爪之间引进的稳固元件接合。

15.根据权利要求14所述的外部固定夹持装置，其中，突伸的加载销元件包括基部和突伸部分，所述突伸部分形成在所述第一和第二爪中的其中一个上的接收区段，所述接收区段的形状和尺寸被设置成接收稳固元件。

16.根据权利要求14所述的外部固定夹持装置，其中，第一和第二爪中的另一个包括凹部或槽，突伸的加载销元件可以穿过所述凹部或槽。

17.一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置，包括：

内爪；

与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪，内爪和外爪能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置允许稳固元件被置于内爪和外爪之间，而所述关闭位置阻止稳固元件从内爪和外爪之间移除；以及

偏压元件，其被布置在第一和第二爪之间且被配置成将第一和第二爪偏压到打开位置。

18.根据权利要求17所述的外部固定夹持装置，其中，偏压元件被布置成抵抗在外爪上的突片施加加载力，使外爪朝向打开位置偏压。

19.一种用于接收稳固元件的外部固定夹持装置，包括：

内爪；

与内爪协作地设置以抓持稳固元件的外爪；以及

闩锁组件，其与内爪和外爪协作地设置以在内爪和外爪中的其中一个由于接触稳固元件而移位时触发和释放储存在夹持装置内的能量。

20.一种方法，包括：

抵抗第一爪的一部分插入稳固元件，以使得第一爪相对于第二爪旋转且压缩偏压稳固元件的爪偏压元件；并且

随着闩锁朝向稳固元件移动使能量从闩锁偏压元件释放，以使得整体势能被降低。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括张紧使第一和第二爪移动到一起的锁定机构。

22.根据权利要求20所述的方法，包括随着第一爪相对于第二爪旋转，利用轨道引导第一爪的移位。

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