CN104939891B - 自紧型骨钻机头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自紧型骨钻机头，包括夹头组件，夹头组件包括夹爪组和夹爪导向套，夹爪组和夹爪导向套通过轴向相对运动使夹爪组夹紧或释放钻头，还包括端面凸轮副，所述端面凸轮副具有接收驱动动力的动力输入端和将动力输出至夹爪组的动力输出端；本发明采用夹爪导向套的轴向移动并利用锥面结构对夹爪组件进行驱动实现夹紧的结构，不需采用锁匙锁紧钻头，使用简单方便；并利用端面凸轮副进行驱动传动，在夹紧钻头后的使用过程中，随着扭矩的增加，夹头对钻头的夹紧力也增加，具有自紧功能，夹持可靠性好，整体结构紧凑，利于提高工作效率。

Description

自紧型骨钻机头

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种外科手术中具有自紧功能的钻夹头装置。

背景技术

骨科钻是骨科较为常见的外科手术方式，通过骨科钻设备（手柄）完成；使用时通过夹头夹持并由动力手柄驱动，实现高速旋转进行钻进。

现有的骨钻夹头机构种类较多，为了保证夹持稳固性，普遍采用锁匙锁紧的机构，使用安装过程复杂，且不具有自紧功能，使用时遇到较大的扭矩容易造成损坏或打滑。

因此，需要对现有的骨科钻夹头组件进行改进，不需采用锁匙锁紧钻头，在夹紧钻头后的使用过程中，随着扭矩的增加，夹头对钻头的夹紧力也增加，具有自紧功能，整体结构紧凑，使用简单方便，利于提高工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自紧型骨钻机头，不需采用锁匙锁紧钻头，在夹紧钻头后的使用过程中，随着扭矩的增加，夹头对钻头的夹紧力也增加，具有自紧功能，整体结构紧凑，使用简单方便，利于提高工作效率。

本发明的自紧型骨钻机头，包括夹头组件，所述夹头组件包括夹爪组和夹爪导向套，所述夹爪组和夹爪导向套通过轴向相对运动使夹爪组夹紧或释放钻头，还包括端面凸轮副，所述端面凸轮副具有接收驱动动力的动力输入端和将动力输出至夹爪组的动力输出端。

进一步，所述端面凸轮副包括左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副；

进一步，左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副在同一圆周上，左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副由作为动力输入端的主动端面凸轮套和作为动力输出端的 从动端面凸轮套配合形成，所述主动端面凸轮套位于同一端面设有主动左旋端面凸轮和主动右旋端面凸轮，所述从动端面凸轮套位于同一端面设有与主动左旋端面凸轮相配合形成左旋端面凸轮副的从动左旋端面凸轮和与主动右旋端面凸轮相配合形成右旋端面凸轮副的从动右旋端面凸轮；

进一步，所述端面凸轮副设有使端面凸轮副压紧配合的且大小可调的预紧力；

进一步，所述端面凸轮副轴向向后具有限位，该限位使主动端面凸轮套和从动端面凸轮套的轴向行程小于端面凸轮的升程的两倍；

进一步，所述驱动动力由一输入传动套输出至主动端面凸轮套，所述从动端面凸轮套传动配合设有夹爪组传动套，所述夹爪尾部以可沿径向滑动的方式单自由度连接于夹爪组传动套前端；

进一步，所述夹爪组传动套尾端至少在轴向固定设有支撑轴，所述主动端面凸轮套、从动端面凸轮套均外套于支撑轴，外套于支撑轴设有对主动端面凸轮套施加轴向预紧力的碟簧或柱状弹簧；

进一步，主动端面凸轮套的主动左旋端面凸轮和主动右旋端面凸轮以及从动端面凸轮套的从动左旋端面凸轮和从动右旋端面凸轮均为端面凸轮槽，该端面凸轮槽内嵌有滚动体并通过滚动体啮合传动；

进一步，所述输入传动套外套于支撑轴且碟簧或弹簧位于输入传动套和支撑轴之间形成的空腔，输入传动套前端与主动端面凸轮套通过相互嵌入形成传动配合，夹爪组传动套尾端与从动端面凸轮套通过相互嵌入形成传动配合；

进一步，还包括壳体，与壳体螺纹配合设有驱动件，所述驱动件用于驱动夹爪导向套轴向移动使夹爪组锁紧或释放钻头，所述夹爪导向套与壳体和/或驱动件转动配合。

本发明的有益效果：本发明的自紧型骨钻机头，采用夹爪导向套的轴向移动并利用锥面结构对夹爪组件进行驱动实现夹紧的结构，不需采用锁匙锁紧钻头，使用简单方便；并利用端面凸轮副进行驱动传动，在夹紧钻头后的使用过 程中，随着扭矩的增加，夹头对钻头的夹紧力也增加，具有自紧功能，夹持可靠性好，整体结构紧凑，利于提高工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为主动端面凸轮套结构示意图；

图3为从动端面凸轮套结构示意图；

图4为夹爪结构示意图；

图5为夹爪组传动套结构示意图；

图6为输入传动套结构示意图；

图7为内导向套结构示意图；

图8为输入传动套轴向侧示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为主动端面凸轮套结构示意图，图3为从动端面凸轮套结构示意图，图4为夹爪结构示意图，图5为夹爪组传动套结构示意图，图6为输入传动套结构示意图，图7为内导向套结构示意图，图8为输入传动套轴向侧示意图，如图所示：本实施例的自紧型骨钻机头，包括夹头组件，所述夹头组件包括夹爪组和夹爪导向套，所述夹爪组和夹爪导向套通过轴向相对运动使夹爪组夹紧或释放钻头，还包括端面凸轮副，所述端面凸轮副具有接收驱动动力的动力输入端和将动力输出至夹爪组的动力输出端。夹爪组和夹爪导向套的配合结构中，可采用斜面配合结构，如夹爪导向套设有驱动其轴向移动的驱动件，用于驱动夹爪导向套轴向移动以实现夹爪的径向动作实现夹持或释放；夹爪组由夹爪1组成，夹爪导向套设有与夹爪配合的内锥面，该内锥面在夹爪导向套轴向运动时用于使夹爪阻夹紧或释放钻头，所述端面凸轮副具有接收驱动动力的动力输入端和将动力输出至夹爪组的动力输出端；端面凸轮副指的是至少通过一个端面凸轮进行传动，在传动时会对夹爪组产生轴 向分力，该轴向分力使夹爪组具有向前的趋势从而加大与夹爪导向套的内锥面之间的径向力，增加夹紧力，当由于钻进阻力增加扭矩也随之增加时，径向分力也增加使得夹紧力增加；当然，该结构是实现上述目的的基本结构，实际使用时，需设有必要的支撑结构和传动结构，比如壳体、支撑轴、变速器等，在此不再赘述；驱动动力一般由电机提供，电机的安装可采用现有技术的结构。

本实施例中，所述端面凸轮副包括左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副；采用两种旋向的端面凸轮副，在正反两个方向上均可实现随阻力增大而夹紧的目的，并双向驱动，避免手术过程中软组织缠绕，更适合于外科手术的应用。

本实施例中，左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副在同一圆周上，结构紧凑，减小夹头机构的整体长度；左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副由作为动力输入端的主动端面凸轮套和作为动力输出端的从动端面凸轮套配合形成，所述主动端面凸轮套19位于同一端面设有主动左旋端面凸轮19a和主动右旋端面凸轮19b，所述从动端面凸轮套7位于同一端面设有与主动左旋端面凸轮19a相配合形成左旋端面凸轮副的从动左旋端面凸轮7a和与主动右旋端面凸轮19b相配合形成右旋端面凸轮副的从动右旋端面凸轮7b；本实施例中，主动左旋端面凸轮19a和主动右旋端面凸轮19b对称设置，共为四组，当然，从动左旋端面凸轮7a和从动右旋端面凸轮7b与其结构相同并形成配合，利于保证传动时的稳定性，避免较大震动。

本实施例中，所述端面凸轮副设有使端面凸轮副压紧配合的且大小可调的预紧力；预紧力可调的结构可采用压缩弹簧的结构，并且压缩量可调，基于普通的机械方法即可实现，也可采用其他的预紧力调整机构；可调的预紧力可使钻进时阻力加大过程中夹紧变化平缓，减小震动，且可在预紧力不能满足需要时进行调整，以满足需要。

本实施例中，所述端面凸轮副轴向向后具有限位，该限位使主动端面凸轮套和从动端面凸轮套的轴向行程小于端面凸轮的升程的两倍，也就是说，端面凸轮在预紧力的作用下顶紧啮合并传动，当阻力增大较大时，主动端面凸轮套 和从动端面凸轮套自动形成轴向位移，即轴向行程，主动端面凸轮套和从动端面凸轮套由于轴向限位，不会发生脱开啮合的情况，保证手术顺利进行。

本实施例中，所述驱动动力由一输入传动套9输出至主动端面凸轮套19，如图所示，主动端面凸轮套19后端面设有沿径向凸块19c，该径向凸块19c嵌合在输入传动套9前端所设有的径向卡槽9b内实现传动；所述从动端面凸轮套7传动配合设有夹爪组传动套21，如图所示，从动端面凸轮套21前端设有径向凸块7c，夹爪组传动套21尾端设有用于嵌合该径向凸块7c的径向卡槽21b，形成传动配合；所述夹爪1尾部以可沿径向滑动的方式单自由度连接于夹爪组传动套21前端，可通过燕尾槽或者T形槽等，也可以是采用机械式可拆的连接结构；结构简单紧凑，可沿径向滑动的传动配合的方式可采用滑槽的嵌合结构，在此不再赘述。

本实施例中，所述夹爪组传动套21尾端至少在轴向固定设有支撑轴17，也就是支撑轴17与夹爪组传动套21之间可以使转动配合或传动配合，但在轴向需相对固定，以使端面凸轮副具有形成预紧力的基础，本实施例为螺纹配合；所述主动端面凸轮套19、从动端面凸轮套7均外套于支撑轴17，外套于支撑轴17设有对主动端面凸轮套19施加轴向预紧力的碟簧10（也可是柱状弹簧），如图所示，支撑轴17上螺纹配合设有弹簧座11，通过旋转弹簧座11以实现碟簧10的预紧力调整，弹簧座11同时起到限定主动凸轮套19向后移动的行程，即形成限位。

本实施例中，主动端面凸轮套19的主动左旋端面凸轮19a和主动右旋端面凸轮19b以及从动端面凸轮套7的从动左旋端面凸轮7a和从动右旋端面凸轮7b均为端面凸轮槽，该端面凸轮槽内嵌有滚动体20且端面凸轮副通过该滚动体20啮合传动；利用滚动体实现上述功能，整体顺滑平稳，减小凸轮副的摩擦，保证使用寿命和传动精度。

本实施例中，所述输入传动套9外套于支撑轴17且碟簧10（也可是柱状弹簧）位于输入传动套9和支撑轴17之间形成的空腔，结构紧凑；输入传动套9 前端与主动端面凸轮套19通过相互嵌入形成传动配合，如图所示，输入传动套9内圆前端形成沉台9a，径向卡槽9b形成于该沉台9a上，主动端面凸轮套19后端面形成径向凸块19c且该径向凸块19c卡入前述径向卡槽9b形成传动配合，输入传动套9内圆前端形成沉,9a后，主动端面凸轮套19和从动端面凸轮7套均内套于输入传动套9内圆前端，具有稳定结构的效果；夹爪组传动套21尾端与从动端面凸轮套7通过相互嵌入形成传动配合，如图所示，夹爪组传动套21尾端形成径向卡槽21b，从动端面凸轮套7前端面形成径向凸块7c且该径向凸块7c卡入前述径向卡槽21b形成传动配合。

本实施例中，还包括壳体8，与壳体8螺纹配合设有驱动件，所述驱动件用于驱动夹爪导向套轴向移动使夹爪组锁紧或释放钻头，所述夹爪导向套与壳体和/或驱动件转动配合；本实施例中，壳体和/和驱动件与驱动夹爪导向套之间转动配合，也就是壳体和驱动件在工作时不发生转动，利于使用者操作，比如一手持手柄一手旋转驱动件实现夹头的夹紧或者释放，避免了现有的夹头必须双手进行夹头的夹紧和释放的操作，而造成的钻头或者克氏针弯折而影响手术的现象；当然，壳体和驱动件之间通过螺纹固定连接，壳体与驱动手柄之间通过接头固定连接，所述的接头与驱动手柄之间通过卡接形成在圆周方向和轴向的固定连接；其余的转动件，如输入传动套9和夹爪组传动套21均与壳体8转动配合；转动配合可通过轴承实现；如图所示，驱动件为与所述壳体螺纹配合的驱动套5，所述驱动套5与夹爪导向套沿轴向可驱动配合，如图所示，壳体8可以使整体成形，也可以是分体式后期装配，根据需要进行设计；本实施例中，壳体8由螺纹连接的三段结构形成，方便装配；壳体8位于夹爪组传动套21处形成缩颈并外套于夹爪导向套21，形成对夹爪组传动套21的稳定支撑，同时，驱动套5前端外套于外导向套2向后形成的直筒段，后端外套于壳体8并形成密封，驱动套5内圆中部形成环形凸起5a，该环形凸起5a内圆通过螺纹与壳体8的缩颈段配合，可通过旋转实现前后移动；环形凸起5a前端靠于内导向套3尾端，内导向套3尾段与驱动套5之间设有径向轴承，且内导向套3尾段位于 径向轴承后端螺纹配合设有轴承限位块6，内导向套3前端内圆螺纹配合设有堵套4，该堵套4后端顶住该径向轴承前端，利用轴承限位块6和堵套4可通过该径向轴承实现传递驱动力至夹爪导向套；与所述输入传动套9驱动配合设有至少一级行星变速器，所述输入传动套9作为末级行星变速器的输出行星架，所述行星变速器支撑于一衬轴16，该衬轴16前端内套于支撑轴17尾端并与其转动配合；本实施例中，行星变速器为两级，即一级行星减速器13和二级行星减速器12，两级行星减速器的太阳轮均转动配合外套于衬轴16，结构简单紧凑；一级行星减速器13的动力输入为一级太阳轮14，传动连接设有传动叉指15，在此不再赘述；如图所示，本实施例中，所述夹爪导向套包括带有内锥面的外导向套2和内套于外导向套2的内导向套3，如图所示，外导向套2和内导向套3螺纹连接形成固定配合，内导向套3与外导向套2的内锥面相配合形成外锥面3a；所述内导向套3位于圆周方向并列开有沿纵向的夹爪导向槽3b，如图所示，夹爪导向槽3b开于内导向套3的锥面处，本实施例沿圆周方向并列设置三个夹爪导向槽3b，与其配合的夹爪1也一一对应为三个；所述夹爪1位于夹爪导向槽3b内且设有与外导向套2内锥面配合的斜面，即夹爪导向槽3b径向贯通，夹爪1斜面沿圆周方向的两侧形成搭在夹爪导向槽3b两侧的纵向翼缘，避免夹爪1卡住；夹爪组传动套21向前延伸并内套于内导向套且前端通过T形槽或燕尾槽与夹爪尾部以可沿径向滑动的方式单自由度连接，如图所示，夹爪组传动套21前段形成轴肩，该轴肩段内套于内导向套向后形成的内圆段，均有支撑稳定的效果；本实施例中，夹爪组传动套21前端形成径向的T形槽21a，夹爪1尾部形成T形头1a并嵌合于T形槽21a，可沿径向往复运动以实现夹紧或释放。

所述支撑轴17和衬轴16均为空心轴，可适应于较长的钻头或者克式针使用，具有较强的通用性。如图所示，输入传动套9外圆与外壳8之间通过径向轴承配合，以实现稳定支撑并传动，在此不再赘述。

本发明中，根据传动需要，转动配合的部件之间可设有必要的径向滚动轴承和平面轴承，比如，主动端面凸轮套19与碟簧10之间即设置平面轴承18， 属于现有的机械连接结构，在此不再赘述。

本发明中，前方向指的是钻头的钻进方向。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自紧型骨钻机头，包括夹头组件，所述夹头组件包括夹爪组和夹爪导向套，所述夹爪组和夹爪导向套通过轴向相对运动使夹爪组夹紧或释放钻头，其特征在于：还包括端面凸轮副，所述端面凸轮副具有接收驱动动力的动力输入端和将动力输出至夹爪组的动力输出端；

所述端面凸轮副在传动时会对夹爪组产生轴向分力，该轴向分力使夹爪组具有向前的趋势从而加大与夹爪导向套的内锥面之间的径向力。

2.根据权利要求1所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述端面凸轮副包括左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副。

3.根据权利要求2所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副在同一圆周上，左旋端面凸轮副和右旋端面凸轮副由作为动力输入端的主动端面凸轮套和作为动力输出端的从动端面凸轮套配合形成，所述主动端面凸轮套位于同一端面设有主动左旋端面凸轮和主动右旋端面凸轮，所述从动端面凸轮套位于同一端面设有与主动左旋端面凸轮相配合形成左旋端面凸轮副的从动左旋端面凸轮和与主动右旋端面凸轮相配合形成右旋端面凸轮副的从动右旋端面凸轮。

4.根据权利要求3所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述端面凸轮副设有使端面凸轮副压紧配合的且大小可调的预紧力。

5.根据权利要求4所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述端面凸轮副轴向向后具有限位，该限位使主动端面凸轮套和从动端面凸轮套的轴向行程小于端面凸轮的升程的两倍。

6.根据权利要求5所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述驱动动力由一输入传动套输出至主动端面凸轮套，所述从动端面凸轮套传动配合设有夹爪组传动套；夹爪组由夹爪组成,所述夹爪的尾部以可沿径向滑动的方式单自由度连接于夹爪组传动套前端。

7.根据权利要求6所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述夹爪组传动套尾端至少在轴向固定设有支撑轴，所述主动端面凸轮套、从动端面凸轮套均外套于支撑轴，外套于支撑轴设有对主动端面凸轮套施加轴向预紧力的碟簧或柱状弹簧。

8.根据权利要求3所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：主动端面凸轮套的主动左旋端面凸轮和主动右旋端面凸轮以及从动端面凸轮套的从动左旋端面凸轮和从动右旋端面凸轮均为端面凸轮槽，该端面凸轮槽内嵌有滚动体并通过滚动体啮合传动。

9.根据权利要求7所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：所述输入传动套外套于支撑轴且碟簧或弹簧位于输入传动套和支撑轴之间形成的空腔，输入传动套前端与主动端面凸轮套通过相互嵌入形成传动配合，夹爪组传动套尾端与从动端面凸轮套通过相互嵌入形成传动配合。

10.根据权利要求1所述的自紧型骨钻机头，其特征在于：还包括壳体，与壳体螺纹配合设有驱动件，所述驱动件用于驱动夹爪导向套轴向移动使夹爪组锁紧或释放钻头，所述夹爪导向套与壳体和/或驱动件转动配合。