CN105120781A - 电子扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于在驱动紧固件中使用的扭矩扳手。所述扳手包括设置在与所述扳手的主体接合的壳体内的电子单元，该电子单元能够感测和测量由所述扳手施加到紧固件的扭矩，并且将扭矩水平的输出提供给使用者。由电子单元感测的数据可用来向使用者提供关于所述扳手的操作的反馈，并且监测所述扳手的整个操作以用于校准目的，以及其它功能。在使用期间，所述扳手可为使用者提供关于该装置操作的、相对于存储在电子单元中所存最大扭矩值的视觉、听觉和触觉反馈。电子单元的壳体可形成为所述工具的单次使用部件，或者可以设计用于多次使用且具有这样的配置，即，该配置可与形成具有各种不同配置的扳手主体的支架接合。

Description

电子扭矩扳手

相关专利申请的交叉引用

本申请是提交于2013年6月11日的美国非临时性专利申请序列号13/915,395的部分继续申请，该部分继续申请是提交于2011年5月18日的美国非临时性专利申请序列号13/110,446(现在为美国专利第8,485,075号)的继续申请，该继续申请又要求提交于2010年5月18日的美国临时专利申请序列号61/345,817的优先权，并且本申请还要求提交于2012年11月26日的美国临时专利申请序列号61/729,918以及提交于2013年3月14日的美国临时专利申请序列号61/784,396的优先权，这些申请的全文均以引用方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及工具，并且更具体地涉及包括电子测量和显示装置的工具，所述电子测量和显示装置用于指示由工具施加的力。

背景技术

通常，用来组装对性能至关重要的部件的紧固件被拧紧到指定的扭矩水平，以将“预张力”引入紧固件内。当施加到紧固件的头部的扭矩超出一定的扭矩水平时，紧固件开始拉紧。这种拉紧导致紧固件中的预张力，该预张力接着将部件保持在一起。拧紧这些紧固件的一种普遍的方法是使用扭矩扳手。准确且可靠的扭矩扳手帮助确保紧固件被拧紧到正确的扭矩指标。

扭矩扳手从简单的机械式变为先进的电子式。机械式扭矩扳手通常比电子式更便宜。存在两种普通类型的机械扭矩扳手：横梁式和咔嗒式。就横梁式扭矩扳手而言，响应于由扳手施加的扭矩，一横梁相对于一不偏转横梁弯曲。弯曲的横梁相对于不偏转横梁的偏转量指示施加到紧固件的扭矩量。咔嗒式扭矩扳手通过用弹簧预加载按扣机构以在指定扭矩下释放来工作，从而生成咔嗒声。其它类型的机械扭矩扳手包括指示式、棘轮式、扭矩限制式、内嵌式和横梁式扭矩扳手。在指示式扳手中，扭矩值被测量并显示在刻度盘上。在扭矩限制式扳手中，扳手会将紧固件一直驱动到达到预设的扭矩值为止，此时，扳手会滑动并停止传递所施加的扭矩。在棘轮机构扳手中，为了将紧固件驱动到诸如木材或骨骼的基板中，有必要将紧固件绕其轴线旋转多转。对于手持工具来说，由于人手中的骨关节的运动范围(根据个人情况，其出现在大约100至180度)的限制，为了驱动紧固件，使用者通常将不得不改变其握力或换手，以便继续驱动紧固件。紧固件驱动工具中的棘轮机构允许使用者将器械在相反的方向上旋转至所施加的扭矩，而不使装置驱动头从紧固件抬离或以其它方式脱离，并且不必将手抬离装置或换手。借助工具中的棘轮机构，使用者可以旋转工具并且将紧固件驱动通过他们的手所允许的尽可能大的旋转角度，然后在相反的方向上用棘轮推动驱动工具，以便能够在不将手抬离驱动工具的情况下将紧固件驱动通过尽可能大的角度。

电子扭矩扳手(ETW)往往比机械扭矩扳手更贵，并且也更准确。当用电子扭矩扳手将扭矩施加到紧固件时，扭矩读数以可视方式(例如，通过数值或光指示)指示在电子扭矩扳手的显示装置上，并且与由施加的扭矩的紧固件中所导致的预张力成比例。然而，除了其它因素之外，读数也取决于在紧固件的头部和部件的相邻表面之间的头部下摩擦以及在配接的螺纹之间的摩擦。静摩擦力大于动摩擦力。因此，当扭转操作被引发时，可能需要增加量的扭矩来克服静摩擦力并引发紧固件的旋转。因此，接着，扭矩优选地以缓慢而连续的方式施加到紧固件，以允许摩擦力稳定，以有助于确保准确度并且有助于防止扭矩过大，扭矩过大会导致紧固件和基板损坏，极端的情况下导致紧固件或基板的破坏。常常还希望使用者同时看到当前扭矩值(在那一刻正施加的扭矩)和峰值扭矩值(到当前时刻为止所施加的最大扭矩)两者。然而，现有的扭矩扳手通常仅显示在任何给定时间的当前扭矩值或峰值扭矩值。

当扭矩扳手在“跟踪模式”下操作时，当前扭矩值显示，并且使用者因此不一定获得关于紧固件可能已经受的实际峰值扭矩值的即时反馈。虽然对于某些电子扭矩扳手来说可以通过下载数据来获得此信息，但此动作通常不是瞬时的，并且因此操作者不获得即时反馈。另一方面，当在“峰值保持模式”下操作时，电子扭矩扳手的显示器通常仅显示到那时为止施加到紧固件的最大扭矩。在峰值保持模式下，使用者常常忽略当前扭矩水平，这会导致紧固件扭矩过大或扭矩过小。

可能影响电子扭矩扳手上的读数的准确性的另一个因素是操作温度。在电子扭矩扳手中用来测量施加的扭矩的应变计常常受温度影响。因此，为了获得准确的扭矩测量值，常常有必要测量现有温度并针对给定的应变计读数来调整显示的扭矩值。

不论使用什么类型的ETW，都可能需要使用扭矩延长件来拧紧在扭矩扳手将无法到达的位置处的紧固件。将扭矩延长件附接到ETW的最常见的方法之一是将初始的驱动头替换成具有其自身驱动头的延长件。一旦插入了延长件，通常就必须针对由于延长件导致的杠杆臂长度中的任何变化来校正ETW的读数。在延长件就位的情况下，根据延长件从ETW的端部向外或向内延伸，由紧固件经受的实际扭矩将高于或低于ETW上实际显示的值。

对于每种不同长度的延长件来说，必须计算不同的校正因子。通常，最终使用者计算校正因子，并且用将施加到紧固件的所需的最终实际扭矩值除以或乘以此校正因子，以确定将输入ETW中的经补偿的最终设定扭矩值(由ETW显示)。实际扭矩值是否除以或乘以校正因子取决于确定校正因子的方法。经补偿的最终设定扭矩值是这样的值，即，当显示该值时，使用者停止将扭矩施加到紧固件。通常，使用者将仅准确地知道经补偿的最终设定扭矩值，并且不能够准确地确定中间的扭矩值。换句话讲，使用者仅计算经补偿的最终设定扭矩值以用于该设定的扭矩，并且不能够在扭转操作期间连续地监测实际扭矩值，因为ETW仅显示“经补偿的”值。这种情况会导致扭矩过大和扭矩过小，这可能导致紧固件的性能损失。

此外，对于现有技术电子扭矩扳手来说，这些类型的扳手中的每一种的应用通常是在扳手的清洁度不是问题的环境中，例如在机动车修理车间。这样，现有技术电子扭矩扳手清洁到无菌水平的能力不是对电子扭矩扳手的构造的要求，并且相应地，这些现有技术扳手的设计和构造不能够保护这些类型的扳手的内部电子部件以使得电子扭矩扳手能够在其中在使用之前需要将扳手消毒的环境中使用。

因此，希望开发一种电子扭矩扳手，其能够承受对装置消毒所需的温度和压力，以保护装置的内部部件。备选地，希望开发一种能够在无菌环境中操作的电子扭矩扳手，其可被消毒并且包括一个或多个一次性部件，这些部件能够可操作地连接到扳手以用于扳手的操作，但不需要在其初次使用之后消毒。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于在无菌环境中接合工件的电子扭矩扳手，该电子扭矩扳手包括扳手主体，该扳手主体具有设置在扳手主体上的扳手头部，其中，扳手头部被配置成接合工件。握柄设置在扳手主体上与扳手头部相对，并且用户接口由扳手主体承载，用户接口还连接到微处理器，该微处理器设置在柄部内或可选地设置在与柄部间隔开的位置处。在一个实施例中，用户接口包括带有第一读出器和第二读出器的显示器以及用于输入预设扭矩值的输入装置，所有这些部件都可操作地连接到微处理器。第一读出器在操作期间连续地显示峰值扭矩值，并且第二读出器在操作期间连续地显示施加扭矩值。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，该方法在无菌环境中在工件上的扭转操作期间将峰值扭矩值和施加扭矩值作为预设扭矩值的百分比显示在电子扭矩扳手的显示器上。该方法包括下列步骤中的一者或多者：将预设扭矩值输入电子扭矩扳手中，预设扭矩值是希望施加到工件的最大扭矩；检测正施加到工件的当前扭矩；比较当前扭矩与显示器上显示的现有的峰值扭矩值；当前扭矩超出显示的峰值扭矩值时，将当前扭矩在数字显示器上显示为峰值扭矩值；比较当前扭矩与预设扭矩值以确定对应于当前扭矩的预设扭矩值的百分比；以及在显示器上显示该百分比，使得百分比和峰值扭矩值在扭转操作期间任何时候都同时显示。

根据本发明的又一方面，提供了用于在无菌环境中驱动工件的电子扭矩扳手，其中，扭矩扳手包括具有柄部端和扳手头部接纳端的扳手主体。扳手头部包括工件接纳端和安装端，其由扳手主体的扳手头部接纳端可移除地接纳。扳手头部感测装置由扳手头部接纳端承载并且包括在扳手头部感测装置和微处理器之间的电连接，使得扳手头部感测装置能将指示扳手头部接纳端上存在扳手头部的电信号发送至微处理器。

根据本发明的又一方面，电子扭矩扳手具有扭矩调整能力、所需扭矩设定的显示能力、达到实际扭矩的显示能力、扭矩测量能力和可选地在预定扭矩水平下关闭。电子扭矩扳手提供可重复且准确的扭矩施加，而不考虑在无菌操作环境中的操作者能力。

在本发明的若干特征、目的和优点之中，提供了一种改进的扭矩施加扳手，其包括：

-在操作期间通过电子感测扭矩来精确地测量施加的扭矩；

-允许操作者便利地选择预定扭矩水平并且显示该预定扭矩水平；

-不需要外部感测和控制电路，而是将其以使扳手能够在无菌环境中使用的方式完全集成在工具中；

-有助于扭矩感测和通过电子反馈进行扭矩控制；

-不需要外部电源，而是能够仅在蓄电池功率下长期使用；

-能通过使用感测和控制元件集成在现有扭矩扳手的典型配置中，该感测和控制元件不会妨碍正常速度和扭矩扳手的操作的便利性；

-使用具有这样显著的经济性和相对简洁性的扭矩感测技术实现了可能的便携式数字扭矩响应性和可选地扭矩控制的扳手；并且

-使这样的扭矩响应性和可选地扭矩控制的工具具有这样的经济性和简单性，以便适合在无菌环境中的医学用途和在许多其它技术领域使用。

本公开涉及电子扭矩扳手设备、与该设备相关联的系统、以及使用用于在无菌的医疗环境中附接紧固件和其它工具操作的设备和系统的方法。在所需的扭矩设定下将紧固部件固定允许牢固地附接部件和与其有关的任何结构，而不使部件拧不紧或拧得过紧。部件拧不紧会导致部件的脱开。部件拧得过紧会使部件难以脱开或者会对部件造成损坏。为了防止拧不紧或拧得过紧，可以在拧紧部件的同时进行扭矩测量，以满足目标扭矩设定或在所需扭矩范围内施加扭矩。

根据本发明的还有另一实施例，电子扭矩扳手设备、系统以及使用该设备和系统的方法提供用于拧紧和标准化与用于医疗手术的紧固件系统相关联的力。在一个实施例中，该系统包括到用于各种医疗手术的紧固件配置信息的数据库的接入点，具体地因为它们涉及要进行该手术的特定个体。信息从数据库提供至扳手设备。扳手设备提供信息的验证和通过使用扳手而应用信息的验证。在使用之后，扳手组件将信息传递回系统以提供手术和由使用扳手的医师施加到相应的紧固件的扭矩值的历史记录。

根据本发明的又一方面，电子扭矩扳手组件包括联接装置或联接器和扳手。联接装置从系统接收信息并将该信息传递到扳手。一旦接收到紧固件配置信息，扳手就从联接器被移除并且用来建立扭矩设定以用于紧固件扭矩过程中。拧紧过程的验证在使用期间被记录在扳手上并且传输回联接器。联接器接着将信息传递到系统。

根据本发明的还有另一实施例，系统包括与微处理器通信的驱动装置管理服务器。联接器连接到服务器以从服务器收集关于手术/受试者的信息。装置管理服务器接着将对应于的紧固件配置信息递送至联接器以用于传递到电子扭矩扳手。扳手在紧固件拧紧过程中利用该信息来警示医师正确的扭矩值，以用于在手术中拧紧特定的紧固件。信息的验证可记录在扳手上和/或由扳手记录并且在将扳手置于联接器中时传递回联接器，传递到联接器的信息可传输至手术管理服务器以用于验证、事务完成和存储。

根据本发明的又一方面，微处理器中存储的关于在执行紧固件拧紧程序或过程中扭矩扳手的使用的数据可被传递到联接器和/或服务器以记录扳手的使用。该数据可存储在服务器中以用于根据各种参数确定扳手的必要校准，所述参数为例如扳手的使用次数以及扳手的使用时间总长度等。

根据本发明的还有另一实施例，扳手可配置成包括支架。支架包括狭槽、孔口或其它合适的开口以用于插入动力块/传感器模块，动力块/传感器模块包括电子扭矩感测装置并且适于与所需的驱动器械或器具接合。动力块传感器模块与支架配接以启动动力块/传感器模块，动力块/传感器模块被预校准并且可操作用于将关于由扳手施加的扭矩的水平的反馈提供给使用工具的个体。

根据本发明的又一方面，动力块传感器模块可设计成预校准的，以用于准确确定在单次使用中施加到紧固件的扭矩，使得动力块/传感器模块可以在单次手术或过程中在使用后丢弃。

根据本公开的另一方面，动力块/传感器模块和支架包括锁定特征，其防止动力块/传感器模块在未正确互连时的操作。动力块/传感器模块还可设计具有这样的配置，该配置与具有不同器具或配置的不同支架互连，以允许单个动力块/传感器模块与多个支架接合和/或使用。

根据本发明的又一方面，支架和/或动力块/传感器模块可形成为可消毒的，使得支架和/或动力块/传感器模块可以在多次手术中重复使用。

在随后的描述和附图中将部分地阐述本发明的其它方面、特征和优点，其中，本公开的实施例被描述和示出，并且将在结合附图阅读以下详细描述之后部分地变得显而易见。

附图说明

附图示出了目前想到的实践本发明的最佳实施方式。

在附图中：

图1是根据本公开构造的电子驱动工具的第一实施例的等轴视图；

图2是沿图1的线2-2的剖视图；

图3是根据本公开构造的电子驱动工具的第二实施例的分解等轴视图；

图4是图3的工具的内部部件的等轴视图；

图5是根据本公开构造的电子驱动工具的第三实施例的等轴视图；

图6和6A是用于图1的工具的照明元件的等轴视图；

图7是图1的工具的动力电池部件的剖视图；

图8是温度补偿球囊或与图1的工具的使用的剖视图；

图9是根据本公开构造的电子驱动工具的第四实施例的分解等轴视图；

图10是根据本公开构造的电子驱动工具的第五实施例的剖视图；

图11A-11B是用于图1的工具的显示器的前平面图；

图12是图1的工具的电子系统的第一实施例的示意图；

图13是图1的工具的电子系统的第二实施例的示意图；

图14是图1的工具的操作功能的第一实施例的示意图；

图15是图1的工具的操作功能的第二实施例的示意图；

图16是示出图1的工具的操作的示意图；

图17是医疗套件的示意图，其包括根据本公开构造的电子驱动工具的第六实施例；

图18是图17的工具的示意图；

图19是示出图17的工具的操作的示意图；

图20是根据本公开构造的电子驱动工具的第七实施例的剖视图；

图21是根据本公开构造的电子驱动工具的第八实施例的剖视图；

图22是与电子驱动工具一起使用的校准托盘的等轴视图；

图23是用于图22的校准托盘的根据本公开构造的驱动工具的等轴视图；

图24是图22的校准托盘的部分拆卸的等轴视图；

图25是根据本公开构造的电子驱动工具的第九实施例的前等轴视图；

图26是图25的工具的前平面图；

图27是图25的工具的后等轴视图；

图28A-28B是根据本公开构造的电子驱动工具的第十实施例的前平面图；

图29A-29B是根据本公开构造的电子驱动工具的第十一实施例的前平面图；

图30是根据本公开构造的电子驱动工具的第十二实施例的等轴视图；

图31是图30的工具的剖视图；

图32是用于图30的工具的电源的锁定构件的等轴视图；

图33是图32的锁定构件的剖视图；

图34是图30的工具的部分拆卸的剖视图；

图35是图30的工具的支架的等轴视图；

图36是根据本发明构造的电子驱动工具的第十三实施例的剖视图；

图37是根据本发明构造的电子驱动工具的第十四实施例的前剖视图；

图38是图37的工具的侧剖视图；

图39是根据本发明构造的电子驱动工具的第十五实施例的部分拆卸的等轴视图；

图40是根据本发明构造的电子驱动工具的第十六实施例的等轴视图；

图41是图40的工具的部分拆卸的等轴视图；

图42是沿图41的线42-42的剖视图；

图43是根据本发明构造的电子驱动工具的第十七实施例的等轴视图；

图44是图43的工具的部分拆卸的等轴视图；

图45是沿图43的线45-45的剖视图；

图46A-46F是用于图25的电子驱动工具的备选配置的视图；

图47A-47D是各种工具的前平面图，示出了与具有不同的操作配置的支架接合的具有单一配置的动力块/传感器模块；

图48是图47A-47D的工具的锁定和固定箍布置的等轴视图；

图49是根据本发明构造的电子驱动工具的第十八实施例的等轴视图；

图50是根据本发明构造的电子驱动工具的第十九实施例的示意图；

图51是根据本发明构造的电子驱动工具的第二十实施例的示意图；

图52是用于根据本发明构造的驱动工具的充电站的等轴视图；

图53是构造用于与图52的充电站一起使用的驱动工具的第二十一实施例的等轴视图；

图54是在图52的充电站上充电的图53的驱动工具的等轴视图；

图55是根据本发明构造的驱动工具的第二十二实施例的等轴视图；

图56是图55的工具的部分分解图；

图57是图55的工具的完全分解图；

图58是根据本发明构造的驱动工具的第二十三实施例的示意图；

图59A-59E是图58的工具的显示器的示意图；

图60是处于打开位置以与非无菌的蓄电池组一起使用的图55的驱动工具的实施例的等轴视图；

图61是用于与图60的工具一起使用的无菌罩的等轴视图；

图62是与图60的工具接合的图61的罩的等轴视图；

图63是非无菌蓄电池组通过图1的罩插入图60的工具的等轴视图；以及

图64是处于关闭位置且在其中保持有非无菌的蓄电池组的图60的驱动工具的等轴视图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各种实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例通过对本发明进行说明而不是以限制的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对本发明中作出修改与变型。例如，作为一个实施例的部分而显示或描述的特征可用于另一实施例，以产生更其它的实施例。因此，本发明意图包括这样落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改与变型。

现在参看图1和图2，示出了根据本发明的内嵌式电子扭矩扳手10。电子扭矩扳手10包括扳手主体12、棘轮/扳手轴14、弹性握柄16、壳体18、蓄电池组件19、以及带有用户接口或显示器22的电子单元20。优选地，扳手主体12具有大体上管状的构造，并且在第一端处轴14并且在第二端处接纳电源或蓄电池组件19，电源或蓄电池组件19由端盖17固定在主体中。壳体18安装在第一端和第二端之间并且承载电子单元20。

如图所示，轴14的前端26包括适配器28，适配器28连接到合适的棘轮机构(未示出)，该棘轮机构例如是在以引用方式全文并入本文的美国专利第7,413,065号中所示出的棘轮机构。适配器28配置成接纳各种尺寸的承窝(socket)、延伸件等。适配器28也可以通过任何合适的机构可拆卸地连接到轴14。

用于将轴14固定到主体12的附接机构包括传感器30，其配置成感测由扳手10通过轴14施加在紧固件(未示出)上的扭矩或应变。传感器30可采取多种合适的形式中的任一种，例如，应变计、霍尔传感器和压电传感器等。

传感器30可在工作上连接到电子单元20，使得由传感器30生成的信号可传输到单元20。一旦在单元20中，单元20就可将信号用于各种用途，例如用来由信号计算扭矩值，以在显示器22上提供经由扳手10施加的扭矩的实时指示。

电子单元20和传感器30的操作由开关32和在相对端处的电源19控制，开关32设置在主体12上并且可操作地连接在单元20和传感器30之间。因此，开关32使得功率能够根据需要选择性地施加到单元20和传感器30。壳体18、主体12、柄部16和端盖17的接合可为蓄电池组件19、电子单元20和(多个)传感器30提供封罩或屏障33，封罩或屏障33也可以单独地形成，此使得扳手10能够被高压消毒以用于消毒目的，而不损坏蓄电池组件19、电子单元20或传感器30以及显示器22。

现在参看图3和图4，示出了扳手10'的第二实施例。在该实施例中，扳手10'具有T形形状，其中轴14'从主体12'垂直地延伸。在图示实施例中，轴14’居中地设置在主体12'上，使得电源19'和电子单元20'在主体12'内设置在主体12'的相对侧上，使得主体12'为电源39'和电子单元20'提供封罩，该封罩使得扳手10'能够被高压消毒以用于消毒目的，而不损坏蓄电池组件19'或电子单元20'。备选地，轴14'可根据需要被定向到主体12'的一侧或另一侧。

轴14'可直接连接到主体12'或直接连接到设置在主体12'内的棘轮机构(未示出)。在轴14'到主体12'的连接处，传感器30'设置成确定由扳手10'通过轴14'施加到紧固件或其它基板(未示出)的应变或扭矩，以用于表示在主体12'上的合适的显示器(未示出)上。

现在参看图5，示出了扳手110的第三实施例。扳手110具有类似于图3和图4的实施例的T形形状，但包括位于主体112内的压电传感器130。传感器130由在轴114的平坦表面133上的第一元件132形成，并且第二元件134设置在主体112的相邻的平坦表面135上。元件132和134的相对位置由设置在主体112内的电子单元120确定，电子单元120由导体136连接到元件132和134，以从元件132和134接收信号。

现在看图6和图6A，示出了驱动工具或扳手210，其中扳手210包括光源250。光源250形成有大体上圆形的壳体252，壳体252具有中心孔口254，中心孔口254形状略大于轴214，使得壳体252能够围绕轴214定位，或者紧邻主体212，或者设置在主体212内。在任一配置中，壳体252包括定位在其上的多个照明元件256，照明元件256可操作地连接到电源219并且可选地连接到电子单元220，电子单元220直接地或者经由居间构件定位在主体212内，例如，如果壳体252由导电材料形成，则该居间构件可以是壳体252。照明元件256将光从主体212沿着且围绕轴214向下导向，以照亮紧紧围绕轴214的区域，由此为操作扳手210的个体提供更好的观察区域。

现在参看图7，示出了扳手10、10'的电源319，其包括定位在囊体(capsule)362内的蓄电池或供电单元360，囊体362例如通过螺纹连接而与盖364可释放地接合。盖364通过密封构件366与囊体362密封地接合，密封构件366设置在囊体362和盖364之间。动力电池360由绝缘材料368保持在囊体366内，以防止电源360通过囊体362的任何非故意的放电。当囊体362与扳手10、10’的主体12'接合时，为了有利于功率从电池360传输到扳手10、10'，导体(未示出)设置在囊体362内并且利用或通过盖364将动力电池360连接到设置在扳手10、10'的主体12、12'内的电子单元20、20'。

在图8中，扳手10'示出为包括在主体12'内的可膨胀囊腔(bladder)468。响应于例如当被高压消毒时扳手10'所处的环境中的温度或压力的变化，囊腔468可在主体12'内膨胀或收缩，如由468a、468b和468c所示的囊腔尺寸上的变化所表现的，以在由主体12'或屏障33提供的保护之外进一步维持扳手10'的内部部件(例如，电源119'和电子单元20')的正确操作。

现在看图9，示出了扳手510的第四实施例。在扳手510中，除了棘轮机构515和诸如电源和电子单元(未示出)的其它部件之外，主体512具有弹出式扭矩水平指示机构570，例如在美国专利申请序列号12/192,295中所公开的那种扭矩水平指示机构，该申请全文以引用方式并入本文中。弹出式指示机构570结合显示器522操作以示出正在操作的扳手510的具体扭矩水平。

现在参看图10，示出了扳手610的第五实施例，其中扳手610为偏转横梁式扳手。扳手610包括主体612，电源619和电子单元620设置在主体612内。可操作地连接到电子单元620的传感器630设置在横梁672上，横梁672与主体612接合并且具有附接到横梁672的、与主体612相对的适配器628。适配器628能够经由可释放地固定到适配器628的附件而与紧固件可操作地接合，以便允许扳手610驱动紧固件。由于横梁672的偏转，扳手610施加到紧固件上的扭矩通过从传感器630接收的信号而由电子单元620测量。

现在来看图11A-图13，示出了用于扳手10的显示器22的一个实施例。显示器22可采取任何合适的形式，并且可以定位在主体12的外表面上以用于与使用扳手10的个体交互，或者可以设置在主体12内容易观察的位置，例如在主体的透明部段下方。显示器22向扳手10的使用者提供关于扳手10的操作的各种指示，例如但不限于，在各个单元中正在施加的实际扭矩、相对于预设的最大值和最小值正在施加的扭矩的量、电源19中剩余的功率水平、以及关于扳手10的操作的任何错误消息，例如电子单元20的操作中的缺陷。

显示器22也可包括设置在主体12中的一个或多个用户输入装置80。装置80可包括电源按钮82、单元选择按钮84、递增按钮86a和递减按钮86b、以及三个发光二极管(LED)88a、88b和88c。在一个实施例中，当响应于由电子单元20感测的扭矩水平而启动时，发光二极管88a、88b和88c分别为绿色、黄色和红色的。另外，用于听觉信号的扬声器90也可设置在主体12上。此外，虽然示出了LED88a-88e和扬声器90，但扳手10可以备选地或附加地包括用于形成诸如振动、发热或冷却等触感的装置。另外，虽然在图1和2中示出了用于显示器22的一种可能的定位，但其它位置(例如，在主体12的端部或底侧处)也是合适的。

图12-图13中示出了扳手10的电子器件(包括显示器22和微控制器92)的框图表示，它们图示出了各种输入和输出。当电子扭矩扳手10用来施加和测量扭矩时，传感器30(即，霍尔传感器、压电传感器、应变传感器的应变计或其它合适的感测装置)感测施加到紧固件的扭矩，并且将成比例的电信号794发送至信号调节单元795，信号调节单元795放大信号、对信号的任何偏差进行调整并且使用温度传感器800和调节电路802针对当前温度来补偿信号，对信号偏差的调整过程通过针对在扭矩实际上施加到紧固件之前可能存在的任何读数来补偿信号而增加扳手的准确性。接着，放大和调节的电信号796被馈送至微控制器92，微控制器92将电信号796转化为以所需单位表示的等效扭矩值。微控制器92将包括当前扭矩水平值和峰值扭矩值的电信号797经由LCD驱动器电路799发送至显示器22，显示器22可包括液晶显示器(LCD)单元798。在一个实施例中，显示器22将当前扭矩水平值表示为条形图，并且同时将峰值扭矩值显示为数值，如在图11A和11B中所看到的。此外，一旦当前扭矩水平值在预设的极限扭矩值的预选范围内，微控制器92就生成一个或多个音频信号和/或具有合适颜色的光显示形式的报警信号，所述报警信号用来操作LED88a-88c和扬声器90。LED88a-88c与相对于预设的最大扭矩水平的正施加的扭矩水平一致。当LED88a-88c中的任一个以闪烁或连续方式启动时，使用者被警示正通过扳手10施加的扭矩的水平，其中黄色LED88b和红色LED88c与扬声器90和任何相关联的振动发生器(未示出)一起向使用者指示它们正接近或处于过度扭转紧固件的扭矩水平。

开关或按钮86a-86b位于主体12上邻近显示器22处，并且使得使用者能够在设置扳手10的最小和最大扭矩水平的过程中调整由电子单元20使用的参数。

此外，电子单元20可包括存储器部件800，其可操作地连接到微处理器或微控制器92，以便记录在扳手10的操作期间由单元92接收的信息。在一个实施例中，扭矩值由微控制器92在连续的基础上在受控的间隔内接收，该间隔可以例如由扳手10的操作者通过诸如按钮86a-86b的用户接口或其它装置指定，所述其它装置可以可操作地连接到微处理器92。在任何情况下，在另一个实施例中，一个或多个扭矩测量值被周期性地或连续地存储在存储器800中以用于以后检索和/或处理。

图11A-图11B示出了数字显示器22的实施例的详细视图，数字显示器22可以在本发明的扳手10的任何实施例中使用。LCD单元798包括当前扭矩水平指示器、四位数字显示器、所选单位的指示(英尺-磅、英寸-磅和牛-米)、扭矩方向指示器(顺时针(CW)(默认)和逆时针(CCW)(如选择))、电池水平指示器、峰值保持(PH)指示器和错误(Err)指示器。如图所示，当前扭矩水平指示器呈条形图的形式。条形图在两个实施例中示出为水平的和竖直的。在任一种情况下，优选地，条形图包括总共十个段和涵盖全部十个段的框格。当达到由使用者输入的预设扭矩值时，框格被十个段充满。在其它时候，框格仅被各段部分地填充，并且因此提供目前大约施加了多少扭矩和还需要向紧固件施加多少扭矩以达到预设扭矩值的图形显示。

如图所示，两个小箭头位于第八个段的相对侧上。所述箭头是图形指示器，其向使用者指示当前扭矩水平在预设扭矩值的75％以上。框架内的每个段表示预设扭矩值的10％，其分别从每个条形图的左侧或底部开始。例如，如果仅显示前两个段，那么当前扭矩水平高于预设扭矩值的15％且低于24％，并且因此为预设扭矩值的大约20％。同时，数字显示器也显示到那时为止在数字显示器中施加的峰值扭矩值。这样，如果扭矩已以连续增加的方式施加，那么所显示的峰值扭矩值实际上将与当前扭矩值相同。小数点将根据使用者所选择的单位而显示。

在使用中，根据在接近预设扭矩水平时的使用者的舒适水平，使用者观察当前扭矩水平指示器的条形图，直到所施加的扭矩水平达到预设扭矩值的大约75％至80％，而不是聚焦于四位数字显示器。此时，使用者将注意力切换到数字显示器，以发现当接近预设扭矩值时所施加的当前扭矩的精确指示。如所讨论的，数字显示器示出紧固件已经受的峰值扭矩值。这样，如果使用者在施加扭矩期间已“回退”，则在数字显示器上指示的值不会改变，直到其被当前扭矩值超过为止。显示器允许使用者将扭矩施加到紧固件，并且知道目前正施加的扭矩值以及在达到目标预设扭矩值之前还需要施加多少扭矩。

备选地，条形图显示器可用来显示峰值扭矩值，并且数字显示器可用来显示当前扭矩值。备选实施例包括不同于此前讨论的条形图的图形显示器，例如，包括饼图显示器，其中五个段中的每一个表示由使用者最初选择的预设扭矩值的大约20％；圆形刻度盘式显示器，其中每个段也表示预设扭矩值的大约20％，在预设扭矩值的大约80％处有指示标志；或图形显示器，其外观类似于标准刻度盘式模拟显示器，其中，当其指向定位在显示器周围的刻度时，指针或针指示正施加的预设扭矩值的百分比。注意，虽然段数和刻度数显示为表示预设扭矩值的20％，但该数目可在必要时改变以指示预设扭矩值的不同的所需百分比。

现在参看图14图-15，电子单元20的总体功能以图形方式示出。在图14中，在其一般功能中，电源19将功率提供至电路板或电子单元20，电子单元20从传感器30接收信号以用于最终传输至显示器22。在图15中，示出了电子单元20的各种功能，即，初始化/设置功能1000、扭矩校准功能1002、角度校准功能1004、扭矩测量功能1006、扭矩和角度测量功能1008、休眠功能1010、唤醒功能1012、以及错误功能1014。

在图16中，示出了使用任何已知的和合适的方法或系统的算法的一个实施例的流程图1500，该方法或系统用于以电子方式确定由扳手施加的扭矩，该扳手可与本公开的扳手10、2000、4000、5000、6000、7000的各种实施例的电子单元20一起使用。在开始扭转操作之前，使用者将预设的扭矩值输入到电子扭矩扳手中，该值等于将施加到紧固件的最大所需扭矩。该值显示在显示器22中，直到使用者实际上将扭矩施加到紧固件为止，此时，数字显示器切换至显示峰值扭矩值。当扭矩被施加时，微控制器92从信号调节电路795接收并读取温度补偿和信号调节的模拟电压信号796，将模拟信号转化为等价的数字值，将数字值转化为对应于使用者所选单位的等效的当前扭矩值，并且确定当前扭矩值是否是新的峰值扭矩值。这通过以下方式实现：比较当前扭矩值与现有的峰值扭矩值，并且或者在峰值扭矩值被超出(T)时替换峰值扭矩值，或者在峰值扭矩值未被超出(F)时让其保持。一旦当前扭矩值和峰值扭矩值两者被确定，微控制器92就将电信号命令发送至LCD驱动器电路799，以生成到显示器22的合适的信号，以用于更新当前扭矩水平指示器中所示读数和显示器22中所示峰值扭矩值。

此外，根据到那时为止施加到紧固件的峰值扭矩值，微控制器92开启或关闭绿色LED88a、黄色LED88b和红色LED88c。优选地，只要峰值扭矩值低于预设扭矩值的75％，绿色LED88a就亮起，并且一旦峰值扭矩达到预设扭矩值的75％，绿色LED88a就关闭。黄色LED88b在峰值扭矩值大于预设扭矩值的75％但小于99％时亮起。一旦峰值扭矩值达到预设扭矩值的99％，红色LED88c就亮起，并且随后一直亮起。可以将每种颜色的百分比范围的选择进行编程，并且LED开启或关闭的百分比可以改变以适合具体应用。可以设想到包括能够显示多种颜色的液晶显示器装置的实施例。这使得报警LED能够被LCD上的适当着色的符号代替。条形图的段和图形显示器也可制造成具有变化的颜色，以便增强对使用者的警告能力。

一旦峰值扭矩达到预设扭矩值或者在使用者选择的范围内，微控制器92就生成电信号，以在扬声器90上生成报警声。红色背光源(未示出)与声音报警信号同时出现，指示已达到预设扭矩值。更多颜色可以添加为背光源，以在接近预设扭矩值时进一步帮助使用者。如果已超出机械安全扭矩值(应变传感器的弹性极限)，也警示使用者，这种情况可能造成扭矩扳手失去正确的校准。这通过比较峰值扭矩值与扭矩扳手的弹性极限扭矩来确定。如果超出安全扭矩值(T)，则在错误指示器上显示“Err”消息，并且停止该单元，由此指示电子扭矩扳手单元需要校准，然后才能再次使用。

如图17-图18所示，扳手10可配置用于在医疗套件12000中使用以与控制单元1100配接。控制单元1100配置成当扳手10对接在其中或以其它方式与其接合时与扳手10通信。控制单元1100包括：控制单元显示器1102；控制单元按钮1104，其用于输入命令和与呈现在显示器1102上的菜单交互；以及对接部1106。在对接期间，扳手10被插入对接腔体1108中，对接腔体1108由支架1110限定并且具有宽度尺寸、长度尺寸和深度尺寸，这些尺寸略大于主体12的对应长度、宽度和深度，以允许扳手10在对接腔体1108内的可移除的牢固定位。沿着对接腔体1108的内壁还设有联接件或接头(未示出)，以用于将控制单元1100电连接到主体12中的微控制器92。当控制单元1100和扳手10距离较近时，在控制单元1100和扳手10之间的连接也可以经由无线通信进行。

控制单元也可以是通常可用的便携式数字助理或PDA，例如，可得自Palm的那些，或者其它移动计算装置，包括各种平板型计算机和智能手机等。配置成与扳手10通信的软件可被加载到PDA上，PDA可使用诸如PalmOS、MicrosoftWindowsCE的操作系统或目前可得或将来设计的其它移动计算装置操作系统。由该工具使用的通信和操作协议也可以HTML或XML编程语言编写，或者写入目前可得或将来设计的其它合适的系统，以用于与各种各样的软件和硬件平台互操作。

控制单元1100可以呈以太网支架(cradle)的形式，其类似于与大多数手持装置绑定的支架。然而，这样的以太网支架可设计成包括以太网卡和RJ-45连接器。该连接器允许单元经由附接到集线器或交换机的CATS电缆连接到局域网。这将允许在扳手10和工具管理系统1200之间的快速通信(10Mbps、100Mbps或吉比特)。

图19A-图19Β是工具管理系统1200的简化示意图。工具管理系统1200可被配置在通用计算机上，该计算机包括：处理器1202；规格数据库模块1204，其可由系统1200访问或加载到系统1200上；数据库模块1206，其可由系统1200访问或加载到系统1200上；以及通信端口1208。模块1204、1206可由处理器通过诸如局域网、广域网的通信网络、通过内联网、或者通过因特网或将来设计的且可用于该系统的另一种合适的通信方式在本地或远程地访问。工具管理系统1200也会包括诸如RAM的动态存储器和诸如硬盘驱动器或类似物的存储装置。本公开中引用的术语“模块”意在广泛涵盖各种类型的软件代码，包括但不限于例程、函数、对象、库、类、构件、包、过程、方法或一起执行与这些类型的代码类似的功能的代码行，因此，一个程序可操作以提供功能，或者该功能可分散到可在本地或远程地访问的多个程序。系统1200也可与诸如监视器或打印机的一个或多个输出装置1300通信。就本示例的目的而言，并且如图所示，数据库模块1204、1206将被加载到工具管理系统1200上。

工具管理系统1200可与扳手10直接通信。系统1200和扳手10构成扭矩管理系统。此连接可使用此前所述通信协议中任一种经由硬连接或无线方式进行。在备选实施例中，控制单元1200也可用作工具管理系统1200和扳手10之间的中间接口以形成扭矩管理系统1400。控制单元1100也可用来控制多于一个扳手10。回想一下，扳手10与控制单元1100可移除地对接，使得可以移除一个扳手10，并且连接另一个扳手，以使得一个控制单元1100可用来与多于一个扳手10通信。

工具管理系统1200/扭矩管理系统1400初始使用的一般步骤涉及确认扭矩施加，可以是需要使用扭矩工具的任何任务或过程，在该任务或过程中，需要监测精确公差、期望范围或所施加的扭矩的量值的极限。一般来讲，紧固件到构件的紧固或松开可以是扭矩施加。扭矩施加的一个具体示例与在外科手术期间将螺钉插入人体内有关。在该示例中，需要将多个螺钉穿过板插入骨内，以便将板固定在身体内的所需位置处，例如以修复骨中的断裂。在医疗装置/紧固件工业中已知的是，每个制造商提供规格以规定为了牢固地紧固螺钉而应施加的推荐扭矩量和最大安全扭矩量。

一旦选定，关于扭矩施加的信息就从系统1200上的数据库1204、1206提供至扳手10和/或控制单元1100。在此情况下，系统1200参考规格数据库模块1206以找到用于所确定的扭矩施加的对应制造商规格。备选地，紧固件(未示出)可具有用来利用系统1200确定紧固件的代码。对系统1200的确认可通过扳手10、系统1200或控制单元1100使用任何输入方法或装置进行，包括使用键盘、与具有菜单或其它选择方案的图形用户接口交互、扫描条形码、或从导入/导出或与程序数据库的其它通信。

一旦被确定，按扳手10检索到用于确定扭矩施加的制造商规格。如果系统1200参考了规格数据库1206，那么该规格就经由通信路径从系统1200传输到扳手10。备选地，系统1200将规格发送至控制单元1100，控制单元1100又将规格传输至扳手10，而不论扳手10是否对接在其中。如果规格已经在扳手10上，例如由于在当前扭矩施加之前已进行了相同的扭矩施加，则可从扳手10的存储器800调用规格。类似地，如果规格已经存在于控制单元1100上，则可将规格调用并加载到扳手10上。

在将规格加载到扳手10上之后，使用者或操作者(例如，医师)使用加载了扭矩施加规格的扳手10来进行扭矩施加。扳手10或扳手10-控制单元1100组合配置成指导使用者完成扭矩施加。该指导可以以规定施加的特定部分并显示最大容许施加扭矩的形式进行。所显示的扭矩量值可以是美制单位(磅-英尺)或国际单位制单位(牛-米)。该指导也可以以在扭矩施加期间产生警示的形式进行，以通知使用者其正接近或已超出规格，例如使用LED88a-88c、扬声器90或此前提及的其它装置。

一般来讲，与上述指导过程和扭矩施加的各个步骤同时，扳手10内的扭矩感测装置测量或捕获对应于为此施加过程所施加的实际扭矩的数据。该信息或数据存储在扳手10内的存储器800中，或者立即传输回控制单元1100或直接传输至工具管理系统1200。该数据用来创建关于在扭矩施加的各个阶段期间所施加的扭矩的准确量以及扳手10使用时间的记录。在其中数据未立即从扳手10传输的实施例中，数据可在对接期间被检索并发送至控制单元1100和系统1200。

在规格数据库模块1204中的规格和其它与扭矩有关的信息可由颁布的行业标准或从由原始设备制造商发行的规格编辑。例如，由装置制造商开发的与用于拧紧紧固件的正确扭矩有关的工厂扭矩规格可保持在数据库1204中。该信息可在必要时被修改、更新和修正。如果该系统1200连接到可访问更新的规格的网络，那么该信息更新可大体上发生在一天中任何时间。

由系统1200记录的此信息可用来确定特定扳手或工具的使用次数，使得系统1200可通知使用者该工具必须被更换或者工具的部件(例如，动力/传感器块2004(图25))需要被丢弃和更换。当至少部分地并入块2004时，系统1200可向使用者提供工具的当前状态的指示，例如，按分钟或小时计的时间或工具或其部件在需要更换之前剩余的使用次数。

此外，在自制造之日起通常六个月至一年的时间段之后，建议将外科扭矩扳手和类似的外科装置送回工厂进行校准。然而，在现实中，这些扳手有时未被检查以确保它们被校准或正确地维护。在如图26所示的工具2000中，工具2000可具有在工具2000之上或之内的传感器或其它电子部件，它们跟踪工具2000的使用和寿命，以有助于使该装置更加智能，并且让使用者知道何时将工具2000送回维修和校准。将单独地或彼此结合地使用的这些类型的传感器的一些示例包括：

1.热传感器和计数器类电路(未示出)可以在工具2000内使用，例如与电子单元20结合，以统计高压消毒循环次数，并且当达到工具2000的编程循环次数时例如通过显示器22、6000、6002警示或以其它方式通知使用者工具2000需要进行维修或检查校准。

2.结合电子单元20使用的传感器(未示出)可统计工具2000的启用次数，并且当达到工具2000编程循环次数时通过显示器22、6000、6002通知使用者工具2000需要进行维修或检查校准。

3.诸如实时时钟的电子部件可结合电子单元20使用以跟踪工具2000自其制造日期起已在现场使用的时间。时钟可被编程以发出信号或消息，以用来例如通过显示器22、6000、6002通知使用者是时候校准或维修工具2000了。在校准服务已进行之后，时钟可以被重置或针对下一校准间隔重新编程。

备选地，工具2000可在工具2000内具有计数器和电子存储介质或存储装置(未示出)，其与电子单元20结合提供关于工具2000已使用的时间的指示。由工具2000感测和/或存储的该信息可包括：

1.工具2000已高压消毒多少次，或者

2.工具2000已启用的次数。

3.已被施加的扭矩值，尤其是当工具2000已过度地扭转时。

4.自制造日期起的工具2000的寿命。

该信息存储在工具2000中的电子存储介质800中或直接或无线地可操作地连接到工具2000的独立的电子存储位置(未示出)，并且通过简单地用扫描仪扫描工具2000，可以在任何时间检索该数据。在带有屏幕6000的工具2000的情况中，工具2000可在屏幕上显示消息或警报，以告知使用者何时送回工具2000以进行校准或维修，或者通知使用者工具2000的剩余寿命。

为了保持系统完整性和安全性，上述各个步骤和/或操作可包括密码系统实施或使用者身份验证以增加安全性和使用者责任认定。例如，进行扭矩施加的医师可能必须输入工作ID。又如，规格数据库模块1204的规格更新可能需要管理员级访问。

现在来看图20，示出了本发明的第七实施例，其中电子扭矩扳手10"包括扳手主体12"、棘轮扳手轴14"和蓄电池组件19"、以及带有用户接口或显示器22"的电子单元20"，用户接口或显示器22"设置在合适的屏障33"内，屏障33"由主体12"形成或形成在主体12"内并且与轴14"上的传感器30"接合。扭矩限制机构50"(例如，美国专利第7,430,945号中所公开的那样，该专利明确地以引用方式全文并入本文中)设置在扳手主体12"内且在扳手主体12"的一端52"处，并且棘轮机构54"定位成与机构50"相对，这两个机构50"和54"可操作地连接到轴14"。

现在参看图21，示出了本发明的第八实施例，其中，扳手10"′具有T形形状，并且轴14"′从主体12"′垂直延伸。在图示实施例中，轴14"′居中地设置在主体12"′上，使得设置在合适的屏障33"内的蓄电池组件或电源19"′和电子单元20"′设置在壳体21"′内的轴14"′周围，屏障33"由主体12"′形成或形成于主体12"′内并且经由传感器30"′可操作地连接到轴14"′，轴14'"连接到主体12"′并从主体12"′垂直延伸。壳体21"′连接到主体12"′，并且轴14"′可直接连接到主体12"′或连接到设置在主体12"′内的扭矩限制机构50"′，例如在美国专利第7,430,945号中所公开的扭矩限制机构50"′，该专利明确地以引用方式全文并入本文中。此外，棘轮机构54"′至少部分地设置在壳体21"′内且与轴14"′连接，如此前结合图1和2的实施例所描述那样。此外，在扳手10的该实施例或任何其它实施例中，除了电子扭矩扳手10的任何已公开的实施例的其它部件之外，扳手可包括棘轮机构54、机械扭矩限制机构50或机械扭矩测量机构(例如，机械扭矩水平测量和/或指示机构570)、或它们的任何组合。

现在参看图22-24，示出了用于与本发明的任何实施例的扳手10一起使用的托盘2200。托盘2200包括封罩2202，扳手10或其它工具可以与用于扳手10的其它合适的附件或装置(未示出)一起初始地包装在封罩2202内。封罩2202也在其中容纳校准装置2204。装置2204包括：连接器端口2206，其用于与扳手10的轴14接合；多个操作按钮2208，其用于控制装置2204的操作；以及显示器2210，其用于向使用者提供装置2204的输出的视觉表示。连接器2206可操作地连接到设置在装置2204内的扭矩测量装置2212，扭矩测量装置2212能够确定由扳手10施加到连接器端口2206的扭矩，并且经由显示器2210提供所确定的扭矩值的输出。通过接合扳手10与装置2204并且由扳手10测量施加在扳手10上和装置2204上的扭矩，可以确定扳手10是否需要任何调整，以便使由扳手10测量的扭矩水平匹配由装置2204测量的水平。托盘2200也可形成为不具有装置2204，并且简单地用作易于组装的接收器以用于保持包括工具或扳手10的每件物品，从而形成将用于任何给定程序或过程的套件。

在其它备选实施例中，用于本发明的任何实施例的扳手10的蓄电池组件/电源19可形成为能够作为单元从扳手10的主体12移除，类似于图7中的实施例那样。蓄电池组件/电源19初始地形成为无菌部件，其可固定到扳手10的主体12或固定在主体12内，以为扳手10提供功率，并且可选地形成屏障33的一部分或可独立于屏障33。在其中扳手10跌落或者其中扳手10存放相当长的时间的情况中，可将电源19从扳手10移除，并可将扳手10高压消毒。然后，可将新的无菌电源19与扳手10接合，以向扳手10提供功率。

现在来看图25，示出了电子驱动装置2000的第九实施例。在该实施例中，装置或工具2000包括主体或支架2002和动力块/传感器模块2004。支架2002成形为所需形状，以便为使用工具2000的个体提供有效的抓握表面，并且可以形成为在其上具有任何所需的配置或设计。在图25-27的实施例中，主体或支架2002具有套筒状形状，其具有设置成大体上彼此相对的孔口2006和2008。动力块/传感器模块2004包括成形为与支架2002的形状互补的壳体2010，并且具有套筒2011，套筒2011从壳体2010向外延伸并且可操作地连接到壳体2010内的电子单元/扭矩感测机构2014且适于接纳和接合适配器28、2052和/或器具轴2038，以用于与紧固件(未示出)接合和驱动紧固件。壳体2010配置成相对于支架2002可滑动或可以其它方式移动，使得通过将壳体2010插入穿过孔口2006并推动壳体2010穿过支架2002直到到达孔口2008的相对端，可将壳体2010插入支架2002内。在该位置，可通过孔口2006和/或2008看到壳体2010上的可视扭矩指示器2012，指示器2012可由内部电源(未示出)响应于由壳体2010内的扭矩感测机构2014感测的扭矩而工作。

以下是工具2000的图示实施例的某些特征：

-感测机构2014的扭矩测量准确度为±1％；

-在感测机构2014的一个实施例中，固态传感器不依赖于机械摩擦，从而增加了准确度；

-在一个实施例中，指示器2012形成为LED，其可顺序地和/或累积地操作，以在接近扭矩极限时提供视觉信号，由此减小过扭矩的可能性。

-诸如设置在壳体2010内的振动马达(未示出)和绿色LED2012等其它指示器将通知外科医生已达到扭矩设定点。

-诸如发声蜂鸣器和红色LED2012等其它指示器启用以发出过扭矩信号。

-工具2000的扭矩感测机构2014可校准至五(5)个设定扭矩点，并且可以通过亮起灯2012、启用蜂鸣器或振动马达或它们的组合来通知使用者已达到扭矩设定点。

-上述反馈装置2012也可制成为以变化的频率脉冲开启和关闭。这种脉动也会节省蓄电池功率。

-壳体2010可包括灯(未示出)，以通过支架2002或孔口2006、2008照射到其中工具2000被应用的部位。

-由合适材料(例如，选定的塑料和金属)制成的支架2002和壳体2010的轻重量设计轻于机械扭矩柄部，从而降低了使用者疲劳。

-传感器模块2004提供用于客户可编程的扭矩设定点和公差带，以适合植入物设计。

以下是与工具2000一起使用的动力块/传感器模块2004的单次(一次性)使用设计的一些优点：

-用于使用的传感器模块2004处于认证工厂校准状态。

-手术托盘2200中的工具2000的成本显著更低，因为大部分成本是在一次性的传感器模块2004中，其为成本计入外科手术的单次使用物品。

-可重复使用的支架2002具有简单的构造，例如具有合适的塑料或金属，且因此易于清洁和消毒。

-工具2000在手术托盘2200中占用较少空间，并且减轻托盘2200的重量，因此更轻且更容易对手术托盘2200的部件消毒。

-工具2000的构造允许将两个工具2000设置在手术托盘2200中以为托盘提供冗余，同时仍提供比承载一个机械可重复使用柄部的手术托盘2200更轻且成本更低的托盘。

-工具2000消除了对再校准或维护程序、设施和人员的需求，因为动力块/传感器模块2004针对单次使用而被预校准，然后被丢弃。

图28A-28B示出了工具2000的另一个实施例。在该实施例中，支架2002和动力块/传感器模块2004形成为使得动力块2004以顶部加载方式插入支架2002中，其中套筒或杆2011延伸穿过支架2002中的中心开口2013。图29A-29B示出了工具2000的另一个实施例，其中，支架2002在一端处形成有单个孔口2006，使得动力块2004以侧面加载方式插入支架2002中，其中杆2011延伸穿过形成于支架2002中的狭槽(未示出)。

现在来看图30-图35，示出了工具2000的另一个实施例，其中，支架2002包括用来将模块2004保持在支架2002中的锁定装置2300。在图示实施例中，锁定机构2300包括在支架2002中的多个并且优选地一对相对的凹部2016，它们由设置在壳体2010上的锁定构件2018接合。锁定构件2018包括罩壳2020，罩壳2020设置在壳体2010内并且从其相对侧向外延伸。罩壳2020包括在每一端处的一对内孔2022，在每个内孔2022内设置有弹簧2024和定位部2026。定位部2026由形成于内孔2022的外端处的向内延伸的边沿2027保持在内孔2022内，其中边沿的直径小于定位部2026的直径。定位部2026被弹簧2024推出内孔2022。当壳体2010定位在支架2002内时，支架2002的侧面顶着弹簧2024的偏压将定位部2026初始地压入内孔2022中。当定位部2026到达凹部2016时，弹簧2024将定位部向外推入凹部2016以将壳体2010固定到支架2002。从支架2002移除壳体2010需要将足够的力施加到壳体2010，以顶着弹簧2024的偏压将定位部2026推回到内孔2022中。由弹簧2024施加的力使得壳体2010在工具2000的正常操作期间不会意外地从支架2002被移除。

现在参看图36，示出了其中设置有闭锁机构2028的工具2000。机构2028包括闭锁开关2030，闭锁开关2030设置在壳体2010内并且可操作地连接到电路板2034，电路板2034位于壳体中且形成扭矩感测机构或系统2014，扭矩感测机构或系统2014在扳手的该实施例或任何其它实施例中可以是任何类型的常规电子扭矩感测机构。当壳体2010定位在支架2002内时，开关2030定位在保持在支架2002中的磁体2032上方，磁体2032启动开关2030以使得动力块/传感器模块2004能够变得可操作。

该实施例在图36中也示出了扭矩感测机构2014是如何包括传感器2036的，该传感器2036可操作地连接到电路板2034和套筒2011的，以便经由器具2038感测由工具2000施加的扭矩，其中器具2038可操作地连接到套筒2011，该器具2038例如是适配器2052，适配器2052固定到支架2002并且在插入穿过支架2002时由套筒2011接合。

现在来看图37，工具2000的另一个实施例包括具有电子闭锁开关2040的壳体2010，当壳体2010与支架2002接合时，电子闭锁开关2040可操作地连接到定位在支架2002上的柱2042上方的板2034。柱2042与开关2040接触或以其它方式可操作地连接，以操作开关并启动动力块/传感器模块2004的电源。此可伴随有有功功率灯(未示出)，当柱2042接合开关2040时，该有功功率灯在壳体2010上或支架2002上可见。

现在参看图38和39，工具2000包括棘轮机构2044，棘轮机构2044可设置在适配器2052内，适配器2052固定到支架2002并且用来将轴2038固定到支架2002，棘轮机构2044固定到套筒2011，并且器具轴2038延伸通过棘轮机构2044而与套筒2011连接。棘轮机构2044可以是任何合适的机构，例如在美国专利第6,817,458号中所公开的机构，该专利明确地以引用的方式全文并入本文中，该机构允许器具2038以步进的棘轮方式移动，其中经由扭矩感测机构2014为每个步长提供对由工具2000施加的扭矩的指示。

在用于将棘轮机构2044附接到工具2000的不同配置中，在图39中，套筒2011包括构件2046，在构件2046上具有外花键2048。花键2046能够与形成于棘齿轮2051上的内花键2050配接，棘齿轮2051设置在适配器或连接器2052内，适配器或连接器2052可以是快速脱开适配器。当存在设置在适配器2052的壳体中的棘轮组件或机构2044时，棘齿轮常常锁定在向前或反向位置，如果人们试图将动力块2004组装到具有棘轮组件2044的支架2002中，动力块2004的轴或套筒2011不得不与棘齿轮2051配接以传输扭矩。为了进行配接，棘齿轮2051可被旋转，直到其与轴2011配合/配接。然而，如果棘齿轮2051处于锁定位置，其不能旋转，或者如果处于棘轮位置，其只能在一个方向上顺时针(CW)或逆时针(CCW)旋转。在轴2011的配接端上具有渐缩的花键轴构件2046允许轴2011与带有内部渐缩花键2050的棘齿轮2051容易地配接，而不使棘齿轮2051旋转或将其解锁。轴2011上的花键2048越多，就越少需要轴2011旋转，并且因此在轴2011和棘齿轮2051之间的配接越平滑，使得动力块2004和棘轮组件2044可被配接，而不必切换棘齿轮位置，即，在棘齿轮2051处于锁定位置的同时，大量的花键2048、2050允许动力块2004以最少的旋转组装到棘齿轮2051。

在另一个实施例的图40-42中所示另一配置中，动力块2004可插入支架2002中，其中壳体的套筒2011穿过支架2002，以与设置在棘轮机构2044上的锁定箍3000接合。箍3000可旋转地安装在棘轮机构2044上，并且在其中具有适配器3002。适配器3002限定盲孔3004，套筒2011插入盲孔3004内以使支架2002和壳体2010与箍3000和机构2044接合。适配器3002的封闭端包括突起3006，在突起3006上具有多个齿3008，其与棘轮机构2044的内部齿轮接合。因此，当套筒2011被插入适配器3002内时，壳体2010和形成工具2000的柄部的支架2002的扭转对应地移动棘轮机构2044，并且施加到任何轴2038所附接到的机构2044上的扭矩被有效地传递到模块2004以用于测量和显示。

套筒2011通过箍3000在机构2044和套筒2011之间的接合而保持在适配器3002内。在图示实施例中，套筒2011包括从套筒2011向外延伸的柱3010，柱3012能够插入形成于箍3000中的通道3010内。锁定构件3014设置在箍3000内，并且可以与柱3012选择性地接合，以便将柱3012和套筒2011与箍3000牢固地接合。锁定构件3014可从柱3012脱开，以使得套筒2011能够从适配器3002撤出。

现在来看图43-图45，在工具2000的另一个实施例中，支架2002形成有机构2044，机构2044由连接轴3016固定到支架2002。传感器模块/动力块2004随后插入支架2002内并且连接到连接轴3016。在图44中，在连接轴3016和支架2002之间的连接由在轴3916上的锁定销3018进行，锁定销3018接合在设置在支架2002中的一对相对的凹口3020内。

在图45中最清楚示出的该实施例中，可由工具2000施加的最大扭矩由扭矩限制机构3022限制，例如在美国专利第7,806,026号中所公开的扭矩限制机构，该专利明确地以引用的方式全文并入本文。此外，锁定销3018和/或连接轴3016可包括在其中的凹口段3024。这些凹口3024的尺寸经选择，以使得轴3016和/或销3018能够具有等于或约等于将由工具2000施加的最大扭矩的剪切强度。因此，当达到该扭矩水平时，轴3016和/或销3018将在凹口3024处剪断，使得工具2000不可操作且不能够施加进一步的扭矩。

图46A-图46F示出了壳体2010的其它备选配置和壳体2010在支架2002中的对应插入/接合。

现在来看图47A-图47D，示出了工具2000，其中动力块/传感器模块2004的壳体2010和杆2011配置成使得相同的模块2004能够与具有不同配置的支架2002一起使用。在图47A中，壳体2010具有固定到杆2011的器具轴2038，并且壳体2010和轴2038组合通过首先将轴2038插入穿过支架2002中的开口2013而与支架2002接合。在图47B中，轴2038固定到支架2002，其中壳体2010随后与支架2002和轴2038接合。在图47C中，支架2002包括适配器2052，适配器2052固定到支架2002，并且可用来将轴2038可释放地连接到支架2002。在图47D中，支架2002包括在其中具有棘轮机构2044的适配器2052。

就工具2000的这些配置而言，传感器块2004为单次使用物品，并且支架2002是可重复使用物品，因为它可以被消毒。某些顾客可能需要具有固定轴(A)的装置，在这种情况下，支架2002是非常小而轻的，并且可能是成本极低的。由于支架2002在器械托架套件2200中，整个器械托架套件成本较低。

在选项B、C和D中使用的传感器块2004彼此相同，并且与选项A的唯一区别在于，轴2038的整个长度附接到传感器块2004。

具有传感器块2004的相同配置允许最终使用者购买和库存一个传感器块2004，并且在三个不同的支架选项2002中的任一个上仍然使用该传感器块。从制造商的角度来看，在选项A-D中具有几乎相同的传感器块2004构造使更高的体积和因此更低的物品成本成为可能。

B：此选项允许最终使用者购买较低成本的传感器块2004，该传感器块是单次使用的，因为具有较短轴的传感器块2004制造和运输成本较低。

C：此选项允许最终使用者使用具有与工具2000(传感器块2004+支架2002)的合适的配接特征的任何轴2038。最终使用者可以使用为每个植入物或各种植入物定制的多个轴2038。

D：此选项允许最终使用者使用任何轴2038，并且有能力将装置棘轮转动以适当地定位工具2000，以方便使用。

此外，在图48中，用于将块2004固定到支架2002和轴2038的连接器8000的一种配置采用锁环8002和固定环8004，锁环8002和固定环8004各自具有在其中的内孔8006，在各内孔8006内放置有弹簧销8008的相对端，以控制环8002和8004相对于彼此的移动。

在图49所示工具4000的另一个实施例中，为了为工具4000提供备选的安全方面，支架4002包括机械扭矩限制机构4100，其设置在支架4002内并且在一端与轴4038接合而在另一端与在传感器块4004的壳体4010上的杆4011接合，以可操作地连接传感器块4004中的扭矩感测装置4014与轴4038，从而测量由工具4000施加的扭矩。扭矩限制机构4100可以是任何合适的机构，例如在美国专利第7,650,821号中所公开的那种，该专利明确地以引用的方式全文并入本文中。在传感器块4004故障且不能向使用者提供由使用者通过工具4000施加的扭矩的准确指示的情况中，扭矩限制机构4100将以机械方式操作，以防止由工具4000施加的过量扭矩。

此外，结合机构4100，工具4000可包括可操作地连接到机构4100的指示器4102，其向工具4000的使用者提供关于机构4100已超出其扭矩极限的指示。这样的机构4102的一个示例公开于美国专利第7,806,026号中，该专利此前以引用的方式全文并入本文中。

此外，工具4000可包括可变齿轮齿数比的驱动机构4104，例如在美国专利申请公开第US2010/0294084号中所公开的那种，该专利明确地以引用的方式全文并入本文中。

在图50和图51中，示出了工具2000的实施例，其中传感器模块2004可操作地连接到显示由模块2004感测的扭矩值的视频显示屏18000，或者包括在模块2004上的显示器18002，显示器18002能够显示感测的扭矩值，并且也用作视频显示屏，以显示个体正使用工具2000的部位。在图示实施例中，图50示出了无线地连接到显示器18000的工具2000，而图51示出了直接设置在工具2000上的显示器18002。

现在来看图52-图54，示出了工具5000的第二十一实施例，其中，除了诸如适配器5028和棘轮机构5044等的此前的实施例中所示其它特征之外，工具5000包括接收器线圈5002，其设置在工具5000的柄部5004的一部分内，并且可操作地连接到工具5000中的其它电子部件，例如连接到蓄电池组5005和扭矩测量机构(未示出)以及显示器(未示出)。接收器线圈5002能够定位成与设置在充电站5008上的发射器线圈5006电接触，以便通过接收器线圈5002向蓄电池组提供无线感应充电。充电站5008包括用于将工具5000和接收器线圈5002与充电站5008上的发射器线圈5006合适对齐并保持该对齐的特征，以确保当工具5000定位在充电站5008上时的正确充电。另外，充电站5008包括电源线5014，其使得能够经由诸如壁装插座(未示出)的任何常规的电源插座为充电站5008供电。充电站5008也可包括显示器5010，其提供关于充电站5008和置于充电站上的工具5000的状态的各种信息，包括但不限于充电站5008上的工具5000的充电状态，该充电状态可以通过使用充电站5008上的选择器按钮5012来改变。工具5000的此构造的一些优点包括：

1.无线蓄电池充电使可再充电蓄电池可以密封在装置5000中。以此方式，蓄电池在装置5000内被消毒。这消除了在使用无菌技术的同时操纵蓄电池组并将蓄电池组加载到装置中的需求。因此，提高了患者的安全性。由于充电是无线的，充电器5008和装置5000不需要暴露金属触点，并且因此可以密封，这使它们使用和清洁/消毒更安全，以用于在常常涉及暴露于湿气(尤其是在诸如蒸汽清洁/高压消毒的清洁过程期间)的操作室环境中使用。

2.操作原理：通过感应耦合传输功率。该系统涉及两个装置：蓄电池驱动装置5000和无线充电器5008。充电器5008具有发射线圈5006，当接收器线圈5002置于由发射线圈5006创建的磁场中时，发射线圈5006通过感应耦合将功率传输至位于装置5000中的接收器线圈5002。接收器线圈5002连接到可再充电蓄电池。该蓄电池将功率提供至柄部5004内的电路。发射器线圈和接收器线圈使用高频率(射频)传输功率，此功率将蓄电池充满电。这两个线圈彼此调谐，以使这种能量传输成为可能。这些线圈放置得越靠近在一起，并且它们对齐得越好，功率传输将越有效。图像显示装置置于充电器中的线圈附近。定制装配的支座可以设计用于最佳对齐，或者更一般的垫式充电器可用来同时对多个装置充电。无线功率传输的相关专利包括美国专利第3,938,018号、第5,314,453号、第5,314,457号和第8,378,523号，这些专利均明确地以引用方式全文并入本文中。

现在参看图55-图57，为了使用现有技术可再充电的非灭菌蓄电池能够在无菌的外科器械或工具10、2000、6000中使用，如在美国专利第6,917,183号中所述(该专利明确地以引用的方式全文并入本文中)，使用者采用已知的“无菌传递”技术。虽然可能通过其它名称得知，但该技术通常需要消毒和使用附接到无菌供电器械的无菌蓄电池容器。消过毒的容器(由例如手术助理护士)保持在无菌区，并且由无菌护罩遮蔽。非灭菌的经充电的蓄电池(由例如巡回护士保持)小心地置于消过毒的容器中，从而不污染已消毒的容器。护罩由巡回护士移除，并且消过毒的容器由手术助理护士封闭并附接到器械。该容器气密地包封蓄电池，并且具有其自有的外部端子，该端子连接到蓄电池端子并且通过其对器械供电。

所使用的蓄电池通常是包括多个单独的蓄电池单元蓄电池组，这些蓄电池单元在一个构件内接线和结合在一起。电池的端子串联连接到蓄电池组的端子。如本文所用，术语“蓄电池”将理解为包括蓄电池组。

现有技术蓄电池组通常具有端子触点，各端子触点是表面安装的，并且能够通过与位于蓄电池组设计用于一起操作的装置中的另一个表面触点邻近接合而接合。表面触点设计成朝彼此压接，基本上在相对的方向上沿着假想线推动，该假想线在它们邻接的点处穿过两个触点。有时候，弹簧力设计成形成该接合以增强用来将端子触点压靠装置触点的力。

表面触点在电动外科器械中经受振动，并且这可能增加磨损并影响性能。另外，如果蓄电池端子在进入预期器械之前意外连接导电材料，表面触点可能使蓄电池遭受短路危险。

另外，表面触点不可避免地增加蓄电池和/或蓄电池/器械组合的尺寸。出现这种情况仅仅是由于有必要提供相对较多的触点和/或弹簧机构来在使用期间保持牢固连接。此外，当加热直至高达134℃(273.2°F)的消毒温度时，密封以通过蒸汽消毒来解决这些问题的蓄电池组将不可避免地损失所储存的电荷中的相当大一部分。

为了解决不能在高压釜中蒸汽消毒的恶劣环境中完好无损的现有技术可再充电蓄电池组的这些问题和缺点，并且由于蒸汽消毒是用于对器械消毒的最常用的方法，图55-57和图60-64中所示工具6000的第二十二实施例构造有三个子组件，即：柄部基座或支架6002，其可包括此前的实施例的特点，例如适配器、棘轮机构、扭矩限制机构、照明组件等；传感器块6004，其能够与柄部6002接合；以及可更换且可再充电的蓄电池组6006，其与柄部6002和传感器块6004接合。每个子组件具有在蒸汽消毒的恶劣环境中不同的“预期寿命”。在一个实施例中：

1.部件1-柄部基座6002，其带有快速连接的夹头/适配器6028和棘轮机构6044；该部件为可重复使用的，并且能够蒸汽消毒多达至少150次高压消毒。

2.部件2-传感器块6004(其包含构成电子扭矩感测机构6014、电子单元6020和显示器6022的电子器件，并且可以固定或可释放地连接到基座6002)-可重复使用多达大约100次高压消毒。

3.部件3-在某些实施例中，除了蓄电池组和连接器之外，蓄电池组6006也可包含蜂鸣器和振动马达(未示出)-设计用于单次使用。蓄电池组6006通过EtO消毒，并且在密封小袋中无菌销售且不旨在用于蒸汽消毒。每个部件具有使外科手术更安全、更简单的益处，并且降低患者危险和改善效果。主要风险区域在清洁和消毒过程中。通过使用密封和EtO消毒的蓄电池组，使用者一定能得到满充的蓄电池组。如果手术持续时间太长，使用者可以打开新的蓄电池组。

4.部件4-无菌插入罩6040也可以可选地与在图60-64所示的第二实施例中的未消毒的蓄电池组6006'一起使用。

单次使用的蓄电池组6006相比可再充电的蓄电池具有许多优点，包括：

1.如果装置6000在手术期间跌落在地板上，外科医生可以丢弃非灭菌的蓄电池组6006，手术人员可以在几分钟内清洁装置6000并快速消毒，并且加载新的无菌蓄电池组6006，从而避免等待蓄电池再充电。另一个益处在于，不需要蓄电池充电器。

2.蓄电池组6006被消毒并且在密封小袋中无菌销售，从而降低了来自未正确清洁的可再充电蓄电池的感染的风险。

3.如图60-64中最佳示出的，在单次使用的蓄电池组6006'在使用之前未消毒的备选实施例中，蓄电池组6006'不是设计用于可蒸汽消毒的，这导致比可蒸汽消毒的蓄电池组6006所需的体积更小且更轻的蓄电池组6006'，因为可蒸汽消毒的蓄电池组6006通常具有额外质量的隔热材料以封装蓄电池，以及超出所需的化学质量以补偿由于蒸汽消毒的高温(250-275°F)导致的电荷损耗量。另外，非灭菌的蓄电池组6006'比可消毒的蓄电池组6006使用更长时间，因为它们不会反复地经受蒸汽消毒的极端环境，并且不会让设置在蓄电池组6006'内的蓄电池和/或其它电子器件潜在地被消毒过程损坏。此外，不可消毒的蓄电池组6006'可以使用更安全，因为它们不暴露于高温，并且因此爆炸的可能性更小。

在该实施例中，装置6000也在其中(例如，在柄部6002、传感器块6004或蓄电池组6006中)具有这样的电子器件(未示出)：该电子器件将单独地或与装置6000内的其它电子器件结合来统计装置6000充电的次数，并且可通知使用者装置的剩余寿命和更换传感器块6004的时间。

在另一个实施例中，装置6000可具有在其中(例如，在柄部6002、传感器块6004或蓄电池组6006中)的这样的电子器件(未示出)：该电子器件将单独地或与装置6000内的其它电子器件结合来统计装置6000被高压消毒的次数，并且可通知使用者装置的剩余寿命和更换传感器块6004的时间。

当使用不可消毒的蓄电池组6006'时，用于使用这种类型的蓄电池组6006'的无菌传递过程在图60-64中示出。首先，在图60中，在个体I在无菌区中打开装置6000的无菌的柄部6002或传感器块6004，以暴露将在其中定位蓄电池组6006'的室6042。在打开位置，室6042可通过在无菌区中的个体I而与无菌罩6040(图61)接合，无菌罩6040包括能够可释放地接合在室6040内的套筒6044以及围绕套筒6044和/或从套筒6044向外延伸的的多个屏蔽表面6046、6048。表面6046、6048允许通过套筒6044进出室6042，同时防止与室6042或装置6000的任何其它表面直接接触。在图62中，罩6040示出为套筒6044部分地接合在室6042内，以使得室6042能够暴露，同时也利用表面6046、6048保护柄部6002、传感器块6004和装置6000的其余表面。在图63中，无菌区外的个体O接着将非灭菌的蓄电池组6006'通过罩6040的套筒6044插入室6042中，同时防止未灭菌的个体接触无菌的装置6000。一旦非灭菌的蓄电池组6006'被完全插入室6042内，就可由无菌区外的个体从蓄电池组6006'周围移除罩6040的套筒6044，并且无菌区内的个体可以在不接触蓄电池组6006'的情况下闭合柄部6002，并且启动包括非灭菌的蓄电池组6006'的装置6000。

现在来看图58-图59E，在装置7000的第二十三实施例中，装置7000可包括任何此前的实施例的任何特征，并且如图所示包括显示器7002且包括合适的收发机(未示出)，该收发机被配置成使用合适的协议(NFC、RF1D、蓝牙等)发送和/或从单独的电子计算装置7004接收信息，电子计算装置7004为例如台式计算机、便携式计算机或平板式计算装置等，其也可包括显示器7006。在装置7000和计算装置7004之间的通信使得正由装置7000施加的扭矩能够传输和存储在装置7004中或可操作地连接到装置7004的合适的电子数据存储介质或位置中。

在一个实施例中，用于电子扭矩扳手7000的记录特征可将数据无线地传输至装置7004上的app。app("App"是应用程序的缩写；"App"定义：app是一个软件，它能在因特网上、在计算机上、在手机或其它电子装置上运行)能在具有任何合适的操作系统的装置7004(例如，安卓或iOS装置)上运行。手术将涉及其中医生打开装置7004上的app的初始步骤，该app将显示正在手术中被植入的整个构造的图像。电子扭矩扳手7000随后设为传输模式。外科医生甚至可以在手术期间获得该构造的图像。现在，外科医生会在装置7004的显示器7006上触摸他/她将要拧紧的紧固件的屏幕图像，app接着将呈现用于拧紧紧固件的合适的扭矩值，将该值上传到装置7000，以便由拧紧特定紧固件的外科医生使用。现在，外科医生会使用ETW7000继续拧紧构造上的紧固件，并且装置7004会记录正由装置7000传输的扭矩值以保存在装置7004或类似的智能电子装置上，该电子装置具有出现在像素网格中的外科医生轻拍的链接。外科医生接触触摸他/她将要拧紧的下一个紧固件，然后拧紧紧固件，依此类推，并且在一个实施例中使用由显示在装置7004上的信息提供的用于拧紧紧固件的预定的序列执行此功能。

数据检索：当从装置7004检索数据时，检索数据的人将能够通过触摸在屏幕图像上的每个像素位置中提供的链接来播放每个扭矩数据文件。

在该实施例中，NFC(近场通信)或RFID(射频识别)可用来在ETW7000和类似移动电话或ipad的电子装置7004之间建立连接。对于更高的数据传输速率来说，可以使用如蓝牙的无线连接，其能够实现更高的数据传输速率。ETW装置7000可联接到如监视器的其它电子装置(未示出)，以显示实时流扭矩数据或重播所记录的数据。

如图59A-图59E所示，ETW7000可具有带按钮的屏幕7002，或者没有屏幕和按钮。在没有按钮和屏幕的情况中，ETW7000可被控制并且甚至通过兼容的RFID、NFC或蓝牙技术或类似装置的存在来启动。该数据包括下载记录在ETW7000上的数据或播放记录在NFCapp上的数据的视频。

由于NFC是在两个装置之间建立链接的非常简单的方式，这可以用来建立链接，同时蓝牙连接可用来在这两个装置之间传输数据。其示例为Nokia和Sony的产品，它们使用NFC来使蓝牙头戴耳机和扬声器与NFC装置上的分接头配对。

患者数据安全性是在目前为4cm至10cm的“近场”类型通信中固有的。增加安全性的另一种方式是将安全代码也编程到这两个正通信的装置上的NFC标签(失电的NFC芯片被称为标签)中。这可由微控制器监测，微控制器寻找并校验两个装置上的安全代码，然后才允许在它们之间进行通信。

用于装置7000的RFID标签可以是有源的或无源的。在两个装置之间的RFID通信可具有以下类型。

无源阅读器有源标签(PRAT)

有源阅读器无源标签(ARPT)

有源阅读器有源标签(ARAT)

就工具/装置7000的实用性而言，下面是装置7000的实施例的有用性的一些原因以及采用装置7000和7004的系统7010的备选实施例的一些描述。

·它使外科医生确信施加了正确的扭矩。

·在调查中，正确扭转的紧固件的记录将有助于证明外科医生、医院和植入物OEM是正确的。

·在具有并发症的情况中，更精确的扭矩器械将意味着少了一次外科医生需要担心的出错机会。

·在可能开始简单但后来变得复杂的情况中，更大的准确度也可能是重要的。

·在市场上更精确的扭矩扳手会导致OEM设计需要这种更高精度的新植入物。

·这种更高的精度在如耳蜗植入的手术中可能是期望的，该手术需要非常低的精确扭矩。另外，在精细的外科手术中，可能希望扭矩限制机构不产生刺耳的声音。

·无线显示器将允许外科医生在视频显示屏上看到扭矩值以及实时手术视频和其它重要的患者信息。他们不必将眼睛从视频显示屏移动到扭矩柄部。外科医生只会看到指示器扳手，他们不会看到扭矩限制扳手。如果他们使用带有一类型螺钉的可断式驱动器，其中当达到或超出合适的扭矩时该螺钉的头部会折断，那么外科医生不会使用扭矩。

装置7000也可包括记录/记忆存储功能，其允许外科医生记录施加到每个紧固件的扭矩的值。该特征的益处在于，在紧固件、杆或构造的某些其它部分变得松动并且对于在手术期间是否施加了正确的扭矩存在疑问的情况中，外科医生将确信施加到每个紧固件的扭矩。

用于记录特征的构思1：外科医生将使用合适的便携式计算装置，例如平板型计算机或类似的触摸屏装置7004，其中每个紧固件的图像添加在解剖体的图像上，然后外科医生可以

-触摸平板装置7004上的紧固件，

-然后按下装置7000的扭矩计上的记录按钮，然后拧紧紧固件。

装置7000接着将记录峰值扭矩值并将该值传输至装置7004，在那里，软件会将紧固件的图像与记录的扭矩值相关联。

用于记录特征的构思2：装置7000将具有附接到其的导航球(未示出)，该导航球将把其位置通信至装置7000或7004上的导航软件。

当装置7000上的记录按钮(未示出)启动时，装置7000记录所施加的扭矩的扭矩值和位置坐标。导航软件接着保存该扭矩记录和将紧固件位置与记录的扭矩值相关联的构造的图像。

虽然本公开的构思会在附图和描述中详细示出和描述，但这样的图示和描述应看作示例性的而不是限制性的，应当理解，仅示出和描述了示例性实施例，并且属于本公开的精神内的所有改变和修改都希望得到保护。存在可以从本公开推断的多个优点，这些优点源自本文所述设备、系统和方法的各个特征。应当指出，本公开的设备、系统和方法中的每一个的备选实施例可能不包括所描述的所有特征，但仍受益于在其它实施例中公开的此类特征的推断优点中的至少一些，这样的特征被认为包括在本文所公开的各种实施例中的每一个的公开内容中。本领域的普通技术人员可以容易地设计关于设备、系统和方法的自身实施方式，所述实施方式包含本公开的特征中的一个或多个并且落入所附权利要求限定的本公开的精神和范围内。

Claims (19)

1.一种驱动工具，包括：

a)主体，其能够承受与医疗消毒程序相关联的温度和压力；

b)轴，其可操作地连接到所述主体并且能够与紧固件接合；以及

c)壳体，其包括电子单元，所述电子单元包括扭矩测量系统，所述扭矩测量系统可操作地连接到所述轴并且能够操作用于测量通过所述轴施加在紧固件上的扭矩。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述壳体设置在所述主体内。

3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括可操作地连接到所述电子单元的电源。

4.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，所述电源位于所述壳体内。

5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，所述电源是能够无线充电的。

6.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，所述电源能够与所述壳体分离。

7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述主体和所述壳体能够经受与医疗消毒程序相关联的温度和压力，而不损坏所述电子单元。

8.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述壳体能够与所述主体分离。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述壳体由锁定机构连接到所述主体。

10.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，还包括闭锁开关，所述闭锁开关设置在所述主体上并且能够由所述壳体上的互补结构停用。

11.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括可操作地连接到所述电子单元的控制单元。

12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述控制单元无线地连接到所述电子单元。

13.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括可操作地连接到所述电子单元的电子存储器部件。

14.根据权利要求13所述的工具，其特征在于，所述电子存储器单元设置在所述壳体内。

15.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括显示器，所述显示器可操作地连接到所述电子单元，以用于显示由所述扭矩测量系统确定的扭矩测量值。

16.根据权利要求15所述的工具，其特征在于，所述显示器位于所述主体上。

17.根据权利要求15所述的工具，其特征在于，所述显示器位于所述壳体上。

18.根据权利要求15所述的工具，其特征在于，所述显示器与所述主体和所述壳体间隔开。

19.一种将紧固件驱动到基板中的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供根据权利要求1所述的工具；以及

b)使紧固件与所述工具接合。