CN105943115B - 磁力驱动医用手柄 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁力驱动医用手柄，包括手柄壳体、沿轴向并列设置于手柄壳体内的磁性动力输出组件和磁性动力输入组件，所述磁性动力输出组件用于与刀具接合传动，所述磁性动力输入组件与动力装置传动配合并用于通过磁力驱动磁性动力输出组件转动，所述磁性动力输出组件和磁性动力输入组件之间设置有用于形成轴向静密封的隔离件；避免手柄壳体因动密封的密封不严而易出现微泄露的问题，大幅度提高动力手柄的使用寿命和临床使用的安全性和稳定性；并且通过磁力耦合传递动力，稳定驱动刀具转动，传动效率高；刀具安装于手柄后，轴向和径向抗载荷能力强，同时具有较强抗弯矩能力，避免动力传动不稳定或损耗大的问题，保证手术的高效性。

Description

磁力驱动医用手柄
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种磁力驱动医用手柄。
背景技术
在骨组织或软组织磨削切除的手术中，通常使用动力手柄和安装于动力手柄的高速旋转的刀具进行磨钻、刨削等处理，动力手柄中安装有微电机并通过传动件将动力输送至刀具上，为了在手术中及时清理阻碍视野的血液和生理盐水，通常在动力手柄上设置有用于抽吸血液和生理盐水等物质的抽吸通道，必要时还可设置用于灌注生理盐水的注水通道。所述抽吸通道与动力手柄前端内腔连通并通过调节阀控制抽吸流量，为了避免血液和生理盐水浸湿动力手柄内减速器和微电机，通常在传动件的外圆设置密封件形成轴向动密封，避免动力手柄前端内腔的液体流入动力手柄后端内腔，然而由于密封件通常采用橡胶圈密封或陶瓷密封等结构并为动密封，传动件转动，使得传动件与密封件和/或动力手柄的壳体与密封件之间相对转动，始终存在微泄露，使得电机使用寿命短，并且密封件常与血液和生理盐水接触，动力手柄在高温灭菌后易在密封面处易形成氯化钠结晶，转动后易造成密封失效，使得减速器和电机轴承锈蚀卡滞，造成维护维修成本高，影响临床使用的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种磁力驱动医用手柄，通过磁力耦合传递动力并稳定驱动刀具转动，传动效率高，且在动力手柄的内腔形成有效的轴向密封，避免泄露问题，避免动力手柄内的减速器和微电机被腐蚀，大幅度提高动力手柄的使用寿命和临床使用的稳定性。
本发明的磁力驱动医用手柄，包括手柄壳体、沿轴向并列设置于手柄壳体内的磁性动力输出组件和磁性动力输入组件，所述磁性动力输出组件用于与刀具接合传动，所述磁性动力输入组件与动力装置传动配合并用于通过磁力驱动磁性动力输出组件转动，所述磁性动力输出组件和磁性动力输入组件之间设置有用于形成轴向静密封的隔离件。
进一步，所述磁性动力输入组件通过轴向磁力驱动磁性动力输出组件转动；所述隔离件与手柄壳体可拆卸式固定连接并前端面轴向向前突出形成支撑轴，所述磁性动力输出组件以轴向限位的方式转动外套于支撑轴。
进一步，所述磁性动力输出组件包括与刀具结合传动配合的动力输出件和固定于动力输出件的从动磁体，所述动力输出件外套于支撑轴且其轴向后端面通过一平面轴承与隔离件的轴向前端面转动配合。
进一步，所述平面轴承包括环形保持架和多个沿周向分布于环形保持架的滚珠，所述环形保持架外套于支撑轴且沿轴向设置有用于安装滚珠的安装孔；所述滚珠直径大于安装孔的轴向长度。
进一步，所述环形保持架的内圆沿轴向向前延伸形成支撑套，所述支撑套以沿周向滑动的方式径向支撑于动力输出件与支撑轴的之间。
进一步，所述安装孔设置于环形保持架与支撑套的连接处，安装孔的后端口直径小于滚珠的直径，所述支撑套的后端外圆沿径向内凹形成与安装孔的前端口连通的半弧形凹槽，所述滚珠通过安装孔的前端口与半弧形凹槽配合嵌入安装孔；所述安装孔的内圆中间设置有弧形环槽，所述弧形环槽的弧度与滚珠外表面的弧度相匹配。
进一步，所述支撑轴的前端固定外套设置有限位环，所述限位环的轴向后端面用于对动力输出件沿轴向定位；所述动力输出件包括动力输出环和由动力输出环的前端面沿轴向突出形成的驱动拨叉，所述驱动拨叉为多个并沿圆周方向分布；所述磁力驱动医用手柄还包括用于对刀具轴向定位的定位套，所述定位套的以轴向后端面低压于动力输出环的方式固定内套于多个驱动拨叉形成的内圆。
进一步，所述磁性动力输入组件与动力装置之间还设置有用于减速的减速器，磁性动力输入组件包括周向传动外套于减速器输出轴的动力输入件和固定于动力输入件的主动磁体，所述主动磁体与从动磁体以沿轴向正对的方式相互吸引设置；所述主动磁体与从动磁体和隔离件之间均设置有轴向间隙。
进一步，所述主动磁体与从动磁体均为弧形磁瓦，所述弧形磁瓦为多个并沿圆周方向均匀分布，且周向相邻的两个弧形磁瓦的轴向同侧端为异名磁极。
进一步，所述隔离件为前端封闭的隔离套，所述隔离套的外圆形成环形台阶I并与设置于手柄壳体内圆的环形台阶II搭接配合实现隔离套轴向限位，所述环形台阶I与环形台阶II的轴向相对面设置有O形密封圈。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种磁力驱动医用手柄，通过磁性动力输出入组件将动力装置的动力输入，磁性动力输出入组件通过磁力驱动磁性动力输出组件转动，进而带动刀具转动，在磁性动力输出入组件和磁性动力输出组件之间设置形成静密封的隔离件，避免手柄壳体因动密封的密封不严而易出现微泄露的问题，避免动力手柄内的减速器和微电机被腐蚀，大幅度提高动力手柄的使用寿命和临床使用的安全性和稳定性；并且通过磁力耦合传递动力，稳定驱动刀具转动，传动效率高；刀具安装于手柄后，轴向和径向抗载荷能力强，同时具有较强抗弯矩能力，避免动力传动不稳定或损耗大的问题，保证手术的高效性。
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为本发明磁力驱动医用手柄的结构示意图；
图2为本发明中轴向密封的结构示意图；
图3为本发明中环形保持架和支撑套的结构示意图；
图4为本发明中动力输出件的后端面的结构示意图；
图5为本发明中弧形磁瓦的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明磁力驱动医用手柄的结构示意图，图2为本发明中轴向密封的结构示意图，图3为本发明中环形保持架和支撑套的结构示意图，图4为本发明中动力输出件的后端面的结构示意图，图5为本发明中弧形磁瓦的结构示意图，如图所示，本实施例中的磁力驱动医用手柄；包括手柄壳体1、沿轴向并列设置于手柄壳体1内的磁性动力输出组件和磁性动力输入组件，所述磁性动力输出组件用于与刀具接合传动，所述磁性动力输入组件与动力装置传动配合，当动力装置输出动力带动磁性动力输入组件转动时，通过磁性动力输入组件与磁性动力输出组件之间产生的磁力，来驱动磁性动力输出组件转动，所述磁性动力输出组件和磁性动力输入组件之间设置有用于形成轴向静密封的隔离件2；所述磁性动力输出组件与刀具、以及磁性动力输入组件与动力装置的传动配合，可采用现有技术中能实现本发明的所有传动结构，在此不再赘述；而隔离件2可为非导磁材料制成的封堵件，且封堵件的外圆可设置密封圈形成轴向静密封，轴向静密封表示隔离件2将手柄壳体沿轴向密封分割成两个腔室，通过磁力耦合传递动力，稳定驱动刀具转动，隔离件2不随动力输入或输出组件的驱动而转动，避免了常规动密封因随动力输入或输出组件转动造成密封不严而易出现微泄露的问题，进而避免动力手柄内的减速器和微电机被腐蚀，大幅度提高动力手柄的使用寿命和临床使用的安全性和稳定性，传动效率高。
本实施例中，所述磁性动力输入组件通过轴向磁力驱动磁性动力输出组件转动；所述隔离件2与手柄壳体1可拆卸式固定连接，隔离件2前端面轴向向前突出形成支撑轴3，所述磁性动力输出组件以轴向限位的方式转动外套于支撑轴3；前端表示沿手柄壳体轴向安装刀具的一端为前端，反之为后端；通过支撑轴3的设置，利于保证磁性动力输出组件与磁性动力输入组件的同轴性，保证高效率动力传动，而由于所述磁性动力输入组件是通过轴向磁力驱动磁性动力输出组件转动，因而采用支撑轴3可保证磁性动力输出组件受力稳定，避免磁性动力输出组件晃动。
本实施例中，所述磁性动力输出组件包括与刀具结合传动配合的动力输出件4和固定于动力输出件4的从动磁体5，所述动力输出件4外套于支撑轴3，且动力输出件4的轴向后端面通过一平面轴承与隔离件2的轴向前端面转动配合；所述动力输出件4可为外套于支撑轴3的环形或盘形等结构，动力输出件4设置有与刀具接合传动的结合部，比如周向齿或周向槽等。通过平面轴承的设置，保证动力输出件4能够承受较大轴向负载，保证传动的稳定性，并且由于动力输出件4的位移方向只能是轴向移动，与耦合磁力方向相同，主动磁体16与被动磁体5之间不存在沿垂直于磁力方向相对移动的情况，有效避免了因主动磁体16与被动磁体5沿垂直于磁力方向相对移动而产生具有不良影响的附加力矩，即使当动力输出件4沿轴向发生微小移动时，也不影响磁性动力输入组件和磁性动力输出组件之间通过轴向磁力传递力矩，尤其是在长期使用后平面轴承对隔离件2前端面施压形成环形压槽时，环形压槽对平面轴承具有径向限位的作用，保证动力力矩传递稳定且高效。
本实施例中，所述平面轴承包括环形保持架6和多个沿周向分布于环形保持架6的滚珠7，所述环形保持架6外套于支撑轴3且沿轴向设置有用于安装滚珠7的安装孔8；所述滚珠7直径大于安装孔8的轴向长度；本实施例滚珠7为多个，可为钢珠，通过滚珠7的直径大于安装孔8的轴向长度，保证动力输出件4的后端面与隔离件2的前端面为滚动摩擦，大大降低了摩擦生热，尤其是在动力输出件4所受轴向载荷较大时，通过减小摩擦降低动力的损耗，提高动力输出效率。
本实施例中，所述环形保持架6的内圆沿轴向向前延伸形成支撑套9，所述支撑套9以沿周向滑动的方式径向支撑于动力输出件4与支撑轴3的之间；通过支撑套9的设置，支撑套9作为动力输出件4的特制滑动轴承，并与平面轴承配合形成一个复合的向心推力轴承，使得磁力驱动医用手柄沿轴向和径向能够承载较大负载，且摩擦小，动力传动效率高，传动稳定，避免卡止，并且结构简单、紧凑。
本实施例中，所述安装孔8设置于环形保持架6与支撑套9的连接处，安装孔8的后端口直径小于滚珠7的直径，所述支撑套9的后端外圆沿径向内凹形成与安装孔8的前端口连通的半弧形凹槽10，所述滚珠7通过前端口与半弧形凹槽10配合嵌入安装孔8，方便安装滚珠7；所述安装孔8的内圆中间设置有弧形环槽11，所述弧形环槽11的弧度与滚珠7外表面的弧度相匹配，有效防止滚珠7安装时从安装孔8脱落，提高了安装效率。
本实施例中，所述支撑轴3的前端固定外套设置有限位环12，所述限位环12的轴向后端面用于对动力输出件4沿轴向定位；所述动力输出件4包括动力输出环和由动力输出环的前端面沿轴向突出形成的驱动拨叉13，所述驱动拨叉13为多个并沿圆周方向分布；所述磁力驱动医用手柄还包括用于对刀具轴向定位的定位套14，所述定位套14以轴向后端面抵压于动力输出环的方式固定内套于多个驱动拨叉13形成的内圆；通过所述刀具后端形成与驱动拨叉13啮合的拨叉槽，驱动拨叉13插入拨叉槽进行周向传动，安装方便，结构稳定，并且在刀具安装时，通过定位套14进行轴向定位，且刀具的轴向载荷通过定位套14传递至动力输出环，保证载荷力轴向传递沿周向分布均匀，避免通过驱动拨叉13传递轴向载荷而易产生附加力矩的问题。
本实施例中，所述磁性动力输入组件与动力装置之间还设置有用于减速的减速器19，磁性动力输入组件包括周向传动外套于减速器19的输出轴的动力输入件15和固定于动力输入件15的主动磁体16，所述主动磁体16与从动磁体5以沿轴向正对的方式相互吸引设置；所述主动磁体16与从动磁体5和隔离件2之间均设置有轴向间隙；如图所示，所述主动磁体16与从动磁体5分别为多个，且数量相等，并分别嵌入对应的动力输出件4(后端面)和动力输入件15(前端面)的轴向端面并固定，并通过合理设置所述轴向间隙，保证主动磁体16与从动磁体5之间的最大抗扭矩较大，避免出现打滑。
本实施例中，所述主动磁体16与从动磁体5均为弧形磁瓦，所述弧形磁瓦为多个并沿圆周方向均匀分布，且周向相邻的两个弧形磁瓦的轴向同侧端为异名磁极；保证主动磁体16和从动磁体5之间在承受过载扭矩而出现周向打滑后能迅速恢复磁力耦合传动。
本实施例中，所述隔离件2为前端封闭的隔离套，所述隔离套的外圆形成环形台阶I 17并与设置于手柄壳体1内圆的环形台阶II 18搭接配合实现隔离套轴向限位，所述环形台阶I17与环形台阶II18的轴向相对面设置有O形密封圈20；如图所示，隔离套的外圆前段内凹并与后段形成环形台阶I 17，所述手柄壳体内圆与隔离套的外圆前段对应内凸，且与隔离套的外圆前段适形配合并径向限位，保证隔离件2的稳定性，同时通过在环形台阶I17与环形台阶II18的轴向相对面设置有O形密封圈20，安装后，所述隔离套后端设置有轴向向前的预紧力，保证O形密封圈20受到轴向的压紧力，密封效果好；当然，所述轴向向前的预紧力可为螺纹内套于手柄壳体的圆形螺母施加，属于现有技术，在此不再赘述。
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 (9)

1.一种磁力驱动医用手柄，其特征在于：包括手柄壳体、沿轴向并列设置于手柄壳体内的磁性动力输出组件和磁性动力输入组件，所述磁性动力输出组件用于与刀具接合传动，所述磁性动力输入组件与动力装置传动配合并用于通过磁力驱动磁性动力输出组件转动，所述磁性动力输出组件和磁性动力输入组件之间设置有用于形成轴向静密封的隔离件；
所述隔离件前端面轴向向前突出形成支撑轴；所述磁性动力输出组件包括与刀具结合传动配合的动力输出件和固定于动力输出件的从动磁体，所述动力输出件外套于支撑轴且其轴向后端面通过一平面轴承与隔离件的轴向前端面转动配合。
2.根据权利要求1所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述磁性动力输入组件通过轴向磁力驱动磁性动力输出组件转动；所述隔离件与手柄壳体可拆卸式固定连接，所述磁性动力输出组件以轴向限位的方式转动外套于支撑轴；所述隔离件为前端封闭的隔离套。
3.根据权利要求1或2所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述平面轴承包括环形保持架和多个沿周向分布于环形保持架的滚珠，所述环形保持架外套于支撑轴且沿轴向设置有用于安装滚珠的安装孔；所述滚珠直径大于安装孔的轴向长度。
4.根据权利要求3所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述环形保持架的内圆沿轴向向前延伸形成支撑套，所述支撑套以沿周向滑动的方式径向支撑于动力输出件与支撑轴的之间。
5.根据权利要求4所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述安装孔设置于环形保持架与支撑套的连接处，安装孔的后端口直径小于滚珠的直径，所述支撑套的后端外圆沿径向内凹形成与安装孔的前端口连通的半弧形凹槽，所述滚珠通过安装孔的前端口与半弧形凹槽配合嵌入安装孔；所述安装孔的内圆中间设置有弧形环槽，所述弧形环槽的弧度与滚珠外表面的弧度相匹配。
6.根据权利要求3所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述支撑轴的前端固定外套设置有限位环，所述限位环的轴向后端面用于对动力输出件沿轴向定位；所述动力输出件包括动力输出环和由动力输出环的前端面沿轴向突出形成的驱动拨叉，所述驱动拨叉为多个并沿圆周方向分布；所述磁力驱动医用手柄还包括用于对刀具轴向定位的定位套，所述定位套以轴向后端面抵压于动力输出环的方式固定内套于多个驱动拨叉形成的内圆。
7.根据权利要求1所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述磁性动力输入组件与动力装置之间还设置有用于减速的减速器，磁性动力输入组件包括周向传动外套于减速器输出轴的动力输入件和固定于动力输入件的主动磁体，所述主动磁体与从动磁体以沿轴向正对的方式相互吸引设置；所述主动磁体与从动磁体和隔离件之间均设置有轴向间隙。
8.根据权利要求7所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述主动磁体与从动磁体均为弧形磁瓦，所述弧形磁瓦为多个并沿圆周方向均匀分布，且周向相邻的两个弧形磁瓦的轴向同侧端为异名磁极。
9.根据权利要求2所述的磁力驱动医用手柄，其特征在于：所述隔离套的外圆形成环形台阶I并与设置于手柄壳体内圆的环形台阶II搭接配合实现隔离套轴向限位，所述环形台阶I与环形台阶II的轴向相对面设置有O形密封圈。
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