CN106214214B - 医用磨削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头，磨头以可被驱动俯仰和自转的方式设置，磨头还以可被驱动公转的方式设置；本发明磨头可被驱动公转的方式设置，并且可进行俯仰运动，结构简单，利于稳定控制，从而提高手术效率；由于采用可将磨头进行俯仰和周向位置均可以调节的结构，实现了磨头的万向方位调节，在手术过程中，能够使磨头根据手术方位的改变实现纵向和周向的位置调节，对于手术部位具有较好的适应性，具有较好的精确性，提高手术过程效率，缩短术后恢复周期，减轻患者的痛苦的同时降低治疗成本。

Description

医用磨削刀具

本发明是名称为：医用磨削刀具及驱动组件，申请日为：2013年12月3日，申请号为：201310641876.X的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种骨科外科手术用的医用磨削刀具。

背景技术

在进行骨科手术过程中，有时需对体内骨组织进行磨削；在现有技术中，磨削一般采用动力手柄直接驱动磨头转动进行磨削。由于由动力手柄直接驱动磨头，且磨头伸入人体内部；对于深入形成较深的手术部位，对于磨头的控制较为困难；特别是对于磨削部位的不同，无法外力控制磨头改变磨削部位，使用实现不了灵活方便，手术效率较低。

为了解决上述问题，出现了一种可弯曲磨头，通过控制磨头进行俯仰动作，以适应磨削部位的改变；该结构的磨头采用万向节进行连接传动，结构以及制造工艺复杂，并且增加了刀具的半径，而骨科的上述手术一般则要求磨削刀具整体外径较小，否则刀具则无法到达手术部位或者手术过程中发生运动干扰。同时，该结构中，磨头与内刀管之间为了实现俯仰运动和转动传动的同时进行，采用万向头的连接结构，结构复杂且控制不稳定；并且该结构只具有俯仰动作，无法实现圆周方向磨削部位改变后的适应性操作，只有将刀具和驱动手柄整体转向，使用非常不便；并且，其驱动俯仰的驱动件也较为原始，影响刀具的紧凑性。

因此，需要一种医用磨削刀具，在手术过程中，能够使磨头实现纵向和周向的位置调节，对于手术部位具有较好的适应性，具有较好的精确性，提高手术过程效率，缩短术后恢复周期，减轻患者的痛苦的同时降低治疗成本；并且结构简单，易于稳定控制，提高手术的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种医用磨削刀具，在手术过程中，能够使磨头实现纵向和周向的位置调节，对于手术部位具有较好的适应性，具有较好的精确性，提高手术过程效率，缩短术后恢复周期，减轻患者的痛苦的同时降低治疗成本；并且结构简单，易于稳定控制，提高手术的效率。

本发明的医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头，所述磨头以可被驱动俯仰和自转的方式设置，所述磨头还以可被驱动公转的方式设置。

进一步，所述刀管组件包括外刀管和同轴转动配合内套于外刀管且与磨头传动配合的内刀管；所述外刀管前端单自由度铰接设有磨头安装鞘，磨头沿圆周方向转动配合安装于磨头安装鞘，磨头的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘。

进一步，所述外刀管设有用于驱动其沿圆周方向转动的方向驱动组件。

进一步，所述方向驱动组件包括与磨削刀具的外刀管同轴固定的连接套和在圆周方向固定且轴向可滑动外套于连接套的驱动套，所述驱动套沿轴向滑动可与一连接柄啮合或分离实现周向限位或释放。

进一步，所述驱动套设有向后的预紧力且该预紧力使得驱动套与连接柄前端靠紧并周向啮合。

进一步，所述驱动套内圆形成弹簧腔，一柱状弹簧外套于连接套并两端分别顶住连接套外圆形成的外凸台和驱动套内圆形成的内凸台，使驱动套形成向后的预紧力。

进一步，连接套与驱动套之间采用端面花键的配合方式，当驱动套在外力驱动轴向滑动时，可使端面花键啮合或者分离，达到使驱动套相对固定或可转动的状态。

进一步，所述外刀管前端单自由度铰接设有磨头安装鞘，磨头沿圆周方向转动配合安装于磨头安装鞘，磨头的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘。

本发明的有益效果：本发明的医用磨削刀具，磨头可被驱动公转的方式设置，并且可进行俯仰运动，结构简单，利于稳定控制，从而提高手术效率；由于采用可将磨头进行俯仰和周向位置均可以调节的结构，实现了磨头的万向方位调节，在手术过程中，能够使磨头根据手术方位的改变实现纵向和周向的位置调节，对于手术部位具有较好的适应性，具有较好的精确性，提高手术过程效率，缩短术后恢复周期，减轻患者的痛苦的同时降低治疗成本。

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为本发明前段剖视图；

图3为本发明后段剖视图；

图4为磨头结构图；

图5为图1A处放大图；

图6为磨头与内刀管铰接式意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明前段剖视图，图3为本发明后段剖视图，图4为磨头结构图，图5为图1A处放大图，图6为磨头与内刀管铰接式意图，如图所示：本实施例的医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头1，所述磨头1以可被驱动俯仰、自转和公转的方式设置；俯仰是指相对于刀管组件的轴线呈一定的角度转动，自转是指磨头在驱动下进行磨削的转动，公转是指整个磨头绕刀管组件的轴线转动，以达到万向磨削的目的；该磨头在使用时可调整为与刀管组件同轴，进入工作环境后根据需要调整俯仰以及公转位置，并进行磨削。

刀管组件包括外刀管3和同轴转动配合内套于外刀管3且与磨头1传动配合的内刀管11；所述外刀管3前端单自由度铰接设有磨头安装鞘4，单自由度铰接指的是二者的相对运动只局限于铰接的转动方向，铰接的方式可采用现有的轴铰接结构，由于本结构更倾向于细小，因此，直接采用在一个部件上设置铰接槽，另一部件加工出与铰接槽配合的轴状结构或径向对称的球状结构；所述磨头沿圆周方向转动配合安装于磨头安装鞘4，磨头1的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘4；利用磨头安装鞘4带动磨头1完成俯仰动作；所述磨头安装鞘4后端与外刀管前端以铰接头和铰接槽相互嵌入的方式形成单自由度铰接结构，如图所示，所述外刀管3管壁前端面径向相对形成两个弧形铰接头3a，磨头安装鞘4的鞘壁尾端面径向相对形成两个用于使两个弧形铰接头3a对应嵌入并与其形成单自由度铰接结构的弧形铰接槽4a；结构简单，加工方便，铰接转动灵活，且易于拆卸；该结构使得外刀管轴线与铰接轴线处于同一平面，运动灵活。

还包括用于驱动磨头安装鞘4沿铰接方向转动的俯仰驱动组件和用于驱动外刀管沿圆周方向转动的方向驱动组件；采用俯仰以及周向的两个自由度，组合形成多个方向的工作状态。

本实施例中，所述磨头1尾端在圆周方向传动的方式铰接于内刀管11且该铰接结构中磨头1相对于内刀管11具有轴向活动余量；在圆周方向传动的铰接指的是二者的相对运动只局限于铰接的转动方向，由于具有轴向的余量，使磨头1相对于内刀管11具有四个方向偏离轴线倾斜的可能，使得弯曲或者折线传动成为可能。

本实施例中，所述磨头1尾端形成轴形铰接部1e，内刀管11前端形成轴向端部开口的铰接槽13a，所述轴形铰接部11通过铰接槽的开口嵌于铰接槽；由于二者之间存在活动余量，在磨头安装鞘4带动磨头1形成俯仰时的传动过程中，磨头1的轴形铰接部1e具有足够的倾斜活动空间，利于俯仰后的转动驱动。

本实施例中，所述磨头1设有磨头柄1a，所述轴形铰接部1e位于磨头柄1a的尾端；所述磨头柄1a单自由度转动配合内套于磨头安装鞘4,单自由度转动配合的配合方式可采用能够实现该结构的任何机械方式，包括轴向机械限位等等；采用磨头柄1a的结构，利于安装和装配，并且利于保证结构的紧凑性，适用于本领域。

本实施例中，医用磨削刀具还包括连接柄9，所述方向驱动组件包括与外刀管3同轴固定的连接套6和在圆周方向固定且轴向可滑动外套于连接套6的驱动套7，外刀管3与连接套6之间采用焊接连接，连接套6与驱动套7之间可采用轴向的平键或者花键的配合方式实现，在此不再赘述；所述驱动套7沿轴向滑动可与连接柄啮合实现周向限位或释放；本结构中，可在连接柄9前端设置端面花键，同时，驱动套7尾端也设置有端面花键，当驱动套7在外力驱动轴向滑动时，可使两端面花键啮合或者分离，达到使驱动套7相对固定或可转动的状态；当两端面花键分离时，可手动驱动驱动套7转动并带动连接套6转动，从而带动外刀管3转动，使得磨头1实现公转，结合磨头1的自转以及俯仰运动，实现万向功能；

所述俯仰驱动组件包括往复中间件12和往复驱动件8，所述往复中间件12前端在磨头安装鞘4的铰接转动方向上连接磨头安装鞘4，一般采用铰接连接或者弹性连接，用于驱动磨头安装鞘4在转动方向上转动；往复中间件12后端与往复驱动件8至少在轴向可驱动配合，用于驱动往复中间件往复运动，以实现磨头安装鞘的俯仰运动；所述往复驱动件与连接柄以可轴向相对运动的方式配合，可通过螺纹配合或者其他的往复运动且可随时定位的配合方式。

本实施例中，所述驱动套7设有向后的预紧力且该预紧力使得驱动套7与连接柄9前端靠紧并周向啮合，该预紧力可通过弹簧或者卡簧实现，利用预紧力实现啮合，避免出现误操作或者运行时出现脱挂问题；如图所示，驱动套7内圆形成弹簧腔，一柱状弹簧14外套于连接套6并两端分别顶住连接套外圆形成的外凸台和驱动套7内圆形成的内凸台；往复中间件12为位于内刀管11和外刀管3之间的中间管，所述中间管前端向前延伸设有条形弹片12a，所述磨头安装鞘4在铰接平面还铰接有俯仰拉杆5，当然，该俯仰拉杆5铰接的位置应能够驱动磨头安装鞘4实现俯仰运动，在此不再赘述；该俯仰拉杆5与条形弹片12a沿轴向固定连接，可采用点焊的方式固定连接；利用条形弹片12a适应磨头安装鞘俯仰时较小的径向位移，结构简单紧凑，避免复杂结构导致的体积增大，保证手术的顺利进行。

本实施例中，所述磨头柄1a单自由度转动配合外套有磨头柄套1b，单自由度的转动配合结构，可采用现有的机械结构实现，在此不自傲赘述；所述磨头柄套1b沿径向对称一体成型形成轴向向后延伸的两个护翼1b1，两个护翼1b1相对于磨头安装鞘铰接转动方向对称；该护翼结构利于在磨削过程中增加弯折部位承担较大的侧向弯矩，从而保证手术的顺利进行。

本实施例中，所述内刀管11前端连接设有中间短节13，所述铰接槽13a开于该中间短节13前端，连接可采用螺纹连接或者卡接等等，具有较好的适应性，可根据需要更换中间短节13，以保证刀具的长周期使用；所述中间管尾端轴向固定连接有过渡套15，所述过渡套15外圆设有径向驱动杆15a，本实施例中过渡套与中间管焊接连接，过渡套与径向驱动杆一体成形；该径向驱动杆与往复驱动件单自由度转动配合，结构简单紧凑，拆装方便。

本实施例中，所述往复驱动件8为设有内螺纹的往复驱动套，其内螺纹与连接柄9设有的外螺纹配合，通过旋转往复驱动套并带动径向驱动杆15a往复运动，平稳而精确，避免现有技术中存在的顿挫感，同时，螺纹配合使得各个部件之间紧凑而完整性好；所述驱动套7后段设有缩颈，往复驱动套前段外套于驱动套7的缩颈外圆，往复驱动套前段内圆形成台阶，该台阶通过连接的压盖形成环形槽，如图所示，径向驱动杆15a嵌合于该环形槽内形成轴向固定周向可转动的配合结构，当然，径向驱动杆15a可以沿圆周方向设置多个，如图所示的两个对称设置也较为均匀的传递驱动力，由于径向驱动杆位于驱动套与连接柄以及往复驱动套之间，因此，需要避开驱动套7与连接柄9之间的端面花键，以避免运动干扰；往复驱动套后段外套于连接柄，如图所示，往复驱动套后段外套于连接柄并且螺纹配合，方便操作。

本实施例中，所述磨头柄1a外圆设有环形限位槽，环形限位槽内转动配合嵌有限位环1c，该限位环1c沿径向向外凸出于磨头柄1a外圆面设有限位突起1c1，所述磨头柄套1b与限位突起1c1对应设有用于限位突起1c1沿径向通过的槽孔；所述磨头安装鞘4前段设有用于使限位突起沿轴向卡入的轴向开口槽4a，如图所示，与磨头安装鞘4a前段外圆单自由度转动配合设有闭锁环2，单自由度转动配合是通过磨头安装鞘4前段外圆设有的用于使闭锁环嵌入的环形槽实现；且该闭锁环2与磨头安装鞘4的轴向开口槽4a对应设有开口，所述磨头柄1a安装入磨头安装鞘4后，该闭锁环2转动使其开口与磨头安装鞘的轴向开口槽错开，此时，限位突起1c1位于磨头安装鞘4的轴向开口槽4a槽底与闭锁环2之间被轴向限位,当需要将磨头整体从磨头安装鞘4中取出时，旋转闭锁环2使其开口正对磨头安装鞘4的轴向开口槽4a，用外力推动磨头1和磨头柄1a，使限位突起1c1沿轴向开口槽4a滑出，实现拆卸；所述磨头柄套1b前端设有用于与磨头安装鞘4相抵的限位环形凸台1d，用于限定磨头1进入的间距，保证磨头的正常运转。

如图所示，所述磨头柄1a与中间短节13铰接后具有轴向的活动余量，图中形成了完全的开式铰接结构，即由轴形铰接部直接嵌入铰接槽形成，并具有轴向的余量，该余量由与内刀管11相固连的驱动柄以及磨头柄1a的轴向限位实现；如图所示，驱动柄10前端面顶住连接柄9的后端面实现向前限位，磨头1的限位环1c的限位突起1c1以及磨头柄套1b的环形凸台1d对磨头1向后限位，形成轴形铰接部1e与铰接槽底之间具有相对运动空间，以保证弯曲后的转动驱动；本结构去除了现有技术的万向轴结构，实现了结构的紧凑和体积的减小，更适用于深度及狭小空间。

以上使本发明中所有技术方案的组合，共同实现本发明的目的；实际使用时，磨头尾端在圆周方向传动的方式铰接于内刀管且该铰接结构中磨头相对于内刀管具有轴向活动余量的结构可应用于任何结构的需要俯仰运动和驱动转动的结构中，也就是，该结构可独立形成方案并应用于本发明的刀具中，在此不再赘述；

同时，磨头安装于磨头安装鞘的结构也可适用于任何需要驱动磨头安装鞘并带动磨头俯仰、公转、自转的结构中，独立形成技术方案，即该磨削刀具包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头1，所述磨头1以可被驱动俯仰和自转的方式设置，刀管组件包括外刀管3和同轴转动配合内套于外刀管3且与磨头1传动配合的内刀管11；所述外刀管3前端单自由度铰接设有磨头安装鞘4，磨削刀具的磨头1沿圆周方向转动配合可拆卸式安装于磨头安装鞘4，磨头1的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘4。所述磨头设有磨头柄，磨头柄单自由度转动配合外套有磨头柄套；所述磨头柄1a外圆设有环形限位槽，环形限位槽内转动配合嵌有限位环1c，该限位环1c沿径向向外凸出于磨头柄1a外圆面设有限位突起1c1，所述磨头柄套1b与限位突起1c1对应设有用于限位突起1c1沿径向通过的槽孔；所述磨头安装鞘4前段设有用于使限位突起沿轴向卡入的轴向开口槽4a，如图所示，与磨头安装鞘4a前段外圆单自由度转动配合设有闭锁环2，单自由度转动配合是通过磨头安装鞘4前段外圆设有的用于使闭锁环嵌入的环形槽实现；且该闭锁环2与磨头安装鞘4的轴向开口槽4a对应设有开口，所述磨头柄1a安装入磨头安装鞘4后，该闭锁环2转动使其开口与磨头安装鞘的轴向开口槽错开，此时，限位突起1c1位于磨头安装鞘4的轴向开口槽4a槽底与闭锁环2之间被轴向限位,当需要将磨头整体从磨头安装鞘4中取出时，旋转闭锁环2使其开口正对磨头安装鞘4的轴向开口槽4a，用外力推动磨头1和磨头柄1a，使限位突起1c1沿轴向开口槽4a滑出，实现拆卸；所述磨头柄套1b前端设有用于与磨头安装鞘4相抵的限位环形凸台1d，用于限定磨头1进入的间距，保证磨头的正常运转。

本发明还公开了一种医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头1，所述磨头1以可被驱动俯仰和自转的方式设置，刀管组件包括外刀管3和同轴转动配合内套于外刀管3且与磨头1传动配合的内刀管11；所述外刀管3前端单自由度铰接设有磨头安装鞘4，磨削刀具的磨头1沿圆周方向转动配合可拆卸式安装于磨头安装鞘4，磨头1的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘4；磨头安装鞘设有用于驱动其在铰接转动方向上俯仰运动的往复中间件12，所述往复中间件12通过一条形弹片12a连接并驱动磨头安装鞘在铰接转动方向上俯仰运动；往复中间件12为位于内刀管11和外刀管3之间的中间管，条形弹片12a由所述中间管前端向前延伸形成，所述磨头安装鞘4在铰接转动方向还铰接有俯仰拉杆5，该俯仰拉杆5与条形弹片12a沿轴向固定连接，可采用点焊的方式固定。

本发明还公开了一种医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头1，所述磨头1以可被驱动俯仰和自转的方式设置，所述磨头1还以可被驱动公转的方式设置；所述刀管组件包括外刀管3和同轴转动配合内套于外刀管3且与磨头传动配合的内刀管11；所述外刀管3前端单自由度铰接设有磨头安装鞘4，磨头1沿圆周方向转动配合安装于磨头安装鞘4，磨头1的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘；所述外刀管3设有用于驱动其沿圆周方向转动的方向驱动组件。

本发明还公开了一种医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头1，所述磨头1以可被驱动俯仰和自转的方式设置，所述刀管组件包括外刀管3和同轴转动配合内套于外刀管3且与磨头传动配合的内刀管11，外刀管3前端设有用于安装磨头1并用于带动磨头1俯仰运动的磨头安装鞘4，所述磨头安装鞘4后端与外刀管3前端以铰接头和铰接槽相互嵌入的方式形成单自由度铰接结构；所述外刀管3管壁前端面径向相对形成两个弧形铰接头3a，磨头安装鞘4的鞘壁尾端面径向相对形成两个用于对应使两个弧形铰接头3a嵌入与其形成单自由度铰接结构的弧形铰接槽4a。

前述的俯仰驱动组件和方向驱动组件的原理，也均可以形成独立的技术方案，以用于驱动磨头的俯仰而并不限于本实施例的铰接结构，和用于驱动外刀管转动以实现磨头的公转而并不限于本实施例，即本发明还公开了一种用于驱动医用磨削刀具改变磨削方位的驱动组件，包括连接柄9和用于驱动磨削刀具的磨头俯仰运动的俯仰驱动组件，所述俯仰驱动组件包括往复中间件12和往复驱动件8，所述往复中间件12前端以可驱动驱动磨削刀具的磨头1俯仰运动的方式连接磨头1，往复中间件12后端与往复驱动件至少在轴向可驱动配合，所述往复驱动件与连接柄9以可轴向相对运动的方式配合；还包括方向驱动组件，所述方向驱动组件包括与磨削刀具的外刀管3同轴固定的连接套6和在圆周方向固定且轴向可滑动外套于连接套6的驱动套7，所述驱动套7沿轴向滑动可与连接柄9啮合或分离实现周向限位或释放；所述驱动套7设有向后的预紧力且该预紧力使得驱动套7与连接柄9前端靠紧并周向啮合；所述往复中间件12尾端轴向固定连接有过渡套15，所述过渡套15外圆设有径向驱动杆15a，该径向驱动杆15a与往复驱动件8单自由度转动配合；所述往复驱动件8为设有内螺纹的往复驱动套，其内螺纹与连接柄9设有的外螺纹配合，通过旋转往复驱动套并带动径向驱动杆15a往复运动，平稳而精确，避免现有技术中存在的顿挫感，同时，螺纹配合使得各个部件之间紧凑而完整性好；所述驱动套7后段设有缩颈，往复驱动套前段外套于驱动套7的缩颈外圆，往复驱动套前段内圆形成台阶，该台阶通过连接的压盖形成环形槽，如图所示，径向驱动杆15a嵌合于该环形槽内形成轴向固定周向可转动的配合结构，当然，径向驱动杆15a可以沿圆周方向设置多个，如图所示的两个对称设置也较为均匀的传递驱动力，由于径向驱动杆位于驱动套与连接柄以及往复驱动套之间，因此，需要避开驱动套7与连接柄9之间的端面花键，以避免运动干扰；往复驱动套后段外套于连接柄，如图所示，往复驱动套后段外套于连接柄并且螺纹配合，方便操作。

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 (6)

1.一种医用磨削刀具，包括刀管组件和安装于刀管组件前端的磨头，所述磨头以可被驱动俯仰和自转的方式设置，其特征在于：所述磨头还以可被驱动公转的方式设置；所述刀管组件包括外刀管和同轴转动配合内套于外刀管且与磨头传动配合的内刀管；

所述外刀管设有用于驱动其沿圆周方向转动的方向驱动组件；所述方向驱动组件包括与磨削刀具的外刀管同轴固定的连接套和在圆周方向固定且轴向可滑动外套于连接套的驱动套。

2.根据权利要求1所述的医用磨削刀具，其特征在于：所述驱动套沿轴向滑动可与一连接柄啮合或分离实现周向限位或释放。

3.根据权利要求2所述的医用磨削刀具，其特征在于：所述驱动套设有向后的预紧力且该预紧力使得驱动套与连接柄前端靠紧并周向啮合。

4.根据权利要求3所述的医用磨削刀具，其特征在于：所述驱动套内圆形成弹簧腔，一柱状弹簧外套于连接套并两端分别顶住连接套外圆形成的外凸台和驱动套内圆形成的内凸台，使驱动套形成向后的预紧力。

5.根据权利要求3所述的医用磨削刀具，其特征在于：连接柄与驱动套之间采用端面花键的配合方式，当驱动套在外力驱动轴向滑动时，可使端面花键啮合或者分离，达到使驱动套相对固定或可转动的状态。

6.根据权利要求1至5任一项所述的医用磨削刀具，其特征在于：所述外刀管前端单自由度铰接设有磨头安装鞘，磨头沿圆周方向转动配合安装于磨头安装鞘，磨头的磨削刃向前延伸出磨头安装鞘。