CN106361398A - 医用冲击工具 - Google Patents

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Abstract

一种电动工具，其包括输出构件；可操作从而以第一模式或第二模式中的一种在输出构件上进行工作的驱动机构；和致动器，其基于致动器被按下的时间量以所述第一模式或以所述第二模式启动驱动机构。

Description

医用冲击工具
技术领域
本发明涉及一种电动工具，且更具体地涉及一种电动工具的操作方法。
发明内容
在一方面，本发明提供了一种电动工具，其包括输出构件、可操作从而以第一模式或第二模式中的一种在所述输出构件上执行工作的驱动机构、和致动器，其基于所述致动器被按下的时间量以所述第一模式或以所述第二模式启动所述驱动机构。
在另一方面，本发明提供了一种用于操作电动工具的方法，其包括：致动所述电动工具的开关以启动驱动机构的操作；以预定的时间量或以更少的时间将所述开关维持在致动状态从而以第一模式操作所述驱动机构；以及以超过所述预定的时间量将所述开关维持在所述致动状态从而以第二模式操作所述驱动机构。
通过参照以下的详细说明和附图，本发明的其它特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1为根据本发明的实施方式的电动工具的剖视平面图。
图2为用于操作图1的电动工具的方法的流程图。
在详细描述本发明的任何实施方式之前，应当理解，本发明的应用不局限于以下说明书所描述的以及附图所示的部件的构造和布置细节。本发明可具有其它的实施方式并且能以各种方式实践或实施。同样，应当理解，本文所使用的措词和术语是为了描述的，其不应该被认为是限制性的。
具体实施方式
图1示出了通过适配器18连接至刀具(如粗锉刀或拉刀14)的电动工具，如医用冲击器10。如下文将要详细描述的那样，在外科手术期间(例如在髋关节置换过程期间为矫形植入物准备股管髓腔)，冲击器10将轴向冲击传输至适配器18和拉刀14。冲击器10包括外壳22、连接至外壳22的电池支撑部30的电池26、位于外壳22的把手部38附近的致动器34、和支撑在外壳22的筒形部46内的驱动机构42。冲击器10还包括被驱动机构42冲击的输出构件50。随后，作用在输出构件50的冲击力被传递到适配器18和拉刀14上。在冲击器10的一些实施方式中，可以省略适配器18，并且输出构件50可以直接与拉刀14连接以向其传递冲击力。
继续参照图1，电池支撑部30从把手部38延伸并且被配置成可拆卸地连接电池26，如锂离子电动工具电池组。电池支撑部30包括电触头和锁止机构以将电池26与电池支撑部30机械地互锁。致动器34能够通过印刷电路板(PCB)54和位于印刷电路板54上的微控制器58可选择地将电池26电连接至驱动机构42。在所示的冲击器10的实施方式中，致动器34包括具有传感器(例如霍尔效应传感器)的磁性开关62，以探测磁体64的位移。触发器66从外壳22的把手部38伸出，磁体64连接到触发器66上从而随其移动。触发器66可由冲击器10的使用者抓住并且按下，以相对于印刷电路板54上的霍尔效应传感器移动磁体64从而操作开关62。
在所示的冲击器10的实施方式中，驱动机构42包括将外壳22的筒形部46分成后腔74和前腔78的平板70、位于后腔74中的电机82、和延伸穿过平板70进入前腔78的螺杆传动器86。在前腔78内，驱动机构42还包括附接至螺杆传动器86的输出轴94的活塞90、和活塞90位于其中的可移动筒体98。如下文将要详细描述的那样，为了在可移动筒体98内产生真空，活塞90可在可移动筒体98内轴向移动。可移动筒体98通过闩锁102(如磁性闩锁、球形锁销等)被选择性地保持到平板70上。
可移动筒体98包括套筒106、附接至套筒106的前端的前罩110、和附接至套筒106的后端的后罩114。由于活塞90可在可移动筒体98内移动并且可相对于可移动筒体98移动，因此在可移动筒体98内在活塞90和前罩110之间限定了第一可变容积118。同样地，在可移动筒体98内在活塞90和后罩114之间限定了第二可变容积122。前罩110包括将第一可变容积118与大气流体互连的孔126。因此，第一可变容积118内的静压表面上在冲击器10操作期间的所有时间都等于大气压力。然而，后罩114包括单向阀130。在活塞90在可移动筒体98内的伸张行程期间，该单向阀130密封第二可变容积122从而在第二可变容积122产生真空。在活塞90的缩回行程期间，单向阀130允许空气从第二可变容积122排出到大气。在接下来的活塞90的伸张行程期间，单向阀130再次密封第二可变容积122以在第二可变容积122产生真空。
继续参照图1，输出构件50包括位于前腔78内的第一冲击面134，并且延伸穿过前腔78进入冲击器10的卡盘138内。输出构件50还包括与适配器18的一部分处于相对关系的第二冲击面142，从而在冲击器10操作期间冲击该适配器18的部分。
在开始冲击操作之前，活塞90和可移动筒体98均处于完全缩回的“原位(home)”位置(如图1所示，可移动筒体98处于原位)，同时可移动筒体98的后罩114通过闩锁102被保持成邻近平板70。为了启动冲击操作，首先致动开关62(例如通过按下触发器66)，从而(通过微控制器58)触发驱动机构42的电机82在第一方向上旋转。当电机82在第一方向上旋转时，螺杆传动器86延伸以在可移动筒体98内将活塞90朝着延伸位置移动(如图1所示)，这在可移动筒体98的第二可变容积122内产生真空，直至第二可变容积122内达到预定的真空。此时，闩锁102释放可移动筒体98，并且作用在可移动筒体98上的压力差使可移动筒体98朝着输出构件50加速移动。在可移动筒体98到达其延伸位置时，筒体98的前罩110撞击输出构件50的第一冲击面134，从而将冲击力传递至输出构件50。然后，电机82的旋转方向反转，以在反方向上操作螺杆传动器86从而使活塞90朝着其原位位置和平板70缩回，并且同时拉动可移动筒体98，直至活塞90和可移动筒体98两者均到达它们各自的原位位置。此时，可移动筒体98在开启另一驱动循环之前被再次锁定到锁定状态。在接下来的驱动循环期间，可移动筒体98以上文描述的方式往复运动，从而向输出构件50施加轴向冲击力。
如图2所示，基于使用者按下致动器34的时间量，驱动机构42可以第一模式或者以第二模式运行。在步骤200，使用者按下致动器34，在该时间点微控制器58以默认的第一模式操作驱动机构42(步骤300)。在第一模式或单冲击模式中，驱动机构42被启动以完成单驱动循环，从而对输出构件50及继而对拉刀14产生单一冲击。在步骤400，在单驱动循环已完成之后，当探测到可移动筒体98处于“原位”位置时(例如通过闩锁102)，微控制器58启动定时器。在定时器期满后，微控制器58确定致动器34是否仍然被按下(步骤500)。如图2所示，如果致动器34没有被按下，驱动机构42变得不活动(deactivated)。使用者可通过多次按下致动器34(但每次时间延迟过去(即定时器已经期满)之前释放致动器34)而利用冲击器10执行多次连续的单冲击循环(即以第一模式启动驱动机构42)。这例如在外科医生试图精确地准备或最终准备病人的股管时是有用的。
可替换地，在步骤600中，如果致动器34在定时器期满后仍被按下，微控制器58则从第一模式转到以第二模式操作驱动机构。在第二模式或多重冲击模式中，驱动机构42执行多次连续的驱动循环并且向输出构件50(继而向拉刀14)施加多次连续的冲击，直至致动器34被释放。在步骤700，微控制器58监控致动器34的状态以确认其是否依然被按下的。如果致动器34依然被按下，微控制器58则持续以第二模式操作驱动机构54(步骤800)。如果致动器34被释放，驱动机构54将变得不活动，并且图2中所示的过程重设至步骤200。第二模式在例如外科医生在尝试放入植入物之前试图在股管内压紧骨头时尤其有用。
如图2所示，驱动机构42响应于致动器34的初始致动而最初以第一模式运行，并且基于致动器34被保持在致动状态的时间量而可以或不可以转换到第二模式。时间延迟足够长以允许使用者在时间延迟到期之前释放触发器66，从而使冲击器10能够将单一的冲击传递到拉刀14上。同时，时间延迟不能太长以至于当驱动机构42从以第一模式操作转换到以第二模式操作时在施加至拉刀14的第一冲击和第二冲击之间引入可感知的延迟。该时间延迟例如可为约100至200毫秒。
在以下的权利要求中详细描述了本发明的各种特征。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：
输出构件；
驱动机构，其可操作从而以第一模式或第二模式中的一种在所述输出构件上进行工作；和
致动器，其基于所述致动器被按下的时间量以所述第一模式或以所述第二模式启动所述驱动机构。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其中：在所述第一模式中，所述驱动机构仅以单驱动循环被操作；在所述第二模式中，所述驱动机构被连续操作直至所述致动器被释放。
3.根据权利要求1所述的电动工具，其中：所述第一模式为单冲击模式，并且所述第二模式为多重冲击模式。
4.根据权利要求1所述的电动工具，其中：在启动时，通过所述致动器以预定时间量被按下从而首先以所述第一模式操作所述驱动机构，在该预定时间量之后，所述驱动机构从以所述第一模式操作转换到以所述第二模式操作。
5.根据权利要求1所述的电动工具，其中：所述驱动机构包括
电机；
螺杆传动器，其被所述电机以往复的方式操作；和
活塞，其连接至所述螺杆传动器的输出。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其中：所述驱动机构进一步包括由所述活塞以往复的方式驱动以撞击所述输出构件的可移动筒体。
7.根据权利要求6所述的电动工具，其中：所述活塞位于所述可移动筒体内，并且其中所述活塞在正向上被驱动以在所述可移动筒体内产生真空，从而加快了所述可移动筒体向所述输出构件的运动。
8.根据权利要求7所述的电动工具，其中：所述可移动筒体被保持在固定位置，直至在其中达到预定的真空；之后，所述可移动筒体被释放并且加速移向所述输出构件。
9.根据权利要求1所述的电动工具，其中：所述时间量在约100毫秒至约200毫秒之间。
10.根据权利要求1所述的电动工具，进一步包括连接至所述输出构件的拉刀。
11.根据权利要求1所述的电动工具，其中：所述致动器包括磁性开关。
12.一种用于操作电动工具的方法，包括：
致动所述电动工具的开关以启动驱动机构的操作；
以预定的时间量或以更少的时间将所述开关维持在致动状态从而以第一模式操作所述驱动机构；和
以超过所述预定的时间量将所述开关维持在所述致动状态从而以第二模式操作所述驱动机构。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
当处于所述第一模式时，仅以单驱动循环操作所述驱动机构；和
当处于所述第二模式时，连续操作所述驱动机构直至所述致动器被释放。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一模式为单冲击模式，所述第二模式为多重冲击模式。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括通过所述开关以预定时间量被致动从而首先以所述第一模式操作所述驱动机构，此后使所述驱动机构从以所述第一模式操作转换到以所述第二模式操作。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述驱动机构包括：
电机；
螺杆传动器，其被所述电机以往复的方式操作；和
活塞，其连接至所述螺杆传动器的输出。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：所述驱动机构进一步包括可移动筒体，所述活塞位于所述可移动筒体中，以及其中所述驱动机构的启动包括以往复的方式驱动所述可移动筒体从而撞击输出构件。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：所述驱动机构的启动进一步包括在正向上驱动所述活塞以在所述可移动筒体内产生真空，从而加快了所述可移动筒体移向所述输出构件以撞击所述输出构件的运动。
19.根据权利要求17所述的方法，其中：所述输出构件连接到拉刀。
20.根据权利要求12所述的方法，其中：所述时间量在约100毫秒至约200毫秒之间。
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