CN108478266A - 自由连接式三支链并联骨科外固定支架 - Google Patents

自由连接式三支链并联骨科外固定支架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了自由连接式三支链并联骨科外固定支架，由两个固定环和三条支链组成，固定环设置有沿周向均布的连接孔，支链设置有两个驱动移动副、一个转动副和一个球副。两个固定环可以通过金属骨针分别与骨折两端的骨块固定连接；按照一定规律调节各个支链的驱动移动副，可以生成固定环之间的六自由度相对运动，实现骨折的复位。该外固定支架的三条支链可以在固定环之间自由连接，安装方便快捷；支链的数目较一般的并联外固定支架更少，整体轻便且对透视影像的干扰小；支链的驱动副可以精确地指示驱动位移量且可以锁紧，复位和固定骨折更精确。本发明的外固定支架可以有效提高骨科外固定技术的临床应用效果，具有重要的意义。

Description

自由连接式三支链并联骨科外固定支架
技术领域
本发明涉及骨科外固定技术领域，特别是涉及一种由三条支链和两个固定环组成的、可自由连接支链的六自由度并联外固定支架。
背景技术
骨科外固定支架通过微创骨外固定针经皮固定骨折断端，可实现骨折部位的有效固定，并提供一定自由度的骨块调整功能。目前，骨科外固定支架及相应技术已应用于创伤骨折复位和畸形骨矫正。
专利US4979348A提出了一种并联外固定支架，由两个固定环和固定环之间的多根纵向平行连接的螺纹杆组成。螺纹杆穿过固定环的连接孔，通过安装于螺纹杆上的螺母可实现固定环之间的相对平移或者固定。该支架结构简单、相比一般的单臂式外固定支架具有更好的稳定性，但可调节的自由度有限，难以实现空间骨折畸形的复位。
专利US6030386A和专利WO2011163406A2提出了一类并联外固定支架，这类支架由六条拓扑结构完全相同的支链和两个固定环组成。医生使用骨外固定针将两个固定环分别与患者骨折的断端固联；六条支链通过两端的铰链与两个固定环相连接。按规律调节六条支链的长度，可实现两个固定环的六自由度相对运动，进而实现骨折复位；完成骨折复位后，停止调节支链，外固定支架维持骨折断端的相对稳定。这类外固定支架可以实现骨折空间畸形的复位，但要求六条支链具有周向对称的布局，易与骨外固定针的连接零件干涉；拍摄透视影像诊断病情时，六条支链易遮挡骨折患处、干扰观察；此外，六条支链的支架质量较重，不易患者术后康复的长期携带。
专利US9044271B2提出一种三支链的并联外固定支架，每根支链由两组蜗轮蜗杆运动副、一组回转运动副和一组球面运动副组成。每根支链的两组蜗轮蜗杆运动副为驱动关节。虽然这种外固定支架的支链数较少，但三条支链必须要对称安装，且外固定环采用的轮齿边缘加工复杂，重量大、精度难以保证。此外，驱动关节难以精确读数和调节，实用性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有并联外固定支架的缺点，提供一种由三条支链和两个固定环组成的、可自由连接支链、质量轻、精度高且对透视影像干扰小的六自由度并联外固定支架。
本发明是通过以下技术方案实现：
本发明自由连接式三支链并联骨科外固定支架，包括远端固定环以及设置所述的远端固定环上方的近端固定环，所述近端固定环和远端固定环具有相同结构，在近端固定环和远端固定环的环面上沿周向均布有连接孔，在所述的近端固定环和远端固定环之间均布有三个具有相同拓扑结构的支链，每一个支链均包括第一主动驱动机构和第二主动驱动机构，所述的第一主动驱动机构包括导轨，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环的连接孔连接，在所述的导轨的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，在所述的导轨的本体两侧设置有凸台，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠的两端与凸台上的连接孔转动连接，所述的丝杠与滑块螺纹连接，所述的滑块的一部分设置在第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨、滑块和丝杠共同构成第一移动副，在所述的导轨上设置有第一刻度线，在所述的滑块上设置有第一指示线，所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线在第一刻度线上的指示位置读取，旋转第一丝杠能够调节第一移动副的位移量，实现第一主动驱动；所述的第一主动驱动的运动轴线沿丝杠的轴线方向，所述的第二主动驱动机构包括第一转动连杆，销钉螺杆的一端与第一转动连杆的一端螺纹连接，并且两者之间通过螺母锁紧和消除间隙，所述的销钉螺杆的中部杆段与驱动螺母的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆的另一端伸入一个滑槽套筒的空腔内；在所述的销钉螺杆的另一端上固定有一个销钉，所述的驱动螺母的另一端与所述的滑槽套筒的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒的筒体上且沿滑槽套筒的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒的移动所述的销钉能够在第二滑槽内上下滑动，在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线，在所述的销钉上设置有第二指示线，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线在第二刻度线上的指示位置读取，所述的销钉螺杆、驱动螺母和滑槽套筒共同构成第二移动副，旋转驱动螺母能够调节第二移动副的位移量，实现第二主动驱动；所述的第二主动驱动的运动轴线沿销钉螺杆的轴线方向，第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置；所述的转动连杆的另一端通过第一销轴与滑块转动相连，二者构成第一转动副，所述的第一销轴轴线与丝杠轴线平行设置，所述的滑槽套筒的另一端与具有十字轴结构的虎克铰链的一端通过第二转动副转动相连，使虎克铰链的一端相对滑槽套筒具有一个转动自由度；所述的第二转动副回转轴线与滑动套筒轴线重合，所述的虎克铰链具有十字轴结构，使虎克铰链两端之间具有两个转动自由度，所述虎克铰链的另一端连接有具有外螺纹的第二销轴，所述的第二销轴通过螺母与远端固定环的连接孔固联。
自由连接式三支链并联骨科外固定支架，包括远端固定环以及设置所述的远端固定环上方的近端固定环，所述近端固定环和远端固定环具有相同结构，在近端固定环和远端固定环的环面上沿周向均布有连接孔，在所述的近端固定环和远端固定环之间均布有三个具有相同拓扑结构的支链，所述的第一主动驱动机构包括导轨，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环的连接孔连接，在所述的导轨的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠安装在导轨的第一滑槽内，所述的丝杠的两端与第一滑槽左右两端的连接孔转动连接，所述的丝杠与滑块螺纹连接，所述的滑块的上部嵌入第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨、滑块和丝杠共同构成第一移动副，在所述的导轨上设置有第一刻度线，在所述的滑块上设置有第一指示线，所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线，在第一刻度线，上的指示位置读取；所述的第二主动驱动机构包括球铰链，所述的滑块的下部与球铰链上端的轴体固定相连，所述的球铰链上端的轴体的回转轴线与第一移动副移动方向垂直，销钉螺杆的上端与所述的球铰链的下端螺纹连接，并使用螺母使两者锁紧和消除间隙，所述的球铰链使第一主动驱动机构和第二主动驱动机构之间具有三个转动自由度，构成第二球副；所述的销钉螺杆的中部杆段与驱动螺母的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆的另一端伸入一个滑槽套筒的空腔内，在所述的销钉螺杆的另一端上固定有一个销钉，所述的驱动螺母的另一端与所述的滑槽套筒的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒的筒体上且沿滑槽套筒的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒的移动所述的销钉能够在第二滑槽内上下滑动，在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线，在所述的销钉上设置有第二指示线，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线在第二刻度线上的指示位置读取，所述的销钉螺杆、驱动螺母和滑槽套筒共同构成第二移动副，第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置，所述的滑槽套筒下端与第二转动连杆一端固定相连，所述的第二转动连杆的另一端通过第三销轴与连接座转动连接，构成第三转动副，所述的第三转动副回转轴线与滑槽套筒的轴线彼此垂直设置，所述的连接座与远端固定环的连接孔通过螺栓以及螺母固联。
本发明的有益效果是：
(1)使用较少数目的支链实现六自由度的骨折复位，外固定支架的质量较轻且对透视影像观察的干扰少；
(2)所提出的支链拓扑结构易于加工实现，且支链安装的限制少，可实现非对称安装，有效避免与器械的干涉；
(3)选择可精确指示位置的移动副作为支链的驱动关节，有效提高外固定支架的复位精度。
附图说明
图1是本发明的自由连接式三支链并联骨科外固定支架的第一种结构示意图；
图2是图1所示外固定支架的一个支链的结构示意图；
图3是图2所示支链的第一主动驱动机构的上部视角图；
图4是图2所示支链的第二主动驱动机构的直视视角图；
图5是图2所示支链的运动自由度示意图；
图6是本发明的第二种实施方式的支链结构示意图；
图7是图6所示支链安装组成外固定支架的结构示意图；
图8是本发明的外固定支架安装使用的效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如附图所示，本发明提出的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，包括远端固定环2以及设置所述的远端固定环上方的近端固定环1，所述近端固定环1和远端固定环2具有相同结构，在近端固定环1和远端固定环2的环面上沿周向均布有连接孔。在所述的近端固定环1和远端固定环2之间均布有三个具有相同拓扑结构的支链，如图1和图2所示，分别为第一支链3、第二支链4和第三支链5。每一个支链均包括第一主动驱动机构和第二主动驱动机构。
作为本发明的第一种实施方式，如图2所示，所述的第一主动驱动机构包括导轨201，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环1的连接孔连接，在所述的导轨201的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，在所述的导轨201的本体两侧设置有凸台，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠203的两端与凸台上的连接孔转动连接。所述的丝杠203与滑块202螺纹连接。所述的滑块202的一部分设置在第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨201、滑块202和丝杠203共同构成第一移动副101。在所述的导轨201上设置有第一刻度线A1，在所述的滑块上设置有第一指示线A2。所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线A2在第一刻度线A1上的指示位置读取。旋转(可以通过手动)第一丝杠203，可调节第一移动副101的位移量，实现第一主动驱动；所述的第一主动驱动的运动轴线沿丝杠203的轴线方向，如图5中所示第一移动副101具有平移自由度P1。
所述的第二主动驱动机构包括第一转动连杆204，销钉螺杆205的一端与第一转动连杆204的一端螺纹连接，并且两者之间通过螺母锁紧和消除间隙。所述的销钉螺杆205的中部杆段与驱动螺母206的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆205的另一端伸入一个滑槽套筒207的空腔内；在所述的销钉螺杆205的另一端上固定有一个销钉211。所述的驱动螺母206的另一端与所述的滑槽套筒207的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒207的筒体上且沿滑槽套筒207的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒207的移动所述的销钉211能够在第二滑槽内上下滑动。在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线B1，在所述的销钉上设置有第二指示线B2，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线B2在第二刻度线B1上的指示位置读取。所述的销钉螺杆205、驱动螺母206和滑槽套筒207共同构成第二移动副103。旋转(可以通过手动)驱动螺母206，可调节第二移动副103的位移量，实现第二主动驱动；所述的第二主动驱动的运动轴线沿销钉螺杆205的轴线方向，如图5中所示第二移动副103具有平移自由度P2。第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置。
所述的转动连杆204的另一端通过第一销轴与滑块202转动相连，二者构成第一转动副102。所述的第一销轴轴线与丝杠轴线平行设置，如图5中所示，第一转动副102具有沿第一销轴的轴线转动的旋转自由度R1，所述的滑槽套筒207的另一端与具有十字轴结构的虎克铰链209的一端通过第二转动副208转动相连，使虎克铰链209的一端相对滑槽套筒207具有一个转动自由度R2；所述的第二转动副回转轴线与滑动套筒轴线重合。所述的虎克铰链209具有十字轴结构，使虎克铰链两端之间具有两个转动自由度，分别为R3、R4；所述虎克铰链的另一端连接有具有外螺纹的第二销轴210，所述的第二销轴通过螺母212与远端固定环2的连接孔固联。如图2和图5所示，所述的第二转动副208和虎克铰链209使滑槽套筒207相对远端固定环具有三个转动自由度，构成第一球副104(三个转动自由度分别为第二转动副208沿滑动套筒的轴线转动的旋转自由度R2，以及虎克铰链自身的两个转动自由度R3、R4)。所述第一球副104、第二移动副103、第一转动副102和第一移动副101提供6个线性独立的自由度(转动自由度R1、R2、R3、R4，平移自由度P1、P2)。
作为本发明的第二种实施方式，如图6所示，所述的支链与第一种实施方式的支链的结构基本相同，运动方式参见第一种实施方式，所述的第一主动驱动机构包括导轨201，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环1的连接孔连接，在所述的导轨201的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠203安装在导轨201的第一滑槽内，所述的丝杠203的两端与第一滑槽左右两端的连接孔转动连接，所述的丝杠203与滑块202螺纹连接。所述的滑块202的上部嵌入第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨201、滑块202和丝杠203共同构成第一移动副101。在所述的导轨201上设置有第一刻度线A1，在所述的滑块上设置有第一指示线A2。所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线A2在第一刻度线A1上的指示位置读取。
所述的第二主动驱动机构包括球铰链504，所述的滑块202的下部与球铰链504上端的轴体固定相连。所述的球铰链504上端的轴体的回转轴线与第一移动副移动方向垂直，销钉螺杆205的上端与所述的球铰链504的下端螺纹连接，并使用螺母使两者锁紧和消除间隙。所述的球铰链504使第一主动驱动机构和第二主动驱动机构之间具有三个转动自由度，构成第二球副701。
所述的销钉螺杆205的中部杆段与驱动螺母206的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆205的另一端伸入一个滑槽套筒207的空腔内；在所述的销钉螺杆205的另一端上固定有一个销钉211。所述的驱动螺母206的另一端与所述的滑槽套筒207的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒207的筒体上且沿滑槽套筒207的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒207的移动所述的销钉211能够在第二滑槽内上下滑动。在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线B1，在所述的销钉上设置有第二指示线B2，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线B2在第二刻度线B1上的指示位置读取。所述的销钉螺杆205、驱动螺母206和滑槽套筒207共同构成第二移动副103。第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置。
所述的滑槽套筒207下端与第二转动连杆508一端固定相连，所述的第二转动连杆508的另一端通过第三销轴与连接座509转动连接，构成第三转动副702。所述的第三转动副回转轴线与滑槽套筒的轴线彼此垂直设置。如图7所示，分别将三根支链3、4、5上的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环1的连接孔连接，支链下部的连接座509与远端固定环2的连接孔通过螺栓以及螺母固联，可以完成外固定支架的安装。
优选的，所述导轨201的第一刻度线A1和滑块202的第一指示线A2之间设置为游标卡尺的形式，如图7所示。其中，第一刻度线A1对应于游标卡尺的主尺刻度，的第一指示线A2对应于游标卡尺的副尺刻度。该形式可以更为精确地指示所述的第一主动驱动机构的驱动位移量。
优选的，在所述的滑槽套筒207设置有周向等分的第三刻度线C1，在所述的驱动螺母206上设置有第三指示线C2，如图4所示。当转动驱动螺母206，第三指示线C2指向第三刻度线C1的位置随驱动螺母206的转动角度不断变化，可以读取驱动螺母206的转动量α(0≤α＜360°)。按照以下公式可以更为精确的读取第二主动驱动机构的位移量：
P2＝l2+α·Ph/360° (1)
其中，P2表示第二主动驱动机构的位移量，l2表示由第二主动驱动机构的第二刻度线B1和第二指示线B2向下取整读取的第二主动驱动机构的位移量，Ph表示销钉螺杆205的螺纹导程，α表示驱动螺母的转动量。使用上述功能结构可提高骨折断端固定的可靠性，并显著提升外固定支架的定位精度。
优选的，所述驱动螺母206设置有锁紧螺钉220，所述的锁紧螺钉能够顶紧滑槽套筒设置，操作者旋紧所述锁紧螺钉220，可以锁定驱动螺母206与滑槽套筒207的相对转动，实现第二移主动驱动机构的锁定，避免外固定支架固定骨折断端时，发生误操作改变第二主动驱动机构的位移量。
使用本发明的外固定支架时，首先使用医用的金属骨针和骨针固定零件，将所述近端固定环1和远端固定环2分别与骨折断端两侧的近端骨块901和远端骨块902固定连接；接着使用螺栓和螺母分别将第一支链3、第二支链4和第三支链5上部的导轨两端与近端固定环1的连接孔固定连接，使用螺栓和螺母将三条支链下部的连接座与远端固定环2的连接孔固定连接，完成外固定支架的安装(见图8)，实现骨折部位的有效固定。
在第一种实施结构或第二种实施结构下，按照一定的规律调节所述第一支链3、第二支链4和第三支链5各自的第一主动驱动机构和第二主动驱动机构，所述的近端固定环1可相对远端固定环2沿(图8所示的)空间和坐标轴进行三维平移运动，以及绕空间和坐标轴进行三维旋转运动。所述的空间相对运动可以有效调节骨折近端骨块901和远端骨块902的相对位置和姿态，实现骨折复位。
以上对本发明的描述仅仅是示意性的，而不是限制性的，因而本发明的实施方式并不局限于上述的具体实施方式。类似地，受本发明机械结构的启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，做出其他运动副布局的变化或机械结构的变型，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：包括远端固定环以及设置所述的远端固定环上方的近端固定环，所述近端固定环和远端固定环具有相同结构，在近端固定环和远端固定环的环面上沿周向均布有连接孔，在所述的近端固定环和远端固定环之间均布有三个具有相同拓扑结构的支链，每一个支链均包括第一主动驱动机构和第二主动驱动机构，所述的第一主动驱动机构包括导轨，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环的连接孔连接，在所述的导轨的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，在所述的导轨的本体两侧设置有凸台，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠的两端与凸台上的连接孔转动连接，所述的丝杠与滑块螺纹连接，所述的滑块的一部分设置在第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨、滑块和丝杠共同构成第一移动副，在所述的导轨上设置有第一刻度线，在所述的滑块上设置有第一指示线，所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线在第一刻度线上的指示位置读取，旋转第一丝杠能够调节第一移动副的位移量，实现第一主动驱动；所述的第一主动驱动的运动轴线沿丝杠的轴线方向，所述的第二主动驱动机构包括第一转动连杆，销钉螺杆的一端与第一转动连杆的一端螺纹连接，并且两者之间通过螺母锁紧和消除间隙，所述的销钉螺杆的中部杆段与驱动螺母的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆的另一端伸入一个滑槽套筒的空腔内；在所述的销钉螺杆的另一端上固定有一个销钉，所述的驱动螺母的另一端与所述的滑槽套筒的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒的筒体上且沿滑槽套筒的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒的移动所述的销钉能够在第二滑槽内上下滑动，在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线，在所述的销钉上设置有第二指示线，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线在第二刻度线上的指示位置读取，所述的销钉螺杆、驱动螺母和滑槽套筒共同构成第二移动副，旋转驱动螺母能够调节第二移动副的位移量，实现第二主动驱动；所述的第二主动驱动的运动轴线沿销钉螺杆的轴线方向，第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置；所述的转动连杆的另一端通过第一销轴与滑块转动相连，二者构成第一转动副，所述的第一销轴轴线与丝杠轴线平行设置，所述的滑槽套筒的另一端与具有十字轴结构的虎克铰链的一端通过第二转动副转动相连，使虎克铰链的一端相对滑槽套筒具有一个转动自由度；所述的第二转动副回转轴线与滑动套筒轴线重合，所述的虎克铰链具有十字轴结构，使虎克铰链两端之间具有两个转动自由度，所述虎克铰链的另一端连接有具有外螺纹的第二销轴，所述的第二销轴通过螺母与远端固定环的连接孔固联。
2.根据权利要求1所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：所述导轨的第一刻度线和滑块的第一指示线之间设置为游标卡尺的形式，其中，第一刻度线对应于游标卡尺的主尺刻度，第一指示线对应于游标卡尺的副尺刻度。
3.根据权利要求1或者2所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：在所述的滑槽套筒设置有周向等分的第三刻度线，在所述的驱动螺母上设置有第三指示线，当转动驱动螺母，第三指示线指向第三刻度线的位置随驱动螺母的转动角度不断变化，能够读取驱动螺母的转动量α，其中α的取值范围为0≤α＜360°，所述的第二主动驱动机构的位移量计算公式为：
P2＝l2+α·Ph/360°
其中，P2表示第二主动驱动机构的位移量，l2表示由第二主动驱动机构的第二刻度线和第二指示线向下取整读取的第二主动驱动机构的位移量，Ph表示销钉螺杆的螺纹导程，α表示驱动螺母的转动量。
4.根据权利要求3所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：所述驱动螺母设置有锁紧螺钉，所述的锁紧螺钉能够顶紧滑槽套筒设置。
5.自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：包括远端固定环以及设置所述的远端固定环上方的近端固定环，所述近端固定环和远端固定环具有相同结构，在近端固定环和远端固定环的环面上沿周向均布有连接孔，在所述的近端固定环和远端固定环之间均布有三个具有相同拓扑结构的支链，所述的第一主动驱动机构包括导轨，所述的导轨的两端通过螺栓和螺母与近端固定环的连接孔连接，在所述的导轨的本体中间且沿导轨的长度方向开有第一滑槽，一个沿与第一滑槽相同方向设置的丝杠安装在导轨的第一滑槽内，所述的丝杠的两端与第一滑槽左右两端的连接孔转动连接，所述的丝杠与滑块螺纹连接，所述的滑块的上部嵌入第一滑槽内并且能够在第一滑槽内滑动，所述导轨、滑块和丝杠共同构成第一移动副，在所述的导轨上设置有第一刻度线，在所述的滑块上设置有第一指示线，所述第一主动驱动机构的驱动位移量通过第一指示线，在第一刻度线，上的指示位置读取；所述的第二主动驱动机构包括球铰链，所述的滑块的下部与球铰链上端的轴体固定相连，所述的球铰链上端的轴体的回转轴线与第一移动副移动方向垂直，销钉螺杆的上端与所述的球铰链的下端螺纹连接，并使用螺母使两者锁紧和消除间隙，所述的球铰链使第一主动驱动机构和第二主动驱动机构之间具有三个转动自由度，构成第二球副；所述的销钉螺杆的中部杆段与驱动螺母的一端形成螺旋副，并且销钉螺杆的另一端伸入一个滑槽套筒的空腔内，在所述的销钉螺杆的另一端上固定有一个销钉，所述的驱动螺母的另一端与所述的滑槽套筒的一端形成转动副，在所述的滑槽套筒的筒体上且沿滑槽套筒的轴线方向开有第二滑槽，通过滑槽套筒的移动所述的销钉能够在第二滑槽内上下滑动，在所述的第二滑槽的一侧边沿上设置有第二刻度线，在所述的销钉上设置有第二指示线，所述第二主动驱动机构的位移量通过第二指示线在第二刻度线上的指示位置读取，所述的销钉螺杆、驱动螺母和滑槽套筒共同构成第二移动副，第一移动副的移动方向与第二移动副的移动方向彼此垂直设置，所述的滑槽套筒下端与第二转动连杆一端固定相连，所述的第二转动连杆的另一端通过第三销轴与连接座转动连接，构成第三转动副，所述的第三转动副回转轴线与滑槽套筒的轴线彼此垂直设置，所述的连接座与远端固定环的连接孔通过螺栓以及螺母固联。
6.根据权利要求5所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：所述导轨的第一刻度线和滑块的第一指示线之间设置为游标卡尺的形式，其中，第一刻度线对应于游标卡尺的主尺刻度，第一指示线对应于游标卡尺的副尺刻度。
7.根据权利要求5或者6所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：在所述的滑槽套筒设置有周向等分的第三刻度线，在所述的驱动螺母上设置有第三指示线，当转动驱动螺母，第三指示线指向第三刻度线的位置随驱动螺母的转动角度不断变化，能够读取驱动螺母的转动量α，其中α的取值范围为0≤α＜360°，所述的第二主动驱动机构的位移量计算公式为：
P2＝l2+α·Ph/360°
其中，P2表示第二主动驱动机构的位移量，l2表示由第二主动驱动机构的第二刻度线和第二指示线向下取整读取的第二主动驱动机构的位移量，Ph表示销钉螺杆的螺纹导程，α表示驱动螺母的转动量。
8.根据权利要求7所述的自由连接式三支链并联骨科外固定支架，其特征在于：所述驱动螺母设置有锁紧螺钉，所述的锁紧螺钉能够顶紧滑槽套筒设置。
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