CN109893202B - 一种自动引导体外骨科用钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种自动引导体外骨科用钻孔装置，包括第一安装壳、驱动杆、第二安装壳、第一驱动电机、第二驱动电机和钻头，所述驱动杆转动连接在第一安装壳内，所述第一驱动电机与驱动杆传动连接，所述第二安装壳螺纹连接在驱动杆上，所述钻头转动连接在第二安装壳内，所述第二驱动与钻头传动连接；所述第二安装壳内设置有喇叭，所述喇叭上设置有激光传感器，所述激光传感器的中心线与钻头的轴线共线。本发明中第一安装壳、第一驱动电机和驱动杆形成推进装置，第二安装壳、第二驱动电机和钻头形成钻孔装置，推进装置推动钻孔装置不断前进以进行深度钻孔；通过设置激光传感器和喇叭，保证钻孔的准确性。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种自动引导体外骨科用钻孔装置。
背景技术
随着科学技术的发展和进步，骨科学在诊断、治疗方面有了很大的进展。手外科的建立和发展，使手外伤的诊治技术迅速得到普及和提高；显微外科手术的广泛开展，使多趾游离再造手、神经束的吻合及松解，0.2mm的小动脉间的吻合已不再是神话；采用新的术式治疗脊柱侧凸、颈椎病及颈椎狭窄等疾病都取得了较好的骨科学效果；对关节炎患者采取的各种有效的术式，使得多年卧床的患者从新站立起来；对恶性骨肿瘤的治疗已从单一的截肢发展到综合的治疗，提高了手术的治愈率和存活率；膝关节镜的临床应用，不仅解决了一些疑难关节病的诊断，而且实现了诊断及治疗同步进行；随着材料科学的发展，使得一些复杂的骨折同样也能行内固定治疗；人工关节、人工椎体的功能及性能也更趋完善。总之，骨科学的发展与基础医学，特别是实验医学及材料科学的发展是分不开的。
在骨科治疗时，常常会用到钻孔装置，然而，现有的骨科用钻孔装置在使用过程中存在一些缺陷，例如，需要医务人员通过经验来定位钻孔位置，存在钻孔有偏差的可能性，而且钻孔的深度也无法精确的把握。对于初学者或者是经验不足的医务人员，在使用过程中常常会出现钻孔过深的问题，从而损伤到组织，非常危险。
所以，如何设计一种自动引导体外骨科用钻孔装置，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种自动引导体外骨科用钻孔装置。
本发明所采用的技术方案为：一种自动引导体外骨科用钻孔装置，包括第一安装壳、驱动杆、第二安装壳、第一驱动电机、第二驱动电机和钻头，所述驱动杆转动连接在第一安装壳内，所述第一驱动电机固定连接第一安装壳内并与驱动杆传动连接，所述第二安装壳螺纹连接在驱动杆上，所述钻头转动连接在第二安装壳内，所述第二驱动电机固定安装在第二安装壳内，并与钻头传动连接；所述第二安装壳内设置有喇叭，所述喇叭上设置有激光传感器，所述激光传感器与喇叭电连接，所述激光传感器的中心线与钻头的轴线共线。
进一步地，所述第一安装壳内设置有两根驱动杆，所述驱动杆对称设置在第一驱动电机的两端。由于在钻孔时，第二安装壳会受到来自骨骼的反作用力，若只设置一根驱动杆，则第二安装壳未安装驱动杆的一侧得不到支撑，反作用力容易使该侧发生偏移，从而影响钻孔的精度，为了防止这样的情况发生，在第一安装壳内设置有两根驱动杆，两根驱动杆均与第二安装壳螺纹连接，且位于第二安装壳的两侧，这样设置可以保证钻孔时钻头的稳定性，从而保证钻孔的精确性。由于两根驱动杆对称设置在第一驱动电机的两端，且均通过第一驱动电机驱动，因此其转动方向相反，两驱动杆与第二安装壳之间的螺纹也轴对称设置。
进一步地，所述第一驱动电机与驱动杆之间通过齿轮传动，所述第一驱动电机上设置有主动齿轮，所述驱动杆上设置有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。第一驱动电机与驱动杆之间的传动可以通过多种方式实现，如采用带传动或者链传动，本装置中为了布局紧凑、安装方便，采用齿轮传动的形式，将主动齿轮固定在第一驱动电机的转轴上，将从动齿轮固定在驱动杆上，并将主动齿轮与从动齿轮啮合，当启动第一驱动电机时，则可带动驱动杆转动，带动第二安装壳的运动，进而控制钻头的钻孔深度。
进一步地，所述从动齿轮与第一安装壳底板之间设置有第一轴套，所述驱动杆转动连接在第一轴套内，所述第一安装壳的上壁安装有轴承，所述驱动杆安装在轴承内。为了将驱动杆固定稳固，并保证其转动连接在第一安装壳内，在第一安装壳的上壁安装有轴承，并将驱动杆安装在轴承内，轴承有利于保证驱动杆的转动性，并将驱动杆的一端进行固定，在从动齿轮与第一安装壳底板之间设置有第一轴套，第一轴套固定设置在第一安装壳底板上，驱动杆转动连接在第一轴套内，第一轴套进一步固定驱动杆，防止驱动杆沿轴向运动，同时保证驱动杆的转动性。
进一步地，所述驱动杆上设置有两个限位块，一个限位块位于驱动杆与第一安装壳底板的交界处，另一个限位块位于驱动杆的末端。在驱动杆上设置限位块主要是为了限制第二安装壳的运动，防止第二安装壳脱离驱动杆，同时防止第二安装壳抵紧第一安装壳，因此将一个限位块设置在驱动杆的末端，将另一个限位块设置在驱动杆与第一安装壳底板的交界处。
进一步地，所述驱动杆位于限位块之间的一段为螺杆，所述驱动杆位于限位块与第一安装壳上壁之间的一段为转动杆。由于驱动杆自身需要转动，同时要带动第二安装壳进行上下移动，因此将驱动杆位于限位块与第一安装壳上壁之间的一段设置为转动杆，将驱动杆位于限位块之间的一段设置为螺杆，既实现自身的转动，同时又能满足带动第二安装壳进行上下移动。
进一步地，所述钻头与第二驱动电机之间通过齿轮传动，所述第二驱动电机上设置有主动锥齿轮，所述钻头上设置有从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。第二驱动电机与钻头之间的传动可以通过多种方式实现，如采用带传动或者链传动，本装置中为了布局紧凑、安装方便，采用齿轮传动的形式，由于第二电机的转轴与钻头之间呈垂直状态，因此采用锥齿轮进行传递，将主动锥齿轮固定在第二驱动电机的转轴上，将从动锥齿轮固定在钻头上，并将主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，当启动第二驱动电机时，则可带动钻头转动，从而进行钻孔，第二驱动电机通过固定座固定在第二安装壳内。
进一步地，所述从动锥齿轮与第二安装壳底板之间设置有第二轴套，所述钻头与第二轴套转动连接，所述钻头上还设置有套筒，所述套筒位于第二安装壳外且固定在第二安装壳的底板上。为了将钻头固定稳固，并保证其转动性，同时防止钻头上下滑动，在从动锥齿轮与第二安装壳底板之间设置有第二轴套，第二轴套一端固定连接在第二安装壳的底板上，另一端与从动锥齿轮转动连接，将第二轴套的高度等于第二安装壳底板与从动锥齿轮底面之间的距离，可限制钻头向下滑动，主动锥齿轮限制钻头向上滑动，为了进一步保证钻头转动时的稳定性，在第二安装壳外固定设置有套筒，所述钻头转动连接在套筒内。
进一步地，所述第一安装壳的底板外设置有距离传感器。为了精确检测钻头的钻孔深度，在第一安装壳的底板外设置有距离传感器，距离传感器可以检测第二安装壳的运动距离，从而测出钻头的钻孔深度。
进一步地，所述第一安装壳上设置有多个固定孔。为了方便固定第一安装壳，在第一安装壳上设置有多个固定孔，可利用螺栓穿过固定孔进行固定。
本发明的有益效果为：
通过设置第一安装壳、驱动杆、第二安装壳、第一驱动电机、第二驱动电机和钻头，第一安装壳、第一驱动电机和驱动杆形成推进装置，第二安装壳、第二驱动电机和钻头形成钻孔装置，推进装置推动钻孔装置不断前进以进行深度钻孔；通过设置激光传感器和喇叭，当激光传感器感受到定位的激光时，喇叭发出声响，保证钻孔的准确性，防止钻孔过程中出现偏移。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A方向剖视图；
图中：1-第一安装壳；2-驱动杆；3-第二安装壳；4-第一驱动电机；5-轴承；6-主动齿轮；7-从动齿轮；8-固定孔；9-第一轴套；10-限位块；11-距离传感器；12-激光传感器；13-喇叭；14-第二驱动电机；15-固定座；16-主动锥齿轮；17-从动锥齿轮；18-第二轴套；19-套筒；20-钻头；21-螺杆；22-转动杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
如图1、2所示，一种自动引导体外骨科用钻孔装置，包括第一安装壳1、驱动杆2、第二安装壳3、第一驱动电机4、第二驱动电机14和钻头20，所述驱动杆2转动连接在第一安装壳1内，所述第一驱动电机4固定连接第一安装壳1内并与驱动杆2传动连接，所述第二安装壳3螺纹连接在驱动杆2上，所述钻头20转动连接在第二安装壳3内，所述第二驱动电机14固定安装在第二安装壳3内，并与钻头20传动连接；所述第二安装壳3内设置有喇叭13，所述喇叭13上设置有激光传感器12，所述激光传感器12与喇叭13电连接，所述激光传感器12的中心线与钻头20的轴线共线。
本发明通过设置第一安装壳1、驱动杆2、第二安装壳3、第一驱动电机4、第二驱动电机14和钻头20，第一安装壳1、第一驱动电机4和驱动杆2形成推进装置，第二安装壳3、第二驱动电机14和钻头20形成钻孔装置，推进装置推动钻孔装置不断前进以进行深度钻孔；通过设置激光传感器12和喇叭13，首先用钻头20对准患者身体上的激光定位点，然后调整第二安装壳3的位置，使激光照射在激光传感器12上，当激光传感器12感受到定位的激光时，喇叭13发出声响，喇叭13一直发出声响则证明无偏移，以此保证钻孔的准确性，防止钻孔过程中出现偏移。
实施例2：
作为本发明的优选技术方案，在实施例1的基础上，所述第一安装壳1内设置有两根驱动杆2，所述驱动杆2对称设置在第一驱动电机4的两端。由于在钻孔时，第二安装壳3会受到来自骨骼的反作用力，若只设置一根驱动杆2，则第二安装壳3未安装驱动杆2的一侧得不到支撑，反作用力容易使该侧发生偏移，从而影响钻孔的精度，为了防止这样的情况发生，在第一安装壳1内设置有两根驱动杆2，两根驱动杆2均与第二安装壳3螺纹连接，且位于第二安装壳3的两侧，这样设置可以保证钻孔时钻头20的稳定性，从而保证钻孔的精确性。由于两根驱动杆2对称设置在第一驱动电机4的两端，且均通过第一驱动电机4驱动，因此其转动方向相反，两驱动杆2与第二安装壳3之间的螺纹也轴对称设置。
实施例3：
作为本发明的优选技术方案，在实施例1的基础上，所述第一驱动电机4与驱动杆2之间通过齿轮传动，所述第一驱动电机4上设置有主动齿轮6，所述驱动杆2上设置有从动齿轮7，所述主动齿轮6与从动齿轮7啮合。第一驱动电机4与驱动杆2之间的传动可以通过多种方式实现，如采用带传动或者链传动，本装置中为了布局紧凑、安装方便，采用齿轮传动的形式，将主动齿轮6固定在第一驱动电机4的转轴上，将从动齿轮7固定在驱动杆2上，并将主动齿轮6与从动齿轮7啮合，当启动第一驱动电机4时，则可带动驱动杆2转动，带动第二安装壳3的运动，进而控制钻头20的钻孔深度。
所述从动齿轮7与第一安装壳1底板之间设置有第一轴套9，所述驱动杆2转动连接在第一轴套9内，所述第一安装壳1的上壁安装有轴承5，所述驱动杆2安装在轴承5内。为了将驱动杆2固定稳固，并保证其转动连接在第一安装壳内，在第一安装壳1的上壁安装有轴承5，并将驱动杆2安装在轴承5内，轴承5有利于保证驱动杆2的转动性，并将驱动杆2的一端进行固定，在从动齿轮7与第一安装壳1底板之间设置有第一轴套9，第一轴套9固定设置在第一安装壳1底板上，驱动杆2转动连接在第一轴套9内，第一轴套9进一步固定驱动杆2，防止驱动杆2沿轴向运动，同时保证驱动杆2的转动性。
实施例4：
如图1、2所示，一种自动引导体外骨科用钻孔装置，包括第一安装壳1、驱动杆2、第二安装壳3、第一驱动电机4、第二驱动电机14和钻头20，所述驱动杆2转动连接在第一安装壳1内，所述第一驱动电机4固定连接第一安装壳1内并与驱动杆2传动连接，所述第二安装壳3螺纹连接在驱动杆2上，所述钻头20转动连接在第二安装壳3内，所述第二驱动电机14固定安装在第二安装壳3内，并与钻头20传动连接；所述第二安装壳3内设置有喇叭13，所述喇叭13上设置有激光传感器12，所述激光传感器12与喇叭13电连接，所述激光传感器12的中心线与钻头20的轴线共线。
所述第一安装壳1内设置有两根驱动杆2，所述驱动杆2对称设置在第一驱动电机4的两端。由于在钻孔时，第二安装壳3会受到来自骨骼的反作用力，若只设置一根驱动杆2，则第二安装壳3未安装驱动杆2的一侧得不到支撑，反作用力容易使该侧发生偏移，从而影响钻孔的精度，为了防止这样的情况发生，在第一安装壳1内设置有两根驱动杆2，两根驱动杆2均与第二安装壳3螺纹连接，且位于第二安装壳3的两侧，这样设置可以保证钻孔时钻头20的稳定性，从而保证钻孔的精确性。由于两根驱动杆2对称设置在第一驱动电机4的两端，且均通过第一驱动电机4驱动，因此其转动方向相反，两驱动杆2与第二安装壳3之间的螺纹也轴对称设置。
所述第一驱动电机4与驱动杆2之间通过齿轮传动，所述第一驱动电机4上设置有主动齿轮6，所述驱动杆2上设置有从动齿轮7，所述主动齿轮6与从动齿轮7啮合。第一驱动电机4与驱动杆2之间的传动可以通过多种方式实现，如采用带传动或者链传动，本装置中为了布局紧凑、安装方便，采用齿轮传动的形式，将主动齿轮6固定在第一驱动电机4的转轴上，将从动齿轮7固定在驱动杆2上，并将主动齿轮6与从动齿轮7啮合，当启动第一驱动电机4时，则可带动驱动杆2转动，带动第二安装壳3的运动，进而控制钻头20的钻孔深度。
所述从动齿轮7与第一安装壳1底板之间设置有第一轴套9，所述驱动杆2转动连接在第一轴套9内，所述第一安装壳1的上壁安装有轴承5，所述驱动杆2安装在轴承5内。为了将驱动杆2固定稳固，并保证其转动连接在第一安装壳内，在第一安装壳1的上壁安装有轴承5，并将驱动杆2安装在轴承5内，轴承5有利于保证驱动杆2的转动性，并将驱动杆2的一端进行固定，在从动齿轮7与第一安装壳1底板之间设置有第一轴套9，第一轴套9固定设置在第一安装壳1底板上，驱动杆2转动连接在第一轴套9内，第一轴套9进一步固定驱动杆2，防止驱动杆2沿轴向运动，同时保证驱动杆2的转动性。
所述驱动杆2上设置有两个限位块10，一个限位块10位于驱动杆2与第一安装壳1底板的交界处，另一个限位块10位于驱动杆2的末端。在驱动杆2上设置限位块10主要是为了限制第二安装壳3的运动，防止第二安装壳3脱离驱动杆2，同时防止第二安装壳3抵紧第一安装壳1，因此将一个限位块10设置在驱动杆2的末端，将另一个限位块10设置在驱动杆2与第一安装壳1底板的交界处。
所述驱动杆2位于限位块10之间的一段为螺杆21，所述驱动杆2位于限位块10与第一安装壳1上壁之间的一段为转动杆22。由于驱动杆2自身需要转动，同时要带动第二安装壳3进行上下移动，因此将驱动杆2位于限位块10与第一安装壳1上壁之间的一段设置为转动杆22，将驱动杆2位于限位块10之间的一段设置为螺杆21，既实现自身的转动，同时又能满足带动第二安装壳3进行上下移动。
所述钻头20与第二驱动电机14之间通过齿轮传动，所述第二驱动电机14上设置有主动锥齿轮16，所述钻头20上设置有从动锥齿轮17，所述主动锥齿轮16与从动锥齿轮17啮合。第二驱动电机14与钻头20之间的传动可以通过多种方式实现，如采用带传动或者链传动，本装置中为了布局紧凑、安装方便，采用齿轮传动的形式，由于第二电机的转轴与钻头20之间呈垂直状态，因此采用锥齿轮进行传递，将主动锥齿轮16固定在第二驱动电机14的转轴上，将从动锥齿轮17固定在钻头20上，并将主动锥齿轮16与从动锥齿轮17啮合，当启动第二驱动电机14时，则可带动钻头20转动，从而进行钻孔，第二驱动电机14通过固定座15固定在第二安装壳3内。
所述从动锥齿轮17与第二安装壳3底板之间设置有第二轴套18，所述钻头20与第二轴套18转动连接，所述钻头20上还设置有套筒19，所述套筒19位于第二安装壳3外且固定在第二安装壳3的底板上。为了将钻头20固定稳固，并保证其转动性，同时防止钻头20上下滑动，在从动锥齿轮17与第二安装壳3底板之间设置有第二轴套18，第二轴套18一端固定连接在第二安装壳3的底板上，另一端与从动锥齿轮17转动连接，将第二轴套18的高度等于第二安装壳3底板与从动锥齿轮17底面之间的距离，可限制钻头20向下滑动，主动锥齿轮16限制钻头20向上滑动，为了进一步保证钻头20转动时的稳定性，在第二安装壳3外固定设置有套筒19，所述钻头20转动连接在套筒19内。
所述第一安装壳1的底板外设置有距离传感器11。为了精确检测钻头20的钻孔深度，在第一安装壳1的底板外设置有距离传感器11，距离传感器11可以检测第二安装壳3的运动距离，从而测出钻头20的钻孔深度。
所述第一安装壳1上设置有多个固定孔8。为了方便固定第一安装壳1，在第一安装壳1上设置有多个固定孔8，可利用螺栓穿过固定孔8进行固定。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：包括第一安装壳(1)、驱动杆(2)、第二安装壳(3)、第一驱动电机(4)、第二驱动电机(14)和钻头(20)，所述驱动杆(2)转动连接在第一安装壳(1)内，所述第一驱动电机(4)固定连接在第一安装壳(1)内并与驱动杆(2)传动连接，所述第二安装壳(3)螺纹连接在驱动杆(2)上，所述钻头(20)转动连接在第二安装壳(3)内，所述第二驱动电机(14)固定安装在第二安装壳(3)内，并与钻头(20)传动连接；所述第二安装壳(3)内设置有喇叭(13)，所述喇叭(13)上设置有激光传感器(12)，所述激光传感器(12)与喇叭(13)电连接，所述激光传感器(12)的中心线与钻头(20)的轴线共线；
所述第一安装壳(1)内设置有两根驱动杆(2)，所述驱动杆(2)对称设置在第一驱动电机(4)的两端；所述第一驱动电机(4)与驱动杆(2)之间通过齿轮传动，所述第一驱动电机(4)上设置有主动齿轮(6)，所述驱动杆(2)上设置有从动齿轮(7)，所述主动齿轮(6)与从动齿轮(7)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述从动齿轮(7)与第一安装壳(1)底板之间设置有第一轴套(9)，所述驱动杆(2)转动连接在第一轴套(9)内，所述第一安装壳(1)的上壁安装有轴承(5)，所述驱动杆(2)安装在轴承(5)内。
3.根据权利要求1所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述驱动杆上设置有两个限位块(10)，一个限位块(10)位于驱动杆(2)与第一安装壳(1)底板的交界处，另一个限位块(10)位于驱动杆(2)的末端。
4.根据权利要求3所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述驱动杆(2)位于限位块(10)之间的一段为螺杆(21)，所述驱动杆(2)位于限位块(10)与第一安装壳(1)上壁之间的一段为转动杆(22)。
5.根据权利要求1所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述钻头(20)与第二驱动电机(14)之间通过齿轮传动，所述第二驱动电机(14)上设置有主动锥齿轮(16)，所述钻头(20)上设置有从动锥齿轮(17)，所述主动锥齿轮(16)与从动锥齿轮(17)啮合。
6.根据权利要求5所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述从动锥齿轮(17)与第二安装壳(3)底板之间设置有第二轴套(18)，所述钻头(20)与第二轴套(18)转动连接，所述钻头(20)上还设置有套筒(19)，所述套筒(19)位于第二安装壳(3)外且固定在第二安装壳(3)的底板上。
7.根据权利要求1所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述第一安装壳(1)的底板外设置有距离传感器(11)。
8.根据权利要求1所述的一种自动引导体外骨科用钻孔装置，其特征在于：所述第一安装壳(1)上设置有多个固定孔(8)。
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