CN110340744A - 骨科植入物球面精密加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了骨科植入物球面精密加工装置，抛光体通过水平移动机构设置在底座上，线圈固定在抛光体上，抛光体上开有抛光槽，磁流变抛光液位于抛光槽内，抛光槽上方设有夹持抛光件旋转的旋转机构，抛光体的水平移动方向与抛光槽的长度方向一致。本发明的优点是：通过磁场让磁流变抛光液转为类固态形式，水平移动机构和旋转机构同时启动，让抛光件自身旋转同时水平方向上也在相对移动，进行全方位抛光，实现自动抛光，并且由于磁流变变抛光液再未收磁场时为液态可以很好的填充在抛光槽侧壁与抛光件之间，受磁场变化转为类固态后针对抛光件的每个细小位置都能进行抛光，极大的提高了抛光精度，实现自动化抛光。
Description
技术领域
本发明涉及骨科植入物球面精密加工装置。
背景技术
随着世界生活水平的不断提高, 人们对医疗康复的关注程度也越来越高。由组织、器官修复和替代而引起的骨替代与填充及关节置换植入物等成为国际开发生物医用材料研究的热点。关节植入物又称人工关节假体, 固定于人体的骨骼并代替和恢复人体关节的活动功能。髋关节是一种球形的关节，包含一个球形的股骨头和一个似碗状的髋臼。髋关节球头表面的光整程度对其功能和使用寿命有着至关重要的影响。传统上加工人工髋关节球头多采用精密铸造(或模锻) 车削胫部和球部人工逐级抛光球部的工艺过程。通过这一过程得到的产品的球部表面粗糙度多为Ra0. 20～ 0. 10μm、圆度误差为0. 04～ 0.10mm,且人工髋关节球头抛光主要由手工操作，抛光质量难以满足临床要求。
发明内容
本发明的目的在于提供骨科植入物球面精密加工装置，能够有效解决现有骨科植入物球面由手工操作打磨，抛光质量难以满足要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：骨科植入物球面精密加工装置，包括底座、水平移动机构、旋转机构、抛光体、线圈和磁流变抛光液，所述抛光体通过水平移动机构设置在底座上，所述线圈固定在抛光体上，所述抛光体上开有抛光槽，所述磁流变抛光液位于抛光槽内，所述抛光槽上方设有夹持抛光件旋转的所述旋转机构，所述抛光体的水平移动方向与抛光槽的长度方向一致。
优选的，所述水平移动机构包括光轴和驱动器，所述光轴和驱动器均固定在底座上，所述抛光体上开有滑孔，所述光轴穿过滑孔，所述驱动器驱动抛光体在光轴上滑动。
优选的，所述驱动器带动主动链轮，所述抛光体上设置有从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间通过链条传动，所述链条通过固定块推动抛光体运动。
优选的，所述旋转机构包括电机、旋转轴、扩口器和夹持器，所述电机驱动旋转轴转动，所述旋转轴的端部开有第一内螺纹孔，所述夹持器的顶端设有与第一内螺纹孔配合的外螺纹，沿所述夹持器的轴线设有第二内螺纹孔，所述夹持器的下部设有夹爪，所述第二内螺纹孔内螺纹连接有扩口器，所述扩口器下部伸入夹爪中心，所述扩口器下部为圆锥形，用以将夹爪撑开。
优选的，所述底座上设有支架，所述电机固定在抛光槽上方的支架上。
优选的，所述底座上还固定有两个限位器，所述抛光体上设有两个限位机构，每个限位机构与一个限位器配合，所述限位机构包括锁钩、固定板、撞弓、连接转轴和复位弹簧，所述连接转轴固定在抛光体上，所述撞弓和锁钩分别固定在固定板的前后端面上，所述固定板转接在连接转轴上，所述复位弹簧套设在所述连接转轴上使固定板回位。
与现有技术相比，本发明的优点是：
将抛光件按在抛光槽内，并充入磁流变抛光液，抛光件由旋转机构夹持，同时水平移动机构做水平方向移动，通过磁场让磁流变抛光液转为类固态形式，水平移动机构和旋转机构同时启动，让抛光件自身旋转同时水平方向上也在相对移动，进行全方位抛光，实现自动抛光，并且由于磁流变变抛光液再未收磁场时为液态可以很好的填充在抛光槽侧壁与抛光件之间，受磁场变化转为类固态后针对抛光件的每个细小位置都能进行抛光，极大的提高了抛光精度，实现自动化抛光。
所述水平移动机构包括光轴和驱动器，所述光轴和驱动器均固定在底座上，所述抛光体上开有滑孔，所述光轴穿过滑孔，所述驱动器驱动抛光体在光轴上滑动。通过光轴，降低摩擦阻力，让驱动器带动抛光体在光轴上水平滑动。
所述驱动器带动主动链轮，所述抛光体上设置有从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间通过链条传动，所述链条通过固定块推动抛光体运动。
所述旋转机构包括电机、旋转轴、扩口器和夹持器，所述电机驱动旋转轴转动，所述旋转轴的端部开有第一内螺纹孔，所述夹持器的顶端设有与第一内螺纹孔配合的外螺纹，沿所述夹持器的轴线设有第二内螺纹孔，所述夹持器的下部设有夹爪，所述第二内螺纹孔内螺纹连接有扩口器，所述扩口器下部伸入夹爪中心，所述扩口器下部为圆锥形，用以将夹爪撑开。夹爪可以伸入到抛光件内，通过扩口器将夹持器撑开，从而稳定的固定住抛光件，带着抛光件沿自身轴线旋转抛光。
所述底座上设有支架，所述电机固定在抛光槽上方的支架上。通过支架更好的固定电机的位置。
所述底座上还固定有两个限位器，所述抛光体上设有两个限位机构，每个限位机构与一个限位器配合，所述限位机构包括锁钩、固定板、撞弓、连接转轴和复位弹簧，所述连接转轴固定在抛光体上，所述撞弓和锁钩分别固定在固定板的前后端面上，所述固定板转接在连接转轴上，所述复位弹簧套设在所述连接转轴上使固定板回位。一个限位器和一个限位机构配合，当抛光体运动到限位机构与限位器撞击后，固定板将会发生旋转，使抛光体停止转动，直到推动抛光体的水平移动机构碰到另一个限位机构，带动抛光体反向运动，直到这个限位机构在与对应的限位器撞击后，如此往复，从而控制抛光体往复运动对工件进行抛光。
附图说明
图1为本发明骨科植入物球面精密加工装置的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为图1没有支架和水平移动机构的左视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1、图2、图3为本发明骨科植入物球面精密加工装置的实施例，骨科植入物球面精密加工装置，包括底座51、水平移动机构、旋转机构、抛光体43、线圈41和磁流变抛光液3，所述抛光体43通过水平移动机构设置在底座51上，所述线圈41固定在抛光体43上，所述抛光体43上开有抛光槽，所述磁流变抛光液3位于抛光槽内，所述抛光槽上方设有夹持抛光件100旋转的所述旋转机构，所述抛光体43的水平移动方向与抛光槽的长度方向一致。
将抛光件100安在抛光槽内，并充入磁流变抛光液3，抛光件100由旋转机构夹持，同时水平移动机构做水平方向移动，通过磁场让磁流变抛光液3转为类固态形式，水平移动机构和旋转机构同时启动，让抛光件100自身旋转同时水平方向上也在相对移动，进行全方位抛光，实现自动抛光，并且由于磁流变抛光液再未受磁场时为液态可以很好的填充在抛光槽侧壁与抛光件100之间，受磁场变化转为类固态后针对抛光件100的每个细小位置都能进行抛光，极大的提高了抛光精度，实现自动化抛光。
具体的水平移动机构包括光轴42和驱动器，所述光轴42和驱动器均固定在底座51上，所述抛光体43上开有滑孔，所述光轴42穿过滑孔，所述驱动器驱动抛光体43在光轴42上滑动，通过驱动器，带动抛光体43在光轴42上滑动，驱动器可以采用气缸或者液压缸，但是最好采用链传动，这样在保证移动控制精度的同时降低维护费用和整体体积，驱动器为链条驱动器61带动主动链轮63转动，所述抛光体43上设置有从动链轮65，所述主动链轮63和从动链轮65之间通过链条62传动，所述链条62通过固定块64推动抛光体43运动。
对于旋转机构，可以在底座51上设置支架52，将旋转机构安装在支架52上，具体的，所述旋转机构包括电机1、旋转轴21、扩口器22和夹持器23，所述电机1驱动旋转轴21转动，所述旋转轴21的端部开有第一内螺纹孔，所述夹持器23的顶端设有与第一内螺纹孔配合的外螺纹，沿所述夹持器23的轴线设有第二内螺纹孔，所述夹持器23的下部设有夹爪，所述第二内螺纹孔内螺纹连接有扩口器22，所述扩口器22下部伸入夹爪中心，所述扩口器22下部为圆锥形，用以将夹爪撑开，通过夹爪伸入到抛光件100的孔内，利用扩口器22将夹爪撑开，从而实现夹爪和抛光件100的固定，而电机1最好固定在抛光槽上方的支架52上。
另外为了控制抛光体43水平移动的距离，可以采用在所述底座51上还固定有两个限位器8，所述抛光体43上设有至少一个限位机构与限位器8配合，所述限位机构包括锁钩71、固定板72、撞弓73、连接转轴74和复位弹簧75，所述连接转轴固定在抛光体上，所述撞弓和锁钩分别固定在固定板的前后端面上，所述固定板转接在连接转轴上，所述复位弹簧套设在所述连接转轴上使固定板回位。两个限位机构分别固定在抛光体相对的两边上，并且撞弓的朝向相反，撞弓的头部设有斜面，以便在撞击时与限位器配合让固定板发生翻转，从而让锁钩翘起，此时固定块将会从锁钩下面穿过，从而固定块不会再推动抛光体运动，直到固定块顶住另一侧的限位机构的锁钩，将推动抛光体反向运动，前面的限位机构将在复位弹簧的作用下使锁钩回位，如此控制抛光体往复运动。
操作过程为：将扩口器22旋入夹持器23，通过锥形使夹持器23涨紧抛光件100并加持住，然后通过螺纹与旋转轴21连接；将磁流变抛光液3注入抛光体43的抛光腔内，线圈41通电，产生磁场，液态磁流变抛光液3在磁场的作用下形成类固态的磁流变刷；启动电机1使抛光件100旋转，启动链条驱动器61，使抛光体43往返运动，对抛光件100进行抛光。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (6)
1.骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：包括底座（51）、水平移动机构、旋转机构、抛光体（43）、线圈（41）和磁流变抛光液（3），所述抛光体（43）通过水平移动机构设置在底座（51）上，所述线圈（41）固定在抛光体（43）上，所述抛光体（43）上开有抛光槽，所述磁流变抛光液（3）位于抛光槽内，所述抛光槽上方设有夹持抛光件（100）旋转的所述旋转机构，所述抛光体（43）的水平移动方向与抛光槽的长度方向一致。
2.如权利要求1所述的骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：所述水平移动机构包括光轴（42）和驱动器，所述光轴（42）和驱动器均固定在底座（51）上，所述抛光体（43）上开有滑孔，所述光轴（42）穿过滑孔，所述驱动器驱动抛光体（43）在光轴（42）上滑动。
3.如权利要求2所述的骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：所述驱动器带动主动链轮（63），所述抛光体（43）上设置有从动链轮（65），所述主动链轮（63）和从动链轮（65）之间通过链条（62）传动，所述链条（62）通过固定块（64）推动抛光体（43）运动。
4.如权利要求1所述的骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：所述旋转机构包括电机（1）、旋转轴（21）、扩口器（22）和夹持器（23），所述电机（1）驱动旋转轴（21）转动，所述旋转轴（21）的端部开有第一内螺纹孔，所述夹持器（23）的顶端设有与第一内螺纹孔配合的外螺纹，沿所述夹持器（23）的轴线设有第二内螺纹孔，所述夹持器（23）的下部设有夹爪，所述第二内螺纹孔内螺纹连接有扩口器（22），所述扩口器（22）下部伸入夹爪中心，所述扩口器（22）下部为圆锥形，用以将夹爪撑开。
5.如权利要求4所述的骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：所述底座（51）上设有支架（52），所述电机（1）固定在抛光槽上方的支架（52）上。
6.如权利要求1所述的骨科植入物球面精密加工装置，其特征在于：所述底座（51）上还固定有两个限位器（8），所述抛光体（43）上设有两个限位机构，每个限位机构与一个限位器（8）配合，每个所述限位机构包括锁钩（71）、固定板（72）、撞弓（73）、连接转轴（74）和复位弹簧（75），所述连接转轴固定在抛光体上，所述撞弓和锁钩分别固定在固定板的前后端面上，所述固定板转接在连接转轴上，所述复位弹簧套设在所述连接转轴上使固定板回位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191018 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |