一种骨科取钉装置
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,尤其涉及一种骨科取钉装置。
背景技术
骨折是指骨结构的连续性完全或部分断裂。多见于儿童及老年人,中青年人也时有发生。病人常为—个部位骨折,少数为多发性骨折。经及时恰当处理,多数病人能恢复原来的功能,少数病人可遗留有不同程度的后遗症。医学临床中,骨折是骨创伤常见的病症,治疗骨折常用的方法是借助金属材料制成的接骨板和螺钉将断裂的骨骼连接起来,在经过长时间的修养下,断裂的骨骼会重新愈合在一起。
目前,骨折的螺钉一般是钛合金的,组织反应小,骨折愈合过程中需要保持骨折端良好的稳定性才会利于骨折愈合,在愈合之后骨钉不容易取出,通常需要借助较大的外力才能将骨钉取出,不仅费时费力,还可能对患者造成二次损伤,而且一般的取钉装置分为两种,一种为手持操作,在取钉过程中容易发生晃动,造成患者的不适。另一种为机械装置固定,有机械代替人工取钉,但是一般的机械仅仅只有三个自由度即水平面的横向纵向移动,以及竖直方向的上下移动。由于螺钉安装位置复杂多样,现有的取钉装置往往无法将复杂位置的螺钉取出,使用不便。
现有技术(专利号CN105012006A)中一种骨科取钉装置,包括固定底座、固定支撑臂和夹持机构,在固定底座下侧设有支撑腿,支撑腿上侧通过支撑固定连接器和固定底座连接在一起,支撑腿下侧设有高度调节器,高度调节器下侧设有活动支撑腿,活动支撑腿外侧设有高度指示标线,活动支撑腿下侧设有固定支撑脚,固定支撑脚下侧设有减震防滑脚垫。虽然该装置可以通过固定支撑臂调节加持机构的位置方便对准取钉部位,但是加持机构的调节方向只能根据固定支撑臂的方向进行调节,无法达到全方位调节的效果,限值了该取钉器的使用范围,众所周知,骨折修复手术中,医生根据骨折断裂的方向和程度,植入钢钉使的角度也是不尽相同,不论是纵向还是横向亦或是偏角倾斜状都有可能,所以该装置无法满足各种类型骨折患者取钉手术的需求。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种骨科取钉装置。
本发明为了解决上述技术问题,采用一种骨科取钉装置,通过多组运动组件动作使取钉组件能够适用于各种不同角度的钢钉,并且还具有定位功能,能够精准定位患者植入钢钉的位置,智能化机械化水平高,操作方便。在发明内容的起始部分需要对发明内容做一个概括。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种骨科取钉装置,其特征在于,它包括机架、纵向移动组件、横向移动组件、横向转动组件、旋转组件、竖直移动组件、取钉组件、红外检测仪,所述机架包括顶板和底板,所述纵向移动组件包括箱体,所述箱体相对的两侧面设置有通孔,所述横向转动组件包括连接件,所述横向移动组件包括连接板,所述旋转组件包括转动板,所述竖直移动组件包括安装板,所述纵向移动组件设置于所述顶板上,所述横向转动组件穿过所述箱体两侧通孔与所述箱体连接,所述横向移动组件与所述连接件连接,所述旋转组件与连接板连接,所述竖直移动组件与所述转动板连接,所述取钉组件与所述安装板连接,所述红外检测仪设置于所述取钉组件上。
作为优选,所述纵向移动组件包括纵向步进电机、电机安装座、第一联轴器、丝杠机构、辅助滑动机构、箱体,所述纵向步进电机通过所述电机安装座与所述顶板固定连接,所述纵向步进电机通过所述第一联轴器与所述丝杠机构连接,所述箱体与所述丝杠机构连接,且所述箱体底部位于所述丝杠机构两侧且与所述丝杠机构轴向平行设置有辅助滑动机构,所述箱体上部设置有箱盖。
作为优选,所述丝杠机构包括第一轴承座、丝杠、滑动件,所述丝杠两端套接所述第一轴承座,且所述丝杠通过所述第一轴承座与所述顶板连接,所述丝杠一端与所述第一联轴器连接,所述滑动件与所述箱体连接。
作为优选,所述辅助滑动机构包括第一导轨和第一滑块,所述第一滑块套接在所述第一导轨上,所述第一导轨设置于所述顶板上,所述第一滑块设置于所述箱体底部。
作为优选,所述横向转动组件包括转动电机、减速机、第二联轴器、第二轴承座、法兰盘、连接件,所述连接件一端为轴另一端为矩形腔体,所述转动电机通过所述减速机与所述箱体具有通孔的侧面连接,且所述减速机主轴穿过通孔通过第二联轴器与所述连接件轴端连接,所述连接件轴端通过第二轴承座和法兰盘与所述箱体连接,且所述连接件矩形腔体部分穿过所述箱体与所述减速机相对一侧的通孔位于所述箱体外,所述横向移动组件位于所述连接件矩形腔体部分内。
作为优选,所述横向移动组件包括电动滑台、滑台、第二导轨、第二滑块、连接板,所述电动滑台位于所述连接件矩形腔体部分内,所述第二导轨位于所述连接件矩形腔体两侧板上,所述第二滑块与所述第二导轨相配合,所述连接板一侧与所述滑台和所述第二滑块连接。
作为优选,所述旋转组件包括电动旋转台和转动板,所述转动板与所述电动旋转台的旋转台连接,所述电动旋转台的箱体与所述连接板连接。
作为优选,所述竖直移动组件包括第一步进电机、电机安装板、齿轮、齿条、安装板、第三导轨、第三滑块,所述第一步进电机垂直于所述转动板通过电机安装板与所述转动板连接,所述第一步进电机主轴与所述齿轮连接,所述安装板与所述第三导轨固定连接,所述转动板与所述第三滑块固定连接,所述第三导轨套接于所述第三滑块上,所述齿轮与所述齿条相配合。
作为优选,所述取钉组件包括第二步进电机、固定板、第三联轴器、第四导轨、第四滑块、连接杆、固定件、固定套、取钉器,所述连接杆中部设置有螺纹,所述第二步进电机通过固定板与所述第四滑块连接,所述第四导轨与所述安装板固定连接,所述第四滑块套接于所述第四导轨上,所述第二步进电机主轴通过第三联轴器与所述连接杆一端连接,所述取钉器通过固定套与所述连接杆另一端连接,所述固定件设置有与连接杆相配合的螺纹孔,所述固定件固定在所述安装板上且与所述连接杆螺纹配合,所述红外检测仪设置于所述取钉器上。
作为优选,所述取钉器包括取钉轴、轴套、卡爪、弹簧、锁紧套、取钉件、套筒、套筒固定板-,所述取钉轴设置有上限位环-、下限位环-,所述取钉轴下端为圆锥形且外侧设置有锥形螺纹,轴端设置有十字通槽,所述锁紧套设置有与所述取钉轴相配合的锥形螺纹孔,所述套筒上部为圆形通孔下部为锥形孔,所述取钉轴设置于所述套筒内,所述轴套套接在所述取钉轴上且位于上限位环-和下限位环-之间,两个所述卡爪与所述轴套上端铰接,两个所述卡爪通过弹簧与所述轴套下端连接,所述取钉件设置于所述取钉轴下端十字通槽内且通过锁紧套锁紧,所述套筒通过套筒固定板-与所述安装板连接,所述红外检测仪通过检测仪连接件与所述套筒固定板-连接,且所述红外检测仪与所述取钉轴平行。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:水平平面上设置有纵向移动组件和横向移动组件,使得取钉组件可以在水平方向上任意移动,可以快速定位垂直于水平面上的的螺钉,竖直移动组件带动取钉组件作竖直方向上的运动可以根据患者体型和患处部位调节取钉组件的高度,横向转动组件以及旋转组件可以调节取钉组件倾斜角度,适用于角度倾斜的螺钉,以上多种运动组件相配合使用使得该骨科取钉装置灵活性好,机械化水平高,省时省力而且其固定效果好,不会产生晃动,大大的提高了取钉过程中的安全性,并且在使用时其取钉操作的角度不论是横向还是纵向亦或是倾斜状均可进行调节,极大的增加了该骨科取钉装置的适用范围,使得该取钉装置能够在各种类型骨折患者的螺钉拆除手术中使用。
另外PLC控制器与上述电机和红外检测仪电连接,医务人员只需在人机操作屏上启动该装置,即可对患者患处螺钉进行扫描监测,精准定位螺钉的位置与角度,解决了人工定位不准的问题,并且该装置智能化自动化程度高,定位精准,无需人工手动取钉,减轻医务人员工作轻度,提高工作效率。
取钉组件通过第二步进电机通过连接杆与取钉器连接,并且连接杆通过螺纹配合与固定件连接,使得第二步进电机在旋转螺钉的同时向上运动,而且连接杆上的螺纹与螺钉的螺纹螺距相同保证取钉组件的向上运动时螺丝刀始终压紧在螺钉的十字凹槽内,并且卡爪同时加紧螺钉,两种方式双重固定螺丝刀与螺钉,防止在取钉过程中螺丝刀脱离螺钉的十字凹槽,这样的取钉方式更为稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明主视图;
图3为本发明左视图;
图4为本发明俯视图;
图5为本发明图4中A局部放大图;
图6为本发明竖直移动组件结构示意图;
图7为本发明取钉器剖视图;
图8为本发明取钉器结构示意图;
图9为本发明实施例1取钉器初始位置图;
图10为本发明实施例1取钉器抓紧螺钉位置图;
图11为本发明旋转组件旋转一定角度后示意图;
图12为本发明横向转动组件转动一定角度后示意图;
图中:1-机架;11-顶板;12-底板;13-万向轮;3-纵向移动组件;31-纵向步进电机;3101-电机安装座;32-第一联轴器;33-第一轴承座;34-丝杠;35-滑动件;36-第一导轨;37-第一滑块;38-箱体;3801-箱盖;4-横向移动组件;41-电动滑台;4101-滑台;42-第二导轨;43-第二滑块;44-连接板;5-横向转动组件;51-转动电机;52-减速机;53-第二联轴器;54-第二轴承座;55-法兰盘;56-连接件;6-旋转组件;61-电动旋转台;6101-旋转电机;6102-箱体;6103-旋转台;62-转动板;7-竖直移动组件;71-第一步进电机;72-电机安装板;73-齿轮;74-第三轴承座;75-齿条;76-安装板;77-第三导轨;78-第三滑块;8-取钉组件;82-第二步进电机;8201-固定板;83-第三联轴器;84-第四导轨;85-第四滑块;86-连接杆;87-固定件;88-固定套;89-取钉器;8901-取钉轴;8901-1-上限位环;8901-2-下限位环;8902-轴套;8903-卡爪;8904-弹簧;8905-锁紧套;8906-取钉件;8907-套筒;8907-1-套筒固定板;9-PLC控制器;91-PLC箱体;92-人机操作屏;93-红外检测仪;94-检测仪连接件;
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
一种骨科取钉装置,包括机架1、纵向移动组件3、横向移动组件4、横向转动组件5、旋转组件6、竖直移动组件7、取钉组件8、红外检测仪9,所述机架1包括顶板11和底板12,所述纵向移动组件3包括箱体38,所述箱体38相对的两侧面设置有通孔,所述横向转动组件5包括连接件56,所述横向移动组件4包括连接板44,所述旋转组件6包括转动板62,所述竖直移动组件7包括安装板76,所述纵向移动组件3设置于所述顶板11上,所述横向转动组件5穿过所述箱体38两侧通孔与所述箱体38连接,所述横向移动组件4与所述连接件56连接,所述旋转组件6与连接板44连接,所述竖直移动组件7与所述转动板62连接,所述取钉组件8与所述安装板76连接,所述红外检测仪93设置于所述取钉组件8上。所述所述底板12底部设置有四个万向轮13,整个装置方便移动。
其中,纵向移动组件3包括纵向步进电机31、电机安装座3101、第一联轴器32、第一轴承座33、丝杠34、滑动件35、第一导轨36、第一滑块37、箱体38、箱盖3801,所述纵向步进电机31通过所述电机安装座3101与所述顶板11固定连接,所述丝杠34两端套接所述第一轴承座33,且所述丝杠34通过所述第一轴承座33与所述顶板11连接,所述纵向步进电机31通过所述第一联轴器32与所述丝杠34一端连接,所述滑动件35设置有与所述丝杠34相配合的螺纹,所述滑动件35与所述丝杠34相配合,所述箱体38与所述滑动件35固定连接,且所述箱体38底部位于所述滑动件35两侧且与所述丝杠34轴向平行设置有第一滑块37,所述第一滑块37与所述第一导轨36相配合,所述导轨36固定于所述顶板11上,所述箱体38上部设置有箱盖3801。
纵向步进电机31转动并通过所述第一联轴器32带动所述丝杠34转动,所述丝杠34转动带动所述箱体38纵向移动,通过所述纵向步进电机31的正反转即可带动所述箱体38在纵向方向上做往复运动。
其中,横向转动组件5包括转动电机51、减速机52、第二联轴器53、第二轴承座54、法兰盘55、连接件56,所述连接件56一端为轴另一端为矩形腔体,所述转动电机51与所述减速机52连接,所述减速机52与所述箱体38具有通孔的侧面连接且所述减速机52主轴穿过通孔通过第二联轴器53与所述连接件56轴端连接,所述连接件56轴端通过第二轴承座54和法兰盘55与所述箱体38连接,且所述连接件56矩形腔体部分穿过所述箱体38与所述减速机52相对一侧的通孔位于所述箱体38外,所述横向移动组件4位于所述连接件56矩形腔体部分内。所述转动电机51通过减速机52和第二联轴器53带动所述连接件56,使得连接件56可以进行轴向转动,方便取出倾斜角度的螺钉。
所述横向移动组件4包括电动滑台41、滑台4101、第二导轨42、第二滑块43、连接板44,所述电动滑台41位于所述连接件56矩形腔体部分内,所述第二导轨42位于所述连接件56矩形腔体两侧板上,所述第二滑块43与所述第二导轨42相配合,所述连接板44一侧与所述滑台4101和所述第二滑块43连接。电动滑台41驱动滑台4101,滑台4101带动连接板44在横向方向上运动。
所述旋转组件6包括电动旋转台61和转动板62,所述转动板62与所述电动旋转台61的旋转台6103连接,所述电动旋转台61与所述连接板44连接。通过电动旋转台61的旋转电机6101带动旋转台6103转动,旋转台6103带动转动板62在纵向截面方向进行转动。
所述竖直移动组件7包括第一步进电机71、电机安装板72、齿轮73、齿条75、安装板76、第三导轨77、第三滑块78,所述第一步进电机71垂直于所述转动板62通过电机安装板72与所述转动板62连接,所述第一步进电机71主轴与所述齿轮75连接,所述安装板76与所述第三导轨77固定连接,所述转动板62与所述第三滑块78固定连接,所述第三导轨77套接于所述第三滑块78上,所述齿轮73与所述齿条75相配合。所述第一步进电机71通过齿轮73与齿条75的配合驱动所述安装板76进行竖直方向上的运动。
所述取钉组件8包括第二步进电机82、固定板8201、第三联轴器83、第四导轨84、第四滑块85、连接杆86、固定件87、固定套88、取钉器89,所述连接杆86中部设置有螺纹且螺纹两端设置有限位块,所述第二步进电机82通过固定板8201与所述第四滑块85连接,所述第四导轨84与所述安装板76固定连接,所述第四滑块85套接于所述第四导轨84上,所述第二步进电机82主轴通过第三联轴器83与所述连接杆86一端连接,所述取钉器89通过固定套88与所述连接杆86另一端连接,所述固定件87设置有与连接杆86相配合的螺纹孔,所述固定件87固定在所述安装板76上且与所述连接杆86螺纹配合,所述红外检测仪83设置于所述取钉器89上。所述取钉器89包括取钉轴8901、轴套8902、卡爪8903、弹簧8904、锁紧套8905、取钉件8906、套筒8907、套筒固定板8907-1,所述取钉轴8901设置有上限位环8901-1、下限位环8901-2,所述取钉轴8901下端为圆锥形且设置有十字槽,所述取钉轴8901位于圆锥形上部设置有螺纹,所述锁紧套8905设置有通孔且通孔上部为螺纹孔下部为与所述取钉轴8901圆锥形相配合的圆锥孔,所述套筒8907上部为圆形通孔下部为锥形孔,所述取钉轴8901设置于所述套筒8907内,所述轴套8902套接在所述取钉轴8901上且位于上限位环8901-1和下限位环8901-2之间,两个所述卡爪8903与所述轴套8902上端铰接,两个所述卡爪8903通过弹簧8904与所述轴套8902下端连接,所述取钉件8906设置于所述取钉轴8901下端十字槽内且通过套接在所述取钉轴8901上的锁紧套8905锁紧,所述套筒8907通过套筒固定板8907-1与所述安装板76连接,所述红外检测仪93通过检测仪连接件94与所述套筒固定板8907-1连接,且所述红外检测仪93与所述取钉轴8901平行。
所述取钉件8906可以为十字螺丝刀、一字螺丝刀或者丝锥。
所述PLC箱体91设置于所述底板12上,所述人机操作屏92设置于所述机架1上且与PLC控制器9电连接,所述PLC控制器9设置于所述PLC箱体91内,所述PLC控制器9通过线缆与所述纵向步进电机31、电动滑台41、转动电机51、旋转电机6101、第一步进电机71、第二步进电机82、红外检测仪93电连接。
具体使用时,患者躺在手术台上固定,将患处的螺钉暴露在外,移动所述骨科取钉装置至患处附近,操作人机操作屏92启动所述骨科取钉装置,纵向步进电机3转动,纵向步进电机3通过第一联轴器32带动丝杠34,丝杠34带动滑动件35,滑动件35作水平纵向移动,滑动件35带动箱体38,进而带动整个移动组件运动,横向移动组件4的电动滑台41带动滑台4101,滑台4101带动连接板44作水平横向移动,通过上述运动红外检测仪93即可检测患者患处螺钉的具体位置以及螺钉的角度,红外检测仪93将上述检测信息传递给位于PLC箱体91内的PLC控制器9,PLC控制器9对信息进行分析处理,并根据预设参数对所述骨科取钉装置的工作位置进行定位,PLC控制器9根据定位信息,驱动纵向移动组件3、横向移动组件4、横向转动组件5、旋转组件6,竖直移动组件7动作,通过上述动作最终将螺丝刀对准螺钉。
取钉时,螺丝刀的十字头进入螺钉的十字凹槽内,通过PLC控制器9控制第二步进电机82,第二步进电机82主轴顺时针转动,第二步进电机82通过第三联轴器83带动连接杆86带动取钉器89,取钉器89带动螺丝刀转动,同时连接杆86上的螺纹与固定件87的螺纹孔相配合,使连接杆86向上运动,螺丝刀同样向上运动同时转动螺钉,当螺钉取出一小部分螺钉帽完全露出时,此时取钉器89的取钉轴8901下限位环8901-2碰到轴套8902的下端,带动轴套8902向上运动,与轴套8902连接的卡爪8903在弹簧8904和套筒8907的作用下夹紧螺钉杆部分,继续向上运动直至完全取出螺钉。
完全取出螺钉后,第二步进电机82主轴逆时针转动,使连接杆86转动在固定件87的螺纹配合下向下运动,带动取钉轴8901向下运动,取钉轴8901的上下限位环8901-1碰到轴套8902上端,带动轴套8902向下运动,卡爪8903在弹簧8904和套筒8907的作用下,松开螺钉即完成整个取钉过程。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。