CN111085907B - 一种手术刀打磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手术刀打磨设备，属于机械加工领域。该装置包括：打磨装置，用于对手术刀进行打磨；夹紧装置，用于夹持手术刀；输送装置，其包括驱动机构、支座、第一滑轨、第一滑块和联动弹簧，驱动机构的一端铰接在支座上、另一端铰接至夹紧装置，第一滑轨为直线滑轨，第一滑块可滑动地设置在第一滑轨上，第一滑块远离驱动机构的一侧设置有第二滑轨，第二滑轨为弧形且与手术刀的弧形段相仿，夹紧装置可滑动地设置在第二滑轨上，夹紧装置与第一滑块之间通过一弹性件相连接。本发明可以解决直线段和弧线段同时在一条导轨上造成的无法满足小曲率运动的问题，使得简单的驱动达到了同时满足两种运动轨迹的运动，大大提高了生产效率。

Description

一种手术刀打磨设备

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种手术刀打磨设备。

背景技术

手术刀是用于切割人体或动物体组织的特制刀具，在外科手术中是一种不可缺少的重要手术工具。

目前在手术刀的生产加工过程中需要对手术刀的切割刀口进行打磨处理。手术刀的刃口一般包括带有弧形段的刃口和全直段的刃口。现今大多数工厂都是采用人工手动打磨，对工人的打磨技术要求较高，打磨效率较低，增大了员工的劳动强度。即使借助工具，也只能部分提高效率，并不能实现自动化。其中，全直段打磨，由于没有弧形段，驱动方式较为简单。但是对于带有弧形段的刃口，普通的滑轨难以实现。现有技术中的弧形滑轨一般有两种，一种是滚轮式，另一种是滑块式。对于同时包含直线段和弧形段的滑动轨迹，一般均是采用滚轮式。但是由于前后滚轮之间存在一定的距离，因此实现的转弯半径一般较大，缩小转弯半径只能通过缩小前后滚轮之间的间距，而由于夹紧工装的限制，滚轮直径一般无法做的很小，滚轮直径过小会造成不稳定。因此其转弯半径需要设计的较大。而对于手术刀而言，其一般均较小，尤其是弧形段更小，在弧形半径较小的情况下，现有技术中的滑轨很难实现。因此往往造成工作效率较低。

发明内容

本发明提供一种手术刀打磨设备，可以解决现有技术中同时带有直线段和弧形段的手术刀在刃口打磨时效率较低的问题。

一种手术刀打磨设备，包括：

打磨装置，用于对手术刀进行打磨；

夹紧装置，用于夹持手术刀；

输送装置，其包括驱动机构、支座、第一滑轨、第一滑块和联动弹簧，所述驱动机构的一端铰接在所述支座上、另一端铰接至所述夹紧装置，所述第一滑轨为直线滑轨，所述第一滑块可滑动地设置在所述第一滑轨上，所述第一滑块远离所述驱动机构的一侧设置有第二滑轨，所述第二滑轨为弧形且与手术刀的弧形段相仿，所述夹紧装置可滑动地设置在所述第二滑轨上，所述夹紧装置与所述第一滑块之间通过所述联动弹簧相连接；

所述第一滑块上设置有联动座，所述联动弹簧一端连接在所述联动座上、另一端连接在所述夹紧装置上；

所述打磨装置包括安装架、第二驱动电机、第一磨削轮和第二磨削轮，所述第二驱动电机固定安装在所述安装架上，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮均可转动地设置在所述安装架上，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮在竖直方向上沿水平面对称设置，所述第一磨削轮上同轴驱动设置有第一同步轮，所述第二磨削轮上同轴驱动设置有第二同步轮，所述第一同步轮和所述第二同步轮之间通过同步带相连接，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮的磨削方向朝向远离所述夹紧装置的方向；

所述夹紧装置包括夹持座、顶杆、夹紧板、弹簧、切换杆、第一连杆和第二连杆，所述夹持座上开设有夹持槽，所述夹持槽一侧贯通至所述夹持座外侧，所述夹紧板位于所述夹持槽内，所述夹持座上开设有与所述顶杆相配合的导向孔，所述顶杆部分可滑动地设置在所述导向孔内，所述弹簧一端连接在所述顶杆上、另一端连接在所述夹紧板上，在手术刀未放入夹持槽时，所述夹紧板的上端面与所述夹持槽的上端面之间具有一活动间隙；所述切换杆的一端固定连接至所述第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端相铰接，所述第二连杆的另一端与所述顶杆的一端相铰接，所述夹持座上具有一支撑块，所述第一连杆上开设有与所述支撑块上的螺纹孔相配合的外螺纹，所述切换杆转动时，带动所述顶杆沿所述导向孔的延伸方向移动。

更优地，所述驱动机构为电动伸缩杆、气缸或液压缸。

更优地，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮上均周向均匀地开设有让位槽，相邻的两个让位槽之间形成一磨削部，所述让位槽与所述磨削部相配合，任意一时刻下，所述第一磨削轮的任意一让位槽与所述第二磨削轮上的任意一磨削部相对应。

更优地，所述让位槽呈梯形结构，朝向远离第一磨削轮或第二磨削轮的中心的方向逐渐向两侧扩张。

更优地，所述让位槽的拐角处为圆弧过渡。

更优地，所述导向孔的延伸方向与所述打磨装置的磨削方向相反。

本发明提供一种手术刀打磨设备，通过驱动机构带动夹紧装置移动，当在第一滑轨上运行时，由于夹紧装置和第一滑块之间连接有联动弹簧，联动弹簧的拉力拉动第一滑块，使得第一滑块沿第一滑轨运行，对手术刀的直线段进行打磨，而当第一滑块运动至第一滑轨的末端时，第一滑块无法继续移动，驱动机构继续带动夹紧装置移动，此时克服联动弹簧的拉力迫使夹紧装置沿第二滑轨移动，从而带动刀具继续运动，且此时对弧形段进行打磨，回程运动则相反。通过第一滑轨和第二滑轨将直线段和弧形段的运动分离开，从而使得夹紧装置只需满足弧形运动即可，从而解决了直线段和弧线段同时在一条导轨上造成的无法满足小曲率运动的问题，而驱动机构通过两端铰接的方式也简化了驱动方式，使得简单的驱动达到了同时满足两种运动轨迹的运动，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种手术刀打磨设备结构示意图一；

图2为本发明提供的一种手术刀打磨设备结构示意图二；

图3为本发明提供的一种手术刀打磨设备结构示意图三；

图4为图1中打磨装置的结构示意图；

图5为打磨装置的工作状态示意图；

图6为图5中A处局部放大图；

图7为图5中B处局部放大图；

图8为图5中C处局部放大图。

附图标记说明：

00、手术刀，10、电动伸缩杆，11、第一滑轨，12、第一滑块，121、第二滑轨，122、联动座，13、联动弹簧，20、第一档杆，21、第二档杆，30、打磨装置，31、第一磨削轮，311、第一同步轮，312、让位槽，313、圆弧角，32、第二磨削轮，321、第二同步轮，33、皮带，34、安装架，40、夹具，41、夹持座，42、顶杆，43、夹紧板，44、弹簧，45、切换杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例一：

如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种手术刀00打磨设备，包括打磨装置、夹紧装置和输送装置；其中，打磨装置用于对手术刀00进行打磨，可采用现有技术中的砂轮等打磨器械；夹紧装置用于夹持手术刀00；输送装置包括驱动机构、支座、第一滑轨11、第一滑块12和联动弹簧13，驱动机构的一端铰接在支座上、另一端铰接至夹紧装置，第一滑轨11为直线滑轨，用于约束第一滑块12的运动轨迹，带动手术刀00打磨直线段，第一滑块12可滑动地设置在第一滑轨11上，第一滑块12远离驱动机构的一侧设置有第二滑轨121，第二滑轨121为弧形且与手术刀00的弧形段相仿，手术刀00在打磨时，夹紧装置的运动轨迹与手术刀00弧形段的轨迹相同，夹紧装置可滑动地设置在第二滑轨121上，夹紧装置与第一滑块12之间通过联动弹簧13相连接。

具体地，驱动机构为电动伸缩杆10、气缸或液压缸均可。其中电动伸缩杆10由于进给速度方便控制，优选电动伸缩杆10。但气缸或液压缸等能够驱动第一滑块12运动的机构也可以实现本实施例的方案。

具体地，第一滑块12上设置有联动座122，联动弹簧13一端连接在联动座122上、另一端连接在夹紧装置上。

初始状态时，第一滑块12位于第一滑轨11的前端，用夹紧装置将手术刀00夹紧，启动驱动机构，本实施例中以电动伸缩杆10为例，电动伸缩杆10推动夹紧装置移动，而由于夹紧装置与联动座122之间有联动弹簧13，联动弹簧13的拉力大于第一滑块12所受到的摩擦力，从而夹紧装置运动时通过联动弹簧13带动第一滑块12沿沿第一滑轨11移动，此过程中夹紧装置也随第一滑块12呈直线运动，从而带动手术刀00呈直线运动，对手术刀00直线段进行打磨，当第一滑块12运动至第一滑轨11的末端时，第一滑块12无法继续运动，而此时夹紧装置依然受到电动伸缩杆10的推力，此时推力大于联动弹簧13的拉力，从而迫使夹紧装置沿第二滑轨121的轨迹进行移动，从而带动手术刀00沿第二导轨的轨迹，也即弧形进行运动，从而对手术刀00的弧形段进行打磨。回程运动则相反。具体而言，可以在第一滑轨11的末端设置挡块等方式使第一滑块12运动至第一滑轨11末端时无法继续移动。

实施例二：

在实施例一的基础上，如图4和图5所示，打磨装置30包括安装架34、第二驱动电机、第一磨削轮31和第二磨削轮32，第二驱动电机固定安装在安装架34上，第一磨削轮31和第二磨削轮32均可转动地设置在安装架34上，第一磨削轮31和第二磨削轮32在竖直方向上沿水平面对称设置，也即沿手术刀00上下对称设置，第一磨削轮31上同轴驱动设置有第一同步轮311，第二磨削轮32上同轴驱动设置有第二同步轮321，第一同步轮311和第二同步轮321之间通过同步带33相连接，第一磨削轮31和第二磨削轮32的磨削方向朝向远离夹紧装置40的方向。

需要说明的是，本申请中所提到的磨削方向为打磨时，磨削残渣的溅射方向。以本实施例为例，如图4和图5所示，位于上侧的为第一磨削轮31，第一磨削轮31逆时针转动，为磨削方向，位于下侧的为第二磨削轮32，第二磨削轮32顺时针转动，为磨削方向。

由于一般的手术刀打磨时均需要双面打磨，而现有技术中的打磨装置30一次只能单面打磨，也是造成效率低下的原因之一。而本实施例通过上下两侧均设置磨削轮，且第一磨削轮31和第二磨削轮32同步转动，从而同步对刃口的两侧进行打磨，大大提高打磨效率。由于手术刀00的左侧是夹具，若第一磨削轮31和第二磨削轮32反向转动，则会造成残渣溅入夹具中，影响下次夹持，同时残渣堆积会形成高温，溅射到手术刀00上会对手术刀00形成二次热处理，影响手术刀00的性能。而第一磨削轮31和第二磨削轮32的磨削方向朝向远离夹紧装置40的方向，可以避免上述问题。

实施例三：

在实施例二的基础上，如图4至图6所示，第一磨削轮31和第二磨削轮32上均周向均匀地开设有让位槽312，相邻的两个让位槽312之间形成一磨削部，让位槽312与磨削部相配合，任意一时刻下，第一磨削轮31的任意一让位槽312与第二磨削轮32上的任意一磨削部相对应。由于磨削轮在高速旋转打磨时会产生升温，而过高的温度会直接影响砂轮的使用寿命。同时，由于第一磨削轮31和第二磨削轮32相向转动，当手术刀00进给量较大时（也即一次性达到最大进给量），第一磨削轮31和第二磨削轮32之间同时对手术刀00施力且在竖直方向上的分力大小相等方向相反，从而容易造成打磨装置30卡死。而通过在第一磨削轮31和第二磨削轮32上分别开设让位槽312，且磨削部和让位槽312相对应，也即第一磨削轮31和第二磨削轮32转动时，始终是磨削部和让位槽312相匹配，从而使得在任意一时刻下，第一磨削轮31和第二磨削轮32都不会同时对手术刀00施力，从而避免了卡死的问题。由于让位槽312的存在，增大了第一磨削轮31和第二磨削轮32的表面积，也即增大了散热面积，从而大大提升了磨削轮的散热效率。

进一步地，让位槽312呈梯形结构，朝向远离第一磨削轮31或第二磨削轮32的中心的方向逐渐向两侧扩张。梯形结构的让位槽312进一步使得磨削轮的表面积增大，进一步提高散热效率。

进一步地，由于第一磨削轮31和第二磨削轮32相对转动，残渣在打磨过程中会落入让位槽312内，当让位槽312为直拐角或者上小下大的梯形结构时，残渣很容易残留在拐角处，从而残渣的热量会在砂轮上进行积聚，造成砂轮温升，影响使用寿命，因此在让位槽312的拐角处设置为圆弧过渡，圆弧过渡可以使得残渣可以顺畅的在砂轮转动的过程中被甩出，从而避免残渣积聚。

实施例四：

在实施例二至三的基础上，本实施例中，如图5、图7和图8所示，夹紧装置40还包括夹持座41、顶杆42、夹紧板43、弹簧44、切换杆45、第一连杆46和第二连杆47，夹持座41上开设有夹持槽，夹持槽一侧贯通至夹持座41外侧，夹紧板43位于夹持槽内，夹持座41上开设有与顶杆42相配合的导向孔，顶杆42部分可滑动地设置在导向孔内，弹簧44一端连接在顶杆42上、另一端连接在夹紧板43上，在手术刀00未放入夹持槽时，夹紧板43的上端面与夹持槽的上端面之间具有一活动间隙，如图5所示，在夹持板的下端面与夹持槽的下端面之间具有一用于容纳手术刀00的空间，夹紧时先将手术刀00插入该空间，此时手术刀00迫使夹紧板43上移，夹紧板43受到弹簧44的作用对手术刀00进行预夹紧，从而避免手术刀00晃动造成定位不准；切换杆45的一端固定连接至第一连杆46的一端，第一连杆46的另一端与第二连杆47的一端相铰接，第二连杆47的另一端与顶杆42的一端相铰接，第一连杆46上开设有与支撑块411上的螺纹孔相配合的外螺纹，切换杆45转动时，带动顶杆42沿导向孔的延伸方向移动。具体地，为了方便定位直线段和弧形段，可以在容纳手术刀00的空间内设置一定位块，如在夹持槽的一端设置定位块，或直接将夹持槽的一端封堵，方便对手术刀00进行定位。此定位可以根据本领域公知常识进行设置，不再赘述。

需要夹紧时，转动切换杆45，切换杆45带动第一连杆46转动，第一连杆46在螺纹配合的作用下下移，通过第二连杆47带动顶杆42下移，顶杆42下压夹紧板43，从而对手术刀00进行夹紧。需要松开时，只需反向转动切换杆45，第一连杆46在螺纹配合的带动下上移，进而带动第二连杆47上移，最终带动顶杆42上移，顶杆42对夹紧板43的压力减小，便可抽出手术刀00。

进一步地，导向孔的延伸方向与打磨装置30的磨削方向相反。由于单面打磨时，手术刀00仅仅单侧受力，而本实施例中双侧打磨，两侧受力，相较于单侧打磨，手术刀00所受到的向远离夹紧装置40方向上的力变大，第一磨削轮31和第二磨削轮32上开设让位槽312，造成打磨时，第一磨削轮31和第二磨削轮32与手术刀00间歇性接触，会造成手术刀00振动，进而使手术刀00容易从夹紧装置40中脱离。而通过将导向孔的倾斜方向与磨削方向相反，从而使手术刀00受到一个远离打磨装置30方向上的力，从而可以克服手术刀00所受到的部分的来自第一磨削轮31和/或第二磨削轮32朝向远离夹紧装置40方向上的分力，从而降低手术刀00被拉出的风险。

实施例五：

在实施例四的基础上，本实施例还包括第一档杆20和第二档杆21，第一档杆20和第二档杆21均固定设置在支座上，第一档杆20距离第一滑轨11的直线距离较近，第二档杆21距离第一滑轨11的直线距离较远，夹持座41沿第一滑轨运动的过程中，切换杆45会触碰第一档杆20或第二档杆21。如图1所示，初始时，切换杆45呈非夹持状态，也即夹紧板43仅依靠弹簧44的弹力对手术刀00进行预夹紧，而后夹持座41在电动伸缩杆10的带动下沿第一滑轨移动，移动过程中切换杆45触碰第二档杆21，第二档杆21迫使切换杆45发生转动，切换杆45在螺纹配合作用下，带动顶杆42下移，压迫夹紧板43夹紧手术刀00。而后由于切换杆45转动角度足够大，形成足够的让位空间，夹持座41继续移动至打磨装置30进行打磨，打磨完后夹持座41反向移动，反向移动的过程中由于切换杆45未产生转动，因此不会触碰第二档杆21，继续移动，由于第一档杆20距离第一滑轨11的直线距离较近，因此切换杆45会触碰第一档杆20，第一档杆20迫使切换杆45反向转动，从而带动顶杆42上移，使夹紧板43不再呈夹紧状态，仅存在弹簧44迫使夹紧板43的预夹紧力，此时可以方便地取出手术刀00。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种手术刀打磨设备，其特征在于，包括：

打磨装置，用于对手术刀进行打磨；

夹紧装置，用于夹持手术刀；

输送装置，其包括驱动机构、支座、第一滑轨、第一滑块和联动弹簧，所述驱动机构的一端铰接在所述支座上、另一端铰接至所述夹紧装置，所述第一滑轨为直线滑轨，所述第一滑块可滑动地设置在所述第一滑轨上，所述第一滑块远离所述驱动机构的一侧设置有第二滑轨，所述第二滑轨为弧形且与手术刀的弧形段相仿，所述夹紧装置可滑动地设置在所述第二滑轨上，所述夹紧装置与所述第一滑块之间通过所述联动弹簧相连接；

所述第一滑块上设置有联动座，所述联动弹簧一端连接在所述联动座上、另一端连接在所述夹紧装置上；

所述打磨装置包括安装架、第二驱动电机、第一磨削轮和第二磨削轮，所述第二驱动电机固定安装在所述安装架上，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮均可转动地设置在所述安装架上，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮在竖直方向上沿水平面对称设置，所述第一磨削轮上同轴驱动设置有第一同步轮，所述第二磨削轮上同轴驱动设置有第二同步轮，所述第一同步轮和所述第二同步轮之间通过同步带相连接，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮的磨削方向朝向远离所述夹紧装置的方向；

所述夹紧装置包括夹持座、顶杆、夹紧板、弹簧、切换杆、第一连杆和第二连杆，所述夹持座上开设有夹持槽，所述夹持槽一侧贯通至所述夹持座外侧，所述夹紧板位于所述夹持槽内，所述夹持座上开设有与所述顶杆相配合的导向孔，所述顶杆部分可滑动地设置在所述导向孔内，所述弹簧一端连接在所述顶杆上、另一端连接在所述夹紧板上，在手术刀未放入夹持槽时，所述夹紧板的上端面与所述夹持槽的上端面之间具有一活动间隙；所述切换杆的一端固定连接至所述第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端相铰接，所述第二连杆的另一端与所述顶杆的一端相铰接，所述夹持座上具有一支撑块，所述第一连杆上开设有与所述支撑块上的螺纹孔相配合的外螺纹，所述切换杆转动时，带动所述顶杆沿所述导向孔的延伸方向移动。

2.如权利要求1所述的一种手术刀打磨设备，其特征在于，所述驱动机构为电动伸缩杆、气缸或液压缸。

3.如权利要求2所述的一种手术刀打磨设备，其特征在于，所述第一磨削轮和所述第二磨削轮上均周向均匀地开设有让位槽，相邻的两个让位槽之间形成一磨削部，所述让位槽与所述磨削部相配合，任意一时刻下，所述第一磨削轮的任意一让位槽与所述第二磨削轮上的任意一磨削部相对应。

4.如权利要求3所述的一种手术刀打磨设备，其特征在于，所述让位槽呈梯形结构，朝向远离第一磨削轮或第二磨削轮的中心的方向逐渐向两侧扩张。

5.如权利要求3所述的一种手术刀打磨设备，其特征在于，所述让位槽的拐角处为圆弧过渡。

6.如权利要求1所述的一种手术刀打磨设备，其特征在于，所述导向孔的延伸方向与所述打磨装置的磨削方向相反。

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