CN111801060B - 具有间隔件的固定夹具 - Google Patents

Abstract

一种外部固定系统的夹紧装置具有钳爪组，该钳爪组具有：在一端处的通道，其被构造成保持来自第一尺寸范围的元件；以及第二通道，其被构造成保持来自不同的尺寸范围的元件。钳爪组包括：第一钳爪；第二钳爪；以及滑动件，其被插置在第一钳爪和第二钳爪之间，当第一元件位于第一通道中时，该滑动件移动到第一位置，且当第二元件位于第二通道中时，该滑动件移动到第二位置。

Description

具有间隔件的固定夹具

优先权

本公开要求于2018年12月4日提交的美国非临时专利申请No. 16/209, 215、于2018年6月25日提交的美国临时专利申请No. 62/689,437、以及于2017年12月6日提交的美国临时专利申请62/595,344的优先权和权益，这两种专利申请都通过引用整体地并入本文中。

背景技术

外部固定系统用于构建框架，所述框架刚性地保持骨固定元件（诸如，销钉、杆或棒）。所治疗的不同病症（诸如，骨折）的可变性需要固定器框架的对准和尺寸确定的通用性。一种很常见的样式的外部固定系统使用固定元件（即，杆和骨销钉）以及将固定元件保持在一起的夹具。通常，销钉和杆两者都具有圆形横截面，但通常杆的直径大于销钉的直径。对于用于腿和手臂的大框架，最常见尺寸的杆为11 mm，但它们可在8和13 mm之间变化，并且最常见尺寸的销钉为5 mm，但它们可在3和6 mm之间变化。夹具用于将销钉联结到杆以及将杆联结到其他杆。最常见类型的夹具具有螺纹轴，该螺纹轴可以将两个钳爪组挤压在一起，从而将它们夹紧在一起并将元件夹紧在每个钳爪组中。尽管钳爪组可以被构造成抓住一定尺寸范围的元件，但是将直径差超过两倍的元件配合在既是尺寸紧凑的又是在锁定强度方面有效的钳爪组中一直是一个挑战。由于这个原因，大多数夹具系统具有被构造成抓住杆抑或销钉的钳爪，且因此具有被构造成在一个钳爪组中抓住杆且在另一个钳爪组中抓住销钉的夹具以及被构造成在每个钳爪组中抓住杆的另一个分开的夹具组件。

与将杆联结到销钉相比，使分开的夹具用于联结两个杆会导致问题。在医疗过程期间，使用者会无意中拿错，从而导致浪费时间。对于期望的框架几何结构，轴收紧元件会处于不方便的位置中。而且，增加了需要消毒并可用于每种情况的夹具的数量。为了克服这些缺点中的一些，已开发了可以在每个钳爪组中接纳杆和销钉的夹具。最早的其中一种是Synthes组合夹具，其在钳爪组中的每个钳爪上具有两个沟槽，一个沟槽的尺寸被设计用于杆且一个沟槽的尺寸被设计用于销钉。这些钳爪通过张开来接纳杆或销钉元件以允许该元件进入沟槽中，并且它们通过经由轴一起被挤压到该元件上来夹持该元件。

图1a和图1b示出了这样的常规夹具10。该夹具具有第一钳爪组11和第二类似的钳爪组11a。这两个钳爪组类似，因此第二钳爪组中的类似条目的编号与第一钳爪组相同，但附加了“a”。每个钳爪组被构造成保持第一固定元件12或第二固定元件13中的任一个。在一些示例中，第一钳爪组包括外钳爪15和内钳爪16。外钳爪15具有第一沟槽17和第二沟槽18。内钳爪16具有第一沟槽19和第二沟槽20。第一沟槽17和19形成第一通道21，并且第二沟槽18和20形成第二通道22。可以将第一元件12放置在第一通道21中，并且内钳爪16和外钳爪15略微敞开，从而在边缘23处在第二通道22附近进行接触。如图1a中所示，在第二钳爪组11a中，可将第二元件13放置在第二通道22a中。内钳爪16a和外钳爪15a略微敞开，从而在边缘24处在第一通道21a附近进行接触。如图1b中所示，当将尺寸与第一元件12类似的第三元件14放置在第一通道21a中时，第二钳爪组11a可在边缘23a上接触。在各种实施例中，为了将元件夹紧到钳爪组中，可收紧螺纹轴25和螺母26，从而压制（compress）钳爪组和元件两者。因为接触中的边缘23和24比元件12、13或14更靠近夹紧力，因此这些边缘可承担更大份额的夹紧载荷。而且，由于使用者可接近第一通道21和第二通道22两者，因此一个元件在另一个元件已经就位时可能被错误地引入到钳爪组中，从而迫使两个元件平行。尽管可能存在需要这样做的情况，但很多时候目标是使元件以非平行的取向夹紧在一起。

Chreene和Austin（US 8,821,491）的另一个概念是类似的，但是每组中的钳爪相对于彼此侧向地滑动以允许杆或销钉元件进入钳爪。Chreene夹具也通过被挤压到元件上来夹持元件。

Synthes组合夹具和Chreene设计两者都具有缺点。一个示例缺点是，相对于标准的单侧夹具，减小了通过钳爪几何结构被转移到元件的力的量。在这些两钳爪样式的夹具设计中，在对元件的夹紧和在两个钳爪枢转的情况下其间的反作用力之间分割由轴产生的锁定力。因为两个钳爪之间的接触位置移动得更靠近夹紧力的作用线，因此在该位置处的相对反作用力增大，并且作用在钳爪和元件之间的反作用力减小。

在Cremer等人（US 8,827,997）中示出了可以保持不止一种尺寸的元件的另一种钳爪组。用于夹紧元件的钳爪组有且只有三组通道。每组通道设计成保持特定尺寸的元件。它具有与上文讨论的双侧设计类似的缺点。

Brown和Denlinger（美国专利公开案2009/0036891）示出了用于夹紧尺寸差很大的元件的另一种方法。钳爪组具有位于夹紧紧固件的一侧上的两个通道（靠近紧固件的较小通道和离紧固件较远的较大通道）。

Miller和Mullaney（US 9,138,260）示出了用以夹紧不同尺寸的元件的另一种方法，其中钳爪组在紧固件的一侧上具有通道或其他夹紧器件。在紧固件的另一侧上，具有台阶或卡钩（catch）的间隔件被插置在钳爪之间。取决于间隔件被定位的位置，钳爪布置成通过允许钳爪移动到允许通道敞开到特定尺寸的位置来保持特定尺寸的元件。在这种设计中，间隔件的主要目的是将夹具构造成在间隔件处于正确位置中时临时锁定元件。这种设计的一个缺点是，间隔件可以移动到错误位置，使得钳爪组被构造成用于与预期不同的元件尺寸。另一个缺点是难以将钳爪通道和台阶构造成使得可以有效地夹持尺寸差多达两倍的元件。

因此，需要附加的外部固定夹具，其可解决目前工艺水平中的至少一个缺陷，无论是上文所陈述的还是未陈述的。

发明内容

与一些实施例一致，外部固定系统夹具的基本设计并入了夹持固定元件的钳爪组和将钳爪组挤压在一起的紧固件。大多数夹具具有两个钳爪组，使得可以将两个固定元件夹紧在一起，但是单个钳爪组可附接到另一个装置以将固定元件夹紧到该另一个装置。每个钳爪组由两个钳爪半部组成。通常，钳爪半部是彼此搁置抵靠的分开的部件，每个部件的第一端形成用于接纳固定元件的通道，并且部件的第二端平衡夹紧载荷。施加夹紧载荷的紧固件可被插置在通道和钳爪部件的后端之间。

本文中所描述的系统的第一益处是能够将不同尺寸或形状的元件夹紧在单个钳爪组中。大多数外部固定系统具有多种不同尺寸的元件。最常见的模式是用于横跨缺损部位（defect）的较大的杆和用于固定到骨中的较小的销钉。通过具有可以抓住杆抑或销钉或者两个固定元件中的任一个的钳爪组，可以在多种情形中使用该钳爪组。这减少了对具有特定于每个固定元件的不同钳爪组的若干不同夹具的需求。

本文中所描述的系统的第二个益处是，对于相同的紧固件载荷，它们可将较高的夹紧载荷提供到固定元件上。允许钳爪组夹持不止一种尺寸的紧固件的其他装置在其几何结构方面具有折衷，这由于钳爪上的力平衡而减小了通过固定元件转移的紧固件载荷的量。通过利用滑动件将反作用力定位成离紧固件载荷较远，夹持力利用较高量的紧固件载荷。这使使用者受益，因为当仅用手指力预收紧夹具时，他们可以获得更好的稳定性。在最终收紧之前，手指力可足以防止夹具在其上打滑。进一步地，对于施加到紧固件的相同载荷量，最终收紧将更稳定。

本文中所描述的示例实施例包括钳爪部件，每个钳爪部件在第一端上具有一起形成用于较大固定元件的通道的沟槽，并且在相对的第二端上具有一起形成用于较小固定元件的通道的沟槽。滑动件被定位在这两个钳爪部件之间。当将固定元件引入到期望的通道中时，滑动件朝向未使用的通道移动。滑动件被定位成使得夹紧力通过固定元件和滑动件从一个钳爪部件传输到另一钳爪部件。滑动件被构造成使得外钳爪和滑动件之间以及滑动件和内钳爪之间的接触点位于远离与固定元件相对的紧固件的位置中。

紧固件将载荷施加到外钳爪，该外钳爪在元件和滑动件之间分担该载荷。与滑动件的接触点移动得越远离紧固件，通过元件发送的载荷分担量就越高。没有滑动件的常规组合夹具的接触点非常靠近紧固件，这意味着高份额的载荷通过接触点且低份额通过元件。

示例实施例包括被插置在两个钳爪之间的滑动件，所述钳爪相对于彼此上下翻转以允许固定元件进入通道中。另一种构型将滑动件定位在内钳爪和外钳爪之间，其中外钳爪相对于内钳爪滑动以允许固定元件进入通道中。为了在任一通道中将载荷施加到紧固件，紧固件必须略微大于通道。对于常规的滑动头夹具，外钳爪必须相对于内钳爪翻转以允许外钳爪向后滑动就位。尽管这种翻转将是小的，但在实践中，紧固件不均匀地加载外钳爪。在本发明的一个实施例中，外钳爪和滑动件被构造成仅在离所保持的紧固件最远的点处接触。外钳爪在轨道中具有缺口，在该缺口处，外钳爪接触滑动件。当固定元件就位时，将滑动件移动到近侧定位成与缺口相邻且远侧与外钳爪接触的点。

钳爪组可以连接到匹配的钳爪组。示例实施例示出了在内钳爪的内侧上的径向锯齿，所述径向锯齿可以与在匹配的钳爪组的匹配的内钳爪上的匹配的锯齿对接。这些相同的锯齿也可以与其他装置上的匹配的锯齿配对。当紧固件收紧时，锯齿锁定在一起，同时固定元件被夹紧。

钳爪组可以通过其他器件配对到其他钳爪组或其他装置。一个实施例将钳爪组附接到球形接头，因此钳爪组可以相对于另一装置回转。另一个实施例具有配对到鞍座（saddle）的内钳爪，因此钳爪组可以相对于另一装置滚动。

在又一示例性方面中，装置可以是外部固定框架，其包括具有钳爪组的夹具，其中钳爪组的一侧被构造成保持第一元件且另一侧被构造成保持第二形状或尺寸不同的元件，其中滑动件被插置在钳爪组的第一钳爪和钳爪组的第二钳爪之间，并且其中滑动件在第一位置和第二位置之间滑动，其中第一位置有助于保持第一元件且第二位置有助于保持第二元件。

在示例性方面中，本公开涉及一种被构造成保持固定元件的外部固定夹具。外部固定夹具可包括内钳爪，该内钳爪具有被成形为接合第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合第二尺寸的固定元件的第二端。外钳爪可包括被成形为接合第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合第二尺寸的固定元件的第二端。紧固件可被构造成将内钳爪和外钳爪夹紧到第一固定元件和第二固定元件中的至少一个，并且紧固件可具有轴线。滑动间隔件可被插置在内钳爪和外钳爪之间，并且可布置成沿横向于紧固件的轴线的方向滑动。滑动间隔件可在结构上与内钳爪和外钳爪相关联，使得当将第一尺寸的固定元件引入到内钳爪和外钳爪之间时，滑动间隔件移动到第一位置，在第一位置中，滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在远离紧固件的第一点处接触。当将第二尺寸的固定元件引入到内钳爪和外钳爪之间时，滑动间隔件可移动到第二位置，在第二位置中，滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在远离紧固件的第二点处接触。

在一些方面中，外钳爪被构造成相对于内钳爪倾斜以允许固定元件进入到内钳爪和外钳爪之间。在一些方面中，外钳爪被构造成相对于内钳爪滑动以允许固定元件进入到内钳爪和外钳爪之间。在一些方面中，内钳爪和外钳爪的第一端被构造成保持直径在10和13 mm之间的固定元件，并且内钳爪和外钳爪的第二端被构造成保持直径在3和6.5 mm之间的固定元件。在一些方面中，内钳爪和外钳爪的第一端被构造成保持直径在6和9 mm之间的固定元件，并且内钳爪和外钳爪的第二端被构造成保持直径在3和5 mm之间的固定元件。在一些方面中，内钳爪和外钳爪的第一端被构造成保持直径在4和6 mm之间的固定元件，并且内钳爪和外钳爪的第二端被构造成保持直径在2和4 mm之间的固定元件。在一些方面中，内钳爪和外钳爪的第一端被构造成保持直径为11 mm的固定元件，并且内钳爪和外钳爪的第二端被构造成保持直径为5 mm的固定元件。在一些方面中，夹具还包括：第二内钳爪，其沿着轴线相对于第一内钳爪设置；以及第二外钳爪，其中，第二内钳爪和第二外钳爪设置成合作地夹持第二固定元件。在一些方面中，夹具可包括鞍座部件，并且内钳爪可被构造成以一种方式与鞍座部件配对，该方式允许内钳爪、外钳爪和滑动间隔件绕横向于第一尺寸的固定元件和第二尺寸的固定元件中的一个的轴线且也横向于紧固件的轴线的角度滚动。在一些方面中，内钳爪被构造成与球配对，使得内钳爪和外钳爪被构造成相对于包括球的装置俯仰、滚动和横摆。

在另一个示例性方面中，本公开涉及一种外部固定夹具的钳爪组。钳爪组可包括：内钳爪，其具有被构造成接合第一固定元件的第一端以及被构造成接合第二固定元件的第二端；外钳爪，其具有被构造成接合第一固定元件的第一端以及被构造成接合第二固定元件的第二端；以及紧固件，其被构造成将内钳爪和外钳爪夹紧到第一固定元件和第二固定元件中的一个。紧固件可具有轴线。滑动间隔件可合作地接合内钳爪和外钳爪，并且当第一固定元件和第二固定元件中的所述一个设置在内钳爪和外钳爪之间时，该滑动间隔件可沿横向于紧固件的轴线以及横向于第一固定元件和第二固定元件中的所述一个的轴线的方向滑动。当将第一固定元件和第二固定元件中的所述一个引入到内钳爪的第一端和外钳爪的第一端之间时，滑动间隔件可移动到第一位置，在所述第一位置中，滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在位于内钳爪或外钳爪的第二端附近的第一位置处接触。替代地，当将第一固定元件和第二固定元件中的所述一个引入到内钳爪的第二端和外钳爪的第二端之间时，滑动间隔件可移动到第二位置，使得滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在位于内钳爪或外钳爪的第一端附近的第二位置处接触。

在一方面中，内钳爪的第一端和外钳爪的第一端形成第一通道，该第一通道被构造成保持第一尺寸的第一固定元件，并且内钳爪的第二端和外钳爪的第二端形成第二通道，该第二通道被构造成保持第二尺寸的第二固定元件，该第二尺寸不同于第一尺寸。在一方面中，内钳爪的第一端和外钳爪的第一端形成第一通道，该第一通道被构造成当第一固定元件是非圆柱形元件时保持第一固定元件，并且内钳爪的第二端和外钳爪的第二端形成第二通道，该第二通道被构造成当第二固定元件的形状不同于非圆柱形元件时保持第二固定元件。在一方面中，内钳爪的第二端和外钳爪的第二端被构造成当第二固定元件是圆柱形元件时保持第二固定元件。在一方面中，内钳爪的第二端和外钳爪的第二端被构造成当第二固定元件的形状与第一固定元件在比例上相同但尺寸不同于第一固定元件时保持第二固定元件。

在另一个示例性方面中，本公开涉及一种被构造成夹持一定尺寸范围的固定元件的外部固定夹具。夹具可包括具有第一端和第二端的内钳爪，并且还可包括具有第一端和第二端的外钳爪。内钳爪的第一端和外钳爪的第一端可设置成合作地形成第一通道，该第一通道的尺寸被设计为夹持具有第一尺寸的第一固定元件。内钳爪的第二端和外钳爪的第二端可设置成合作地形成第二通道，该第二通道的尺寸被设计为夹持具有第二尺寸的第二固定元件。紧固件可被构造成将内钳爪和外钳爪夹紧到第一固定元件和第二固定元件中的至少一个。紧固件可具有紧固件轴线。间隔件可相对于内钳爪和外钳爪可滑动地移动。当将具有第一尺寸的第一固定元件引入到第一通道时，间隔件可布置成滑动并与第二通道相交。当将具有第二尺寸的第二固定元件引入到第二通道时，间隔件可布置成滑动并与第一通道相交。

在另一个示例性方面中，本公开涉及一种被构造成夹持一定尺寸范围的固定元件的外部固定夹具。夹具可包括内钳爪、外钳爪、紧固件和间隔件。间隔件可相对于内钳爪和外钳爪可滑动地移动，并且在第一通道和第二通道之间可滑动。当将具有第一尺寸的第一固定元件引入到第一通道时，间隔件可在第一支点处接合内钳爪和外钳爪中的一个。当将具有第二尺寸的第二固定元件引入到第二通道时，间隔件可在第二支点处接合内钳爪和外钳爪中的一个。第一支点可设置在紧固件轴线的第一侧向侧上，并且第二支点可设置在紧固件轴线的第二不同侧向侧上。

在另一个示例性方面中，本公开涉及一种外部固定夹具的钳爪组，该钳爪组具有外钳爪、内钳爪和紧固件。权利要求还可具有回转部件，该回转部件具有被成形为配对到内钳爪的凹表面的凸表面。内钳爪可被构造成与回转部件配对并允许内钳爪和外钳爪绕横向于固定元件的轴线和紧固件的轴线两者的轴线滚动。

在一方面中，内钳爪的第二端和外钳爪的第二端设置成合作地形成第二通道，该第二通道的尺寸被设计为夹持具有第二尺寸的第二固定元件。夹具的钳爪组还可包括滑动间隔件，该滑动间隔件与内钳爪和外钳爪可滑动地相关联以沿横向于紧固件的轴线的方向滑动。间隔件可在结构上与内钳爪和外钳爪相关联，使得当将第一尺寸的固定元件引入到第一通道中时，滑动间隔件移动到第一位置，在所述第一位置中，滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在远离紧固件的第一位置处接触。替代地，当将第二尺寸的固定元件引入到第二通道中时，滑动间隔件可移动到第二位置，其中滑动间隔件与内钳爪和外钳爪中的至少一个在远离紧固件的第二位置处接触。

在一方面中，回转部件被构造成在紧固件将内钳爪和外钳爪夹紧到至少一个固定元件的同时，将第一钳爪和第二钳爪相对于紧固件倾斜地锁定。在一方面中，回转部件的凸表面是环形形状。在一方面中，回转部件的凸表面是圆柱形形状。在一方面中，回转部件的凸表面是由两个圆锥组成的形状。在一方面中，回转部件的凸表面是部分球面。在一方面中，回转部件具有与凸表面相对的锯齿状表面。在一方面中，外钳爪具有凸表面。在一方面中，外钳爪的凸表面与紧固件的平坦表面配对。在一方面中，外钳爪的凸表面与被插置在外钳爪和紧固件之间的垫圈配对。在一方面中，垫圈并入了凸表面以接触外钳爪。

在一方面中，本公开涉及一种外部固定夹具，其包括钳爪组，该钳爪组包括外钳爪和内钳爪，从而在它们之间形成通道。钳爪组可被构造成将刚性固定元件捕获在通道内。内钳爪可在背向外钳爪的表面上具有凹腔。夹紧机构可布置成维持外钳爪和内钳爪的轴向对准。参考部件可沿着纵向轴线从钳爪对偏置。联接机构可布置在钳爪组和参考部件之间。联接机构可允许钳爪组相对于参考部件绕纵向轴线旋转。联接机构可包括凸表面，该凸表面与在内钳爪的背向外钳爪的表面上的凹腔对接，并且钳爪组可在联接机构上绕垂直于纵向轴线的横向轴线可枢转。

在一方面中，夹紧机构是与螺纹螺柱组合的螺母。在一方面中，螺母包括平坦表面，该平坦表面铰接抵靠外钳爪的弯曲的外表面，并且螺母可以是可旋转的，以当被收紧在螺柱上时锁定钳爪组的铰接。在一方面中，夹具可包括在螺母和外钳爪的弯曲的外表面之间的垫圈。在一方面中，垫圈包括弯曲表面，该弯曲表面配合抵靠外钳爪的弯曲的外表面。在一方面中，钳爪组被构造成捕获第二尺寸的刚性元件。

在一方面中，参考部件由被构造成保持固定元件的外部固定夹具组成。参考部件可包括内钳爪，该内钳爪具有被成形为接合第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合第二尺寸的固定元件的第二端。外钳爪具有可被成形为接合第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合第二尺寸的固定元件的第二端。紧固件可被构造成将钳爪夹紧到第一固定元件和第二固定元件中的至少一个，该紧固件具有轴线。滑动间隔件可被插置在钳爪之间且布置成沿横向于紧固件的轴线的方向滑动。在一方面中，当施加夹紧力时，夹紧机构锁定固定元件和铰接装置两者。

附图说明

附图图示了本文中所公开的装置和方法的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1a示出了具有钳爪组的常规装置，所述钳爪组具有两个通道，其中第一通道被构造成保持第一尺寸的元件，并且第二通道被构造成保持不同尺寸的元件。

图1b示出了具有钳爪组的常规装置，所述钳爪组具有两个通道，其中两个钳爪组的第一通道被构造成保持第一尺寸的元件。

图2示出了根据本公开的一个或多个方面的一种类型的简单的外部固定框架，其使用并入了本发明的钳爪组的夹具。

图3是根据本公开的一个或多个方面的夹具的透视图。

图4是根据本公开的一个或多个方面的图3的钳爪组的透视图。

图5示出了根据本公开的一个或多个方面的图3的夹具的平面图。

图6示出了根据本公开的一个或多个方面的穿过图5中的线112-112截取的夹具的局部剖视图。

图7a示出了根据本公开的一个或多个方面的钳爪组的分解图。

图7b示出了根据本公开的一个或多个方面的钳爪组的另一个分解图。

图8示出了根据本公开的一个或多个方面的将第一尺寸的元件保持在第一通道中的钳爪组。

图9示出了根据本公开的一个或多个方面的将第二尺寸的元件保持在第二通道中的钳爪组。

图10示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具的透视图，该夹具被制成为具有第二实施例的钳爪组，其中钳爪相对于彼此滑动。

图11示出了根据本公开的一个或多个方面的第二实施例的钳爪组的剖视图。

图12示出了根据本公开的一个或多个方面的将第一元件夹持在第一通道中的第二实施例的钳爪组。

图13示出了根据本公开的一个或多个方面的将尺寸不同于第一元件的第二元件夹持在第二通道中的第二实施例的钳爪组。

图14示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具，该夹具由第三实施例的钳爪组构成，其中钳爪组被构造成相对于轴倾斜。

图15示出了根据本公开的一个或多个方面的如从侧面看的夹具，该夹具具有第三实施例的钳爪组。

图16示出了根据本公开的一个或多个方面的穿过图15中的线312-312截取的剖视图，其示出了内钳爪和鞍座之间的对接。

图17示出了根据本公开的一个或多个方面的垂直于图16中所示的视图的剖视图。

图18示出了根据本公开的一个或多个方面的本发明的第四实施例，其中内钳爪经由球形接头与另一个装置配对。

图19示出了根据本公开的一个或多个方面的第四实施例的剖视图，其示出了内钳爪球和内钳爪窝（socket）构型。

图20示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具的第五实施例，该夹具并入了允许钳爪组相对于轴倾斜的回转元件。

图21从第二角度示出了根据本公开的一个或多个方面的第五实施例的夹具。

图22示出了根据本公开的一个或多个方面的第五实施例的夹具，其中钳爪组相对于轴倾斜。

图23示出了根据本公开的一个或多个方面的第五实施例的夹具的剖视图。

图24示出了根据本公开的一个或多个方面的第五实施例的夹具的第二剖视图。

图25示出了根据本公开的一个或多个方面的第五实施例的夹具的第三剖视图，其中钳爪组相对于轴倾斜。

图26a、图26b、图26c和图26d是示出与图1a和图1b中的常规夹具相比根据本公开的夹具的夹持力的图表。

具体实施方式

为了达到促进对本公开原理的理解的目的，现在将参考附图中所图示的实施例，并且将使用特定语言来描述这些实施例。然而，将理解，不旨在限制本公开的范围。如本公开所涉及领域的技术人员将通常想到的，充分构想对所描述的装置、仪器、方法的任何变更和进一步修改，以及对本公开原理的任何进一步应用。特别地，充分构想的是：关于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可与关于本公开的其他实施例所描述的特征、部件和/或步骤组合。

图2示出了一种类型的外部固定框架1。可将该框架与若干个夹具2、2a、2b、2c、2d、2e保持在一起。每个夹具可将两个固定元件保持在一起。在示例性实施例中，它们保持杆3、3a、3b和骨销钉4、4a、4b、4c。骨销钉被固定到骨5中。棒和骨销钉的尺寸明显不同。此处，不同的尺寸由横截面宽度表示，所述横截面宽度可以是直径。尺寸可变化，并且在一些实施方式中，杆的尺寸可以是销钉的尺寸的两倍或两倍以上。然而，在一些实施方式中，杆的尺寸可不到销钉的尺寸的两倍。在该描绘中，夹具全部都是相同的样式和设计。夹具并入了本发明的钳爪组，使得夹具可以有效地将一个杆夹紧到另一个杆或者可以将杆夹紧到销钉。下文讨论夹具2的不同构型，并且构想其他类型的夹具。

图3是根据本公开的一个或多个方面的外部固定夹具组件100的透视图，该外部固定夹具组件被制成为具有示例实施例的钳爪组101。钳爪组101包括外钳爪106、间隔件107和内钳爪108。此处，该夹具组件100可并入了第二类似的钳爪组102，但是取决于实施方式和实施例，其他钳爪组或其他外部固定装置可代替或补充钳爪组102来配对到第一钳爪组。为了将夹紧力施加到钳爪组101，螺纹轴103（本文中也称为紧固件）和螺母104作用在另一钳爪组102和垫圈105上。垫圈105可就座于钳爪组101的外钳爪106的外侧上。在一些示例中，外钳爪106可搁置抵靠间隔件107，该间隔件可搁置抵靠内钳爪108。在该示例实施方式中，图3中的第二钳爪组102包括类似的垫圈105a、外钳爪106a、间隔件107a和内钳爪108a。在一些实施例中并且如图3中所示，内钳爪108、108a可具有抗旋转锯齿109，所述抗旋转锯齿就座到相对部件上的类似的锯齿109a中，在该示例中，相对部件是钳爪组102的内钳爪108a。构想其他抗旋转特征，其可包括仅依靠摩擦力。螺纹轴或紧固件可限定与螺纹轴同轴的轴线，该轴线也可限定固定夹具组件100的轴线。

在图3中所描述的一些实施方式中以及在贯穿本公开的其他实施例中，螺纹轴103（或紧固件）和螺母104可形成夹紧机构，该夹紧机构布置成维持外钳爪和内钳爪的轴向对准。

此外，尽管图3示出了第一钳爪组101和第二钳爪组102，但是第二钳爪组102也可称为参考部件。尽管被示为钳爪组，但是参考部件可以是不同的部件，诸如稳定器、多销钉夹或者在第一钳爪组101旋转、枢转或以其他方式移位以操纵固定元件时可用作参考的其他部件。

图4以透视图示出了根据本公开的一个或多个方面的钳爪组101。钳爪组101的外钳爪106可并入了用于垫圈的座114和轴103可穿过的孔115。取决于实施例，座可以以一定角度渐缩，可以是碗形的，或者可具有某种其他形状。

图5从侧视图示出了根据本公开的一个或多个方面的来自图3的夹具。在该视图中可见的是弹簧111，在一些实施例中，该弹簧可进行偏压并选择性地将钳爪组保持分开。弹簧是一种可使夹具更容易卡扣到固定元件上并在收紧之前保持就位的偏压特征，但是装置起作用可能不需要弹簧。将螺母104收紧使钳爪组101、102压制抵靠轴103的头部。画出了线112-112以基本上示出轴的中心。

图6是根据本公开的一个或多个方面的穿过图5沿着线112-112截取的剖视图。在一些实施例中，剖视图示出了外钳爪106可具有第一沟槽121和第二沟槽122。第一沟槽121和第二沟槽122在图6中尺寸相同，但是它们可具有不同的尺寸，包括仅在钳爪中的一个上具有沟槽。在该实施方式中，它们被示为彼此完全相对，但在其他实施方式中它们可部分地偏置。类似地，内钳爪108可具有第三沟槽123和第四沟槽124。当组装钳爪组101时，第一沟槽121和第三沟槽123可组合而形成第一通道125以夹持固定元件，并且第二沟槽122和第四沟槽124可组合而形成第二通道126以夹持不同尺寸的固定元件。

图7a和图7b从两个不同的角度示出了根据本公开的一个或多个方面的钳爪组101的分解图。在一些实施例中，内钳爪108示出了具有支承表面134的轨道133。间隔件107可具有支承表面132，该支承表面在配对的支承表面134上接触内钳爪106。间隔件还可在其相对侧上具有支承表面137和138。在一些实施例中，外钳爪106示出了具有支承表面136的轨道135。外钳爪支承表面136可接触间隔件支承表面137和138。在示例性实施例中，由于外钳爪106、间隔件107和内钳爪108中的每一个是对称的，因此每一者均具有附加的对称地匹配的支承表面132a、137a、138a以及未示出的134a、136a。在各种实施例中，在间隔件107上且在支承表面137和138之间，存在图7a中所示的缺口139。在示例性实施例中，支承表面137和138是共面的表面，但是构想其他布置。边缘131被示为在支承表面137的外边缘处。边缘141可位于间隔件107的另一侧上且在支承表面138的外边缘处。类似的边缘131a和141a可位于表面137a和138a的外边缘处。

外钳爪106和内钳爪108各自包括两个元件接收端，在该实施方式中，这两个元件接收端彼此相对。此处，外钳爪106包括第一元件接收端150和第二元件接收端151。内钳爪108也包括第一元件接收端152和第二元件接收端153。元件接收端150、151、152、153中的每一个被成形为接合固定元件，诸如被引入到由外钳爪和内钳爪形成的钳爪组中的杆或销钉。在所示的实施例中，外钳爪106的第一元件接收端150和内钳爪108的第一元件接收端152被成形为接合第一尺寸的固定元件，并且外钳爪106的第二元件接收端150和内钳爪108的第二元件接收端152被成形为接合第二尺寸的固定元件。在所示的实施方式中，外钳爪106的第一元件接收端150和内钳爪108的第一元件接收端152合作以限定通道125。同样，外钳爪106的第二元件接收端151和内钳爪108的第二元件接收端154合作以限定通道126。

图8示出了处于第一位置中的钳爪组101，其中滑动间隔件107与内钳爪108和外钳爪106中的至少一个在远离固定元件和远离紧固件或螺纹轴103的第一点处接触。此处，固定元件130可位于钳爪组101的第一通道125中。在该实施例中，元件130可以是固定杆，其尺寸或直径大于固定销钉的尺寸或直径。在示例性实施例中，间隔件107远离第一通道125移动，并且外钳爪106在位于间隔件107的离元件最远的外边缘131、131a上的接触点处与间隔件107接触，所述接触点对应于图8中的附图标记131。对应于图8中的附图标记131的接触点可充当支点来使外钳爪枢转或旋转，以增加或减小通道125的宽度。尽管被示为与外钳爪106的接触点，但其他实施例利用与内钳爪的接触点或接触支点，而又其他实施例同时利用在内钳爪108和外钳爪106两者上的接触点或接触支点。因为间隔件可远离元件130移位，因此接触中的边缘可远离轴103定位。在图8中所示的构型中，间隔件107还防止将元件引入到第二通道126中。可这样做是因为滑动间隔件107与第一通道126相交并且机械地干扰或阻止将元件引入到第二通道中。值得注意的是，间隔件107的一些实施方式包括可接合或邻接抵靠固定元件130的外表面形状的凹陷或凹部部分。

图9示出了处于第二位置中的钳爪组101，其中滑动间隔件107与内钳爪108和外钳爪106中的至少一个在远离固定元件和远离紧固件或螺纹轴103的第二点处接触。此处，固定元件140可位于钳爪组101的第二通道126中。在该实施例中，元件140可以是固定销钉，其尺寸或直径小于固定杆的尺寸或直径。在示例性实施例中，间隔件107移动到钳爪组的另一端，并且外钳爪106在位于间隔件的离第二元件140最远的另一外边缘141、141a上的接触点处与间隔件107接触，所述接触点对应于图9中的附图标记141。对应于图9中的附图标记141的接触点可充当支点来使外钳爪枢转或旋转，以增加或减小通道126的宽度。尽管被示为与外钳爪106的接触点，但其他实施例利用与内钳爪的接触点或接触支点，而又其他实施例同时利用在内钳爪108和外钳爪106两者上的接触点或接触支点。而且，在图9中所示的构型中，定位间隔件107，因此没有元件可以被引入到第一通道125中。可这样做是因为滑动间隔件107与第一通道125相交并且机械地干扰或阻止将元件引入到第一通道125中。

图9中的间隔件107以与已知的闩锁（比如美国专利9,138,260中所描述的闩锁）不同的方式操作。提供已知的闩锁来临时锁定外钳爪和内钳爪，以抵制它们敞开并允许移除固定元件。已知的闩锁取决于被夹持的固定元件的尺寸而滑动到替代性位置中，但是固定元件始终由钳爪组的第一端夹持，并且闩锁始终接触钳爪组的第二端。相比之下，本文中所描述的滑动间隔件107被构造成当第一端保持固定元件时接触钳爪组的第二端以及当第二端保持固定元件时接触第一端。如在图8和图9中可以看到，外钳爪106被构造成相对于内钳爪108倾斜，以允许固定元件130、140进入到外钳爪106和内钳爪108之间。

图10是根据本公开的一个或多个方面的外部固定夹具组件200的透视图，该外部固定夹具组件被制成为具有替代性实施例的钳爪组201。一些特征与参考其他实施例所描述的特征类似或相同，且此处将不进行重新描述。该夹具可并入了第二类似的钳爪组202，但是其他钳爪组或其他外部固定装置可配对到第一钳爪组，如上文参考夹具组件100所描述的。为了将夹紧力施加到钳爪组，螺纹轴203和螺母204代替钳爪组202作用在另一钳爪组202或替代性固定装置上。在一些实施例中，外钳爪206搁置抵靠间隔件207，该间隔件搁置抵靠内钳爪208。图10中的第二装置也是替代性实施例的钳爪组，因此存在类似的外钳爪206a、间隔件207a和内钳爪208a。，内钳爪可具有抗旋转锯齿209，所述抗旋转锯齿就座到另一装置202上的类似的锯齿209a中，不过构想其他抗旋转特征，包括仅依靠摩擦力。

图11是根据本公开的一个或多个方面的装置的穿过轴的轴线并垂直于任何固定元件的轴线的剖视图。在该视图中可见的是被示为弹簧211的偏压构件，该弹簧可进行偏压或选择性地将钳爪组保持分开。弹簧是一种使夹具更容易卡扣到固定元件上并在收紧之前保持就位的偏压特征，但是装置起作用可能不需要弹簧。构想其他偏压元件被添加到该装置，包括使间隔件207或外钳爪206相对于内钳爪208返回到中间位置的偏压元件。图11示出了收紧螺母204可以如何将钳爪组201、202压制抵靠轴203的头部。图11示出：在一些实施例中，外钳爪206可具有第一沟槽221和第二沟槽222。类似地，内钳爪208可具有第三沟槽223和第四沟槽224。当组装钳爪组201时，第一沟槽221和第三沟槽223可组合而形成第一通道225以夹持固定元件，并且第二沟槽222和第四沟槽224可组合而形成第二通道226以夹持不同尺寸的固定元件。

图12示出了根据本公开的一个或多个方面的位于钳爪组的第一通道225中的固定元件230。在示例性实施例中，为了将固定元件230插入到通道225中，使外钳爪206和间隔件207相对于内钳爪208和轴203横向地移动。在另外的示例性实施例中，为了将固定元件230保持在通道225中，将外钳爪206向后移动到适当位置以形成通道225。所构想的是，在各种实施例中，可以使用偏压元件来使外钳爪206返回到适当位置，但是如图12中所示的实施例（其是非限制性实施例）被构造成使该步骤由使用者执行。在示例性实施例中，间隔件207保持在远离第一通道的位置中，并且外钳爪206在间隔件207的离元件230最远的外边缘231上与间隔件207接触。因为间隔件远离元件移位，因此接触中的边缘远离轴203定位。在图12中所示的构型中，间隔件还防止将元件引入到第二通道中。

图13示出了根据本公开的一个或多个方面的位于钳爪组201的第二通道226中的第二固定元件240。在示例性实施例中，为了将元件240引入到通道226中，使外钳爪206和间隔件207相对于内钳爪208和轴203横向地移动。在另外的示例性实施例中，为了将固定元件240保持在通道226中，将外钳爪206向后移动到适当位置以形成通道226。间隔件207保持在远离第二通道的位置中。在一些实施例中，外钳爪206在间隔件207的离第二元件最远的另一外边缘241上与间隔件207接触。而且，在图13中所示的构型中，定位间隔件207，因此没有元件可以被引入到第一通道中。

图14示出了根据本公开的一个或多个方面的替代性实施例。一些特征与参考其他实施例所描述的特征类似或相同，且此处将不进行重新描述。在一些实施例中，夹具300可由钳爪组301和钳爪组302构成。钳爪组301可包括外钳爪306、间隔件307和内钳爪308，并且可被构造成类似于上文所讨论的包括钳爪组101的示例实施例。替代性实施例的钳爪组302可由类似的外钳爪306a和间隔件307a构成，但在一些实施例中，内钳爪341被构造成与鞍座342配对。鞍座342可并入了与内钳爪308上的锯齿309配对的锯齿343。为了将两个钳爪组301、302夹紧在一起，存在螺纹轴303和螺母304。在该实施例中示出了可选的垫圈305、305a。在一些实施方式中，可将鞍座称为布置成将两个钳爪组301、302联接在一起的联接机构。

在图15中，示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具的侧视图。线312-312被示为基本上沿着夹具的中心过去。在该视图中可见的是被示为弹簧311的偏压构件，在一些实施例中，该弹簧可将钳爪组维持或选择性地保持分开。

图16是根据本公开的一个或多个方面的穿过线312-312截取的夹具的剖视图。在一些实施例中，内钳爪341可具有凸的下表面345，该下表面配合抵靠鞍座342。内钳爪341中的开口344可被构造成使得钳爪组可以相对于轴倾斜。鞍座342可在第一侧上包括相对平坦的表面，并且在相对侧上包括部分圆柱形的凹陷或凹面（concavity）。如上文所讨论的，这可使得钳爪组302能够枢转或倾斜。开口344可形成有：较宽的开口，其面向相对的钳爪组301；以及更窄的开口，其与间隔件307a和外钳爪306a相邻。鞍座342可以以一种方式与内钳爪配对，该方式允许内钳爪、外钳爪和滑动间隔件绕横向于由内钳爪和外钳爪承载的固定元件的轴线和紧固件的轴线两者的角度滚动。

图17示出了根据本公开的一个或多个方面的在垂直于图16中的视图的剖面中的同一个夹具。在图17中，在穿过轮廓的剖面中示出了内钳爪341。在各种实施例中，鞍座342可具有凹穴，该凹穴具有侧壁346，所述侧壁维持绕轴在内钳爪和鞍座之间的相对旋转，同时允许钳爪组倾斜。内钳爪还可具有第一沟槽353和第二沟槽354。外钳爪306a可具有第一沟槽351和第二沟槽352。在示例性实施例中，第一沟槽351和353一起形成第一通道355，并且第二沟槽352和354形成第二通道356。

在示例性实施例中，夹具300示出了联结到另一个实施例的钳爪组301的实施例钳爪组302。所构想的是，钳爪组302可联结到另一个装置（诸如例如，多销钉夹具或伸缩管），以形成不同构型的外部固定框架。

图18示出了根据本公开的一个或多个方面的另一个夹具400。一些特征与参考其他实施例所描述的特征类似或相同，且此处将不进行重新描述。在一些实施例中，夹具400由配对到另一个实施例的钳爪组402的一个实施例的钳爪组401构成。两个钳爪组都可具有垫圈405、405a、外钳爪406、406a以及间隔件407、407a。在示例性实施例中，第一内钳爪408和第二内钳爪409可在球窝接头处配对在一起。

图19示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具400的剖视图。在各种实施例中，钳爪组401可具有拧入内钳爪408中的螺柱414。在示例性实施例中，当螺母404收紧时，钳爪组401被锁定，但是如果另一钳爪组402仍未锁定，则球形接头仍可自由移动。在一些实施例中，内钳爪409可具有配对抵靠内钳爪408上的球411的窝410。螺纹轴412可具有球413，该球搁置在内钳爪408的球411中。轴412穿过内钳爪409、间隔件407a和外钳爪406a。在示例性实施例中，当螺母404a松动时，内钳爪408和外钳爪被构造成相对于包括球413的装置俯仰、滚动和横摆。在示例性实施例中，当螺母404a收紧时，钳爪组402锁定，并且球形接头也锁定。

图19示出了外钳爪406可具有第一沟槽421和第二沟槽422。类似地，内钳爪408可具有第三沟槽423和第四沟槽424。在一些实施例中，当组装钳爪组401时，第一沟槽421和第三沟槽423可组合而形成第一通道425以夹持固定元件，并且第二沟槽422和第四沟槽424可组合而形成第二通道426以夹持不同尺寸的固定元件。图19示出了钳爪组402的类似布置。外钳爪406a可具有第一沟槽421a和第二沟槽422a。类似地，内钳爪409可具有第三沟槽427和第四沟槽428。在各种实施例中，当组装钳爪组402时，第一沟槽421a和第三沟槽427可组合而形成第一通道429以夹持固定元件，并且第二沟槽422a和第四沟槽428可组合而形成第二通道430以夹持不同尺寸的固定元件。

在示例性实施例中，夹具400示出了一个实施例的钳爪组401和另一个实施例的钳爪组402。构想将钳爪组401联结到不同的装置（诸如例如，伸缩管或多销钉夹具）以作为不同布置的外部固定框架的一部分。还构想将钳爪组402联结到不同的装置以作为不同布置的外部固定框架的一部分。

图20示出了根据本公开的一个或多个方面的另一个夹具500。一些特征与参考其他实施例所描述的特征类似或相同，且此处将不进行重新描述。在一些实施例中，夹具500由配对到另一个实施例的钳爪组502的一个实施例的钳爪组501构成。第一钳爪组501具有外钳爪506、间隔件507和内钳爪541。内钳爪541与回转件542配对。第二钳爪组502具有外钳爪509和内钳爪508。内钳爪508与第二回转件545配对。在示例性实施例中，第一回转件542和第二回转件545配对在一起，并且两个钳爪组通过紧固件503、螺母504和垫圈505夹紧在一起。在一些实施方式中，可将第一回转件542和第二回转件545称为布置成将两个钳爪组联接在一起的联接机构。构想其他完整的机构，包括本文中所描述的其他联接机构。

图21从另一个角度示出了与图20相同的夹具。在该图中，钳爪组501、502两者都处于中立位置中。在该位置中，被插入任一钳爪组中的任何固定元件都将被定位成垂直于紧固件503。

图22从与图21相同的角度示出了与图21相同的夹具。在该图中，钳爪组501、502被示为处于回转位置中。这允许被插入到任一钳爪组中的任何固定元件都处于非垂直于紧固件503的位置中。

图23示出了根据本公开的一个或多个方面的夹具500的剖视图。该剖视图是穿过图21的线561截取的。在图23中，外钳爪506具有第一沟槽521和第二沟槽522。类似地，内钳爪541可具有第三沟槽523和第四沟槽524。在一些实施例中，当组装钳爪组501时，第一沟槽521和第三沟槽523可组合而形成第一通道525以夹持固定元件，并且第二沟槽522和第四沟槽524可组合而形成第二通道526以夹持不同尺寸的固定元件。图23还示出了钳爪组502的类似布置。外钳爪509可具有第一沟槽527。类似地，内钳爪508可具有第三沟槽528。在各种实施例中，当组装钳爪组502时，第一沟槽527和第三沟槽528可组合而形成第一通道529以夹持固定元件。钳爪组501、502被构造成与回转件配对。在钳爪组501中，内钳爪541具有与回转件的外凸表面511配对的内凹表面510。类似地，在钳爪组502中，内钳爪508具有与回转件的外凸表面551、551a配对的内凹表面，该内凹表面由直线550、550a构成。

内钳爪的内凹表面和回转件的凸表面被构造成允许钳爪组绕垂直于由夹紧紧固件建立的纵向轴线且垂直于固定元件的轴线的横向轴线枢转。在该实施例中，钳爪组的旋转中心位于内钳爪和回转部件之间的界面的回转部件侧上。这不同于在夹具300或美国专利9,138,260中的已知的常规夹具中所示的铰接，其中钳爪组在鞍座上绕鞍座/内钳爪界面的钳爪组侧上的轴线旋转。

图24是穿过线562截取的图23中的夹具的剖视图。钳爪组被示为处于与图21相同的中立取向中。回转件542可具有与内钳爪541的凹表面（具有半径512）配对的凸表面（具有半径513）。凸半径513的半径大于凸半径511。通过使半径511沿着半径513扫掠，回转件542的凸表面是环面。凹半径512的半径大于凹半径510。通过使半径510沿着半径512扫掠，内钳爪541的凹表面是环面。内钳爪541与回转件542配对并保持取向，因为环形形状类似，从而使每个环面的轴线对准。两个内钳爪半径510、512也可相同，使得内钳爪的凹表面是球面。两个回转件的半径511、513也可相同，使得回转件的凸表面是球面。在一些方面中，该表面由圆锥形成，诸如两个圆锥。

在图24中，内钳爪508示出了内凹表面552，而回转件545示出了外表面553。在内钳爪508中，直线550、550a沿着曲线扫掠，从而形成具有圆锥形侧的凹表面552。在回转件545上，直线551、551a沿着曲线扫掠，从而形成具有圆锥形侧的凸表面553。内钳爪508在圆锥形表面上配对抵靠回转件545。圆锥形表面维持内钳爪到回转件的对准，同时允许钳爪组绕回转件铰接。

图25从与图24中相同的取向示出了夹具500的剖视图，但是钳爪组501、502相对于紧固件倾斜。由于槽544大于轴，因此允许发生钳爪组501的倾斜。在该实施例中，槽544在沿期望的倾斜方向的情况下大于在其沿图23中所见的垂直方向的情况。类似的槽544a被并入到钳爪组502中。

螺母504被收紧在轴503上，这使钳爪组501、502和回转件542、545集合在一起。可以并入回转部件542、545上的锯齿543、543a以增加回转件的锁定强度，从而通过依靠纯摩擦来使界面回转。钳爪组501、502被夹捏在回转件542、545和垫圈505之间或者在螺母504和紧固件503的头部之间，从而在将它们夹紧到固定元件上时将它们旋转地锁定。在所示的实施例中，将单个垫圈505放置在螺母504和外钳爪509之间。该垫圈旨在当收紧螺母时促进更平滑的感觉以及使在外钳爪上做标记减少到最低程度。可以移除垫圈以减少部件的数量。垫圈505可在与螺母相对的侧上具有凹表面515，以增加与外钳爪509的外表面514的接触面积。可在轴503的头部和外钳爪506之间使用具有凹表面的垫圈，以增加接触面积。增加接触面积可提供更平滑的解锁的铰接且部件之间的刮擦减少，但是其对于铰接特征的高锁定强度或一般功能来说不是必需的。

在示例性实施例中，夹具500示出了一个实施例的钳爪组501和另一个实施例的钳爪组502。构想具有其中钳爪组501联结到另一个钳爪组501的实施例。构想将钳爪组501联结到不同的装置（诸如例如，伸缩管或多销钉夹具）以作为不同布置的外部固定框架的一部分。还构想将钳爪组502联结到不同的装置（诸如例如，钳爪组101、伸缩管或多销钉夹具）以作为不同布置的外部固定框架的一部分。

本文中所描述的固定夹具的尺寸可被设计并且固定夹具可成形为准许夹紧在多种尺寸的固定元件上。在一些实施例中，内钳爪和外钳爪的第一端的尺寸被设计为并且内钳爪和外钳爪的第一端被成形为保持直径在10和13 mm之间的固定元件，并且内钳爪和外钳爪的第二端被构造成保持直径在3和6.5 mm之间的固定元件。在一些实施方式中，钳爪的第一端被构造成保持直径在6和9 mm之间的固定元件，并且钳爪的第二端被构造成保持直径在3和5 mm之间的固定元件。在又其他实施例中，钳爪的第一端被构造成保持直径在4和6mm之间的固定元件，并且钳爪的第二端被构造成保持直径在2和4 mm之间的固定元件。并且，在又其他实施例中，钳爪的第一端被构造成保持直径为11 mm的固定元件，并且钳爪的第二端被构造成保持直径为5 mm的固定元件。这些值仅作示例之用，并且还构想其他尺寸。

为了验证由滑动件提供的性能改善，进行了固定元件的夹持强度测试。该测试将根据图1a和图1b的现有技术的夹具与根据图3的夹具进行比较。现有技术的夹具和优选实施例的夹具两者都由钛合金制成。当夹持直径为11 mm的碳纤维杆时以及当夹持5 mm的不锈钢销钉时，比较夹具的夹持强度。轴向夹持测试了夹具在保持杆或销钉以免沿着其纵向方向打滑时的强度。扭转夹持测试了夹具的阻力以免允许圆柱形元件旋转。将夹具全部都收紧到相同的10 N-m扭矩。图26示出了不同测试的相对结果。对于所有测试，夹持强度的差异是显著的，其中在销钉夹持上示出了很大的差异。

在所有先前的描述中，元件已被示为圆柱体。其他外部固定元件（诸如，环、方形杆、矩形杆和六角形杆）全部都可用作框架部件。所构想的是，钳爪组可以被构造成夹持这些形状和类似物的其他框架部件形状中的任一个。

本领域普通技术人员将了解，由本公开涵盖的实施例并不限于上文所描述的特定示例性实施例。在这一点上，尽管已示出和描述了图示性实施例，但是在前述公开中构想大范围的修改、改变和替换。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可对前述内容做出这样的变化。因此，适当的是，所附权利要求应广泛地并且以与本公开一致的方式来解释。

Claims (19)

1.一种被构造成保持固定元件的外部固定夹具，所述外部固定夹具包括：

内钳爪，其具有被成形为接合第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合第二尺寸的固定元件的第二端，

外钳爪，其具有被成形为接合所述第一尺寸的固定元件的第一端以及被成形为接合所述第二尺寸的固定元件的第二端，

紧固件，其被构造成将所述内钳爪和所述外钳爪夹紧到第一固定元件和第二固定元件中的至少一个，所述紧固件具有轴线，以及

滑动间隔件，其被插置在所述内钳爪和所述外钳爪之间并且布置成沿横向于所述紧固件的轴线的方向滑动，

所述滑动间隔件在结构上与所述内钳爪和所述外钳爪相关联，使得当将所述第一尺寸的固定元件引入到所述内钳爪和所述外钳爪之间时，所述滑动间隔件移动到第一位置，在所述第一位置中，所述滑动间隔件与所述内钳爪和所述外钳爪中的至少一个在远离所述紧固件的第一点处接触，并且当将所述第二尺寸的固定元件引入到所述内钳爪和所述外钳爪之间时，所述滑动间隔件移动到第二位置，在所述第二位置中，所述滑动间隔件与所述内钳爪和所述外钳爪中的至少一个在远离所述紧固件的第二点处接触。

2.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述外钳爪被构造成相对于所述内钳爪倾斜以允许所述固定元件进入到所述内钳爪和所述外钳爪之间。

3.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述外钳爪相对于所述内钳爪滑动以允许所述固定元件进入到所述内钳爪和所述外钳爪之间。

4.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述内钳爪和所述外钳爪的所述第一端被构造成保持直径在10和13mm之间的固定元件，并且所述内钳爪和所述外钳爪的所述第二端被构造成保持直径在3和6.5mm之间的固定元件。

5.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述内钳爪和所述外钳爪的所述第一端被构造成保持直径在6和9mm之间的固定元件，并且所述内钳爪和所述外钳爪的所述第二端被构造成保持直径在3和5mm之间的固定元件。

6.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述内钳爪和所述外钳爪的所述第一端被构造成保持直径在4和6mm之间的固定元件，并且所述内钳爪和所述外钳爪的所述第二端被构造成保持直径在2和4mm之间的固定元件。

7.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述内钳爪和所述外钳爪的所述第一端被构造成保持直径为11mm的固定元件，并且所述内钳爪和所述外钳爪的所述第二端被构造成保持直径为5mm的固定元件。

8.根据权利要求1所述的夹具，其还包括：

第二内钳爪，其沿着所述轴线相对于第一内钳爪设置；以及

第二外钳爪，

其中，所述第二内钳爪和所述第二外钳爪设置成合作地夹持第二固定元件。

9.根据权利要求1所述的夹具，其包括鞍座部件，并且其中，所述内钳爪被构造成与所述鞍座部件配对，使得允许所述内钳爪、所述外钳爪和所述滑动间隔件绕横向于所述第一尺寸的固定元件和所述第二尺寸的固定元件中的一个的轴线且也横向于所述紧固件的所述轴线的角度滚动。

10.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述内钳爪被构造成与球配对，使得所述内钳爪和所述外钳爪被构造成相对于包括所述球的装置俯仰、滚动和横摆。

11.一种外部固定夹具的钳爪组，所述钳爪组包括：

内钳爪，其具有被构造成接合第一固定元件的第一端以及被构造成接合第二固定元件的第二端，

外钳爪，其具有被构造成接合所述第一固定元件的第一端以及被构造成接合所述第二固定元件的第二端，

紧固件，其被构造成将所述内钳爪和所述外钳爪夹紧到所述第一固定元件和所述第二固定元件中的一个，所述紧固件具有轴线，以及

滑动间隔件，其合作地接合所述内钳爪和所述外钳爪，当所述第一固定元件和所述第二固定元件中的所述一个设置在所述内钳爪和所述外钳爪之间时，所述滑动间隔件能够沿横向于所述紧固件的轴线以及横向于所述第一固定元件和所述第二固定元件中的所述一个的轴线的方向滑动，

其中，当将所述第一固定元件和所述第二固定元件中的所述一个引入到所述内钳爪的所述第一端和所述外钳爪的所述第一端之间时，所述滑动间隔件移动到第一位置，在所述第一位置中，所述滑动间隔件与所述内钳爪和所述外钳爪中的至少一个在位于所述内钳爪或所述外钳爪的所述第二端附近的第一位置处接触，且替代地，当将所述第一固定元件和所述第二固定元件中的所述一个引入到所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端之间时，所述滑动间隔件移动到第二位置，使得所述滑动间隔件与所述内钳爪和所述外钳爪中的至少一个在位于所述内钳爪或所述外钳爪的所述第一端附近的第二位置处接触。

12.根据权利要求11所述的钳爪组，其中，所述内钳爪的所述第一端和所述外钳爪的所述第一端形成第一通道，所述第一通道被构造成保持第一尺寸的所述第一固定元件，并且所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端形成第二通道，所述第二通道被构造成保持第二尺寸的所述第二固定元件，所述第二尺寸不同于所述第一尺寸。

13.根据权利要求11所述的钳爪组，其中，所述内钳爪的所述第一端和所述外钳爪的所述第一端形成第一通道，所述第一通道被构造成当所述第一固定元件是非圆柱形元件时保持所述第一固定元件，并且所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端形成第二通道，所述第二通道被构造成当所述第二固定元件的形状不同于所述非圆柱形元件时保持所述第二固定元件。

14.根据权利要求13所述的钳爪组，其中，所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端被构造成当所述第二固定元件是圆柱形元件时保持所述第二固定元件。

15.根据权利要求13所述的钳爪组，其中，所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端被构造成当所述第二固定元件的形状与所述第一固定元件在比例上相同但尺寸不同于所述第一固定元件时保持所述第二固定元件。

16.一种被构造成夹持一定尺寸范围的固定元件的外部固定夹具，所述外部固定夹具包括：内钳爪，其具有第一端和第二端；

外钳爪，其具有第一端和第二端，所述内钳爪的所述第一端和所述外钳爪的所述第一端设置成合作地形成第一通道，所述第一通道的尺寸被设计为夹持具有第一尺寸的第一固定元件，所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端设置成合作地形成第二通道，所述第二通道的尺寸被设计为夹持具有第二尺寸的第二固定元件；

紧固件，其被构造成将所述内钳爪和所述外钳爪夹紧到所述第一固定元件和所述第二固定元件中的至少一个，所述紧固件具有紧固件轴线；以及

间隔件，其能够相对于所述内钳爪和所述外钳爪滑动地移动，当将具有第一尺寸的所述第一固定元件引入到所述第一通道时，所述间隔件布置成滑动并与所述第二通道相交，当将具有第二尺寸的所述第二固定元件引入到所述第二通道时，所述间隔件布置成滑动并与所述第一通道相交。

17.根据权利要求16所述的外部固定夹具，其中，所述间隔件被滑动地插置在所述内钳爪和所述外钳爪之间。

18.一种被构造成夹持一定尺寸范围的固定元件的外部固定夹具，所述外部固定夹具包括：内钳爪，其具有第一端和第二端；

外钳爪，其具有第一端和第二端，所述内钳爪的所述第一端和所述外钳爪的所述第一端设置成合作地形成第一通道，所述第一通道的尺寸被设计为夹持具有第一尺寸的第一固定元件，所述内钳爪的所述第二端和所述外钳爪的所述第二端设置成合作地形成第二通道，所述第二通道的尺寸被设计为夹持具有第二尺寸的第二固定元件；

紧固件，其被构造成将所述内钳爪和所述外钳爪夹紧到所述第一固定元件和所述第二固定元件中的至少一个，所述紧固件具有紧固件轴线，以及

间隔件，其能够相对于所述内钳爪和所述外钳爪滑动地移动并且能够在所述第一通道和所述第二通道之间滑动，当将具有第一尺寸的所述第一固定元件引入到所述第一通道时，所述间隔件在第一支点处接合所述内钳爪和所述外钳爪中的一个，当将具有第二尺寸的所述第二固定元件引入到所述第二通道时，所述间隔件在第二支点处接合所述内钳爪和所述外钳爪中的一个，所述第一支点设置在所述紧固件轴线的第一侧向侧上，并且所述第二支点设置在所述紧固件轴线的不同的第二侧向侧上。

19.根据权利要求18所述的外部固定夹具，其中，所述间隔件被滑动地插置在所述内钳爪和所述外钳爪之间。