CN113303863A - 用于传递回转运动的柔性工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于传递回转运动的柔性工具，具有刚性的第一端和与第一端相对的刚性的第二端，第一端和第二端之间至少有一段中空的柔性部分，柔性部分包含围绕柔性部分的中轴线螺旋延伸并贯穿柔性部分的壁的双螺旋槽。在柔性部分开槽，不易残留，方便清洗；采用双螺旋结构，在保持良好的弯曲性能同时，提高了柔性部分的抗扭曲能力。

Description

用于传递回转运动的柔性工具

技术领域

本发明涉及骨科工具领域，特别涉及用于传递回转运动的柔性工具。

背景技术

医生对患者进行骨科手术时，需要对人体关节钻孔，由于受到体位及关节结构的限制，钻孔方向并不能正对医生，给钻孔带来困难，因此常在电钻与钻头之间安装一个能够弯曲的柔性工具。现有的柔性工具的柔性部分为一个排列密集的单螺旋弹簧，其缺陷表现在以下两个方面：一是弹簧排列过于密集，给工具清洗带来不便；二是弹簧抗扭曲能力差，当钻头转动阻力过大甚至卡死时，柔性工具容易扭曲。

发明内容

为解决现有技术的一个或多个技术问题，本公开提供一种用于传递回转运动的柔性工具。

用于传递回转运动的柔性工具，具有刚性的第一端和与第一端相对的刚性的第二端，第一端和第二端之间至少有一段中空的柔性部分，柔性部分包含围绕柔性部分的中轴线螺旋延伸并贯穿柔性部分的壁的双螺旋槽。

本实施方式的有益效果在于：在柔性部分开槽，不易残留，方便清洗；采用双螺旋结构，在保持良好的弯曲性能同时，提高了柔性部分的抗扭曲能力。

在一些实施方式中，包括一中空的弹簧杆、一连接杆及一锁紧装置，弹簧杆包含第一连接端和第二连接端，第一连接端连接一连接杆，第二连接端连接一锁紧装置，柔性部分形成于弹簧杆上，连接杆的自由端形成第一端，锁紧装置的自由端形成第二端。

在一些实施方式中，连接杆包含连接杆远端，第一连接端的侧向设有沿第一连接端的径向延伸的第一销孔，连接杆远端的侧向设有沿连接杆远端的径向延伸的第二销孔，连接杆远端收容在第一连接端内，一第一销穿过第一销孔和第二销孔，第一销与该两个销孔过盈配合，第一销的两端焊接并填充金属。第一销保持在第一销孔和第二销孔中，并与两个销孔过盈配合，使连接杆与弹簧杆不会产生相对转动。在第一销的两端焊接填充金属后，再对焊接处进行抛光打磨和喷砂处理，可消除焊接痕迹。

在一些实施方式中，连接杆包含连接杆主体，连接杆远端的外径小于连接杆主体的外径，连接杆远端与连接杆主体相接处形成一第一肩部，第一肩部与第一连接端的端面接合并焊接相连。

在一些实施方式中，锁紧装置包含一锁紧座和一与锁紧座相配合的锁紧体，锁紧座包括一杆部和一接收部，杆部具有杆部远端和杆部近端，其中杆部远端设有接收部，杆部近端与第二连接端连接。

在一些实施方式中，第二连接端的侧向设有沿第二连接端的径向延伸的第三销孔，杆部近端设有沿杆部的径向延伸的第四销孔，杆部远端收容在第二连接端内，一第二销穿入第三销孔和第四销孔，第二销与该两个销孔过盈配合，第二销的两端焊接并填充金属。

在一些实施方式中，锁紧座包含一安装孔，安装孔自接收部的远端端面沿杆部的轴向向杆部的方向延伸，安装孔的两侧设有沿径向延伸的通槽和沿轴向延伸并与通槽相连的导槽，该两个通槽的相互斜对的内侧壁分别设有缺口，锁紧体包含一中心孔，杆部穿入中心孔，锁紧体的端面上还设有两个销杆，该两个销杆分别位于中心孔的两侧并沿轴向延伸，该两个销杆被设置为能够经导槽引导至所述通槽内。

在一些实施方式中，在圆周方向上，缺口的一端为与通槽相连的缺口入口，另一端为缺口的封闭端，封闭端具有沿中心孔的径向延伸的半圆柱面。

在一些实施方式中，中心孔内具有第四肩部，杆部上套设一弹簧，弹簧的一端抵在第二连接端，另一端伸入中心孔的内壁与杆部的外壁之间的间隙中并抵在第四肩部上。

在一些实施方式中，销杆上具有与缺口相对的导向斜面。

在一些实施方式中，柔性部分的材料为15-5不锈钢，柔性部分的外径为

柔性部分的长度为39-47mm，螺旋槽的槽宽为0.65-1mm，螺旋线筋宽0.65-1mm。

附图说明

图1为本公开一实施例的柔性工具的正视图。

图2为本公开一实施例的柔性工具的分解图。

图3为本公开一实施例的柔性工具装配了钻头沿中心轴的剖视图。

图4为本公开一实施例的柔性工具的弹簧杆的正视图。

图5为本公开一实施例的柔性工具的弹簧杆的沿中心轴的剖视图。

图6为本公开一实施例的柔性工具的连接杆的正视图。

图7为本公开一实施例的柔性工具的弹簧杆与连接杆连接处的剖视图。

图8为本公开一实施例的柔性工具的锁紧座的远端端面视图。

图9为本公开一实施例的柔性工具的锁紧座的透视图。

图10为本公开一实施例的柔性工具的锁紧装置与弹簧杆连接处的剖视图。

图11为一实施例的柔性工具所连接的钻头的结构示意图。

图12为本公开一实施例的柔性工具与钻头连接后的内部结构示意图。

图13为本公开一实施例的柔性工具的锁紧体的剖视图。

图14为本公开一实施例的柔性工具中接收部的缺口结构示意图。

图15为本公开一实施例的柔性工具的锁紧体的透视图。

符号说明：

第一端1、第二端2、柔性部分3、双螺旋槽4、第一螺旋槽5、第二螺旋槽6、弹簧杆7、连接杆8、锁紧装置9、中空内腔10、第一连接端11、第二连接端12、连接杆远端13、连接杆近端14、第一销孔15、第二销孔16、连接杆主体17、第一肩部18、第一倒角19、第二倒角20、V形槽21、凸台部22、锥形部23、尾部24、凹槽25、第一切面26、第二肩部27、第三肩部28、锁紧座29、锁紧体30、杆部31、接收部32、杆部远端33、杆部近端34、第三销孔35、第四销孔36、安装孔37、通槽38、缺口39、钻头40、限位短轴41、中心孔42、销杆43、弹簧44、第一段45、第二段46、第四肩部47、第一销48、第二销49、第一内表面50、第二内表面51、第三内表面52、缺口入口53、封闭端54、导向斜面55、导槽56

具体实施方式

请参考图1并结合图4，用于传递回转运动的柔性工具，具有刚性的第一端1和与第一端1相对的刚性的第二端2，第一端1和第二端2之间至少有一段中空的柔性部分3，柔性部分3包含围绕柔性部分3的中轴线螺旋延伸并贯穿柔性部分3的壁的双螺旋槽4。

第一端1被设置为能接收产生回转运动的装置，例如第一端1可以连接电钻。第二端2被设置为能够连接钻头40等工具。柔性工具接收来自电钻等装置的扭力而做回转运动，并将扭力传递给钻头40等工具，从而带动钻头40等工具做回转运动。在骨科手术中，当需要对人体关节钻孔时，由于受到体位及关节结构的限制，钻孔方向并不能正对医生，给钻孔带来困难。因此，柔性工具除了具有传递回转运动功能，还应该具有能够弯曲的特性。

本公开的柔性工具的柔性部分3内部为中空结构，在柔性部分3的壁形成双螺旋槽4，双螺旋槽4贯穿柔性部分3的壁，使得柔性部分3形成弹簧结构，从而具备了可自由弯曲的特点。

请参考图4，双螺旋槽4包含第一螺旋槽5和第二螺旋槽6。第一螺旋槽5和第二螺旋槽6分别沿不同螺旋路径从柔性部分3的一端延伸到柔性部分3的另一端。优选地，第一螺旋槽5与第二螺旋槽6均为等距螺旋槽。

在一些实施方式中，柔性部分3的材料为15-5不锈钢，柔性部分3的外径为

柔性部分3的长度为39-47mm。螺旋槽的槽宽为0.65-1mm，相邻槽之间的螺旋线筋宽为0.65-1mm。在本公开的一些实施方式中，柔性部分的内径为

柔性部分的外径为

柔性部分的长度为43.0±0.2mm，螺旋槽的槽宽为

螺旋线筋宽为

具有该材质和这些参数的柔性工具在具备了较大的抗扭曲性能的前提下，仍然能保持良好的弯曲性能。

双螺旋槽4的旋转方向被设置为与钻头40表面的螺旋形沟槽的旋转方向相同。因为沿钻孔方向旋转的阻力相对较大，将双螺旋槽4的螺旋方向与钻头钻孔时的旋转方向设为相同，可使在钻孔时柔性部分3能够承受更大的阻力。一般钻使用要求默认右旋为钻孔切削方向，所以双螺旋槽4的螺旋方向优选为右旋。

在中空的柔性部分3的壁上成型双螺旋槽4，使柔性部分3形成了双螺旋弹簧结构，不仅使柔性部分3具备可弯曲的特点，双螺旋弹簧结构更是保证了柔性部分3具有更优异的抗扭曲的能力，从而防止在钻孔过程中因钻头40阻力过大所导致的柔性部分3过分扭曲。

请参考图2，柔性工具包含一弹簧杆7和分别连接在弹簧杆7两端的连接杆8和锁紧装置9。再结合图5，弹簧杆7内部具有沿弹簧杆7的轴向延伸并贯穿弹簧杆7两端的中空内腔10。请参考图4，弹簧杆7的两端分别为用于连接连接杆8的一端的第一连接端11和用于连接锁紧装置9的一端的第二连接端12。柔性部分3形成在第一连接端11和第二连接端12之间，具体地，双螺旋槽4形成于弹簧杆7的壁。

请参考图6，连接杆8包含连接杆远端13和连接杆近端14，其中连接杆远端13被设置为能够收容在第一连接端11内，即被中空内腔10的一端所接纳；连接杆近端14，作为柔性工具的第一端1，被设置为具有能与电钻等产生回转运动的装置的动力输出端相适配的形状。请参考图5，第一连接端11的侧向设有沿第一连接端11的径向延伸的第一销孔15。请参考图6，连接杆远端13的侧向设有沿连接杆远端13的径向延伸的第二销孔16。第二销孔16的位置被设定为当连接杆远端13收容在第一连接端11内时第二销孔16能与第一销孔15相对齐。再结合图7，用第一销48将第一销孔15和第二销孔16连接而使连接杆8与弹簧杆7之间能够传递扭力。第一销48保持在第一销孔15和第二销孔16中，并与两个销孔过盈配合，使连接杆8与弹簧杆7不会产生相对转动。第一销48的两端通过焊接方法固定和填充与连接杆8同材质的金属，例如17-4不锈钢。第一销48的长度被设置为第一销48的两端能够跨过连接杆远端13与第一连接端11之间的剪切线，并且第一销48的两端端面不超过第一连接端11的外圆面。在第一销48的两端焊接填充金属后，再对焊接处进行抛光打磨和喷砂处理，可消除焊接痕迹。

请参考图6，连接杆8包括位于连接杆远端13和连接杆近端14之间的连接杆主体17。连接杆主体17为圆柱形，连接杆远端13为短圆柱形，并且连接杆主体17的外径大于连接杆远端13的外径，使在连接杆主体17与连接杆远端13相接的位置形成第一肩部18。请结合图5和图6，第一连接端11的端部外缘具有第一倒角19，第一肩部18的外缘具有第二倒角20。请参考图7，当连接杆远端13伸入第一连接端11内时，第一肩部18能够与第一连接端11的端面相接合，第一倒角19和第二倒角20之间形成一沿圆周延伸的V形槽21。第一肩部18与第一连接端11相拼接的位置通过焊接方法连接，并向V形槽21内填充与连接杆8同材质的金属，例如17-4不锈钢。连接杆主体17的外径设定为与第一连接端11的外径相等，对焊缝抛光打磨和喷砂处理后，可消除焊接痕迹。由于第一销48的焊接痕迹和第一肩部18与第一连接端11之间的焊接痕迹均被消除，所以连接杆8和弹簧杆7从外观上看起来像是一体的。

请参考图6，连接杆近端14包含依次设置的凸台部22、锥形部23及尾部24，其中凸台部22与连接杆主体17相连且外径大于连接杆主体17，锥形部23与凸台部22相连，且锥形部23的外径向连接杆近端14端面方向变小，尾部24与锥形部23的小头端相连。在尾部24的外周设有周向延伸且截面呈弧形的凹槽25，该凹槽25可以与电钻输出端的结构向卡合，从而使柔性工具与电钻连接。凸台部22的两侧设有与轴向平行的第一切面26，在尾部23的侧壁也设有若干个与尾部23的轴向平行的第二切面50，通过切面在电钻和柔性工具之间传递扭力。连接杆近端14的结构被设置为能够与电钻的输出端相接合并接受电钻输出的回转运动。本实施方式的连接杆近端14的结构采用现有技术，此处不再展开。

在一些实施方式中，请参考图5，中空内腔10两端的内径略大于中空内腔10的中间部分的内径，使得在第一连接端11内形成第二肩部27，在第二连接端12内形成第三肩部28。第二肩部27到第一连接端11的端面距离等于或大致等于第一肩部18到连接杆远端13的端面的距离。当连接杆远端13保持在第一连接端11内时，连接杆远端13的端面抵着第二肩部27，第一连接端11的端面抵着第一肩部18。

请参考图2，锁紧装置9包含锁紧座29和锁紧体30。再结合图9，锁紧座29包括一杆部31和一接收部32。杆部31具有杆部远端33和杆部近端34，其中杆部远端33设有所述接收部32，杆部近端34与第二连接端12连接。

杆部31呈圆柱形杆状，其外径尺寸被设置为杆部近端34能够保持在第二连接端12内。请结合图5和图9，第二连接端12的侧向设有沿第二连接端12径向延伸的第三销孔35，杆部近端34设有沿杆部31的径向延伸的第四销孔36。第四销孔36的位置被设定为当杆部近端34保持在第二连接端12内时第四销孔36能与第三销孔35相对齐。再结合图10，用第二销49将第三销孔35和第四销孔36连接而使弹簧杆7与锁紧座29之间能够传递扭力。第二销49保持在第三销孔35和第四销孔36中，并与两个销孔保持过盈配合。第二销49的两端通过焊接方法固定和填充与锁紧座29同材质的金属，例如17-4不锈钢。第二销49的长度被设置为第二销49的两端能够跨过杆部近端34与第二连接端12之间的剪切线，并且第二销49的两端端面不超过第二连接端12的外圆面。在第二销49的两端焊接填充金属后，再对焊接处进行抛光打磨和喷砂处理，可消除焊接痕迹。

锁紧座29的结构被设置为能够接收钻头40等工具。具体的，请参考图8，锁紧座29包含一安装孔37，该安装孔37自接收部32的远端端面沿杆部31的轴向朝杆部31方向延伸。进一步结合图9，在接收部32的端面上，安装孔37的两侧设有沿接收部32的径向延伸的通槽38和沿接收部32的轴向延伸并与通槽38相连通的导槽56。该两个通槽38的相互斜对的内侧壁分别设有一个缺口39。

在一些实施方式中，请参考图14，缺口39由第一内表面50、与第一内表面50相对的第二内表面51以及连接第一内表面50与第二内表面51的第三内表面52所限定，其中第三内表面52呈半圆柱面状，并沿中心孔42径向延伸，使缺口39大致呈一扇形形状。在径向上，缺口39的两端具有开口，即缺口39从中心孔42延伸至接收部32的外周面，换句话说，缺口39贯通接收部32的壁。在圆周方向上，缺口39的一端为与通槽38相连的缺口入口53，另一端为缺口39的封闭端54，该封闭端54由第三内表面52形成。

请参考图11，钻头40靠近尾端的位置两侧设有与其轴向垂直的圆柱形的限位短轴41。再参考图12，在将钻头40与锁紧座29相连时，将钻头40的尾端插入到安装孔37，其中限位短轴41进入通槽38，当限位短轴41与缺口39对齐时，转动钻头40使限位短轴41进入缺口39。限位短轴41与锁紧座29的配合结构使柔性工具与钻头40之间能够传递扭力。

锁紧体30的结构被设置为能够与锁紧座29相配合而将钻头40等工具锁紧。请参考图13，锁紧体30包含一中心孔42和设置在锁紧体30的端面上的两个销杆43。该两个销杆43位于中心孔42的两侧并沿中心孔42的轴向延伸。杆部31穿入锁紧体30的中心孔42。锁紧体30被设置为其销杆43经导槽56引导至通槽38内而将限位短轴41限制在缺口39内。具体的，销杆43挤压限位短轴41，使限位短轴41的外周面紧紧地贴合在第三内表面52上。由于限位短轴41与第三内表面52是曲面接合，因此即使限位短轴41与第一内表面50和第二内表面51之间存在少许的装配间隙，在轴向上钻头40也不会松动。

在一些实施方式中，请参考图10和图12，用一弹簧44对锁紧体30施加一轴向力，使锁紧体30抵紧所述锁紧座29。具体的，结合图13，锁紧体30的中心孔42内具有一第四肩部47，杆部31上套设弹簧44，弹簧44的一端抵在第二连接端12，另一端伸入第一段45与杆部31之间的间隙中并抵在所述第四肩部47上，对锁紧体30形成一作用力，使销杆43保持在通槽38内。进一步地，中心孔42包括第一段45和近销杆43的第二段46，其中第一段45的内径大于第二段46的内径，使第一段45和第二段46相邻处形成所述第四肩部47。

在一些实施方式中，从柔性工具的远端沿轴向观察，缺口39的封闭端54到缺口入口53的方向为顺时针方向。一般而言，钻头40的螺旋方向为右旋，在打孔时钻头40顺势针旋转。本实施方式的柔性工具向钻头40传递扭力时，第三内表面52是主要的受力面。由于限位短轴41与第三内表面52之间以半圆柱面的形式接触，受力面积大，可以延长锁紧座29的使用寿命。

在一些实施方式中，销杆43伸入通槽38的长度被设置为销杆43完全跨过缺口39。如果销杆43伸进通槽38的长度太短，例如仅跨过缺口39的宽度的一半，则会降低使用过程中钻头40的脱落难度。

在一些实施方式中，请参考图15，销杆43上设有导向斜面55。具体的，导向斜面55与缺口39相对。当安装钻头40时，钻头40的限位短轴41可以沿着导向斜面55更轻松的滑入缺口39。当拆卸钻头40时，拉动锁紧体30使弹簧44进一步压缩，可以使锁紧体30需要较少的移动就可以轻松让钻头40的限位短轴41从缺口39内出来。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.用于传递回转运动的柔性工具，其特征在于，具有刚性的第一端和与所述第一端相对的刚性的第二端，所述第一端和第二端之间至少有一段中空的柔性部分，所述柔性部分包含围绕所述柔性部分的中轴线螺旋延伸并贯穿所述柔性部分的壁的双螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的柔性工具，其特征在于，包括一中空的弹簧杆、一连接杆及一锁紧装置，所述弹簧杆包含第一连接端和第二连接端，所述第一连接端连接所述连接杆，所述第二连接端连接所述锁紧装置，所述柔性部分形成于所述弹簧杆上，所述连接杆的自由端形成所述第一端，所述锁紧装置形成所述第二端。

3.根据权利要求2所述的柔性工具，其特征在于，所述连接杆包含连接杆远端，所述第一连接端的侧向设有沿所述第一连接端的径向延伸的第一销孔，所述连接杆远端的侧向设有沿所述连接杆远端的径向延伸的第二销孔，所述连接杆远端收容在所述第一连接端内，一第一销穿过所述第一销孔和第二销孔，所述第一销与该两个销孔过盈配合，第一销的两端焊接并填充金属。

4.根据权利要求2所述的柔性工具，其特征在于，所述连接杆包含连接杆主体，所述连接杆远端的外径小于所述连接杆主体的外径，所述连接杆远端与所述连接杆主体相接处形成一第一肩部，所述第一肩部与所述第一连接端的端面接合并焊接相连。

5.根据权利要求2所述的柔性工具，其特征在于，所述锁紧装置包含一锁紧座和一与所述锁紧座相配合的锁紧体，所述锁紧座包括杆部和接收部，所述杆部具有杆部远端和杆部近端，其中所述杆部远端设有所述接收部，所述杆部近端与所述第二连接端连接。

6.根据权利要求5所述的柔性工具，其特征在于，所述第二连接端的侧向设有沿所述第二连接端的径向延伸的第三销孔，所述杆部近端设有沿所述杆部的径向延伸的第四销孔，所述杆部远端收容在所述第二连接端内，一第二销穿入所述第三销孔和第四销孔，所述第二销与该两个销孔过盈配合，所述第二销的两端焊接并填充金属。

7.根据权利要求5所述的柔性工具，其特征在于，所述锁紧座包含一安装孔，所述安装孔自所述接收部的远端端面沿所述杆部的轴向向所述杆部的方向延伸，所述安装孔的两侧设有沿径向延伸的通槽和沿轴向延伸并与所述通槽相连的导槽，该两个通槽的相互斜对的内侧壁分别设有缺口，所述锁紧体包含一中心孔，所述杆部穿入所述中心孔，所述锁紧体的端面上还设有两个销杆，该两个销杆分别位于所述中心孔的两侧并沿轴向延伸，该两个销杆被设置为能够经所述导槽引导至所述通槽内。

8.根据权利要求7所述的柔性工具，其特征在于，在圆周方向上，所述缺口的一端为与通槽相连的缺口入口，另一端为缺口的封闭端，所述封闭端具有沿所述中心孔的径向延伸的半圆柱面。

9.根据权利要求7所述的柔性工具，其特征在于，所述中心孔内具有第四肩部，所述杆部上套设一弹簧，所述弹簧的一端抵在所述第二连接端，另一端伸入所述中心孔的内壁与所述杆部的外壁之间的间隙中并抵在所述第四肩部上。

10.根据权利要求7所述的柔性工具，其特征在于，所述销杆上具有与所述缺口相对的导向斜面。

11.根据权利要求1-10任一项所述的柔性工具，所述柔性部分的材料为15-5不锈钢，所述柔性部分的外径为

壁厚为1.6-2.3mm，所述柔性部分的长度为39-47mm，所述螺旋槽的槽宽为0.65-1mm，螺旋线筋宽0.65-1mm。

Images