CN117582263B - 一种医用刨刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用刨刀，属于医疗器械技术领域。该医用刨刀包括本体、刀管组件和传动机构；本体包括连接有偏心件的电机，刀管组件包括内管，传动机构包括摆臂和齿轮增速器，摆臂可摆动地设置于本体且由偏心件驱动，摆臂和内管通过齿轮增速器传动连接，齿轮增速器的传动比远小于1。本发明提供的医用刨刀，采用电机单向输出的方式，通过传动机构实现往复旋转，避免电机频繁换向造成的高电流、高发热、高冲击造成的电机和电路寿命缩短问题；医用刨刀可以采用普通低速电机驱动，在传动机构的加速作用下达到刨刀的高转速需求；医用刨刀的往复频率和输出转速线性关联，仅需调整电机转速即可同时调整刨刀的往复频率和输出转速。

Description

一种医用刨刀

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种医用刨刀。

背景技术

医用刨刀广泛应用于耳鼻喉科、骨科手术中，其工作原理是内刀和外刀相对高速旋转，对病灶组织进行类似“剪”的切割作用。医用刨刀有单向转和往复转两种工作模式，在临床应用中往复转工作模式切割效率显著高于单向转工作模式，临床上外科医生普遍采用往复转工作进行手术。往复转模式下医用刨刀内刀的转速通常在数千转每分钟，而往复频率通常为2~4Hz。目前医用刨刀进行往复转的技术方案是利用电机进行持续的正反转输出，驱动医用刨刀持续进行往复转。

而目前利用电机进行持续正反转输出的技术路线，对电机损伤非常巨大。电机频繁正反转，会使电机转动的惯性迅速改变，是电机受到较大的冲击和振动，导致电机的磨损加剧，缩短电机使用寿命。此外，在电机高速运动过程中，突然改变电机转动反向，电机必须具有极大的制动电流和反向启动电流，通常是额定电流的几倍甚至几十倍，频繁正反转会产生持续的感应电动势，形成电磁干扰，对整个控制电路都形成巨大的影响，甚至造成信号传输错误，芯片和电路损坏。此外，现有医用刨刀在往复转工作模式下，换向停顿较长，导致切割不连续，甚至有发生切割卡死的现象；这是由于电机换向有减速-换向-加速的过程，换向过程需要时间较长，瞬间换向理论上需要无穷大的换向电流，这是不可能实现的，此外过大的电流引起电机迅速升温，可能导致电机烧毁。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种医用刨刀，可以实现单向驱动、往复式转动的效果，并且，采用普通电机即可实现内管的高速转动。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种医用刨刀，包括：本体，包括连接有偏心件的电机；刀管组件，包括内管；传动机构，包括摆臂和齿轮增速器，所述摆臂可摆动地设置于所述本体且由所述偏心件驱动，所述摆臂和所述内管通过所述齿轮增速器传动连接，所述齿轮增速器的传动比远小于1。

作为上述技术方案的可选方案，所述摆臂设置有第一腰型孔，所述偏心件可活动地嵌设于所述第一腰型孔内。

作为上述技术方案的可选方案，所述齿轮增速器的输入端设置有偏心的摆柱，所述摆臂的两端分别与所述偏心件和所述摆柱偏心传动配合。

作为上述技术方案的可选方案，所述摆臂设置有第二腰型孔，所述摆柱可活动地嵌设于所述第二腰型孔内。

作为上述技术方案的可选方案，所述齿轮增速器包括传动连接的往复齿轮和至少一级行星齿轮机构。

作为上述技术方案的可选方案，所述行星齿轮机构上同轴设置有辅助齿轮，所述往复齿轮和所述辅助齿轮啮合传动且传动比小于1。

作为上述技术方案的可选方案，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和内齿圈，所述太阳轮与所述内管同轴固定，所述行星架与所述内管或所述本体可转动地配合，所述内齿圈与所述本体连接，所述行星轮可转动地设置于所述行星架且分别与所述太阳轮和所述内齿圈配合。

作为上述技术方案的可选方案，所述本体包括手柄、箱体和端盖，所述箱体的两端分别与所述手柄和所述端盖可拆卸地连接，所述齿轮增速器支撑于所述箱体。

作为上述技术方案的可选方案，所述箱体的两端分别与所述手柄和所述端盖螺纹连接。

作为上述技术方案的可选方案，所述箱体包括第一腔和第二腔，所述摆臂和所述往复齿轮位于所述第一腔内，所述行星齿轮机构位于所述第二腔内。

本发明的有益效果是：

本发明提供的医用刨刀，采用电机单向输出的方式，通过传动机构实现往复旋转，避免电机频繁换向造成的高电流、高发热、高冲击造成的电机和电路寿命缩短问题；并且，医用刨刀可以采用普通低速电机驱动，在传动机构的加速作用下达到刨刀的高转速需求；此外，医用刨刀的往复频率和输出转速线性关联，仅需调整电机转速即可同时调整刨刀的往复频率和输出转速，克服传统方案往复频率和输出转速相互独立，需单独调节而造成这两个工作参数不匹配的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的医用刨刀的剖视图；

图2为本发明实施例提供的医用刨刀的偏心件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的医用刨刀的局部结构（偏心件和传动机构）示意图；

图4为本发明实施例提供的医用刨刀的摆臂的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的医用刨刀的往复齿轮的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的医用刨刀的行星架和辅助齿轮的结构示意图；

图7为图1的A-A剖面图；

图8为图1的B-B剖面图；

图9为图1的C-C剖面图；

图10为图9的另外一种状态示意图。

图标：10-医用刨刀；110-电机；111-偏心件；112-手柄；113-箱体；114-端盖；115-抽吸通道；116-抽吸头；117-偏心筒；118-偏心柱；120-外管；121-内管；130-摆臂；131-第一腰型孔；132-第二腰型孔；140-齿轮增速器；141-往复齿轮；142-行星齿轮机构；143-辅助齿轮；144-摆柱；145-太阳轮；146-行星架；147-行星轮；148-内齿圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1所示，本发明的实施例提供了一种医用刨刀10，该医用刨刀10可以应用于耳鼻喉科、骨科等手术中。

具体的，医用刨刀10主要由本体、刀管组件和传动机构组成，下面针对各个组件进行详细说明。

本体的结构不限，主要起到支撑刀管组件及传动机构的作用。

在本实施例中，本体的结构可以采用但不限于下列方案：请结合图1所示，本体包括手柄112、箱体113和端盖114，箱体113的两端分别与手柄112和端盖114可拆卸地连接，可拆卸连接的方式不限，例如，箱体113的两端分别与手柄112和端盖114螺纹连接。在一些其他实施例中，箱体113与手柄112或端盖114还可以采用卡接等方式连接。传动机构的部分或全部支撑于箱体113，如此设置，使得传动机构的拆装、检修等更加简便。

其中，本体内设置有电机110，电机110作为医用刨刀10的动力组件，用于驱动刀管组件工作。电机110具有输出轴，输出轴能够转动，在输出轴上，可以设置有偏心件111，偏心件111是指与输出轴的中心线平行、不重合。当输出轴转动时，能够带动偏心件111围绕输出轴的中心线转动。偏心件111的样式不限，例如，偏心件111采用偏心轮等，在本实施例中，请结合图2所示，偏心件111包括偏心筒117和偏心柱118，偏心筒117套设于电机110的输出轴，偏心柱118设置于偏心筒117的一端，偏心柱118的中心线与输出轴的中心线平行，二者之间具有一定的距离，距离大小可以根据需要设定。

刀管组件与本体连接，用于对病灶部位进行刨削，其中，刀管组件包括外管120和内管121，外管120的后端与本体连接固定，外管120的前端一侧设置有刨削窗口。内管121设置于外管120内，内管121的后端与本体可转动地配合，内管121的前端设置有刀头，刀头与刨削窗口临近。内管121和外管120可以同轴设置，当然，二者之间的中心线不重合也是可以的，外管120的内表面和内管121的外表面之间可以存在一定的间隙。外管120和本体之间、内管121和本体之间既可以直接连接，又可以间接连接。当内管121转动时，内管121的刀头能够对处于刨削窗口处的病灶部位进行刨削处理。

需要说明的一点是，本实施例提到的“前”、“后”是根据与病灶部位之间的距离设定的，靠近病灶部位为前、远离病灶部位为后。

为了能够刨削后的废弃物进行清理，请结合图1所示，可以在本体上设置有抽吸通道115，抽吸通道115的前端与内管121连通，或者抽吸通道115的前端与外管120和内管121之间的间隙连通，抽吸通道115的后端连接有抽吸头116，抽吸头116工作时，能够通过负压作用将废弃物经由内管121、抽吸通道115抽出，时刻保持病灶部位的视野清晰。

内管121的转动由电机110和传动机构实现，即电机110通过传动机构带动内管121转动。其中，请结合图3所示，传动机构包括摆臂130和齿轮增速器140。

摆臂130可摆动地设置于本体。摆臂130的转动轴位置不限，例如，摆臂130的转动中心线与内管121的中心线重合或平行等。摆臂130与本体的连接方式不限，例如，摆臂130可转动地套设于内管121，或者本体上设置有圆柱状的凸台，摆臂130设置有圆孔，圆孔套设于凸台上。

摆臂130的摆动由偏心件111驱动，即偏心件111转动时能够带动摆臂130摆动，摆臂130的摆动幅度可以根据需要设定。摆臂130与偏心件111的连接方式不限，通过偏心件111驱动摆臂130转动的结构可以参照现有技术，在本实施例中，可以采用但不限于下列方案：请结合图4所示，摆臂130设置有第一腰型孔131，第一腰型孔131的延伸方向可以沿摆臂130的长度方向延伸，当然，第一腰型孔131也可以沿其他方向延伸，偏心件111可活动地嵌设于第一腰型孔131内，优选的，偏心柱118为圆柱状，偏心柱118的直径可以略小于第一腰型孔131的宽度，当电机110带动偏心件111转动时，偏心柱118既能够相对于第一腰型孔131转动，又能够沿第一腰型孔131的长度方向运动。

在一些其他实施例中，摆臂130与偏心件111的连接方式还可以采用其他结构，例如：偏心件111采用圆盘，偏心件111的转动中心线与圆盘的中心线平行，摆臂130的一端设置有圆孔，圆盘与圆孔直径基本相等，并且，圆盘与圆孔转动配合，即圆盘能够在圆孔内转动，从而使摆臂130摆动。

摆臂130和内管121通过齿轮增速器140传动连接，其中，齿轮增速器140包括输入端和输出端，输入端与摆臂130传动连接，输出端与内管121连接。当摆臂130摆动时，能够驱动输入端在一定范围内往复转动，进而驱动输出端和内管121往复转动。

齿轮增速器140的传动比远小于1，齿轮增速器140的作用，不仅仅是起到加速的功能，更重要的是将摆臂130的小角度摆动转化为输出端的大范围往复转动。齿轮增速器140的传动比越小，则输出端的转速越高，摆臂130每摆动一个周期，内管121的转动圈数越多、转动速度越大。在本实施例中，齿轮增速器140的传动比可以为0.1、0.05、0.01、0.001等，电机110的输出轴每转动半周，摆臂130摆动半个周期，内管121能够单向旋转数十转至数百转。

众所周知，若仅仅通过摆臂130驱动内管121往复转动，只能使内管121在一定幅度内转动，即摆臂130每摆动一个周期，内管121无法转动一圈，难以进行刨削作业。此外，并且内管121的转速受电机110转速的影响，使用普通电机，根本无法起到使内管121高速转动的需求，只能采用高速电机驱动，而进口高速电机的成本高且不易保养。因此，采用本申请中的摆臂130和齿轮增速器140相结合的方式，才能使内管121在普通电机的带动下，也能够实现高速转动的效果。

齿轮增速器140的输入端与摆臂130之间的传动连接方式不限，例如，在一些实施例中，摆臂130与齿轮增速器140的输入端同轴固定。在本实施例中，还可以采用但不限于下列方案：请结合图5所示，齿轮增速器140的输入端设置有摆柱144，摆臂130的两端分别与偏心件111和摆柱144偏心传动配合。

摆柱144与输入端偏心设置，即输入端的中心线与摆柱144的中心线平行、不重合，当输入端转动时，摆柱144能够围绕输入端的中心线转动，换言之，当摆柱144在摆臂130的作用下动作时，输入端能够围绕自身中心线转动。

摆臂130与摆柱144之间的传动连接方式不限，可以参照现有技术，也可以参照摆臂130与偏心件111的传动连接方式，在本实施例中，可以采用但不限于下列方案：摆臂130设置有第二腰型孔132，第二腰型孔132的延伸方向可以沿摆臂130的长度方向延伸，当然，第二腰型孔132也可以沿其他方向延伸，摆柱144可活动地嵌设于第一腰型孔131内，优选的，摆柱144为圆柱状，摆柱144的直径可以略小于第二腰型孔132的宽度，当摆臂130摆动时，摆柱144既能够相对于第二腰型孔132转动，又能够沿第二腰型孔132的长度方向运动。

齿轮增速的结构不限，在本实施例中，可以采用但不限于下列方案：请结合图3所示，齿轮增速器140包括往复齿轮141和行星齿轮机构142，往复齿轮141和行星齿轮机构142传动连接，往复齿轮141可以作为齿轮增速器140的输入端，用于与摆臂130传动连接，往复齿轮141能够驱动行星齿轮机构142转动，行星齿轮机构142与内管121连接，行星齿轮机构142能够驱动内管121转动。

行星齿轮机构142的结构可以参照现有技术，在本实施例中，请结合图6、图7所示，行星齿轮机构142包括太阳轮145、行星架146、行星轮147和内齿圈148，太阳轮145与内管121同轴固定，行星架146与内管121可转动地配合，行星架146与内管121之间可以通过轴承连接，内齿圈148与本体连接，行星架146上设置有若干个行星轴，行星轮147可转动地套设于行星轴且分别与太阳轮145和内齿圈148配合。在其他实施例中，行星架146与本体可转动地配合也是可以的。行星齿轮机构142工作时，采用行星架146输入、太阳轮145输出的结构，即内齿圈148保持不动、行星架146围绕其中心线转动，行星轮147既能够围绕行星架146的中心线转动，又能够围绕自身中心线转动，从而驱动太阳轮145转动，太阳轮145驱动内管121转动。

往复齿轮141与行星架146传动连接，具体的，请结合图8所示，行星架146上设置有辅助齿轮143，辅助齿轮143与行星架146同轴设置，往复齿轮141与辅助齿轮143啮合，往复齿轮141能够通过辅助齿轮143带动行星架146转动。往复齿轮141和辅助齿轮143啮合传动且传动比小于1，即往复齿轮141的齿数大于辅助齿轮143的齿数。

往复齿轮141的齿数为N1，辅助齿轮143的齿数为N2，且N1>N2；内齿圈148的齿数为N3，太阳轮145的齿数为N4，且N3>N4。往复齿轮141的单向最大摆动角度为a，辅助齿轮143与行星架146的单向最大旋转角度为（N1/N2）*a，太阳轮145和内管121的单向最大旋转角度为（1+N3/N4）（N1/N2）*a。往复齿轮141与辅助齿轮143的齿数比越大、内齿圈148和太阳轮145的齿数比越大，则齿轮加速器的传动比越小，内管121的转速越高。

本实施例采用的是一级行星齿轮机构142进行加速，在其他实施例中，为了进一步提高内管121的转速，还可以采用多级行星齿轮机构142进行加速，多级行星齿轮机构142依次传动连接。

此外，在一些实施例中，齿轮增速器140支撑于箱体113，如此设置，便于将本体拆开，并对齿轮增速器140进行检修。

具体的，箱体113包括第一腔和第二腔，第一腔和第二腔之间通过间隔壁间隔，摆臂130和往复齿轮141位于第一腔内，当然，辅助齿轮143也可以位于第一腔内，行星齿轮机构142位于第二腔内，行星架146穿过间隔壁且与辅助齿轮143连接。如此设置，便于传动机构的组装。

请结合图9、图10所示，本实施例提供的医用刨刀10的工作方法如下：电机110的输出轴转动，带动偏心件111围绕输出轴的中心线转动，从而使偏心柱118围绕输出轴的中心线转动；偏心柱118在第一腰型孔131内转动且滑动，摆臂130往复摆动；第二腰型孔132和摆柱144配合，摆臂130带动摆柱144围绕往复齿轮141的中心线往复转动，从而使齿轮增速器140的输入端往复转动；往复齿轮141带动辅助齿轮143转动，辅助齿轮143带动行星架146转动；内齿圈148保持不动，太阳轮145作为输出端，太阳轮145能够围绕自身中心线转动，从而带动内管121转动；内管121的刀头在刨削窗口处高速转动，并且刀头能够正反往复转动，从而对病灶部位进行刨削作业。

本实施例提供的医用刨刀10，由于偏心件111与摆臂130的配合关系，电机110单向转动即可实现齿轮增速器140的往复高速转动，避免电机110频繁换向造成的高电流、高发热、高冲击造成的电机110和电路寿命缩短问题。

齿轮增速器140的传动比远小于1，即使摆臂130只能小幅度摆动，摆臂130摆动一个周期时，内管121仍然可以正转若干圈、反转若干圈，切割更加连续，不会发生切割卡死的现象。医用刨刀10可以采用普通低速电机驱动，在传动机构的加速作用下达到刨刀的高转速需求。

医用刨刀10的往复频率和输出转速线性关联，仅需调整电机110转速即可同时调整刨刀的往复频率和输出转速，克服传统方案往复频率和输出转速相互独立，需单独调节而造成这两个工作参数不匹配的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种医用刨刀，其特征在于，包括：

本体，包括连接有偏心件的电机；

刀管组件，包括内管；

传动机构，包括摆臂和齿轮增速器，所述摆臂可摆动地设置于所述本体且由所述偏心件驱动，所述偏心件转动时能够带动所述摆臂摆动；所述齿轮增速器包括输入端和与所述内管连接的输出端，所述输入端设置有偏心的摆柱，所述摆臂的两端分别与所述偏心件和所述摆柱偏心传动配合；当所述摆臂摆动时，能够驱动所述输入端往复转动，以使所述输出端和所述内管往复转动；所述齿轮增速器包括传动连接的往复齿轮和至少一级行星齿轮机构，所述齿轮增速器的传动比小于1。

2.根据权利要求1所述的医用刨刀，其特征在于，所述摆臂设置有第一腰型孔，所述偏心件可活动地嵌设于所述第一腰型孔内。

3.根据权利要求1所述的医用刨刀，其特征在于，所述摆臂设置有第二腰型孔，所述摆柱可活动地嵌设于所述第二腰型孔内。

4.根据权利要求1所述的医用刨刀，其特征在于，所述行星齿轮机构上同轴设置有辅助齿轮，所述往复齿轮和所述辅助齿轮啮合传动且传动比小于1。

5.根据权利要求1所述的医用刨刀，其特征在于，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和内齿圈，所述太阳轮与所述内管同轴固定，所述行星架与所述内管或所述本体可转动地配合，所述内齿圈与所述本体连接，所述行星轮可转动地设置于所述行星架且分别与所述太阳轮和所述内齿圈配合。

6.根据权利要求5所述的医用刨刀，其特征在于，所述本体包括手柄、箱体和端盖，所述箱体的两端分别与所述手柄和所述端盖可拆卸地连接，所述齿轮增速器支撑于所述箱体。

7.根据权利要求6所述的医用刨刀，其特征在于，所述箱体的两端分别与所述手柄和所述端盖螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的医用刨刀，其特征在于，所述箱体包括第一腔和第二腔，所述摆臂和所述往复齿轮位于所述第一腔内，所述行星齿轮机构位于所述第二腔内。