RU2012251C1 - Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage - Google Patents
Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012251C1 RU2012251C1 SU5032740A RU2012251C1 RU 2012251 C1 RU2012251 C1 RU 2012251C1 SU 5032740 A SU5032740 A SU 5032740A RU 2012251 C1 RU2012251 C1 RU 2012251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- housing
- power supply
- massage
- magnets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам травматологии и ортопедии и может применяться для рассечения костных и мягких тканей, остеотомии, при введении (забивании) и извлечении внутрикостных штифтов, а также в качестве гипсореза и прибора для массажа. Эта многофункциональность достигается путем замены рабочего инструмента и соответствующего изменения режима работы. The invention relates to medical equipment, namely to devices for traumatology and orthopedics and can be used for dissection of bone and soft tissues, osteotomy, with the introduction (clogging) and extraction of intraosseous pins, as well as a gypsum cutter and massage device. This multifunctionality is achieved by replacing the working tool and changing the operating mode accordingly.
Известна электродрель для обработки костей, содержащая электродвигатель, размещенный в рукоятке, шпиндель, наконечник, съемные режущие инструменты и педаль включения электродвигателя. Вал электродвигателя соединен со шпинделем наконечника с помощью гибкого вала в виде проволочной спирали. Known electric drill for processing bones, containing an electric motor located in the handle, a spindle, a tip, removable cutting tools and a pedal for turning on the electric motor. The motor shaft is connected to the tip spindle using a flexible shaft in the form of a wire spiral.
Недостатки устройства-прототипа:
ограниченные функциональные возможности;
невозможность изменения режимов обработки кости и, как следствие, неудобство в применении.The disadvantages of the prototype device:
limited functionality;
the impossibility of changing the processing regimes of the bone and, as a consequence, the inconvenience in use.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и удобство в применении. The purpose of the invention is the expansion of functionality and ease of use.
Сущность изобретения заключается в том, что в качестве источника электропитания применен электронный блок, содержащий в себе генераторы синусоидальных и пилообразных колебаний, а также усилитель постоянного тока. В этом блоке имеются регуляторы частоты и амплитуды электрического сигнала, в результате чего ручной вибратор, а точнее его шток с рабочим инструментом, может совершать и плавные возвратно-поступательные движения, и удары, и дергающие движения и вибрационные. Подбор наивыгоднейшего режима при пилении кости позволил исключить возможность ее прижога (что наблюдалось при ультразвуковой обработке кости), повысить удобство в применении. Если медленные синусоидальные колебания можно имитировать рукой, то пилообразные колебания (с крутым передним или задним фронтом и, соответственно, пологим фронтом), вручную имитировать невозможно. Это обстоятельство позволило получить дергающее усилие при извлечении гладких штифтов. The essence of the invention lies in the fact that as an electric power source, an electronic unit is used, containing sinusoidal and sawtooth oscillators, as well as a direct current amplifier. In this block there are frequency and amplitude controllers for the electric signal, as a result of which a hand-held vibrator, or rather its stock with a working tool, can perform smooth reciprocating movements, and shocks, and jerking movements and vibrations. The selection of the most favorable regime for bone sawing made it possible to exclude the possibility of burning it (which was observed during ultrasonic processing of the bone), and to increase the ease of use. If slow sinusoidal oscillations can be simulated by hand, then sawtooth oscillations (with a steep leading or trailing edge and, accordingly, a gentle front) cannot be simulated manually. This circumstance made it possible to obtain a pulling force when removing smooth pins.
Применение постоянных магнитов, жестко закрепленных на штоке вблизи полюсов намагничивающей катушки, позволило значительно увеличить осевое усилие на штоке и, соответственно, на рабочем инструменте, так как притяжение (отталкивание) магнитов от полюсов катушки складывается с усилием втягивания якоря внутрь катушки. The use of permanent magnets rigidly fixed on the rod near the poles of the magnetizing coil, significantly increased the axial force on the rod and, accordingly, on the working tool, since the attraction (repulsion) of the magnets from the poles of the coil is combined with the force of pulling the armature into the coil.
Применение алюминиевого провода облегчает вес катушки, а применение оксидной (нитридной, фторидной) изоляции провода позволяет увеличить количество витков (т. е. улучшить заполнение рабочего пространства катушки). Увеличивается нагревостойкость катушки (до 300-350оС), при этом алюминий парамагнитен, магнитная проницаемость у него больше единицы, а медь диамагнита (магнитная проницаемость - меньше единицы). Поэтому обмотка из алюминиевого провода не ослабляет магнитный поток, наведенный ею, а немного даже усиливает его.The use of aluminum wire facilitates the weight of the coil, and the use of oxide (nitride, fluoride) insulation of the wire allows to increase the number of turns (i.e., to improve the filling of the working space of the coil). The heat resistance of the coil increases (up to 300-350 о С), while aluminum is paramagnetic, its magnetic permeability is more than one, and diamagnet copper (magnetic permeability is less than one). Therefore, a winding of aluminum wire does not weaken the magnetic flux induced by it, but slightly enhances it.
На фиг. 1 изображено устройство в собранном виде с рабочим инструментом в виде одноконцевой пилы, общий вид; на фиг. 2 - общий вид ручного вибратора, разрез (рабочий инструмент условно снят); на фиг. 3 - передняя (лицевая) панель электронного блока питания. In FIG. 1 shows a device assembled with a working tool in the form of a single-end saw, general view; in FIG. 2 - general view of a manual vibrator, section (working tool conditionally removed); in FIG. 3 - front (front) panel of the electronic power supply.
Заявляемое устройство состоит из ручного вибратора 1 (электромагнитного двигателя возвратно-поступательного движения) со сменными инструментами 2 и электронного блока питания 3. Блок питания 3 собран в одном корпусе в составе генераторов синусоидальных и пилообразных колебаний и усилителя постоянного тока с регулировками частоты и амплитуды. Вибратор 1 соединен с выходом блока питания 3 с помощью гибкого кабеля 4. К сети переменного тока блок питания подключается с помощью шнура 5. Ручной вибратор 1 состоит из трубчатого корпуса 6, ярма-обоймы 7, намагничивающей катушки 8, стального якоря 8, продолжение которого является одновременно штоком 9. Средняя часть штока 10, выполненная из диамагнитного металла, жестко соединена с половинками штока. Прилегающие к концам катушки стальные участки штока служат якорями. На якорях 8 жестко закреплены постоянные магниты 11 и 12, обращенные друг к другу одноименными полюсами, например северными N-N (см. фиг. 2). Магниты расположены от полюсов катушки 8 и ярма 7 на некотором расстоянии, равном рабочему ходу штока. На фиг. 2 изображен момент работы вибратора, когда левый магнит 11 прижат к левому полюсу катушки 8 и ярму 7 через резиновый амортизатор 13 в виде кольца, а правый магнит оттолкнулся от правого полюса катушки на расстояние полного хода. Передний конец штока имеет резьбовую часть 14 для крепления инструмента 2. Шток 9 установлен в бронзовых подшипниках скольжения 15 и 16, а от поворота шток удерживает направляющая шпонка 17. Подвижная система (шток с магнитами) упруго расперта относительно неподвижной системы (корпус с подшипниками) посредством пружины 18. Подшипники 15 и 16 закреплены в необходимых местах корпуса 6 с помощью резьбовых гужонов 19. Корпус 6 снабжен съемной рукояткой 20. Провода 21 от катушки 8 через нормально разомкнутые контакты 22 возвратной кнопки 23 переходят в кабель 4, который подключается к блоку 3. Передняя панель 24 электронного блока 3 (см. фиг. 1) подробно изображена на фиг. 3, где слева приведено название прибора, а справа - режимы работы и регулировки. Общий включатель сетевого напряжения обозначен поз. 25; соответствующая ему лампочка - поз. 26; гнездо открытого входа обозначено поз. 27; 28 - тумблер переключения режима работы; 29 - тумблер, переключающий на прямую или обратную "пилу". The inventive device consists of a manual vibrator 1 (electromagnetic reciprocating motion engine) with
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
Пределы изменения частоты генератора пилообразных колебаний 0,1-100 Гц.ELECTRONIC POWER SUPPLY CHARACTERISTICS
The limits of frequency variation of the sawtooth oscillator are 0.1-100 Hz.
Пределы изменения частоты генератора синусоидальных колебаний 1-200 Гц. The limits of frequency change of the generator of sinusoidal oscillations are 1-200 Hz.
Выходная мощность блока на нагрузке 4 Ом не менее 100 Вт. The output power of the unit at a load of 4 ohms is at least 100 watts.
Выходная мощность может регулироваться от 0 до Рmax.The output power can be adjusted from 0 to P max .
Блок допускает непрерывную работу при Рmax не менее 4 ч.The unit allows continuous operation at P max for at least 4 hours
При уменьшении R нагрузки, но не ниже 1 Ом работать при максимальной мощности запрещается!
Блок рассчитан на работу от сети 220
The unit is designed to work on the network 220
Блок защищен от коротких замыканий в цепи нагрузки. The unit is protected against short circuits in the load circuit.
Диапазон рабочих частот блока 0,01-2х104 Гц.The operating frequency range of the block is 0.01-2x10 4 Hz.
Блок работоспособен в интервале температур 20-50оС.The unit works in the temperature range 20-50 ° C.
Потребляемая мощность не более 200 Вт. Power consumption no more than 200 watts.
Блок допускает работу от любого внешнего источника сигнала. The unit allows operation from any external signal source.
Максимальное выходное напряжение на выходе блока не превышает 22 Вэфф. The maximum output voltage at the output of the unit does not exceed 22 Veff.
Габаритные размеры блока: 370х380х140 мм. Overall dimensions of the block: 370х380х140 mm.
Масса не более 6 кг. Weight is not more than 6 kg.
Исполнение - настольное, допускает переноску. Execution - desktop, allows carrying.
Блок имеет "открытый" вход, позволяющий усиливать электрические колебания любой формы, например, прямоугольные, при этом рабочая частота блока соответствует 0,01-2х104 Гц.The unit has an “open” input, which allows amplifying electrical vibrations of any shape, for example, rectangular, while the operating frequency of the unit corresponds to 0.01-2x10 4 Hz.
Устройство применяют следующим образом. Сначала подготавливают набор сменных рабочих инструментов, соответственно необходимой в данный момент функции устройства. Так для пиления кости применяют одноконцевую пилу из титана или закаленной инструментальной стали с хромовым покрытием, для остеотомии - различные долота, для введения штифтов - цилиндрические молотки, для извлечения штифтов - захваты (ловители), для массажа - различные насадки из резины. Необходимый рабочий инструмент 2 закрепляют на резьбовом конце штока 14 и включают блок питания 3 в сеть переменного тока 50 Гц 220 В посредством шнура 5 (предположительно кабель 4 вставлен в соответствующее гнездо 4 панели 24 (см. фиг. 3). Далее включают тумблер 25 - загорается лампочка 26. Выбирают режим работы на панели 24 с помощью соответствующего тумблера 28 (ударный или плавный). При выборе ударного режима работы имеются еще два варианта, выбираемого с помощью тумблера 29. Эта работа на так называемой прямой "пиле" (фронт импульса вначале крутой, затем пологий), или на обратной "пиле" (фронт импульса вначале пологий, затем круто обрывается вниз до нуля). На прямой "пиле" наносят удары по остеотому или штифту, а на обратной - выдергивают штифты, сохранняя постоянное натяжение инструмента рукой. The device is used as follows. First, prepare a set of interchangeable working tools, respectively, necessary at the moment the function of the device. So, a single-end saw made of titanium or hardened tool steel with a chrome coating is used for bone sawing, various chisels for osteotomy, cylindrical hammers for introducing pins, grippers (catchers) for removing pins, various rubber nozzles for massage. The
На прямой "пиле" также производят массаж, а также на синусоиде. По окончании процедуры или операции, действия совершают в обратном порядке. Работа вибратора представлена на фиг. 2. Здесь показан момент такого полупериода переменного напряжения на катушке 8, когда слева у нее появляется южный полюс, а справа - северный. При этом левый магнит 11 притягивается, а правый - отталкивается, увлекая за собой шток 9 вправо. Левый якорь 8, находясь ближе другого якоря 8а, втягивается внутрь катушки 8, суммируясь с усилием магнитов. Свой вклад в увеличение тягового усилия на штоке вносит и диамагнитная вставка 10, которая выталкивается из катушки в сторону магнита 12. В качестве материала вставки принят медно-цинковый сплав (30% меди, 70% цинка), имеющий сравнительно высокую отрицательную магнитную восприимчивость ( χ= -12,5, см. кн. Эберт Г. Краткий справочник по физике. М. : Фитмазгиз. 1963, с. 425). On a direct "saw" also produce massage, as well as on a sinusoid. At the end of the procedure or operation, the actions are performed in the reverse order. The operation of the vibrator is shown in FIG. 2. Here is shown the moment of such a half-period of alternating voltage on coil 8, when the south pole appears on its left and the north pole on its right. In this case, the left magnet 11 is attracted, and the right one is repelled, dragging the rod 9 to the right. The left armature 8, being closer than the other armature 8a, is drawn into the coil 8, adding up with the force of the magnets. The diamagnetic insert 10, which is pushed from the coil toward the magnet 12, also contributes to the increase in traction on the rod. A copper-zinc alloy (30% copper, 70% zinc) having a relatively high negative magnetic susceptibility (χ = -12.5, see Prince Ebert G. A Brief Guide to Physics (Moscow: Fitmazgiz. 1963, p. 425).
В качестве постоянных магнитов применен феррит бария. Значительно лучшие результаты можно получить, применив в качестве постоянных магнитов сплав типа Со - РЗМ (кобальт-редкоземельные металлы) например: кобальт-самарий. При этом напряженность магнитного поля будет 1,0-1,5 Тл. Barium ferrite is used as permanent magnets. Significantly better results can be obtained by using an alloy like Co - REM (cobalt-rare-earth metals) as permanent magnets, for example: cobalt-samarium. In this case, the magnetic field strength will be 1.0-1.5 T.
Таким образом, при использовании заявляемого устройства в травматологии, ортопедии и физиотерапии достигается необходимый положительный эффект. (56) Авторское свидетельство СССР N 236707, кл. A 61 B 17/16, 1969. Thus, when using the inventive device in traumatology, orthopedics and physiotherapy, the necessary positive effect is achieved. (56) Copyright certificate of the USSR N 236707, cl. A 61 B 17/16, 1969.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032740 RU2012251C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032740 RU2012251C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012251C1 true RU2012251C1 (en) | 1994-05-15 |
Family
ID=21599561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5032740 RU2012251C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2012251C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202344U1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-02-12 | Виктор Николаевич Москвин | Multifunctional physiotherapy apparatus |
-
1992
- 1992-03-18 RU SU5032740 patent/RU2012251C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202344U1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-02-12 | Виктор Николаевич Москвин | Multifunctional physiotherapy apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6123657A (en) | Magnetic stimulating apparatus for a living body | |
US3832776A (en) | Electronically powered knife | |
US8096963B2 (en) | Electromagnetic device, method and apparatus for selective application to vertebrates | |
SU1428379A1 (en) | Electric magnetic vibration exciter of manъs mechanoreceptor | |
US20170245880A1 (en) | Energy treatment instrument | |
SU1748639A3 (en) | Small-sized vibrating domestic device for removal of body hair cover | |
US7518479B2 (en) | Inline electromagnetic tool actuator | |
US3417268A (en) | Moving coil electro-mechanical device | |
US3201670A (en) | Reciprocating electromagnetic mechanism | |
RU2012251C1 (en) | Electromechanical unit for cutting osseous tissues, osteotomy, for introducing and extracting rods at osteosynthesis and for massage | |
WO2009046265A1 (en) | Energy generation apparatus and methods based upon magnetic flux switching | |
US20020175570A1 (en) | Auto-centering linear motor | |
WO2001089394A1 (en) | Device for producing a shock wave to impact an object | |
WO1993005719A1 (en) | Microsurgical cutting device | |
RU2481684C1 (en) | Device to dump icing deposits from wires | |
US20170141638A1 (en) | Cordless oscillatory hand held apparatus | |
RU2102018C1 (en) | Device for tissue treatment | |
RU2020699C1 (en) | Linear generator | |
NL7909015A (en) | INSTRUMENT FOR REMOVING FERRO-MAGNETIC SPLINTERS FROM AN EYE. | |
JP2024047502A (en) | Low-frequency vibration generation output method | |
US3375380A (en) | Reciprocating motor core structure | |
KR100625879B1 (en) | Apparatus fir power generation and driving method thereof | |
SU939020A1 (en) | Device for treating by magnetic field | |
PL92464B1 (en) | ||
EP1239290A3 (en) | Apparatus for detecting voltage and current status in electric power system |