專利名稱：一種用于骨科的多功能手術(shù)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及手術(shù)用設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說是一種用于骨科的多功能手 術(shù)工具及其自動(dòng)控制方法。
技術(shù)背景現(xiàn)有國(guó)際上用于顱頜面骨手術(shù)，特別是骨整形手術(shù)和手外科手術(shù)中的微鋸 和微鉆，主要是采用通過微電機(jī)驅(qū)動(dòng)的手術(shù)設(shè)備。根據(jù)實(shí)際的手術(shù)工具的不同，對(duì)微電機(jī)的轉(zhuǎn)速的要求也不同， 一般通用的有三種轉(zhuǎn)速低速的13000RPM，中 速的15000RPM和高速的241000RPM。不同的速度主要是適用于不同驅(qū)動(dòng)模式 的手柄，如轉(zhuǎn)孔工具的應(yīng)該采用高速的41000RPM;擺動(dòng)鋸應(yīng)該采用中速的 15000RPM;往復(fù)鋸應(yīng)該采用低速的13000RPM等?，F(xiàn)有技術(shù)中，上訴三種速度的選擇轉(zhuǎn)換主要有以下兩種方式1. 分別在三個(gè)工具手柄中安裝高速微電機(jī)，并設(shè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在手術(shù)的過 程中，根據(jù)不同手術(shù)工具頭對(duì)速度的要求，將工具頭安裝在不同的工具手柄上。 這種方式的優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單，安全性高，缺點(diǎn)是手術(shù)設(shè)備采用了三個(gè)高速微電 機(jī)，成本高，同時(shí)由于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致了靈活性的下降。如果有多種驅(qū)動(dòng)模 式配合不同速度，那么電機(jī)的數(shù)量隨之增加。2. 采用一個(gè)工具手柄配合不同的工具頭，工具手柄中用于驅(qū)動(dòng)的微電機(jī)的速 度是通過主機(jī)或控制箱來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種控制模式的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，只需采 用一個(gè)可調(diào)速的微電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；靈活性高，可以更具實(shí)際需要來調(diào)整電機(jī)速 度。不過這種模式的缺點(diǎn)更為突出，其最大的缺點(diǎn)是安全性低?，F(xiàn)有設(shè)備的調(diào) 速主要有兩種方式 一種是設(shè)有調(diào)速踏板，醫(yī)師在手術(shù)中可以通過腳控制調(diào)速 踏板來切換不同的速度。這種方式要求醫(yī)師對(duì)設(shè)備有很高的熟悉度和操作能力， 控制難度高，大大增加了醫(yī)師的壓力，容易出錯(cuò)。另一種是由醫(yī)師助手根據(jù)醫(yī) 師要求調(diào)節(jié)主機(jī)或控制箱來達(dá)到切換電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。雖然醫(yī)師的壓力降低了 ， 不過需要醫(yī)師與助手之間有良好的配合，對(duì)整個(gè)手術(shù)團(tuán)隊(duì)的工作協(xié)作能力要求 很高，出錯(cuò)率也很高。電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇錯(cuò)誤，對(duì)手術(shù)中患者的來說存在很大的 危險(xiǎn)。另一方面，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速很高，而且是在骨骼上進(jìn)行手術(shù)，所以速度切 換錯(cuò)誤，也容易造成設(shè)備的損壞。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，融合現(xiàn)有技術(shù)中不同手術(shù) 工具的優(yōu)點(diǎn)，提供一種能夠使用多種不同手術(shù)工具，并能夠自動(dòng)適用并調(diào)節(jié)工 作模式的骨科多功能手術(shù)工具。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其目的。本實(shí)用新型公開了一種用于骨科的多功能手術(shù)工具，結(jié)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng) 和識(shí)別工具手柄的高速電枳^L芯，至少兩種在高速電才幾機(jī)芯驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生不同運(yùn) 動(dòng)機(jī)制的工具手柄，和至少兩種工具頭，另一個(gè)重要結(jié)構(gòu)是在所述電機(jī)機(jī)芯上 設(shè)有識(shí)別裝置，工具手柄上設(shè)有與識(shí)別裝置相對(duì)應(yīng)的識(shí)別器。所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具與一部主機(jī)相連接，主機(jī)主要用于給電 機(jī)機(jī)芯提供電源，并控制電機(jī)機(jī)芯的工作，包括識(shí)別所接入電機(jī)機(jī)芯的工具手 柄的類別，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源，以及其他的諸如開、關(guān)等控制。電機(jī)機(jī)芯在 主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)電源供應(yīng)的前提下產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)安裝在電機(jī)才幾芯 前端的工具手柄工作。電機(jī)才凡芯通過電纜與主機(jī)連接，電纜內(nèi)至少包括信號(hào)傳 送線和電源驅(qū)動(dòng)線，所述的電機(jī)機(jī)芯中的電機(jī)是高速微電機(jī)，且轉(zhuǎn)速可控。電 源驅(qū)動(dòng)線包括三條線電源輸入、電源輸出和接地線；信號(hào)傳送線根據(jù)不同的 感應(yīng)器可以有不同線數(shù)。所述工具手柄在高速電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制，其前端為工具頭 安裝端，后端為一與電機(jī)機(jī)芯套接安裝的殼體，殼體內(nèi)側(cè)設(shè)有與電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng) 端相配合的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所迷傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述工具頭安裝端產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制。 工具手柄的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)具體運(yùn)動(dòng)機(jī)制的切換，由于電機(jī)機(jī)芯所產(chǎn)生的驅(qū) 動(dòng)機(jī)制為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，而手術(shù)中除了鉆以外的其他工具，如往復(fù)鋸等，均不能直 接采用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，所以必須通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式的切換。采用電機(jī)機(jī)芯 與工具手柄配合的控制系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有的骨科刨削手術(shù)工具的控制來說，只需 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，無論從結(jié)構(gòu)上或控制系統(tǒng)上均相對(duì)筒單，而且本實(shí)用新型可 以在多種運(yùn)動(dòng)模式之間切換。本實(shí)用新型工具手柄在使用的時(shí)候可以用于醫(yī)師 的抓握，所以手柄的形狀可以加工成符合便于抓握的人體工程學(xué)的形狀，或在 手柄外表面加工上防滑的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型至少包括兩種安裝在工具手柄前端工具頭安裝端上的工具頭， 工具頭是手術(shù)中直接作用于骨骼上的結(jié)構(gòu)，用于對(duì)骨骼進(jìn)行整形。類型包括鉆 和鋸兩種，可以是多種規(guī)格或型號(hào)的鉆或鋸，本實(shí)用新型可以配備多種不同類 型的工具頭，用于對(duì)本實(shí)用新型設(shè)備的功能拓展，使其適用面更廣。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的另一個(gè)重要結(jié)構(gòu)是識(shí)別裝置和識(shí)別器結(jié)構(gòu)，識(shí)別裝 置與所述信號(hào)傳送線相連接，并與識(shí)別器感應(yīng)配合。所述識(shí)別裝置、安裝于不 同工具手柄上不同的識(shí)別器、電纜、主機(jī)和電機(jī)機(jī)芯構(gòu)成不同工具手柄自動(dòng)識(shí) 別和電機(jī)機(jī)芯轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)。如背景技術(shù)所述，此類手術(shù)工具在操作的過 程中，針對(duì)不同的工具頭，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不一樣的。為避免現(xiàn)有技術(shù)在更換工 具手柄或工具頭的過程中，人工調(diào)節(jié)給手術(shù)帶來的繁瑣，提高手術(shù)的安全性， 本實(shí)用新型采用了自動(dòng)識(shí)別的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型每個(gè)工具手柄上設(shè)置的識(shí)別器 均不同，攜帶不同的識(shí)別信息，當(dāng)將工具手柄與電機(jī)機(jī)芯配合安裝的時(shí)候，電 機(jī)機(jī)芯通過識(shí)別裝置能夠?qū)⑺鲎R(shí)別信息傳送至主機(jī)，由主機(jī)預(yù)設(shè)的程序自動(dòng) 判斷電積4幾芯采用那種轉(zhuǎn)速來驅(qū)動(dòng)工具手柄，并給予相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源。在手術(shù) 的過程中，操作本實(shí)用新型的醫(yī)師無需調(diào)節(jié)電機(jī)機(jī)芯轉(zhuǎn)速，只需要將與手術(shù)過 程相應(yīng)的工具手柄與電機(jī)機(jī)芯配合安裝即可。大大降低了醫(yī)師在手術(shù)過程中的 壓力，提高了手術(shù)靈活性，避免了由于設(shè)置不當(dāng)造成設(shè)備結(jié)構(gòu)的損壞和手術(shù)風(fēng) 險(xiǎn)的增加，縮短了手術(shù)時(shí)間。為了方便控制，本實(shí)用新型在主機(jī)的控制系統(tǒng)上預(yù)設(shè)多組不同轉(zhuǎn)速電機(jī)機(jī) 芯驅(qū)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)信號(hào)傳送線傳送回主機(jī)的信號(hào)選擇具體一組驅(qū)動(dòng)M驅(qū)動(dòng)電 機(jī)機(jī)芯。這樣只需識(shí)別器上只需攜帶一個(gè)用于識(shí)別不同類型工具手柄的識(shí)別信 號(hào)即可，主機(jī)便可以通過識(shí)別信號(hào)直接選擇所安裝的是那一種類型的工具手柄。 控制結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，識(shí)別器和識(shí)別裝置可以有多種類型可選擇，特別是小型的 識(shí)別器和識(shí)別裝置，可以隱藏在結(jié)構(gòu)中，簡(jiǎn)約了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電機(jī)機(jī)芯和工具手柄之間設(shè)有相互配合的鎖定裝置。為了防止在手術(shù)過程 中工具手柄從電機(jī)機(jī)芯上脫落，本實(shí)用新型通過鎖定裝置將兩個(gè)構(gòu)件固定成整 體式結(jié)構(gòu)。鎖定裝置可以采用螺旋鎖定件或者是扣件結(jié)構(gòu)，或者是其他鎖定結(jié) 構(gòu)，主要目的是在緊固兩個(gè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，方便醫(yī)師的操作。本實(shí)用新型所采用的識(shí)別裝置最好為非接觸式傳感器。非接觸式的傳感器 的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)行識(shí)別傳感的過程中，識(shí)別器和識(shí)別裝置之間無需接觸，也就是 說在工具手柄和電機(jī)機(jī)芯的外表面，無需設(shè)置供接觸傳感用的觸片。由于在手 術(shù)過程中將會(huì)有大量的水、血液和化學(xué)藥劑與手術(shù)工具接觸，非接觸結(jié)構(gòu)的優(yōu) 點(diǎn)是在使用的過程中，傳感器位于結(jié)構(gòu)中受到保護(hù)，上述的因素不會(huì)對(duì)其造成 影響，從而導(dǎo)致識(shí)別準(zhǔn)確性的下降。本實(shí)用新型的識(shí)別裝置采用現(xiàn)有成熟的霍爾線性傳感器，所述識(shí)別器由一 個(gè)安裝在工具手柄后端殼體側(cè)壁上的磁團(tuán)和安裝在磁圏上的磁鐵構(gòu)成。磁鐵在 不同的殼體位置上，在工具手柄和電機(jī)機(jī)芯配合安裝之后，會(huì)在霍爾傳感器上 產(chǎn)生不同的磁通量，形成對(duì)應(yīng)不同手柄的識(shí)別信號(hào)。采用霍爾傳線性感器的信 號(hào)傳送線為四條，加上原有的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)芯的三條電源線，所述用于連接 主機(jī)和電機(jī)機(jī)芯的電纜應(yīng)該采用七芯的電纜?，F(xiàn)有技術(shù)中為了傳送不同的驅(qū)動(dòng) 電源，將各種電源分開傳送， 一般采用的至少為九芯的電纜，這個(gè)也從另一方 面導(dǎo)致了電路內(nèi)部連接和控制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。所述的傳感器也可以采用光控發(fā) 生器，識(shí)別器采用光反射器，通過光反射器反射的位置的不同來識(shí)別不同的工 具手柄。電枳4幾芯和工具手柄設(shè)有用于限定電機(jī)機(jī)芯插入工具手柄后端殼體徑 向角度的定位裝置，定位裝置主要作用是限制電機(jī)機(jī)芯插入工具手柄后端殼體 中的徑向角度，方便與識(shí)別裝置和識(shí)別器的對(duì)準(zhǔn)。如果所述殼體為非圓圓筒形， 電積4幾芯為非圓柱形，則可以通過兩者形狀上的配合來實(shí)現(xiàn)徑向角度的定位。本實(shí)用新型通過多種不同運(yùn)作模式的工具手柄接入不同功能的工具頭來拓展手術(shù)工具的功能型。 一般包括以下四種工具手柄一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)端相配合 的對(duì)接埠、連接對(duì)接埠和工具頭安裝端的轉(zhuǎn)軸；與工具頭安裝端配合安裝的工 具頭為各種鉆頭。 一般情況下對(duì)接埠可以采用非圓形的凹槽結(jié)構(gòu)與電機(jī)機(jī)芯前 端的非圓形驅(qū)動(dòng)端相插接用于配合連接，在將工具手柄安裝到電機(jī)機(jī)芯上時(shí)， 只需將對(duì)接埠和驅(qū)動(dòng)端對(duì)準(zhǔn)插入，驅(qū)動(dòng)端便可以轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工具手柄，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 安裝方便，特別適用于手術(shù)過程中工具手柄的更換。轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄結(jié)構(gòu)十分筒 單，只需通過固定在對(duì)接埠之后的轉(zhuǎn)軸來驅(qū)動(dòng)前端的轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動(dòng)即可， 一般采用 241000RPM的轉(zhuǎn)速。一個(gè)直線往復(fù)工具手柄，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電才幾機(jī)芯驅(qū)動(dòng)端相
配合的對(duì)接埠，中部與對(duì)接埠另一端轉(zhuǎn)動(dòng)配合搖盤結(jié)構(gòu)，搖盤結(jié)構(gòu)和對(duì)接埠的 軸向成一個(gè)傾角，搖盤結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸末端帶動(dòng)其前端的工具頭安裝端直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；與工具頭安裝端配合安裝的工具頭為各種直線往復(fù)鋸。上述傾斜的搖盤 結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，能夠帶動(dòng)主軸前后軸向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前端的往復(fù)鋸高 頻率的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，本工具手柄適用13000RPM的電機(jī)機(jī)芯轉(zhuǎn)速。一個(gè)擺動(dòng)工具手柄，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)端相配合 的對(duì)接埠，對(duì)接埠通過其前端的偏心軸與主軸后端的偏心軸套相配合，驅(qū)動(dòng)主 軸前端工具頭安裝端繞主軸軸心成一定角度內(nèi)來回?cái)[動(dòng)；與工具頭安裝端配合 安裝的工具頭為各種擺動(dòng)鋸。上述偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)軸套在一定角度內(nèi)高 頻來回轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前端的擺動(dòng)鋸形成一個(gè)扇行切割運(yùn)動(dòng)，電機(jī)機(jī)芯采用 15000RPM的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動(dòng)此類工具。一個(gè)平動(dòng)工具手柄，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)端相配合的對(duì)接埠，對(duì)接埠通過其前端的偏心軸與主軸后端的偏心軸套相配合，驅(qū)動(dòng)主 軸繞其中部的橫向轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)主軸前端工具頭安裝端在一定橫向范圍 內(nèi)左右移動(dòng)；與工具頭安裝端配合安裝的工具頭為各種矢狀鋸。偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 能夠驅(qū)動(dòng)主軸的一端上下運(yùn)動(dòng)，從而使得主軸繞橫向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使其前端驅(qū)動(dòng) 矢狀鋸在一定的橫向范圍內(nèi)作類平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到一種橫向切割的效果，此工 具一般采用16000RPM驅(qū)動(dòng)。用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型骨科多功能手術(shù)設(shè)備的自動(dòng)控制方法，是將不同工具 手柄安裝在電機(jī)機(jī)芯上時(shí)，通過電機(jī)機(jī)芯上的識(shí)別裝置獲取不同工具手柄上的 識(shí)別器的識(shí)別信號(hào)，并將識(shí)別信號(hào)通過信號(hào)傳送線傳送至主機(jī)，主機(jī)自動(dòng)根據(jù) 不同的識(shí)別信號(hào)產(chǎn)生不同的驅(qū)動(dòng)電源，通過電源驅(qū)動(dòng)線驅(qū)動(dòng)電枳4幾芯產(chǎn)生不同 的轉(zhuǎn)速。在手術(shù)的過程中，操作本實(shí)用新型工具的醫(yī)師只需根據(jù)手術(shù)的需要將 相應(yīng)功能的工具手柄插接到電機(jī)機(jī)芯上，并安裝上相應(yīng)型號(hào)的工具頭既可以， 無需對(duì)主機(jī)進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，主機(jī)自動(dòng)識(shí)別所插入的工具手柄并提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 電源。才喿作十分簡(jiǎn)單，大大降低了醫(yī)師的工作壓力，使得醫(yī)師可以專心進(jìn)行手 術(shù)。為簡(jiǎn)化主機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的控制，主機(jī)的控制系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)參 數(shù)表，表內(nèi)預(yù)設(shè)多組不同轉(zhuǎn)速電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)參數(shù)，所述識(shí)別信號(hào)為一個(gè)選擇信 號(hào)，主機(jī)通過所述選擇信號(hào)自動(dòng)確定具體的電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)參數(shù)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)芯
產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。1. 能夠適用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)使用，自動(dòng)識(shí)別多種不同功能的工具手柄，提供相 應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，無需在手術(shù)過程中進(jìn)行相適應(yīng)的調(diào)節(jié)，降低了醫(yī)師的工作壓力，減少了出錯(cuò)率，保護(hù)設(shè)備，提高了手術(shù)的安全性；2. 鎖定裝置能夠防止工具手柄和電機(jī)機(jī)芯在操作的過程中脫離，提高了本工 具的安全性能，并且有利于醫(yī)師操作；3. 工具手柄和電機(jī)機(jī)芯之間的感應(yīng)采用非接觸式的傳感器能夠起到保護(hù)傳 感器的作用，避免了手術(shù)過程中的水、血液或藥液對(duì)傳感器的腐蝕，保證工作 穩(wěn)定性；4. 電機(jī)機(jī)芯可以配備多種不同功能的工具手柄，拓展了手術(shù)工具的功能，并 大大降低手術(shù)系統(tǒng)的成本，提高市場(chǎng)竟?fàn)幜Γ?. 各種工具手柄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保證了運(yùn)作的穩(wěn)定性，有很長(zhǎng)的使用壽命；6. 本工具的控制方法簡(jiǎn)單，軟件容易實(shí)現(xiàn)，并且具有很高的可拓展性能。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)模塊圖；圖2為本實(shí)用新型電積4幾芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A為轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄與電積4幾芯配合結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為直線往復(fù)工具手柄結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A為直線往復(fù)工具手柄與電積4幾芯配合結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為擺動(dòng)工具手柄結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A為擺動(dòng)工具手柄與電機(jī)才幾芯配合結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為平動(dòng)工具手柄結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A為平動(dòng)工具手柄與電機(jī)4幾芯配合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征 是包括用于提供電源及自動(dòng)控制的主機(jī)l;用于驅(qū)動(dòng)和識(shí)別工具手柄的高速電
機(jī)機(jī)芯2，電積^L芯2通過電纜3與主機(jī)1連接，電纜3內(nèi)包括信號(hào)傳送線31 和電源驅(qū)動(dòng)線32;四件在高速電扭^幾芯2驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制的工具手柄 5、 6、 7和8，工具手柄5、 6、 7和8前端為工具頭安裝端，后端為一與電機(jī)才幾 芯2套接安裝的殼體，殼體內(nèi)側(cè)設(shè)有與電機(jī)機(jī)芯2驅(qū)動(dòng)端21相配合的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)， 所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述工具頭安裝端產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制；四種安裝在工具手柄5、 6、 7和8前端工具頭安裝端上的工具頭57、 68、 79和80;所述電才;i4幾芯2 上設(shè)有識(shí)別裝置41，識(shí)別裝置41與所述信號(hào)傳送線31相連接，在每個(gè)工具手 柄上設(shè)有與識(shí)別裝置41相對(duì)應(yīng)的識(shí)別器42;所述識(shí)別裝置41、安裝于不同工 具手柄上不同的識(shí)別器42、電纜3、主機(jī)1和電枳4^L芯2構(gòu)成不同工具手柄自 動(dòng)識(shí)別和電機(jī)才幾芯2轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)。另外，根據(jù)醫(yī)師的特殊要求，手術(shù)前 可以在主4幾1上通過^:調(diào)件對(duì)工具頭57、 68、 79和80的速度增加或減少 2000RPM。上述自動(dòng)控制系統(tǒng)所采用的控制方法是當(dāng)將不同工具手柄5、 6、 7或8 安裝在電機(jī)機(jī)芯2上時(shí)，通過電積4幾芯2上的識(shí)別裝置41獲取不同工具手柄5、6、 7或8上的識(shí)別器42的識(shí)別信號(hào)，并將識(shí)別信號(hào)42通過信號(hào)傳送線31傳送 至主機(jī)l，主機(jī)l自動(dòng)根據(jù)不同的識(shí)別信號(hào)產(chǎn)生不同的驅(qū)動(dòng)電源，通過電源驅(qū)動(dòng) 線32驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)芯2產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。所述主機(jī)l的控制系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)參數(shù)表ll，參數(shù)表ll內(nèi)預(yù)設(shè)多組不同轉(zhuǎn)速電才;i^幾芯2驅(qū)動(dòng)參數(shù)，所述識(shí)別 信號(hào)為一個(gè)選擇信號(hào)，主機(jī)i通過所述選擇信號(hào)自動(dòng)確定具體的電機(jī)機(jī)芯2驅(qū)動(dòng)參數(shù)來驅(qū)動(dòng)電扭4幾芯2產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。電初4/L芯2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2所示，電枳4/L芯2前端為與各種工具手柄配 合的驅(qū)動(dòng)端21，驅(qū)動(dòng)端21由安裝在其后端的高速微電機(jī)22驅(qū)動(dòng)，高速微電機(jī) 22安裝在電枳^幾芯2的前端，通過定位銷24固定，電枳4幾芯2后端裝有識(shí)別裝 置41，通過一個(gè)識(shí)別器定位圈43固定。所述識(shí)別裝置41采用霍爾線性傳感器， 共連接有四條信號(hào)線傳送31，與高速微電機(jī)22的三條電源驅(qū)動(dòng)線32匯集在一 條電纜3中，電纜3通過防水套34密封固定。電纜3的另一端為與主機(jī)1連接 的插頭35，同樣通過防水套34密封固定。電機(jī)機(jī)芯2后端還設(shè)置一個(gè)用于固定 各種工具手柄的鎖緊螺帽23。如圖3所示的轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5,外殼51的前端內(nèi)安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，后端為一 與電機(jī)機(jī)芯2插接安裝的腔體53，末端側(cè)壁內(nèi)安裝有識(shí)別器42，由一個(gè)安裝在 工具手柄后端殼體側(cè)壁上的磁團(tuán)422和安裝在磁圏422上的磁鐵421構(gòu)成。所接埠54和工具頭安裝端56的轉(zhuǎn)軸55;與工具頭安裝端56配合安裝的工具頭 57為各種型號(hào)的鉆頭。轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5的末端安裝有一個(gè)與電枳4幾芯2的鎖緊 螺帽23相配合的接口圈52。將電機(jī)機(jī)芯2、轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5和工具頭57安裝 之后的結(jié)構(gòu)如圖3A所示。將電;f幾機(jī)芯2的前端驅(qū)動(dòng)端21插入腔體53中并與對(duì) 接埠54相配合，驅(qū)動(dòng)端21采用非圓截面，可以驅(qū)動(dòng)對(duì)接埠54轉(zhuǎn)動(dòng)并可以起到 徑向角度的定位的功能，帶動(dòng)對(duì)接埠54另一端的轉(zhuǎn)軸55轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與工 具頭安裝端56配合安裝的工具頭57的驅(qū)動(dòng)，如圖中箭頭所示。電機(jī)才幾芯2和 轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5之間通過鎖緊螺帽23和接口圏52旋轉(zhuǎn)固定連接，使其在使用 過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5不會(huì)脫落。當(dāng)將電機(jī)機(jī)芯2裝入腔體53時(shí)，識(shí)別裝置 41通過感應(yīng)識(shí)別器42上的磁場(chǎng)分布，從而獲得識(shí)別轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄5的信號(hào)，并 將信號(hào)通過信號(hào)信號(hào)線傳送31傳送至主機(jī)1，主機(jī)通過電源驅(qū)動(dòng)線32驅(qū)動(dòng)高速 微電機(jī)22在^41000RPM的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖4所示的直線往復(fù)工具手柄6，外殼61的前端內(nèi)安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，后端 為一與電枳4幾芯2插接安裝的腔體63,末端側(cè)壁內(nèi)安裝有識(shí)別器42,由一個(gè)安 裝在工具手柄后端殼體側(cè)壁上的磁圏422和安裝在磁圏422上的磁鐵421構(gòu)成。對(duì)接埠6另一端轉(zhuǎn)動(dòng)配合搖盤結(jié)構(gòu)65，搖盤結(jié)構(gòu)65和對(duì)接埠6的軸向成一個(gè)傾 角，搖盤結(jié)構(gòu)65驅(qū)動(dòng)主軸66末端帶動(dòng)其前端的工具頭安裝端67直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 與工具頭安裝端67配合安裝的工具頭68為各種直線往復(fù)鋸。往復(fù)工具手柄6 的末端安裝有一個(gè)與電機(jī)機(jī)芯2的鎖緊螺帽23相配合的接口圈62。將電機(jī)機(jī)芯 2、往復(fù)工具手柄6和工具頭68安裝之后的結(jié)構(gòu)如圖4A所示。將電機(jī)機(jī)芯2的 前端驅(qū)動(dòng)端21插入腔體63中并與對(duì)接埠64相配合，驅(qū)動(dòng)端21采用非圓截面， 可以驅(qū)動(dòng)對(duì)接埠64轉(zhuǎn)動(dòng)并可以起到徑向角度的定位的功能，帶動(dòng)對(duì)接埠64另 一端的搖盤結(jié)構(gòu)65轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜的搖盤結(jié)構(gòu)65在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能夠帶動(dòng)主軸66的 「形末端前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與工具頭安裝端67配合安裝的工具頭68的前后往 復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖中箭頭所示。電機(jī)機(jī)芯2和往復(fù)工具手柄6之間通過鎖緊螺帽23
和接口團(tuán)62旋轉(zhuǎn)固定連接，使其在使用過程中，往復(fù)工具手柄6不會(huì)脫落。當(dāng) 將電機(jī)機(jī)芯2裝入腔體63時(shí)，識(shí)別裝置41通過感應(yīng)識(shí)別器42上的磁場(chǎng)分布， 從而獲得識(shí)別往復(fù)工具手柄6的信號(hào)，并將信號(hào)通過信號(hào)信號(hào)線傳送31傳送至 主才幾1,主機(jī)通過電源驅(qū)動(dòng)線32驅(qū)動(dòng)高速微電機(jī)22在13000RPM的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)工具手柄7的結(jié)構(gòu)如圖5所示，外殼71的前端內(nèi)安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，后端 為一與電機(jī)機(jī)芯2插接安裝的腔體73,末端側(cè)壁內(nèi)安裝有識(shí)別器42，由一個(gè)安 裝在工具手柄后端殼體側(cè)壁上的^f茲圏422和安裝在^f茲圏422上的磁鐵421構(gòu)成。 所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電機(jī)機(jī)芯2驅(qū)動(dòng)端21相配合的對(duì)接埠74,對(duì)接埠 74通過其前端的偏心軸75與主軸76后端的偏心軸套77相配合，驅(qū)動(dòng)主軸76 前端工具頭安裝端78繞主軸76軸心成一定角度內(nèi)來回轉(zhuǎn)動(dòng)；與工具頭安裝端 78配合安裝的工具頭79為各種擺動(dòng)鋸。擺動(dòng)工具手柄7的末端安裝有一個(gè)與電 才;i4幾芯2的鎖緊螺帽23相配合的接口圏72。將電枳4幾芯2、擺動(dòng)工具手柄7和 工具頭79安裝之后的結(jié)構(gòu)如圖5A所示。將電機(jī)4幾芯2的前端驅(qū)動(dòng)端21插入腔 體73中并與對(duì)接埠74相配合，驅(qū)動(dòng)端21采用非圓截面，可以驅(qū)動(dòng)對(duì)接埠74 轉(zhuǎn)動(dòng)并可以起到徑向角度的定位的功能，帶動(dòng)對(duì)接埠74另一端的偏心軸75轉(zhuǎn) 動(dòng)，偏心軸75在偏心軸套77內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠驅(qū)動(dòng)主軸76以固定的周期在一定角 度內(nèi)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與工具頭安裝端78配合安裝的工具頭79在一定角度內(nèi)擺 動(dòng)，如圖中箭頭所示。電機(jī)機(jī)芯2和擺動(dòng)工具手柄7之間通過鎖緊螺帽23和接 口圏72旋轉(zhuǎn)固定連接，使其在使用過程中，擺動(dòng)工具手柄7不會(huì)脫落。當(dāng)將電 才/L^L芯2裝入腔體73時(shí)，識(shí)別裝置41通過感應(yīng)識(shí)別器42上的磁場(chǎng)分布，從而 獲得識(shí)別擺動(dòng)工具手柄7的信號(hào)，并將信號(hào)通過信號(hào)信號(hào)線傳送31傳送至主機(jī) 1，主機(jī)通過電源驅(qū)動(dòng)線32驅(qū)動(dòng)高速微電機(jī)22在15000RPM的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。平動(dòng)工具手柄8結(jié)構(gòu)如圖6所示，外殼81的前端內(nèi)安裝傳動(dòng)^L構(gòu)，后端為 一與電枳4幾芯2插接安裝的腔體83，末端側(cè)壁內(nèi)安裝有識(shí)別器42,由一個(gè)安裝 在工具手柄后端殼體側(cè)壁上的^f茲圏422和安裝在i茲圏422上的磁鐵421構(gòu)成。 所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括后端與電機(jī)機(jī)芯2驅(qū)動(dòng)端21相配合的對(duì)接埠84，對(duì)接埠 84通過其前端的偏心軸85與主軸86后端的偏心軸套87相配合，驅(qū)動(dòng)主軸86 繞其中部的橫向轉(zhuǎn)軸88擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)主軸86前端工具頭安裝端89在一定橫 向范圍內(nèi)左右移動(dòng)；與工具頭安裝端89配合安裝的工具頭80為各種矢狀鋸。
平動(dòng)工具手柄8的末端安裝有一個(gè)與電積一幾芯2的鎖緊螺帽23相配合的接口圏 82。將電機(jī)機(jī)芯2、平動(dòng)工具手柄8和工具頭80安裝之后的結(jié)構(gòu)如圖5A所示。采用非圓截面，可以驅(qū)動(dòng)對(duì)接埠84轉(zhuǎn)動(dòng)并可以起到徑向角度的定位的功能，帶 動(dòng)對(duì)接埠84另一端的偏心軸85轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸85在偏心軸套87內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠 驅(qū)動(dòng)主軸86繞橫向轉(zhuǎn)軸88在一定的橫向范圍內(nèi)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與工具頭安裝 端89配合安裝的工具頭80的平動(dòng)切割，如圖中箭頭所示。電初4幾芯2和平動(dòng) 工具手柄8之間通過鎖緊螺帽23和接口圏82旋轉(zhuǎn)固定連接，使其在使用過程 中，平動(dòng)工具手柄8不會(huì)脫落。當(dāng)將電積d幾芯2裝入腔體83時(shí)，識(shí)別裝置41 通過感應(yīng)識(shí)別器42上的磁場(chǎng)分布，從而獲得識(shí)別平動(dòng)工具手柄8的信號(hào)，并將 信號(hào)通過信號(hào)信號(hào)線傳送31傳送至主機(jī)1，主機(jī)通過電源驅(qū)動(dòng)線32驅(qū)動(dòng)高速微 電機(jī)22在16000RPM的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求1. 一種用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是包括 用于驅(qū)動(dòng)和識(shí)別工具手柄的高速電積4 L芯(2);至少兩種在高速電枳^幾芯(2)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制的工具手柄，工具 手柄前端為工具頭安裝端，后端為一與電初4幾芯(2)套接安裝的殼體，殼體內(nèi) 側(cè)設(shè)有與電機(jī)機(jī)芯(2)驅(qū)動(dòng)端(21)相配合的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所 述工具頭安裝端產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制；至少兩種安裝在工具手柄前端工具頭安裝端上的工具頭； 所述電枳4幾芯(2)上設(shè)有識(shí)別裝置(41),在每個(gè)工具手柄上設(shè)有與識(shí)別 裝置(41)相對(duì)應(yīng)的識(shí)別器(42)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是電機(jī)機(jī)芯 (2)和工具手柄之間設(shè)有相互配合的鎖定裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是所述識(shí)別裝 置(41)為非接觸式傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是所述識(shí)別裝 置(41)是霍爾線性傳感器，所述識(shí)別器(42)由一個(gè)安裝在工具手柄后端殼 體側(cè)壁上的磁團(tuán)和安裝在磁圈上的磁鐵構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是所述識(shí)別裝 置(41)是光控發(fā)生器，所述識(shí)別器(42)由一個(gè)安裝在工具手柄后端殼體側(cè) 壁上的光反射器構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其特征是電積4幾 芯(2)和工具手柄設(shè)有用于限定電枳^幾芯(2)插入工具手柄后端殼體徑向角 度的定位裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其 特征是所述工具手柄至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)工具手柄(5),所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括 后端與電機(jī)機(jī)芯(2)驅(qū)動(dòng)端(21)相配合的對(duì)接埠(54)、連接對(duì)接埠(54) 和工具頭安裝端(56)的轉(zhuǎn)軸(55);與工具頭安裝端(56)配合安裝的工具頭(57)為各種鉆頭。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其 特征是所述工具手柄至少包括一個(gè)直線往復(fù)工具手柄(6),所迷傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要 包括后端與電機(jī)機(jī)芯(2)驅(qū)動(dòng)端(21)相配合的對(duì)接埠(64)，中部與對(duì)接埠 (6)另一端轉(zhuǎn)動(dòng)配合搖盤結(jié)構(gòu)(65)，搖盤結(jié)構(gòu)(65)和對(duì)接埠(6)的軸向成 一個(gè)傾角，搖盤結(jié)構(gòu)(65 )驅(qū)動(dòng)主軸(66)末端帶動(dòng)其前端的工具頭安裝端(67 ) 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；與工具頭安裝端(67)配合安裝的工具頭(68)為各種直線往 復(fù)鋸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具，其 特征是所述工具手柄至少包括一個(gè)擺動(dòng)工具手柄(7)，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括 后端與電機(jī)機(jī)芯(2)驅(qū)動(dòng)端(21)相配合的對(duì)接埠(74)，對(duì)接埠(74)通過 其前端的偏心軸(75)與主軸(76)后端的偏心軸套(77)相配合，驅(qū)動(dòng)主軸(76)前端工具頭安裝端(78)繞主軸(76)軸心成一定角度內(nèi)來回?cái)[動(dòng)；與 工具頭安裝端(78)配合安裝的工具頭(79)為各種擺動(dòng)鋸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的用于骨科的多功能手術(shù)工具， 其特征是所述工具手柄至少包括一個(gè)平動(dòng)工具手柄(8)，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包 括后端與電機(jī)機(jī)芯(2)驅(qū)動(dòng)端(21)相配合的對(duì)接埠(84),對(duì)接埠(84)通 過其前端的偏心軸(85)與主軸(86)后端的偏心軸套(87)相配合，驅(qū)動(dòng)主 軸(86)繞其中部的橫向轉(zhuǎn)軸(88)擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)主軸(86)前端工具頭安 裝端(89)在一定橫向范圍內(nèi)左右移動(dòng)；與工具頭安裝端(89)配合安裝的工 具頭(80)為各種矢狀鋸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及手術(shù)用設(shè)備領(lǐng)域，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，融合現(xiàn)有技術(shù)中不同手術(shù)工具的優(yōu)點(diǎn)，提供一種用于骨科的多功能手術(shù)工具。結(jié)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)和識(shí)別工具手柄的高速電機(jī)機(jī)芯，至少兩種在高速電機(jī)機(jī)芯驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生不同運(yùn)動(dòng)機(jī)制的工具手柄，和至少兩種工具頭，另一個(gè)重要結(jié)構(gòu)是在所述電機(jī)機(jī)芯上設(shè)有識(shí)別裝置，工具手柄上設(shè)有與識(shí)別裝置相對(duì)應(yīng)的識(shí)別器。所述識(shí)別裝置和識(shí)別器相互配合用于識(shí)別不同運(yùn)作類型的工具手柄，具有自動(dòng)識(shí)別功能，降低了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)并且起到防止工具損壞的功能。
文檔編號(hào)A61B17/16GK201019815SQ20062006762
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者雄 梁 申請(qǐng)人:雄 梁