專利名稱：采用釬焊pcbn超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體的為一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆。
背景技術(shù)：
目前外科頭骨鉆孔的器械為手持式電動(dòng)鉆，手持式電動(dòng)鉆的操作方式為:由醫(yī)師徒手扶持電鉆來控制鉆孔方向與進(jìn)給量。電鉆設(shè)計(jì)有一組安全裝置，動(dòng)力源通過離合器與鉆頭相連接，當(dāng)鉆頭承受壓力會使鉆頭通過離合器與動(dòng)力源相連，帶動(dòng)鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)以進(jìn)行骨鉆孔操作；當(dāng)鉆頭鉆穿頭骨時(shí)，因不再承受頭骨的反作用力會使鉆頭與動(dòng)力源分離，使電鉆停止運(yùn)轉(zhuǎn)。然而這些方法均須憑借醫(yī)師個(gè)人豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)與手部感覺來判斷骨鉆孔的過程中是否已穿越頭骨，并手動(dòng)迅速停止；若是經(jīng)由缺乏豐富經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師執(zhí)行時(shí)，即使有上述特殊安全裝置的電鉆，稍有不慎也有可能在穿越頭骨的同時(shí)傷及頭骨下方的腦膜及神經(jīng)組織。此外采用徒手方式鉆孔，亦可能因?yàn)槭直哿α坎蛔銓?dǎo)致鉆孔過程產(chǎn)生震動(dòng)，影響鉆孔過程的安全性、準(zhǔn)確性與舒適性。為了增加外科骨鉆孔過程中的安全性和準(zhǔn)確性，“一種智能骨鉆及其控制方法”(中國專利號為2009101036423)發(fā)明專利公開了在骨鉆電機(jī)上設(shè)置有應(yīng)變式扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器或壓力傳感器的任意一種、兩種或三種傳感器件；在骨鉆電機(jī)上還設(shè)置有嵌入式智能測控模塊接收傳感器采集的感應(yīng)信號并進(jìn)行判斷，控制骨鉆電機(jī)。但這種方法是在骨鉆電機(jī)的基體上設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器以及壓力傳感器對鉆頭轉(zhuǎn)速、扭矩和壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。顯然這 種測量方法的精度和準(zhǔn)確性不能保證要求，因?yàn)楣倾@電機(jī)的基體上受各種信號及其復(fù)雜，信號的采集和處理精度和準(zhǔn)確性很難得到保證，再加上從鉆頭的受力點(diǎn)到動(dòng)力源電機(jī)，傳動(dòng)鏈比較長，測試的精度和準(zhǔn)確性也不能滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，它控制的精確度高，可有效避免對腦組織的損傷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，它包括鉆體和鉆頭，所述鉆體包括機(jī)殼，在機(jī)殼內(nèi)設(shè)有直流電機(jī)，直流電機(jī)與智能集成控制系統(tǒng)和直流電源連接，直流電機(jī)的輸出軸與齒輪傳動(dòng)裝置連接，齒輪傳動(dòng)裝置通過傳動(dòng)軸與鉆頭夾頭連接，鉆頭安裝在鉆頭夾頭上；在鉆頭夾頭與傳動(dòng)軸的連接處設(shè)有推力軸承，推力軸承緊貼變形元件，變形元件緊靠在機(jī)殼上，變形元件用彈性元件定位，電阻應(yīng)變片粘貼在變形元件內(nèi)表面，電阻應(yīng)變片還與智能集成控制系統(tǒng)連接，鉆頭夾頭與機(jī)殼間則設(shè)有密封裝置；所述鉆頭包括一個(gè)圓柱基體，圓柱基體設(shè)有麻花鉆尖，在圓柱基體上還設(shè)有螺旋槽，在螺旋槽和鉆頭主后刀面M設(shè)有PCBN超硬材料。所述鉆頭總長L3，工作部分長度13，鉆頭的鉆柄部分采用直柄形式，鉆頭采用不銹鋼制成:首先在圓柱基體一端加工出麻花鉆尖部分，然后再在圓柱基體圓柱表面上加工一個(gè)寬度為H3，深度為h3的螺旋槽，螺旋槽的寬度H3根據(jù)鉆頭直徑和需要的不同而改變，其變化范圍為0.5mm—5mm,深度h3根據(jù)鉆頭直徑和超硬材料的寬度的變化在0.2mm—2mm之間選擇。螺旋槽的螺旋角β3的變化范圍在18° — 30°之間；螺旋槽加工完成后，將PCBN超硬材料切割成和鉆頭主后刀面M和螺旋槽形狀相同的板材，然后用釬焊的方法將切割好的PCBN超硬材料釬焊在鉆頭主后刀面M和螺旋槽中，這時(shí)切削刃突出基體的高度為ht3，根據(jù)不銹鋼基體的直徑d3和切削刃的突出高度ht3可鉆頭的直徑D3控制在2_ —10_。所述智能集成控制系統(tǒng)包括單片機(jī)，單片機(jī)通過開關(guān)控制電路與直流電機(jī)和控制開關(guān)連接；同時(shí)單片機(jī)還依次與A/D轉(zhuǎn)換器、信號采集器、放大器、濾波器、電橋電路連接，電橋電路與電阻應(yīng)變片連接；信號采集器對測量的電壓信號進(jìn)行采集，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)對數(shù)字量進(jìn)行分析、判斷，發(fā)出控制信號:判斷是否滿足自停條件:鉆頭在鉆穿骨頭瞬間軸向力會突然下降，并且以后的軸向力會很小并基本保持不變，所以判斷鉆穿的依據(jù)就是所采集到的電壓信號的斜率小于一個(gè)設(shè)定好的很小的值并基本保持不變，此時(shí)單片機(jī)即判斷滿足自停條件，即會發(fā)出信號切斷開關(guān)控制電路，從而實(shí)現(xiàn)自停功能；同時(shí)，單片機(jī)根據(jù)信號采集裝置采集的電壓信號判斷軸向力是否過大，判斷軸向力過大的依據(jù)是:所采集的電壓信號大于某個(gè)設(shè)定好的值，這時(shí)單片機(jī)即判斷此時(shí)軸向力過大。所述齒輪傳動(dòng)裝置包括一個(gè)與直流電機(jī)輸出軸通過凹凸槽連接的主動(dòng)齒輪軸，主動(dòng)齒輪軸兩端分別與深溝球軸承I和深溝球軸承II連接進(jìn)行定位，并且兩個(gè)軸承均靠軸肩和機(jī)殼實(shí)現(xiàn)定位；主動(dòng)齒輪軸與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪通過平鍵與從動(dòng)軸連接，從動(dòng)齒輪靠軸肩和軸套I實(shí)現(xiàn)軸向定位，從動(dòng)軸兩端對稱安裝有深溝球軸承III和深溝球軸承IV，深溝球軸承III用止動(dòng)螺母I1、軸肩和機(jī)殼來定位，深溝球軸承IV用軸套1、止動(dòng)螺母I和機(jī)殼定位；從動(dòng)軸和傳動(dòng)軸通 過凹凸槽相連。所述傳動(dòng)軸設(shè)有軸 套II，從動(dòng)軸兩端分別安裝在深溝球軸承V和深溝球軸承VI上。所述密封裝置為嵌在機(jī)殼上的密封圈。本發(fā)明提供一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆及其鉆頭，在鉆孔的過程中，軸向力傳遞路線是骨頭作用在鉆頭上，鉆頭傳遞給鉆頭夾頭，鉆頭夾頭傳遞給傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸傳傳遞給推力軸承，推力軸承傳遞給變形元件，這樣就引起變形元件發(fā)生形變，導(dǎo)致電阻應(yīng)變片的形變，這樣軸向力大小就轉(zhuǎn)化為電阻應(yīng)變片形變量的大小。電阻應(yīng)變片的形變會使其電阻值發(fā)生改變，經(jīng)過電橋電路后轉(zhuǎn)換為微小的電壓值，然后經(jīng)濾波器進(jìn)行濾波，排出干擾信號后，再經(jīng)放大器放大、信號采集器采集信號以及A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換后即可被單片機(jī)識別，對工況進(jìn)行判斷。在鉆孔時(shí)，可能由于骨頭碎片的塑性變形和鉆頭與骨頭間的摩擦力而造成溫度升高。骨鉆孔過程中可能會引發(fā)骨壞死，鉆孔鄰近區(qū)域的骨細(xì)胞由于鉆孔溫度超過50°C臨界值時(shí)會導(dǎo)致永久性死亡。為了降低鉆孔溫度，鉆孔過程盡可能快已防止熱量傳入到骨鄰近組織中。通過增加軸向力可以使鉆孔速度提高。然而，軸向力過大，可能引起病人的進(jìn)一步骨折和鉆削溫度的提高。通過改變鉆孔參數(shù)來調(diào)整軸向力和鉆孔溫度顯然不能從根本上解決問題。本發(fā)明采用在骨鉆基體表面上釬焊金剛石，并實(shí)現(xiàn)金剛石磨粒的可控有序排布。磨粒的裸露高度可達(dá)70 %-80 %，因此相當(dāng)于用金剛石磨粒代理骨鉆的切削刃完成鉆孔操作，因此可大大降低鉆削力，從而降低鉆削溫度。本發(fā)明的有益效果是:在骨鉆傳動(dòng)軸的前軸承即推力軸承上設(shè)置有變形元件和電阻應(yīng)變片，從而監(jiān)測鉆削過程中的鉆削力，由于前軸承直接在鉆頭受力點(diǎn)附近，信號的監(jiān)測和傳輸比較準(zhǔn)確，精度高，可有效防止軸向力過大或骨鉆穿時(shí)對骨組織的傷害。鉆頭的切削刃采用PCBN超硬材料，這種材料大大提高了切削刃的鋒利程度，減小了鉆孔軸向力，從而降低了鉆削溫度；鉆頭的螺旋角的變化范圍選擇在18° — 30°之間，能夠保證切屑能夠及時(shí)順利排出，帶走熱量，降低溫升；螺旋槽的寬度H3根據(jù)鉆頭直徑和需要的不同而改變，其變化范圍為0.5mm — 5mm，這一范圍能夠適應(yīng)不同鉆孔直徑的加工要求；用于釬焊PCBN超硬材料的螺紋槽深度控制在0.2_ — 2_之間，這個(gè)深度即能保證不損害鉆頭基體的強(qiáng)度又能保證釬焊PCBN超硬材料的穩(wěn)定性。

圖1為外科骨鉆孔自停降溫電鉆的剖視圖；圖2為智能集成控制系統(tǒng)部件；圖3為軸向力傳遞框圖；圖4為軸向力檢測控制框圖；圖5為鉆穿自停功能控制框圖；圖6為軸向力過大控制框圖；圖7為骨鉆孔鉆頭 ；圖7a為鉆頭正面視圖；圖7b為螺旋槽位置圖；圖7c為鉆尖角度圖；圖7d為圖7中B-B向放大圖；圖7e為螺旋槽結(jié)構(gòu)圖。其中，1-直流電源，2-控制開關(guān)，3-主動(dòng)齒輪軸，4-機(jī)殼，5-直流電機(jī)，6_從動(dòng)軸，7-智能集成控制系統(tǒng)，8-平鍵，9-從動(dòng)齒輪，10-軸套I，11-軸套II，12-止動(dòng)螺母I，13-傳動(dòng)軸，14-電阻應(yīng)變片，15-彈性元件，16-變形元件，17-推力軸承，18-密封圈，19-鉆頭夾頭，20-鉆頭，21-深溝球軸承I，22-深溝球軸承II，23-深溝球軸承III，24-深溝球軸承IV，25-深溝球軸承V，26-深溝球軸承VI，27-止動(dòng)螺母II，28-止動(dòng)螺母III，29-直流電機(jī)底座，30-直流電源底蓋，31-螺紋孔，32-電橋電路，33-濾波器，34-放大器，35-信號采集器，36-A/D轉(zhuǎn)換器，37-單片機(jī)，38-開關(guān)控制電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1顯示了外科骨鉆孔自停降溫電鉆的各組成部分，其中機(jī)殼4由對稱的上下兩半構(gòu)成，并由螺釘通過螺紋孔31相固定。直流電源I與控制開關(guān)2用導(dǎo)線相連，結(jié)合圖2可知，控制開關(guān)2和智能集成控制系統(tǒng)7中的開關(guān)控制電路38用導(dǎo)線相連，開關(guān)控制電路38和直流電機(jī)5用導(dǎo)線連接。直流電機(jī)5固定在直流電機(jī)底座29上。直流電機(jī)5和主動(dòng)齒輪軸3通過凹凸槽相連，主動(dòng)齒輪軸3安裝在深溝球軸承I 21和深溝球軸承II 22上來實(shí)現(xiàn)定位，并且兩個(gè)軸承均靠軸肩和機(jī)殼4實(shí)現(xiàn)定位，主動(dòng)齒輪軸3和從動(dòng)齒輪9相嚙合，從動(dòng)齒輪9通過平鍵8和從動(dòng)軸6相配合。從動(dòng)齒輪9靠軸肩和軸套I 10實(shí)現(xiàn)軸向定位，從動(dòng)軸6兩端對稱安裝有深溝球軸承III 23和深溝球軸承IV 24，深溝球軸承III 23用止動(dòng)螺母II 27、軸肩和機(jī)殼4來定位，深溝球軸承IV 24用軸套I 10、止動(dòng)螺母I和機(jī)殼4定位。從動(dòng)軸6和傳動(dòng)軸13凹凸槽相連，傳動(dòng)軸6兩端安裝有深溝球軸承V 25和深溝球軸承VI 26來實(shí)現(xiàn)定位，深溝球軸承V 25依靠止動(dòng)螺母III 28、軸套II 11和機(jī)殼4定位，深溝球軸承VI 26用軸肩、軸套II 11和機(jī)殼4定位。傳動(dòng)軸13的另一端的軸肩處安裝有一推力軸承17，推力軸承17緊貼變形元件16，變形元件16另一端緊靠在機(jī)殼4上，變形元件16用彈性元件15定位，電阻應(yīng)變片14粘貼在變形元件16內(nèi)表面。結(jié)合圖2可得，電阻應(yīng)變片14與智能集成控制系統(tǒng)7中的電橋電路用導(dǎo)線相連。鉆頭夾頭19固定在傳動(dòng)軸末端，鉆頭夾頭19用來夾緊鉆頭20。密封圈18嵌在機(jī)殼中起密封作用，直流電源底蓋30緊扣在機(jī)殼4上。由圖2可知，智能集成控制系統(tǒng)7由電橋電路32，濾波器33，放大器34，信號采集器35，A/D轉(zhuǎn)換器36，單片機(jī)37，開關(guān)控制電路38集合而成。其中，電阻應(yīng)變片14和電橋電路32用導(dǎo)線相連，電橋電路32和濾波器33連通，濾波器33和放大器34相連，放大器34和信號采集器35相連，信號采集器35和A/D轉(zhuǎn)換器36相連，A/D轉(zhuǎn)換器36和單片機(jī)37相連，單片機(jī)37和和開關(guān)控制電路38相連，開關(guān)控制電路38分別和直流電機(jī)5和控制開關(guān)2用導(dǎo)線相連。由圖3可得，在鉆孔的過程中，·軸向力傳遞路線是骨頭作用在鉆頭20上，鉆頭20傳遞給鉆頭夾頭19，鉆頭夾頭19傳遞給傳動(dòng)軸13，傳動(dòng)軸傳13傳遞給推力軸承17，推力軸承17傳遞給變形元件16，這樣就引起變形元件16發(fā)生形變，導(dǎo)致電阻應(yīng)變片14的形變，這樣軸向力大小就轉(zhuǎn)化為電阻應(yīng)變片14形變量的大小。由圖4可得電阻應(yīng)變片14的形變會使其電阻值發(fā)生改變，經(jīng)過電橋電路32后轉(zhuǎn)換為微小的電壓值，然后經(jīng)濾波器33進(jìn)行濾波，排出干擾信號后，再經(jīng)放大器34放大、信號采集器35采集信號以及A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換后即可被單片機(jī)37識別，對工況進(jìn)行判斷。由圖5可知，電鉆工作中，信號采集器對測量的電壓信號進(jìn)行采集，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到單片機(jī)37中判斷是否滿足自停條件，如果滿足自停條件，那么單片機(jī)37會發(fā)送指令使開關(guān)控制電路38斷路，實(shí)現(xiàn)自停功能。因?yàn)殂@頭在鉆穿骨頭瞬間軸向力會突然下降，并且以后的軸向力會很小并基本保持不變，所以判斷鉆穿的依據(jù)就是所采集到的電壓信號的斜率小于一個(gè)設(shè)定好的很小的值并基本保持不變，此時(shí)單片機(jī)37即判斷滿足自停條件，即會發(fā)出信號切斷開關(guān)控制電路38，從而實(shí)現(xiàn)自停功能。由圖6可知，采集到的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換后被單片機(jī)37接收，單片機(jī)37如果判斷此時(shí)軸向力過大，單片機(jī)就會向開關(guān)控制電路38發(fā)出指令，減小電流，從而將軸向力控制在正常范圍內(nèi)。判斷軸向力過大的依據(jù)是所采集的電壓信號大于某個(gè)設(shè)定好的值，這時(shí)單片機(jī)37即判斷此時(shí)軸向力過大。圖7、圖7a_7e所不，由圖可得,這種鉆頭總長L3,工作部分長度I3,鉆頭的鉆柄部分采用直柄形式，鉆尖部分和普通直柄麻花鉆的鉆尖部分相似，其余鉆頭的鉆桿部分在圓柱基體表面上加工而成，鉆頭的基體材料采用不銹鋼。具體制作方法:首先在圓柱基體一端加工出和普通麻花鉆鉆尖形狀相同的鉆尖部分，鉆尖的形狀參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆尖參數(shù)一致，然后再在圓柱基體圓柱表面上加工一個(gè)寬度為H3,深度為h3的螺旋槽，螺旋槽的寬度H3可根據(jù)鉆頭直徑和需要的不同而改變，其變化范圍為0.5_ — 5_，深度匕根據(jù)鉆頭直徑和PCBN超硬材料的寬度的變化在0.2mm — 2mm之間選擇，這個(gè)深度即能保證不損害鉆頭基體的強(qiáng)度又能保證釬焊PCBN超硬材料的穩(wěn)定性。螺旋槽的螺旋角β3的變化范圍在18° —30°之間，能夠保證切屑能夠及時(shí)順利排出，帶走熱量，降低溫升；螺旋槽加工完成后，就將PCBN超硬材料切割成和鉆頭主后刀面M和螺旋槽形狀相同的板材，然后用釬焊的方法將切割好的PCBN超硬材料釬焊在鉆頭主后刀面M和螺旋槽中，這種材料大大提高了切削刃的鋒利程度，減小了鉆孔軸向力，從而降低了鉆削溫度；這時(shí)切削刃突出基體的高度為ht3，根據(jù)不銹鋼基體的直徑d3和切削刃的突出高度ht3可將鉆頭的直徑D3控制在2mm — 10mm。本發(fā)明的工作過程如下:結(jié)合圖1可知，首先將鉆頭20安裝在鉆頭夾頭19上，然后閉合控制開關(guān)2，智能集成控制系統(tǒng)7判斷符合通路條件即實(shí)現(xiàn)直流電源I通過開關(guān)控制電路38給直流電機(jī)5供電，直流電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過電機(jī)主軸傳遞給主動(dòng)齒輪軸3，主動(dòng)齒輪3通過齒輪的嚙合將動(dòng)力傳動(dòng)給從動(dòng)齒輪9，通過平鍵8的連接作用，從動(dòng)齒輪9將動(dòng)力傳遞給從動(dòng)軸6，從動(dòng)軸6再將動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸13，傳動(dòng)軸13將動(dòng)力傳遞給鉆頭夾頭19，鉆頭夾頭19最終將動(dòng)力傳遞給鉆頭20，這樣就實(shí)現(xiàn)了鉆孔運(yùn)動(dòng)。結(jié)合圖3可得，鉆孔的過程中骨頭的反作用力作用在鉆頭20上，鉆頭20傳遞給鉆頭夾頭19，鉆頭夾頭19傳遞給傳動(dòng)軸13，傳動(dòng)軸傳13傳遞給推力軸承17，推力軸承17傳遞給變形元件16，這樣就引起變形元件16發(fā)生形變，導(dǎo)致電阻應(yīng)變片14的形變，這樣軸向力大小就轉(zhuǎn)化為電阻應(yīng)變片14形變量的大小。結(jié)合圖4可得電阻應(yīng)變片14的形變會使其電阻值發(fā)生改變，經(jīng)過電橋電路32后轉(zhuǎn)換為微小的電壓值，然后經(jīng)濾波器33進(jìn)行濾波，排出干擾信號后，再經(jīng)放大器34放大、信號采集器35采集信號及A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換后即可被單片機(jī)37識別，并對工況進(jìn)行判斷。鉆孔過程中智能控制系統(tǒng)7能夠?qū)崿F(xiàn)軸向力監(jiān)控和鉆穿自停兩種功能。由圖5可知，電鉆工作中，信號采集器35對電壓信號進(jìn)行采集，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到單片機(jī)37中，判斷是否滿足自停條件，如果滿足自停條件，那么單片機(jī)37會發(fā)送指令使開關(guān)控制電路38斷路，實(shí)現(xiàn)自停功能。結(jié)合圖6可知，采集到的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換后被單片機(jī)37接收，單片機(jī)37如果判斷此時(shí)軸向力過大，就會向開關(guān)控制電路38發(fā)出指令，減小電流，從而將軸向力控制在正常范圍內(nèi) 。鉆孔完成后將鉆頭20卸下，對設(shè)備進(jìn)行消毒并妥善保管。
權(quán)利要求1.一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，它包括鉆體和鉆頭，其特征是，所述鉆體包括機(jī)殼，在機(jī)殼內(nèi)設(shè)有直流電機(jī)，直流電機(jī)與智能集成控制系統(tǒng)和直流電源連接，直流電機(jī)的輸出軸與齒輪傳動(dòng)裝置連接，齒輪傳動(dòng)裝置通過傳動(dòng)軸與鉆頭夾頭連接，鉆頭安裝在鉆頭夾頭上；在鉆頭夾頭與傳動(dòng)軸的連接處設(shè)有推力軸承，推力軸承緊貼變形元件，變形元件緊靠在機(jī)殼上，變形元件用彈性元件定位，電阻應(yīng)變片粘貼在變形元件內(nèi)表面，電阻應(yīng)變片還與智能集成控制系統(tǒng)連接，鉆頭夾頭與機(jī)殼間則設(shè)有密封裝置；所述鉆頭包括一個(gè)圓柱基體，圓柱基體設(shè)有麻花鉆尖，在圓柱基體上還設(shè)有螺旋槽，在螺旋槽和鉆頭主后刀面M設(shè)有PCBN超硬材料。
2.如權(quán)利要求1所述的采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述鉆頭總長L3，工作部分長度13，鉆頭的鉆柄部分采用直柄形式，鉆頭采用不銹鋼制成；圓柱基體一端為麻花鉆尖部分，圓柱基體的圓柱表面上為寬度為H3，深度為h3的螺旋槽，螺旋槽的寬度H3根據(jù)鉆頭直徑和需要的不同而改變，其變化范圍為0.5mm—5mm,深度h3根據(jù)鉆頭直徑和PCBN超硬材料的寬度的變化在0.2mm—2mm之間選擇；螺旋槽的螺旋角β3的變化范圍在18° — 30°之間；與鉆頭主后刀面和螺旋槽形狀相同的PCBN超硬材料板材釬焊在鉆頭主后刀面M和螺旋槽中，切削刃突出圓柱基體的高度為ht3，根據(jù)不銹鋼基體的直徑d3和切削刃的突出高度ht3，鉆頭的直徑D3控制在2mm — 10mm。
3.如權(quán)利要求1所述的采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述智能集成控制系統(tǒng)包括單片機(jī)，單片機(jī)通過開關(guān)控制電路與直流電機(jī)和控制開關(guān)連接；同時(shí)單片機(jī)還依次與A/D轉(zhuǎn)換器、信號采集器、放大器、濾波器、電橋電路連接，電橋電路與電阻應(yīng)變片連接；信號采集器對測量的電壓信號進(jìn)行采集，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)對數(shù)字量進(jìn)行分析、判斷，發(fā)出控制信號。
4.如 權(quán)利要求1所述的采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述齒輪傳動(dòng)裝置包括一個(gè)與直流電機(jī)輸出軸通過凹凸槽連接的主動(dòng)齒輪軸，主動(dòng)齒輪軸兩端分別與深溝球軸承I和深溝球軸承II連接進(jìn)行定位，并且兩個(gè)軸承均靠軸肩和機(jī)殼實(shí)現(xiàn)定位；主動(dòng)齒輪軸與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪通過平鍵與從動(dòng)軸連接，從動(dòng)齒輪靠軸肩和軸套I實(shí)現(xiàn)軸向定位，從動(dòng)軸兩端對稱安裝有深溝球軸承III和深溝球軸承IV，深溝球軸承III用止動(dòng)螺母I1、軸肩和機(jī)殼來定位，深溝球軸承IV用軸套1、止動(dòng)螺母I和機(jī)殼定位；從動(dòng)軸和傳動(dòng)軸通過凹凸槽相連。
5.如權(quán)利要求1所述的采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述傳動(dòng)軸設(shè)有軸套II，從動(dòng)軸兩端分別安裝在深溝球軸承V和深溝球軸承VI上。
6.如權(quán)利要求1所述的采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，其特征是，所述密封裝置為嵌在機(jī)殼上的密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用釬焊PCBN超硬材料鉆頭的軸向力可控的外科骨鉆，它控制的精確度高，可有效避免對腦組織的損傷鉆體的機(jī)殼內(nèi)設(shè)有直流電機(jī)，直流電機(jī)與智能集成控制系統(tǒng)和直流電源連接，直流電機(jī)的輸出軸與齒輪傳動(dòng)裝置連接，齒輪傳動(dòng)裝置通過傳動(dòng)軸與鉆頭夾頭連接，鉆頭安裝在鉆頭夾頭上；在鉆頭夾頭與傳動(dòng)軸的連接處設(shè)有推力軸承，推力軸承緊貼變形元件，變形元件緊靠在機(jī)殼上，變形元件用彈性元件定位，電阻應(yīng)變片粘貼在變形元件內(nèi)表面，電阻應(yīng)變片還與智能集成控制系統(tǒng)連接，鉆頭夾頭與機(jī)殼間則設(shè)有密封裝置；所述鉆頭包括一個(gè)圓柱基體，圓柱基體設(shè)有麻花鉆尖，在圓柱基體上還設(shè)有螺旋槽，在螺旋槽和鉆頭主后刀面M設(shè)有PCBN超硬材料。
文檔編號A61B17/16GK203089275SQ201320016750
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月12日
發(fā)明者馬宏亮, 李長河 申請人:青島理工大學(xué)