一种电动骨钻的制作方法

1.本发明属于骨科钻骨技术领域，尤其涉及一种电动骨钻。


背景技术：

2.在骨科外固定术、骨科内固定术、神经外科开颅以及关节置换或修复等手术中为了固定植入体、钢板或者扩大手术视野，需要在病患骨处形成孔或腔的界面，因此需要用到骨钻孔刀具。
3.由于病人病患处情况各异，在手术过程中医生往往需要手持电动骨钻进行钻孔，由于骨骼多为弧面因此钻头与骨骼接触后会发生打滑现象无法对准预定钻孔位置，钻孔过程中大多是由医生通过手持电动骨钻进行钻孔，医生的手臂长时间保持一个姿势，造成手臂肌肉疲劳，无法保持一个角度钻孔，并且医生使用的力度不同对于钻孔的进给量也是不同的，因此在钻孔过程中医生手持电钻进行钻孔不能控制钻孔深度和钻孔进给量，在需要将骨骼钻透时，例如在神经外科开颅手术中在对颅骨进行钻孔，不能够精准的控制进给量在将颅骨钻透的一瞬间如果不能快速退出钻头，高速旋转的钻头将会对脑膜造成损伤，影响患者后期的康复。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决现有技术中医生手持骨钻进行骨科钻孔时不能控制钻孔进给量、无法匀速进给钻孔、不能有效控制钻孔深度并且会出现打滑现象的问题，而提出的一种电动骨钻。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种电动骨钻，包括安装架、安装壳体、减速组件、位移组件、骨钻本体，所述减速组件、位移组件设置在所述安装壳体内部，所述骨钻本体可拆安装在所述安装壳体上，所述减速组件对所述骨钻本体的钻头夹的转速进行减速，所述位移组件与所述减速组件之间传动连接，所述位移组件带动所述安装壳体和所述骨钻本体往复移动，所述骨钻本体移动的进给量始终大于所述骨钻本体的后退位移量，且每一个往复移动后骨钻本体的进给量减少，所述安装壳体滑动安装在所述安装架上，所述安装架固定在手术台上或者患者病患处。
7.作为上述技术方案的进一步描述：
8.所述安装壳体包括半壳体和端盖，两个所述半壳体和所述端盖拼装成所述安装壳体，所述端盖侧面与所述安装架的侧面贴合，所述端盖侧面设置有t形滑块，所述安装架的侧面设置有t形滑槽，所述t形滑槽设置在所述安装架的长度方向，所述t形滑块滑动适配在所述t形滑槽内。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述安装架长度方向一端设置有夹持组件，所述夹持组件与安装架之间可拆连接，所述夹持组件用于将所述安装架夹紧固定在患者肢干或者手术台上。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述减速组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一变速齿轮、第二变速齿轮，所述第一锥齿轮转动设置在所述安装壳体内，所述骨钻本体的钻头夹与所述转动套之间通过键槽配合连接，所述安装壳体上还设置有用于夹持骨钻本体的快速夹，快速夹将所述骨钻本体夹持固定，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合传动，所述第二锥齿轮与所述第一变速齿轮同轴固定，所述第二变速齿轮与所述第一变速齿轮啮合传动，所述第二变速齿轮的传动轴为第二传动轴。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述位移组件包括传动机构、转动盘、九根啮合柱、第一槽轮、第二槽轮、进给齿轮、后退齿轮、第一齿条、第二齿条，所述传动机构与所述第二传动轴传动连接，所述传动机构设置在所述转动盘和所述第二传动轴之间，所述传动机构将所述第二传动轴的转速传递给所述转动盘，所述传动机构带动所述转动盘转动并沿所述第二转动轴轴线方向往复移动，九根所述啮合柱垂直设置在所述转动盘的正面，九根所述啮合柱占据所述转动盘五分之二的圆弧，九根所述啮合柱等间距设置，所述第一槽轮与所述第二槽轮关于所述转动盘对称设置，所述第一槽轮与所述第二槽轮设置在所述转动盘的正面方向，九根所述啮合柱依次与所述第一槽轮啮合时不与第二槽轮啮合，九根啮合柱依次与所述第二槽轮啮合时不与第一槽轮啮合，
15.九根啮合柱正视转动盘正面顺时针依次为第一啮合柱、第二啮合柱、第三啮合柱、第四啮合柱、第五啮合柱、第六啮合柱、第七啮合柱、第八啮合柱、第九啮合柱，
16.所述第一槽轮与所述进给齿轮同轴固定，所述第一槽轮位于所述安装壳体内部，所述进给齿轮位于所述安装壳体外部，所述第一槽轮和所述进给齿轮分别位于所述端盖的两侧，所述第一齿条固定设置在所述安装架上，所述进给齿轮与所述第一齿条啮合，所述第二槽轮与所述后退齿轮同轴固定，所述第二槽轮位于所述安装壳体内部，所述后退齿轮位于所述安装壳体外部，所述第二槽轮和所述后退齿轮分别位于所述端盖的两侧，所述后退齿轮与所述第二齿条啮合。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.传动机构包括往复丝杆、丝杆滑块、牵引杆、方杆，所述往复丝杆与所述第二传动轴同轴固定，所述往复丝杆沿其轴向开设有方孔，所述方孔的中心轴线与所述往复丝杆的轴线重合，所述方杆一端滑动适配在所述方孔内，所述方杆另一端与所述转动盘同轴固定，所述丝杆滑块与往复丝杆滑动配合，所述丝杆滑块沿丝杆轴线方向往复滑动，所述转动盘与所述丝杆滑块相对的侧面设置有限位环，两个所述牵引杆关于往复丝杆中心对称，所述牵引杆一端与所述丝杆滑块固定连接，另一端与所述限位环转动连接，牵引杆与限位环相互转动。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述位移组件还包括第三槽轮、以及第十啮合柱、第十一啮合柱、第十二啮合柱，所述第三槽轮与所述第二槽轮同轴设置，所述第三槽轮与所述第二槽轮位于转动盘的两侧，所述第十啮合柱、所述第十一啮合柱、所述第十二啮合柱均垂直设置在所述转动盘的背面，所述第十啮合柱与所述第一啮合柱对应，所述第十一啮合柱与所述第二啮合柱对应，所述第十二啮合柱与所述第三啮合柱对应。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
22.(1)安装架通过夹持组件固定在手术台或者固定在患者肢干上，安装架稳定能够确保安装壳体和骨钻本体在移动的时候更加稳定，尤其是钻头与骨骼之间不会发生打滑，并且在钻孔过程中也能够保持一个直线方向进行钻孔。
23.(2)减速组件将骨钻本体的钻头夹转速进行减速后传递给位移组件，位移组件带动安装壳体以及骨钻本体移动，以此来实现对钻孔位置的有效钻孔进给，通过一个动力源来实现钻孔以及稳定的进给，钻孔时更加稳定并且医护人员根据钻孔时间便可确定钻孔深度。
24.(3)位移组件能够将第二传动轴的同一方向的转动，通过转动盘上的啮合柱与第一槽轮、第二槽轮之间的啮合，能够带动安装壳体以及骨钻本体沿着安装架往复运动，在骨钻本体进行往复运动的时候，钻头也沿着钻孔往复运动，因此钻孔时钻头尖不始终与骨骼直接接触能够减少热量的持续产生，能够降低钻孔的摩擦热量，同时钻头的往复运动也能够及时带出骨屑，便于及时进行冲洗处理。
25.(4)丝杆滑块和牵引杆带动转动盘沿着往复丝杆移动，转动盘转动的同时也移动，使得转动盘每转一圈啮合柱与第一槽轮啮合的数量将减少一个，因此每转动一圈后骨钻本体的进给位移将减少，同理后退的位移也减少，进给位移量逐渐减少，在钻孔完成前医护人员能够有充足的时间进行反应，及时调整关闭骨钻，避免钻头穿透骨骼后对骨膜以及软组织造成损伤。
附图说明
26.图1为本发明的立体结构示意图；
27.图2为本发明隐藏一个半壳体的立体结构示意图；
28.图3为本发明的安装壳体的爆炸结构示意图；
29.图4为本发明安装架结构示意图；
30.图5为本发明安装壳体与骨钻本体安装位置关系图；
31.图6为本发明实施例2位移组件结构初始状态示意图；
32.图7为本发明实施例2位移组件结构初始状态示意图另一角度示意图；
33.图8为本发明实施例2转动盘转动一圈后位移组件结构示意图；
34.图9为本发明实施例2转动盘转动两圈后位移组件结构示意图。
35.附图标记具体说明：1、安装架；2、第一安置槽；3、第二安置槽；4、安装壳体；5、半壳体；6、端盖；7、t形滑块；8、t形滑槽；9、骨钻本体；10、位移组件；11、夹持组件；12、支撑柱；13、夹紧部；14、随形夹；15、连接杆；16、减速组件；17、第一锥齿轮；18、第二锥齿轮；19、第一变速齿轮；20、第二变速齿轮；21、第二传动轴；22、传动机构；23、转动盘；24、第一槽轮；25、第二槽轮；26、进给齿轮；27、后退齿轮；28、第一齿条；29、第二齿条；30、往复丝杆；31、丝杆滑块；32、牵引杆；33、方杆；34、滑轨；35、限位环；36、第一啮合柱；37、第二啮合柱；38、第三啮合柱；39、第九啮合柱；40、第十啮合柱；41、第十一啮合柱；42、第十二啮合柱；43、第三槽轮。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.以下结合附图1-9对本技术作进一步详细说明。
38.本技术实施列公开一种电动骨钻。
39.实施例1
40.参照图1和图2,一种电动骨钻，包括安装架1、安装壳体4、骨钻本体9、减速组件16、位移组件10，安装壳体4整体滑动设置在安装架1长度方向的一侧，安装壳体4包括半壳体5和端盖6，两个半壳体5和端盖6拼装成整个安装壳体4，端盖6的外侧面与安装架1的侧面贴合，端盖6的外侧面设置有t形滑块7，对应的安装架1的侧面设置有沿其长度方向的t形滑槽8，t形滑块7滑动适配在t形滑槽8内，减速组件16、位移组件10均设置在安装壳体4内部，骨钻本体9可拆安装在减速组件16上，减速组件16将骨钻本体9的输出转速进行减速后传递给位移组件10，位移组件10带动骨钻本体9和安装壳体4沿t形滑槽8往复移动。
41.参照图1，安装架1长度方向一端设置有夹持组件11，夹持组件11与安装架1之间可拆连接，在本实施例中，夹持组件11与安装架1之间连接方式为球铰接，夹持组件11支撑安装架1，将安装架1固定在患者患处或者固定在手术台上，夹持组件11包括支撑柱12、两组夹紧部13，两组夹紧部13对称设置，夹紧部13包括两个随形夹14、连接杆15，沿支撑柱12长度方向开设有矩形通孔，矩形通孔的一侧设置有连接杆15，连接杆15一端设置有固定螺栓，固定螺栓穿过矩形通孔，使用螺母固定，连接杆15垂直支撑柱12，连接杆15上设置有两个随形夹14，两个随形夹14沿连接杆15长度方向设置，两组夹紧部13夹紧固定在患者肢干或者手术台上。
42.参照图2和图6，减速组件16包括第一锥齿轮17、第二锥齿轮18、第一变速齿轮19、第二变速齿轮20，第一锥齿轮17转动设置在安装壳体4内，骨钻本体9的钻头夹与第一锥齿轮17之间通过键槽配合连接，钻头夹与第一锥齿轮17同轴转动，安装壳体4上开设有供钻头夹穿设的圆形孔，钻头夹设置的圆形孔内。安装壳体4上还设置有用于夹持骨钻本体9的快速夹，快速夹将骨钻本体9夹持固定，快速夹与半壳体5焊接或者粘接在一起。第一锥齿轮17与第二锥齿轮18啮合传动，第一变速齿轮19与第二锥齿轮18同轴固定，第二变速齿轮20与第一变速齿轮19啮合传动，第二变速齿轮20的转动轴为第二传动轴21，第二传动轴21转动对位移组件10提供动力。
43.位移组件10包括传动机构22、转动盘23、啮合柱、第一槽轮24、第二槽轮25、进给齿轮26、后退齿轮27、第一齿条28、第二齿条29，在本实施例中啮合柱有九根，九根啮合柱垂直设置在转动盘23的正面，九根啮合柱等间距分布在转动盘23的边缘，九根啮合柱占据转动盘23五分之二的圆弧，九根啮合柱依次为第一啮合柱36、第二啮合柱37、第三啮合柱38、第四啮合柱、第五啮合柱、第六啮合柱、第七啮合柱、第八啮合柱、第九啮合柱39，传动机构22将第二传动轴21的转速传递给转动盘23。
44.九根啮合柱依次与第一槽轮24啮合时不与第二槽轮25啮合，九根啮合柱依次与第二槽轮25啮合时不与第一槽轮24啮合，第一槽轮24与进给齿轮26同轴固定，第一槽轮24位于安装壳体4内部，进给齿轮26位于安装壳体4外部，第一槽轮24和进给齿轮26分别位于端盖6的两侧，第一齿条28固定设置在安装架1上，安装架1与端盖6贴合的侧面开设有第一安
置槽2，第一齿条28固定在第一安置槽2内，进给齿轮26位于第一安置槽2内，进给齿轮26与第一齿条28啮合，进给齿轮26转动时，进给齿轮26在第一安置槽2内移动；第二槽轮25与后退齿轮27同轴固定，第二槽轮25位于安装壳体4内部，后退齿轮27位于安装壳体4外部，第二槽轮25和后退齿轮27分别位于端盖6的两侧，安装架1与端盖6贴合的侧面开还设有第二安置槽3，第二齿条29固定在第二安置槽3内，后退齿轮27位于第二安置槽3内，后退齿轮27与第二齿条29啮合，后退齿轮27转动时，后退齿轮27在第二安置槽3内上下移动。
45.传动机构22包括往复丝杆30、丝杆滑块31、牵引杆32、方杆33，往复丝杆30与第二传动轴21同轴固定，往复丝杆30沿其轴向开设有方孔，方孔的中心轴线与往复丝杆30的轴线重合，方杆33一端滑动适配在方孔内，方杆33另一端与转动盘23同轴固定，往复丝杆30带动转动盘23转动，丝杆滑块31沿丝杆轴线方向往复滑动，丝杆滑块31长度方向的两端设置有滑轨34，滑轨34固定在安装壳体4上，丝杆滑块31在滑轨34内往复滑动，转动盘23的正面设置有限位环35，限位环35的截面为l型，两个牵引杆32关于往复丝杆30中心对称，牵引杆32整体呈l型，牵引杆32一端与丝杆滑块31固定连接，另一端与限位环35通过l型部分卡接，牵引杆32与限位环35相互转动，牵引杆32与限位环35之间不发生相对位移。工作过程中，丝杆滑块31沿往复丝杆30往复滑动，牵引杆32与转动盘23保持转动的同时带动转动盘23沿方杆33轴线往复移动，方杆33在方孔内往复移动。
46.第一啮合柱36的长度为一个单位长度(规定一个单位长度为槽轮厚度)，第二啮合柱37的长度为两个单位长度，第三啮合柱38的长度为三个单位长度，第四啮合柱、第五啮合柱、第六啮合柱、第七啮合柱、第八啮合柱、第九啮合柱39的长度均为四个单位长度，第一槽轮24、第二槽轮25位于转动盘23正面方向，第一槽轮24与第二槽轮25设置在同一平面内，第一槽轮24与第二槽轮25尺寸规格大小相等。
47.参照图6和图7，初始状态时丝杆滑块31位于往复丝杠靠近第二变速齿轮20的一端，此时第一啮合柱36与第二槽轮25脱离啮合，第九啮合柱39与第一槽轮24即将进入啮合，启动骨钻本体9，正视转动盘23正面方向，钻头夹顺时针转动，经过减速组件16传动，往复丝杠顺时针转动后带动转动盘23顺时针转动，此时第一槽轮24依次与第九啮合柱39、第八啮合柱、第七啮合柱、第六啮合柱、第五啮合柱、第四啮合柱、第三啮合柱38、第二啮合柱37、第一啮合柱36依次啮合传动，带动第一槽轮24逆时针转动，第一槽轮24逆时针转动带动进给齿轮26逆时针转动，进给齿轮26与第一齿条28啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1移动，移动方向为钻孔进给方向。参照图8，第一啮合柱36与第一槽轮24脱离啮合后，第九啮合柱39即将与第二槽轮25进入啮合，随后第九啮合柱39、第八啮合柱、第七啮合柱、第六啮合柱、第五啮合柱、第四啮合柱、第三啮合柱38、第二啮合柱37依次与第二槽轮25啮合，带动第二槽轮25逆时针转动，后退齿轮27逆时针转动，后退齿轮27与第二齿条29啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1移动，移动方向为钻孔后退方向。转动盘23每转动一圈，位移组件10带动安装壳体4、骨钻本体9进给一定的位移后再后退一定的位移，其中进给齿轮26的齿数多与后退齿轮27齿数，因此转动盘23每转动一圈骨钻本体9钻孔的位移均大于骨钻本体9后退的位移。
48.下面详细说明转动一圈后啮合柱与第一槽轮24啮合数量相比与第二槽轮25啮合数量多一个的原因。初始状态，第一槽轮24和第二槽轮25与转动盘23正面之间间隔有间隙，往复丝杆30每转动一圈，丝杆滑块31沿往复丝杆30滑移一个单位长度的距离，移动方向朝
向转动盘23，转动盘23也移动一个单位长度的距离，因此上述转动盘23和往复丝杆30第一圈转动过程中，第一啮合柱36与第一槽轮24脱离啮合后，随后第九啮合柱39、第八啮合柱、第七啮合柱、第六啮合柱、第五啮合柱、第四啮合柱、第三啮合柱38、第二啮合柱37依次依次与第二槽轮25啮合，由于初始状态第一槽轮24和第二槽轮25与转动盘23之间有间隙，因此在转动盘23未移动一个单位长度距离的情况下，第一啮合柱36已经不与第二槽轮25啮合。在此过程中，第一槽轮24与九根啮合柱依次啮合，第一槽轮24逆时针转动带动进给齿轮26逆时针转动，进给齿轮26与第一齿条28啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1进给移动，然后第二槽轮25与八根啮合柱依次啮合，第二槽轮25逆时针转动，后退齿轮27逆时针转动，后退齿轮27与第二齿条29啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1后退移动，使得骨钻本体9完成第一圈往复动作。
49.再次进入第二圈转动时，第一槽轮24依次与第九啮合柱39、第八啮合柱、第七啮合柱、第六啮合柱、第五啮合柱、第四啮合柱、第三啮合柱38、第二啮合柱37啮合，带动第一槽轮24逆时针转动，第一槽轮24逆时针转动带动进给齿轮26逆时针转动，进给齿轮26与第一齿条28啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1移动，移动方向为钻孔方向。参照图9，随即第二啮合柱37与第一槽轮24脱离啮合后，随着转动盘23的继续转动，第九啮合柱39、第八啮合柱、第七啮合柱、第六啮合柱、第五啮合柱、第四啮合柱、第三啮合柱38依次与第二槽轮25啮合，带动第二槽轮25逆时针转动，后退齿轮27逆时针转动，后退齿轮27与第二齿条29啮合带动安装壳体4和骨钻本体9沿安装架1移动，移动方向与钻孔进给方向相反。上述第二圈运动与第一圈的运动区别在于第一槽轮24与数量减少的啮合柱进行啮合，因此钻孔进给的位移距离在逐渐减少。
50.实施例1的实施原理为：将安装架1固定在患者需要钻孔的身体部位或者固定在手术台上后，使用套筒引导器确定钻孔位置，调节安装架1使骨钻本体9的钻头，确保钻头对准套筒引导器的位置并将钻头穿过套筒引导器，然后固定住安装架1，并确定骨钻本体9已经牢牢固定在安装架1上，启动骨钻本体9的开关，钻头顺时针转动进行钻孔，钻孔过程中，骨钻本体9和安装壳体4在减速组件16和位移组件10的传动作用下沿着钻孔方向作往复运动，在运动过程中，每一轮往复运动中沿着进给方向的位移量均大于后退的位移量，因此钻头整体呈现正向进给的状态，以此完成对骨骼的有效钻孔，并且进给位移量是逐渐减少，根据预设定的钻孔深度使得完成钻孔前钻头进给量少，以便方便医护人员快速反应及时关闭骨钻。
51.实施例2
52.在实施例1中，每转动一圈由于转动盘23的移动带动啮合柱移动，因此第一槽轮24和第二槽轮25均会与数量减少的啮合柱进行啮合，初始状态下第一槽轮24脱离啮合后随即第二槽轮25进入啮合，随着每圈的转动，第二槽轮25脱离啮合后，第一槽轮24需要要间隔一定的时间才会进入啮合，不能连续进行啮合，钻头后退之后，在重力的作用下，钻头会直接冲击骨头。
53.参照图7和图8，区别于实施例1的位移组件10，实施例2的位移组件10在基础上还包括第三槽轮43、以及第十啮合柱40、第十一啮合柱41、第十二啮合柱42，第三槽轮43与第二槽轮25同轴设置，第三槽轮43与第二槽轮25位于转动盘23的两侧，第十啮合柱40、第十一啮合柱41、第十二啮合柱42均垂直转动盘23设置，第十啮合柱40、第十一啮合柱41、第十二
啮合柱42设置在转动盘23的背面，第十啮合柱40与第一啮合柱36相对，第十啮合柱40长度为三个单位长度，第十一啮合柱41与第二啮合柱37相对，第十一啮合柱41长度为二个单位长度，第十二啮合柱42与第三啮合柱38相对，第十啮合柱40长度为一个单位长度。
54.实施例2的实施原理为：在进行钻孔的过程中，第二转动轴每转动一圈，带动转动盘23转动一圈，往复丝杆30转动一周，丝杆滑块31推动转动盘23移动一个单位的距离，转动盘23转动的过程中，当第二槽轮25不与第一啮合柱36啮合时，第三槽轮43与第十啮合柱40啮合，当第二槽轮25依次不与第二啮合柱37、第一啮合柱36啮合时，第三槽轮43依次与第十一啮合柱41、第十啮合柱40啮合，当第二槽轮25依次不与第三啮合柱38、第二啮合柱37、第一啮合柱36啮合时，第三槽轮43依次与第十二啮合柱42、第十一啮合柱41、第十啮合柱40啮合。安装壳体4以及骨钻本体9在移动过程中，确保第九啮合柱39在与第一槽轮24啮合前，安装壳体4以及骨钻本体9始终处于后退状态，不会出现钻头冲击骨骼的情况。
55.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。