一种骨科外固定支架一键锁紧式固定器的制作方法

本实用新型属于应用治疗骨折、矫治骨与关节畸形和肢体组织延长的技术领域，特别涉及一种骨科外固定支架一键锁紧式固定器。

背景技术：

骨科外固定是治疗骨折的一种方法，其特点是通过在骨折的近心和远心骨段经皮穿放钢针（pins），再用连接杆端彼此连接起来，构成一个新的空间力学稳定体系，以固定骨折。

现代骨科外固定概念是指根据应力刺激组织再生与重建理论，在微创原则下，应用体外固定调节装置经皮骨穿针与骨构成的复合系统，治疗骨折、矫治骨与关节畸形和肢体组织延长的技术，简称骨科外固定（external skeletal fixation, ESF），用于骨外固定技术的机械装置成为骨科外固定支架（external fixation, EF）。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种骨科外固定支架一键锁紧式固定器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的一种技术方案至少包括四个独立固定单元、两个双向固定单元和三根连接杆；其中，两个独立固定单元为一组，配合一根连接杆，固定于一个断骨之上；剩余的两个独立固定单元为另一组，配合与另一根连接杆，固定于另一块断骨之上；一个双向固定单元分别与已经组合固定好的一根连接杆、再一根连接杆连接；另一个双向固定单元分别与已经组合固定好的另一根连接杆、再一根连接杆连接。

所述的独立固定单元包括压力把手、夹块、骨针、销轴、碟簧、中心轴和锁针夹块；其中夹块含有大小不一、相互垂直的两个通孔，一个通孔用来穿中心轴，另一个通孔是用来容纳连接杆，夹块中部设有内侧槽口，外部的一侧设有齿槽，外部的另一侧设有凹槽，所述的碟簧放置在夹块的凹槽内。

所述的压力把手一端是由通孔穿过销轴连接在中心轴上，完成绕销轴的旋转，同时旋转的边缘是一个凸轮结构，可以产生轴向的位移，另外一端的平直造型减小了体积及重量，同时也有一个骨针卡槽，该槽的大小与骨针的顶端结构相配合，用来防止骨针的转动。

所述的中心轴两头段各有一个通孔，两通孔大小不一，方向相互垂直；一端的通孔是销轴孔；通过安装定位销轴，连接压力把手的销轴孔；另一端的通孔是骨针孔，用于穿骨针。

所述的锁针夹块带有骨针限位槽，使骨针夹紧时不旋转，另一侧具有与夹块相配的齿槽。

本实用新型的另一种技术方案至少包括四个独立固定单元、两个双向固定单元和三根连接杆；其中，两个独立固定单元为一组，配合一根连接杆，固定于一个断骨之上；剩余的两个独立固定单元为另一组，配合与另一根连接杆，固定于另一块断骨之上；一个双向固定单元分别与已经组合固定好的一根连接杆、再一根连接杆连接；另一个双向固定单元分别与已经组合固定好的另一根连接杆、再一根连接杆连接。

所述的双向固定单元包括压力把手、夹块、销轴、碟簧和中心轴；其中夹块有两个，每个夹块含有大小不一、相互垂直的两个通孔，一个通孔用来穿中心轴，另一个通孔是用来容纳连接杆，夹块中部设有内侧槽口，其中一个夹块的外部的一侧设有齿槽，外部的另一侧设有凹槽，另一个夹块的一侧设有齿槽，外部的另一侧设有圆槽，所述的碟簧放置在夹块的凹槽内。

所述的压力把手一端是由通孔穿过销轴连接在中心轴上，完成绕销轴的旋转，同时旋转的边缘是一个凸轮结构，可以产生轴向的位移，另外一端的平直造型减小了体积及重量。

本实用新型具有的有益效果是：本实用新型在原基础上缩小了体型，由于该实用新型使用在骨外固定领域，体型越小，重量越轻，则病患的负重越小，有利于病患术后恢复。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2a是独立固定单元的立体示意图。

图2b是独立固定单元的剖视图。

图2c是图2b的局部放大图。

图3是夹块的结构示意图。

图4是压力把手的结构示意图。

图5是中心轴的结构示意图。

图6是锁针夹块的结构示意图。

图7a是碟簧的结构示意图。

图7b是图7a的A-A向视图。

图8a是双向固定单元的结构示意图。

图8b是双向固定单元的剖视图。

图9是锁杆夹块的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的主要构思：常规骨科外固定支架是通过螺丝拧紧的方式固定，操作繁琐，不安全，使用过程中会增加患者痛苦。本实用新型改变了原有的锁紧方式，采用凸轮、骨针卡槽等机械设计，达到一键锁死的功能，简化了操作流程，缩短手术时间，使用安全，最大限度减少患者痛苦，提高手术效率。

具体是采用以下设计方案实现的：通过旋转压力把手，使把手端凸轮旋转，推动锁紧夹具，夹紧连接杆和骨针，此时凸轮中心到锁紧夹具接触面半径R，不断加大，当R最大时，受力最大，连接杆和骨针最紧，之后继续旋转，R值减少到适宜数值，此时由于过R最大值，把手难以打开，且压力把手上的骨针卡槽卡住骨针，防止其位移，整体部件完成夹紧。当没有骨针活扳时，也可以利用压力把手上的骨针卡槽代替骨针活扳使用。整个过程只通过旋转压力把手完成，一键锁紧，安全快捷。

并且，在旧型的锁扣式外固定支架上，增加了碟簧部件，夹紧方式从原有部件挤压夹紧改变为碟簧受力回弹夹紧，将受力变形位置从部件转移到碟簧，解决了部件因持续受力造成的不可逆变形而导致的部件失效的问题。由于原有的夹紧方式使得在实际生产中，每个部件的加工精度必须很高，但在增加碟簧之后，使得原有部件的加工要求及精度要求大大减小，降低了实际生产的成本，使之可以大批量生产。

基于上述构思，本实用新型的一种实施例为：

本实施将骨科外固定支架一键锁紧式固定器设计成由独立固定单元，连接杆，骨针，双向固定单元构成。其结构如下图1所示，在完整的骨骼治疗中，一套外固定架中至少包括四个独立固定单元2、3、13、15、两个双向固定单元4、12、三个连接杆1、5、14及四根骨针6、7、8、9。其中，在四个独立固定单元其中的两个独立固定单元为一组，配合两根骨针与一个连接杆，固定于一个断骨10之上，同时，剩余的另外两个独立固定单元则配合剩余的两根骨针及一个连接杆，固定于另一个断骨11之上，形成两个相同的结构，将断骨与一键锁紧式外固定支架组合在一起，然后，通过调整两个双向固定单元，和最后一根连接杆的位置，使整个结构锁紧固定彼此，完成通过一键锁紧式外架对断骨在人体外的的锁紧固定，以达到骨骼治疗的效果。

如图2a、图2b和图2c所示，一个完整的独立固定单元由骨骼治疗使用的压力把手16， 夹块17，骨针18，销轴19，碟簧20，连接杆21，中心轴22和锁针夹块23组成。其中夹块17是一个较为重要的零部件，如图3所示，其自身含有大小不一、相互垂直的两个通孔，一个通孔是用来装配中心轴22，装配后可顺延中心轴22的轴向做一定范围内的移动，同时也可以绕中心轴22做任意角度的转动。另一个通孔是用来容纳连接杆21，夹块 17中部设有内侧槽口，这样的目的也是为了更加容易增加其形变量，当压力把手下压，凸轮结构产生横向应力，部件之间间隙减小，碟簧受力压缩，并产生回弹力，持续给与夹块一个夹紧力，以此锁紧连接杆21，已达到固定的目的。其结构有一侧具有齿槽，可以在夹紧时，使锁针夹块23与夹块17不发生位移。本实施例修改了内侧槽型，使得夹块17同时上半部分具有一定刚性，下半部分具有弹性。使其在受力的情况下，即能保证夹紧连接杆，又能保证不会因持续受力发生不可逆的形变。

另一个重要的部件是压力把手16，其结构如图四所示：本实施例在原有的基础上，从将把手的圆弧型转化为平直型，减小了体积及重量，使之更具有实用性。该把手一端是由通孔穿过销轴19连接在中心轴上，完成绕销轴19的旋转，同时旋转的边缘是一个凸轮结构，可以产生轴向的位移，另外一端为平直型，同时也有一个开口槽即骨针卡槽，该槽的大小与骨针18的顶端的方形结构相配合，可以用来防止骨针的转动。

一个基体零件是中心轴22，其是一个圆柱形结构，用于连接其他零件。具体结构如图5所示，在其两段各有一个通孔，两通孔大小不一，方向相互垂直。一端的通孔是销轴孔。其作用是安装定位销轴19，用于连接压力把手16的销轴孔。另一端的通孔是骨针孔，用于穿通骨针18，对骨针18有定位和压紧的作用。

锁针夹块23如图6所示：其结构有骨针18限位槽，使骨针18夹紧时不旋转，另一侧具有齿槽，可以在夹紧时，使锁针夹块23与夹块17不发生位移。

如图7a和图7b所示，本实施例在原有基础上，增加了碟簧20部件，碟簧20放置在夹块的凹槽内，压力把手下压的受力位置从夹块转化为碟簧，夹紧部件的应力从夹块等部件的受力变形产生反弹力，转为碟簧受力产生的回弹力，以此改变了原有的锁紧方式。

独立固定单元的整体工作原理如下：

首先，压力把手、中心轴通过销轴是连接为一个整体部件，可通过销轴进行旋转，然后，把连接杆装入夹块中，将其滑入中心轴中，同时把骨针穿入中心轴的一端的骨针定位孔中，完整独立固定单元的组装。

接下来通过不断的转动压力把手，由于其有凸轮曲面的结构，会不断的靠近夹块，当其接触到夹块后，推动夹块一起移动，逐渐的靠近骨针，当接触到骨针后，由于中心轴上骨针定位孔的缘故，骨针会被定位而压紧固定，同时骨针所受的压紧力的反作用力使得锁紧夹具产生形变，压紧连接杆。在整个转动过程中，压力把手，不断的转动，然后把手上的骨针槽不断的靠近骨针，最终接触到骨针锁定骨针的旋转运动。完成整体的固定工作。

本实用新型的另一种实施例为：其双向固定单元的结构如图8a和图8b所示，双向固定单元是由长压紧把手24，长夹块25，锁杆夹块26，长中心轴27，长连接杆28，长连接杆29，长碟簧30，长销轴31组成。其中，长夹块25及锁杆夹块26配合两根连接杆，装入长中心轴27。长压紧把手24通过长销轴31连接在长中心轴上。

同样的,锁杆夹块的结构如图9所示，锁杆夹块结构与独立固定单元中的夹块结构类似，也是用于夹紧连接杆，有圆槽以配合长中心轴装配，使得双向独立单元具有夹持两个连接杆的能力。

其他零部件的结构长压紧把手、长夹块及长碟簧等与前面所述的独立固定单元结构相似，在此不再重复叙述。

其工作原理，在使用之前，长夹块及锁杆夹块2已经装入长中心轴中，长压紧把手，长碟簧以及长销轴已经装配好，使用时，只需在需要的地方装入两根连接杆就可以了。装入连接杆后，通过相对旋转调整好角度，转动长压紧把手，在其凸轮曲面的作用下，下压碟簧，产生一个持续的回弹力，推动这个长夹块及锁杆夹块向长中心轴一端的凸台靠近，接触凸台后，将继续转动则会挤压长夹块及锁杆夹块，使其产生形变去压紧连接杆，已达到固定的目的。锁紧原理与独立固定单元的的原理相同，在此不再重复叙述。

综上，本实用新型最大特点在于具有一键锁死，快速锁定功能。能在实际使用操作中更加容易、更加快速、更加安全等，适用于长管状骨、盆骨和腿部创伤病人的骨伤治疗。