一种骨科手术专用骨科锯的制作方法

本发明涉及骨科手术领域，具体为一种骨科手术专用骨科锯。

背景技术

手术是骨科中主要的治疗手段，而骨锯是骨科手术中常用的医疗器械。现有骨锯的锯条只有一侧有锯齿，手术时医生用手来回拉动锯条进行锯骨，费时费力，劳动强度大，锯骨时间较长，不仅给使用带来不便，且会增加患者的痛苦。

临床上，为了确保手术顺利进行和手术成功，必须制定手术方案，并选择相关的手术器械，在手术前应对整个手术过程所需的器械进行妥善准备。对于骨科手术，由于伤情复杂多样，需要做以不同方式进行混合手术处理，所以需要准备大量不同的手术器械。现有骨科手术技术中，在做切割分离软组织手术时需要用到手术刀、骨锯，现有的手术刀、骨锯功能都比较单一，医务人员先用手术刀切割分离软组织，然后再更换骨锯，用锯切割分离骨组织，需要分别拿放，其手术操作方法十分麻烦，给医务人员增加了工作量，同时给患者带来更多的疼痛，使用效果不好。

医疗器械中的直柄式多功能电动骨锯、骨钻由控制箱、电动主机及各种机头(如钻机头、往复锯机头、摆锯机头等)组成，用于各种骨科手术中的切割及钻孔，但是现有的骨科手术专用骨科锯还存在以下不足之处：

例如，申请号为201520263524.x，专利名称为一种骨科专用手术刀的实用新型专利：

其反光罩反射灯光即可，避免产生阴影，减轻了医务人员的工作难度，在进行骨科手术时既能组织分离又能骨组织锯切还能刮除病变组织，减轻了医务人员的工作难度；同时，方便定位，结构简单，使用方便。

但是，现有的骨科手术专用骨科锯存在以下缺陷：

(1)现有的骨科手术专用骨科锯，在电锯锯片的使用端定位精度不满足现代微创手术的要求，电锯部位定位有待提高；

(2)现有的骨科手术专用骨科锯，采用的控制系统结构复杂，对于电锯的转速方面控制相对落后，振动幅度较大，容易在电锯部位产生较大创伤。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种骨科手术专用骨科锯，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种骨科手术专用骨科锯，包括绝缘手柄、固定件、减速装置和零位定位装置，所述绝缘手柄的两侧外壳之间卡接形成控制腔室，所述绝缘手柄的下部卡接有固定件，所述绝缘手柄的上部固定安装有减速装置，所述减速装置的轴向端连接主动轴，所述主动轴的轴向端轴向连接有零位定位装置，所述零位定位装置的表面上设置有霍尔限位开关，所述零位定位装置的左端通过电机编码组件轴向连接有电锯锯片。

进一步地，所述固定件通过螺栓组件与绝缘手柄相连接，所述固定件的两个箍板之间形成卡固腔室，所述卡固腔室的内部设置有电机壳体，所述固定件的下部设置有凹型卡接件，所述凹型卡接件的内部通过卡孔与控制腔室形成装配结构，所述凹型卡接件右侧面上还通过连接件连接有箍紧件，所述箍紧件设置在绝缘手柄的内壁上，所述箍紧件的另一端连接有手动控制卡控制端，所述手动控制卡固定安装在绝缘手柄的左侧内壁上。

进一步地，所述减速装置包括装置外壳和主动齿轮，所述装置外壳的右侧面上等间距设置有多个压盖，所述压盖的内壁上通过主动转轴滑动轴向连接有主动齿轮，所述主动转轴的左端连接有轴承，所述轴承的左侧面上通过密封圈连接在装置外壳内壁上，所述装置外壳的左侧面上还通过法兰座卡接有电动机，所述法兰座固定安装在装置外壳的外表面上。

进一步地，所述主动齿轮的轴向端连接有中间大齿轮，所述中间大齿轮的水平轴向端通过转轴轴向连接有中间小齿轮，所述中间小齿轮的输出端轴向连接有从动齿轮。

进一步地，所述从动齿轮的轴向端垂直连接有输出轴，所述输出轴的右端通过压套贯穿连接在压盖的内壁上，所述输出轴的输出端通过联轴器与主动轴相连接，所述输出轴的左端穿过装置外壳连接有电动制动器磁轭，所述电动制动器磁轭通过螺钉固定安装在装置外壳的左侧表面上，所述电动制动器磁轭的两侧面上均设置有衔铁。

进一步地，所述零位定位装置包括限位保护装置、固定连杆和霍尔零位开关，所述霍尔零位开关固定安装在固定连杆的上表面，所述固定连杆的轴向端通过联轴器与电机编码组件轴向连接，所述电机编码组件的轴向端还连接有运动连杆，所述运动连杆的轴向端与电锯锯片轴向连接，所述运动连杆的外表面上还设置有限位保护装置。

进一步地，所述限位保护装置包括驱动轴和超越离合器，所述驱动轴的轴向端与运动连杆内壁垂直连接，所述驱动轴的下部轴向连接有超越离合器，所述超越离合器的两端通过扶手环固定安装在运动连杆的外壁上，所述扶手环的下端通过调节螺钉固定安装有安装座，所述安装座的下部设置有摇臂，所述摇臂与运动连杆之间垂直设置，所述超越离合器的内部还轴向连接有中心转动轴，所述中心转动轴的下部与摇臂固定连接。

进一步地，所述霍尔限位开关包括霍尔正限位开关和霍尔负限位开关，所述霍尔正限位开关和霍尔负限位开关在零位定位装置的表面呈轴向对称形式安装，所述零位定位装置的表面还设置有接插件。

进一步地，所述霍尔正限位开关、霍尔负限位开关、霍尔零位开关以及接插件之间组成霍尔盘，所述霍尔盘的整体驱动端与电机编码组件相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的骨科手术专用骨科锯，配置有零位定位装置和减速装置，采集基于霍尔开关的定位系统，使得定位误差较小，定位准确稳定，给整个控制系统提供了准确的运动基准位置，从而保证了整个电锯锯片位置的定位精度；

(2)本发明的骨科手术专用骨科锯，利用限位保护装置限制装置零部件的下垂，减少了手术的副损伤，避免了电锯在使用过程中产生创伤，使得截骨面产生生理性应力的刺激加速截骨面愈合，大大缩短了愈合时间和住院时间，为患者减少了痛苦和经济负担。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的固定件结构示意图；

图3为本发明的减速装置结构示意图；

图4为本发明的零位定位装置结构示意图；

图5为本发明的限位保护装置结构示意图；

图6为本发明的霍尔盘结构示意图。

图中标号

1-绝缘手柄；2-固定件；3-减速装置；4-主动轴；5-零位定位装置；6-电机编码组件；7-电锯锯片；8-霍尔限位开关；9-手动控制卡；10-控制腔室；

201-卡固腔室；202-电机壳体；203-凹型卡接件；204-卡孔；205-连接件；206-箍紧件；

301-装置外壳；302-压盖；303-主动转轴；304-主动齿轮；305-轴承；306-密封圈；307-法兰座；308-中间大齿轮；309-中间小齿轮；310-从动齿轮；311-输出轴；312-压套；313-电动制动器磁轭；314-衔铁；315-电动机；

501-固定连杆；502-霍尔零位开关；503-运动连杆；504-限位保护装置；505-驱动轴；506-超越离合器；507-扶手环；508-安装座；509-中心转动轴；510-摇臂；

801-霍尔正限位开关；802-霍尔负限位开关；803-接插件；804-霍尔盘。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明提供了一种骨科手术专用骨科锯，包括绝缘手柄1、固定件2、减速装置3和零位定位装置5，所述绝缘手柄1的两侧外壳之间卡接形成控制腔室10，所述绝缘手柄1的下部卡接有固定件2，所述绝缘手柄1的上部固定安装有减速装置3，所述减速装置3的轴向端连接主动轴4，所述主动轴4的轴向端轴向连接有零位定位装置5，所述零位定位装置5的表面上设置有霍尔限位开关8，所述零位定位装置5的左端通过电机编码组件6轴向连接有电锯锯片7。

本实施例中，电机编码组件6主要是由增量编码器和控制器相配合实现对电机的编码控制，其中控制器通过霍尔开关和增量编码器的反馈信号来确定零位定位装置5内部器件的运动和位置，其中电机编码组件6中的电机主要用来驱动运动连杆503，实现运动连杆503的转动。

本实施例中，利用控制腔室10放置控制设备，通过控制设备实现对减速装置3、零点定位装置5以及电机编码组件6的控制。

所述固定件2通过螺栓组件与绝缘手柄1相连接，所述固定件2的两个箍板之间形成卡固腔室201，所述卡固腔室201的内部设置有电机壳体202，所述固定件2的下部设置有凹型卡接件203，所述凹型卡接件203的内部通过卡孔204与控制腔室201形成装配结构，所述凹型卡接件203右侧面上还通过连接件205连接有箍紧件206，所述箍紧件206设置在绝缘手柄1的内壁上，所述箍紧件206的另一端连接有手动控制卡9控制端，所述手动控制卡9固定安装在绝缘手柄1的左侧内壁上。

本实施例中，固定件2为采用金属制作的抱箍，通过螺栓组件连接，两个箍板之间形成卡固腔室201，整个装置本体即为电锯的电机部分，电机壳体卡设于卡固腔室201内，进而可以形成稳定的装配结构。

本实施例中，固定件2设有凹型卡接件203和锁紧件，凹型卡接件203设有卡孔204和第一装配孔，连接件205设有卡孔204和锁紧件，装配端卡设于卡孔204内，连接件205的装配端设有与第一装配孔位置相对应的第二装配孔，连接件205的装配端卡设于卡孔204内，锁紧件穿设于第一装配孔和所述第二装配孔，通过装配端与连接件205的箍紧件206可靠卡接，不仅可以确保绝缘手柄1与固定件2的连接牢固，以上装配方式操作简单，装拆方便，省时省力，可以大大提高工作效率。本实施例中，卡固腔室201内部踩踏无刷直流电机作为驱动装置，该无刷直流电机带有三相霍尔位置传感器，产生脉冲信号输入控制腔室10放置的控制设备进行定时器处理，产生上下边沿中断，在中断程序中读取位置信号，并且可以通过检测霍尔位置传感器的脉冲数来计算电机转速，控制设备通过控制pwm的占空比来控制电枢电压，实现对电动机调速控。

本实施例中，控制腔室10内部的控制设备采用plc控制器实现，利用plc控制器的控制端控制减速装置3内部的电动机315实现速度控制，并且plc控制器的控制信号控制霍尔零位开关502，从而实现精准定位，利用c语言编程设计控制电机编码组件6，实现电机的控制。所述减速装置3包括装置外壳301和主动齿轮304，所述装置外壳301的右侧面上等间距设置有多个压盖302，所述压盖302的内壁上通过主动转轴303滑动轴向连接有主动齿轮304，所述主动转轴303的左端连接有轴承305，所述轴承305的左侧面上通过密封圈306连接在装置外壳301内壁上，所述装置外壳301的左侧面上还通过法兰座307卡接有电动机315，所述法兰座307固定安装在装置外壳301的外表面上，所述主动齿轮304的轴向端连接有中间大齿轮308，所述中间大齿轮308的水平轴向端通过转轴轴向连接有中间小齿轮309，所述中间小齿轮309的输出端轴向连接有从动齿轮310。

本实施例中，电动机315与主动转轴303直联，通过主动齿轮304、中间大齿轮308和中间小齿轮309、从动齿轮310两组齿轮减速增力，由输出轴311把动力传递到主动轴4。

所述从动齿轮310的轴向端垂直连接有输出轴311，所述输出轴311的右端通过压套312贯穿连接在压盖302的内壁上，所述输出轴311的输出端通过联轴器与主动轴4相连接，所述输出轴311的左端穿过装置外壳301连接有电动制动器磁轭313，所述电动制动器磁轭313通过螺钉固定安装在装置外壳301的左侧表面上，所述电动制动器磁轭313的两侧面上均设置有衔铁314。

本实施例中，电磁制动器的磁轭部分与装置外壳301联接固定为一体，电磁制动器的衔铁部分与输出轴311通过键联接固定为一体，当电动机315断电主动轴4停止转动时，电动制动器磁轭313瞬间同步通电与衔铁314吸合，使主动轴4准确定位停止，并保持自锁，不会发生逆转和工位窜动的情况，当主动轴4需要转动时，电磁制动器磁轭瞬间同步断电与衔铁不再吸合。

本实施例中，当电动机315一直接入电源，在瞬时断开电源时，电动制动器磁轭313由于自身磁性作用，断电瞬间仍然与衔铁314吸合，使主动轴4准确定位停止，并保持自锁，一段时间过后，电动制动器磁轭313本身电量耗尽，与衔铁314分开，但由于主动轴4准确定位停止，并保持自锁，所以整个装置在断电情况下不会发生逆转和工位窜动的情况。

本实施例中，减速装置3实现了自锁、防逆转功能，可在一定范围内替代传统减速机构，提高了传动效率，从而降低了能耗，节约了生产成本。

所述零位定位装置5包括限位保护装置504、固定连杆501和霍尔零位开关502，所述霍尔零位开关502固定安装在固定连杆501的上表面，所述固定连杆501的轴向端通过联轴器与电机编码组件6轴向连接，所述电机编码组件6的轴向端还连接有运动连杆503，所述运动连杆503的轴向端与电锯锯片7轴向连接，所述运动连杆503的外表面上还设置有限位保护装置504。

本实施例中，零位定位装置5采用基于霍尔开关的限位控制机构，根据电机编码组件6的尺寸制作成环形电路，称为霍尔盘，并利用电机编码组件6与外部控制器相配合，控制器通过霍尔开关和电机编码组件6的反馈信号来确定主动轴的运动和位置，零位定位装置5通过电机驱动输出轴转动即实现运动连杆的转动。

本实施例中，当外部控制设备发出输出轴零位置指令时，电机驱动输出轴正向转动，此时，霍尔零位开关502产生正向运动的零位信号脉冲，同时电机每转一圈，电机编码组件6产生一个z位脉冲信号，实现了转轴零位的精确定位。

所述霍尔限位开关8包括霍尔正限位开关801和霍尔负限位开关802，所述霍尔正限位开关801和霍尔负限位开关802在零位定位装置5的表面呈轴向对称形式安装，所述零位定位装置5的表面还设置有接插件803，所述霍尔正限位开关801、霍尔负限位开关802、霍尔零位开关502以及接插件803之间组成霍尔盘804，所述霍尔盘804的整体驱动端与电机编码组件6相连接。

本实施例中，零位定位装置5的定位误差较小，定位准确稳定，给整个控制系统提供了准确的运动基准位置，从而保证了整个电锯锯片位置的定位精度。

所述限位保护装置504包括驱动轴505和超越离合器506，所述驱动轴505的轴向端与运动连杆503内壁垂直连接，所述驱动轴505的下部轴向连接有超越离合器506，所述超越离合器506的两端通过扶手环507固定安装在运动连杆503的外壁上，所述扶手环507的下端通过调节螺钉固定安装有安装座508，所述安装座508的下部设置有摇臂510，所述摇臂510与运动连杆503之间垂直设置，所述超越离合器506的内部还轴向连接有中心转动轴509，所述中心转动轴509的下部与摇臂510固定连接。

本实施例中，在摇臂510上端面按中心转动轴509中心和工作升降齿条轴的中心连线设计限位销机构，由超越离合器506控制，配合良好的限位销可快速推入限位锥形槽，锁住摇臂实现各工位限位。

本实施例中，限位保护装置504使用带单向自锁功能的超越离合器506，其一端轴孔连接驱动轴505，另一端轴孔连接齿轮转动轴，当外环不动，驱动轴505顺时针或逆时针转动时，运动连杆503也同步转动，而当运动连杆503受外力矩(如重力)的作用时，顺时针和逆时针均不能转动，即不施加下降力时运动连杆503驱动机构自锁，中心转动轴509不能自行下滑，防止了因自重而下滑带来的安全隐患。

本实施例中，限位保护装置504的多工位定位、重复精度测量，保证装配精度的实现原理：在超越离合器506以及运动连杆503的行程范围内，分别在每工位取各自行程的两个极点和中值点，进行定位精度及重复精度测量，使得在不施加下降力时，运动连杆503的驱动机构自锁，中心转动轴509不能自行下滑。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。