一种具有自停限位功能的电动颅骨钻的制作方法

本发明属于医疗器械领域，具体是涉及一种具有自停限位功能的电动颅骨钻。

背景技术：

颅内压增高、颅脑损伤、颅内肿瘤、脑血管病、颅内感染等疾病是长期以来一直危害人类生命健康的杀手之一。脑外科手术是治愈此类疾病的重要手段，手术中首要的原则是保全神经组织，减少副损伤和感染，而手术动力装置在脑外科手术中发挥着关键作用。手术动力装置是指可提供手术所需的动力、控制和操作器械，减轻医生工作强度，实现精确手术操作的外科手术装置。

人脑的外层由头发、皮肤覆盖，头皮下面是起保护作用的头骨，头骨下面是硬脑膜，因脑膜具有弹性，在钻穿头骨后头骨与脑膜间仍有近2mm的间隙。在头骨钻孔时医疗人员必须小心使用钻孔工具，在钻穿头骨时不能钻穿脑膜，以避免伤及脑组织丽危及病人生命安全。在头骨钻孔时，颅骨钻要以一定起始速度进给，当颅骨钻刚开始钻孔(第一层硬骨质)时，颅骨钻阻力变大，需要增大电机转速，当颅骨钻钻穿硬骨层进人中间层(软骨质)时，颅骨钻阻力会比钻第一层时小，需要减小电机转速，同时减小进给力度，防止钻穿颅骨的瞬间伤及脑膜。然而现有的颅骨钻由操作者凭经验及手感判断停机，出错的风险极高，钻头经常损伤硬脑膜，甚至深入到脑功能中枢区，造成死亡率很高的严重性手术事故。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种具有自停限位功能的电动颅骨钻。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有自停限位功能的电动颅骨钻，包括弧形电动轨道架、滚珠丝杆滑台和颅骨钻本体，滚珠丝杆滑台沿径向设置在弧形电动轨道架的工作端，颅骨钻本体沿弧形电动轨道架的径向设置在滚珠丝杆滑台的工作端，所述颅骨钻本体包括有机壳、驱动箱、变速箱、夹头和钻头；

还包括有，扭矩检测组件、伸缩杆和锁止组件；

所述扭矩检测组件设置在机壳内，且扭矩检测组件的输入端与变速箱的输出端同轴固定连接，扭矩检测组件的输出端与夹头同轴固定连接，扭矩检测组件与一个控制器电连接；

伸缩杆，伸缩杆与钻头同向滑动，且伸缩杆的外端与钻头的前端平齐，伸缩杆的圆周面上沿轴向等间距设置有限位槽；

锁止组件，锁止组件同轴设置在变速箱的输出轴上，锁止组件包括有，

固定盘和固定筒，固定盘和固定筒同轴固定设置在变速箱的输出轴上，且固定筒位于固定盘的一侧，固定筒的外圆周面的一端设置有固定沿；

转动盘和限位圈，转动盘和限位圈同轴固定设置在固定筒上，且转动盘位于固定沿和限位圈之间；

扭簧，扭簧同轴套装在固定筒上，且扭簧的两端分别与固定沿和转动盘相对端固定连接；

u型架，u型架周向固定设置在固定盘的一侧；

第一连杆,第一连杆沿固定盘径向滑动地设置在u型架上；

第二连杆，第二连杆的一端与第一连杆朝向固定盘轴线的一端铰接，第二连杆的另一端与转动盘的外侧铰接；

弧形板，弧形板沿固定盘的径向固定设置在第一连杆的另一端，且弧形板与固定盘同轴，且弧形板的外圆周面上设置有限位沿，所述限位沿可沿径向卡接于所述限位槽中。

优选地，所述控制器设置有扭矩阈值范围，当扭矩检测组件检测到的扭矩值不在该阈值范围时，控制器控制驱动箱停止工作，变速箱同步停止，同时锁止组件锁紧伸缩杆使其无法在机壳内沿轴向滑动。

优选地，还包括有抵接圈，抵接圈与伸缩杆同轴向固定连接，且抵接圈与钻头同轴，抵接圈的外端与钻头的钻端平齐。

优选地，还包括有柔性环，柔性环同轴设置在抵接圈的抵接端。

优选地，抵接圈的抵接端同轴设置有安置环槽，安置环槽的槽深小于柔性环的宽度，柔性环同轴设置在安置环槽内，且安置环槽的外侧还同轴设置有齿沿，齿沿用于防止柔性环脱离安置环槽。

优选地，还包括有活动连接组件，活动连接组件沿轴向均布在抵接圈的一端，且伸缩杆与活动连接组件同轴可拆卸连接，活动连接组件包括有，

外螺纹固定筒，其沿轴向均布在抵接圈的一端，外螺纹固定筒的外径由固定端向外端逐渐增大，且外螺纹固定筒上沿轴向均布有开槽，伸缩杆一端同轴插接在外螺纹固定筒中；

调节螺母，其内径由朝向抵接圈的一端向另一端逐渐减小，且调节螺母同轴拧接在外螺纹固定筒上。

优选地，还包括有复位安装件，复位安装件设置在机壳内部，伸缩杆一端同轴设置在复位安装件上，且复位安装件需克服弹性进入机壳内部，复位安装件包括有，

第一固定耳和第二固定耳，第一固定耳和第二固定耳沿钻头轴向依次设置在机壳内部，第二固定耳位于第一固定耳朝向钻头的一侧，伸缩杆同轴滑动设置在第一固定耳和第二固定耳上；

固定圈，其同轴设置在伸缩杆上，且固定圈位于第一固定耳和第二固定耳之间，固定圈同轴拧接在伸缩杆上；

弹簧，弹簧同轴套设在伸缩杆上，且弹簧的两端分别抵接在第一固定耳和固定圈的相对端。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1.本发明通过扭矩检测组件、伸缩杆和锁止组件，能够使得颅骨钻在贯穿软骨质的瞬间停止工作，进而避免因抵接惯性而导致钻头刺破脑膜；或者钻头卡主开颅点时瞬间停止工作，进而避免因扭力过大而导致开颅点周侧开裂；

2.本发明通过能够同轴抵接在开颅点外侧的抵接圈，能够便于钻头精准同轴的开孔；

3.本发明通过柔性环能够减弱颅骨钻本体通过伸缩杆和抵接圈传导给颅骨的振动力，从而减少事故的发生；

4.本发明通过弹簧能够使得伸缩杆的一端在机壳内弹性滑动，以便开颅结束后伸缩杆复位。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧视图；

图3为图2的b-b截面处的剖视图；

图4为图2的b-b截面处的立体剖视图；

图5为图3的c处局部放大图；

图6为本发明的变速箱和锁止组件的立体图；

图7为本发明的变速箱和锁止组件的立体分解图；

图8为本发明的图3的d处局部放大图；

图9为本发明的抵接圈和活动连接组件的立体图；

图10为本发明的图3的e处局部放大图。

图中标号为：

a1-机壳；a2-机柄；a3-驱动箱；a4-变速箱；a5-开关；a6-夹头；a7-钻头；

1-扭矩检测组件；

2-伸缩杆；2a-限位槽；

3-锁止组件；3a-固定盘；3b-固定筒；3b1-固定沿；3c-转动盘；3d-限位圈；3eu-型架；3f-第一连杆；3g-第二连杆；3h-弧形板；3h1-限位沿；3i-扭簧；

4-抵接圈；4a-安置环槽；4a1-齿沿；

5-柔性环；

6-活动连接组件；6a-外螺纹固定筒；6a1-开槽；6b-调节螺母；

7-复位安装件；7a-第一固定耳；7b-第二固定耳；7c-固定圈；7d-弹簧。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-图7所示，一种具有自停限位功能的电动颅骨钻，包括，弧形电动轨道架、滚珠丝杆滑台和颅骨钻本体，滚珠丝杆滑台沿径向设置在形电动轨道架的工作端，颅骨钻本体沿弧形电动轨道架的径向设置在滚珠丝杆滑台的工作端，颅骨钻本体包括有机壳a1、驱动箱a3、变速箱a4、夹头a6和钻头a7；

具体的，将弧形电动轨道架架设在手术床的枕头部，使得滚珠丝杆滑台能够在枕头部沿弧形电动轨道架的周向移动，且启动滚珠丝杆滑台，使得颅骨钻本体能够沿径向朝病人头部移动；启动驱动箱a3，使其输出端向变速箱a4输出扭力，从而从变速箱a4的输出端向夹头a6输出扭力，即夹头a6能够带动钻头a7进行旋转；机壳a1用于支撑安装驱动箱a3、变速箱a4和夹头a6，通过夹头a6能够更换不同型号的钻头a7。

所述电动颅骨钻还包括有，

扭矩检测组件1，扭矩检测组件1设置在机壳a1内，且扭矩检测组件1的输入端与变速箱a4的输出端同轴固定连接，扭矩检测组件1的输出端与夹头a6同轴固定连接，扭矩检测组件与一个控制器(图中未示出)电连接；

伸缩杆2，伸缩杆2与钻头a7同轴向滑动均布在机壳a1的工作端，且伸缩杆2的外端与钻头a7的前端平齐，伸缩杆的圆周面上沿轴向等间距设置有限位槽2a；

锁止组件3，锁止组件3同轴设置在变速箱a4的输出轴上，其包括，

固定盘3a和固定筒3b，固定盘3a和固定筒3b同轴固定设置在变速箱a4的输出轴上，且固定筒3b位于固定盘3a的一侧，固定筒3b的外圆周面的一端同轴设置有固定沿3b1；

转动盘3c和限位圈3d，转动盘3c和限位圈3d同轴转动设置在固定筒3b上，且转动盘3c位于固定沿3b1和限位圈3d之间；

扭簧3i，扭簧3i同轴套装在固定筒3b上，且扭簧3i的两端分别与固定沿3b1和转动盘3c相对端固定连接；

u型架3e，u型架3e周向固定设置在固定盘3a的一侧；

第一连杆3f，第一连杆3f沿固定盘3a径向滑动地设置在u型架3e上；

第二连杆3g，第二连杆3g的一端与第一连杆3f朝向固定盘3a轴线的一端铰接，第二连杆3g的另一端与转动盘3c的外侧铰接；

弧形板3h，弧形板3h沿固定盘3a的径向固定设置在第一连杆3f的另一端，且弧形板3h与固定盘3a同轴，且弧形板3h的外圆周面上设置有限位沿3h1，所述限位沿在变速箱a4工作状态下，可沿径向卡接于所述限位槽2a中。

具体的，在开孔时，钻头a7对准开颅点，伸缩杆2与钻头a7同轴向均布抵接在开颅点外侧；启动滚珠丝杆滑台，使得旋转的钻头a7抵紧开颅点，从而进行钻孔，同时锁止组件3在机壳a1内部松开伸缩杆2，使得伸缩杆2能够朝机壳a1内部滑动。

当驱动箱a3带动变速箱a4工作时，变速箱a4的输出轴带动固定盘3a和固定筒3b同轴转动，固定沿3b1和限位圈3d能够防止转动盘3c沿轴向脱离固定筒3b；扭簧3i同轴套设在固定筒3b上，扭簧3i的两端分别与固定沿3b1和转动盘3c相对端固定连接，使得固定沿3b1能够通过扭簧3i带动转动盘3c同步转动，因扭簧3i形变产生扭力使得转动盘3c转速慢于固定筒3b，进而转动盘3c在离心力作用下拉动第二连杆3g一端，使得第二连杆3g的另一端拉动第一连杆3f的一端沿径向靠近固定盘3a轴线，即使得扭簧3i能够从限位槽2a中退出，即使得伸缩杆2能够沿轴向在机壳a1内部滑动；

所述控制器设置有扭矩阈值范围，当扭矩检测组件检测到的扭矩值不在该阈值范围时，控制器控制驱动箱a3停止工作，驱动箱a3关闭时，变速箱a4停止工作，固定盘3a和固定筒3b同步静止，而扭簧3i恢复形变，即使得转动盘3c相对固定筒3b复位，即使得转动盘3c推动第二连杆3g的一端，使得第一连杆3f沿径向偏离固定盘3a轴线，即使得限位沿3h1能够沿径向卡接在限位槽2a中，也即锁止组件3锁紧了伸缩杆2使其无法在机壳a1内沿轴向滑动。

控制器设置在机壳a1的背侧，且扭矩检测组件1与控制器电连接，通过控制器可预设扭矩阈值范围，扭矩检测组件1的检测的扭矩值在该范围内时，旋转的钻头a7能够依次贯穿硬骨层和软骨质；当扭矩检测组件1检测到的扭矩值小于该范围值时，说明旋转的钻头a7已经贯穿软骨层，控制器立即关闭驱动箱a3，同时锁止组件3锁紧伸缩杆2，因伸缩杆2的外端抵接在开颅点外侧，即夹头a6无法在惯性作用下继续抵紧开颅点，进而防止在惯性作用下，静止的钻头a7刺破脑膜；当扭矩检测组件1检测到的扭矩值大于阈值范围值时，说明颅骨钻本体的输出扭力小于钻孔所需的扭力，或者是旋转的钻头a7卡在了开颅点，也需要控制器立即关闭驱动箱a3，同时锁止组件3锁紧伸缩杆2，因伸缩杆2的外端抵接在开颅点外侧，即夹头a6无法在惯性作用下继续抵紧开颅点，进而防止在惯性作用下，防止因扭力过大而导致开颅点周侧开裂，以避免出现医疗事故。

如图1、图8所示，还包括有抵接圈4，抵接圈4与伸缩杆2同轴向固定连接，且抵接圈4与钻头a7同轴，抵接圈4的外端与钻头a7的钻端平齐。在伸缩杆2的外端设置与钻头a7同轴的抵接圈4，能够使得抵接圈4同轴抵接在开颅点的外侧，从而提高受力面积，使得滚珠丝杆滑台带动颅骨钻本体能够沿与开颅点同轴的方向进行钻孔；通过能够同轴抵接在开颅点外侧的抵接圈4，能够便于钻头a7精准同轴的开孔。

进一步的，还包括有柔性环5，柔性环5同轴设置在抵接圈4的抵接端。当抵接圈4同轴抵接在开颅点时，通过柔性环5能够避免抵接圈4直接抵接颅骨，并且减弱颅骨钻本体传导给颅骨的振动力，进而医疗事故的发生。

进一步的，抵接圈4的抵接端同轴设置有安置环槽4a，安置环槽4a的槽深小于柔性环5的宽度，柔性环5同轴设置在安置环槽4a内，且安置环槽4a的外侧还同轴设置有齿沿4a1，齿沿4a1用于防止柔性环5脱离安置环槽4a。安置环槽4a的槽深小于柔性环5的宽度，当柔性环5同轴设置在安置环槽4a中时，柔性环5会发生形变而外端超出抵接圈4的抵接端，进而避免抵接圈4直接抵触颅骨，且齿沿4a1能够防止柔性环5沿轴向脱离安置环槽4a，进而避免在开颅时柔性环5沿轴向脱离安置环槽4a，且能够在清洁时，使得柔性环5形变脱离安置环槽4a；

如图9所示，还包括有活动连接组件6，活动连接组件6沿轴向均布在抵接圈4的一端，且伸缩杆2与活动连接组件6同轴可拆卸连接，活动连接组件6包括有，

外螺纹固定筒6a，外螺纹固定筒6a沿轴向均布在抵接圈4的一端，外螺纹固定筒6a的外径由固定端向外端逐渐增大，且外螺纹固定筒6a上沿轴向均布有开槽6a1，伸缩杆2一端同轴插接在外螺纹固定筒6a中；

调节螺母6b，调节螺母6b的内径由朝向抵接圈4的一端向另一端逐渐减小，且调节螺母6b同轴拧接在外螺纹固定筒6a上。

具体的，预先使得调节螺母6b同轴拧接在外螺纹固定筒6a朝向抵接圈4的一端，即使得外螺纹固定筒6a内部不小于伸缩杆2的直径，将伸缩杆2一端同轴插接在外螺纹固定筒6a中，并同轴转动调节螺母6b，使得调节螺母6b偏离抵接圈4，因外螺纹固定筒6a的外径由固定端向外端逐渐增大，而调节螺母6b的内径由朝向抵接圈4的一端向另一端逐渐减小，且外螺纹固定筒6a上沿轴向均布有开槽6a1，即使得外螺纹固定筒6a能够沿径向向内形变，即使得在转动调节螺母6b的过程中，外螺纹固定筒6a的内径逐渐减小，即使得外螺纹固定筒6a能够同轴卡箍伸缩杆2，从而固定连接伸缩杆2和抵接圈4。

如图3和图10所示，还包括有复位安装件7，复位安装件7设置在机壳a1内部，伸缩杆2一端同轴设置在复位安装件7上，且复位安装件7需克服弹性进入机壳a1内部。复位安装件7包括有，

第一固定耳7a和第二固定耳7b，第一固定耳7a和第二固定耳7b沿钻头a7轴向依次设置在机壳a1内部，第二固定耳7b位于第一固定耳7a朝向钻头a7的一侧，伸缩杆2同轴滑动设置在第一固定耳7a和第二固定耳7b上；

固定圈7c，固定圈7c同轴拧接在伸缩杆2上，且固定圈7c位于第一固定耳7a和第二固定耳7b之间；

弹簧7d，弹簧7d同轴套设在伸缩杆2上，且弹簧7d的两端分别抵接在第一固定耳7a和固定圈7c的相对端。

通过弹簧7d能够使得伸缩杆2的一端在机壳a1内弹性滑动，以便开颅结束后伸缩杆2复位；在装配或维修颅骨钻本体时，转动固定圈7c便于将伸缩杆2从机壳a1中拆出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。