专利名称：颅骨修复体快速成型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压力成型装置，特别涉及一种用于成型颅骨修复体的 快速成型装置。
背景技术：
颅骨缺损外科修复是极为常见医疗手术，要求塑型精确、边缘贴合 误差小，手术时间短。多年来，国内外临床上通常采用自体骨修复和人工 材料重建的两种方法。自体骨修复方法操作不但比较复杂，还会对供区 骨组织造成不同程度的损伤，因而多采用人工材料重建。人工材料重建是 用人工材料制备可与缺损部分精确结合的颅骨修复体，实现对脑组织有效 的力学保护，手术时间也大大缩短，治疗风险大大减少，还减少了病人 的痛苦，使患者达到良好的治疗效果。颅骨修复体常用的人工材料包括 有机玻璃、硅橡胶等，这类材料的优点是成型容易，但缺点是极易受到体 液的腐蚀，几年后必须更换，因此国内外大中型医院纷纷推广以钛合金颅 骨修复体。目前，钛合金颅骨修复体采用手工制作，需先根据测定的数据 制造成型模具，依靠成型模具进行手工敲打成型或者采用液压成型，存在 成型难度大、精度低、成型周期长、定位困难等不足，而且很难实现与缺 损部分的精确结合，无法确定颅骨缺损修复达到预计的效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种颅骨修复体快速成型装 置，具有可快速成型和成型精度高的特点。
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 颅骨修复体快速成型装置，其特征是它包括可相向移动的上基架、下基 架，其上分别设置有相对应的上、下顶杆组，上、下顶杆组各由若干根呈 点阵布设的顶杆构成，各顶杆与上基架或下基架沿Z向形成丝杆螺母传动连接；两组三维定位机构，其上安装有执行步进电机，在上基架、下基
架上各设置一组；直线往复运动机构，驱动上基架、下基架沿Z向相向移动。
本实用新型的有益效果是，上、下顶杆组中呈点阵布设的各顶杆形成 动态的三维曲面成形模具，根据颅骨修复体模型的特征参量改变各顶杆的 高度位置即可建立起相应的成形模具，因此能方便和快速地成型颅骨修复 体，而且成型精度高，可实现颅骨修复体与缺损部分的精确结合。
本说明书包括如下三幅附图
图1是本实用新型颅骨修复体快速成型装置的结构示意图； 图2是本实用新型颅骨修复体快速成型装置中上基架部分的结构示 意图3是沿图1中A-A线的剖视图。
图中示出部件、部位名称及所对应的标记立柱1、液压杆2、上基 架10、下基架11 、 Z向顶杆12、沖头13、三维移动机构20、大拖板架21、 大拖板架22、中拖板架23、中拖板24、小拖板25、 X向丝杆26、 Y向丝 杆27、 Z向丝杆28、执行步进电机29。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1,本实用新型的颅骨修复体快速成型装置包括可相向移动 的上基架10、下基架11，其上分别设置有相对应的上、下顶杆组，上、 下顶杆组各由若干根呈点阵布设的顶杆12构成，各顶杆12与上基架10 或下基架11沿Z形成丝杆螺母传动连接；两组三维定位机构20,其上安 装有执行步进电机29,在上基架10、下基架11上各设置一组；直线往复
运动机构，驱动上基架io、下基架ii沿z向相向移动。上、下顶杆组中
呈点阵布设的各顶杆12形成动态的三维曲面成形模具，根据颅骨修复体 模型的特征参量改变各顶杆12的高度位置即可建立起相应的成形模具， 因此能方便和快速地成型颅骨修复体，而且成型精度高，可实现颅骨修复体与缺损部分的精确结合。
本实用新型可方便地与CT三维重建技术、CAD计算机辅助设计技术 结合配套用于颅骨修复体快速成型。颅骨修复体成型前，首先应用医用CT 对患者颅骨进行断层扫描，获得颅骨断层扫描信息。根据医学相关理论， 利用CAD完成卢贞骨修复体部位的三维数字化，再经过曲面重建、虚拟装配、 优化工艺参数建立颅骨修复体的数字模型。提取出颅骨修复体部位模型的 控制特征量，然后将设计好的颅骨修复体模型的特征参量传输到单片机控 制系统，由单片机控制改变各顶杆的高度位置，形成精确的三维曲面成形 模具，最后经冲压、修边等制造出颅骨修复体。
参照图2,所述三维定位机构20由下述机构构成X向丝杆螺母传动 机构，包括X向丝杆24、大拖板架22; Y向丝杆螺母传动机构，包括Y 向丝杆27、中拖板架23,中拖板架23滑移安装大拖板架22上；Z向丝杆 螺母传动机构，包括Z向丝杆28、中拖板24和小拖板25，中拖板24安装 在中拖板架23上，执行步进电机29固定在小拖板25上；并配置有分别驱 动X向丝^干24、 Y向丝4干27和Z向丝斥干28的步进电才几。即先通过X向 丝杆螺母传动机构、Y向丝杆螺母传动机构使执行步进电机29与某一顶 杆12对正，再通过Z向丝杆螺母传动机构使执行步进电机29下移，驱动 该顶杆12旋转并升高或者降低至设定的高度位置。
作为一种典型的配置形式，所述上基架10滑移安装在立柱1的上部， 下基架11固定安装在立柱1的下部。所述直线往复运动机构可采用液压 机构、电动推杆等。当采用液压机构时，其液压杆2与基架10传动连接。 参照图l和图2，通常可在各顶杆12相向的头部安装设置冲头13。
以上所述只是用图解说明本实用新型颅骨修复体快速成型装置的一 些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围 内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型 所申请的专利范围。
权利要求1. 颅骨修复体快速成型装置，其特征是它包括可相向移动的上基架(10)、下基架(11)，其上分别设置有相对应的上、下顶杆组，上、下顶杆组各由若干根呈点阵布设的顶杆(12)构成，各顶杆(12)与上基架(10)或下基架(11)沿Z形成丝杆螺母传动连接；两组三维定位机构(20)，其上安装有执行步进电机(29)，在上基架(10)、下基架(11)上各设置一组；直线往复运动机构，驱动上基架(10)、下基架(11)沿Z向相向移动。
2. 如权利要求1所述的颅骨修复体快速成型装置，其特征是所述 三维定位机构(20 )由下述机构构成X向丝杆螺母传动机构，包括X向 丝杆(24 )、大拖板架(22 ); Y向丝杆螺母传动机构，包括Y向丝杆(27 )、 中拖板架(23)，中拖板架(23)滑移安装大拖板架(22)上；Z向丝杆螺 母传动机构，包括Z向丝杆(28)、中拖板(24)和小拖板(25)，中拖板(24)安装在中拖板架(23)上，执行步进电机(29)固定在小拖板(25) 上；并配置有分别驱动X向丝杆(24 )、 Y向丝杆(27 )和Z向丝杆(28 ) 的步进电机。
3. 如权利要求2所述的颅骨修复体快速成型装置，其特征是所述 上基架(10)滑移安装在立柱(1 )的上部，下基架(11 )固定安装在立 柱(1 )的下部。
4. 如权利要求3所述的颅骨修复体快速成型装置，其特征是所述 直线往复运动机构釆用的是液压机构，其液压杆(2)与基架(10)传动连接。
5. 如权利要求1所述的颅骨修复体快速成型装置，其特征是所述 各顶杆(12)在相向的头部安装有冲头(13)。
专利摘要本实用新型公开了一种颅骨修复体快速成型装置，旨在提高颅骨修复体的成型速度和成型精度。它包括可相向移动的上基架(10)、下基架(11)，其上分别设置有相对应的上、下顶杆组，上、下顶杆组各由若干根呈点阵布设的顶杆(12)构成，各顶杆(12)与上基架(10)或下基架(11)沿Z形成丝杆螺母传动连接；两组三维定位机构(20)，其上安装有执行步进电机(29)，在上基架(10)、下基架(11)上各设置一组；直线往复运动机构，驱动上基架(10)、下基架(11)沿Z向相向移动。
文档编号B21D22/02GK201313129SQ20082022377
公开日2009年9月23日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者关文勇, 欢 张, 朱成华, 罗垂敏, 郑向华 申请人:成都电子机械高等专科学校