[发明专利]采用钎焊麻花钻钻头的轴向力可控的外科骨钻

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体的为一种采用钎焊麻花钻钻头的轴向力可控的外科骨钻。背景技术

目前外科头骨钻孔的器械为手持式电动钻，手持式电动钻的操作方式为：由医师徒手扶持电钻来控制钻孔方向与进给量。电钻设计有一组安全装置，动力源通过离合器与钻头相连接，当钻头承受压力会使钻头通过离合器与动力源相连，带动钻头运转以进行骨钻孔操作；当钻头钻穿头骨时，因不再承受头骨的反作用力会使钻头与动力源分离，使电钻停止运转。然而这些方法均须凭借医师个人丰富的临床经验与手部感觉来判断骨钻孔的过程中是否已穿越头骨，并手动迅速停止；若是经由缺乏丰富经验的医师执行时，即使有上述特殊安全装置的电钻，稍有不慎也有可能在穿越头骨的同时伤及头骨下方的脑膜及神经组织。此外采用徒手方式钻孔，亦可能因为手臂力量不足导致钻孔过程产生震动，影响钻孔过程的安全性、准确性与舒适性。

为了增加外科骨钻孔过程中的安全性和准确性，“一种智能骨钻及其控制方法”（中国专利号为2009101036423）发明专利公开了在骨钻电机上设置有应变式扭矩传感器、转速传感器或压力传感器的任意一种、两种或三种传感器件；在骨钻电机上还设置有嵌入式智能测控模块接收传感器采集的感应信号并进行判断，控制骨钻电机。但这种方法是在骨钻电机的基体上设置转速传感器、扭矩传感器以及压力传感器对钻头转速、扭矩和压力进行实时测量。显然这种测量方法的精度和准确性不能保证要求，因为骨钻电机的基体上受各种信号及其复杂，信号的采集和处理精度和准确性很难得到保证，再加上从钻头的受力点到动力源电机，传动链比较长，测试的精度和准确性也不能满足要求。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种采用钎焊麻花钻钻头的轴向力可控的外科骨钻，它控制的精确度高，可有效避免对脑组织的损伤。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用钎焊麻花钻钻头的轴向力可控的外科骨钻，它包括钻体和钻头，所述钻体包括机壳，在机壳内设有直流电机，直流电机与智能集成控制系统和直流电源连接，直流电机的输出轴与齿轮传动装置连接，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头安装在钻头夹头上；在钻头夹头与传动轴的连接处设有推力轴承，推力轴承紧贴变形元件，变形元件紧靠在机壳上，变形元件用弹性元件定位，电阻应变片粘贴在变形元件内表面，电阻应变片还与智能集成控制系统连接，钻头夹头与机壳间则设有密封装置；所述钻头以麻花钻为基体，在基体表面布置磨粒。

所述钻头外形为直柄麻花钻，钻头基体直径d₂,钻头的总长度为L₂，工作部分长度为l₂,钻头的顶角变化范围在90°—120°之间，螺旋角β₂范围在18°—30°之间，钻头的前角在外径边缘处取得最大前角γ₂=30°，钻头的后角在靠近横刃处取得最大值α₂=20°—26°；磨粒采用金刚石，设计成两列，磨粒粒度根据需要的不同，选用20#—80#，钻头的平均直径D₂范围确定在2mm—10mm；磨粒之间的行距H₂和列距h₂范围在2—3倍的磨粒粒径之间。

所述智能集成控制系统包括单片机，单片机通过开关控制电路与直流电机和控制开关连接；同时单片机还依次与A/D转换器、信号采集器、放大器、滤波器、电桥电路连接，电桥电路与电阻应变片连接；信号采集器对测量的电压信号进行采集，然后经A/D转换器转换成数字量输入到单片机中，判断是否满足自停条件：钻头在钻穿骨头瞬间轴向力会突然下降，并且以后的轴向力会很小并基本保持不变，所以判断钻穿的依据就是所采集到的电压信号的斜率小于一个设定好的很小的值并基本保持不变，此时单片机即判断满足自停条件，即会发出信号切断开关控制电路，从而实现自停功能；

同时，单片机根据信号采集装置采集的电压信号判断轴向力是否过大，判断轴向力过大的依据是：所采集的电压信号大于某个设定好的值，这时单片机即判断此时轴向力过大。

所述齿轮传动装置包括一个与直流电机输出轴通过凹凸槽连接的主动齿轮轴，主动齿轮轴两端分别与深沟球轴承Ⅰ和深沟球轴承Ⅱ连接进行定位，并且两个轴承均靠轴肩和机壳实现定位；主动齿轮轴与从动齿轮啮合，从动齿轮通过平键与从动轴连接，从动齿轮靠轴肩和轴套Ⅰ实现轴向定位，从动轴两端对称安装有深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ，深沟球轴承Ⅲ用止动螺母Ⅱ、轴肩和机壳来定位，深沟球轴承Ⅳ用轴套Ⅰ、止动螺母Ⅰ和机壳定位；从动轴和传动轴通过凹凸槽相连。