[发明专利]一种适于各种形状和壁厚缺损制作的智能加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种缺损制造装置，尤其是涉及一种在动物薄壁骨、颅骨等上的适于各种形状和壁厚缺损制作的智能加工装置。

背景技术

骨组织工程修复是当今世界研究的一个热点，为了研究新型生物材料对骨组织修复性能的影响，科研工作者需要进行各种的动物实验，其中最常见的就有颅骨修复实验，事先在动物的颅骨上制造一个缺损，然后把生物材料填充进去，目前最常见的就是打孔，用一个手持式的打磨机，外加一个环状钻头，而常规的生物材料也是做成很薄的圆柱体形状，然后通过对圆柱体形状结构生物材料的骨修复情况来说明材料的好坏。

但真实的情况是创伤后所需要修复的形状不一定是圆形的，它可能是一个三角形，也可能是一个多边形，或者是一个复杂的形状，同时骨修复的理念是对缺损的位置进行CT扫描，获取其三维结构，然后制造相应的结构进行填充修复，这就使得结构的形状不再单一，为了更接近真实情况，更好的体现材料的修复效果，需要研究复杂结构的骨修复情况，随着制造技术的发展，基于三维打印技术可以制造很复杂形状的结构，解决了材料制造的问题，而对应的缺损制造工具，却还是传统的打孔装置，没有新的设备来制造，对于有创伤的人，其缺损是已经存在的，不需要人为进行制造，但对于科研工作者，为了实验，就需要人为制造缺损，虽然可以通过手持式的打磨机外加一个钻头进行缺损的制造，但存在一些问题，比如这是人为手工操作，在制造的时候可能会打穿颅骨，因为不同的动物其颅骨壁厚不同，同一个动物其颅骨壁厚也是不同的，而颅骨的下面就是脑膜和脑组织，在深度上面控制不好，就有可能破坏掉颅骨下面的脑组织或者是脑组织上的血管，造成大出血，这就大大增加了缺损制造过程中，动物死亡的几率；另外，要手工制造一个形状复杂的缺损，没有一定的经验和技术是做不到的，因为无法保证尺寸和形状与设计目标的一致性，同时，作为一个实验，需要很多重复组，手工操作无法保证每次做的缺损形状和尺寸都是一样的，因此，为了解决这个问题，就需要开发出一台设备，能够按照需求，自动的完成在颅骨上形状复杂的缺损的制造，同时缺损具有可重复性，而不引起动物死亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、缺损制作效率高、在动物颅骨、薄壁骨等部位上能适于各种形状和壁厚缺损制作的智能加工装置。

一种适于各种形状和壁厚缺损制作的智能加工装置，包括支撑框架，所述支撑框架内安装有二维运动机构以及设置在二维运动机构上的：

用于缺损切削的切割机构；

用于驱动切割机构升降的升降机构；

用于调整切割机构内刀片切割方向的旋转机构；

所述二维运动机构用于驱动切割机构在垂直于升降机构升降方向的平面内进行二维方向的调整；通过升降机构和二维运动机构配合作业，实现对切割机构三维运动方向的控制。

作为优选，还包括：

控制器，用于接收待加工缺损三维模型数据，并将其转化为二维运动机构的运行轨迹以及刀片切割方向数据，用于控制二维运动机构和旋转机构的运行；

用于检测切割机构所受压力的压力传感器；

所述控制器同时用于接收压力传感器的压力信号，同时根据压力信号对所述切割机构、升降机构进行控制。

作为优选，所述支撑框架包括：

支撑板，所述二维运动机构安装在该支撑板上；

与所述支撑板固定、用于罩盖所述旋转机构的端盖；

固定在支撑板底部的脚架。

作为进一步优选，所述支撑框架还包括用于固定供液机构或者控制器的隔离板，以及固定安装在支撑板下面包围脚架的保护套；保护套用于对切割作业进行防护。所述的保护套为透明的亚克力板，分为4块，相互连接，每块板又安装在上述的支撑板上，当支撑板运动时，跟随支撑板一起上下运动，保护套的最低点比切割机构的最低点要低，能起到更好的保护作用，通过保护套可以看到内部的打孔情况，又能阻隔外部脏物进入内部。