[发明专利]一种七自由度胫骨单侧外固定器

摘要

本发明提供一种七自由度胫骨单侧外固定器，该固定器包括近端三个转动副、远端三个转动副和一个移动副，由近端骨针支架、近端中间转动体、近端延长棒卡子、延长棒、远端延长棒卡子、远端中间转动体、远端骨针支架等结构组成。中间转动体通过延长棒卡子齿轮与延长棒卡子齿槽连接，中间转动体相对于延长棒卡子实现绕y轴360度的转动；所述延长棒卡子通过延长棒螺母和延长棒连接，二者实现绕z轴360度的角度固定；近端转动副和远端转动副具有对称相同的连接。本发明实现近端胫骨和远端胫骨在X、Y、Z方向的位姿对齐，并在骨折稳定后期实现轴向加压的功能，解决了单侧固定器调节范围小、灵活性差的缺点。该固定器还具有结构简单，使用方便等优点。

主权项

1.一种串联七自由度单侧外固定器，其特征在于：包括近端骨针支架(5)、近端中间转动体(9)、近端延长棒卡子(16)、远端延长棒卡子(27)、远端中间转动体(29)、远端骨针支架(38)和延长棒(1)；所述延长棒(1)由延长棒外杆(1‑2)、延长棒内杆(1‑1)、丝杠螺纹杆(2‑1)、螺母丝杠凸台(2‑2)、丝杠螺母(2‑3)、螺母丝杠卡槽(2‑4)、丝杠轴承(3)和卡簧(4)组成：中空的延长棒内杆(1‑1)通过螺纹和丝杠螺纹杆(2‑1)连接，螺母丝杠凸台(2‑2)位于丝杠螺纹杆(2‑1)的下端，丝杠轴承(3)安装在螺母丝杠凸台(2‑2)上，卡簧(4)安装在丝杠轴承(3)和丝杠螺母(2‑3)之间，延长棒外杆(1‑2)通过丝杠轴承(3)和螺母丝杠凸台(2‑2)连接，丝杠轴承(3)通过卡簧(4)与丝杠螺母(2‑3)固定连接；所述近端骨针支架(5)由近端骨针支架上端盖(5‑1)和近端骨针支架下端盖(5‑2)组成，近端骨针支架上端盖(5‑1)通过近端骨针支架左侧螺钉(7‑1)和近端骨针支架右侧螺钉(7‑2)与近端骨针支架下端盖(5‑2)连接；近端左侧弹簧(6‑1)安装在近端骨针支架上端盖左侧螺纹孔(5‑4)中，近端右侧弹簧(6‑2)安装在近端骨针支架上端盖右侧螺纹孔(5‑7)中，近端骨针支架左侧螺钉(7‑1)和近端骨针支架右侧螺钉(7‑2)通过近端左侧弹簧(6‑1)和近端右侧弹簧(6‑2)将近端骨针(8)压紧在近端骨针支架针槽(5‑3)中，实现近端骨针(8)的固定；所述近端骨针支架下端盖(5‑2)的右端是近端骨针支架旋转体(5‑5)，近端骨针支架旋转体(5‑5)中开有内嵌齿槽(5‑6)，近端中间转动体(9)的左侧存在伸出旋转部位(9‑1)；近端骨针支架旋转体(5‑5)插入近端中间转动体伸出旋转部位(9‑1)之间并通过近端中间转动体齿轮(11)连接在一起，近端骨针支架旋转体(5‑5)通过近端骨针支架内嵌齿槽(5‑6)和近端中间转动体齿轮(11)连接，近端花键轴(10)与近端中间转动体齿轮(11)连接在一起；近端花键轴(10)的轴端处开有近端花键轴切槽表面(10‑1)和近端花键螺纹(10‑2)，近端中间转动体(9)通过转动近端花键轴切槽表面(10‑1)和近端骨针支架(5)实现相对转动，构成转动副；近端中间转动体伸出旋转部位(9‑1)的底端有凹表面(9‑2)，近端花键下端轴承(14‑1)安装在近端中间转动体凹表面(9‑2)上，其中近端花键轴(10)通过近端花键下端轴承(14‑1)和近端中间转动体伸出旋转部位(9‑1)连接，近端花键轴(10)通过近端花键上端轴承(14‑2)和近端轴承端盖(12)连接，近端端盖螺母(13)通过近端防松垫圈(15)压紧在近端轴承端盖(12)上，近端端盖螺母(13)通过近端花键螺纹(10‑2)和近端花键轴(10)连接，近端花键轴(10)通过近端端盖螺母(13)压紧在近端中间转动体凹表面(9‑2)上；所述近端中间转动体(9)的下端有一个伸出轴(9‑3)，近端中间转动体伸出轴(9‑3)旁边安装一个近端延长棒卡子齿轮(17)，所述近端中间转动体(9)通过近端延长棒卡子齿轮(17)和近端延长棒卡子(16)连接，近端延长棒卡子齿轮(17)通过近端延长棒卡子齿槽(16‑1)和近端延长棒卡子(16)连接；近端中间转动体(9)通过旋转近端延长棒卡子齿轮轴(17‑1)和近端延长棒卡子(16)形成绕近端中间转动体伸出轴(9‑3)的相互转动，构成转动副；近端延长棒卡子齿轮轴(17‑1)上安装了近端中间转动体上端轴承(18‑1)和近端中间转动体下端轴承(18‑2)，两端轴承分别安装在近端连接端盖(19)的上下表面，近端中间转动体(9)通过近端中间转动体上端轴承(18‑1)和近端连接端盖(19)的上表面连接，近端连接端盖(19)通过近端中间转动体下端轴承(18‑2)和近端连接端盖(19)的下表面连接；近端延长棒卡子齿轮螺母(20)通过近端防松垫片(21)压紧在近端中间转动体(9)上；近端延长棒卡子轴承(22)安装在近端中间转动体伸出轴(9‑3)的下端以及近端延长棒卡子凹孔表面(16‑3)上，近端中间转动体伸出轴(9‑3)通过近端延长棒卡子轴承(22)和近端延长棒卡子内凹孔轴(16‑2)连接，近端连接端盖(19)将近端延长棒卡子轴承(22)压紧在近端延长棒卡子凹孔表面(16‑3)上，近端中间转动体伸出轴(9‑3)通过近端延长棒卡子轴承(22)和近端延长棒卡子内凹孔轴(16‑2)形成相对转动运动；近端连接端盖(19)通过近端紧固长螺钉(23)固定在近端延长棒卡子(16)上；近端中间转动体(9)通过近端紧固长螺钉(23)和近端延长棒卡子(16)固定在一起,近端紧固长螺钉(23)通过近端锁紧垫圈(24)固定在近端中间转动体(9)上；所述近端连接端盖(19)通过近端连接端盖螺钉(25)和近端中间转动体(9)固定在一起；所述近端延长棒卡子(16)安装在延长棒内杆(1‑1)上，远端延长棒卡子(27)安装在延长棒外杆(1‑2)上；近端延长棒卡子(16)通过近端延长棒螺钉(26‑2)和近端延长棒螺母(26‑1)与延长棒内杆(1‑1)固定在一起，延长棒内杆(1‑1)和近端延长棒卡子(16)实现360度相互转动，构成转动副；远端延长棒卡子(27)通过远端延长棒螺钉(28‑2)和远端延长棒螺母(28‑1)与延长棒外杆(1‑2)固定在一起，延长棒外杆(1‑2)和远端延长棒卡子(27)实现360度相互转动，构成转动副；固定器的结构是对称结构，所述远端延长棒卡子(27)和远端中间转动体(29)的连接与近端延长棒卡子(16)和近端中间转动体(9)的连接是一样的；所述远端中间转动体(29)通过远端延长棒卡子齿轮(30)和远端延长棒卡子(27)连接，远端延长棒卡子齿轮(30)通过远端延长棒卡子齿槽(27‑1)和远端延长棒卡子(27)连接；远端中间转动体(29)通过旋转远端延长棒卡子齿轮轴(30‑1)和远端延长棒卡子(27)形成绕远端中间转动体伸出轴(29‑3)的相互转动，构成转动副；远端中间转动体(29)通过远端中间转动体上端轴承(31‑1)和远端连接端盖(32)的上表面连接，远端连接端盖(32)通过远端中间转动体下端轴承(31‑2)和远端连接端盖(32)的下表面连接；远端延长棒卡子齿轮螺母(33)通过远端防松垫片(34)压紧在远端中间转动体(29)上；远端中间转动体伸出轴(29‑3)通过远端延长棒卡子轴承(35)和远端延长棒卡子内凹孔轴(27‑2)连接，远端连接端盖(32)压紧在远端延长棒卡子轴承(35)上，远端中间转动体伸出轴(29‑3)通过远端连接端盖(32)和远端延长棒卡子内凹孔轴(27‑2)形成相对转动运动；远端连接端盖(32)通过远端紧固长螺钉(36)固定在远端延长棒卡子(27)上；远端中间转动体(29)通过远端紧固长螺钉(36)和远端延长棒卡子(27)固定在一起；远端连接端盖(32)通过远端连接端盖螺钉(32‑1)和远端中间转动体(29)固定在一起；所述远端中间转动体(29)和远端骨针支架(38)的连接与近端中间转动体(9)和近端骨针支架(5)的连接是一样的；所述远端骨针支架旋转体(38‑4)插入远端中间转动体伸出旋转部位(29‑1)之间并通过远端中间转动体齿轮(39)连接在一起，远端骨针支架旋转体(38‑4)通过远端骨针支架内嵌齿槽(38‑5)和远端中间转动体齿轮(39)连接，远端花键轴(40)与远端中间转动体齿轮(39)连接在一起；远端花键轴(40)的轴端处开有远端花键轴切槽表面(40‑1)和远端花键螺纹(40‑2)，远端中间转动体(29)通过旋转远端花键轴切槽表面(40‑1)和远端骨针支架(38)实现相对转动，构成转动副；远端花键轴(40)通过远端花键下端轴承(41‑1)和远端中间转动体伸出旋转部位(29‑1)连接，远端花键轴(40)通过远端花键上端轴承(41‑2)和远端轴承端盖(42)连接，远端端盖螺母(43)通过远端防松垫圈(44)压紧在远端轴承端盖(42)上，远端端盖螺母(43)通过远端花键螺纹(40‑2)和远端花键轴(40)连接，远端花键轴(40)通过远端端盖螺母(43)压紧远端中间转动体伸出旋转部位(29‑1)上；远端骨针支架上端盖(38‑1)通过远端骨针支架左侧螺钉(45‑1)和远端骨针支架右侧螺钉(45‑2)与远端骨针支架下端盖(38‑2)连接；远端骨针支架左侧螺钉(45‑1)和远端骨针支架右侧螺钉(45‑2)通过远端左侧弹簧(46‑1)和远端右侧弹簧(46‑2)将远端骨针(47)压紧在远端骨针支架针槽(38‑3)中，实现远端骨针(47)的固定。