驱动力传递组件与制造方法及可弯磨头、医用磨具

摘要

本发明提供一种驱动力传递组件与其制造方法，及以该驱动力传递件构建的可弯磨头与医用磨具，属于医疗器械领域。其中，驱动力传递件包括第一旋转力传递件与第二旋转力传递件，第一旋转力传递件的一端通过十字轴万向节机构与第二旋转力传递件的一端连接，并通过在其中一旋转力传递件上形成有沿其旋转轴线方向延伸的切割槽，以减小其端部上的轴叉叉臂在与十字轴的组装过程出现折断的概率。该驱动力传递组件传递性能稳定，且便于微型化。

权利要求

1.驱动力传递组件，用于医用可弯磨头，包括第一旋转力传递件与第二旋转力传递件；

所述第一旋转力传递件的一端通过万向节机构与所述第二旋转力传递件的一端连接；

其特征在于：

所述万向节机构为十字轴万向节机构，所述十字轴万向节机构包括第一轴叉、十字轴及第二轴叉，所述十字轴包括连接块、长销及两根短销；

所述长销的一端穿过设于所述连接块上的第一通孔并与所述第一通孔间隙配合，所述长销的两端对应地与所述第一轴叉的两叉臂固定连接；

两根所述短销的一端与所述连接块固定连接，另一端伸入设于所述第二轴叉的叉臂上的轴孔并与之间隙配合；

所述第一旋转力传递件的一端的端部为所述第一轴叉，所述第二旋转力传递件的一端的端部为所述第二轴叉；

所述第二旋转力传递件的一端形成有槽口位于所述第二轴叉的两叉臂之间连接处的切割槽，所述第二旋转力传递件的另一端具有未切割而相连的部分，所述切割槽的槽深方向沿平行于所述第二旋转力传递件的旋转轴线的方向延伸，所述切割槽沿垂直于所述旋转轴线的方向贯穿所述第二旋转力传递件，所述切割槽的两侧壁通过位于所述切割槽内的固定片固定连接。

2.根据权利要求1所述驱动力传递组件，其特征在于：所述连接块为圆柱体，所述圆柱体上形成有贯穿其两端面的第二通孔，所述第二通孔与所述圆柱体共轴布置；

所述短销的一端自所述第二通孔的一端口伸入所述第二通孔并与所述圆柱体固定连接；

所述第一通孔沿所述圆柱体的横向贯穿所述圆柱体，且所述第一通孔位于所述圆柱体的纵向与横向的中部。

3.根据权利要求1所述驱动力传递组件，其特征在于：所述切割槽的底部的槽宽大于其他部分的槽宽。

4.根据权利要求1所述驱动力传递组件，其特征在于：所述第一旋转力传递件与所述可弯磨头的磨头固定连接。

5.根据权利要求1所述驱动力传递组件，其特征在于：所述固定片与所述切割槽的侧壁间通过焊接方式固定连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述驱动力传递组件，其特征在于：所述第一旋转力传递件在垂直于其旋转轴线的方向上的尺寸小于等于2毫米；所述第二旋转力传递件在垂直于其旋转轴线的方向上的尺寸小于等于2毫米。

7.制造权利要求1至6任一项所述驱动力传递组件的方法，其特征在于，该方法包括：零件加工步骤，按尺寸要求加工出所述第一旋转力传递件、所述第二旋转力传递件、所述连接块、所述长销及所述短销，采用线切割方法在所述第二旋转力传递件上加工出所述切割槽；

装配步骤，将所述短销与所述连接块固定连接，并将所述长销的一端依次穿过形成于所述第一轴叉的一叉臂上的轴孔，所述第一通孔，及形成于所述第一轴叉的另一叉臂上的轴孔，并将所述长销的两端与所述第一轴叉的叉臂通过焊接方式固定连接；撑开所述第二轴叉的两叉臂，将所述短销的自由端插入所述第二轴叉的叉臂上的轴孔内；

固连步骤，采用所述固定片将所述切割槽的两侧壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在所述固连步骤中，采用激光焊接方法将所述固定片与所述切割槽的两侧壁固定连接。

9.可弯磨头，包括驱动力传递组件与磨头；

其特征在于：

所述驱动力传递组件为权利要求1至6任一项所述驱动力传递组件；

所述磨头与所述第一旋转力传递件或所述第二旋转力传递件固定连接。

10.医用磨具，包括可弯磨头；

其特征在于：

所述可弯磨头为权利要求9所述可弯磨头。

说明书

驱动力传递组件与制造方法及可弯磨头、医用磨具

技术领域

[0001] 本发明涉及一种医用磨具及其组件，具体地说，涉及一种驱动力传递组件与制造方法，及以该驱动力传递组件构建的可弯磨头、医用磨具。

背景技术

[0002] 在骨外科手术中，有时需要对体内骨组织进行磨削，通常是将磨头伸入人体内并采用动力手柄直接驱动磨头进行磨削，在手术过程中，难以通过外力对磨头的磨削位置进行控制，导致手术效率低下。

[0003] 为了解决上述技术问题，现有技术是采用可弯磨头与驱动外鞘配合，以实现通过外力对磨头的磨削位置进行控制。比如，公告号为CN204158459U的专利文献中公开了一种便于调节刀头弯折度的外科用刀具，即医用磨具。如其说明书附图中的图1至图5所示，该医用磨具包括可弯磨头、驱动外鞘、控制装置5及动力装置。可弯磨头由磨头31与旋转力传递组件构成，旋转力传递组件由第一旋转力传递件、连接转轴32及第二旋转力传递件33构成，第一旋转力传递件与磨头31为一体结构；连接转轴32为一哑铃型结构，包括连接杆及设于该连接杆的一轴向端上的第一球形端与设于另一轴向端上的第二球形端，第一球形端上沿连接杆的径向延伸形成有输出轴，第二球形端上沿连接杆的径向延伸形成有输入轴，输入轴的轴线与输出轴的轴线相垂直；第一旋转力传递件远离磨头31的一端上形成有与第一球形端相匹配的第一球形槽，第一球形槽的侧壁上形成有与输出轴相匹配的缺口；第二旋转力传递件33靠近连接转轴的一端形成有与第二球形端相匹配的第二球形槽，第二球形槽的侧壁上形成有与输入轴相匹配的缺口，即第一旋转力传递件与第二旋转力传递件33的端部之间通过万向节机构连接。驱动外鞘包括磨头安装管12、外刀管1、控制管6及双头铰链杆13。在磨头31的旋转轴线相对第二旋转力传递件33的旋转轴线相夹一夹角时，即改变了磨头31的磨削位置，只需通过控制机构5推动控制管6相对外刀管1沿轴向移动，并通过双头铰链杆13推动磨头安装管12相对外刀管1旋转。

[0004] 对于上述第一旋转力传递件与第二旋转力传递件间所采用的万向节机构，为了达到相应可弯效果，要求加工出高精度的球形端与球形槽，且球形端与球形槽在工作过程中容易出现脱落问题，导致其结构难以微型化且传递稳定性不高。导致其难以满足现有微创手术对传递稳定性与尺寸的高要求。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的是提供一种传递稳定性高且便于微型化的医用可弯磨头用驱动力传递组件；

[0006] 本发明的另一目的是提供一种制造上述驱动力传递组件的方法；

[0007] 本发明的另一目的是提供一种以上述驱动力传递组件构建的可弯磨头；

[0008] 本发明的再一目的是提供一种以上述可弯磨头构建的医用磨具。

[0009] 为了实现上述主要目的，本发明提供的医用可弯磨头用驱动力传递组件包括第一旋转力传递件与第二旋转力传递件，第一旋转力传递件的一端通过十字轴万向节机构与第二旋转力传递件的一端连接。十字轴万向节机构包括第一轴叉、十字轴及第二轴叉，十字轴包括连接块、长销及两根短销。长销的一端穿过设于连接块上的第一通孔并与该第一通孔间隙配合，长销的一端与第一轴叉的一叉臂固定连接，另一端与第一轴叉的另一叉臂固定连接。两根短销的一端与连接块固定连接，另一端伸入设于第二轴叉叉臂上的轴孔并与之间隙配合。第一旋转力传递件一端的端部为第一轴叉，第二旋转力传递件一端的端部为第二轴叉。第二旋转力传递件的一端形成有槽口位于第二轴叉两叉臂之间连接处的切割槽，该切割槽的槽深方向沿平行于第二旋转力传递件旋转轴线的方向延伸，且沿垂直于该旋转轴线的方向贯穿第二旋转力传递件。该切割槽的两侧壁通过位于其内的固定片固定连接。

[0010] 由以上方案可见，由于采用了十字轴万向节机构连接第一旋转力传递件与第二旋转力传递件，其旋转配合为轴与轴孔的配合，容易达到高精度要求，便于加工。由于叉臂在采用焊接等方式与销固定连接过程中会变脆，而上述结构采用将第一轴叉的两叉臂与长销的两端固定连接，在传递旋转力的过程中，相互牵拉，有效地减小叉臂因变脆而在传递旋转力过程中出现断裂的概率，以便于对第一旋转力传递件进行微型化。由于通过在第二旋转力传递件上设置一切割槽，有效减小其在撑开装入短销的过程中出现断裂的概率，以便于对第二旋转力传递件进行微型化。从而便于对驱动力传递组件进行微型化；由于加工出切割槽后，第二旋转力传递件还有部分未切割而相连接，使得切割槽两侧壁体容易对准及进行固定连接。此外，该结构中的销与轴孔的配合在传递旋转力的过程中始终与旋转轴线相正交，不容易出现脱落问题，以提高其传递的稳定性。

[0011] 一个具体的方案为连接块为圆柱体，该圆柱体上形成有贯穿其两端面的第二通孔，该第二通孔与圆柱体共轴布置。短销的一端自第二通孔的一端口伸入第二通孔并与圆柱体固定连接；第一通孔沿圆柱体的横向贯穿圆柱体，且第一通孔位于圆柱体的纵向与横向的中部。提高短销与连接块之间的固定接触面，从而有效提高十字轴的单位体积传递旋转力的阈值，便于驱动力传递组件的进一步进行微型化，且圆柱体状的连接块便于加工。

[0012] 另一个具体的方案为切割槽的底部的槽宽大于其他部分的槽宽。使两叉臂在撑开过程中，槽两侧壁体的弯曲变形主要集中在槽底部的部分上，有效地确保固定连接成一体后的精度。

[0013] 另一个具体的方案为第一旋转力传递件与可弯磨头的磨头固定连接。由于在可弯磨头中，与磨头固定连接的短转轴的长度比从动力装置处接收旋转力的长转轴短不少，而将切割槽设于长转轴上，更容易加工出满足要求的切割槽。

[0014] 再一个具体的方案为固定片与切割槽的侧壁间通过焊接方式固定连接。便于加工，且固定连接的强度高。

[0015] 优选的方案为第一旋转力传递件在垂直于其旋转轴线的方向上的尺寸小于等于2毫米。第二旋转力传递件在垂直于其旋转轴线的方向上的尺寸小于等于2毫米。

[0016] 为了实现上述另一目的，本发明提供制造上述任一技术方案中的驱动力传递组件的方法包括零件加工步骤、装配步骤及固连步骤。其中，加工步骤包括按尺寸要求加工出第一旋转力传递件、第二旋转力传递件、连接块、长销及短销，采用线切割方法在第二旋转力传递件上加工出切割槽。装配步骤包括将短销与连接块固定连接，并将长销的一端依次穿过形成于第一轴叉一叉臂上的轴孔，第一通孔，及形成于第一轴叉另一叉臂上的轴孔，并将长销的两端与第一轴叉叉臂通过焊接方式固定连接；撑开第二轴叉的两叉臂，将短销的自由端插入第二轴叉叉臂上的轴孔内。固连步骤包括采用固定片将切割槽的两侧壁固定连接。该方法便于制造出尺寸小的驱动力传递组件。

[0017] 具体的方案为在固连步骤中，采用激光焊接方法将固定片与切割槽的两侧壁固定连接。方法简单便于加工，且连接强度高。

[0018] 为了实现上述另一目的，本发明提供的可弯磨头包括驱动力传递组件与磨头。驱动力传递组件为上述任一项技术方案所描述的驱动力传递组件。磨头与第一旋转力传递件或第二旋转力传递件固定连接。

[0019] 为了实现上述再一目的，本发明提供的医用磨具包括可弯磨头。可弯磨头为上述技术方案所描述的可弯磨头。

附图说明

[0020] 图1是本发明医用磨具第一实施例中可弯磨头的立体图；

[0021] 图2是本发明医用磨具第一实施例中可弯磨头的结构分解图；

[0022] 图3是本发明医用磨具第一实施例中短转轴的立体图；

[0023] 图4是本发明医用磨具第一实施例中连接块的立体图；

[0024] 图5是本发明医用磨具第一实施例中连接块的俯视图；

[0025] 图6是本发明医用磨具第一实施例中长转轴的立体图；

[0026] 图7是本发明医用磨具第一实施例中长转轴的轴向剖视图；

[0027] 图8是本发明医用磨具第一实施例中可弯磨头的轴向剖视图；

[0028] 图9是本发明医用磨具第一实施例中可弯磨头与图8相正交方向的轴向剖视图；

[0029] 图10是本发明医用磨具第一实施例中可弯磨头的第一旋转力传递件与第二旋转力传递件不共轴状态下的立体图；

[0030] 图11是本发明医用磨具第二实施例中可弯磨头的轴向剖视图；

[0031] 图12是本发明医用磨具第三实施例中可弯磨头的轴向剖视图。

[0032] 以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

[0033] 本发明的主要构思是对现有医用磨具中可弯磨头的驱动力传递组件结构进行改进，以便对其进行微型化及提高其传递性能的稳定性，医用磨具中的磨头、驱动外鞘、控制装置及动力装置等其他结构完全可以根据现有产品进行设计。

[0034] 以下各实施例以设计及制造旋转力传递件在垂直于自身旋转轴线方向上的尺寸小于2毫米的驱动力传递组件为例对本发明进行说明。

具体实施方式

[0035] 医用磨具第一实施例

[0036] 医用磨具由可弯磨头、驱动外鞘、控制装置及动力装置构成。

[0037] 参见图1及图2，可弯磨头由磨头1与驱动力传递组件2构成。

[0038] 磨头1由大致球状的磨削部11与柱状的固定部12构成。

[0039] 驱动力传递组件2由短转轴3、十字轴4及长转轴5构成。短转轴3构成本实施例的第一旋转力传递件，长转轴5构成本实施例的第二旋转力传递件。

[0040] 长转轴5由传递杆51与固定片52构成。

[0041] 十字轴4由连接块41、短销42、短销43及长销44构成。

[0042] 参见图3，短转轴3的本体30为圆杆体结构，其左端端部为第一轴叉31，第一轴叉31的叉臂311、312上对应地设有与长销44相匹配的轴孔3110、3120；右端形成有与磨头1的固定部12相匹配的安装孔32，安装孔32与本体30共轴布置。

[0043] 参见图4及图5，连接块41的本体410为圆柱体，该圆柱体上形成有沿其横向贯穿其的第一通孔411，第一通孔411与长销44相匹配，且第一通孔411位于该圆柱体纵向与横向的中部；该圆柱体上还形成有贯穿其两端面的第二通孔412，第二通孔412与该圆柱体共轴布置，即第一通孔411的轴线与第二轴孔412的轴线相正交，且二者的交点位于该圆柱体的纵向与横向的中心位置。

[0044] 参见图6与图7，传递杆51的本体510为圆杆体结构，其左端部为第二轴叉511，第二轴叉511的叉臂512、513上对应地设有与短销42、43相匹配的轴孔5120、5130；右端部为一字型结构的旋转力接收部515，用于从动力装置处接收旋转力。

[0045] 传递杆51的左端形成有槽口位于叉臂512与叉臂513之间连接处的切割槽514，切割槽514的槽深方向沿平行于长转轴5的旋转轴线01的方向延伸，且切割槽514沿垂直于旋转轴线01的方向贯穿长转轴5，即沿传递杆51的径向贯穿传递杆51的两侧壁。切割槽514的底部5142的槽宽大于其他部分5141的槽宽，其中，底部5142的形状可以有多种选择，比如其横截面为圆形、三角形或矩形，本实施例选为矩形，即切割槽514为T型槽。切割槽514关于旋转轴线01轴对称布置。

[0046] 第一轴叉31、十字轴4及第二轴叉511一起构成本实施例的十字轴万向节机构。

[0047] 制造旋转力传递组件2的方法包括零件加工步骤、装配步骤与固连步骤。

[0048] 零件加工步骤，参见图1至图7，按尺寸要求加工出短转轴3、传递杆51、连接块41、长销44、短销42、短销43及固定片52。采用线切割方法在长转轴5上加工出切割槽514。

[0049] 各零件的尺寸根据实际使用需要及结构强度要求进行设计。在本实施例中，长转轴5与短转轴3的外径为1.78毫米，切割槽514的槽底部5142的槽宽为1毫米，其他部分5141的槽宽为0.25毫米，槽底部5142沿平行于旋转轴线01方向上的尺寸为0.25毫米。轴孔3110、3120、5120及5130的孔径为0.6毫米，叉臂311、312、512及513在沿旋转力传递件径向上的最宽处的厚度为0.24毫米，即两个叉臂内壁面之间的间距为1.3毫米。

[0050] 装配步骤，参见图2、图8及图9，将短销42、43的一端分别从第二轴孔412的一个端口伸入第二轴孔412，并使它们的一端端面刚好位于第一轴孔411的孔壁处，并通过焊接的方式将短销42、43与连接块41固定连接；将长销44的一端依次穿过轴孔3110、第一通孔411及轴孔3120，并将长销44的两端对应地与叉臂311、312通过焊接方式固定连接，长销44与第一通孔411间隙配合；撑开叉臂512与513，将短销42、43的自由端对应地插入轴孔5120与5130并与二者间隙配合。

[0051] 固连步骤，将固定片52放入切割槽514，并将固定片52与切割槽514的两侧壁通过激光焊接的方式固定连接，固定片52的端部与切割槽514的底面也通过激光焊接方式进行固定连接。

[0052] 在上述步骤的基础上，通过将固定部12插入安装孔32内并通过焊接方式将磨头1固定在短转轴3上，构成本发明的可弯磨头。

[0053] 在本实施例中，切割槽514的主要作用是用于在将短轴42、43装入第二轴叉511内的过程中，防止叉臂512及513因过度弯曲而折断或由于产生过大弯曲变形而改变它们与短销的配合精度，因此其沿平行于旋转轴线01方向上的槽深需根据长转轴5的长度、外径、材料及十字轴的结构、尺寸进行确定。

[0054] 由于切割槽514为T型槽等槽底部槽宽比其他部分宽的结构设计，使切割槽两侧壁体在安装过程中的弯曲变形主要集中在槽底部的部分，在与固定片焊接过程中，容易将切割槽两侧壁体更容易恢复至笔直状态，从而有效地确保焊接之后的结构尺寸精度。

[0055] 由于叉臂311、312、512、513的厚度非常小，在采用焊接处理后容易变脆而易折断，而采用上述设计结构后，由于长销44与叉臂311、312同时固定连接，在传递旋转力过程中相互牵拉而有效地减小叉臂311、312出现折断的概率。

[0056] 参见图10，在工作过程中，可弯磨头的长转轴5接收来自动力装置的旋转力，并通过十字轴万向节机构4传递给短转轴3，并带动磨头1对骨组织进行磨削。当需要改变磨头1的磨削位置时，通过驱动外鞘推动短转轴3的旋转轴线02与长转轴5的旋转轴线01形成夹角，由于十字轴万向节机构4的作用，依旧能够将长转轴5所接收的旋转力传递给短转轴3。

[0057] 医用磨具第二实施例

[0058] 作为对本发明医用磨具第二实施例的说明，以下仅对与医用磨具第一实施例的不同之处进行说明。

[0059] 参见图11，切割槽314形成于短转轴3上，即短转轴3构成本实施例的第二旋转力传递件，长转轴5构成本实施例的第一旋转力传递件。

[0060] 并且，短销42、43与短转轴3的叉臂上的轴孔3110及3120间隙配合，而长销44与长转轴5叉臂上的轴孔固定连接。

[0061] 医用磨具第三实施例

[0062] 作为对本发明医用磨具第三实施例的说明，以下仅对与医用磨具第一实施例的不同之处进行说明。

[0063] 参见图12，通过线切割将传递件51的本体510分割成上下两半体，而不是第一实施例中还有部分连接在一起的切割槽，再使用固定片52通过激光焊接的方式将两半体固定连接成一体。

[0064] 在焊接过程中，可以通过夹持对准工装进行夹持与对准，使焊接成一体后的长转轴的尺寸精度满足要求。

[0065] 在本实施例中，将传递杆51分割成两个半体，该两半体并不一定要严格对称布置，即切割路径可以偏向其中一半体，也意味着两半体在径向的尺寸并不需要完全一样。

[0066] 在本发明具体实施方式中，连接块的结构并不局限于上述圆柱体结构，还有多种显而易见的变化，比如为立方体或球体结构。第一旋转力传递件、第二旋转力传递件及十字轴的结构还有多种显而易见的变化，比如，第一旋转力传递件上形成有切割槽或被切割成两半体，第二旋转力传递件上形成有切割槽或被切割成两半体，且长销、短销均与连接块均固定连接或长销、短销及连接块以一体成型的方式制成；切割槽的两侧壁或两半体采用粘接剂进行粘接，其中固定块可以为粘接剂固化后所形成的块体结构。