一种磨削头夹持机构

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体地说涉及一种磨削头夹持机构。

背景技术

医用手术动力手柄主要应用于脊柱外科、骨科、神经外科等手术场景，利用高速电机传动旋转夹头，通过夹持不同的工作头来执行打磨、刨削、镗孔等功能。现有的产品大多包括高速电机、手柄和工作头，手柄中往往都设计有夹持机构，用于安装和紧固工作头。这些夹持机构大多通过零件的形变来调整对工作头的加持力，长期使用后会造成应变疲劳，夹持精度下降。另外，现有的夹持机构功能单一，无法识别是否安装有工作头，为操作带来风险。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种夹持效果更稳定、并具有防空转功能的磨削头夹持机构。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种磨削头夹持机构，包括壳体、设于壳体内可沿轴线运动的套筒、以及设于套筒内的夹持体，所述夹持体侧壁设有若干孔洞，每个孔洞内各自设有一个波子，所述波子至少具有一个曲面或斜面，以使其在所述套筒的抵触作用下沿径向方向向内运动。

本发明提供的技术方案基于可滑动套筒与波子之间的抵触配合，利用波子实现对工作头的紧固。所有零件均为刚性结构，长期使用仍能保持最佳控制精度。进一步地，所述套筒抵触所述波子的一端具有沿轴线方向变化的内径。套筒具有沿轴向运动的属性，工作头是否安装会体现在套筒的轴向位移上，以此可以进一步设计防空转功能。

所述波子的最大高度为h

0

基于上述公式，当夹持体内组装有工作头时，所述波子一侧抵触在工作头侧壁上，另一侧会有部分结构暴露在夹持体外。暴露在外所述部分结构的高度应当限制在一定范围内，以使套筒沿轴向向远端运动时抵触在所述波子上，实现对工作头的紧固。

所述套筒接触所述波子的一端具有一个内锥面或内弧面，优选为内锥面。所述内锥面的直径向远端方向逐渐增大。

进一步地，该夹持机构还包括限位件和弹簧，所述弹簧抵触所述套筒以提供向远端方向运动的力，当所述套筒前端内锥面与所述波子未抵触时，所述套筒与限位件接触，此时两者之间产生的摩擦力在弹簧作用下进一步增强，足以克服电机传动的扭力，从而实现防空转的功能。当所述套筒前端内锥面与所述波子相抵触时，所述套筒与限位件之间存有间隙，因此不会受到摩擦力影响，保持夹持机构的正常转动功能。

进一步地，所述限位件为设于所述套筒外的套环，该套环不会被动地沿轴向发生位移。所述套筒近端设有向外凸起的卡止环，两者之间形成卡止配合。

进一步地，所述波子包括与所述孔洞直径相适配的圆柱形基体、以及从所述基体顶面向外突出形成的钝圆体。根据前述公式可知，钝圆体在夹持体表面的突出程度，将影响是否与套筒的内斜面相抵触，进而影响到套筒沿轴线的不同位移。

进一步地，所述波子数量为2-6个，相对于轴线呈中心对称分布。对应地，所述孔洞数量也为2-6个。作为本发明的最优方案，所述波子和孔洞的数量分别设置3个，沿轴线方向呈中心对称分布。

进一步地，所述夹持体近端设有与电机传动联接的传动齿轮，夹持体的前端和后端分别安装有与所述壳体配合的轴承。其中，所述传动联接为包括但不限于键槽配合、法兰配合、齿轮配合、销轴配合的任意一种或多种的组合。

本发明所述的“近端”在未做特别说明的情况下，指术者手持手术动力手柄的一端，或与电机传动联接的一端。所述的“远端”在未做特别说明的情况下，指手术区所在的一端，或指工作头安装的一端。所述“轴线”是指手术动力手柄的轴线，往往与传动主轴、工作头轴线重合。

有益效果：本发明所述的磨削头夹持机构取代传统设计中通过调节结构形变来紧固工作头，而采用套筒与波子之间的配合来实现。波子径向夹紧设计提供了最高效、最稳定的紧固方式。工作头是否安装，会通过波子进一步影响到套筒的轴向位移，正常使用情况下夹持体与套筒作为一个整体，与壳体之间仅通过轴承配合，以实现工作头的高速旋转。如未安装工作头，套筒就会与壳体或与壳体保持相对固定位置关系的限位件相抵触，起到防止空转的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的纵剖面结构示意图；

图2是本发明实施例所述夹持体和套筒德的部分结构示意图；

图3是本发明实施例所述夹持体和套筒等部分结构的纵剖面示意图；

图4是本发明实施例所述的动力手柄外观示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种手术动力手柄的磨削头夹持机构，该手术动力手柄包括壳体1、套管2、夹持体3、套筒4、方形弹簧5、传动中间件6。

动力手柄的远端可安装工作头，例如磨头、钻头等。手柄根据使用场景的不同可设计为多种样式。

壳体1外形呈长筒状，利于抓握。壳体内形成空腔，用于容纳夹持体，并保证夹持体在空腔中转动，通过前后分别设置一组轴承7用于支撑夹持体。

夹持体3的近端设有第一传动齿轮8，与传动中间件6相互啮合，传动中间件的近端设有第二传动齿轮9，用于与电机输出轴上的齿轮相啮合，从而实现级联传动。本实施例提供的传动中间件为动力手柄增加了弯角设计，使用时更好地暴露手术视野。作为其他可实施方式，也可取消传动中间件设计，使夹持体近端直接与电机主轴传动联接。

夹持体3为完整的刚性一体化结构，不会发生形变。夹持体的远端形成开口，其内形成用于收容工作头的夹持空腔，本实施例提供的夹持体前端有螺纹设计，可进一步组装安装座和套管，通过其内的轴承为工作头提供导向支撑作用，防止工作过程中产生偏心抖动。

夹持体3的外表面设有套筒2，与夹持体之间紧密配合，在力的作用下可沿轴向方向前后运动。套筒2的近端设有向外凸起的卡止环10，在套筒外设有一个套环11，该零件与壳体之间相配合，不会被动地沿轴线发生位移。且夹持体在套筒近端处设有处于持续挤压状态的方形弹簧5，向套筒提供持续向远端方向运动的作用力。因此，当套筒向远端方向运动到极限位置时，被套环阻挡，并在方形弹簧的作用下加大了两者之间的摩擦力，当电机传动要使夹持体转动时，扭力传递到套环上被摩擦力抵消，从而实现了防空转的作用。

夹持体3的前部，对应套筒前端的位置设有三个孔洞，每个孔洞内安装有一个波子12。波子包括与孔洞直径相适配的圆柱形基体、以及从基体顶面向外突出形成的钝圆体。套筒前端形成一个向远端方向逐渐放大的内锥面13，当套筒沿径向方形运动时，会与波子12发生抵触作用。

本实施例中，波子12的最大高度为h

0

基于上述公式，当夹持体3内组装有工作头时，波子12一侧抵触在工作头侧壁上，另一侧会有部分结构暴露在夹持体3外。暴露在外部分结构的高度应当限制在一定范围内，以使套筒2沿轴向向远端运动时抵触在波子12上，实现对工作头的紧固。而且波子12钝圆体在夹持体表面的突出程度，会进一步影响到套筒2沿轴线的位移，因此该夹持机构各组件之间的关系可以归纳为以下三个状态：

为安装工作头时，波子12收容在夹持体3的孔洞内，不会与套筒2内斜面发生抵触作用，在方形弹簧的压力下，套筒2会运动到远端极限距离，与套环相抵触，通过两者之间的摩擦力抵消电机扭力，实现防空转的安全设计。

当安装有工作头时，波子12的钝圆体会有部分暴露在夹持体3外，方形弹簧对套筒2的压力作用，会进一步变为对波子12的径向压力，从而实现对工作头的紧固。

当安装有工作头时，套环作为主动件向近端方向移动，同时带动套筒2向近端方向移动，此时套筒2前端的内斜面与波子12之间不发生接触，方便使用者拆卸或安装工作头。本发明中，套环应理解为一个具有主动调节功能的零件，不会被动沿径向发生位移。本领域技术人员可基于现有设计，在壳体1上任意地设计调节机构，来实现套环的位移。

图4展示了一个优选实施例的动力手柄，本领域技术人员可根据需要进行适应性变动，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。