一种医用手术刀刃口磨削装置

技术领域

本发明属于手术刀磨削技术领域，具体涉及一种医用手术刀刃口磨削装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

手术刀是医疗中较常见的工具，广泛用于各种手术中，是一种最常见的医疗消耗品。手术刀的制作过程大致分为：冲压、磨削、抛光等重要步骤。

根据了解，发明人发现，目前手术刀只能完成单面开刃，而且都是由人工完成对冲压件毛坯的磨削开刃，这样的工艺会造成效率低下，而且由人工操作，难以保证产品的质量的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种医用手术刀刃口磨削装置，该装置可以实现自动上料、卡紧、磨削、卸料，提高加工精度，提高同批零件加工的一致性，产品质量稳定，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种医用手术刀刃口磨削装置，包括磨削机构、夹持机构、上料机构、卸料机构；其中，夹持机构底部设置于二维移动平台，磨削机构对应设置于夹持机构上方，上料机构、卸料机构设置于夹持机构相对位置处，上料机构推动刀片至夹持机构夹紧，磨削机构移动至待磨削位置对刀片进行磨削，而后夹持机构松开刀片，由卸料机构将刀片卸下，自动完成医用手术刀刃口磨削。

作为进一步的技术方案，所述夹持机构包括夹具，所述夹具一端设有鸭嘴形夹持端，夹具另一端与夹具助力气缸连接，夹具中部通过转动连接件与夹具基座固定连接，夹具助力气缸可推动夹具另一端进而使得鸭嘴形夹持端靠近/远离夹具基座实现对刀片的夹紧或松开。

作为进一步的技术方案，所述鸭嘴形夹持端上表面为倾斜表面，鸭嘴形夹持端端部为弧形；所述夹具基座与鸭嘴形夹持端具有设定间距，夹具基座和鸭嘴形夹持端之间设置气弹簧，夹具基座通过联轴器与转向电机连接，以带动夹具转动。

作为进一步的技术方案，所述上料机构包括刀架，刀架内具有空腔以容纳刀片；刀架侧部设置推刀板，推刀板由推刀气缸推动可水平移动进而将刀架内刀片推出。

作为进一步的技术方案，所述刀架侧部设置进刀口，刀片压板由进刀口伸入刀架空腔内，且刀片压板由刀片压板气缸推动可上下移动进而压紧刀片。

作为进一步的技术方案，所述刀片压板端部设置延伸板，延伸板延伸至刀架的空腔内。

作为进一步的技术方案，所述卸料机构包括卸料旋转电机，卸料旋转电机与摇杆连接，摇杆端部与电磁抓手连接。

作为进一步的技术方案，所述摇杆为折弯杆，卸料旋转电机可带动折弯杆在水平方向转动进而带动电磁抓手转动。

作为进一步的技术方案，所述磨削机构包括砂轮，砂轮通过V带与动力装置连接；所述砂轮固定于滑动基座，滑动基座可上下移动和前后移动，以与夹持机构形成多轴联动。

作为进一步的技术方案，所述滑动基座顶部通过横向滑轨与上底座支撑架连接，上底座支撑架通过竖向滑轨与滑杆连接；所述滑动基座与横向气缸连接以沿横向滑轨移动，上底座支撑架与竖向气缸连接以沿滑杆移动。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明设计的磨削砂轮采用带传动与电动机连接，可减小能耗，提高砂轮转速。

本发明设计的承载鸭嘴形夹具的移动二维平台与承载砂轮的装置构成多轴联动，可实现对空间任意位置的磨削。

本发明设计的磨削装置可以一次性的实现手术刀刃口的双面磨削。

本发明设计的医用手术刀刃口磨削装置在使用过程中无需人工操作，安全、简便、快捷、高效，显著提高了生产效率和同批零件加工的一致性，产品质量稳定。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的医用手术刀刃口磨削装置示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的磨削机构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的夹持机构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的上料机构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的卸料机构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，Ⅰ磨削机构，Ⅱ夹持机构，Ⅲ上料机构，Ⅳ卸料机构，Ⅴ二维移动平台；

1-滑杆、2-竖向气缸滑轨、3-横向气缸伸缩杆、4-滑轨、5-上底座支撑架、6-砂轮、7-轴承、8-支撑臂、9-伸缩气缸、10-V带、11-带轮、12-输出电动机、13-滑动基座、14-转向电机、15-联轴器、16-夹具基座、17-气弹簧、18-鸭嘴形夹持端、19-反推支撑轴承、20-夹具助力气缸、21-推刀板、22-推刀气缸、23-刀架、24-进刀口、25-刀片压板、26-刀片压板气缸、27-卸料旋转电机、28-联轴器、29-电磁抓手、30-摇杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，由于现阶段的手术刀制造方式较为传统，冲压毛坯的刃口磨削一般由人工或半自动化完成，效率低下，质量难以保证。现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种医用手术刀刃口磨削装置。

实施例1：

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出一种医用手术刀刃口磨削装置，包括磨削机构Ⅰ、夹持机构Ⅱ、上料机构Ⅲ、卸料机构Ⅳ；其中，夹持机构底部设置于二维移动平台Ⅴ上，磨削机构Ⅰ对应设置于夹持机构Ⅱ上方，上料机构Ⅲ、卸料机构Ⅳ设置于夹持机构Ⅱ相对位置处，且上料机构、卸料机构与夹持机构间隔一定距离。

上料机构和卸料机构底部可设置于支架上，以使上料机构、卸料机构与夹持机构的高度相对应；支架和二维移动平台底部可固定于工作台上。

其中，磨削机构的电动机和砂轮之间通过带轮连接，夹持机构采用鸭嘴形夹具，卸料机构有摇杆以及电磁铁等组成，由上料机构的气缸推动压板将刀片从刀架推入夹持机构中，夹持机构旋转送至砂轮处，完成磨削，再由卸料机构的电磁抓手卸料，从而可以自动完成医用手术刀刃口的磨削。

具体的，磨削机构包括滑杆1、竖向气缸滑轨2、横向气缸伸缩杆3、滑轨4、上底座支撑架5、砂轮6、轴承7、支撑臂8、伸缩气缸9、V带10、带轮11、输出电动机12、滑动基座13。

滑杆竖向设置，沿滑杆设有竖向气缸滑轨2，上底座支撑架横向设置，上底座支撑架一侧与竖向气缸滑轨滑动连接，进而上底座支撑架可上下移动；上底座支撑架端部套设于滑杆，且与竖向气缸滑轨滑动连接，通过竖向气缸的驱动，上底座支撑架沿滑杆上下滑动。

上底座支撑架底部设置横向的滑轨4，滑轨4底部设置滑动基座13，滑动基座与横向气缸伸缩杆3连接，滑动基座可沿滑轨4水平移动；横向气缸伸缩杆3与横向气缸连接，横向气缸通过伸缩杆推动滑动基座沿滑轨4水平移动，进而使砂轮等水平移动。

砂轮竖向设置，即砂轮的轮面为竖向平面，砂轮可在竖直方向转动，砂轮的轮轴通过轴承7与支撑臂8连接，支撑臂8固定于滑动基座13；砂轮的轮轴还通过V带10与带轮11连接，带轮与输出电动机12连接，从而输出电动机的动力输出至砂轮进而带动砂轮转动。

砂轮采用V带传递动力，电机输出端连接大带轮，砂轮轴连接小带轮，可以显著提高砂轮的转速，二维移动平台与磨削机构组成多轴联动平台，可以对空间任意位置的刀片进行磨削。

具体的，夹持机构包括转向电机14、联轴器15、夹具基座16、气弹簧17、鸭嘴形夹持端18、反推支撑轴承19、夹具助力气缸20。

转向电机底部固定于二维移动平台上，转向电机可在水平方向二维移动，二维移动平台采用现有机构即可，在此不再赘述。

转向电机通过联轴器与夹具基座连接，夹具固定于夹具基座，夹具一端设置鸭嘴形夹持端18，夹具另一端与夹具助力气缸20连接，夹具中部通过反推支撑轴承19与夹具基座16连接，夹具中部可绕反推支撑轴承19转动；鸭嘴形夹持端上表面为倾斜表面，鸭嘴形夹持端端部为弧形。

夹具基座16和鸭嘴形夹持端18之间设置气弹簧17。在夹具助力气缸推动夹具另一端向上时，鸭嘴形夹持端向下移动，进而与夹具基座配合夹紧刀片；在夹具助力气缸带动夹具另一端向下时，鸭嘴形夹持端在气弹簧的作用下向上移动，进而松开刀片。

鸭嘴形夹持端边缘薄，有利于和砂轮机构的空间位置配合，提高安全性，磨削机构中选用的砂轮半径很大，这样的设计是可以最大限度地避免在磨削时砂轮会和夹具压板发生碰撞，引起不必要的损失和危险，在磨削加工中，安全性是非常重要的。

具体的，上料机构包括推刀板21、推刀气缸22、刀架23、进刀口24、刀片压板25、刀片压板气缸26。

刀片压板气缸26固定于竖向支架上，刀片压板气缸的动作端与刀片压板25连接，刀片压板气缸可推动刀片压板上下移动；刀片压板端部设置延伸板，延伸板延伸至刀架23的内部空腔内，刀架侧部设置进刀口以供刀片压板伸入，刀片压板端部可在刀架的内部空腔上下移动；刀架侧部还与推刀板21配合，推刀板与推刀气缸22连接，推刀气缸可推动推刀板水平移动。刀架侧部与推刀板配合位置处设有空隙，推刀板可由空隙水平插入刀架的内部空腔，保证推刀板灵活进出刀架内部。

刀架底部对应于推刀板下方设置底板，以支撑刀片。

刀架侧部设有开口以供刀片被推刀板推出，夹具基座16的上表面与开口的位置相对应设置，在刀片被推出后移动至夹具基座上表面，夹具基座对其进行支撑，在夹具的鸭嘴形夹持端下移与夹具基座配合时可夹紧刀片。

具体的，卸料机构包括卸料旋转电机27、联轴器28、电磁抓手29、摇杆30。

卸料旋转电机27通过联轴器28与摇杆30连接，卸料旋转电机运作可带动摇杆在水平方向转动，摇杆为折弯杆，摇杆与电磁抓手29连接，电磁抓手水平设置，电磁抓手底部具有电磁铁吸盘，电磁抓手利用磁吸作用吸住刀片，在卸料旋转电机的作用下，转动至非工作位卸下。

本发明磨削装置的工作原理为：

利用刀架将多个刀片统一放入刀架的空腔内，刀架的空腔内可同时平躺叠放多个刀片，刀片叠放在刀架内底板上，用刀片压板气缸26驱动刀片压板25，将刀片压在刀架内底板上；然后推刀板21在推刀气缸22的作用下水平移动推出刀片，夹持机构的鸭嘴形夹持端18直接夹住刀片；

为实现对刀片的夹紧固定，保证位置精度，使运动过程简易，且具备一定的导向功能，夹持机构采用鸭嘴形夹具；手术刀片的夹紧与取出过程的原理都是依靠气缸和弹簧相互作用的；夹具助力气缸20是竖直安装在夹具底板上的，它实现的是上、下推动，当夹具助力气缸20向上推动时，鸭嘴形夹持端18左端翘起，右端向下，与夹具底座配合实现夹紧，反之则松开；

鸭嘴形的夹持端在夹具助力气缸20的作用下向下运动至与夹具基座相结合并锁死时，完成刀片的夹紧，刀片夹紧于鸭嘴形夹持端和夹具基座之间，此时，位于夹持端下的气弹簧被压缩，气弹簧的弹力是由夹具助力气缸通过反推夹具上端，左侧被抬起，右侧被下压给予的，弹簧的反力是小于气缸给予的压力；转向电机14可根据刀片的刃口形状带动夹具转动相应角度；

磨削机构通过滑轨下移至待磨削位置，对刀片进行磨削；当需要对手术刀进行磨削弧面时，夹具基座在转向电机14的带动下转动，鸭嘴形夹持端会带着刀片进行重复的运动，在多次相同的运动轨迹磨削下，磨削效果提高，精度提高，而且磨削面积增大，有利于制造出满足设计要求的磨削的刃口宽度；

当磨削结束的时候，需要取出刀片，首先夹具助力气缸20开始慢慢的泄压，气弹簧伸展并释放自身的弹力，在弹力的作用下，鸭嘴形夹持端将会被慢慢推起，向远离夹具基座的方向移动，即向上运动，释放手术刀片，鸭嘴形夹持端和夹具基座之间的距离增大，这时候卸料机构工作，取走刀片；

卸料机构则是采用电磁铁吸盘，通电吸附、断电落下，电磁抓手吸住刀片，通过摇杆旋转，将磨好的刀片转移走。

实施例2：

本实施例中提出一种医用手术刀刃口磨削装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：将待磨削的刀片放入刀架23内，在刀片压板25的作用下被压紧，在推刀气缸22和推刀板21的共同作用下，刀片从刀架23内推出；

步骤二：二维移动平台承载着鸭嘴形夹持端18移动到出刀位置，当鸭嘴形夹持端18在夹具助力气缸20的帮助下右端向下运动至与夹具基座相结合并锁死时，完成刀片的夹紧，此时，位于夹持端下的气弹簧17被压缩，气弹簧17的弹力是由夹具助力气缸20通过夹具上端给予的，夹具助力气缸锁死，夹持端夹紧手术刀片，在联轴器15和转向电机14的共同作用下旋转到对准砂轮6的待磨削位置；

步骤三：磨削机构沿滑杆1下落，在伸缩气缸的作用下沿滑轨4移动到待磨削位置，然后开始磨削过程；当需要对手术刀进行磨削弧面时，夹具基座在转向电机14的带动下转动，鸭嘴形夹持端18会带着刀片进行重复的运动，在多次相同的运动轨迹磨削下，磨削效果提高，精度提高，而且磨削面积增大，有利与制造出满足设计要求的磨削的刃口宽度；

步骤四：手术刀一面磨削完成后，磨削机构在横向气缸伸缩杆3的带动下，沿着滑轨4向后移动，使砂轮6远离磨削刀具的刃口，随后磨削机构在竖向气缸的带动下，沿滑杆1向下移动，磨削机构在横向气缸伸缩杆3的带动下，沿着滑轨4向前移动，直至砂轮6上表面与刀具下表面接触，继续开始磨削，鸭嘴形夹持端18会带着刀片进行重复的运动，提高磨削效果和精度；

步骤五：磨削完成后，磨削机构在横向气缸伸缩杆3的带动下，沿着滑轨4向后移动，磨削机构沿滑杆1上升，夹具在联轴器15和转向电机14的带动下转到初始位置。夹具助力气缸开始慢慢的泄压，气弹簧17伸展并释放自身的弹力，在弹力的作用下，鸭嘴形夹持端18将会被慢慢推起，向远离夹具基座的方向移动，即向上运动，释放手术刀片，鸭嘴形夹持端18和夹具基座16之间的距离增大；

步骤六：接通电磁抓手29吸住刀片，在卸料旋转电机27和联轴器28的作用下转到完成区，卸下刀片。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。