采用磨粒钻头的轴向力可控的外科骨钻

摘要

本发明涉及一种采用磨粒钻头的轴向力可控的外科骨钻，它控制的精确度高，可有效避免对脑组织的损伤。它包括钻体和钻头，所述钻体包括机壳，在机壳内设有直流电机，直流电机与智能集成控制系统和直流电源连接，直流电机的输出轴与齿轮传动装置连接，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头安装在钻头夹头上；在钻头夹头与传动轴的连接处设有推力轴承，推力轴承紧贴变形元件，变形元件紧靠在机壳上，变形元件用弹性元件定位，电阻应变片粘贴在变形元件内表面，电阻应变片还与智能集成控制系统连接，钻头夹头与机壳间则设有密封装置；所述钻头为一根带有圆锥的圆柱杆，在圆锥及圆柱杆工作部分表面上布置安装磨粒。

主权项

一种采用磨粒钻头的轴向力可控的外科骨钻，它包括钻体和钻头，其特征是，所述钻体包括机壳，在机壳内设有直流电机，直流电机与智能集成控制系统和直流电源连接，直流电机的输出轴与齿轮传动装置连接，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头安装在钻头夹头上；在钻头夹头与传动轴的连接处设有推力轴承，推力轴承紧贴变形元件，变形元件紧靠在机壳上，变形元件用弹性元件定位，电阻应变片粘贴在变形元件内表面，电阻应变片还与智能集成控制系统连接，钻头夹头与机壳间则设有密封装置；所述钻头为一根头端带有圆锥的圆柱杆，在圆锥及圆柱杆工作部分表面上布置安装磨粒；所述钻头为不锈钢制成，圆柱杆末端为钻柄部分，采用直柄结构；圆锥的顶角₁范围为90°—120°，直径为d1；钻头钎焊磨粒后的平均直径在2mm‑10mm；磨粒之间的行距H₁和列距h₁范围在2—3倍的磨粒粒径之间；所述智能集成控制系统包括单片机，单片机通过开关控制电路与直流电机和控制开关连接；同时单片机还依次与A/D转换器、信号采集器、放大器、滤波器、电桥电路连接，电桥电路与电阻应变片连接；信号采集器对测量的电压信号进行采集，然后经A/D转换器转换成数字量输入到单片机中，判断是否满足自停条件：钻头在钻穿骨头瞬间轴向力会突然下降，并且以后的轴向力会很小并基本保持不变，所以判断钻穿的依据就是所采集到的电压信号的斜率小于一个设定好的很小的值并基本保持不变，此时单片机即判断满足自停条件，即会发出信号切断开关控制电路，从而实现自停功能；同时，单片机根据信号采集装置采集的电压信号判断轴向力是否过大，判断轴向力过大的依据是：所采集的电压信号大于某个设定好的值，这时单片机即判断此时轴向力过大。