專利名稱：一種骨折復(fù)位三維外固定支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種外科醫(yī)療器械，特別是一種新型骨折復(fù)位三維外固定支架。
背景技術(shù)：
在用并聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)建骨折復(fù)位機(jī)器人時(shí)，引伸了三維外固定支架的應(yīng)用，三維外固定支架通常由上下圓環(huán)及連接上下圓環(huán)的六支連接推拉桿構(gòu)成。由于上下圓環(huán)需要根據(jù)要求以六個(gè)自由度作相對(duì)位移旋轉(zhuǎn)，六支連接推拉桿與上下圓環(huán)間需要由十二支萬向節(jié)連接?，F(xiàn)有技術(shù)通常采用剛性萬向節(jié)來連接，如專利申請(qǐng)公布號(hào)CN101847182A，發(fā)明名稱為基于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的長骨虛擬與現(xiàn)實(shí)復(fù)位配準(zhǔn)方法的專利申請(qǐng)中公開的骨折復(fù)位機(jī)器人結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用六支可控電動(dòng)推拉桿，并使用傳統(tǒng)的剛性萬向節(jié)來連接可控電動(dòng)推拉桿和上下圓環(huán)。在進(jìn)行骨科矯形復(fù)位時(shí)，如果骨折兩端有交錯(cuò)情況，剛性萬向節(jié)容易使得骨折處應(yīng)力過大造成二次損傷，增加病人的痛苦延遲骨折愈合，甚至可能造成萬向節(jié)或電動(dòng)推拉桿損壞，影響手術(shù)順利進(jìn)行。且目前的骨折復(fù)位外固定支架由于存在剛性萬向節(jié)等磨損部件，在使用時(shí)需要潤滑，且可靠性和壽命低，制作過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的骨折復(fù)位外固定支架制作復(fù)雜，易磨損，提供一種新型骨折復(fù)位三維外固定支架，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有磨損，可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠滿足骨折復(fù)位及畸形校正治療的精度的需要。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種骨折復(fù)位三維外固定支架，包括上圓環(huán)、下圓環(huán)、多個(gè)推拉桿以及將各推拉桿的兩端部分別與上下圓環(huán)的連接部相連的萬向節(jié)，其特征在于，所述萬向節(jié)為二自由度柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)。所述柔性萬向節(jié)包括彈簧、第一螺桿和第二螺桿，所述彈簧為拉伸彈簧，包括依次連續(xù)分布的左段、中間段和右段，并且呈中間段細(xì)、左段和右段粗的沙漏型；第一螺桿的螺紋端與所述拉伸彈簧的左段螺旋連接，第二螺桿的螺紋端與所述拉伸彈簧的右段螺旋連接；所述第一螺桿的另一端固定設(shè)置于推拉桿的端部，第二螺桿的另一端固定設(shè)置于上圓環(huán)的連接部或下圓環(huán)的連接部。所述推拉桿為手動(dòng)推拉桿或電動(dòng)推拉桿，所述手動(dòng)推拉桿為螺紋微調(diào)式推拉桿或滑動(dòng)式推拉桿。所述彈簧的左段和右段以中間段為中心呈對(duì)稱設(shè)置，所述第一螺桿和第二螺桿的螺紋及螺距均相同。所述彈簧左段或右段的內(nèi)徑略小于第一螺桿的螺紋內(nèi)徑，所述彈簧左段或右段的線徑小于等于第一螺桿的螺距。所述第一螺桿的螺紋內(nèi)徑為6mm，彈簧左段的內(nèi)徑為5. 5mm，所述第一螺桿的螺距為1. 5mm，彈簧左段的線徑為1. 4mm。[0011]所述彈簧的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是-45° 45°。本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下本實(shí)用新型提供的骨折復(fù)位三維外固定支架，將二自由度柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)取代了傳統(tǒng)的剛性萬向節(jié)，由于彈簧制造工藝簡(jiǎn)單，所以簡(jiǎn)化了骨折復(fù)位三維外固定支架或用并聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的骨折復(fù)位機(jī)器人的制作過程和生產(chǎn)成本，而且當(dāng)骨折處在復(fù)位過程中由于擠壓使推拉桿產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，二維柔性的彈簧鉸鏈的彈簧的彈性效應(yīng)可對(duì)推拉桿的應(yīng)力起到緩沖作用，并進(jìn)一步消除該應(yīng)力，從而滿足骨折復(fù)位及畸形校正治療的精度的需要。本實(shí)用新型的骨折復(fù)位三維外固定支架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有磨損，無需潤滑，可靠性好，使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。該骨折復(fù)位三維外固定支架通過中間細(xì)兩邊粗的砂漏型的拉伸彈簧實(shí)現(xiàn)連接兩支螺桿(第一螺桿和第二螺桿)的柔性的萬向節(jié)功能，除了實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的功能外， 還可以作為一種連接電動(dòng)推拉桿與上下圓環(huán)用的柔性萬向節(jié)連接器。根據(jù)彈簧的性質(zhì)，其中間細(xì)的部分可達(dá)到柔性連接即萬向節(jié)的功能，用特殊形狀的彈簧取代了傳統(tǒng)的剛性萬向節(jié)，在應(yīng)力設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，該柔性萬向節(jié)沒有剛性萬向節(jié)的磨損部件，因此本實(shí)用新型的骨折復(fù)位三維外固定支架避免了磨損，提高了其使用壽命，減小了體積和重量。二自由度柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)在沿軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧產(chǎn)生的緊縮力會(huì)阻止第一螺桿(或第二螺桿)從彈簧旋出從而自動(dòng)防止兩者間的松動(dòng)和脫落，且無間隙和摩擦，解決了現(xiàn)有的骨折復(fù)位外固定支架中的各部件在使用時(shí)發(fā)生的磨損、松動(dòng)及脫落的問題。在裝配時(shí)，也能夠簡(jiǎn)單地將彈簧的兩端分別沿兩支螺桿的螺紋旋進(jìn)螺桿，從而方便地裝配本實(shí)用新型的該骨折復(fù)位三維外固定支架。

圖1為本實(shí)用新型骨折復(fù)位三維外固定支架的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的局部A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的柔性萬向節(jié)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3所示柔性萬向節(jié)中的彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖3所示柔性萬向節(jié)中的第一螺桿和第二螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)列示如下1-柔性萬向節(jié)；2-上圓環(huán)；3-電動(dòng)推拉桿；4-彈簧；5-第一螺桿；6_第二螺桿； R-彈簧內(nèi)經(jīng)；r-彈簧線徑；D-螺紋內(nèi)徑；L-螺桿螺距。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。圖1為本實(shí)用新型的骨折復(fù)位三維外固定支架的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為其局部 A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。該骨折復(fù)位三維外固定支架，包括一個(gè)上圓環(huán)2、一個(gè)下圓環(huán)、六個(gè)電動(dòng)推拉桿3和12個(gè)柔性萬向節(jié)1，柔性萬向節(jié)1將各電動(dòng)推拉桿3的兩端部分別與上下圓環(huán)的連接部相連，該柔性萬向節(jié)1為二維柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)，柔性萬向節(jié)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，包括彈簧4、第一螺桿5和第二螺桿6，其中，彈簧4的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，第一螺桿5和第二螺桿6的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。彈簧4為拉伸彈簧，包括依次連續(xù)分布的左段、中間段和右段，并且呈中間段細(xì)、左段和右段粗的沙漏型， 即彈簧4為中間細(xì)兩邊粗的沙漏型拉伸彈簧，所述彈簧4的左段和右段以中間段為中心呈對(duì)稱設(shè)置，即彈簧4以中間細(xì)的部位為中心呈兩邊對(duì)稱設(shè)置，彈簧兩邊粗的部位(左段或右段)的內(nèi)徑為R，彈簧的左段、中間段和右段的線徑相同，彈簧線徑為r ；第一螺桿5的螺紋端與彈簧4的左段螺旋連接，第二螺桿6的螺紋端與彈簧的右段螺旋連接，第一螺桿5和第二螺桿6的螺紋及螺距均相同，如圖5所示，螺紋內(nèi)徑為D，螺距為L。例如，第一螺桿5自彈簧4的左段的內(nèi)部左旋進(jìn)去，第二螺桿6自彈簧的右段的內(nèi)部右旋進(jìn)去，彈簧4兩邊粗的部位(左段或右段)的內(nèi)徑R分別與第一螺桿5和第二螺桿6的螺紋內(nèi)徑D相匹配，第一螺桿5與電動(dòng)推拉桿3呈一體結(jié)構(gòu)設(shè)置，第二螺桿6與上圓環(huán)2或下圓環(huán)呈一體結(jié)構(gòu)設(shè)置， 即電動(dòng)推拉桿3的一端通過柔性萬向節(jié)1連接上圓環(huán)2，電動(dòng)推拉桿3的另一端通過另外一個(gè)柔性萬向節(jié)連接下圓環(huán)。為使得第一螺桿5和第二螺桿6與彈簧4之間緊密繞制，無間隙和摩擦，設(shè)置為彈簧4兩邊粗的部位(左段或右段)的內(nèi)徑R略小于第一螺桿5 (或第二螺桿6)的螺紋內(nèi)徑D，即R < D ；而彈簧的線徑r應(yīng)根據(jù)該柔性萬向節(jié)所承受的壓力選取， 當(dāng)彈簧4的線徑r確定之后，各螺桿的螺距即可確定，設(shè)置彈簧4的線徑r小于等于第一螺桿5(或第二螺桿6)的螺距L，即r<L。優(yōu)選地，設(shè)置柔性萬向節(jié)1中的第一螺桿5以及第二螺桿6的螺紋內(nèi)經(jīng)D為6mm，彈簧4兩邊粗的部位的內(nèi)徑R為5. 5mm,第一螺桿5以及第二螺桿6的螺距為1.5mm，彈簧的線徑為1.4mm，彈簧4的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是-45° 45°。本實(shí)用新型由柔性萬向節(jié)裝配的骨折復(fù)位三維外固定支架，由柔性萬向節(jié)取代傳統(tǒng)的剛性萬向節(jié)，此時(shí)由特殊形狀的彈簧4兩邊分別旋進(jìn)第一螺桿5和第二螺桿6從而達(dá)到柔性連接電動(dòng)推拉桿與上下圓環(huán)的萬向節(jié)連接的功效。本實(shí)用新型的骨折復(fù)位三維外固定支架還可作為一種骨折復(fù)位并聯(lián)機(jī)器人使用。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種骨折復(fù)位三維外固定支架，包括上圓環(huán)、下圓環(huán)、多個(gè)推拉桿以及將各推拉桿的兩端部分別與上下圓環(huán)的連接部相連的萬向節(jié)，其特征在于，所述萬向節(jié)為二自由度柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述柔性萬向節(jié)包括彈簧、第一螺桿和第二螺桿，所述彈簧為拉伸彈簧，包括依次連續(xù)分布的左段、中間段和右段，并且呈中間段細(xì)、左段和右段粗的沙漏型；第一螺桿的螺紋端與所述拉伸彈簧的左段螺旋連接，第二螺桿的螺紋端與所述拉伸彈簧的右段螺旋連接；所述第一螺桿的另一端固定設(shè)置于推拉桿的端部，第二螺桿的另一端固定設(shè)置于上圓環(huán)的連接部或下圓環(huán)的連接部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述推拉桿為手動(dòng)推拉桿或電動(dòng)推拉桿，所述手動(dòng)推拉桿為螺紋微調(diào)式推拉桿或滑動(dòng)式推拉桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述彈簧的左段和右段以中間段為中心呈對(duì)稱設(shè)置，所述第一螺桿和第二螺桿的螺紋及螺距均相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述彈簧左段或右段的內(nèi)徑略小于第一螺桿的螺紋內(nèi)徑，所述彈簧左段或右段的線徑小于等于第一螺桿的螺距。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述第一螺桿的螺紋內(nèi)徑為6mm，彈簧左段的內(nèi)徑為5. 5mm，所述第一螺桿的螺距為1. 5mm，彈簧左段的線徑為 1. 4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的骨折復(fù)位三維外固定支架，其特征在于，所述彈簧的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是-45° 45°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種骨折復(fù)位三維外固定支架，包括上圓環(huán)、下圓環(huán)、多個(gè)推拉桿以及將各推拉桿的兩端部分別與上下圓環(huán)的連接部相連的萬向節(jié)，該萬向節(jié)為二自由度柔性的彈簧鉸鏈?zhǔn)降娜嵝匀f向節(jié)。本實(shí)用新型的骨折復(fù)位三維外固定支架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有磨損，可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足骨折復(fù)位及畸形校正治療的精度需要。
文檔編號(hào)A61F5/05GK202020577SQ20112008074
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者林鴻 申請(qǐng)人:北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司