本發(fā)明涉及骨臼的銑刀領域，具體涉及一種髖臼旋轉(zhuǎn)刀。

背景技術：

鉸刀或切骨刀具是一種用于從人體去除組織和骨的裝置，特別是在準備植入人工髖關節(jié)假體杯時，設計用來去除髖臼窩組織和骨的髖臼銼和切骨刀具。通常，髖臼銼或切骨刀具由具有連續(xù)的部分半球面構成，這種半球面非常適合成形與假體杯匹配的腔體。植入髖臼的假體杯通常具有彎曲的外表面，旋轉(zhuǎn)的切骨刀具使用許多帶有刀刃、在半球型旋轉(zhuǎn)刀頭上略帶防護的刀片。

公開號為us4,131,116的美國專利文獻公開了一種具有半球形切削頭的切骨刀具。刀具具有許多從切削頭的外表面進入到切削頭內(nèi)腔的徑向槽，在每個槽的后緣形成稍稍高于切削頭表面的刀刃。每個刀刃在切削頭外表面延伸，從髖臼切除一小部分的骨和軟骨，然后切除的骨經(jīng)過前端是刀刃的槽進入到切屑頭內(nèi)腔，在切削頭從驅(qū)動軸卸下之前，切除的骨一直保留在切削頭的內(nèi)腔中。因此，在旋轉(zhuǎn)時這種類型的切削頭在髖臼附近沒有松的骨和軟骨。通過使用至少三個槽和切削刃，切削頭旋轉(zhuǎn)時在全部徑向上的載荷相等，切削操作過程中切削頭的旋轉(zhuǎn)軸沒有傾斜的趨勢。至少有一個槽和切削刃通過旋轉(zhuǎn)軸端部與切削頭的交點，使髖臼的整個表面得到完整的切削。上述專利中的切骨道具只含有徑向的切削刃和槽，在切削過程中存在振動，刀具切削阻力大，壽命低。

公開號為us5,203,653的美國專利文獻公開了一種帶有許多螺旋刀槽的半球型切削頭，這些刀槽經(jīng)過切削頭的外表面進入切削頭的空心內(nèi)腔。每一螺旋刀槽的后緣帶有略高于半球面的刀刃，以便在切削頭旋轉(zhuǎn)的過程中使從臼窩切下來的材料進入切削頭的內(nèi)腔。該專利還公布了一種用于連接和拆卸切削頭和驅(qū)動軸一種連接元件。該專利的刀具只有一個刀刃通過半球型刀具的中心，刀刃的后角為0°，未考慮后刀面和韌帶寬度，刀具切削阻力較大，壽命低。

公開號為us5,376,092的美國專利文獻公開了一種對美國專利5,203,653的切削頭的改進版本。發(fā)明的切削頭具有卓越的切削穩(wěn)定性，提供的髖臼銼有兩個刀刃跨過半球型切削頭的中心。因此，在刀頭旋轉(zhuǎn)時，比以前的髖臼銼獲得更加完整的切削。由于改進了髖臼銼與可旋轉(zhuǎn)軸的連接方法，刀頭不完全封閉，髖臼銼不會被切屑填滿。此外，提供了髖臼銼與可旋轉(zhuǎn)動力源的快速連接與拆卸的連接方法。所公布的切削頭還包含易于切除骨和軟骨的齒形刀片。在切削骨或組織時，螺旋實體槽的應用產(chǎn)生更有效地片切，而不是徑向槽髖臼銼的刮落。該專利中的切削頭仍未考慮切削刀具的基本參數(shù)，如刀刃的前角、后角、后刀面寬度、韌帶寬度等。

公開號為us6,764,490的美國專利文獻公開了一種具有本質(zhì)上為半球型表面和由此面限定的內(nèi)部空心區(qū)域的外科手術刀具。至少有一個刀片配置在半球面，從半球面的極點延伸到赤道，刀片上至少有一個具有朝向工件的切削面和背離工件的切削面的切削單元。半球面上配置了與刀片相互作用的開口，用于把切下的材料傳送進內(nèi)部空心區(qū)域。一個軸桿穿過內(nèi)部空心區(qū)域，固定在能夠繞對稱軸旋轉(zhuǎn)的半球面上，形成旋轉(zhuǎn)軸。刀具后角在半球面與朝向工件的切削單元的切削面之間形成，沿半球面極點至半球面赤道方向減小。此外，在半球面上有螺旋形的附加導向單元，導向單元從極點到赤道基本上以螺旋方式伸展，在刀刃附近被中斷，穿過任意兩刀刃間的區(qū)域至少兩次。該專利文獻中的手術刀具考慮了切削刃的前角和第一后角，由于刀具的后刀面寬度不是常數(shù)及導向單元的存在，造成結(jié)構復雜，制造成本較高。

公開號為us8,709,012b2的美國專利文獻公開了對一種外科切削工具(公開號為us6,764,490的美國專利)的一些重要改進。切削工具的外側(cè)體現(xiàn)為從銑削區(qū)域的旋轉(zhuǎn)中心到旋轉(zhuǎn)邊，至少帶有兩個在外側(cè)面上伸展的切削刃的銑削頭，特別是以螺旋型延伸的銑削頭。切削刃在切削器件上伸展，通過穿透切削刃的凹口把切削刃分成單個的切削單元。新放置了從極點到赤道以螺旋狀延伸的槽形凹口，螺旋可以是傾斜或圓形，導通切削刃。由此，在槽形與切削刃相交的位置，出現(xiàn)了斷屑方式的切削單元。切削單元的長度從極點到赤道遞減，切削器件由背離工件的第一切削面和朝向工件的第二切削面組成。切削工具同樣由緊鄰切削刃布置的開口組成，用于把切屑傳到內(nèi)部區(qū)域。至少兩個由凹型橫截面構成的終止面相鄰排布，在側(cè)面上基本與切削刃平行延伸，限定切削刃在橫跨涉及切入組織深度的面的軸向切削方向上切入身體組織的界限。從極點到赤道，切削刃表面沿整個長度具有相同的寬度。切削刃包含前角α和后角γ，從切削刃旋轉(zhuǎn)中心區(qū)域到切削刃旋轉(zhuǎn)邊區(qū)域，前角增加，后角減小。該專利中的切削刀具中的兩個停止面的截面過于復雜，刀片和半球是兩個部件，導致制造成本較高，不易于推廣使用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種髖臼旋轉(zhuǎn)刀，用以解決現(xiàn)有骨臼的銑刀存在刀具壽命短、結(jié)構復雜和制造成本高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種髖臼旋轉(zhuǎn)刀，所述髖臼旋轉(zhuǎn)刀包括一個底部開設有下端口內(nèi)部具有空腔的半球殼體和連接在所述半球殼體下端口的支架，所述半球殼體球面的頂點到半球殼體球心的連線為半球殼體旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)軸線，所述球面上圍繞球面頂點均勻設置有至少三對凹槽，所述凹槽沿球面頂點到球面邊緣之間的螺旋線向下延伸至球面邊緣，其中一對所述凹槽沿各自所在的螺旋線向上延伸至球面頂點，所述凹槽與旋轉(zhuǎn)軸線成一螺旋夾角，所述凹槽的后側(cè)面與所述球面相交構成切削刃，所述后刀面上均勻設置有若干與切削刃相交并延伸至副后刀面的凹口，每個所述凹槽內(nèi)設置有一個沿凹槽所在螺旋線向下延伸的貫通槽，所述后刀面的高度高于刀跟的高度。

優(yōu)選的，所述切削刃與所述刀跟的高度差為齒頂高，所述齒頂高的取值范圍為0.01mm-1.0mm。

優(yōu)選的，所述后刀面的寬度的取值范圍為0.3mm-3mm。

優(yōu)選的所述凹槽與旋轉(zhuǎn)軸線的螺旋夾角的取值范圍為5°～60°，所述凹槽的寬度的取值范圍為1mm～6mm，所述凹槽的截面深度的取值范圍為0.5mm～2mm。

優(yōu)選的，根據(jù)權利要求1所述的髖臼旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于，所述凹槽的后側(cè)面與基面間的夾角為前角，所述前角向下延伸的過程中逐漸增大或恒定不變。

優(yōu)選的，所述后刀面與切削面間的夾角為第一后角，所述第一后角向下延伸過程中逐漸變小或恒定不變。

優(yōu)選的，所述副后刀面與切削面間的夾角為第二后角，所述第二后角向下延伸過程中逐漸變小或恒定不變。

優(yōu)選的，所述切削刃的后刀面和副后刀面的寬度總和為韌帶寬度，所述韌帶寬度的取值范圍為0.3mm-12mm。

優(yōu)選的，所述支架包括圓環(huán)型的固定環(huán)和連接件，所述連接件位于固定環(huán)的中心，所述連接件包括上端通過若干輻條與固定環(huán)連接的第一連接柱以及與所述第一連接柱下端連接的第二連接柱，所述第一連接柱和第二連接柱為兩個直徑不同的圓柱體，所述第一連接柱靠近第二連接柱的柱面上設置有兩個相互平行的對稱面，所述第二連接柱的柱面上設置有一個環(huán)形的圓槽。

優(yōu)選的，所述貫通槽的寬度與所述凹槽的寬度相同。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明的髖臼旋轉(zhuǎn)刀通過優(yōu)化前角α、第一后角β、第二后角γ、螺旋夾角δ和齒頂高e的數(shù)值，再通過設置凹口大大延長髖臼旋轉(zhuǎn)刀的使用壽命。

2.此外，本發(fā)明的髖臼旋轉(zhuǎn)刀還有具有結(jié)構簡單和制造成本低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明髖臼旋轉(zhuǎn)刀的俯視結(jié)構示意圖。

圖2為本發(fā)明髖臼旋轉(zhuǎn)刀的側(cè)視結(jié)構示意圖。

圖3為本發(fā)明髖臼旋轉(zhuǎn)刀的主視結(jié)構示意圖。

圖4為本發(fā)明髖臼旋轉(zhuǎn)刀的仰視結(jié)構示意圖。

圖5為本發(fā)明髖臼旋轉(zhuǎn)刀安裝在驅(qū)動軸上的結(jié)構示意圖。

圖6為圖1中k點的切面結(jié)構示意圖。

圖7為圖3中髖臼旋轉(zhuǎn)刀順時鐘旋轉(zhuǎn)90度之后的結(jié)構示意圖。

圖8為圖2中m點的切面結(jié)構示意圖。

圖9為本發(fā)明切削刃的三個參數(shù)位置關系的結(jié)構示意圖。

圖10為圖4的局部放大后的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1所示，該髖臼旋轉(zhuǎn)刀包括半球殼體1和支架2，本發(fā)明的髖臼旋轉(zhuǎn)刀通過優(yōu)化切削刃13的各個參數(shù)大大延長髖臼旋轉(zhuǎn)刀的使用壽命，此外，本發(fā)明的髖臼旋轉(zhuǎn)刀還有具有結(jié)構簡單和制造成本低的優(yōu)點。

如圖2、3、6、7、9、10所示，該半球殼體1為一個底部開設有下端口內(nèi)部具有空腔19的半球殼體1，半球殼體1球面的頂點到半球殼體1球心的連線為旋轉(zhuǎn)軸線，半球殼體1旋轉(zhuǎn)時以旋轉(zhuǎn)軸線為軸轉(zhuǎn)動。球面上圍繞球面頂點均勻設置有三對凹槽10，當然也可以根據(jù)需要設置四對、五對或更多的凹槽10，凹槽10沿球面頂點到球面邊緣的螺旋線向下延伸至球面邊緣，從而形成三對長條形的凹槽10，其中一對凹槽10沿各自所在的螺旋線向上延伸至球面頂點，以保證在半球殼體1旋轉(zhuǎn)時，凹槽10的后側(cè)面15與球面相交構成切削刃13，當髖臼旋轉(zhuǎn)刀旋轉(zhuǎn)時，所有切削刃13能夠在切削面上形成一個完整的半球面。髖臼旋轉(zhuǎn)刀具有后刀面和副后刀面，后刀面11連接在副后刀面12與凹槽10的后側(cè)面15之間，副后刀面12與相鄰凹槽10的前側(cè)面16之間則為切削刃13的刀跟17。凹槽10與旋轉(zhuǎn)軸線呈一螺旋夾角δ，當螺旋夾角δ較小時，切削刃13連續(xù)切削的效果不是令人滿意，當螺旋夾角δ較大時，有利于提高被切削表面的質(zhì)量，但是螺旋夾角δ較大或較小均不利于提高旋轉(zhuǎn)刀的壽命，因此，本實施例中螺旋夾角δ的取值范圍為5°～60°，螺旋夾角δ優(yōu)選值為δ＝20°，凹槽10的寬度a的取值范圍為1mm～6mm，凹槽10的截面深度d的取值范圍為0.5mm～2mm，其中，凹槽10的寬度a優(yōu)選值為5.2mm，凹槽10的截面深度d優(yōu)選值為1mm。后刀面11的高度高于刀跟17的高度，切削刃13的高度與刀跟17的高度差為齒高e，齒高e的取值范圍為0.01mm-1.5mm，后刀面11的寬度c的取值范圍為0.3mm-3mm，其中，后刀面11的寬度c的優(yōu)選值為0.6mm，后刀面11和副后刀面12的寬度總和為韌帶寬度b，韌帶寬度b的取值范圍為0.3mm-12mm，韌帶寬度b的優(yōu)選值為8mm。凹槽10的后側(cè)面15與基面間200的夾角為前角α，前角α沿凹槽10的后側(cè)面15向下延伸的過程中逐漸增大，前角α的變化范圍為3°～45°。切削刃13的后刀面11與切削面100間的夾角為第一后角β，第一后角β向下延伸過程中逐漸變小，第一后角β的變化范圍為6°～12°。切削刃13的副后刀面12與切削面100間的夾角為第二后角γ，第二后角γ向下延伸過程中逐漸變小，第二后角γ的變化范圍為15°～25°通過優(yōu)化切削刃13的各個參數(shù)，使得半球殼體1旋轉(zhuǎn)時更加平穩(wěn)，減小半球殼體1旋轉(zhuǎn)時的振動，從而大大提高髖臼旋轉(zhuǎn)刀的使用壽命與切削率。后刀面11上均勻設置有若干與切削刃13相交并延伸至副后刀面12的凹口14，通過設置凹口14將切削刃13分成若干切削單元，每個切削單元的長度為3mm-8mm，切削單元長度的優(yōu)選值為5mm，通過設置凹口14，可降低切削刃13崩刃的可能性，進一步提高髖臼旋轉(zhuǎn)刀的使用壽命。每個凹槽10內(nèi)設置有一個沿凹槽10所在螺旋線向下延伸的貫通槽18，貫通槽18的寬度與凹槽10的寬度相同，切削刃13削出的骨屑通過貫通槽18進入半球殼體1的內(nèi)腔19，使被切削的髖臼骨面上沒有骨屑。

如圖4、5、8所示，支架2包括固定環(huán)22和連接件23，固定環(huán)22為圓環(huán)型，固定環(huán)22的外徑與半球殼體1下端口的內(nèi)徑匹配，固定環(huán)22通過焊接連接在半球殼體1的下端口內(nèi)，連接件23位于固定環(huán)22的中心位置，連接件23的軸線與旋轉(zhuǎn)軸線為同一直線，保證半球殼體1轉(zhuǎn)動時不會發(fā)生振動和偏心，連接件23包括上端通過若干輻條26與固定環(huán)22連接的第一連接柱231以及與第一連接柱231下端連接的第二連接柱232，第一連接柱231和第二連接柱232為兩個直徑不同的圓柱體，其中，第一連接柱231的直徑大于第二連接柱232的直徑，第一連接柱231靠近第二連接柱232的柱面上設置有兩個相互平行的對稱面24，第二連接柱232的柱面上設置有一個環(huán)形的圓槽25，使用時，將連接件23插入驅(qū)動軸4的快速裝卸裝置3中，通過對稱面24與快速裝卸裝置3的配合，保證連接件23與快速裝卸裝置3不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，當驅(qū)動軸4轉(zhuǎn)動通過支架2帶動半球殼體1轉(zhuǎn)動時，切削刃13不斷從切削面上切出骨屑，骨屑通過貫通槽18進入半球殼體1的內(nèi)腔19，使被切削的髖臼骨面上沒有骨屑，內(nèi)腔19中的骨屑最終通過輻條26之間的扇形口排出。

實施例2

本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中前角α沿凹槽10的后側(cè)面15向下延伸的過程中恒定不變，前角α的取值范圍為3°～45°，第一后角β向下延伸過程中也恒定不變，第一后角β的取值范圍為6°～12°。第二后角γ向下延伸過程中也恒定不變，第二后角γ的取值范圍為15°～25°。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之做一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。