弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构制造技术

本发明专利技术公开了一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构，夹取机构包括第一旋转装置、第二旋转装置、第三旋转装置以及第一夹持组件；送料机构包括立柱、第二夹持组件、第三夹持组件、第一线性驱动组件和第二线性驱动组件；第二旋转装置的旋转轴与第一旋转装置的旋转轴垂直，第三旋转装置的旋转轴与第二旋转装置的旋转轴垂直，第一夹持组件与第二夹持组件相对交错设置，用于从侧部对被加工件待弯曲段的两端进行夹持，第三夹持组件用于从侧部对被加工件尾端进行夹持。本发明专利技术可以实现钛合金医用内固定板X轴、Y轴、Z轴方向的特定角度的扭拧，以及在三个方向上的复合弯曲扭拧，不仅能够降低医师的工作负担，而且整个机构结构非常紧凑。

【技术实现步骤摘要】
弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构
本专利技术涉及一种塑形机构，尤其涉及一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构。
技术介绍
由于车祸、摔伤、磕碰等外伤因素，会造成人体颌骨的断裂、碎裂或部分缺失。颌骨病变(良恶性肿瘤等)会造成颌骨形态破坏或功能丧失，在疾病治疗过程中医务人员不得不对病变的颌骨进行切开或切除，这就造成了颌骨连续性的破坏。颌骨的不完整不仅影响患者面部的美观，而且直接影响着患者的咀嚼、言语等功能，影响着患者的身心健康。针对颌骨的缺损或缺失，医疗过程中需要使用钛合金内固定器械对各骨段进行连接，而在更为前沿的手术中部分患者需要使用腿部的部分腓骨来填补患者颌骨缺失部位，修复过程围绕如何更好的恢复患者颌面部形态展开，而最终形态的一个重要维持装置就是个性化弯制的钛合金内固定器械。钛合金内固定器械的材料主要是钛合金，钛合金不仅密度小、强度高，而且具有耐腐蚀性好、耐热性高以及无毒等一系列优点。在颌骨塑形、固定方面，通常使用的钛合金是TC4，其组成成分为Ti6Al4V,属于(α+β)型钛合金，其具有良好的综合力学机械性能。目前医疗过程中可以使用影像学技术获取患者个性化颌骨的形状；然后通过手术模拟，可以在手术前确定预期的手术后颌骨形态；通过3D打印等手段，可以将目标颌骨形态制作成等比例实物；然后通过数字化设计制造流程完成个性化手术导板的制造，导板可使医生按照预期切割裁剪骨段；术前或术中医生会通过手工工具弯制一个钛合金内固定器械，使之与患者最终颌骨贴合，在弯曲过程中需要不断与颌骨实物、颌骨预期模型或软铝合金条进行对比，并对钛合金固定件不断进行弯曲微调，直至钛合金固定件的形状符合要求。现有的钛合金医用内固定板弯曲方法，存在如下问题：1)手工弯曲费时费力，术前高精度弯制平均耗时接近2小时，术中快速弯制精度极低；2)由于钛合金固定板疲劳强度的原因，当弯曲次数较多时钛合金固定板还会发生断裂、寿命不足等现象；3)3、钛合金医用内固定板所弯出的形状完全取决于医师的经验，所弯出的曲线精度无法保证。低精度的钛合金医用内固定板不仅影响着患者使用时的美观以及舒适程度，更影响着患者颌骨的愈合及术后颌骨功能，甚至直接决定着手术的成败；4)需要3D打印每个患者的颌骨，打印时间10-20小时，且材料成本高昂。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的之一在于提供一种能够实现弧线型钛合金医用内固定板复合弯曲的自动塑形机构。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构，包括底座以及设置于所述底座上的夹取机构和送料机构；所述夹取机构包括设置于所述底座上的第一旋转装置、设置于所述第一旋转装置上的第二旋转装置、设置于所述第二旋转装置上的第三旋转装置以及设置于所述第三旋转装置上的第一夹持组件；所述送料机构包括立柱、平行设置于所述立柱上的第二夹持组件和第三夹持组件、分别驱动所述第二夹持组件及第三夹持组件朝向所述第一夹持组件运动的第一线性驱动组件和第二线性驱动组件；所述第二旋转装置的旋转轴与所述第一旋转装置的旋转轴垂直，所述第三旋转装置的旋转轴与所述第二旋转装置的旋转轴垂直，所述第一夹持组件与第二夹持组件相对交错设置，用于从侧部对被加工件待弯曲段的两端进行夹持，所述第三夹持组件用于从侧部对被加工件尾端进行夹持。进一步的，所述第一夹持组件包括第一夹持部以及驱动所述第一夹持部夹紧的第一动力部，所述第二夹持组件包括第二夹持部以及驱动所述第二夹持部夹紧的第二动力部；所述第三夹持组件包括第三夹持部以及驱动所述第三夹持部夹紧的第三动力部。进一步的，所述第一夹持组件通过基座滑动安装在所述第三旋转装置上，所述基座上还设有驱动所述第一夹持组件靠近或远离所述被加工件的第三线性驱动组件。进一步的，所述第二旋转装置上固定安装有固定座，所述固定座上设有滑槽，所述滑槽内滑动卡设有滑块，所述滑块与所述第三旋转装置固定连接，所述固定座上设有用于驱动所述滑块移动的第四线性驱动组件，所述滑槽的延伸方向平行于所述第三旋转装置的旋转轴，所述第一夹持组件的滑动方向垂直于所述第三旋转装置的旋转轴，所述第三旋转装置的旋转轴与所述第二旋转装置的旋转轴相交。进一步的，所述第三旋转装置包括第三固定座、弧形滑轨以及第三动力装置，所述第三固定座上形成有弧形滑槽，所述弧形滑轨匹配安装在所述弧形滑槽内且一端延伸至所述第三固定座外与所述基座连接，所述第三固定座固定安装在所述滑块上，所述弧形滑轨通过所述第三动力装置的带动在所述弧形滑槽内滑动。进一步的，所述第三固定座的顶部设有贯通两端的凹槽，所述凹槽的内侧壁之间设有上下两排滚轮，每排滚轮包括若干呈弧形间隔排布的滚轮，两排滚轮之间形成有所述弧形滑槽，所述弧形滑轨的底部两端设有行程限位件。进一步的，所述第三动力装置包括第三减速电机以及设置于所述第三减速电机的输出轴上的主动齿轮，所述弧形滑轨上设有与所述主动齿轮啮合的传动齿。进一步的，所述第一旋转装置包括可旋转的设置在所述底座上的第一旋转座以及驱动所述第一旋转座旋转的第一动力装置。进一步的，所述第一旋转座的顶部固定设有U形外支架，所述第二旋转装置包括通过连接轴可转动的与所述U形外支架的内两侧连接的第二旋转座以及驱动所述第二旋转座旋转的第二动力装置。进一步的，所述第二旋转座包括可转动的设置在所述U形外支架内的U形内支架，所述固定座设置在所述U形内支架中央底部处。进一步的，所述第一旋转装置、第二旋转装置以及第三旋转装置的旋转轴相交于一点，所述第一夹持部位于该共同交点处。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术在接收相应的指令信号以后可对特定型号的钛合金固定件进行自动上料、加持以及弯曲扭拧，将钛合金固定件以离散的弯曲形式弯曲出符合要求的角度；其中弯曲包含了对钛合金固定件进行绕X轴、Y轴进行特定角度的弯曲以及绕Z轴进行特定角度的扭拧，以及在三个方向上进行组合弯曲扭拧，不仅能够降低医师的工作负担、提高了弯曲效率，保证钛合金医用内固定板弯曲曲线的精度，提高了骨骼塑形的可靠性，而且整个机构结构非常紧凑。附图说明图1为本专利技术的第一轴侧图；图2为本专利技术的第二轴侧图；图3为本专利技术的第三轴侧图；图4为本专利技术的绕X轴旋转的示意图；图5为本专利技术的绕Y轴旋转的示意图；图6为本专利技术的绕Z轴旋转的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1-图6，一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构，包括底座1以及设置于底座1上的夹取机构2和送料机构3，夹取机构2包括设置于底座1上的第一旋转装置21、设置于第一旋转装置21上的第二旋转装置22以及设置于第二旋转装置22上的第三旋转装置23以及设置于第三旋转装置23上的第一夹持组件24。送料机构3包括立柱31、平行设置于立柱31上的第二夹持组件32和第三夹持组件33、分别驱动第二夹持组件32及第三夹持组件33朝向第一夹持组件24运动的第一线性驱动组件34和第二线性驱动组件35。具体的，第一夹持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构，包括底座以及设置于所述底座上的夹取机构和送料机构，其特征在于：所述夹取机构包括设置于所述底座上的第一旋转装置、设置于所述第一旋转装置上的第二旋转装置、设置于所述第二旋转装置上的第三旋转装置以及设置于所述第三旋转装置上的第一夹持组件；所述送料机构包括立柱、平行设置于所述立柱上的第二夹持组件和第三夹持组件、分别驱动所述第二夹持组件及第三夹持组件朝向所述第一夹持组件运动的第一线性驱动组件和第二线性驱动组件；所述第二旋转装置的旋转轴与所述第一旋转装置的旋转轴垂直，所述第三旋转装置的旋转轴与所述第二旋转装置的旋转轴垂直，所述第一夹持组件与第二夹持组件相对交错设置，用于从侧部对被加工件待弯曲段的两端进行夹持，所述第三夹持组件用于从侧部对被加工件尾端进行夹持。

【技术特征摘要】
1.一种弧线型钛合金医用内固定板自动塑形机构，包括底座以及设置于所述底座上的夹取机构和送料机构，其特征在于：所述夹取机构包括设置于所述底座上的第一旋转装置、设置于所述第一旋转装置上的第二旋转装置、设置于所述第二旋转装置上的第三旋转装置以及设置于所述第三旋转装置上的第一夹持组件；所述送料机构包括立柱、平行设置于所述立柱上的第二夹持组件和第三夹持组件、分别驱动所述第二夹持组件及第三夹持组件朝向所述第一夹持组件运动的第一线性驱动组件和第二线性驱动组件；所述第二旋转装置的旋转轴与所述第一旋转装置的旋转轴垂直，所述第三旋转装置的旋转轴与所述第二旋转装置的旋转轴垂直，所述第一夹持组件与第二夹持组件相对交错设置，用于从侧部对被加工件待弯曲段的两端进行夹持，所述第三夹持组件用于从侧部对被加工件尾端进行夹持。2.根据权利要求1所述的塑形机构，其特征在于：所述第一夹持组件通过基座滑动安装在所述第三旋转装置上，所述基座上还设有驱动所述第一夹持组件靠近或远离所述被加工件的第三线性驱动组件。3.根据权利要求2所述的塑形机构，其特征在于：所述第二旋转装置上固定安装有固定座，所述固定座上设有滑槽，所述滑槽内滑动卡设有滑块，所述滑块与所述第三旋转装置固定连接，所述固定座上设有用于驱动所述滑块移动的第四线性驱动组件，所述滑槽的延伸方向平行于所述第三旋转装置的旋转轴，所述第一夹持组件的滑动方向垂直于所述第三旋转装置的旋转轴，所述第三旋转装置的旋转轴与所述第二旋转装置的旋转轴相交。4.根据权利要求3所述的塑形机构，其特征在于：所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋灿华，梁烨，许仁杰，左国坤，张佳楫，
申请(专利权)人：中南大学湘雅医院，中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43