【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及骨科、医疗、机械等各种领域,更具体地说是涉及一种具有参数测量功 能的骨骼振动钻削平台。
技术介绍
随着微创概念在骨科手术中的不断推广和深入,在保障手术效果的前提下尽量减 小手术操作对患者的损伤已成为未来骨科手术发展的重要方向。骨骼钻削是骨科手术中最 基本、最常见的手术操作方式之一,钻削过程中产生的切削热会对骨骼造成不可逆的损伤。 热损伤会导致骨骼坏疽甚至引发骨髓炎,这不仅会影响术后恢复还会直接影响手术效果。振动钻削是在钻头上附加轴向高频振动的新型钻削方式。通过附加振动而带来的 脉冲作用能有效地改善钻削效果,并能显著降低钻削过程中的切削热。利用这种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台,能够开展骨骼振动钻削实验研 究,并且能够容易地调整振动的频率和振幅,同时能够对振动钻削过程中的切削热和切削 力进行实时在线测量。本专利技术对于研究新型的骨骼钻削方式,改善手术效果,促进患者术后 恢复具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台。由于振动钻削理论证 明钻削时钻头振动和工件振动是等效的,因此本专利技术使用了使工件(即骨骼)振动的方案。本专利技术中的振动平台能够固定骨骼样本,同时能够带动骨骼样本在垂直于底座的 方向进行频率和振幅可控的振动。所述振动平台有一转盘,转盘上沿圆周等间隔安装4块 永磁铁,南北极互相间隔。与转盘相对的振动板底面也同样安装4块永磁铁,南北极互相间 隔。电机带动转盘转动,使转盘上永磁铁与振动板底面永磁铁循环发生同极相斥-异极相 吸作用,使振动板垂直运动,从而带动骨样本上下振动。通过调整电机转速能够 ...
【技术保护点】
一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台,其特征在于:骨骼振动钻削平台包括用于固定骨样本并提供可控振动的振动平台,以及用于控制钻头高度与进给速度的钻削平台;参数测量系统包括用于测量振动平台振幅和频率的激光微距传感器,用于测量进给力的压力传感器,以及用于测量骨样本钻孔处温度的小型热电偶测温单元;所述的一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台包括底座(1)、支架(2)、进给平台(3)、压力传感器(4)、连杆(5)、连接板(6)、柔性传动轴(7)、手持式电钻(8)、钻头(9)、小型热电偶测温单元(10)、样本夹具(11)、振动平台(12)、激光微距传感器(13)、传感器支撑架(14)、数据采集盒(15);底座(1)固定在水平桌面上,两根支架(2)垂直固定在底座(1)的上表面,进给平台(3)两端与支架(2)连接,并且能够沿垂直于底座(1)的方向匀速运动;进给平台(3)和支架(2)构成龙门型结构;进给平台(3)下面安装压力传感器(4),用于对钻削过程进给力的实时测量;传感器下面固定有连杆(5),且连杆(5)与连接板(6)固定,连接板(6)上同时还固定有柔性传动轴(7),所述柔性传动轴(7)的末端安装 ...
【技术特征摘要】
1.一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台,其特征在于骨骼振动钻削平台包括用于固定骨样本并提供可控振动的振动平台,以及用于控制钻头高度与进给速度的钻削平台;参数测量系统包括用于测量振动平台振幅和频率的激光微距传感器,用于测量进给力的压力传感器,以及用于测量骨样本钻孔处温度的小型热电偶测温单元;所述的一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台包括底座(I)、支架(2)、进给平台(3)、压力传感器(4)、连杆(5)、连接板(6)、柔性传动轴(7)、手持式电钻(8)、钻头(9)、小型热电偶测温单元(10)、样本夹具(11)、振动平台(12)、激光微距传感器(13)、传感器支撑架(14)、数据采集盒(15);底座(I)固定在水平桌面上,两根支架(2)垂直固定在底座(I)的上表面,进给平台(3)两端与支架(2)连接,并且能够沿垂直于底座(I)的方向匀速运动;进给平台(3)和支架(2)构成龙门型结构;进给平台(3)下面安装压力传感器(4),用于对钻削过程进给力的实时测量;传感器下面固定有连杆(5 ),且连杆(5 )与连接板(6 )固定,连接板(6 )上同时还固定有柔性传动轴(7),所述柔性传动轴(7)的末端安装钻头(9),另一端与手持式电钻(8)的主轴相连;当手持式电钻(8)开动后,通过柔性传动轴(7)可带动钻头(9)旋转,而且通过连杆(5)和连接板(6),进给平台(3)能够带动钻头(9)进行上升或下降,同时钻削时的反作用力也通过连杆(5)和连接板(6)传递到压力传感器(4)上;振动平台(12)放置在底座(I)的上表面,样本夹具(11)安装在振动平台(12)上部的振动板上;钻削时骨骼样本安装在样本夹具(11)上,小型热电偶测温单元(10)预埋在骨骼样本钻孔处附近;传感器支撑架(14)放置在底座(I)上表面,激光微距传感器(13)安装在传感器支撑架(14)上,且调整到合适的位置,其测量点对准振动平台(12)上部的振动板,因此能够测量振动的频率和振幅;压力传感器(4)、小型热电偶测温单元(10)和激光微距传感器(13)的都连接到数据采...
【专利技术属性】
技术研发人员:王豫,曹萌,牛海军,朱罡,董睿,李晓斐,牛永山,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,北京航空航天大学深圳研究院,
类型:发明
国别省市:
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