專利名稱：一種雙動力傳動模式手術動力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械，具體涉及一種雙動力傳動模式手術動力裝置。
技術背景現(xiàn)有的手術動力裝置的'主機通常只i更有一臺驅動電機，驅動電機的輸出端 通過軟軸與手機(手術操作器)連接，或者驅動電機直接與手機連接，均為單 一的動力傳動模式，其功能有限。有的手術動力裝置的驅動電機輸出功率較大,適用于大體骨的手術，如顱腦外科手術，具有鉆、銑、鋸的功能；有的手術動 力裝置的驅動電機輸出功率較小，適用多種精細的手術，如耳鼻喉科的外科手 術，具有磨的功能。然而，在外科手術中經(jīng)常會遇到既要進行鉆、銑或鋸的操 作，又要進行磨的操作的情況，如在神經(jīng)外科、骨科手術中既需要大動力的鉆、 銑、鋸操作，又需要精細的打磨操作，這就需要同時配備兩臺功能有限的手術 動力裝置，使手術的難度增大，特別是在兩類操作需要交替進行情況下，更會 增加手術的風險。因此，客觀實際需要手術動力裝置具有兩種或兩種以上的動 力傳動模式，并具有多種功能.如CN1081453 >^告了名稱為"一種新型的電動 手術機"的發(fā)明專利，它用逆變器異步電動機代替串激電機，以提高并穩(wěn)定了 轉速，而且還可以在機箱內增設l一3部與逆變器異步電動機并列的普通異步電 動機，兩種異步電動機均通過軟軸與手機連接。但其功能僅限于鉆和銑，而不 具備磨的功能，顯然不能滿A^觀實際的需要。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種雙動力傳動模式手術動力裝置，它具有兩種 動力傳動模式，既能進行鉆、銑或鋸的操作，又能進行磨的操作，特別適應多 種操作需要交替進行的外科手術，功能轉換和轉速顯示準確直觀，操作簡便，能有效降低手術的難度和風險。本實用新型所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，包括第一主控制器、 通過導線與第 一主控制器連接的第 一腳踏控制器，在第 一腳踏控制器上設有第一轉速控制踏板，其特征在于第一大功率電機為異步電動機，第一高速微電 機為直流電機，第一主控制器分別與第一大功率電機和第一高速微電機連接； 笫一大功率電機的輸出端與第一軟軸的一端配合連接，第一軟軸的另一端與手 術操作器配合連接；第一高速微電機的輸出端直接與手術操作器配合連接；在 第一主控制器面板上設有與其連接的第一彩色液晶顯示屏和第一組功能轉換按 鍵。所述的第一組功能轉換M包括第一磨掩建、第一鉆掩建、第一銑M和以上是本實用新型的第一技術方案，具有兩種動力傳動模式 一是通過與 第一大功率電機輸出端連接的第一軟軸傳遞扭矩，手術操作器與第 一軟軸的輸 出端配合連接，適宜于需要鉆、銑或鋸的手術；二是與第一主控制器連接的第 一高速微電機直接傳遞扭矩，手術操作器與第一高速微電機輸出端配合連接， 適宜于需要磨的手術.兩種動力傳動模式的轉速由第一腳踏控制器上的第一轉 速控制踏板進行控制，兩種動力傳動模式及功能的轉換通過第一主控制器面板 上的第一磨掩建、第一鉆掩建、第一銑掩建和第一鋸M來控制，工作狀態(tài)和 轉速數(shù)據(jù)通過與第一主控制器連接的第一彩色液晶顯示屏顯示，操作簡便、顯 示直觀準確，從而降低了手術的難度和風險。所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，在第一腳踏控制器上還設有第 一鉆/鋸腳踏掩建和第一銑/磨腳踏掩建.用腳踩腳踏掩建來實現(xiàn)兩種動力傳動模式及功能的轉換，有時容易出現(xiàn)誤 操作。但是，在第一腳踏控制器上設置兩個腳踏M作為備用，可以在進行簡 單的手術或醫(yī)護人員不足的情況下，由一人完成手術。第一鉆/鋸腳踏M啟動 默認功能為鉆，再按一次轉換為擺鋸，按第三次轉換為往復鋸，按笫四次又轉換為鉆；第一銑/磨腳踏掩鍵啟動默認為銑，再按一次轉換為正磨，按第三次轉 換為反磨，按第四次又轉換為銑。所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其第 一主控制器包括第 一電源 電路、第一單片機及主控電路及分別與其連接的第一大功率電機驅動電路和第 一高速微電機驅動電路，第一電源電路分別與第一單片機及主控電路、第一大 功率電機驅動電路和第一高速微電機驅動電路連接；第一大功率電機驅動電路 與第一大功率電機連接，第一高速微電機驅動電路與第一高速微電機連接。第一電源電路包括第一變壓器、第一開關電源模塊、DC/DC電源轉換器， 為本裝置各部分供電，第一單片機及主控電路包括第一單片機、第一大功率電機控制電路、第 一高速微電機控制電路、第一顯示控制電路、第一腳踏掩建電路和第一組功能 轉換按鍵電路，分別與第一電源電路連接。第一大功率電機驅動電路包括變頻器、掉相檢測電路和交流電流傳感器。第一高速微電機驅動電路包括直流電M制芯片、速度檢測芯片和直流 電流傳感器.
由于大功率電機采用異步電動機存在高速性能較差，發(fā)熱嚴重、噪聲大、 轉速不穩(wěn)定，電機容易損壞的缺點，所以，本實用新型的第二方案將大功率電 機改為直流電機，可以顯著提高雙動力傳動模式手術動力裝置的性能。本實用新型第二方案所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，包括第二 主控制器、通過導線與第二主控制器連接的第二腳踏控制器，在第二腳踏控制器上設有第二轉速控制踏板，其特征在于第二大功率電機為直流電機，第二 高速微電機為直流電機；第二主控制器分別與第二大功率電機和第二高速微電 機連接；第二大功率電機的輸出端與第二軟軸的一端配合連接，第二軟軸的另 一端與手術操作器配合連接；第二高速微電機的輸出端直接與手術操作器配合 連接；在第二主控制器的面板上設有與其連接的第二彩色液晶顯示屏和第二組 功能轉換按鍵。所述的第二組功能轉換拾建包括第二磨掩建、第二鉆掩建、第二銑拾建、 第二鋸掩建、正轉掩建和反轉掩建。以上是本實用新型的技術方案之二，也具有兩種動力傳動模式 一是通過 與第二大功率電機輸出端連接的第二軟軸傳遞扭矩，手術操作器與第二軟軸的 輸出端配合連接，適宜于需要鉆、銑或鋸的手術；二是與第二主控制器連接的 第二高速微電機直接傳遞扭矩，手術操作器與第二高速微電機輸出端配合連接， 適宜于需要磨的手術.兩種動力傳動模式的轉速由第二腳踏控制器上的第二轉 速控制踏板進行控制，兩種動力傳動模式及功能的轉換通過第二主控制器面板 上的第二磨按鍵、第二鉆按鍵、第二銑按鍵、第二鋸按鍵、正轉按鍵和反轉按 鍵來控制，工作狀態(tài)和轉速數(shù)據(jù)通過與第二主控制器連接的第二彩色液晶顯示 屏顯示，操作簡便、顯示直觀準確，從而降低了手術的難度和風險。
所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，在第二腳踏控制器上還設有鉆/ 鋸/銑/磨腳踏按鍵和正轉/反轉腳踏按鍵。在第二腳踏控制器上設置兩個腳踏按 鍵作為備用，可以在進行簡單的手術或醫(yī)護人員不足的情況下，由一人完成手 術。所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征在于第二主控制器包 括第二電源電路、第二單片機及主控電路及分別與其連接的第二大功率電機驅 動電路和第二高速微電機驅動電路，第二電源電路分別與第二單片禮良主控電 路、第二大功率電機驅動電路和第二高速微電機驅動電路連接；第二大功率電 機驅動電路與第二大功率電機連接，第二高速微電機驅動電路與第二高速微電 機連接。第二電源電路包括第二變壓器、第二電源開關模塊、DC/DC電源轉換器， 第二變壓器的輸入端與220V交流電源連接，輸出的電流經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后 為本裝置各部分供電。第二單片機及主控電路包括第二單片機、第二大功率電機控制電路、第二高速微電機控制電路、第二顯示控制電路、第二腳踏掩建電路和第二組功能轉 換掩建電路，分別與第二電源電路連接。第二大功率電機驅動電路包括驅動器、轉速檢測電路、穩(wěn)壓電路和檢測 電流的霍爾傳感器。第二高速微電機驅動電路包括直流電機控制芯片、速度檢測芯片和直流 電流傳感器。本實用新型有機地結合了大功率電機和高速微電機輸出動力的不同特點， 在進行鉆、銑、鋸手術時提供高扭矩的動力，在進行磨削手術時提供高轉速的 動力，解決了單一傳動模式的手術動力裝置使用范圍窄的問題，既能進行鉆、 銑或鋸的手術，又能進行磨的手術，特別適應兩類種手術需要交替進行的外科手術；功能轉換和轉速顯示直觀準確，大大降低了手術的難度和風險。


圖1是本實用新型的第一方案的外形示意圖。圖2是本實用新型的第一方案的電路原理框圖。圖3是第一電源電路圖，圖4是第 一單片機及主控電路圖。圖5是第一高速微電機驅動電路圖。圖6是第一大功率電機驅動電路圖。圖7是第 一組功能轉換按鍵電路圖。圖8是第一腳踏M電路圖。圖9是本實用新型的第一方案的軟件流程圖。圖IO是本實用新型的第二方案的外形示意圖。圖11是本實用新型的第二方案電路原理框圖。圖12是第二電源電路圖。圖13是第二單片機及主控電路圖。圖14是第二高速微電機驅動電路。圖15是第二大功率電機驅動電路圖。圖16是第二組功能轉換按鍵電路。圖17是第二組功能轉換拾建電路。圖18是本實用新型的第二方案的軟件流程圖。
具體實施方式
實施例一本實用新型的第一方案。參見圖1，這種雙動力傳動模式手術動力裝置包括第一主控制器1-1、通 過導線與第一主控制器連接的第一腳踏控制器1 - 2，在第一腳踏控制器上設有 第一轉速控制踏板1-3;第一大功率電機1-4為異步電動機(SWYB06312三 相異步電動機)，第一高速微電機1 - 5為直流電機(瑞士 Bien - Air公司生產 的BASCH微電機)，第一主控制器分別與第一大功率電機和第一高速微電機連 接；第一大功率電機的輸出端與第一軟軸1-6的一端配合連接，第一軟軸的 另一端與手術操作器配合連接；第一高速微電機的輸出端直接與手術操作器配 合連接；在第一主控制器面板上設有與其連接的第一彩色液晶顯示屏1-7和 第一磨絲l-8、第一鉆絲l-9、第一銑掩建l-10和第一鋸絲l-ll 等四個功能轉換掩睫；在第一腳踏控制器上還設有第一鉆/鋸腳踏掩建1-12 和第一銑/磨腳踏按鍵1-13.參見圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，這種雙動力傳動模式手術動力裝置的第一主控制器l-l包括第一電源電路l一14、第一單片機及主控電路1—15及分別與其連接的第一大功率電機驅動電路1—16和第一高速微電機驅動電路1 — 17。第一電源電路包括變壓器T1、第一開關電源模塊(pps-125-24)、 DC/DC電源轉換器IC1、 IC21、 IC22、 IC23、 IC24，為本裝置各部分供電.第一單片機及主控電路包括第一單片機IC2 (PIC16F74)、第一大功率電機控制電路、第一高速微電機控制電路和第一顯示控制電路、第一腳踏掩建電路和第一組功能轉換按鍵電路，分別與第一電源電路連接。 第一單片機IC2與第一電源電路的5VB、 GND2端連接；第一大功率電M 制電路包括IC14 (X9C103)、 ICIO、 IC13、 IC15、 IC16、 IC17、 IC18，與第一 單片機IC2的INC103、 U/D103、 CSBR、 iFwd、 iCFl，iCF2腳連接;第一高速微 電綠制電路包括IC3(X9C103)、 IC1、 IC4、 IC5、 IC6、 IC7、 IC8、 IC9、 IC1， 與第一單片機IC2的INC103、 U/D103、 CSBR、 BRKC、 F/RC、 ENB腳連接；第一 顯示控制電路包括IC12(MAX202CPE)、T2，與第一單片機IC2的5VB、 LCDDATA、 LCDDTR、 C—BLC腳連接，并與第一電源電路的22VB、 GND2端連接.第一大功率電機驅動電路包括變頻器(AS2-107)、掉相檢測電路和交流 電流傳感器B2;變頻器(AS2-107)與第一大功率電機控制電路的FWD、 CF1、 CF2、 iMTD、 GND2、 COM、 SCON、 5V0、 GNDO腳連接，并與第一電源電路的N、 L 端連接；掉相檢測電路包括IC25，與第一單片機IC2的DIA0腳連接，并與第 一電源電路的5VB、 GND2端連接；交流電流傳感器B2 (WB1412D41 — 0. 2 )第一 單片機IC2的MILLCURR腳連接，并與第一電源電路的± 12VB、 GND2端連接.第一高速微電機驅動電路包括直流電機控制芯片IC19(MC33035)、速度檢測 芯片IC20(MC33039)和直流電流傳感器B1(HNC3A)，與第一高速微電;^制電路 的GRCURR、 ADJ、 FAULT、 FG、肌AKE、 F/R、 EN腳連接；直流電機控制芯片與第 一電源電路的Vhall端連接，直流電流傳感器與第一電源電路的12VB、 GND1端 連接.第一大功率電機驅動電路與第一大功率電機1 - 4連接，第一高速微電;MK 動電路與第一高速微電機1 - 5連接。參見圖9，在第一單片機IC2接收第一主控制器面板各功能轉換M、第 一腳踏控制器上的轉速控制踏板和功能轉換M輸入的信號，經(jīng)軟件處理調控
本裝置的工作狀態(tài)，并在第一彩色液晶顯示屏上顯示出工作狀態(tài)和參數(shù).實施例二本實用新型的第二方案。參見圖IO，這種雙動力傳動模式手術動力裝置包括第二主控制器2-l、 通過導線與第二主控制器連接的第二腳踏控制器2 - 2，在第二腳踏控制器上設 有第二轉速控制踏板2 — 3;第二大功率電機2 - 4為直流電機(無刷無槽未磁電 機，型號865XWC)，第二高速微電機2 - 5為直流電機(瑞士 Bien - Air公司 生產的BASCH微電機)，第二主控制器分別與第二大功率電機和第二高速微電機 連接；第二大功率電機的輸出端與第二軟軸2-6的一端配合連接，第二軟軸的另一端與手術操作器配合連接；第二高速微電機的輸出端直接與手術操作器配 合連接;在第二箱體的面板上設有與第二主控制器連接的第二彩色液晶顯示屏2 -7和第二磨M2-8、第二鉆掩建2-9、第二銑掩建2-10、第二鋸M2 - 11、正轉按鍵2—12和反轉掩建2—13等六個功能轉換掩建；在第二腳踏控 制器上還設有在第二腳踏控制器上還設有鉆/鋸/銑/磨腳踏掩建14和正轉/反轉 腳踏絲15。參見圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16和圖17，這種雙動力傳動 模式手術動力裝置的第二主控制器2-l包括第二電源電路2—16、第二單片機 及主控電路2—17及分別與其連接的第二大功率電機驅動電路2—18和第二高 速微電機驅動電路2 — 19;第二電源電路2—16包括變壓器T2、第二開關電源模塊(pps-125-24)、 DC/DC電源轉換器IC53、 IC54、 IC55、 IC56、 IC57，變壓器T2的輸入端與220V 交流電源連接，輸出的電流經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后為本裝置各部分供電。第二單片W^主控電路2—17包括第二單片機IC32(PIC16F74 - 20E/P)、 第二大功率電機控制電路、第二高速微電機控制電路和第二顯示控制電路，第二單片機IC32與第二電源電路的5V、 GND2端連接；第二大功率電機控制電路 包括IC46 (X9C103)、 IC47(LM358 )、 IC34、 IC35、 IC36、 IC37,與第二單片機 IC32的5V、 DINC103、 DU/D103、 DCS103、 iCW、 iCCW、 iE.BRK腳連接；第二高 速微電4M^制電路包括IC48 (X9C103)、 IC38、 IC39、 IC40、 IC41、 IC42、 IC43、 IC44、 IC45,與第二單片機IC32的CSGR、 U/D103、 INC103、 ENB、 F/RC 、 BRKC、 SPFB、 FLT腳連接；第二顯示控制電路包括IC33 (MAX3232CPE)，與第二單片機 IC32的LCDDATA、 LCDDTR腳連接，并與第二電源電路的12VB、 GND2端連接.第二大功率電機驅動電路1 — 18包括驅動器(BLDA220/05B06)、轉速檢 測電路、穩(wěn)壓電路和檢測電流的霍爾傳感器B4;驅動器與第二大功率電機控制 電路的E.BRK、 SPEED、 CCW、 CW、 COM腳連接，并與第二電源電路的L1、 Nl、 PG 端連接；轉速檢測電路包括IC50、 IC51、 IC52,與第二單片機IC32的Hal、 Hbl、 Hcl腳連接；穩(wěn)壓電路包括IC49，與驅動器的15V端口連接；檢測電流的霍爾 傳感器B4與第二單片機IC32的POWER CURR腳連接，并與第二電源電路的12V -B、 GND端連接。第二高速微電機驅動電路1一19包括直流電機控制芯片IC30(MC33035)、 速度檢測芯片IC31(MC33039)和直流電流傳感器B5(HNC3A),與第二高速微電機 控制電路的GRCURR、 ADJ、 FAULT、 FG、 BRAKE、 F/R、 EN腳連接；直流電機控制 芯片與第一電源電路的Vhall端連接，直流電流傳感器與第二電源電路的12VB、 GND1端連接。第二大功率電機驅動電路與第二大功率電機2 - 4連接，第二高速微電機驅 動電路與第二高速微電機2 - 5連接。
參見圖18，在第二單片機比32接收第二主控制器面板上各功能轉換按鍵、 第二腳踏控制器上的轉速控制踏板和功能轉換M輸入的信號，經(jīng)軟件處理調 控本裝置的工作狀態(tài)，并在第二彩色液晶顯示屏上顯示出工作狀態(tài)和參數(shù)。
權利要求1. 一種雙動力傳動模式手術動力裝置，包括第一主控制器(1-1)、通過導線與第一主控制器連接的第一腳踏控制器(1-2)，在第一腳踏控制器上設有第一轉速控制踏板(1-3)，其特征在于第一大功率電機(1-4)為異步電動機，第一高速微電機(1-5)為直流電機；第一主控制器分別與第一大功率電機和第一高速微電機連接；第一大功率電機的輸出端與第一軟軸(1-6)的一端配合連接，第一軟軸的另一端與手術操作器配合連接；第一高速微電機的輸出端直接與手術操作器配合連接；在第一主控制器面板上設有與連接的第一彩色液晶顯示屏(1-7)和第一組功能轉換按鍵。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征在于 所述的第一組功能轉換掩建包括第一磨掩建(1-8)、第一鉆掩建(1-9)、第 一銑按鍵(1 - 10 )和第一鋸按鍵(1 - 11 )。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征 在于在第一腳踏控制器上還設有第一鉆/鋸腳踏掩建(1 - 12 )和第一銑/磨腳 踏按鍵(1-13).
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征 在于第一主控制器包括第一電源電路(1—14)、第一單片機及主控電路(1 — 15)及分別與其連接的第一大功率電機驅動電路(1—16)和第一高速微電機驅 動電路(1-17),第一電源電路分別與第一單片機及主控電路、第一大功率電 機驅動電路和第一高速微電機驅動電路連接；第一大功率電機驅動電路與第一 大功率電機(1 - 4 )連接，第一高速微電機驅動電路與第一高速微電機(1 - 5 ) 連接。
5、 一種雙動力傳動模式手術動力裝置，包括第二主控制器(2-1)、通過 導線與第二主控制器連接的第二腳i^控制器(2 - 2 )，在第二腳踏控制器上i殳有 第二轉速控制踏板(2-3)，其特征在于第二大功率電機(2-4)為直流電機， 第二高速微電機(2-5)為直流電機；第二主控制器分別與第二大功率電機和 第二高速微電機連接；第二大功率電機的輸出端與第二軟軸(2-6)的一端配 合連接，第二軟軸的另一端與手^#作器配合連接；第二高速微電機的輸出端 直接與手術IMt器配合連接；在第二主控制器面板上設有與其連接的第二彩色 液晶顯示屏(2-7)和第二組功能轉換掩建。
6、 根據(jù)權利要求5所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征在于 所述的第二組功能轉換掩建包括第二磨掩建(2 - 8 )、第二鉆掩建(2 - 9 )、第 二銑按鍵(2 - 10 )、第二鋸絲(2 - 11 )、正轉按鍵(2—12 )和反轉絲(2 —13)。
7、 根據(jù)權利要求5或6所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征 在于在第二腳踏控制器上還設有鉆/鋸/銑/磨腳踏按鍵(14)和正轉/反轉腳 踏絲(15),
8、 根據(jù)權利要求5或6所述的一種雙動力傳動模式手術動力裝置，其特征 在于第二主控制器包括第二電源電路(2—16)第二單片機及主控電路(2— 17)及分別與其連接的第二大功率電機驅動電路(2—18)和第二高速微電機驅 動電路(2—19)，笫二電源電路分別與第二單片機及主控電路、第二大功率電 機驅動電路和第二高速微電機驅動電路連接；第二大功率電機驅動電路與第二 大功率電機(2-4)連接，第二高速微電機驅動電路與第二高速微電機(2-5 連接。
專利摘要本實用新型涉及一種雙動力傳動模式手術動力裝置，第一方案包括第一主控制器、第一腳踏控制器，在第一腳踏控制器上設有第一轉速控制踏板，其特征在于第一大功率電機為異步電動機，第一高速微電機為直流電機，第一主控制器分別與第一大功率電機和第一高速微電機連接；在主控制器面板上設有第一彩色液晶顯示屏和第一組功能轉換按鍵。第二方案的第二大功率電機為直流電機。本實用新型有機地結合了大功率電機和高速微電機輸出動力的不同特點，在進行鉆、銑、鋸手術時提供高扭矩的動力，在進行磨削手術時提供高轉速的動力，功能轉換和轉速顯示直觀準確。
文檔編號A61B17/00GK201079409SQ20072012497
公開日2008年7月2日 申請日期2007年8月14日 優(yōu)先權日2007年8月14日
發(fā)明者楊 蘭, 吳金桓, 郭毅軍 申請人:郭毅軍