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专利号: 2014105104488
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,它包括:

三自由度平台,工件置于三自由度平台上,并由磨削力测量装置在另外三个自由度上固定;磨削力测量装置将采集的磨削力信息送入信息采集装置;

磨削温度测量装置也与工件连接,将采集的温度信息送入另一信息采集装置;

磨削系统包括电主轴和与电主轴连接的磨头,电主轴的外壳与角度调整装置连接,以调整磨削角度,同时角度调整装置也安装在三自由度平台上,并在Y、Z方向运动;

微量润滑系统将压缩空气和生理盐水冷却后混合,以喷雾的形式通过喷嘴对磨头与工件的磨削区域提供润滑;

三自由度平台、各信息采集装置、数据分析装置、微量润滑系统以及电主轴均由控制装置控制。

2.如权利要求1所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述三自由度平台包括三自由度平台底座,在三自由度平台底座两侧分别安装三自由度平台支座,在两个三自由度支座的同侧端分别安装立杆导轨;

在三自由度平台底座安装有X向运动装置,工作盘安装在X向运动装置上并在X方向运动;工作盘上安装有可充放磁的工作台,工件置于工作台上;

在三自由度平台两立杆导轨上安装有Y向运动装置;

在Y向运动装置上还安装有Z向运动装置。

3.如权利要求2所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述X向运动装置包括一对X轴导杆,两X轴导杆的两端分别固定在三自由度平台底座上;两X轴导杆之间还布置有X轴丝杠,X轴丝杠一端与深沟球轴承连接,深沟球轴承安装在三自由度平台底座上,X轴丝杠另一端与减速器III连接,减速器III与电机III连接;工作盘套装在两X轴导杆及X轴丝杠上,通过X轴丝杠完成X向运动;

Y向运动装置包括一对Y轴导杆,两Y轴导杆按照上下布置的方式分别安装在立杆导轨上;两Y轴导杆之间还布置Y轴丝杠,Y轴丝杠一端与轴承连接,轴承安装在立杆导轨上,另一端与减速器II连接,减速器II与电机II连接;Y轴盒子套装在两Y轴导杆及Y轴丝杠上,并由Y轴丝杠驱动完成Y向运动;Z向运动装置包括一对Z轴导杆,Z轴导杆安装在Y轴盒子内,在两Z轴导杆之间布置Z轴丝杠,Z轴丝杠一端与轴承连接,轴承与Y轴盒子连接,另一端与减速器I连接,减速器I与电机I连接,Z轴法兰套装在两Z轴导杆及Z轴丝杠上,由Z轴丝杠驱动完成Z向运动;角度调整装置与Z轴法兰连接;

所述各电机均由控制装置控制运行。

4.如权利要求1所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述电主轴包括电主轴外壳,在电主轴外壳前端设有前端盖,后端设有后端盖;主轴安装在电主轴外壳内,并有部分露出电主轴外壳;在电主轴外壳前端和后端均设有一组角接触轴承I,主轴由这两组角接触轴承I支撑;

在电主轴外壳中部设有定子绕组,在主轴中部与定子绕组对应的位置设有转子绕组;

电主轴外壳上还设有电源接口,电源线穿过电源接口与定子绕组连接;

主轴露出电主轴外壳的部分通过联轴器与磨头连接。

5.如权利要求4所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述前端盖与电主轴外壳间,以及后端盖与电主轴外壳间分别设有垫片II;主轴与前端盖间设有密封圈。

6.如权利要求1所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述微量润滑系统包括生理盐水容器,生理盐水容器中的生理盐水经调速阀、流量调节器流入冷却室,压缩空气直接进入冷却室,二者在冷却室内冷却后分别经软管Ⅰ、软管Ⅱ进入混合室,在混合室内混合后,二者的混合物从软管Ⅲ流出,经喷嘴供给磨削系统的磨头。

7.如权利要求1或3所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述角度调整装置包括固定座,固定座设有凸台,凸台与蜗轮连接,同时凸台穿过蜗轮后与角接触球轴承Ⅱ过盈配合;蜗轮与蜗杆连接,蜗杆一端设有转盘,通过蜗杆转动带动蜗轮转动,进而带动固定座转动;电主轴外壳通过卡座与固定座连接,卡座与电主轴外壳间设有橡胶圈。

8.如权利要求1所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述磨削力测量装置包括两个底座,用以固定磨削测力仪,两底座为可导磁性金属;磨削测力仪中部设有环形块,工件置于环形块内,工件在X方向由至少一个螺栓定位;在Y方向利用挡块和另外的至少一个螺栓进行定位;在Z方向采用至少一个压紧组件进行定位;磨削测力仪的测量信号经放大器放大后传给信息采集仪Ⅰ,最后传到数据分析仪Ⅰ并显示磨削力的大小。

9.如权利要求1所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述磨削温度测量装置为三根热电偶,其工作端分别位于距工件上表面以下0.5mm、1mm、1.5mm处;测量信号经信息采集仪Ⅱ传到数据分析仪Ⅱ,并由数据分析仪Ⅱ显示热电偶工作端即工件的温度。

10.如权利要求8所述的多自由度颅骨外科手术磨削实验平台,其特征是,所述压紧组件有三个,它们结构相同,其中两个在工件的一侧,另一个则在工件的另一侧;每个压紧组件均包括一个压板,螺栓穿过压板与一个平板连接,平板安装在环形块上,螺栓与压板间设有垫片。