采用钎焊PCBN超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103070713 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103070713 A *CN103070713A* (21)申请号 201310010852.4 (22)申请日 2013.01.12 A61B 17/16(2006.01) (71)申请人 青岛理工大学 地址 266033 山东省青岛市市北区抚顺路 11 号 (72)发明人 李长河 马宏亮 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 张勇 (54) 发明名称 采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控 的外科骨钻 (57) 摘要 本发明涉及一种采用钎焊 PCBN。

2、 超硬材料钻 头的轴向力可控的外科骨钻， 它控制的精确度高， 可有效避免对脑组织的损伤。钻体的机壳内设有 直流电机， 直流电机与智能集成控制系统和直流 电源连接， 直流电机的输出轴与齿轮传动装置连 接， 齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接， 钻 头安装在钻头夹头上 ； 在钻头夹头与传动轴的连 接处设有推力轴承， 推力轴承紧贴变形元件， 变形 元件紧靠在机壳上， 变形元件用弹性元件定位， 电 阻应变片粘贴在变形元件内表面， 电阻应变片还 与智能集成控制系统连接， 钻头夹头与机壳间则 设有密封装置 ； 所述钻头包括一个圆柱基体， 圆 柱基体设有麻花钻尖， 在圆柱基体上还设有螺旋 槽， 在螺旋槽和。

3、钻头主后刀面设有 PCBN 超硬材 料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103070713 A CN 103070713 A *CN103070713A* 1/1 页 2 1. 一种采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 它包括钻体和钻头， 其 特征是， 所述钻体包括机壳， 在机壳内设有直流电机， 直流电机与智能集成控制系统和直流 电源连接， 直流电机的输出轴与齿轮传动装置连接， 齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹。

4、头 连接， 钻头安装在钻头夹头上 ； 在钻头夹头与传动轴的连接处设有推力轴承， 推力轴承紧贴 变形元件， 变形元件紧靠在机壳上， 变形元件用弹性元件定位， 电阻应变片粘贴在变形元件 内表面， 电阻应变片还与智能集成控制系统连接， 钻头夹头与机壳间则设有密封装置 ； 所述 钻头包括一个圆柱基体， 圆柱基体设有麻花钻尖， 在圆柱基体上还设有螺旋槽， 在螺旋槽和 钻头主后刀面 M 设有 PCBN 超硬材料。 2. 如权利要求 1 所述的采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 其特 征是， 所述钻头总长 L3， 工作部分长度 l3, 钻头的钻柄部分采用直柄形式， 钻头采用不锈钢 制成。

5、 ： 首先在圆柱基体一端加工出麻花钻尖部分， 然后再在圆柱基体圆柱表面上加工一个 宽度为 H3， 深度为 h3的螺旋槽 , 螺旋槽的宽度 H3根据钻头直径和需要的不同而改变， 其变 化范围为 0.5mm5mm， 深度 h3根据钻头直径和 PCBN 超硬材料的宽度的变化在 0.2mm2mm 之间选择 ； 螺旋槽的螺旋角3的变化范围在1830之间 ； 螺旋槽加工完成后， 将PCBN 超硬材料切割成和钻头主后刀面 M 和螺旋槽形状相同的板材， 然后用钎焊的方法将切割好 的 PCBN 超硬材料钎焊在钻头主后刀面 M 和螺旋槽中， 这时切削刃突出基体的高度为 ht3， 根 据不锈钢基体的直径 d3和切削。

6、刃的突出高度 ht3， 钻头的直径 D3控制在 2mm10mm。 3. 如权利要求 1 所述的采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 其特 征是， 所述智能集成控制系统包括单片机， 单片机通过开关控制电路与直流电机和控制开 关连接 ； 同时单片机还依次与 A/D 转换器、 信号采集器、 放大器、 滤波器、 电桥电路连接， 电 桥电路与电阻应变片连接 ； 信号采集器对测量的电压信号进行采集， 然后经 A/D 转换器转 换成数字量输入到单片机中， 判断是否满足自停条件 ： 钻头在钻穿骨头瞬间轴向力会突然 下降， 并且以后的轴向力会很小并基本保持不变， 所以判断钻穿的依据就是所采集。

7、到的电 压信号的斜率小于一个设定好的很小的值并基本保持不变， 此时单片机即判断满足自停条 件， 即会发出信号切断开关控制电路， 从而实现自停功能 ； 同时， 单片机根据信号采集装置采集的电压信号判断轴向力是否过大， 判断轴向力过 大的依据是 ： 所采集的电压信号大于某个设定好的值， 这时单片机即判断此时轴向力过大。 4. 如权利要求 1 所述的采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 其特 征是， 所述齿轮传动装置包括一个与直流电机输出轴通过凹凸槽连接的主动齿轮轴， 主动 齿轮轴两端分别与深沟球轴承和深沟球轴承连接进行定位， 并且两个轴承均靠轴肩和 机壳实现定位 ； 主动齿轮轴。

8、与从动齿轮啮合， 从动齿轮通过平键与从动轴连接， 从动齿轮靠 轴肩和轴套实现轴向定位， 从动轴两端对称安装有深沟球轴承和深沟球轴承， 深沟 球轴承用止动螺母、 轴肩和机壳来定位， 深沟球轴承用轴套、 止动螺母和机壳定 位 ； 从动轴和传动轴通过凹凸槽相连。 5.如权利要求1所述的采用钎焊PCBN超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 其特征 是， 所述传动轴设有轴套， 从动轴两端分别安装在深沟球轴承和深沟球轴承上。 6.如权利要求1所述的采用钎焊PCBN超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 其特征 是， 所述密封装置为嵌在机壳上的密封圈。 权 利 要 求 书 CN 103070713 A 2 1。

9、/5 页 3 采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻 技术领域 0001 本发明涉及一种医疗器械， 具体的为一种采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力 可控的外科骨钻。 背景技术 0002 目前外科头骨钻孔的器械为手持式电动钻， 手持式电动钻的操作方式为 ： 由医师 徒手扶持电钻来控制钻孔方向与进给量。电钻设计有一组安全装置， 动力源通过离合器与 钻头相连接， 当钻头承受压力会使钻头通过离合器与动力源相连， 带动钻头运转以进行骨 钻孔操作 ； 当钻头钻穿头骨时， 因不再承受头骨的反作用力会使钻头与动力源分离， 使电钻 停止运转。 然而这些方法均须凭借医师个人丰富的临床经验与手。

10、部感觉来判断骨钻孔的过 程中是否已穿越头骨， 并手动迅速停止 ； 若是经由缺乏丰富经验的医师执行时， 即使有上述 特殊安全装置的电钻， 稍有不慎也有可能在穿越头骨的同时伤及头骨下方的脑膜及神经组 织。 此外采用徒手方式钻孔， 亦可能因为手臂力量不足导致钻孔过程产生震动， 影响钻孔过 程的安全性、 准确性与舒适性。 0003 为了增加外科骨钻孔过程中的安全性和准确性，“一种智能骨钻及其控制方法” （中国专利号为 2009101036423） 发明专利公开了在骨钻电机上设置有应变式扭矩传感器、 转速传感器或压力传感器的任意一种、 两种或三种传感器件 ； 在骨钻电机上还设置有嵌入 式智能测控模块接收。

11、传感器采集的感应信号并进行判断， 控制骨钻电机。但这种方法是在 骨钻电机的基体上设置转速传感器、 扭矩传感器以及压力传感器对钻头转速、 扭矩和压力 进行实时测量。显然这种测量方法的精度和准确性不能保证要求， 因为骨钻电机的基体上 受各种信号及其复杂， 信号的采集和处理精度和准确性很难得到保证， 再加上从钻头的受 力点到动力源电机， 传动链比较长， 测试的精度和准确性也不能满足要求。 发明内容 0004 本发明的目的就是为解决上述问题， 提供一种采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴 向力可控的外科骨钻， 它控制的精确度高， 可有效避免对脑组织的损伤。 0005 为实现上述目的， 本发明采用如下技。

12、术方案 ： 0006 一种采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻， 它包括钻体和钻头， 所述钻体包括机壳， 在机壳内设有直流电机， 直流电机与智能集成控制系统和直流电源连 接， 直流电机的输出轴与齿轮传动装置连接， 齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接， 钻 头安装在 钻头夹头上 ； 在钻头夹头与传动轴的连接处设有推力轴承， 推力轴承紧贴变形 元件， 变形元件紧靠在机壳上， 变形元件用弹性元件定位， 电阻应变片粘贴在变形元件内表 面， 电阻应变片还与智能集成控制系统连接， 钻头夹头与机壳间则设有密封装置 ； 所述钻头 包括一个圆柱基体， 圆柱基体设有麻花钻尖， 在圆柱基体上还设。

13、有螺旋槽， 在螺旋槽和钻头 主后刀面 M 设有 PCBN 超硬材料。 0007 所述钻头总长 L3， 工作部分长度 l3, 钻头的钻柄部分采用直柄形式， 钻头采用不锈 说 明 书 CN 103070713 A 3 2/5 页 4 钢制成 ： 首先在圆柱基体一端加工出麻花钻尖部分， 然后再在圆柱基体圆柱表面上加工一 个宽度为 H3， 深度为 h3的螺旋槽 , 螺旋槽的宽度 H3根据钻头直径和需要的不同而改变， 其 变化范围为 0.5mm5mm， 深度 h3根据钻头直径和超硬材料的宽度的变化在 0.2mm2mm 之 间选择。螺旋槽的螺旋角 3的变化范围在 1830之间 ； 螺旋槽加工完成后， 将 。

14、PCBN 超硬材料切割成和钻头主后刀面 M 和螺旋槽形状相同的板材， 然后用钎焊的方法将切割好 的 PCBN 超硬材料钎焊在钻头主后刀面 M 和螺旋槽中， 这时切削刃突出基体的高度为 ht3， 根 据不锈钢基体的直径 d3和切削刃的突出高度 ht3可钻头的直径 D3控制在 2mm10mm。 0008 所述智能集成控制系统包括单片机， 单片机通过开关控制电路与直流电机和控制 开关连接 ； 同时单片机还依次与 A/D 转换器、 信号采集器、 放大器、 滤波器、 电桥电路连接， 电桥电路与电阻应变片连接 ； 信号采集器对测量的电压信号进行采集， 然后经 A/D 转换器 转换成数字量输入到单片机中， 。

15、判断是否满足自停条件 ： 钻头在钻穿骨头瞬间轴向力会突 然下降， 并且以后的轴向力会很小并基本保持不变， 所以判断钻穿的依据就是所采集到的 电压信号的斜率小于一个设定好的很小的值并基本保持不变， 此时单片机即判断满足自停 条件， 即会发出信号切断开关控制电路， 从而实现自停功能 ； 0009 同时， 单片机根据信号采集装置采集的电压信号判断轴向力是否过大， 判断轴向 力过大的依据是 ： 所采集的电压信号大于某个设定好的值， 这时单片机即判断此时轴向力 过大。 0010 所述齿轮传动装置包括一个与直流电机输出轴通过凹凸槽连接的主动齿轮轴， 主 动齿轮轴两端分别与深沟球轴承和深沟球轴承连接进行定位。

16、， 并且两个轴承均靠轴肩 和机壳实现定位 ； 主动齿轮轴与从动齿轮啮合， 从动齿轮通过平键与从动轴连接， 从动齿轮 靠轴肩和轴套实现轴向定位， 从动轴两端对称安装有深沟球轴承和深沟球轴承， 深 沟球轴承用止动螺母、 轴肩和机壳来定位， 深沟球轴承用轴套、 止动螺母和机壳 定位 ； 从动轴和传动轴通过凹凸槽相连。 0011 所述传动轴设有轴套， 从动轴两端分别安装在深沟球轴承和深沟球轴承 上。 0012 所述密封装置为嵌在机壳上的密封圈。 0013 本发明提供一种采用钎焊 PCBN 超硬材料钻头的轴向力可控的外科骨钻及其钻 头， 在钻孔的过程中， 轴向力传递路线是骨头作用在钻头上， 钻头传递给钻。

17、头夹头， 钻头夹 头传递给传动轴， 传动轴传传递给推力轴承， 推力轴承传递给变形元件， 这样就引起变形元 件发生形变， 导致电阻应变片的形变， 这样轴向力大小就转化为电阻应变片形变量的大小。 电阻应变片的形变会使其电阻值发生改变， 经过电桥电路后转换为微小的电压值， 然后经 滤波器进行滤波， 排出干扰信号后， 再经放大器放大、 信号采集器采集信号以及 A/D 转换器 36 转换后即可被单片机识别， 对工况进行判断。 0014 在钻孔时， 可能由于骨头碎片的塑性变形和钻头与骨头间的摩擦力而造成温度升 高。骨钻孔过程中可能会引发骨坏死， 钻孔邻近区域的骨细胞由于钻孔温度超过 50临界 值时会导致永。

18、久性死亡。为了降低钻孔温度， 钻孔过程尽可能快已防止热量传入到骨邻近 组织中。通过增加轴向力可以使钻孔速度提高。然而， 轴向力过大， 可能引起病人的进一步 骨折和钻削温度的提高。 通过改变钻孔参数来调整轴向力和钻孔温度显然不能从根本上解 决问题。 本发明采用在骨钻基体表面上钎焊金刚石， 并实现金刚石磨粒的可控有序排布。 磨 说 明 书 CN 103070713 A 4 3/5 页 5 粒的裸露高度可达 70 80 ， 因此相当于用金刚石磨粒代理骨钻的切削刃完成钻孔操 作， 因此可大大降低钻削力， 从而降低钻削温度。 0015 本发明的有益效果是 ： 在骨钻传动轴的前轴承即推力轴承上设置有变形元。

19、件和电 阻应变片， 从而监测钻削过程中的钻削力， 由于前轴承直接在钻头受力点附近， 信号的监测 和传输比较准确， 精度高， 可有效防止轴向力过大或骨钻穿时对骨组织的伤害。 钻头的切削 刃采用 PCBN 超硬材料， 这种材料大大提高了切削刃的锋利程度， 减小了钻孔轴向力， 从而 降低了钻削温度 ； 钻头的螺旋角的变化范围选择在 1830之间， 能够保证切屑能够及 时顺利排出， 带走热量， 降低温升 ； 螺旋槽的宽度 H3 根据钻头直径和需要的不同而改变， 其 变化范围为0.5mm5mm， 这一范围能够适应不同钻孔直径的加工要求 ； 用于钎焊PCBN超硬 材料的螺纹槽深度控制在 0.2mm2mm 。

20、之间， 这个深度即能保证不损害钻头基体的强度又 能保证钎焊 PCBN 超硬材料的稳定性。 附图说明 0016 图 1 为外科骨钻孔自停降温电钻的剖视图 ； 0017 图 2 为智能集成控制系统部件 ； 0018 图 3 为轴向力传递框图 ； 0019 图 4 为轴向力检测控制框图 ； 0020 图 4a 为轴向力检测控制框图 ； 0021 图 5 为钻穿自停功能控制框图 ； 图 5a 为钻穿自停功能控制框图 ； 图 6 为轴向力过大控制框图 ； 图 6a 为轴向力过大控制框图 ； 0022 图 7 为骨钻孔钻头 ； 0023 图 7a 为钻头正面视图 ； 0024 图 7b 为螺旋槽位置图 ；。

21、 0025 图 7c 为钻尖角度图 ； 0026 图 7d 为图 7 中 B-B 向放大图 ； 0027 图 7e 为螺旋槽结构图。 0028 其中， 1- 直流电源， 2- 控制开关， 3- 主动齿轮轴， 4- 机壳， 5- 直流电机， 6- 从动 轴， 7- 智能集成控制系统， 8- 平键， 9- 从动齿轮， 10- 轴套， 11- 轴套， 12- 止动螺母， 13-传动轴， 14-电阻应变片， 15-弹性元件， 16-变形元件， 17-推力轴承， 18-密封圈， 19-钻 头夹头， 20-钻头， 21-深沟球轴承， 22-深沟球轴承， 23-深沟球轴承， 24-深沟球轴承 ， 25- 深。

22、沟球轴承， 26- 深沟球轴承， 27- 止动螺母， 28- 止动螺母 ,29- 直流电机 底座 ,30- 直流电源底盖 ,31- 螺纹孔 ,32- 电桥电路 ,33- 滤波器 ,34- 放大器 ,35- 信号采 集器 ,36-A/D 转换器 ,37- 单片机 ,38- 开关控制电路。 具体实施方式 0029 下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。 0030 图 1 显示了外科骨钻孔自停降温电钻的各组成部分， 其中机壳 4 由对称的上下两 说 明 书 CN 103070713 A 5 4/5 页 6 半构成， 并由螺钉通过螺纹孔31相固定。 直流电源1与控制开关2用导线相连， 结合图2可 。

23、知， 控制开关 2 和智能集成控制系统 7 中的开关控制电路 38 用导线相连， 开关控制电路 38 和直流电机 5 用导线连接。直流电机 5 固定在直流电机底座 29 上。直流电机 5 和主动齿 轮轴 3 通过凹凸槽相连， 主动齿轮轴 3 安装在深沟球轴承 21 和深沟球轴承 22 上来实 现定位， 并且两个轴承均靠轴肩和机壳 4 实现定位， 主动齿轮轴 3 和从动齿轮 9 相啮合， 从 动齿轮 9 通过平键 8 和从动轴 6 相配合。从动齿轮 9 靠轴肩和轴套 10 实现轴向定位， 从 动轴 6 两端对称安装有深沟球轴承 23 和深沟球轴承 24， 深沟球轴承 23 用止动螺母 27、 轴。

24、肩和机壳4来定位， 深沟球轴承24用轴套10、 止动螺母和机壳4定位。 从动 轴 6 和传动轴 13 凹凸槽相连， 传动轴 6 两端安装有深沟球轴承 25 和深沟球轴承 26 来 实现定位， 深沟球轴承 25 依靠止动螺母 28、 轴套 11 和机壳 4 定位， 深沟球轴承 26 用轴肩、 轴套 11 和机壳 4 定位。传动轴 13 的另一端的轴肩处安装有一推力轴承 17， 推 力轴承 17 紧贴变形元件 16， 变形元件 16 另一端紧靠在机壳 4 上， 变形元件 16 用弹性元件 15 定位， 电阻应变片 14 粘贴在变形元件 16 内表面。结合图 2 可得， 电阻应变片 14 与智能 集。

25、成控制系统 7 中的电桥电路用 导线相连。钻头夹头 19 固定在传动轴末端， 钻头夹头 19 用来夹紧钻头 20。密封圈 18 嵌在机壳中起密封作用， 直流电源底盖 30 紧扣在机壳 4 上。 0031 由图 2 可知， 智能集成控制系统 7 由电桥电路 32, 滤波器 33, 放大器 34, 信号采 集器 35,A/D 转换器 36, 单片机 37, 开关控制电路 38 集合而成。其中， 电阻应变片 14 和电 桥电路 32 用导线相连， 电桥电路 32 和滤波器 33 连通， 滤波器 33 和放大器 34 相连， 放大器 34 和信号采集器 35 相连， 信号采集器 35 和 A/D 转换。

26、器 36 相连， A/D 转换器 36 和单片机 37 相连， 单片机 37 和和开关控制电路 38 相连， 开关控制电路 38 分别和直流电机 5 和控制开 关 2 用导线相连。 0032 由图 3 可得， 在钻孔的过程中， 轴向力传递路线是骨头作用在钻头 20 上， 钻头 20 传递给钻头夹头19， 钻头夹头19传递给传动轴13， 传动轴传13传递给推力轴承17， 推力轴 承17传递给变形元件16， 这样就引起变形元件16发生形变， 导致电阻应变片14的形变， 这 样轴向力大小就转化为电阻应变片 14 形变量的大小。 0033 由图 4、 图 4a 可得电阻应变片 14 的形变会使其电阻值。

27、发生改变， 经过电桥电路 32 后转换为微小的电压值， 然后经滤波器33进行滤波， 排出干扰信号后， 再经放大器34放大、 信号采集器 35 采集信号以及 A/D 转换器 36 转换后即可被单片机 37 识别， 对工况进行判 断。 0034 由图 5、 图 5a 可知， 电钻工作中， 信号采集器对测量的电压信号进行采集， 然后经 A/D 转换器 36 转换成数字量输入到单片机 37 中判断是否满足自停条件， 如果满足自停条 件， 那么单片机 37 会发送指令使开关控制电路 38 断路， 实现自停功能。因为钻头在钻穿骨 头瞬间轴向力会突然下降， 并且以后的轴向力会很小并基本保持不变， 所以判断钻。

28、穿的依 据就是所采集到的电压信号的斜率小于一个设定好的很小的值并基本保持不变， 此时单片 机 37 即判断满足自停条件， 即会发出信号切断开关控制电路 38， 从而实现自停功能。 0035 由图 6、 图 6a 可知， 采集到的电压信号经 A/D 转换器 36 转换后被单片机 37 接收， 单片机 37 如果判断此时轴向力过大， 单片机就会向开关控制电路 38 发出指令， 减小电流， 从而将轴向力控制在正常范围内。 判断轴向力过大的依据是所采集的电压信号大于某个设 定好的值， 这时单片机 37 即判断此时轴向力过大。 说 明 书 CN 103070713 A 6 5/5 页 7 0036 图 。

29、7、 图 7a-7e 所示， 由图可得， 这种钻头总长 L3， 工作部分长度 l3, 钻头的钻柄部 分采用直柄形式， 钻尖部分和普通直柄麻花钻的钻尖部分相似， 其余钻头的钻杆部分在圆 柱基体表面上加工而成， 钻头的基体材料采用不锈钢。 具体制作方法 ： 首先在圆柱基体一端 加工出和普通麻花钻钻尖形状相同的钻尖部分， 钻尖的形状参数和标准麻花钻钻尖参数一 致， 然后再在圆柱基体圆柱表面上加工一个宽度为H3， 深度为h3的螺旋槽,螺旋槽的宽度H3 可根据钻头直径和需要的不同而改变， 其变化范围为 0.5mm5mm， 深度 h3根据钻头直径和 PCBN 超硬 材料的宽度的变化在 0.2mm2mm 之。

30、间选择， 这个深度即能保证不损害钻头基体 的强度又能保证钎焊 PCBN 超硬材料的稳定性。螺旋槽的螺旋角 3的变化范围在 18 30之间， 能够保证切屑能够及时顺利排出， 带走热量， 降低温升 ； 螺旋槽加工完成后， 就将 PCBN 超硬材料切割成和钻头主后刀面 M 和螺旋槽形状相同的板材， 然后用钎焊的方法将切 割好的PCBN超硬材料钎焊在钻头主后刀面M和螺旋槽中， 这种材料大大提高了切削刃的锋 利程度， 减小了钻孔轴向力， 从而降低了钻削温度 ； 这时切削刃突出基体的高度为 ht3， 根据 不锈钢基体的直径 d3和切削刃的突出高度 ht3可将钻头的直径 D3控制在 2mm10mm。 003。

31、7 本发明的工作过程如下 ： 0038 结合图1可知， 首先将钻头20安装在钻头夹头19上， 然后闭合控制开关2， 智能集 成控制系统 7 判断符合通路条件即实现直流电源 1 通过开关控制电路 38 给直流电机 5 供 电， 直流电机产生动力， 电机产生的动力通过电机主轴传递给主动齿轮轴 3， 主动齿轮 3 通 过齿轮的啮合将动力传动给从动齿轮 9， 通过平键 8 的连接作用， 从动齿轮 9 将动力传递给 从动轴 6， 从动轴 6 再将动力传递给传动轴 13， 传动轴 13 将动力传递给钻头夹头 19， 钻头 夹头 19 最终将动力传递给钻头 20， 这样就实现了钻孔运动。结合图 3 可得， 。

32、钻孔的过程中 骨头的反作用力作用在钻头 20 上， 钻头 20 传递给钻头夹头 19， 钻头夹头 19 传递给传动轴 13， 传动轴传 13 传递给推力轴承 17， 推力轴承 17 传递给变形元件 16， 这样就引起变形元件 16发生形变， 导致电阻应变片14的形变， 这样轴向力大小就转化为电阻应变片14形变量的 大小。结合图 4 可得电阻应变片 14 的形变会使其电阻值发生改变， 经过电桥电路 32 后转 换为微小的电压值， 然后经滤波器33进行滤波， 排出干扰信号后， 再经放大器34放大、 信号 采集器 35 采集信号及 A/D 转换器 36 转换后即可被单片机 37 识别， 并对工况进行。

33、判断。钻 孔过程中智能控制系统 7 能够实现轴向力监控和钻穿自停两种功能。由图 5 可知， 电钻工 作中， 信号采集器 35 对电压信号进行采集， 然后经 A/D 转换器 36 转换成数字量输入到单片 机 37 中， 判断是否满足自停条件， 如果满足自停条件， 那么单片机 37 会发送指令使开关控 制电路 38 断路， 实现自停功能。结合图 6 可知， 采集到的电压信号经 A/D 转换器 36 转换后 被单片机 37 接收， 单片机 37 如果判断此时轴向力过大， 就会向开关控制电路 38 发出指令， 减小电流， 从而将轴向力控制在正常范围内。钻孔完成后将钻头 20 卸下， 对设备进行消毒 并妥善保管。 说 明 书 CN 103070713 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103070713 A 8 2/4 页 9 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103070713 A 9 3/4 页 10 图 4a 图 5 图 5a 图 6 图 6a 说 明 书 附 图 CN 103070713 A 10 4/4 页 11 图 7 图 7a 图 7b 图 7c 图 7d 图 7e 说 明 书 附 图 CN 103070713 A 11 。