專利名稱：一種醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，具體涉及一種新型醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構。
背景技術：
1982年，德國兩位醫(yī)學教授運用水刀設備進行了肝臟外科手術，首次將水刀切割技術引入醫(yī)學領域。繼電刀、超聲刀之后，醫(yī)用水刀成為一種新型手術分離技術，具有較好的組織選擇性。在醫(yī)用水刀領域，德國ERBE公司研制的產品處于世界領先地位。ERBEJET1為ERBE公司的第一代水刀，壓力產生源為介質轉換器，壓力使用范圍為0.l-15MPa。壓力范圍較大，醫(yī)用水刀用于組織切割最大壓力也不超過6MPa，介質轉換器對壓力的轉換也存在很多不足。ERBEJET2為ERBE公司的第二代水刀，壓力產生源為無菌單用雙柱塞泵，壓力使用范圍為0.1-SMPa0目前國內有資料可查的水刀多是由電機帶動柱塞做往復運動，行程短，易產生水刀的壓力波動。此種新型醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構能夠使推桿得到規(guī)律的運動曲線，電機也只需一個方向的轉動，因此，使運動更加精確，控制更加簡單，克服了醫(yī)用水刀的壓力波動問題。

發(fā)明內容
本技術克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種新型醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，目的是通過輪廓相同的雙凸輪配合使用，實現(xiàn)雙凸輪在做等速轉動時，使其與醫(yī)用泵柱塞桿相連的兩推桿推程的疊加速度恒定，從而達到醫(yī)用泵壓力的恒定控制。上述目的通過以下技術方案實現(xiàn):一種醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，用于將電機帶動的雙凸輪的轉動變?yōu)橥茥U的直線運動，包括兩個輪廓相同的凸輪(12，14 )，兩個推桿(7，17 )，凸輪軸(10 )和兩個凸輪軸承(20，26)，其中，兩個推桿(7，17)均為帶有內、外滾子的推桿，升程時，外滾子與凸輪外輪廓接觸，兩凸輪配合作用，在升程時，兩推桿速度相互補償，推程時兩推桿疊加速度恒定，回程時，內滾子與凸輪內廓接觸，完成推桿的回程。作為優(yōu)選實施方式，所述的醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，兩個凸輪(12，14)分別通過鍵(22，23 )與凸輪軸(10 )連接，對稱分布在凸輪軸(10 )的兩邊，凸輪軸(10 )為階梯軸，兩個凸輪(12，14)分別通過凸輪軸(10)的軸肩進行軸向一端的限位，兩個凸輪(12，14)各自的另一端分別通過套筒(21，25)與相應的凸輪軸承(20，26)的一端相連并進行軸向限位，兩個凸輪軸承(20，26)的另一端分別通凸輪軸承支撐架(9，15)內部沉孔限位；凸輪軸(10)通過中間軸承(24)與中間軸承支架(13)連接，中間軸承(24)通過卡簧進行軸向限位，凸輪軸(10)兩端安裝限位螺釘，軸承支撐架(9，13，15)沿中心線布局，并固定連接到底座(11)上；每個推桿(7，17)各通過兩個直線軸承(4，6，18，19)置于直線軸承支撐架上，每個推桿(7，17)各通過銷(27，32)連接一個內滾子(28，31)并通過銷(29，30)連接一個外滾子(8，16)，兩個內滾子(28，31)與相應的凸輪(12，14)的內輪廓在回程時接觸，使推桿(7，17)完成回程運動，兩個外滾子(8，16)通過銷(29，30)連接到相應的推桿(7，17)上，外滾子(8，16)與凸輪(12，14)的外輪廓在升程時接觸,使推桿(7，17)完成升程運動。2.根據(jù)權利要求2所述的醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，其特征在于，兩個凸輪(12，14)根據(jù)設計的曲線進行交錯布局，使得任意時刻兩個推桿(7，17)合成的絕對速度和位移相同。本發(fā)明的醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，對心直動滾子從動件盤形凸輪機構中兩凸輪輪廓相同，運動形式相同，升程階段推桿做勻加速、勻速、勻減速運動，兩凸輪通過一定的錯位角安裝到凸輪軸上，在推程階段，當一個推桿勻速結束，將做勻減速時，另一個推桿恰好回程結束，將做勻加速運動；第一個推桿勻減速結束，將做回程運動時，第二個推桿勻加速結束，進而進行勻速運動。其中第一個推桿做勻加速運動時的速度與第二推桿做勻減速時的速度之和(第一推桿做勻減速時的速度與第二推桿做勻加速時的速度之和)恒等于推桿做勻速時的速度，通過兩凸輪的配合使用，使兩推桿推程時的疊加速度保持恒定，進而達到水刀的壓力穩(wěn)定。


圖1醫(yī)用水刀的整體機構模塊示意圖。圖2凸輪傳動機構整體示意圖。圖3凸輪模塊的爆炸視圖。圖4滾子推桿的示意圖。圖5推桿速度曲線圖。圖1到圖4中:1凸輪模塊，2推桿模塊，3泵體模塊4直線軸承1，5直線軸承支撐架，6直線軸承II，7推桿I，8外滾子I，9左凸輪軸承支撐架，10凸輪軸，11底座，12左凸輪，13中間軸承支撐架，14右凸輪，15右凸輪軸承支撐架，16外滾子II，17推桿II，18直線軸承3，19直線軸承4，20左凸輪軸承21套筒I，22鍵I，23鍵II，24中間軸承，25套筒II，26右凸輪軸承，27銷軸I，28內滾子I，29銷軸II，30銷軸III，31內滾子II，32銷軸IV。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1-圖3，本發(fā)明中，一種新型醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，包括2個輪廓形狀相同的凸輪、2個雙滾子推桿、I凸輪軸、3個軸承、4個直線軸承、2個套筒、4個軸承支撐架、I個底座。此雙凸輪傳動機構把電機帶動雙凸輪的轉動變?yōu)橥茥U的直線運動，通過凸輪合適的輪廓形狀及雙凸輪的配合使用，達到兩推桿的推程疊加，獲得穩(wěn)定的運行速度，實現(xiàn)醫(yī)用水刀流量與壓力的穩(wěn)定控制。參照圖1，醫(yī)用水刀主要分為雙凸輪模塊、推桿模塊及泵主體模塊三個部分，雙凸輪傳動機構主要由雙凸輪模塊和推桿模塊組成，用于動力傳遞。參照圖2和圖4,雙凸輪傳動機構分為左右對稱的兩部分,其連接方式一樣。推桿
I7—端外滾子I 8與凸輪外輪廓接觸，另一端通過離合裝置與醫(yī)用泵柱塞相連。直線軸承I 4和直線軸承II 6內圈與推桿I 7連接，外圈與直線軸承支撐架5連接，直線軸承I 4和直線軸承II 6兩端支持推桿I 7，保證推桿的直線運行。凸輪12轉動推動與之接觸的推桿I 7向右移動，從而推動與之相連的柱塞往右運動，產生高壓水射流。凸輪12轉動帶動與之內廓線相連的內滾子I 28往左移動，內滾子I 28與推桿I 7相連，從而帶動柱塞往左移動，產生負壓而吸入水流。參照圖3，凸輪模塊的爆炸視圖。左凸輪12和右凸輪14通過鍵I 22和鍵II 23與凸輪軸10連接。凸輪軸10為階梯軸，左凸輪12和右凸輪14通過凸輪軸10的軸肩進行軸向一端的限位，另一端通過套筒I 21和套筒II 25與左凸輪軸承20和右凸輪軸承26相連進行限位。左凸輪軸承20和右凸輪軸承26—端由套筒I 21和套筒II 25進行軸向限位，另一端通過左凸輪軸承支撐架9和右凸輪軸承支撐架15內部沉孔限位。凸輪軸10通過中間軸承24與中間軸承支架13連接，中間軸承24通過卡簧進行軸向限位，凸輪軸10兩端安裝限位螺釘，軸承支撐架9，13，15沿中心線布局，通過螺栓與底座11相連。參照圖4，滾子推桿示意圖。外滾子I 8通過銷軸330與推桿I 7相連，外滾子I 8可以自由轉動。內滾子I 28通過銷I 27連接到推桿I 7上，內滾子I 28可以自由轉動。內滾子I 28與左凸輪12的內輪廓接觸，在凸輪回程時起作用，控制推桿I 7往左移動速度和位置。外滾子I 8與左凸輪12的外輪廓接觸，在凸輪升程時期作用，控制推桿I 7往右移動速度和位置。參照圖1和圖2。電機驅動凸輪軸10旋轉，帶動左凸輪12和右凸輪14同時轉動，從而帶動推桿I 7和推桿II 17往復運動，左凸輪12和右凸輪14根據(jù)設計的曲線進行交錯布局，使得任意時刻推桿I 7和推桿II 17合成的絕對向右速度和位移相同，從而保證醫(yī)用泵任意時刻速度和流量的穩(wěn)定。參照圖5，推桿的速度V隨凸輪轉角δ的變化規(guī)律，圖中粗線表示推桿7的速度隨凸輪轉角的運動曲線，圖中細線表示推桿17的速度隨凸輪轉角的運動曲線，a-g區(qū)間為一個周期，X軸以上的表示推程時推桿的速度，X軸以下表示回程時推桿的速度，從圖中可以看出推程時，在a-1區(qū)間,推桿7的速度曲線a-b與推桿17的速度曲線h_i之間的速度疊加等于b-c曲線的速度，同理，a-1區(qū)間、1-Ι區(qū)間、Ι-d區(qū)間以及d-g區(qū)間推程的速度均相等，因此，推程時雙推桿的合成速度恒定，進而達到水刀壓力的穩(wěn)定控制。
權利要求
1.一種醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，用于將電機帶動的雙凸輪的轉動變?yōu)橥茥U的直線運動，包括兩個輪廓相同的凸輪(12，14)，兩個推桿(7，17)，凸輪軸(10)和兩個凸輪軸承(20，26)，其中，兩個推桿(717)均為帶有內、外滾子的推桿，升程時，外滾子與凸輪外輪廓接觸，兩凸輪配合作用，在升程時，兩推桿速度相互補償，推程時兩推桿疊加速度恒定，回程時，內滾子與凸輪內廓接觸，完成推桿的回程。
2.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，其特征在于， 兩個凸輪(12，14 )分別通過鍵(22，23 )與凸輪軸(10)連接，對稱分布在凸輪軸(IO )的兩邊，凸輪軸(10)為階梯軸，兩個凸輪(12，14)分別通過凸輪軸(10)的軸肩進行軸向一端的限位，兩個凸輪(12，14)各自的另一端分別通過套筒(21，25)與相應的凸輪軸承(20，26)的一端相連并進行軸向限位，兩個凸輪軸承(20，26)的另一端分別通凸輪軸承支撐架(9，15)內部沉孔限位；凸輪軸(10)通過中間軸承(24)與中間軸承支架(13)連接，中間軸承(24)通過卡簧進行軸向限位，凸輪軸(10)兩端安裝限位螺釘，軸承支撐架9，13，15沿中心線布局，并固定連接到底座(11)上。
每個推桿(7，17)各通過兩個直線軸承(4，6，18，19)置于直線軸承支撐架上，每個推桿(7，17)各通過銷(27，32)連接一個內滾子(28，31)并通過銷(29，30)連接一個外滾子(8，16)，兩個內滾子(28，31)與相應的凸輪(12，14)的內輪廓在回程時接觸，使推桿(7，17)完成回程運動，兩個外滾子(8，16)通過銷(29，30)連接到相應的推桿(7，17)上，外滾子(8，16)與凸輪(12，14)的外輪廓在升程時接觸,使推桿(7，17)完成升程運動。
2.根據(jù)權利要求2所述的醫(yī)用水刀的雙凸輪傳動機構，其特征在于，兩個凸輪(12，14)根據(jù)設計的曲線進行交錯布局，使得任意時刻兩個推桿(7，17)合成的絕對速度和位移相同。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，涉及一種雙凸輪傳動機構，包括兩個輪廓相同的凸輪，兩個推桿，凸輪軸和兩個凸輪軸承，兩個凸輪設置在凸輪軸上，兩個推桿均為帶有內、外滾子的推桿，升程時，外滾子與凸輪外輪廓接觸，兩凸輪配合作用，在升程時，兩推桿速度相互補償，推程時兩推桿疊加速度恒定，回程時，內滾子與凸輪內廓接觸，完成推桿的回程。本發(fā)明的兩凸輪的配合使用，使兩推桿推程時的疊加速度保持恒定，進而達到水刀的壓力穩(wěn)定。
文檔編號F04B9/04GK103195681SQ20131012718
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權日2013年4月12日
發(fā)明者侍才洪, 張西正, 曹雷霆, 張坤亮, 李瑞欣, 郭勇, 關靜, 武繼民, 李志宏, 黃姝杰 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所