刀头驱动轴连接件

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刀头驱动轴连接件\n技术领域\n本发明通常涉及刀头与超弹性的柔性管形驱动轴的连接，特别是涉及一种快速、长寿命的连接/脱开装置，用于在外科手术环境中将外科手术刀头安装在超弹性柔性且优选为镍-钛合金的管形驱动轴上。\n背景技术\n用于可旋转管形驱动部件和刀头，特别是用于外科手术用途的连接器装置为已知，其中，在美国专利5203595中公开了一种这样的连接器。\n专利′595的装置已经取得了最大程度的商业成功。不过，在专利′595的装置中有缺点。特别是，在外科手术环境中，绝对需要使装置无菌。保证无菌环境意味着引入病人体内或在病人附近的所有设备都必须杀菌。为了保证无菌条件，该设备在每次外科手术之后进行热压处理。\n热压处理以及相应的高温和湿气使得柔性材料(即在′595第4栏第53行所述的聚丙烯或其它合适材料)变脆，并易于远在接头装置以其它方式磨损之前就失效。\n此外，在′595中，热塑性材料受到的楔入作用使得柔性聚丙烯材料快速退化。而且，′595的主要配合部件的滑动啮合导致热塑性材料的持续磨损。\n因此，需要一种非常可靠且可重复使用的、在外科手术环境中用于管形驱动装置的连接器。很希望能增加连接器的使用寿命，以便减小外科手术的、快速升高的成本。\n发明内容\n在一个方面，本发明提供了一种接头装置，用于使可旋转刀头与管形驱动部件同轴连接，该装置包括第一管形部分，该第一管形部分有凸形部件，该凸形部件从该第一管形部分上伸出，同时该凸形部件有第一配合界面，该第一配合界面有通道，该通道从第一管形部分的轴向开口中心伸出，并开口于配合界面上。刀头有轴向凹形孔，用于在其中接收第一部分，该刀头包括第二配合界面，该第二配合界面形成于该孔内，且形成为通过将第一部分轴向插入插座中而互补相对地接收第一部分的第一配合界面，并优选是与该第一配合界面接触。凹口形成于第二配合界面内，并当刀头和管形部分通过使配合界面互补相对并优选相互接触而啮合时与通道连通。管形部件有至少一个轴向细长、径向柔性的舌状件，该舌状件从管形部件的、将固定刀头的一端伸出。该舌状件通过通道径向向外凸出，并进入凹口，以便通过舌状件的超弹性径向偏压而将刀头卡住安装在管形部件上，该舌状件的超弹性径向偏压通过舌状件在进入管形部分到达通道时的径向相对向内挠曲而引起。\n在另一方面，本发明提供了一种接头装置，用于使可旋转刀头与可同轴旋转驱动管连接，该装置包括第一管形部分，该第一管形部分有轴向伸出的拼图玩具形部件。该拼图玩具形部件包括球形末端部分，该球形末端部分通过颈部部分与第一部分的本体连接。该颈部和球形部分的外部一起确定了第一连续弯曲配合界面，该第一连续弯曲配合界面在球形部分周围凸出，在颈部部分周围凹入。径向通道通过颈部部分从第一管形部分的轴向开口中心伸出，并开口于该连续弯曲配合界面的凹形部分上。\n优选是，该装置还包括轴环状连接器，该轴环状连接器有环形基座部分和从该环形基座部分轴向伸出的径向挠曲夹头。\n刀头有轴向孔，用于接收夹头，并使该夹头径向挠曲抵靠驱动管，以便通过抵靠夹头的驱动管的超弹性径向向外反作用偏压而将连接器(夹头为该连接器的一部分)固定在驱动管上。驱动管的该向外偏压通过由夹头使得驱动管径向向内挠曲而引起，是驱动管材料在由夹头压缩时的相变的结果。\n刀头还包括轴向定位的拼图玩具形插座，该插座有第二连续弯曲配合界面，该第二连续弯曲配合界面形成有孔。该界面形成为通过将第一部分轴向插入插座中而接收第一管形部分的第一连续弯曲配合界面，并与该第一连续弯曲配合界面互补接触。径向凹口形成于第二连续弯曲配合界面的凸形部分内，并当刀头和管形部分通过使配合界面互补相对并优选相互接触而啮合时与径向通道连通。\n可旋转驱动管有至少一个轴向细长的径向弹性挠曲舌状件，该舌状件从可旋转驱动管的、将固定刀头的一端伸出。该舌状件通过径向通道向外凸出，并进入径向凹口内，以便通过舌状件的超弹性径向偏压而将刀头卡住安装在可旋转驱动管上，该舌状件的超弹性径向偏压通过舌状件在进入管形部分到达通道时的径向向内挠曲而引起。\n在另一方面，本发明提供了一种接头装置，用于使可旋转刀头与管形驱动部件同轴连接，该装置包括第一管形部分，该第一管形部分有凸形部件，该凸形部件从该第一管形部分上伸出，同时该凸形部件有第一配合界面。刀头有轴向凹形孔，用于在其中接收第一部分，该刀头包括第二配合界面，该第二配合界面形成于该孔内，且形成为通过将第一部分插入插座中而互补相对地接收第一部分的第一配合界面，并优选是与该第一配合界面接触。环形轴向凹口形成于第二配合界面内。管形部件有至少一个轴向细长、径向柔性的舌状件，该舌状件从管形部件的、将固定刀头的一端伸出。该舌状件通过通道凸出，并进入环形凹口，以便通过舌状件的超弹性径向偏压而将刀头卡住安装在管形部件上，该舌状件的超弹性径向偏压通过舌状件在朝着环形凹口通过管形部分时的径向相对挠曲而引起。\n在另一方面，本发明提供了一种接头装置，用于使可旋转刀头与可同轴旋转的驱动管连接，该装置包括第一管形部分，该第一管形部分有轴向伸出的拼图玩具形部件。该拼图玩具形部件包括球形末端部分，该球形末端部分通过颈部部分与第一部分的本体连接。该颈部和球形部分的外部一起确定了第一连续弯曲配合界面，该第一连续弯曲配合界面在球形部分周围凸出，在颈部部分周围凹入。\n优选是，该装置还包括轴环状连接器，该轴环状连接器有环形基座部分和从该环形基座部分轴向伸出的径向挠曲夹头。\n刀头有轴向孔，用于接收夹头，并使该夹头径向挠曲抵靠驱动管，以便通过抵靠夹头的驱动管的超弹性径向向外反作用偏压而将连接器(夹头为该连接器的一部分)固定在驱动管上。驱动管的该向外偏压通过由夹头使得驱动管径向向内挠曲而引起，是驱动管材料在通过夹头挠曲时的相变的结果。\n刀头还包括轴向定位的拼图玩具形插座，该插座有第二连续弯曲配合界面，该第二连续弯曲配合界面形成于孔内。该界面形成为通过将第一部分轴向插入插座中而互补相对地接收第一管形部分的第一连续弯曲配合界面，并且优选是与该第一连续弯曲配合界面接触。环形径向凹口形成于第二连续弯曲配合界面的凸形部分内。\n可旋转驱动管有至少一个轴向细长的径向弹性挠曲舌状件，该舌状件从可旋转驱动管的、将固定刀头的一端伸出。该舌状件凸出到环形凹口内，以便通过舌状件的反作用超弹性径向向外偏压而将刀头卡住安装在可旋转驱动管上，该舌状件的反作用超弹性径向向外偏压通过舌状件在经过管形部分到达通道时的径向相对向内挠曲而引起。\n附图的简要说明图1是根据本发明装置的优选实施例的、用于快速连接刀头的长寿命管形驱动轴组件的分解透视图，其中表示了有不同刀头尺寸的两个刀头，各刀头很容易安装在驱动轴组件上。\n图2是图1的管形驱动轴组件处于装配状态时的透视图，其中没有刀头与驱动轴组件连接。\n图3是图1和2中所示的管形驱动轴组件的凸形驱动配件部分的侧视图，表示了图2中的虚线圆3的部分。\n图4是图1和2的驱动轴组件在处于装配状态时的透视图，其中刀头与驱动轴组件连接。\n图5是根据本发明装置的可选实施例的、用于快速连接刀头的管形驱动轴组件的分解透视图，其中刀头表示为分离，但是很容易安装在驱动轴组件上。\n图6是图5的管形驱动轴组件处于装配状态时的透视图，其中快速连接刀头表示为分离，但是很容易安装在驱动轴组件上。\n图7是图5和6中的管形驱动轴的侧视图，其中刀头安装在驱动轴组件上。\n实施发明的最佳方式本发明以本发明人的发现为前提，即超弹性合金，尤其是超弹性镍-钛合金可以有效用于形成长寿命快速脱开的卡住作用连接装置，其中，棘爪的所需弹性或卡扣作用特征通过在合金部件中产生内应力而引起，从而导致材料相变和超弹性作用，其中，当两个部件以合适的连接结构装配在一起时，通过由第二部件使得超弹性部件挠曲，从而引起该应力。\n参考附图，尤其是参考图1，该图1是根据本发明装置的优选实施例的、用于快速连接刀头的管形驱动轴组件的分解透视图，驱动轴组件总体以313表示，并包括轴向细长的空心管形轴305，优选是，该管形轴305由合适的超弹性镍-钛合金制成，该镍-钛合金优选是通常由商标Nitinol表示的类型。管形轴305在其一端有形成于其中的释放槽或狭槽335，用于确定两个优选轴向延伸的舌状件336，这两个舌状件336在施加合适应力时有沿径向的超弹性柔性，这是因为Nitinol合金的应力引起相变以及产生超弹性的特征。\n驱动轴组件313还包括环形结构的连接器320，该连接器320包括轴向细长的夹头部分325，该夹头部分325从连接器320的环形基座部分上伸出。夹头部分325由合适的柔性材料制成，优选是不锈钢，这样，夹头部分325可以通过向它施加径向向内的力而径向弯曲或挠曲。具有环形基座部分的连接器320的尺寸设置成以合适紧度但滑动啮合的方式容纳轴305。\n在工作过程中，管形轴305旋转，以便旋转驱动外科手术配件，轴305部分通过连接器320而与该外科手术配件连接，如后面更详细所述。\n第二连接器320位于管形轴305的、与形成舌状件336的端部相对的端部处，该第二连接器320包括径向挠曲夹头部分325和环形基座部分，同时，在该连接器中容纳管形轴305的剩余端。\n动力驱动配件321用于从外部源向轴305传递扭矩；由于由夹头325向管形轴305施加的径向向内力的作用使得轴305径向向外超弹性相变变形夹头部分325，因此动力驱动配件321卡住管形轴305。夹头部分325从柔性连接器320的基座部分伸出，该基座部分与动力驱动配件321装配在一起，且优选是这些部件焊接或以其它方式粘接起来，如图1、2和4中的焊接线312所示。\n还是参考图1，工具驱动配件总体以310表示，该工具驱动配件用于将扭矩从轴305传递给从动刀头，例如在图1中分布以350、355表示的较小和较大刀头。这样，作为本发明的一个方面，可以设想提供更多刀头的工具包或其它集合，这些刀头具有不同尺寸和/或彼此补充。优选是，工具驱动配件310基本为柱形形状，且在任何情况下都希望有连续弯曲的外周表面，也可选择，该外周表面可以为截头锥形或其它弯曲结构。工具驱动配件310有开口中心，用作使导线轴向通过的通道，在外科手术处理过程中，通过使用线作为引导件，可以使驱动轴组件313沿该轴向通道运行。空心工具驱动配件310还容纳连接器320的优选径向挠曲夹头部分325。优选是，沿工具驱动配件310的轴线提供有开口或中空管322，用于使外科手术导线离开工具驱动配件310。\n参考图1和3，工具驱动配件310的配合顶端部分称为凸形刀头界面361，优选是包括球形部分372，该球形部分372通过颈部部分374而与工具驱动配件310的主体部分376(优选是柱形结构)连接，该颈部部分374的截面比球形部分372更小，如图3明显所示。在图3中，工具驱动配件310的柱形本体部分以376表示。\n球形部分372和颈部部分374的外表面以连续形式弯曲并连接在一起，这样，球形部分372和颈部部分374优选是形成类似于互锁拼图玩具件中的结构。优选是，柱形本体部分376的截面比球形部分372更大，如图3中所示。为了使图中更清楚，在图3中没有表示穿过工具驱动配件310的中心通道，该中心通道用于导线通过，并用于接收连接器320的径向挠曲夹头部分325。\n工具驱动配件310还包括至少一个优选径向面对的孔，该孔形成于颈部部分374中，并在颈部部分374的弯曲外表面和在工具驱动配件310内的中心轴向延伸通道之间提供连通。图1和2中表示了一个这样的孔，总体以365表示。\n当图1和2的驱动轴组件装配时，轴305的、布置有可径向反作用弹性变形舌状件336的端部穿过连接器320插入足够远，从而使舌状件336的轴向末端超过夹头325的轴向末端而从连接器320的远端伸出。然后，工具驱动配件310在夹头部分325上滑动，同时夹头部分325的弹性挠性中空管径向向内按压，从而使镍-钛合金轴305中产生应力，这导致应力产生相变并引起超弹性作用，并形成由管305径向向外施加的反作用力，从而使工具驱动配件310保持就位。管形轴305进一步插入，直到舌状件336到达径向开口窗口或孔365，在该径向开口窗口或孔365处，舌状件336的径向向外偏压或超弹性弹簧作用(由于舌状件336在穿过配件310时径向向内挠曲和相应相变以及利用制成轴305的镍-钛合金的可超弹性变形弹性)有效使得舌状件336径向向外卡入窗口或孔365中，并从中沿径向稍微凸出，如图3所示。\n刀头用于驱动轴组件313，该驱动轴组件313有工具驱动配件310，该工具驱动配件310有凸形刀头界面361，该凸形刀头界面361的结构如图所示和上面参考图1、2和3所述。各刀头350、355包括凹形刀头界面360，该凹形刀头界面360设置成与工具驱动配件310的球形部分372和颈部部分374的外部相对表面进行互补相对接触。凹口370形成于各个凹形刀头界面360中，该凹口370提供有卡入插座，用于当刀头界面360与工具驱动配件310的颈部部分374和球形部分372的外表面进行互补接触时接收一个径向反作用超弹性挠曲舌状件336。当这样时，舌状件336的、引起应力的超弹性径向偏压使得这些舌状件与相应孔370啮合，从而提供卡住作用，这使得工具驱动配件310保持与选定的刀头350或355进行配合接触和连接。\n在图4中表示了选定的较小刀头350与驱动轴组件313的这种配合连接结构，其中，驱动轴组件313和刀头350的组件称为驱动轴和刀头组件314。\n图5、6和7公开了在本发明装置中的管形长寿命驱动轴组件的可选实施例。特别参考图5，轴405与图1、2和4中所示的轴305类似。同样，径向柔性连接器420有径向柔性夹头部分425和动力驱动配件，它们同样对应于图1、2和4中的相应部件320、325和321。\n参考图5，轴405优选是包括释放槽或狭槽435，从而确定了一对引起应力的径向超弹性柔性舌状件436，该舌状件436优选是基本与在图1、2和4中所示的舌状件336相对应。\n参考图5，用于将扭矩从轴405传递给从动工具的工具驱动配件410包括凸形刀头界面，该凸形刀头界面优选是设置成外表面为拼图玩具件结构的形状，例如在图3中由球形部分372和颈部部分374确定的结构。\n不过，优选是凸形刀头界面461并不包括径向相对孔或窗口(例如图1和2中所示的365)。而是，在图5至7所示的可选实施例中，径向超弹性反作用挠曲舌状件436优选是从工具驱动配件410上径向伸出，并优选是通过确定用于中心通道的开口的孔而从工具驱动配件410中离开，当图5至7的装置用于外科手术环境中时，导线可以穿过该中心通道。\n适用于驱动轴组件413(特别是适用于工具驱动配件410)的刀头450优选是包括凹形配合部分，该凹形配合部分形成为与凸形拼图玩具件形状的凸形刀头界面461进行互补接触和活塞啮合。通过形成轴向孔，环形凹口形成于凹形刀头界面460中。优选是，该轴向孔的直径稍微小于凸形刀头界面461的颈部部分(对应于图3中的颈部部分374)的最小截面直径。因此，在较小刀头界面460中的轴向孔提供了用于卡住作用的环形凹口，从而当较小刀头450装配在工具驱动配件410上时，如图6和图7所示，轴向延伸的径向超弹性反作用挠曲舌状件436径向向内挠曲，所形成的径向向外弹簧由于该径向向内挠曲引起的超弹性特征而与轴向孔的环形表面接触，如图7所示，从而将较小刀头450保持与工具驱动配件410匹配啮合。\n优选是，本发明的接头装置设计成使得超弹性材料部分的形成应力和挠曲总是在超弹性特性的包迹内。因此，本发明的接头装置没有疲劳或磨损问题。此外，优选用于本发明的镍-钛超弹性合金非常硬-比不锈钢硬得多，通常用于本发明的外科手术切割刀头由该不锈钢制成。因此，经过一定时间，该刀头由于使用而磨损，另外在与超弹性合金部分接触的位置处磨损，而比不锈钢更硬的该超弹性部分不会在该接触区域磨损。因此，本发明的接头装置有几乎无限的寿命。\n在这里所述的本发明实施例中可以进行多种变化和改变。尽管这里表示和介绍了本发明的几个示例实施例，但是可以在前述说明中进行各种变化、改变和替换。在某些情况下，可以在不相应使用其它特征的情况下采用本发明的某些特征。因此，应当知道，前述说明只是为了通过给出视图和实例来进行详细介绍和理解，本发明的精神和范围只能由附加权利要求来限定。