用于股骨髁的加工夹具的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及用于股骨髁的加工夹具。


背景技术：

2.人工膝关节假体主要由股骨髁、胫骨衬垫和胫骨托三部分组成，股骨髁的制造工艺通常采用钴、铬、钼材料铸造成半成品，然后再通过机加工进一步精加工股骨髁的关节面，钴、铬、钼材料和人体的生物相容性较好，但是材料价格比较昂贵，材料硬度也比较高，机加工难度高，因此在机加工中对股骨髁的装夹稳定性也相应具有较高的要求，这是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对提高股骨髁在机加工中装夹稳定性的问题，提供一种用于股骨髁的加工夹具。
4.本实用新型提供了一种加工夹具，包括：
5.主体座；
6.夹持机构，所述夹持机构与所述主体座活动连接，所述夹持机构相对于所述主体座具有释放位置和锁定位置，所述夹持机构能够在所述释放位置和所述锁定位置之间运动，所述夹持机构被配置为能够在所述锁定位置夹持待夹持件，能够在所述释放位置释放所述待夹持件；
7.锁定机构，设置在所述主体座，所述锁定机构被配置为用于锁定运动至所述锁定位置的所述待夹持件。
8.在其中一个实施例中，所述主体座上设置有导向结构，所述夹持机构包括夹爪，所述夹爪与所述导向结构滑动连接，所述夹爪被配置为沿着所述导向结构滑动的过程中张开或合拢。
9.在其中一个实施例中，所述导向结构为开设在所述主体座上的导向槽，所述导向槽具有沿第一方向相互靠近的n个导向斜面，所述夹爪包括n个爪头，每个所述爪头与一个所述导向斜面滑动连接，所述第一方向为所述导向槽的延伸方向，n为大于或等于2的整数。
10.在其中一个实施例中，所述导向槽具有构成v形的两个所述导向斜面，所述夹持机构包括两个所述爪头，两个所述爪头提供沿第二方向的夹持力，所述第二方向与所述第一方向垂直。
11.在其中一个实施例中，所述夹持机构还包括驱动器，所述驱动器与两个所述爪头驱动连接，所述驱动器被配置为用于驱动两个所述爪头沿着所述第一方向往复运动。
12.在其中一个实施例中，所述驱动器为气缸，所述气缸的驱动端与两个所述爪头连接；和/或，
13.所述导向斜面和所述爪头上分别设置相互配合的滑块和滑槽，所述爪头通过所述滑块和所述滑槽滑动装配在所述导向斜面上。
14.在其中一个实施例中，所述锁定机构包括至少一个定位部和/或至少一个锁紧部，所述定位部和/或所述锁紧部用于提供第三方向的锁紧力，所述第三方向与所述第一方向垂直。
15.在其中一个实施例中，所述主体座沿所述第三方向的两侧分别设置有至少一个所述定位部和至少一个所述锁紧部，所述定位部被配置为用于在所述主体座的一侧与运动至所述锁定位置的所述待夹持件相连接，所述锁紧部被配置为用于在所述主体座的另一侧将所述待夹持件锁紧在所述锁定位置。
16.在其中一个实施例中，所述锁紧部包括开设在所述主体座上的锁紧槽以及弹性装配在所述锁紧槽内的锁紧件，所述锁紧件被配置为能够沿着所述第三方向弹性运动，用于向所述待夹持件施加弹性力。
17.在其中一个实施例中，所述锁紧部还包括限位件，所述限位件被配置为用于限制出所述锁紧件在所述锁紧槽内弹性运动的运动范围。
18.上述加工夹具，所述夹持机构能够对如待夹持件之类的待夹持件形成夹持，此为一重固定，并且该夹持机构具备在主体座上运动的功能，还能够携带待夹持件从释放位置运动到锁定位置，或者从锁定位置运动到释放位置，当待夹持件运动到锁定位置后，可以进入到锁定机构的锁定范围，进而能够被锁定机构锁紧，此为二重固定，因此通过两重固定，可以使待夹持件的内壁紧贴在主体座的相应表面，形成稳固的夹持，保证在机加工中具备足够的稳定性。
附图说明
19.图1为现有技术中的ps型股骨髁的立体结构示意图；
20.图2为现有技术中的cr型股骨髁的立体结构示意图；
21.图3为本实用新型一个实施例提供的用于股骨髁的加工夹具的第一立体示意图；
22.图4为本实用新型一个实施例提供的用于股骨髁的加工夹具的第二立体示意图；
23.图5为本实用新型一个实施例提供的用于股骨髁的加工夹具的俯视图；
24.图6为如图5所示的用于股骨髁的加工夹具的a-a面剖视图；
25.图7为如图5所示的用于股骨髁的加工夹具的局部放大图a；
26.图8为本实用新型一个实施例提供的夹持机构的立体结构示意图；
27.图9为本实用新型一个实施例提供的股骨髁的固定状态结构示意图；
28.图10为如图9所示的股骨髁的固定状态结构剖视图；
29.图11为如图10所示的股骨髁的固定状态结构局部结构剖视图b；
30.图12为本实用新型一个实施例提供的锁紧部的立体结构示意图；
31.图13为本实用新型一个实施例提供的主体座的平面结构示意图；
32.图14为如图13所示的主体座的b-b面剖视图；
33.图15为如图13所示的主体座的c-c面剖视图。
34.附图标号：
35.001、ps型股骨髁；002、cr型股骨髁；
36.100、主体座；200、夹持机构；300、锁定机构；400、导向结构；
37.110、等高座；120、底板；
38.210、爪头；220、驱动器；230、连接部；
39.310、定位部；320、锁紧部；
40.321、锁紧槽；322、锁紧件；323、限位件；324、弹性件；
41.410、导向槽；420、导向斜面；430、滑块；440、滑槽。
具体实施方式
42.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
48.如图1和图2所示，股骨髁包括有ps型股骨髁001和cr型股骨髁002，如图1所示，其中ps型股骨髁001的结构设计特点是具有髁间盒，ps型股骨髁001又称为后稳定型股骨髁，如图2所示，cr型股骨髁002的结构设计特点是具有圆立柱，根据不同型号的股骨髁可以基
于股骨髁的结构特点，利用适配的夹具进行夹持，以满足加工中的固定需要，为了在机加工过程中对股骨髁提供稳定的夹持，本技术提供了如下的技术方案。本文中所述股骨髁均指股骨髁假体。
49.参阅图3至图5所示，本实用新型一实施例提供了一种加工夹具，所述加工夹具包括主体座100、夹持机构200和锁定机构300，所述夹持机构200与所述主体座100活动连接，所述夹持机构200相对于所述主体座100具有释放位置和锁定位置，所述夹持机构200能够在所述释放位置和所述锁定位置之间运动，所述夹持机构200被配置为能够在所述锁定位置夹持待夹持件，能够在所述释放位置释放所述待夹持件，锁定机构300设置在所述主体座100，所述锁定机构300被配置为用于锁定运动至所述锁定位置的所述待夹持件。本文中以股骨髁作为待夹持件为例说明本加工夹具，但容易理解的是，只要具有类似的结构特征，本加工夹具也可以用于夹持其他待夹持件，而不限于股骨髁。
50.主体座100作为夹持机构200和锁定机构300的装配基础，可以直接或间接装配所述夹持机构200和锁定机构300，所述夹持机构200能够对股骨髁形成夹持，此为一重固定，并且该夹持机构200具备在主体座100上运动的功能，还能够携带股骨髁从释放位置运动到锁定位置，或者从锁定位置运动到释放位置，当股骨髁运动到锁定位置后，可以进入到锁定机构300的锁定范围，进而能够被锁定机构300锁紧，此为二重固定。
51.需要说明的是，夹持机构200运动到释放位置或运动到锁定位置时，既能够主动释放股骨髁或主动锁定股骨髁，例如通过主动电控方式等实现主动释放或主动锁定，同时，夹持机构200运动到释放位置或运动到锁定位置时，也可以设置为一旦运动到释放位置或运动到锁定位置时便被动地、即时地释放股骨髁或锁定股骨髁，本领域技术人员可以根据需求选择相应的方案，在此不做限定。主体座100的表面可以根据股骨髁的内壁形成相适应的结构形状，因此通过两重固定，可以使股骨髁的内壁紧贴在主体座100的相应表面，形成稳固的夹持，保证在机加工中具备足够的稳定性。
52.主体座100上的释放位置表示的是，当夹持机构200携带股骨髁运动到该释放位置时，股骨髁已经远离位于锁定位置的锁定机构300，自然会脱离锁定机构300的锁定，同时股骨髁在该位置也摆脱夹持机构200的夹持，处于完全被释放的状态，能够从加工夹具中拿开。主体座100上的锁定位置表示，当夹持机构200携带股骨髁运动到该锁定位置时，股骨髁进入到位于锁定位置的锁定机构300的锁定范围，可以被锁定机构300锁定，同时，在该锁定位置，股骨髁也会受到夹持机构200的夹持，处于被双重紧固锁定的状态，无法从加工夹具中拿开。
53.主体座100上具有的释放位置和锁定位置之间可以为连续的，也可以为非连续的，当释放位置和锁定位置之间为连续时，夹持机构200可以通过连续的移动从释放位置运动到锁定位置，或从锁定位置移动到释放位置，例如夹持机构200可以从释放位置沿着连续的轨道滑动到锁定位置，或从锁定位置沿着连续的轨道滑动到释放位置，当释放位置和锁定位置之间为非连续时，则夹持机构200无法通过连续的移动从释放位置运动到锁定位置，或从锁定位置移动到释放位置，例如夹持机构200可以从释放位置直接切换到、跳动到锁定位置，或从锁定位置直接切换到、跳动到释放位置，至于具体的非连续运动在此不做限定，总而言之，在夹持机构200在释放位置和锁定位置之间的往复运动不限于各种运动状态，本领域技术人员可以根据需求选择。
54.所述夹持机构200和所述锁定机构300若视作为一个执行单元，则该主体座100上可以根据需求设置包含夹持机构200和锁定机构300的单个执行单元，也可以设置两个、三个或任意数量的多个包含夹持机构200和锁定机构300的执行单元，根据执行单元的设置数量实现多个股骨髁的同时固定夹持，这样可以有效的减少夹具的制造成本，减少股骨髁产品换型的次数，进而间接提高股骨髁产品的加工效率。当主体座100上具有两个或多个执行单元时，为了保证两个或多个执行单元在固定夹持股骨髁时能够保证相互水平，主体座100可以通过多个等高座110装配在底板120上，等高座110能够在主体座100的不同位置提供同等的高度，并通过底板120形成统一的固定，使主体座100保持在相对于底板120平行的状态，因此底板120放置在水平面上后，主体座100便能够保持水平状态。
55.参阅图6至图8所示，在其中一个实施例中，所述主体座100上设置有导向结构400，所述夹持机构200包括夹爪，所述夹爪与所述导向结构400滑动连接，所述夹爪被配置为沿着所述导向结构400滑动的过程中张开或合拢，其中，所述导向结构400形成的导向轨迹经过所述释放位置和所述锁定位置，所述夹持机构200沿所述导向轨迹滑动装配在所述导向结构400上，因此当夹持机构200沿着导向结构400的导向轨迹滑动时可以经过释放位置和锁定位置，这便实现了夹持机构200在释放位置和锁定位置之间的运动。导向结构400的形成方式可以采用多种，例如在主体座100上直接开设导向槽410或导向凸起，也可以在主体座100上设置独立的附加部件，例如导轨等，为夹持机构200提供导向作用。
56.在其中一个实施例中，所述导向结构400为开设在所述主体座100上的导向槽410，所述导向槽410具有沿第一方向相互靠近的n个导向斜面420，所述夹爪包括n个爪头210，每个所述爪头210与一个所述导向斜面420滑动连接，所述第一方向为所述导向槽410的延伸方向，n为大于或等于2的整数。例如，所述导向槽410具有构成v形的两个所述导向斜面420，所述夹持机构200包括两个所述爪头210，两个所述爪头210提供沿第二方向的夹持力，所述第二方向与所述第一方向垂直。在一个优选的实施例中，第一方向为竖直方向，第二方向是与主体座100的延伸方向平行的水平方向。
57.导向斜面420上可以形成相应的导向轨迹，导向轨迹的形成依据为能够控制两个爪头210张开或合拢，因此，导向轨迹可以为沿着所述导向斜面420上下方向的倾斜方向(如图6和图7中所显示的上下方向)，该倾斜方向可以使两个爪头210沿着导向斜面420向上运动时，可以相互左右分离而滑动张开，两个爪头210沿着导向斜面420向下运动时，可以相互左右合并而滑动合拢，如此便实现了两个所述爪头210能够沿着两个所述导向斜面420滑动张开或滑动合拢，此时释放位置便形成在主体座100的上方的相应位置，锁定位置便形成在主体座100的下方的相应位置。
58.由于两个导向斜面420构成了v形，当两个爪头210沿着导向斜面420形成的导向轨迹滑动时，可以使左右两边的爪头210保持良好的同动性，夹持股骨髁产品的时候可以同时使股骨髁产品向下和向左右方向的内侧夹紧，从而可以牢靠稳定的夹紧股骨髁产品。
59.在导向斜面420上形成的导向轨迹可以通过多种结构形式实现，如在所述导向斜面420和所述爪头210上分别设置配合的滑块430和滑槽440，所述爪头210通过所述滑块430和所述滑槽440滑动装配在所述导向斜面420上，除此之外，也可以在导向斜面420上设置独立的附加部件，例如导轨等，为爪头210提供导向作用。
60.对于夹持机构200的爪头210数量而言，除了具有两个相对的爪头210外，也可以根
据需求设置三个或四个爪头210，并使导向槽410适应的构成多个可以适配滑动装配的导向斜面420，本领域技术人员可以根据需求选择设置，在此便不做限定。
61.对于两个爪头210在导向结构400上的滑动，可以通过手动方式实现，也可以通过自动控制方式实现，当采用手动方式实现时，例如当操作人员将股骨髁放置在夹持机构200上时，若释放位置在上、锁定位置在下，操作人员下压股骨髁便能够对夹持机构200同步施力，使夹持机构200受力向下运动到锁定位置，进入到锁定机构300的锁定范围内，被锁定机构300锁定，当采用自动控制方式实现时，所述夹持机构200还包括驱动器220，所述驱动器220与两个所述爪头210驱动连接，所述驱动器220被配置为用于驱动两个所述爪头210沿着所述第一方向往复运动，进而在所述导向斜面420滑动张开或滑动合拢。驱动器220可以采用气缸、液压缸、升降座等任意能够提供直线驱动力的器件，只要能够具备足够的驱动力大小即可，在此不做限定。在其中一个实施例中，所述驱动器220为气缸，所述气缸的驱动端与两个所述爪头210连接，例如所述气缸的驱动端设置有连接部230，两个所述爪头210活动装配在所述连接部230上，能够在所述连接部230上相对张开或合拢，连接部230上可以通过任意形式活动装配爪头210，例如弹性装配、滑动装配、铰接装配等，在此不做限定。
62.参阅图9至图15所示，在其中一个实施例中，所述锁定机构300包括至少一个定位部310和至少一个锁紧部320，或者仅单独设置至少一个定位部310或仅单独设置至少一个锁紧部320，所述定位部310或所述锁紧部320用于提供第三方向的锁紧力，所述第三方向与所述第一方向垂直，即第三方向亦为水平方向。其中，所述定位部310可以确定所述锁定位置在所述主体座100上的位置，定位部310可以采用能够适配股骨髁相应内壁的凸起或凹槽，以及磁吸等方式，使股骨髁一旦运动到锁定位置便能够被识别出来，以确定股骨髁已经运动至锁定位置，所述锁紧部320可以将运动至所述锁定位置的所述股骨髁锁紧在所述锁定位置，锁紧部320可以采用任意能够对股骨髁形成运动限制的结构形式，例如卡接、磁吸连接、螺纹连接等，对于股骨髁在锁定位置的锁紧不做具体限定。可以理解的，本文中所述“垂直”不是严格的数学意义上的垂直，而是包括了工程上允许的误差。另外，在一个优选的实施例中，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向两两垂直，这样有利于对待夹持件全方位的限位。
63.不仅对于定位部310和锁定部的结构形式可以任意选择，而且对于定位部310和锁紧部320在主体座100上的位置也不做具体限定，只要定位部310和锁紧部320位于锁定位置，能够使股骨髁运动到锁定位置时对股骨髁形成定位和锁紧的两个功能即可，在其中一个实施例中，所述主体座100上沿所述第三方向的两侧分别设置有至少一个所述定位部310和至少一个所述锁紧部320，因此定位部310和锁紧部320分别施加作用于股骨髁的内壁两侧，其中，所述定位部310可以在所述主体座100的一侧确定所述股骨髁是否运动至所述锁定位置，此时，所述定位部310被配置为用于在所述主体座100的一侧与运动至所述锁定位置的所述股骨髁相连接，所述锁紧部320被配置为用于在所述主体座100的另一侧将所述股骨髁锁紧在所述锁定位置。
64.在其中一个实施例中，所述锁紧部320包括开设在所述主体座100上的锁紧槽321以及弹性装配在所述锁紧槽321内的锁紧件322，所述锁紧件322被配置为能够沿着所述第三方向弹性运动，用于向所述待夹持件施加弹性力，例如所述锁紧件322可以沿着所述锁紧槽321的深度方向弹性运动，用于向所述股骨髁的内壁施加能够锁紧所述股骨髁的弹性外
撑力。锁紧件322的弹性装配可以采用弹性件324连接在锁紧槽321的内腔中，例如弹性件324一端与锁紧件322连接，弹性件324另一端与锁紧槽321的内腔底部连接。能够施加弹性外撑力的锁紧件322可以始终将股骨髁产品的内侧撑开，从而使股骨髁产品在加工中保持在具有支撑力的状态，保证加工中的刚性和尺寸稳定性。
65.当定位部310和锁紧部320作用于股骨髁的内壁时，由于夹持机构200更利于夹持股骨髁的内壁，因此夹持机构200更便于夹持在ps型股骨髁001中具有的股骨髁髁间盒上，从而夹持机构200在夹持股骨髁后，将股骨髁携带到锁定位置通过定位部310和锁紧部320与股骨髁的内形成相互作用，所以该种加工夹具更适用于ps型股骨髁001的夹持。
66.锁紧件322虽然相对于锁紧槽321内弹性运动，但是锁紧件322为了保证仅在股骨髁进入锁定位置时于股骨髁的内壁形成弹性抵接，而不会影响到股骨髁进入释放位置，因此锁紧件322的弹性运动的运动范围也需要形成调整，例如在其中一个实施例中，所述锁紧部320还包括限位件323，所述限位件323被配置为用于限制出所述锁紧件322在所述锁紧槽321内弹性运动的运动范围。限位件323可以安装在锁紧槽321内，锁紧件322上可以开设限位孔，限位孔与限位件323形成限位配合，并限制限位件323的运动范围，因此便可以通过限位孔对锁紧件322的运动范围形成限制，保证锁紧部320能够稳定的实现对股骨髁的锁紧。
67.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。容易理解的，如果待夹持件像ps型股骨髁一样具有相对的两个壁，且相对的两壁之间具有类似髁间盒的块状物，本加工夹具也同样可以适用。
68.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。