發(fā)布時(shí)間：2024-05-08 23:20

　　在骨科手術(shù)中,往往需要對骨骼進(jìn)行鉆孔。在骨外科手術(shù)過程中一般都使用高速醫(yī)用骨鉆,因此可能會產(chǎn)生大量切削熱引起周圍組織溫度升高,一旦溫度超過47℃,骨組織就開始壞死。同時(shí)手術(shù)鉆削效果對于提高手術(shù)質(zhì)量,減輕病人出血至關(guān)重要。因此如何降低骨溫升和鉆削力對病人的傷害,成為醫(yī)用骨鉆器械研究的熱點(diǎn)。本文提出的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)骨鉆,可以有效地解決上述問題。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果為:1.通過對振動(dòng)鉆削的研究,設(shè)計(jì)并成功研制了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)骨鉆樣機(jī),并且設(shè)計(jì)了一套扭振骨鉆的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)骨鉆的智能化控制。2.對扭振骨鉆樣機(jī)建立了扭振平臺模型,通過對模型的動(dòng)力學(xué)分析和振動(dòng)測試實(shí)驗(yàn)以及仿真,驗(yàn)證了扭振骨鉆樣機(jī)實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的可行性。3.搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,研究了鉆削速度、進(jìn)給速度和激振頻率對鉆削軸向力、扭矩和鉆削溫度的影響,觀察了骨鉆孔表面加工質(zhì)量。結(jié)果表明隨著主軸轉(zhuǎn)速增大,軸向力和扭矩逐漸變小,骨溫升逐漸變大;隨著進(jìn)給速度的逐漸增大,軸向力和扭矩逐漸增大,骨溫升逐漸減小;隨著激振頻率的增加,軸向力、扭矩和骨溫升都逐漸減小;振動(dòng)骨鉆相比于普通骨鉆能獲得更好的骨鉆孔表面加工質(zhì)量。

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1軸向力與溫度的關(guān)系圖

直是骨科手術(shù)中所不能避免的一個(gè)環(huán)節(jié)，而在骨鉆孔過組織和細(xì)胞機(jī)能的影響是至關(guān)重要的。為此，國內(nèi)外許生的切削力和切削熱的變化進(jìn)行了大量的研究，從不同究現(xiàn)狀Hirsch和Matthews等[3]對人體的皮質(zhì)骨進(jìn)行了體外骨，發(fā)現(xiàn)在沒有特定的冷卻液的情況下，皮質(zhì)骨溫升高于1m的A....

圖1.2鉆削溫度仿真分布圖

究結(jié)果表明鉆削速度、鉆頭直徑和進(jìn)給速度對速的增大，鉆孔溫度升高。隨著進(jìn)給速度逐漸增大度的影響并不明顯。wsA.R等[10]使用銑床對馬掌骨進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表升呈下降趨勢，隨著主軸鉆削速度逐漸增加，鉆削皮質(zhì)骨越厚，鉆削時(shí)的骨溫升越高。O等[11]對牛肋骨進(jìn)行鉆孔實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主....

圖1.4鉆削實(shí)驗(yàn)平臺[16]

圖1.4鉆削實(shí)驗(yàn)平臺，筱克等[16]在21℃的室溫環(huán)境下，采用V型骨鉆和傳統(tǒng)的孔實(shí)驗(yàn)。他們研究鉆頭參數(shù)、軸向力、鉆削速度與鉆孔溫別加載三種不同的鉆削速度和進(jìn)給速度，通過測力儀測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于1500r/min時(shí)，普通麻花鉆引鉆所引起的溫升；隨著不斷增大進(jìn)....

圖1.5皮質(zhì)骨標(biāo)本在張應(yīng)力試驗(yàn)中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

1.5皮質(zhì)骨標(biāo)本在張應(yīng)力試驗(yàn)中的應(yīng)力-應(yīng)切削已廣泛應(yīng)用在金屬切削中[20]，根據(jù)振動(dòng)鉆削應(yīng)用到骨鉆孔上，利用振動(dòng)鉆少骨鉆孔過程中熱損傷。按照振動(dòng)的方、（b）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆削和（c）復(fù)合振動(dòng)圖1.6按照振動(dòng)方向的三種分類出了軸向超聲振動(dòng)鉆削的形式，即在普構(gòu)成新的軸向超聲振動(dòng)復(fù)合鉆....

本文編號：3967974