用於施加轉矩的把手以及設置有這種把手的輸送單元的製作方法

2023-05-14 20:53:22 2

本公開涉及能夠連接至包括螺旋機構的類型的機械傳動部件的把手，該把手用以以手動的方式對機械傳動部件施加驅動轉矩。

特別地，本公開涉及能夠被用來控制可以傳遞到這種機械傳動部件的最大驅動轉矩的把手。

本公開還涉及用於輸送流體的單元，所述流體例如為液體或混合物，該輸送流體的單元包括能夠通過這種把手以手動的方式驅動而旋轉的螺旋機構。

背景技術：

已知用於輸送流體的設備，所述流體例如為液體或混合物，所述設備優選地包括限定室的至少一個容器，在該室中容納有待輸送的流體。

輸送通過活塞的推進作用而進行，該活塞以密封的方式可滑動地接合在室的內部，該活塞作用在待輸送的液體上。

活塞沿著室的平移由傳動構件來驅動，該傳動構件優選地包括通過合適的馬達裝置而旋轉的螺旋機構。

馬達裝置可以是手動致動或機電致動類型。在第一種情況下，馬達裝置包括操作性地連接至螺旋機構的把手，該螺旋機構在與把手相反的端部處作用並推動活塞。

實際上，通過以手動的方式使把手旋轉，螺旋機構被驅動進行旋轉平移，並且因此，活塞平移從而抵靠容納在室中的流體進行推進，從而導致流體的輸送。

這種輸送設備使用在包括醫學領域的各個領域中。關於醫學領域，這種輸送設備通常用於輸送待注射到患者體內的液體或混合物。

有利地，這種輸送設備總體上具有簡單的結構且易於使用。

然而，這種輸送設備不允許對液體或混合物的輸送進行精確且有效地控制，特別是關於進行輸送的壓力。

更詳細地，應當觀察到，流體的輸送條件包括輸送速度及輸送壓力，流體的輸送速度及輸送壓力根據操作者作用在把手上的速度和轉矩而變化。

因此，一般來說，操作者不能確保螺旋機構連續且均勻的致動，原因在於，他/她僅可以在有限範圍內使得把手執行旋轉。

非常可能的是，操作者在已釋放把手之後又重新使把手旋轉時可能無意地施加比在把手的先前旋轉期間所施加的轉矩更大的驅動轉矩，這還由於由液體或混合物所施加的阻力而導致。

參照上文所述，清楚的是，螺旋機構的這種傳動的不連續性對流體的輸送條件產生負面影響。

這說明——特別是在待輸送的流體必須注入人體內的情況下——存在缺陷及潛在危險，原因在於，不能夠控制並限制流體的輸送壓力和輸送速度。

在待輸送的流體是骨水泥的情況下，能夠控制施加在流體本身上的壓力是極其重要的。

眾所周知，實際上，骨水泥的粘度在短時間、例如幾分鐘內快速增加。

通常，為了抵消骨水泥由於粘度增加而導致的輸送阻力，操作者增大施加在把手上的力，從而對活塞施加更大的推力。

通過使把手最小旋轉以驅動輸送設備，容納有待輸送的流體的室的內部因而達到甚至100巴數量級的高壓。

這種壓力可能導致輸送設備的結構崩裂，從而導致輸送設備的爆裂以及碎片釋放到周圍環境中。

這是非常危險的，原因在於，輸送設備的碎片可以噴射到手術室中。

為了提高上述類型的輸送設備的性能，用於控制輸送壓力的機械或機電類型的裝置已經被實施。

例如，能夠將調節閥或排氣閥應用於設備的輸送通道的出口部，以便於限制流體本身的輸送壓力和/或輸送速度。

然而，這種調節閥基本上使輸送設備的整體結構複雜化。

此外，這種閥——布置在容納有待輸送的流體的室的下遊——在待輸送流體阻塞出口通道的情況下不能夠避免室本身的爆裂。

為了進一步優化這種輸送設備的性能，參考上文描述的缺陷，已經開發了在手動驅動裝置內的以機電方式控制的驅動裝置。

實際上，以機電方式控制的驅動裝置包括操作性地連接至輸送設備的螺旋機構的機電驅動裝置。

通過適於管理及控制恆定操作條件的傳感器而特別地在所傳遞的驅動轉矩方面對機電驅動裝置的驅動進行控制。

實際上，機電驅動裝置允許輸送設備本身的操作條件被有效地控制。

這種以機電方式控制的輸送設備儘管被證明有效，但相對於以手動方式驅動的輸送設備具有非常複雜的結構和明顯更高的採購及維護成本。

這確實限制了以機電方式控制的輸送設備的使用。

因此，需要提高當前市購可得的以手動方式驅動的輸送設備的效率。

技術實現要素：

本公開的技術任務是改進現有技術。

在這樣的技術任務中，本公開的目的是提供一種把手，藉助於該把手對能夠通過第一連接裝置連接至把手的機械傳動部件傳遞驅動轉矩，這使得能夠以有效且精確的方式控制能夠傳遞至部件本身的最大轉矩值。

本公開的另一個目的是提供一種根據結構簡單的解決方案的把手，該把手適於控制能夠通過其傳遞的最大轉矩，並且該把手易於使用。

本公開的又一個目的是提供一種易於在流體輸送設備中實施的把手，該把手包括配備有螺旋機構的輸送裝置並且替換先前連接至螺旋機構的控制把手，以便於提高輸送設備本身的使用效率。

根據本公開的一方面，提供了一種根據所附權利要求1的能夠連接至機械傳動部件來以手動的方式對機械傳動部件施加驅動轉矩的把手。

根據本公開的另一方面，提供了一種根據所附權利要求17的包括把手的輸送單元。

根據本公開的又一方面，提供了一種根據所附權利要求19的包括輸送單元的輸送設備。

從屬權利要求涉及本公開的優選及有利的實施方式。

附圖說明

從關於用於驅動螺旋機構的把手的優選但非排他的實施方式的詳細描述中，本公開的其他特徵及優點將變得更清楚，附圖用於說明性目的而非限制性目的，在附圖中：

圖1是根據本公開的把手的分解立體圖；

圖2是根據圖1的把手的側視圖；

圖3是包括根據圖1的把手的輸送單元的俯視立體圖；

圖4是根據圖3的輸送單元的一些部件的俯視立體圖；

圖5是根據圖3的輸送單元的細節截面側視圖；

圖6是根據圖3的輸送單元在又一實施方式中的示意性立體圖。

具體實施方式

參照附圖，整體上以附圖標記1表示把手，該把手用於以手動方式對能夠連接至其的機械傳動部件施加驅動轉矩。

優選地，可預見的是，根據本公開的把手1在使用中待連接至流體的輸送設備的機械傳動部件的螺旋機構，所述流體例如為液體或混合物。

關於這點，把手1包括連接至螺旋機構的可移除型連接裝置。

在下文中，將參照用於醫療用途的輸送設備——例如適於輸送骨水泥的設備——進行描述。

然而，本公開的保護範圍包括在與醫療不同的領域——無任何限制——中使用的其他類型的輸送設備。

優選地，可預見的是，根據本公開的把手1在使用中待連接至螺旋型機械傳動部件35。

關於這點，把手1包括第一裝置3，該第一裝置3用於將把手1可移除地連接至螺旋機構35且限定約束軸線2。

根據本公開的一個方面，如下文更好地公開的，對把手1作用的操作者能夠通過上述第一連接裝置3以手動的方式對連接至把手1本身的機械傳動部件傳遞轉矩。

作為示例，根據本公開的把手1可以連接至輸送單元的機械傳動部件，以對在室的內部能夠以密封方式滑動的活塞的平移的驅動進行控制。活塞通過推動流體而起作用，從而導致從設備輸送流體。

此外，包括上述把手1的輸送單元為本公開的一個目的。

優選地，參照附圖1至附圖4和附圖6中所圖示的，把手1基本上呈盤狀形狀。

然而，把手1還可能具有未在附圖中示出的其他構型，其中，把手1本身呈筒狀形狀——例如類似於旋鈕，或者把手1總體上呈便於使用者抓握和致動的形狀。

把手1適於對能夠傳遞到與其連接的傳動構件的驅動轉矩的閾值進行控制。

根據這點，應當觀察到，根據本公開的把手1包括環形螺母4，其中，環形螺母4能夠將待傳遞的轉矩施加到機械傳動部件，該機械傳動部件包括螺旋機構，把手1可以連接至該螺旋機構。

關於這點，把手1包括環形螺母4的支承裝置5，該支承裝置5能夠通過第一連接裝置3連接至機械傳動部件且適於繞旋轉軸線6以可旋轉的方式對環形螺母4進行支承。

把手1還包括用於將環形螺母4連接至支承裝置5的第二連接裝置7。

應當觀察到，支承裝置5構造成在使用中使得環形螺母4的旋轉軸線6與第一連接裝置3的約束軸線2重合。

第一連接裝置3優選地包括居中地設置在支承裝置5中的座部44，座部44配備有通孔45，其中，通過通孔45將用於將把手1連接至螺旋機構的端部的螺釘或類似元件容置。

更詳細地，座部44在使用中沿著旋轉軸線6放置。

由於把手1中的儘管較低的內部摩擦，傳遞到連接至把手1的機械傳動部件的轉矩可能略小於施加到環形螺母4的轉矩。

因此，傳遞到連接至把手1的部件的轉矩將在下文中被表示為第一轉矩，以將該第一轉矩與施加到環形螺母4的第二轉矩區分開。

實際上，施加到環形螺母4的第二轉矩對抗作用於第一連接裝置3的阻力轉矩。

第二連接裝置7用於以機械和選擇性方式將環形螺母4與支承裝置5彼此連接/斷開連接，使得環形螺母4在繞旋轉軸線6根據至少一個旋轉方向旋轉時在第二轉矩低於預定閾值的情況下以運動學的方式連接至支承裝置5，並且一旦超過該閾值的情況下以運動學的方式與支承裝置5斷開連接，如下文更清楚地描述。

環形螺母4具有彼此分開的內表面8、外表面9以及彼此相對的側向表面10，側向表面10用於連接內表面8與外表面9。

根據本公開的一個實施方式，環形螺母4包括沿著外表面9的至少一個抓握元件11。

抓握元件11從外表面9突出且成形為促使環形螺母4繞旋轉軸線6的旋轉致動。

作為示例，抓握元件11成形為類似於突起或脊部或長形元件或臂或類似元件。

支承裝置5呈大致捲筒形狀且包括通過可移除的連接裝置14連接在一起的第一端部部分12、第二端部部分13。

作為示例，連接裝置14可以為卡扣式的，連接裝置14包括從第一端部部分12突出且可以接合在形成於第二端部部分13中的相應座部中的舌狀件或類似物，或者該舌狀件或類似物可以從第二端部部分13突出且可以接合在形成於第一端部部分12中的相應座部中。

根據本公開的附圖中未示出的另一些實施方式，連接裝置14可以包括能夠接合在形成於第一端部部分12或第二端部部分13中的相應座部中的螺旋型元件或螺栓或等效裝置。

第一端部部分12和第二端部部分13呈大致柱狀或盤狀構型。

在使用中，支承裝置5操作性地連接至環形螺母4，使得第一端部部分12和/或第二端部部分13中的一者以抵接的方式橫向地接合在沿著環形螺母4的側向表面10形成的相應座部15中。

座部15呈大致環狀形狀且至少靠近內表面8形成。

實際上，環形螺母4和支承裝置5操作性地彼此相關聯，以便能夠繞共用的旋轉軸線相互旋轉，該共用的旋轉軸線在使用中與旋轉軸線6相對應。

可以容易地預見到，當把手1連接至螺旋機構的部件時，上述旋轉軸線6與上述螺旋機構的旋轉軸線重合。

第二連接裝置7包括至少一個彈性元件16和接合裝置17，該接合裝置17適於選擇性地接合至少一個彈性元件16。

至少一個彈性元件16與接合裝置17之間的接合通過如下文更好地描述的大致形狀聯接件而進行。

實際上，當第二傳動裝置7必須傳遞到機械傳動部件的轉矩低於預定閾值時，至少一個彈性元件16因此保持連接至接合裝置17。

當待傳遞的轉矩高於該閾值時，至少一個彈性元件16開始相對於接合裝置17滑動從而以運動學的方式與接合裝置17斷開連接。

在使用中，至少一個彈性元件16及相關的接合裝置17布置在環形螺母4與支承裝置5之間。

至少一個彈性元件16包括基部部分18，其中，從基部部分18延伸出至少一個突出部19，且所述至少一個突出部19配備有自由端部20。

本質上被用作彈簧的突出部19從基部部分18延伸出一部分，以便允許自由端部20安置成抵接接合裝置17。

根據本公開的圖1中所圖示的實施方式，至少一個突出部19成形為類似於大致彎曲的葉片。

至少一個突出部19可以不同地成形為例如杆狀元件或舌狀件，或者總體上類似於適於從基部部分18朝向接合裝置17延伸的長形元件。

在圖1中圖示的實施方式中，至少一個彈性元件16包括等間距間隔開且具有相同傾斜方向的三個突出部19。

至少一個彈性元件16還可能具有其他形狀，包括：在任何情況下都以相同的傾斜方向定向且優選地等間距間隔開定位的更多或更少數量的突出部19，而不因此偏離本公開的保護範圍。根據本公開的一個方面，至少一個突出部19優選地從其所突出的基部部分18漸縮。

有利地，至少一個突出部19因而成形成用作彈簧，其特徵在於，至少一個突出部19的可變剛度取決於彈簧本身所變形的方向。

接合裝置17包括至少一個突起21，所述至少一個突起21適於在使用期間攔截所述至少一個彈性元件16的端部20。

優選地，接合裝置17包括多個突起21。根據本公開的一個實施方式，至少一個彈性元件16連接至支承裝置5，並且突起21沿著環形螺母4的內表面8優選地以等間距間隔開的方式形成。根據本公開的在附圖中未示出的另一個實施方式，至少一個彈性元件16連接在環形螺母4的內部，並且突起21沿著支承裝置5等距間隔開地設置在位於第一端部部分12與第二端部部分13之間的位置中。

至少一個彈性元件16能夠以可移除的方式連接至支承裝置5。

關於這點，支承裝置5有用地包括約束裝置22，約束裝置22適於防止至少一個彈性元件16與支承裝置5之間的相對旋轉。

參照圖1中圖示的實施方式，約束裝置包括銷22，銷22從第一端部部分12延伸且被接納在第二端部部分13中設置的相應座部24中。

根據附圖中未圖示的另一個實施方式，銷22和座部24的位置可以彼此互換。

在使用中，可預見的是，銷22通過形狀聯接接合於在至少一個彈性元件16中設置的相應通孔23中。

根據本公開的一個方面，第二連接裝置7用於根據施加至環形螺母4的相對於預定閾值的第二驅動轉矩的值以機械方式將環形螺母4以運動學的方式與支承裝置5連接/斷開連接。

因此，當施加至環形螺母4的第二轉矩大於預定閾值時，環形螺母4與支承裝置5之間可能暫時存在相對滑動。

實際上，在這種使用條件下，環形螺母4相對於支承裝置5繞旋轉軸線6空轉，從而不能對支承裝置5傳遞任何轉矩。

因此，把手1不向通過第一連接裝置3而被約束至的機械傳動部件傳遞任何第一轉矩。

只要施加至環形螺母4的第二轉矩的值落在值的預定範圍內，第二連接裝置7就恢復環形螺母4與支承裝置5之間的運動學連接，從而再次將環形螺母4與支承裝置5彼此約束。

有利地，在有效的、極其簡單且沒有發生例如卡住或卡滯的故障的解決方案中，可以通過根據本公開的把手1傳遞的第一轉矩的最大值受到預定閾值的限制。

繼續先前所描述的，相對於至少一個彈性元件16的特性，至少一個突出部19成形為在環形螺母4繞旋轉軸線6旋轉時可變形。

至少一個彈性元件16的變形通過突起21推動至少一個突出部19的作用效果而發生。突起21在使用中推動自由端部20直到至少一個突出部19變形直至所述至少一個突出部19從突起21脫開接合為止。以這種方式，至少一個彈性元件16與環形螺母4之間的運動學連接被中斷，並且因此支承裝置5與環形螺母4之間的連接被中斷。

另一方面，通過沿相反方向的旋轉作用，至少一個突出部19基本上不變形，從而維持環形螺母4與支承裝置5之間的連接。

根據本公開的另一個實施方式，接合裝置17在一個突起21與下一個突起之間可以具有連接斜坡17』。作為示例，參照圖1中圖示的實施方式，斜坡17』沿著環形螺母4的內表面8布置。

斜坡17』用作用於至少一個突出部19的自由端部20的楔形元件。

實際上，抵靠接合裝置17的斜坡17』楔入的自由端部20將環形螺母4約束到支承裝置5。

可以預見的是，自由端部20與至少一個斜坡17』之間的楔入藉助於使環形螺母4相對於支承裝置5以預定旋轉方向旋轉來獲得。

為了能夠將環形螺母4從支承裝置5釋放，使環形螺母沿相反方向旋轉即可。

可以預見的是，需要致動環形螺母4繞軸線6旋轉的方向與螺旋機構的預定傳動方向相同，以將第一轉矩傳遞到連接至把手1本身的螺旋機構。

環形螺母4與支承裝置5之間的運動學接合/斷開接合通過第二傳動裝置7以快速且精確的方式來控制。

因此清楚的是，根據本公開的把手1用作可以傳遞到能夠連接至把手1本身的機械傳動部件的最大第一轉矩的限制器。

有利地，可以傳遞的第一轉矩的最大值是預先確定的，因此，把手1可以由任何操作者有效且安全地使用。

實際上，在操作者對環形螺母4施加的第二轉矩的值大於預定閾值的情況下，第二連接裝置7將環形螺母4以運動學的方式與支承裝置5斷開連接。

參照把手1應用於流體輸送設備的機械傳動部件的情況，限制傳遞到該部件本身的第一轉矩的可能性有利地轉化為將該流體輸送的壓力和速度限制到期望值的可能性。

以這種方式，潛在的危險情況得以避免，該危險情況是流體以相對於最大可接受值的基本上更高的壓力或速度被輸送，例如參照待輸送的流體被注射到人體內的情況。

此外，把手1使得能夠避免輸送設備的可能的爆裂。

關於這點，能夠由把手1傳遞的第一轉矩的最大值還根據輸送設備的阻力而確立。

把手1使得能夠避免在把手1操作性地連接的輸送設備的內部達到可確定輸送設備的結構性屈服的相同的高壓。

參照上文所述，這在輸送骨水泥的情況下是特別有利的。

根據本公開的一個方面，環形螺母4與支承裝置5之間的斷開接合可以有利地伴隨有咔噠聲，從而指示施加至環形螺母4的第二轉矩大於預定閾值。

咔噠聲通過至少一個彈性元件16敲擊接合裝置17而產生。

根據所描述的，根據本公開的把手1的操作是完全直觀的。

在已經通過第一連接裝置3將把手1連接至螺旋型機械傳動構件之後，環形螺母4隨後通過第二轉矩圍繞旋轉軸線6旋轉。

環形螺母4將第二轉矩傳遞到支承裝置5，並且因此傳遞到連接裝置3。

只要施加到環形螺母4的第二轉矩的值小於或等於預定閾值，第二連接裝置7就保持環形螺母4以運動學的方式連接至支承裝置5。

在第二轉矩的值超過預定極限值時，第二連接裝置7將環形螺母4以運動學的方式與支承裝置5斷開連接，從而中斷第一轉矩至機械傳動部件的傳遞。

實際上，在第二轉矩的值超過預定閾值時，第二連接裝置7的突起21通過推壓至少一個突出部19的自由端部20而起作用以使至少一個彈性元件16變形直到自由端部20與接合裝置17斷開接合為止，從而允許環形螺母4與支承裝置5之間的相對滑動。

只要第二轉矩的值落在值的預定範圍內，至少一個突出部19就使相應的自由端部21回復成牢固地抵接接合裝置17的突起21，從而拉動至少一個彈性元件16旋轉，進而導致至少一個彈性元件16所約束至的支承裝置5再次旋轉。

此外，本公開的一個目的是流體的輸送單元25，所述流體例如為液體或混合物，該輸送單元25包括機械傳動構件26，該機械傳動構件26通過上述把手1的第一連接裝置3操作性地連接至把手1。

優選地，輸送單元25包括限定第一室28的容器27，其中，待輸送的流體布置在第一室28的內部，並且該容器27根據本領域中已知的方式以可拆卸的方式連接至握柄29，可預見的是，該握柄29能夠操作輸送單元25本身。

例如，待輸送的流體可以是骨水泥。

參照圖5中圖示的實施方式，容器27在第一端部處具有用於待輸送的流體從第一室28出來的供應通道30，並且容器27在相反端部處通過第一緊固裝置31連接至握柄29，該第一緊固裝置31由配備有內螺紋的部分32構成，該內螺紋的部分32用於與從握柄29本身延伸的具有外螺紋的柄腳33相接合。

然而，本公開的保護範圍涵蓋了適於允許容器27與握柄29之間可移除連接的與上文描述的緊固裝置不同的例如互鎖型、卡口型或等效類型的緊固裝置31。

在室28的內部，通過機械傳動構件26平移驅動的第一活塞34以可滑動的方式接合以形成氣密密封。

關於這點，機械傳動構件26包括螺旋機構35，螺旋機構35的外螺紋36接合在形成於握柄29的內部的內螺紋37中，以便跟隨螺旋機構35本身被給予的旋轉而推進。

可預見的是，螺旋機構35的端部在使用中按壓第一活塞34，從而迫使第一活塞34沿著第一室28滑動，而相反端部操作性地連接至把手1的第一連接裝置3。

事實上，把手1控制第一活塞34沿著第一室28的平移，從而推動容納在第一室28內部的流體。

根據本公開的一方面，通過以手動的方式致動環形螺母4圍繞旋轉軸線6旋轉而導致螺旋機構35旋轉。

進而，螺旋機構35導致第一活塞34沿著第一室28的旋轉平移。

在所傳遞的轉矩的值超過預定閾值時，根據先前所描述的第二連接裝置7將環形螺母4與支承裝置5斷開連接，從而實際上防止螺旋機構35沿著室28的進一步推進。

有用地，在根據本公開的輸送單元25中，能夠設定流體的輸送條件以及限制在輸送單元25的內部可達到的最大壓力。

有利地，在簡單且容易作為整體使用的解決方案中，藉助於能夠確立可以通過把手1傳遞到機械傳動構件26的最大轉矩而使得在輸送流體期間所輸送的流體的不期望的壓力尖峰或輸送單元本身內部的不期望的壓力尖峰能夠得以避免。

此外，本公開的一個目的是可以在遠端被致動的類型的流體輸送設備38，所述流體例如為液體或混合物。

輸送設備38的遠端致動使得能夠基本上減少操作者暴露於汙染製劑，例如在操作者必須操作的區域中存在的輻射。

參照圖6中圖示的作為示例而非限制性目的的實施方式，根據本公開的輸送設備38包括輸送單元25，該輸送單元25通過導管39流體連接至注射器元件40，例如，該注射器元件40適於輸送待注射到患者體內的流體。

優選地，注射器元件40根據本領域中已知的方式在內部限定了用於容納待輸送流體的容積。

注射器元件40在第一端部處具有可能帶有螺紋的柄腳41，其中，導管39的還有利地配備有螺紋部分的端部能夠連接至該柄腳41。

注射器元件40在與連接有導管39的第一端部相反的端部處具有可能帶有螺紋的嘴部42，例如，帶有螺紋的嘴部42用於連接至流體輸送裝置——比如附圖中未示出的針或類似物。在注射器元件40的內部，與先前對於容器27所描述的類似，存在能夠以氣密密封的方式滑動的第二活塞43。

輸送單元25通過導管39以流體連通的方式操作性地連接至注射器元件40。

輸送單元25用作用於第二活塞43的推進流體的泵送單元且適於使第二活塞43在注射器元件40的內部平移，並且因此使容納在注射器元件40中的流體出來。

實際上，通過對輸送單元25的把手1作用，容納在容器27中的推進流體被泵送通過導管39且然後抵靠注射器元件40的第二活塞43，從而導致第二活塞43平移。

與對於輸送單元25所描述的類似，把手1在輸送設備38中的使用使得能夠限制待輸送流體的最大壓力。

本輸送設備38還允許獲得對於輸送單元25的先前描述的優點。

因而構思的本公開可以經歷多種修改和變型，所有這些修改和變型都被本公開的構思所覆蓋。

此外，所有細節可以由其他技術上等同的元件來替代。實際上，所使用的材料和可能的形狀及尺寸都可以是根據需要來選擇，而不因此偏離所附權利要求的保護範圍。