可塌縮鉆及其相關使用方法
【專利摘要】本說明書提出了一種示例性的可塌縮鉆及其相關使用方法。因此，在一方面，在本說明書中提出了包括夾盤、活塞和馬達部分的可塌縮鉆。夾盤能夠被配置，并且尺寸被調整成接納鉆頭。活塞包括一對互鎖花鍵。馬達部分驅動活塞和夾盤的轉動。制止活塞能夠使得夾盤相對于活塞停止轉動。在另一個方面，本說明書提供了向材料中鉆孔的方法，所述方法包括提供可塌縮鉆，用馬達部分驅動活塞和夾盤的轉動，制止活塞以使得夾盤相對于活塞停止轉動。
【專利說明】可塌縮鉆及其相關使用方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月19日申請的美國臨時專利申請號61/880，174(題為:“Collapsible Drill and Associated Methods of Use”)的優先權，該申請通過引用全部并入本說明書中。
技術領域
[0003]本發明涉及可塌縮鉆及其使用方法，并且本發明更具體地涉及在貫穿被鉆孔材料時阻止鉆頭旋轉和/或行進的可塌縮鉆。
【背景技術】
[0004]結構內的鉆孔是醫學和工業領域的共同要求。例如，在醫學領域，穿透軟骨和/或骨骼的鉆孔時被期望的。另外一個示例是，在工業領域穿透樹木、磚塊、鋼鐵和/或石膏板的鉆孔可能是被期望的。通常具有鉆頭的標準鉆能夠被用來在結構或者材料內產生期望的孔。某些常規的鉆包括用夾板固定的鉆頭，機動系統能夠使鉆頭旋轉。因此，施加到鉆的任何力或者直線平移都能被直接傳遞到鉆頭。
[0005]盡管標準鉆在某些場景中能夠被成功地使用，在另外的場景中，結構或材料中的鉆頭的貫穿深度會是嚴格要求的。例如，在醫學領域，例如血管和/或神經結構可能存在于被鉆孔的軟骨和/或骨骼的后面，并且對這些結構的無意的損傷可能是災難性的，例如血管損傷、神經功能損傷和其他類似損傷。相似的，在工業領域，例如電氣線纜的結構可能存在于被鉆孔材料的后面，并且對這些結構的無意的損傷或者貫穿可能是災難性的或者對用戶有傷害的，例如電擊損傷和其他類似損傷。因此，鉆頭的無意“插入”(例如鉆頭行進超出被鉆孔材料)可能會通過旋轉鉆頭自身和/或結構的直接貫穿導致被鉆孔材料后面的結構的損傷。
[0006]防止這種損傷的傳統方法是僅在固定的或者預先設定的距離內允許鉆頭的行進，例如通過使用鉆床或者類似裝置。但是，在這種方式中，被鉆孔材料的厚度必須是精確已知的。在許多場景中，材料的厚度對于用戶來說可能是未知的，例如鉆清水墻時，或者是可變的，例如曲骨。因此，常見的場景包括在用戶不可見的被鉆孔材料的遠端表面(例如內表面)摸索地鉆孔。因此，材料的厚度例如骨的厚度、鉆頭當前的材料貫穿深度和/或被鉆孔材料后面的結構(例如血管、神經、電氣線纜等)是未知的。
[0007]因此，需要一種能在結構貫穿時阻止鉆頭旋轉和/或行進的鉆及其相關使用方法。還需要當貫穿材料時使鉆的鉆頭塌縮以遠離超出被鉆孔材料的結構的鉆及其相關使用方法。這些和其他的需要能通過本發明中的可塌縮鉆及其相關使用方法來處理。
【發明內容】
[0008]本說明書提出了一種示例性可塌縮鉆及其相關使用方法。因此，在一方面，在本說明書中提出了包括夾盤、活塞和馬達部分的可塌縮鉆。在示例性的實施例中，夾盤被配置和調整尺寸來接納鉆頭。在一些實施例中，活塞包括一對互鎖花鍵。在另外的實施例中，馬達部分驅動活塞和夾盤的轉動。在某些實施例中，活塞的壓縮使得夾盤相對于活塞停止轉動。
[0009]在本文所述的任何實施例中，活塞包括能夠在氣缸內直線移動的活塞桿。在一些實施例中，一對互鎖花鍵包括位于氣缸上的多個槽和位于活塞桿上的多個互補齒，所述多個槽配置成與多個互補齒互鎖或接合。在一些實施例中，一對互鎖花鍵包括位于氣缸上的多個齒和位于活塞桿上的多個互補槽，所述多個齒配置成與多個互補槽互鎖或接合。
[0010]在另外的實施例中，活塞桿包括由此延伸的徑向突出部。在一些實施例中，氣缸包括內壁架，該內壁架配置成并且尺寸被設計成與活塞桿的徑向突出部配合。在某些實施例中，可塌縮鉆包括密封件，例如O型環，該密封件被布置在徑向突出部和內壁架之間以在氣缸內部形成密封腔。
[0011]在某些實施例中，馬達部分包括用于在氣缸內部用壓縮空氣填充密封腔的機構。在某些實施例中，馬達部分包括從密封腔向大氣釋放壓縮空氣的機構。在一些實施例中，從密封腔向大氣釋放壓縮空氣將活塞桿按壓入氣缸中。在另外的實施例中，將活塞桿按壓入氣缸使得多個槽和一對互鎖花鍵的多個互補齒脫離接合。在還一些實施例中，多個槽和一對互鎖花鍵的多個互補齒脫離接合阻止了夾盤相對于活塞(例如活塞的氣缸)的轉動。
[0012]在某些實施例中，將活塞桿按壓入氣缸使得鉆頭從材料自動地回縮。在一些實施例中，可塌縮鉆包括布置在氣缸和馬達部分之間的第二對互鎖花鍵。
[0013]在另外的部分，本說明書提供了鉆入材料的示例性方法，該方法包括提供本文所述的可塌縮鉆。在某些實施例中，示例性的方法包括用馬達部分驅動活塞和夾盤旋轉的步驟。在某些實施例中，示例性的方法包括按壓活塞使夾盤相對于活塞停止轉動。
[0014]在另外的實施例中，示例性的方法包括在活塞的氣缸內部用壓縮空氣填充密封腔，以從活塞桿延伸的徑向突出部定位成抵靠氣缸的內壁架。在某些實施例中，示例性的方法包括在密封腔內保持壓力，以將鉆頭保持在伸展位置。
[0015]在某些實施例中，示例性的方法包括使一對互鎖花鍵的位于活塞的活塞桿上的多個互補齒與位于活塞的氣缸上的多個槽互鎖或者接合，以驅動夾盤相對于活塞的轉動。在某些實施例中，示例性的方法包括使一對互鎖花鍵的位于活塞的氣缸上的多個齒與位于活塞的活塞桿上的多個互補槽互鎖或者接合，以驅動夾盤相對于活塞的轉動。
[0016]在另外的實施例中，示例性的方法包括使所述密封腔排氣以將活塞桿按壓入氣缸中。在一些實施例中，將活塞桿按壓入氣缸還包括使一對互鎖花鍵的位于氣缸上的多個槽和位于活塞桿上的多個互補齒脫離接合。在一些實施例中，將活塞桿按壓入氣缸還包括使一對互鎖花鍵的位于氣缸上的多個齒和位于活塞桿上的多個互補槽脫離接合。
[0017]在某些實施例中，使一對互鎖花鍵的位于氣缸上的多個槽與位于活塞的活塞桿上的多個互補齒脫離接合包括停止夾盤相對于活塞的轉動。在某些實施例中，使一對互鎖花鍵的位于氣缸上的多個齒與位于活塞的活塞桿上的多個互補槽脫離接合包括停止夾盤相對于活塞的轉動。
[0018]在某些實施例中，將活塞桿按壓入氣缸包括使鉆頭從材料自動地回縮。
[0019]其他的目的和特點通過以下結合附圖的詳細說明將變得明了。但是應該理解的是，附圖僅僅是被設計用來進行說明的，而不是作為本發明的限制的界定。
【附圖說明】
[0020]為了輔助哪些本領域中的技術人員制造和使用所公開的可塌縮鉆及其相關方法，如下將對附圖進行說明，其中，
[0021]圖1示出了在完全貫穿鉆孔材料之前處于伸展和接合位置中的示意性可塌縮鉆的側視、部分截面圖；
[0022]圖2示出了在完全貫穿鉆孔材料之前處于伸展和接合位置中的示意性可塌縮鉆的細節側視截面圖；
[0023]圖3示出了在完全貫穿鉆孔材料之后處于塌縮和脫離接合位置中的示意性可塌縮鉆的側視、部分截面圖；以及
[0024]圖4示出了在完全貫穿鉆孔材料之后處于塌縮和脫離接合位置中的示意性可塌縮鉆的細節側視截面圖。
【具體實施方式】
[0025]下述是本發明的【具體實施方式】，用于輔助本領域中的技術人員實施本發明。本領域中的技術人員可以在不脫離本發明的范圍或者精神的情況下對本文所述的實施例做出修改和改變。除非另外限定，本文中使用的所有的技術性和科學性術語與本發明所屬的領域中的普通技術人員所廣泛已知的含義相同。描述本發明時所使用的術語僅用于描述具體實施例，并且不會限制本發明。本文中提及的所有的出版物、專利申請、專利、圖片和其他引用通過引用被書面地并入本說明書。
[0026]當一系列的數值被提供給第十單元的下限時(除非文中進行了明確的說明)時，應該理解的是范圍的上限和下限之間的每個中間值和設定范圍內的其他的設定值或者中間值均包含在本發明內。從任何下限到任何上限的范圍都是經過仔細考慮的。可以被獨立地包含在較小范圍內的這些較小范圍內的上限和下限也包含在本發明內，受到設定范圍內的任何特定的排除極限的限制。當設定范圍包括一個或者兩個極限時，排除該所包括的極限的任意一個的范圍也都包括在本發明內。
[0027]本說明書和所附權利要求中使用的“一個”用來表示文章中的一個或者多于一個(也就是至少一個)的語法目的，除非在上下文中明確說明。例如，“一個元件”表示一個元件或者多余一個元件。
[0028]【具體實施方式】和權利要求中的所有的數值都被修正成指示值的近似值，并且考慮到了本領域中的技術人員可以預期的實驗誤差和變化。
[0029]【具體實施方式】和權利要求中所使用的“和/或”應該被理解成意味著元件“一個或兩者”是如此的關聯，即元件是結合地存在于某些情況和分離地存在于其他的情況。用“和/或列出的多種元件”應該被解釋成同樣的方式，即“一個或更多”的元件的如此的關聯。另外的元件可以選擇性的存在，除了用“和/或”條款特別說明的外(無論與那些特別標示的元件相關或不相關)。因此，作為非限制性的示例，提到“A和/或B”，當連接開放式語言例如“包括”在一個實施例中是表示僅有A(選擇性地包括除了B的元件)；在另一個實施例中僅有B(選擇性地包括除了A的元件)；在又一個實施例中表示A和B (選擇性地包括其他元件)等。
[0030]正如在【具體實施方式】和權利要求中所使用的，“或”應該被理解成與上述定義的“和/或”具有相同含義。例如，當分離列表項目時，“或”或者“和/或”應該被解釋成若干元件或者元件列表和另外的未列出的項目是包含性的，即包括至少一個和包括多于一個。只有用明確的表述表示相反時，例如“僅有一個”或者“恰好一個”或者當權利要求中使用“由……組成”來表示包括若干元件或者元件列表中恰好一個。通常，當在前置使用排他性的術語例如“兩者之一”、“之一” “僅有一個”或者“恰好僅有一個”時，本文中的“或”可以僅被解釋成表示排他性的替代物(即“一個或者另一個但不是兩個”)。
[0031]正如在【具體實施方式】和權利要求中所使用的，參考一個或者更多個元件列表，“至少一個”應該被理解成意味著從元件列表中選擇任何一個或者更多個元件中的至少一個元件，但是不必須包括元件列表中特別列出的每一個元件中的至少一個，并且不排除元件列表中的元件的任何組合。這種定義使得元件可以選擇性的存在，不同于元件列表內特別標示的元件，對于元件列表內特別標示的元件“至少一個”表示無論引用或者不引用那些標示的元件。因此，作為非限制性的示例，“A和B中的至少一個”(或者相等價的“A或B中的至少一個”，或者等價的“A和/或B中的至少一個”)在一個實施例中都能夠表示選擇性地包括至少一個A，并且選擇性地多于一個，沒有B存在(并且選擇性的包括除了 B以外的元件)；在另一個實施例中，表示包括至少一個B的，并且選擇性地多于一個，沒有A存在(并且選擇性的包括除了A以外的元件)；在又一個實施例中，至少一個包括至少一個A和至少一個B，并且選擇性地多余一個A，多于一個B(并且選擇性地包括其他元件)；等等。
[0032]應該理解的是，除非明確的表述表示相反，本文中的任何方法都包括多于一個步驟或行為，方法的步驟和行為的順序不限于本文所述的方法的步驟和行為的順序。
[0033]在權利要求中，與【具體實施方式】相同，所有的過渡短語例如“包括”、“包含”、“帶有”、“具有”、“含有”、“涵蓋”、“攜帶”、“構成”以及其他的短語均應該被理解成開放性的，即意味著不受限的。只有過渡短語“由……組成”和“大致由……組成”才分別是封閉或者半封閉的過渡短語，正如前述美國專利局專利審查手冊2111.03部分所要求的。
[0034]參考圖1和圖2，不出了不例性可塌縮鉆100(此后稱為鉆100)的側視部分視圖截面圖和細節部分截面圖。具體地，在完成鉆孔材料102例如墻壁、骨骼、軟骨或者其他類似結構的貫穿之前，在伸展和接合位置示例性地對鉆100進行說明。鉆孔材料102能夠限定外部表面104(例如鉆100開始鉆孔通過的表面)和內部表面106(例如在貫穿之后希望鉆100停止以防止鉆100進入內腔108的位置的表面)。內腔108能夠包括一個或者更多個結構(未示出)，例如血管、神經、電氣線纜和類似物，并且期望防止鉆頭100插入內腔108以防止損壞一個或者更多個結構。
[0035]示例性的鉆100包括夾盤110，夾盤配置成和尺寸設計成用于在其中接納和/或保持鉆頭112。應該理解的是，夾盤110能接納用戶所需的多種鉆頭112尺寸。在一些實施例中，夾盤110可以是工業中使用的標準夾盤。在一些實施例中，鉆頭112可以是工業中使用的標準鉆頭。鉆頭100還包括活塞114和馬達部分116。活塞114包括沿中央軸線A對準的活塞桿118和氣缸120。活塞桿118能夠限定遠端部122和近端部124。在某些實施例中，活塞桿118能夠限定固體結構，例如非空心結構。氣缸120能夠限定遠端部126和近端部128。
[0036]活塞114可以包括第一對互鎖花鍵130和第二對互鎖花鍵132。第一對互鎖花鍵130能夠被設置在氣缸120的近端部128，并且能夠在馬達部分116和活塞114的氣缸120之間提供互鎖或者接合接口。在一些實施例中，馬達部分116可以包括圍繞中央軸線A徑向隔開的多個槽134，這些槽被配置并且尺寸設計成與多個互補齒136例如脊互鎖，所述齒圍繞氣缸120的近端部128的外表面的中央軸線A徑向隔開。在一些實施例中，馬達部分116可以包括徑向隔開的齒136，并且氣缸120的近端部128可以包括徑向間隔的互補槽134。第一對互鎖花鍵130使得轉矩可以從馬達部分116傳遞到活塞114以調整活塞114的旋轉。例如，馬達部分116能夠致動或者接合槽134以圍繞中央軸線A旋轉，繼而致動或者接合互鎖花鍵136以圍繞中央軸線A旋轉。盡管未做說明，本領域中的技術人員應該理解的是，馬達部分116包括用于形成用于使第一對互鎖花鍵130的槽134旋轉的轉矩。
[0037]第二對互鎖花鍵132能夠被設置在氣缸120的遠端部126處以及在活塞桿118的遠端部122和近端部124之間的中點處。第二對互鎖花鍵132可以在活塞114的活塞桿118和氣缸118之間提供互鎖或接合界面。在一些實施例中，氣缸120的遠端部126的內部表面可以包括圍繞中央軸線A徑向隔開的多個槽138，這些槽被配置并且尺寸設計成與多個互補齒140例如脊互鎖，所述齒圍繞活塞桿118的外表面的中央軸線A徑向隔開。在一些實施例中，氣缸120可以包括徑向隔開的齒140，并且活塞118可以包括徑向間隔的互補槽138。第二對互鎖花鍵132通過使齒140和槽138接合使得轉矩耦合到氣缸118、活塞桿118和夾盤110之間。來自馬達部分116的轉矩因此可以被傳遞到夾盤110，以調整鉆頭112的旋轉。
[0038]在一些實施例中，活塞桿118的遠端部122可以被固定到夾盤110，并且近端部124可以被可移動地與活塞114的氣缸120接合。具體地，活塞桿118的近端部124可以沿中央軸線A在氣缸120內直線移動。氣缸120可以包括內部徑向壁架142，該壁架沿氣缸120的內表面布置，并且位于氣缸120的遠端部126和近端部128之間的中點處。壁架142可以從氣缸120的內表面沿中央軸線A的方向延伸，并且可以被配置成形成中央孔，該中央孔的尺寸被設計成用于在其中接納活塞桿118。壁架142可以起到限制活塞桿118在氣缸120內的移動的止擋件。例如，活塞桿118可以在氣缸120內沿中央軸線A移動直到第二對連鎖花鍵132的齒140接合壁架142。
[0039]活塞桿118的近端部124可以包括由活塞桿118延伸并且遠離中央軸線A的徑向突出部144。具體地，活塞桿118的近端部124可以限定延伸穿過活塞桿118的整個直徑的大致平坦表面，并且徑向突出部144也可以從近端部124表面遠離中央軸線A。徑向突出部144可以配置成并且尺寸設計成配合在氣缸120的內壁內。在一些實施例中，徑向突出部144可以包括固定在其上的O型環146。活塞桿118可以與氣缸120裝配，使得徑向突出部144被設置在氣缸120的壁架142和近端部128之間。活塞桿118因此可以沿中央軸線A在氣缸120的近端部128的方向上移動直到齒140接合壁架142，并且可以沿中央軸線A在氣缸120的遠端部126的方向上移動直到徑向突出部144接合壁架142。
[0040]徑向突出部144與壁架142接合可以在氣缸120的第一腔148和第二腔150之間形成密封。第一腔148因此可以被限定為設置在氣缸120的近端部128和活塞桿118的徑向突出部144之間的氣缸120的內腔。第二腔150可以被限定為設置在氣缸120的壁架142和遠端部126之間的氣缸120的內腔。在一些實施例中，鉆100包括設置在馬達部分116和氣缸120的近端部128之間傳感器152例如測力傳感器。傳感器152可以測量從鉆頭112返回到馬達部分116的反作用力。例如，傳感器152可以測量由抵靠被鉆孔材料102的鉆頭112施加的壓力，當鉆頭112已經穿透被鉆孔材料102的內表面106時，使得反作用力的變化可以被傳感器152檢測到。
[0041]在一些實施例中，鉆100的馬達部分116中可以包括壓縮空氣機構154。壓縮空氣機構154可以包括具有入口 158和出口 160的壓縮機156。壓縮空氣機構154還可以包括軟管162，即柔性空氣軟管，該軟管將壓縮機156連接到氣缸120的近端部128。壓縮機156可以通過入口 158吸入壓縮空氣，并且將壓縮空氣通過軟管162傳送到氣缸120的第一腔148。徑向突出部144和壁架142之間的密封件可以密封第一腔148，使得壓縮空氣可以被保持在第一腔148的內部。壓縮機156還可以從第一腔148通過軟管162將壓縮空氣釋放到出口 160之外。
[0042]繼續參考圖1和圖2，當鉆100被設置在用于鉆孔的伸展位置，活塞桿118可以從氣缸120延伸，使得第一對和第二對互鎖花鍵130、132被互鎖或接合。在一些實施例中，活塞桿118可以借助壓縮空氣機構154用壓縮空氣填充或者預加載第一腔148的方式致動到伸展位置。例如，壓縮空氣能夠向近端部124表面和活塞桿118的徑向突出部144表面上施加作用力，以使得活塞桿118沿壁架142的方向直線地移動，并且使得徑向突出部144密封抵靠壁架142。第一腔148內的壓縮空氣區域因此可以施加和保持沿活塞桿118的遠端部122的方向抵靠徑向突出部144的壓力，以保持徑向突出部144和/或O型環146抵靠壁架142，因此保持第一腔148內部的壓縮空氣壓力。
[0043]活塞桿118向伸展位置的移動可以使第二對互鎖花鍵132的槽138和齒140互鎖。第一對互鎖花鍵130因此可以提供從馬達部分116向氣缸120傳遞的轉矩，并且第二對互鎖花鍵132可以提供從氣缸120向活塞桿118傳遞的轉矩。活塞桿118繼而可以向夾盤110和鉆頭112提供轉矩。
[0044]在一些實施例中，第一對和/或第二對互鎖花鍵130、132可以允許在鉆100的活塞114和馬達部分116之間的小的移動。基于活塞114和馬達部分116之間的移動，設置在活塞114和馬達部分116之間的傳感器152可以測量出從鉆頭112返回到馬達部分116的反作用力。例如，當用戶通過對鉆頭112的末端164和/或對鉆頭112的抵靠被鉆孔材料102的末端164的區域施加壓力而沿中央軸線A在直線和/或非直線方向上進行鉆孔時，壓力可以被傳感器152測量。如上所述，借助壓縮空氣機構154被預加載到第一腔148中的壓縮空氣可以將活塞114保持在伸展位置。
[0045]在鉆孔時，由用戶施加的抵靠鉆頭112的壓力可以變化。如果需要保持或者提升活塞114的第一腔148內的壓縮空氣壓力以抵抗施加的直線壓力并將活塞114保持在伸展位置，壓縮空氣機構154因此可以通過入口 158吸入額外的壓縮空氣進入第一腔148。在一些實施例中，壓縮空氣機構154可以包括傳感器(未示出)，以檢測第一腔148內的壓力。保持或者提升活塞114的第一腔148內的壓力可以保持第二對互鎖花鍵132的槽138和齒140之間的互鎖或接合。轉矩因此可以從馬達部分116向活塞114、夾盤110和鉆頭112傳遞。鉆頭112因此可以以期望的速度旋轉，并且可以行進穿過被鉆孔材料102。
[0046]參考圖3和圖4，示出了示例性的鉆100的側視部分截面圖和側視細節截面圖。具體地，在完全貫穿鉆孔材料102例如墻壁、骨骼、軟骨或者其他類似結構之后，在塌縮和脫離接合位置示例性地對鉆100進行說明。如圖3和圖4所示，鉆頭112的末端164已經完全穿過被鉆孔材料102，包括被鉆孔材料102的內表面106。
[0047]在鉆孔時，當鉆頭112穿透被鉆孔材料102的硬基質，抵靠鉆頭112施加的力或壓力會突然變化。力的變化可以被布置在活塞114和馬達部分116之間的傳感器152檢測到。當施加在鉆頭112上的力的變化被檢測到時，布置在壓縮機156上的電磁閥(未示出)可以打開以將第一腔148內的壓縮空氣通過出口 160釋放到大氣中。壓縮空氣因此可以從活塞114快速的排出。
[0048]第一腔148內的壓力的減小的同時，施加到活塞118的、抵靠氣缸120的壁架142的徑向突出部144上的力也減小，使得氣缸120內的活塞桿118沿中央軸線A移動。因此，當檢測到施加到鉆頭112上的力的變化時并且當壓縮空氣從第一腔148釋放時，夾盤110、鉆頭112和活塞桿118通過沿中央軸線A移動直到活塞桿118的齒140抵接壁架142而可以塌縮或按壓入活塞114的氣缸120中。在一些實施例中，活塞桿118可以塌縮或按壓進入氣缸120的距離能夠根據例如用戶期望的區域、用戶施加的力、期望的潛在“插入”距離等進行改變。在一些實施例中，活塞桿118塌縮或按壓進入氣缸120的距離的范圍可以由用戶和/或制造商從毫米為單位的距離到厘米為單位的距離進行調整。
[0049]由用戶抵靠鉆100的把手(未示出)施加的持續的壓力或者力會引起鉆100在不受鉆頭112施加的力的情況下向前移動。具體地，當用戶持續地提供抵靠鉆100的把手的力以持續鉆孔時，由于第一腔148被排氣，夾盤110、鉆頭112和活塞桿118會被迫塌縮或者移動進入活塞114的氣缸120。由于第一腔148內的壓力的下降，活塞桿118沿中央軸線A在壁架142的方向上的移動，迫使活塞桿118和氣缸120之間的第二對互鎖花鍵132脫離接合。第二對互鎖花鍵132的脫離接合還會釋放從氣缸120向活塞桿118以及夾盤110和鉆頭112傳遞的轉矩。因此鉆頭112的轉動被阻止。
[0050]在一些實施例中，通過阻止鉆頭112在內腔108內的結構處的切削，停止鉆頭112的轉動還能進一步停止鉆頭112的行進進入被鉆孔材料102的內腔108。在一些實施例中，當活塞桿118移動進入氣缸120時，鉆頭112的進一步行進進入被鉆孔材料102的內腔108能夠自動被阻止，并且使鉆頭112至少部分地回縮到形成在被鉆孔材料102中的孔之外。
[0051 ]在活塞114完全地塌縮或壓下前，例如在活塞桿118的齒140抵接壁架142時，一旦形成期望的孔，用戶能釋放或者減小施加到鉆100的把手上的力以阻止停止的鉆頭112在內腔108內超出被鉆孔材料102的硬墊刺穿軟物質，例如神經、血管等。就工業應用而言，在活塞114完全地塌縮或壓下前，一旦形成期望的孔，用戶能夠釋放或者減小施加到鉆100的把手上的力以阻止停止的鉆頭112在內腔108內超出被鉆孔材料102的硬基質刺穿例如電氣線纜等結構。
[0052]在一些實施例中，馬達部分116的電磁閥能夠打開到負壓倉(未示出)。在一些實施例中，負壓倉能夠通過機電方式產生。因此，當傳感器152檢測到壓力下降時，第一腔148內的壓縮空氣能夠被主動地減壓，第一腔148能夠主動地塌縮，并且活塞桿118能夠被抽吸進入到活塞114的氣缸120直到活塞桿118的齒140抵接壁架142。夾盤110和鉆頭112因此還能夠沿中央軸線A在氣缸120的方向上被抽吸。活塞桿118、夾盤110和鉆頭112的移動能夠進一步阻止鉆頭112行進進入被鉆孔材料102的內腔108。在一些實施例中，活塞桿118、夾盤110和鉆頭112的移動能夠主動地和/或自動地使鉆頭112回縮遠離被鉆孔材料102和/或內腔108內的任何結構。施加到鉆100的把手上的力因此能夠與施加到鉆頭112上的力解耦，以阻止被鉆孔材料112的內腔108內的結構的損壞。
[0053]如果用戶希望進一步鉆孔穿過相同的或者另一個被鉆孔材料102，活塞114的第一腔148能夠通過例如重置按鈕、傳感器檢測等的致動用壓縮空氣再次填充。盡管本文中所討論的是用壓縮空氣填充第一腔148，本領域中的技術人員應該理解的是，使用例如一種或者更多種液體，一個或者多個彈簧等的類活塞設計的任何相近的機構都能夠被用來伸展和/或塌縮鉆100。
[0054]雖然本文中對示例性的實施例做出了說明，當時應該清楚注意的是，這些實施例不應該被作為限制，對本文所明顯描述的內容的增添和修改也都包括在本發明的范圍內。另外，應該明白的是，本文所描述的多種實施例的特點不具有相互的排他性，并且能夠以多種組合和置換的方式存在，即使這種組合和置換沒有在本文中進行描述，但是這些都不脫離本發明的精神和范圍。
【主權項】
1.一種可塌縮鉆，所述可塌縮鉆包括: 夾盤，所述夾盤被配置成并且尺寸被設計成用于接納鉆頭， 活塞，所述活塞包括一對互鎖花鍵，以及 馬達部分， 其中，所述馬達部分驅動所述活塞和所述夾盤的轉動，并且 其中，所述活塞的按壓使得所述夾盤相對于所述活塞的轉動停止。2.根據權利要求1所述的可塌縮鉆，其中，所述活塞包括在氣缸內直線移動的活塞桿。3.根據權利要求2所述的可塌縮鉆，其中，所述一對互鎖花鍵包括位于所述氣缸上的多個槽和位于所述活塞桿上的多個互補齒，所述多個槽被配置成與所述多個互補齒互鎖。4.根據權利要求3所述的可塌縮鉆，其中，所述活塞桿包括從所述活塞桿延伸的徑向突出部。5.根據權利要求4所述的可塌縮鉆，其中，所述氣缸包括內壁架，該內壁架被配置成并且尺寸被設計成與所述活塞桿的所述徑向突出部相配合。6.根據權利要求5所述的可塌縮鉆，其中，所述可塌縮鉆包括O型環，所述O型環被布置在所述徑向突出部和所述內壁架之間，以在所述氣缸內部形成密封腔。7.根據權利要求6所述的可塌縮鉆，其中，所述馬達部分包括用于采用壓縮空氣填充所述氣缸內部的所述密封腔并且用于從所述密封腔向大氣釋放壓縮空氣的機構。8.根據權利要求7所述的可塌縮鉆，其中，從所述密封腔向大氣釋放壓縮空氣使得將所述活塞桿按壓入所述氣缸中。9.根據權利要求8所述的可塌縮鉆，其中，將所述活塞桿按壓入所述氣缸中使得所述一對互鎖花鍵的所述多個槽和多個互補齒脫離接合。10.根據權利要求9所述的可塌縮鉆，其中，所述一對互鎖花鍵的所述多個槽和所述多個互補齒脫離接合阻止了所述夾盤相對于所述活塞的轉動。11.根據權利要求8所述的可塌縮鉆，其中，使所述活塞桿按壓入所述氣缸使得所述鉆頭從材料回縮。12.根據權利要求2所述的可塌縮鉆，其中，所述可塌縮鉆包括布置在氣缸和馬達部分之間的第二對互鎖花鍵。13.一種對材料鉆孔的方法，所述方法包括: 提供可塌縮鉆，所述可塌縮鉆包括(i)夾盤，所述夾盤被配置成并且尺寸被設計成接納鉆頭；(i i)活塞，所述活塞包括一對互鎖花鍵;和(i i i)馬達部分， 采用所述馬達部分驅動所述活塞和所述夾盤的轉動，并且 按壓所述活塞以停止所述夾盤相對于所述活塞的轉動。14.根據權利要求13所述的方法，所述方法包括用壓縮空氣填充位于所述活塞的所述氣缸內部的密封腔，以使從活塞桿延伸的徑向突出部定位成抵靠所述氣缸的內壁架。15.根據權利要求14所述的方法，所述方法包括在所述密封腔內保持壓力，以將所述鉆頭保持在伸展的位置。16.根據權利要求14所述的方法，所述方法包括使所述一對互鎖花鍵的、位于所述活塞的氣缸上的多個槽與位于所述活塞的所述活塞桿上的多個互補齒互鎖，以驅動所述夾盤相對于所述活塞的轉動。17.根據權利要求14所述的方法，所述方法包括使所述密封腔排氣以將所述活塞桿按壓入所述氣缸中。18.根據權利要求17所述的方法，將所述活塞桿按壓入所述氣缸還包括使得所述一對互鎖花鍵的、位于所述氣缸上的多個槽與位于所述活塞桿上的多個互補齒脫離接合。19.根據權利要求18所述的方法，其中，使所述一對互鎖花鍵的、位于所述氣缸上的多個槽與位于所述活塞桿上的多個互補齒脫離接合包括停止所述夾盤相對于所述活塞的轉動。20.根據權利要求17所述的可塌縮鉆，其中，將所述活塞桿按壓入所述氣缸包括使所述鉆頭從材料回縮。
【文檔編號】B23B39/14GK105828997SQ201480057790
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年9月19日
【發明人】I·K·Y·羅, P·肖雷, K·馬爾德魯
【申請人】索特瑞工業有限責任公司