[发明专利]扭矩限制螺丝刀装置、系统和方法

权利要求书

1.一种扭矩限制螺丝刀，包括：

主体，包括手柄，所述手柄配置成由使用者抓握；

位于主体内的电机；

驱动头，配置成由电机转动并驱动螺钉或钻头；

位于手柄中的电池，电池配置成向电机提供电力；和

处理器，位于主体内；

其中，在处理器的控制下，扭矩限制螺丝刀配置成：

向螺钉或钻头施加扭矩；

监控电机的电流、电压或扭矩值；

从电流、电压或扭矩值确定与施加在螺钉或钻头上的扭矩相关的多个扭矩值；

根据所述多个扭矩值确定第一平均值；

根据所述多个扭矩值确定第二平均值；

将第一平均值与第二平均值进行比较；并且

确定第一平均值大于第二平均值，

确定包括扭矩的拐点的扭矩中的谷峰已经发生；并且

响应于扭矩中的所述谷峰，限制施加到螺钉或钻头的扭矩量。

2.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中所述扭矩限制螺丝刀进一步配置成通过检测多个连续增加的扭矩值，接着是一个或多个中间扭矩值，接着是多个连续减小的扭矩值，确定扭矩的拐点已经发生。

3.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中所述扭矩限制螺丝刀进一步配置成通过检测所述扭矩的斜率从正变为负而确定扭矩的拐点已经发生。

4.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中所述扭矩限制螺丝刀进一步配置成通过检测到扭矩大于或等于扭矩阈值来确定扭矩的拐点已经发生。

5.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，还包括输入装置，所述输入装置被配置成向处理器发送信号以改变操作，扭矩限制螺丝刀通过该操作确定扭矩的拐点已经发生。

6.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中所述扭矩限制螺丝刀还被配置成在从拐点发生之后流逝一时间间隔之后限制扭矩量。

7.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，还包括致动器，所述致动器配置成将所述螺丝刀从手动模式切换到动力驱动模式，其中：

在手动模式下，所述电机不转动所述驱动头；

在动力驱动模式下，电机转动驱动头；并且

用于扭矩限制螺丝刀的默认模式是手动模式。

8.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中所述处理器位于所述主体的手柄中。

9.根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀，其中手柄包括手枪式握把。

10.一种用于将螺钉插入到患者的骨中的系统，包括根据权利要求1所述的扭矩限制螺丝刀和延伸适配器，所述延伸适配器配置成可拆卸地连接到所述扭矩限制螺丝刀，所述延伸适配器配置成能够将所述螺钉或钻头插入到与所述扭矩限制螺丝刀的主体间隔开至少30mm的所述骨中。

11.一种用于插入螺钉或钻头的机器人组件，该机器人组件包括：

机器人臂；和

安装到机器人臂的扭矩限制螺丝刀，该扭矩限制螺丝刀包括：

包括手柄的主体；

位于主体内的电机；

驱动头，驱动头配置成通过电机被转动并驱动螺钉或钻头；

其中，扭矩限制螺丝刀配置成：

监控电机的电流消耗，以检测与施加在螺钉或钻头上的扭矩相关的多个扭矩值；

根据所述多个扭矩值确定第一平均值；

根据所述多个扭矩值确定第二平均值；

将第一平均值与第二平均值进行比较；并且

通过确定第一平均值大于第二平均值，来确定扭矩的拐点已经发生；以及

响应于扭矩的拐点已经发生的确定，限制施加到螺钉或钻头上的扭矩量。

12.根据权利要求11所述的用于插入螺钉或钻头的机器人组件，其中扭矩限制螺丝刀还被配置成响应于扭矩的拐点已经发生的确定停止电机。