[发明专利]一种嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置

权利要求书

1.一种嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，包括：钻刀片、钻刀刀杆、薄膜热电偶阵列6pin连接器、压电薄膜2pin连接器、环形采集无线发射终端、USB蓝牙接收端以及上位机；其中：

所述钻刀片上集成有微尺寸薄膜热电偶阵列传感器和压电薄膜传感器；

所述钻刀刀杆上固定设置有所述钻刀片、薄膜热电偶阵列6pin连接器、压电薄膜2pin连接器以及所述环形采集无线发射终端；

所述薄膜热电偶阵列6pin连接器连接所述微尺寸薄膜热电偶阵列传感器；

所述压电薄膜2pin连接器连接所述压电薄膜传感器；

所述环形采集无线发射终端固定设置在所述钻刀刀杆上，随钻刀共同旋转；

所述USB蓝牙接收端用于接收所述环形采集无线发射终端的传感器信号；

所述上位机连接所述USB蓝牙接收端，用于根据传感器信号以变化的曲线形式显示温度与力。

2.根据权利要求1所述的嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，所述微尺寸薄膜热电偶阵列传感器包括由SiO₂绝缘薄膜、NiCr功能薄膜、NiSi功能薄膜搭接形成的三个热电偶热节点以及SiO₂保护薄膜，采用MEMS技术将三个热电偶热节点以及SiO₂保护薄膜分别沉积在所述钻刀片上，用于测量刀片后刀面的温度分布。

3.根据权利要求1所述的嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，所述压电薄膜传感器包括SiO₂绝缘薄膜、NiCr正电极薄膜、ZnO功能薄膜、NiCr负电极薄膜以及SiO₂保护薄膜，采用MEMS技术将SiO₂绝缘薄膜、NiCr正电极薄膜、ZnO功能薄膜、NiCr负电极薄膜以及SiO₂保护薄膜分别沉积在所述钻刀片上，用于测量钻削不同骨骼组织所产生的力。

4.根据权利要求1所述的嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，所述薄膜热电偶阵列6pin连接器和所述压电薄膜2pin连接器通过过盈配合预先安装在所述钻刀刀杆预留的槽中，利用pogopin的弹簧伸缩装置在所述钻刀片安装到刀柄后使触点与薄膜连接，pogopin后端与薄膜相同的材料的引线相连且引线从刀杆中的冷却口引出。

5.根据权利要求1所述的嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，所述环形采集无线发射终端外壳采用聚四氟乙烯材料制成，内部包含多路开关芯片、压电电荷放大芯片、热电偶采集芯片、带有蓝牙功能的单片机主控芯片、tpc充电锂电池以及与传感器引线直接相连的8位微型直插连接器。

6.根据权利要求1所述的嵌入式多参数原位测量用骨钻削监测装置，其特征在于，所述上位机还包括报警提示模块，当温度与力达到预先设定的预警数值，报警提示模块发出报警提示。