一种超声换能装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超声换能装置，包括换能器和变幅杆；变幅杆包括输入杆和输出杆，输入杆连接于换能器上；输出杆连接于输入杆的连接端上，且输出杆的中心轴垂直于输入杆的中心轴，第一输出端和第二输出端皆用于连接超声刀。本发明专利技术提供的超声换能装置通过将变幅杆设置为输入杆连接输出杆的T形结构，来与换能器连接形成谐振体，其中，换能器经过T形的变幅杆传递转换后，使得第一输出端和第二输出端具有较大、较强的振幅，从而实现了一种振幅较强、能够双驱动输出的超声换能装置。

Ultrasonic energy conversion device

The invention discloses an ultrasonic transducing device, including transducer and horn horn; including input and output input rod rod, the rod connected to the transducer; connecting rod is connected to the input end of the output rod, and the output rod axis perpendicular to the central axis of the input rod, a first output end and second output ends are used to connect the ultrasonic knife. The present invention provides ultrasonic transducing device through the T structure of horn set as input rod is connected with the output rod, and transducer connected to form a resonant body, wherein the transducer horn shaped transfer through T conversion, the first output terminal and a second output terminal with large amplitude, strong, so as to achieve a a high amplitude, can double drive output ultrasonic energy conversion device.

【技术实现步骤摘要】
一种超声换能装置
本专利技术涉及一种医疗设备领域，尤其涉及一种超声换能装置。
技术介绍
超声刀系统广泛医用于医疗领域，超声刀系统的核心部件为医用功率换能器，医用功率换能器的优劣决定了超声刀手术效果以及超声刀的使用寿命。其中，阻抗愈低，效率愈高，则医用功率换能器愈优，因为具有低阻抗、高效率的医用功率换能器才能在相同输入功率的条件下获取更大的高频振动的机械能，输出更大的振幅。现有技术中，Ethicon提出一种超声刀装置：四片压电陶瓷片对称的分布在换能器的中心位置，同时换能器有两个对称分布的终端输出，两个终端的振动是对称的，可以同时驱动两把刀杆，医护人员可以根据需要选择其中的一把。专利技术人发现，上述的超声刀装置存在以下缺陷：首先，上述超声刀装置对振动的基本参数振幅有比较大的限制，原因如下：虽然四片压电陶瓷片对称的分布在换能器中心，但对振幅真正起作用的只有两片，也就是说振幅比传统换能器在理论上少了一倍，所以为了弥补振幅不足，对压电片的技术指标就提出了更高要求，而提高的要求在工艺上则可能达不到，或者会提高成本；其次，超声刀装置的结构强度受到了限制，原因如下：为了弥补振幅的不足，通过缩小两个终端输出端面的直径，这虽然在一定程度上缓和了振幅的不足，但无法解决其振幅受到较大限制的根本问题，并且，输出端面的振幅做得过小，结构的强度无法保证，可能严重影响换能器的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种振幅较强、能够双驱动输出的超声换能装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超声换能装置，包括换能器和变幅杆；所述变幅杆包括输入杆和输出杆，所述输入杆包括沿着所述输入杆的轴向相背设置的输入端和连接端，所述输入端连接于所述换能器上，且所述输入杆与所述换能器共轴设置；所述输出杆连接于所述连接端，且所述输出杆的中心轴垂直于所述输入杆的中心轴，所述输出杆具有沿着自身轴向相背设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端皆用于连接超声刀刀杆。其中，所所述输出杆之位于所述输入杆两侧的杆身以所述输入杆为中心呈镜像对称。其中，所述输入杆的外表面为直圆柱面。其中，所述输出杆沿着自身轴向的长度小于或等于所述输入杆沿着自身轴向的长度。其中，所述输出杆的直径小于或者等于所述输入杆的直径。其中，所述输出杆的外表面为直圆柱面。其中，所述输出杆位于所述输入杆两侧的杆身的外表面皆为锥面，且所述第一输出端和所述第二输出端皆具有直径较小的端面。其中，所述换能器包括预紧杆、和依次套设于所述预紧杆上的后质量块、晶堆、和前质量块；所述预紧杆包括一体连接的外周面为光滑的杆头和杆体，所述杆头为柱形杆头，所述杆头的直径大于所述杆体的直径，所述杆头包括杆头接触面；所述后质量块具有相对设置的第一接触面和第二接触面，所述第一接触面贴设于所述杆头接触面；所述晶堆具有晶堆接触面，所述晶堆接触面贴设于所述第二接触面；所述前质量块连接于所述杆体的端部，所述前质量块贴设于所述晶堆上；所述变幅杆连接于所述前质量块上。其中，所述第一接触面的边缘设置有倒角或者倒圆角；和/或，所述第一接触面的边缘与所述杆头接触面的边缘重合；和/或，所述第二接触面的面积大于所述晶堆接触面的面积；和/或，所述第二接触面的内径比所述晶堆接触面的内径小0.2～0.5mm；和/或，所述前质量块具有前连接面，所述前质量面贴设于所述晶堆上；所述换能器还包括法兰，所述法兰突设于所述前连接面所在的外表面上；和/或，所述前质量块还包括与所述前连接面相背设置的后连接面，所述输入杆的输入端连接于所述后连接面上，所述输入端的直径小于或等于所述后连接面的直径。本专利技术实施例还提供了另一种一种超声换能装置，包括换能器和变幅杆；所述换能器包括预紧杆、和依次套设于所述预紧杆上的后质量块、晶堆、和前质量块；所述变幅杆包括输入杆和输出杆，所述输入杆包括沿着所述输入杆的轴向相背设置的输入端和连接端，所述输入端连接于所述前质量块上；所述输出杆连接于所述连接端，且所述输出杆的中心轴垂直于所述输入杆的中心轴，所述输出杆具有沿着自身轴向相背设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端皆用于连接超声刀刀杆；所述输入杆的连接端连接于所述输出杆的中心位置，所述输出杆分别包括自所述中心位置延伸至所述第一输出端的第一杆体、以及自所述中心位置延伸至所述第二输出端的第二杆体，所述第一杆体和所述第二杆体以所述输入杆为中心呈镜像对称。本专利技术提供的超声换能装置通过将变幅杆设置为输入杆连接输出杆的T形结构，来与换能器连接形成谐振体，其中，换能器经过T形的变幅杆传递转换后，T形的变幅杆由于其特殊的振动特性，从而使得变幅杆在同一振动模态下的整体的振动位移分布为：输入杆和输出杆皆分别沿着自身轴向分布纵向振动位移，而由于输入杆基本处于输出杆的节点位，使得输出杆沿着自身轴向的振动位移分布较小，而与变幅杆的输出杆则具有较大的振动位移分布，输出杆两端基本处于波峰位置，进而使第一输出端和第二输出端产生高频的振动，并且在振动位移分布至第一输出端和第二输出端时，振动幅度被进一步放大，使得第一输出端和第二输出端具有较大、较强的振幅，从而实现了一种振幅较强、能够双驱动输出的超声换能装置。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施方式提供的超声换能装置的示意图；图2是图1所示的超声换能装置的换能器的分解示意图；图3是图1所示的超声换能装置的变幅杆的基本原理有限元分析的示意图；图4是图1的超声换能装置中的另一变幅杆的示意图；图5是图1的超声换能装置中的再一变幅杆的示意图；图6是图1的超声换能装置中的另一变幅杆的示意图；图7是现有技术的换能器的晶堆中的压电片的压力分布图；图8是是图1所示的超声换能装置的换能器中的晶堆的压电陶瓷片的压力分布图；图9是现有技术的换能器的晶堆中的压电片的振动位移分布图；图10是是图1所示的超声换能装置的换能器中的晶堆的压电陶瓷片的振动位移分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参考图1和图2，为本专利技术提供的一种超声换能装置100，包括换能器1和变幅杆2；换能器1包括预紧杆11、和依次套设于预紧杆11上的后质量块12、晶堆13、和前质量块14；变幅杆2包括输入杆21和输出杆22，输入杆21包括沿着其轴向相背设置的输入端21a和连接端21b，输入端21a连接于前质量块14上；输出杆22连接于输入杆21的连接端21b上，且输出杆22的中心轴垂直于输入杆21的中心轴，输出杆22具有沿着自身轴向相背设置的第一输出端221和第二输出端222，第一输出端221和第二输出端222皆用于连接超声刀(尤其连接超声刀刀杆)。通过将变幅杆2设置为输入杆21连接输出杆22的T形结构，来与换能器1连接形成谐振体，其中，换能器1经过T形的变幅杆2传递转换后，T形的变幅杆2由于其特殊的振动特性，从而使得变幅杆2在同一振动模态下的整体的振动位移分布为：输入杆21和输出杆22皆分别沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声换能装置，其特征在于，包括换能器和变幅杆；所述变幅杆包括输入杆和输出杆，所述输入杆包括沿着所述输入杆的轴向相背设置的输入端和连接端，所述输入端连接于所述换能器上，且所述输入杆与所述换能器共轴设置；所述输出杆连接于所述连接端，且所述输出杆的中心轴垂直于所述输入杆的中心轴，所述输出杆具有沿着自身轴向相背设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端皆用于连接超声刀刀杆。

【技术特征摘要】
1.一种超声换能装置，其特征在于，包括换能器和变幅杆；所述变幅杆包括输入杆和输出杆，所述输入杆包括沿着所述输入杆的轴向相背设置的输入端和连接端，所述输入端连接于所述换能器上，且所述输入杆与所述换能器共轴设置；所述输出杆连接于所述连接端，且所述输出杆的中心轴垂直于所述输入杆的中心轴，所述输出杆具有沿着自身轴向相背设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端皆用于连接超声刀刀杆。2.根据权利要求1所述的超声换能装置，其特征在于，所述输出杆之位于所述输入杆两侧的杆身以所述输入杆为中心呈镜像对称。3.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述输入杆的外表面为直圆柱面。4.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述输出杆沿着自身轴向的长度小于或等于所述输入杆沿着自身轴向的长度。5.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述输出杆的直径小于或者等于所述输入杆的直径。6.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述输出杆的外表面为直圆柱面。7.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述输出杆位于所述输入杆两侧的杆身的外表面皆为锥面，且所述第一输出端和所述第二输出端皆具有直径较小的端面。8.根据权利要求1或2所述的超声换能装置，其特征在于，所述换能器包括预紧杆、和依次套设于所述预紧杆上的后质量块、晶堆、和前质量块；所述预紧杆包括一体连接的外周面为光滑的杆头和杆体，所述杆头为柱形杆头，所述杆头的直径大于所述杆体的直径，所述杆头包括杆头接触面；所述后质量块具有相对设置的第一接触面和第二接触面，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪文亮，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44