BR212018075369Y1 - Dispositivo para conexão de piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico - Google Patents
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Abstract
Um dispositivo para a conexão de piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico, compreendendo uma porca (1), um transdutor ultrassônico (5) tendo uma estrutura de parafuso e para ser usado junto com a porca (1), e uma pluralidade de piezocerâmicas (3) e uma pluralidade de folhas metálicas (4) que são montadas sobre a periferia do parafuso do transdutor ultrassônico (5) e dispostas alternadamente. O dispositivo para a conexão das piezocerâmicas do transdutor ultrassônico compreende ainda uma arruela (2) localizada entre a porca (1) e as piezocerâmicas (3,) e a arruela (2) é provida com um orifício passante onde o parafuso pode atravessar. O dispositivo de conexão tem alta precisão de conexão, forte estabilidade de trabalho e alta confiabilidade de trabalho
Description
[0001] A presente divulgação refere-se ao campo de instrumentos e dispositivos médicos, em particular a um transdutor ultrassônico, e mais particularmente a um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico.
[0002] Um transdutor ultrassônico é um dispositivo de conversão de energia cuja função é converter a energia elétrica de entrada em energia mecânica (i.e., ondas ultrassônicas) e depois distribuí-la, enquanto consome uma pequena quantidade da própria energia. Os transdutores ultrassônicos são usados em uma ampla gama de aplicações. E especialmente nos últimos anos, os transdutores ultrassônicos são amplamente usados no campo de dispositivos médicos, trazendo boas notícias para a maioria dos pacientes.
[0003] As piezocerâmicas são componentes indispensáveis nos transdutores ultrassônicos. Em uso, uma pluralidade de folhas cerâmicas piezoelétricas e folhas metálicas empilhadas juntas são tipicamente prensadas firmemente por um par de um parafuso e uma porca. Contudo, devido ao erro de paralelismo entre superfícies paralelas das folhas cerâmicas piezoeléctricas e das folhas metálicas, quando uma pluralidade de folhas cerâmicas piezoeléctricas e uma pluralidade de folhas metálicas são superpostas, o erro acumula-se, o que afeta grandemente a precisão da montagem, afetando com isso o efeito de uso de um transdutor ultrassônico.
[0004] O documento GB2238592 revela um conjunto de porca com autoalinhamento, compreendendo uma porca e uma arruela proporcionadas com superfícies de engate parcialmente esféricas para permitir um autoalinhamento de um eixo giratório em relação perpendicular com uma face de rolamento de um rolamento. Tal autoajuste da porca reduz o erro para dentro de 1 μm na borda do rolamento.
[0005] O documento WO0062678 revela um dispositivo ultrassônico com eficiência melhorada como resultado de uma uniformidade de pressão substancialmente aumentada ao longo de transdutores piezoelétricos, e através de uma pilha de transdutores piezoelétricos.
[0006] O documento KR20010092834 revela um transdutor sônico piezoelétrico para simplificar a estrutura e melhorar a resistência com relação à carga de impacto aplicada a partir do exterior ao projetar um corpo principal fixo em uma superfície neutra para suportar a carga para evitar danos ao conjunto de piezocerâmica ou mudanças nas propriedades físicas do conjunto de piezocerâmica.
[0007] O documento CN102513285 revela um transdutor ultrassônico que pode reduzir a diferênca de tensão nas superfícies de placas de cerâmica piezoelétricas no transdutor ultrassônico e aperfeiçoar a eficiência do transdutor ultrassônico.
[0008] O documento CN202338548 revela um componente de ajuste de porca esférico-hexagonal compreendendo uma porca e uma arruela, em que uma extremidade da porca é proporcionada com uma superfície esférica convexa, e uma extremidade da arruela é proporcionada com uma superfície esférica côncava.
[0009] Em vista dos problemas existentes, as modalidades da presente invenção proporcionam um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico, compreendendo uma porca, um transdutor ultrassônico tendo um parafuso para utilização com a porca e uma pluralidade de piezocerâmicas e uma pluralidade de folhas metálicas montadas sobre uma circunferência externa do parafuso do transdutor ultrassônico e dispostas em intervalos. O dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico compreende ainda uma arruela localizada entre a porca e as piezocerâmicas, e a arruela é proporcionada com um orifício passante através do qual passa o parafuso do transdutor ultrassônico.
[0010] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor piezoelétrico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, uma extremidade da porca que contata a arruela é de uma estrutura de segmento esférico, um eixo da estrutura de segmento esférico é coincidente com um eixo da porca e a outra extremidade da porca é uma superfície plana. A arruela tem uma forma externa cilíndrica, uma extremidade da arruela que está em contato com a porca tem uma superfície curva côncava ajustada com a estrutura de segmento esférico da porca, um eixo da superfície curva côncava coincide com o eixo da arruela e a outra extremidade da arruela é uma superfície plana.
[0011] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, uma altura da estrutura de segmento esférico da porca é maior do que uma altura da superfície curvada côncava da arruela ajustada com ela.
[0012] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, um diâmetro de uma circunferência superior da superfície curva côncava da arruela é menor do que um diâmetro externo da arruela. De preferência, os diâmetros externos da pluralidade de piezocerâmicas e da pluralidade de folhas metálicas são os mesmos que o diâmetro externo da arruela.
[0013] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, é preferível que a porca seja provida com faces de aperto para apertar a porca sobre uma superfície lateral da porca perto da sua extremidade plana. Mais preferivelmente, o número de faces de aperto é um número par e as faces de aperto são dispostas simetricamente em pares.
[0014] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor piezoeléctrico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, é preferível que o diâmetro do orifício passante formado na arruela não seja menor do que um diâmetro externo de uma rosca externa do parafuso do transdutor ultrassônico.
[0015] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, de um modo preferido, o parafuso do transdutor ultrassônico estende-se radialmente para fora em uma base do mesmo para formar uma superfície escalonada para suportar uma folha metálica em contato com o transdutor ultrassônico. Mais preferivelmente, um diâmetro externo da superfície escalonada é o mesmo que um diâmetro externo da folha metálica.
[0016] Com o dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com modalidades da presente invenção, a porca que tem uma estrutura de segmento esférico é ajustada com a arruela que tem uma superfície curvada côncava e as suas superfícies de contato são projetadas e fabricadas em um mesmo tamanho esférico. Quando a porca e o parafuso do transdutor ultrassônico forem conectados, uma posição relativa da porca e da arruela pode ser ajustada automaticamente com o aumento das piezocerâmicas e das folhas metálicas de múltiplas camadas, de modo que a pluralidade de piezocerâmicas e folhas metálicas é submetida a uma força homogênea, que melhora a precisão de montagem e reduz a influência exercida sobre o processo de montagem pelo erro de paralelismo produzido nas superfícies de contato da pluralidade de piezocerâmicas e da pluralidade de folhas metálica, e também aumenta a eficiência de trabalho do transdutor ultrassônico e assegura a estabilidade e a confiabilidade do trabalho do transdutor ultrassônico.
[0017] Para ilustrar mais claramente as modalidades específicas da presente invenção ou as soluções técnicas na técnica anterior, os desenhos usados nas modalidades específicas ou na descrição da técnica anterior serão brevemente descritos abaixo.
[0018] A Fig. 1 é uma vista esquemática que mostra um estado de montagem de um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0019] A Fig. 2 é uma vista em perspectiva esquemática que mostra um estado de montagem de uma porca e uma arruela em um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0020] A Fig. 3 é uma vista esquemática em elevação da seção transversal mostrando um estado de montagem de uma porca e uma arruela em um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0021] A Fig. 4 é uma vista esquemática em perspectiva de uma porca em um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0022] A Fig. 5 é uma vista esquemática em perspectiva que mostra uma arruela em um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0023] Numerais de Referência: 1 ~ porca; 2 ~ arruela; 3 ~ cerâmica piezoelétrica; 4 ~ folha metálica; 5 ~ transdutor ultrassônico; 6 ~ face de aperto.
[0024] As modalidades ilustrativas da presente divulgação serão descritas a seguir em um modo claro e completo com referência aos desenhos anexos. Aparentemente, as modalidades descritas neste documento são apenas partes das modalidades, em vez de todas as modalidades. Pretende- se que todas as outras modalidades obtidas pelos especialistas na técnica, de acordo com as modalidades divulgadas, sem trabalho inventivo, estejam dentro do escopo da presente invenção.
[0025] Na descrição da presente divulgação, é para ser observado que os termos de “centro”, “superior”, “inferior”, “esquerdo”, “direito”, “vertical”, “horizontal”, “interno", “externo” e semelhantes simplesmente indicam relação de orientação ou posição com base nos desenhos anexos e são usados apenas para o propósito de facilitar e simplificar a descrição da invenção, em vez de especificar ou significar que qualquer dispositivo ou elementos indicados devam ter uma certa orientação, ser constituídos com uma certa orientação, ou operar em uma certa orientação. Portanto, esses termos não serão interpretados como limitando a presente invenção. Além disso, os termos de "primeiro", "segundo" e "terceiro" são usados apenas para propósito de descrição, em vez de serem interpretados como especificando ou significando uma importância relativa.
[0026] Na descrição da presente divulgação, é para ser observado que, a menos que especificado de outro modo ou definido claramente, o termo de “anexar”, “conectar a”, “conectar com”, “acoplar” e similares devem ser interpretados de forma ampla. Por exemplo, eles podem se referir a uma conexão fixa, ou conexão destacável ou conexão integral; eles podem se referir a uma conexão mecânica ou conexão elétrica; eles podem se referir a uma conexão direta ou conexão indireta através de um agente intermediário, ou comunicação interna entre dois componentes. Para os especialistas na técnica, o significado específico destes termos na presente divulgação pode ser entendido em combinação com situações ou contextos específicos.
[0027] Como mostrado na Fig. 1, um dispositivo de conexão para piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da invenção compreende uma porca 1, um transdutor ultrassônico 5 tendo um parafuso usado para correlacionar-se com a porca 1, bem como uma pluralidade de piezocerâmicas 3 e uma pluralidade de folhas metálicas 4 montadas sobre uma circunferência externa do parafuso do transdutor ultrassônico 5 e dispostas em intervalos. O dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico compreende ainda uma arruela 2 localizada entre a porca 1 e as piezocerâmicas 3, e a arruela 2 é provida com um orifício passante através do qual passa o parafuso do transdutor ultrassônico 5.
[0028] Em comparação com a técnica anterior, o dispositivo de conexão para as piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico de acordo com a modalidade da invenção compreende a arruela 2, que é montada entre a porca 1 e as piezocerâmicas 3 de modo a compensar o erro de montagem que é gerado e acumulado por uma superposição das piezocerâmicas 3 com as folhas metálicas 4.
[0029] Como mostrado na Fig. 3, no dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor piezoelétrico de acordo com uma modalidade da presente invenção, uma extremidade da porca 1 em contato com a arruela 2 pode ser de uma estrutura de segmento esférico, e um eixo da estrutura de segmento esférico é coincidente com um eixo da porca 1, e a outra extremidade da porca 1 é uma superfície plana. A arruela 2 tem uma forma externa cilíndrica, uma extremidade da arruela 2 contatando com a porca 1 tem uma superfície curva côncava sendo ajustada com a estrutura de segmento esférico da porca 1, um eixo da superfície curva côncava coincide com o eixo da arruela 2, e a outra extremidade da arruela 2 é uma superfície plana.
[0030] Como mostrado nas Figs. 2 e 3, a porca 1 tendo uma estrutura de segmento esférico é ajustada com a arruela 2 tendo uma superfície curva côncava, e as suas superfícies de contato são projetadas e fabricadas no mesmo tamanho esférico. Quando a porca 1 for conectada ao parafuso do transdutor ultrassônico 5, uma posição relativa da porca e da arruela 2 pode ser ajustada automaticamente com o aumento na superposição de múltiplas camadas das piezocerâmicas 3 e das folhas metálicas 4. Portanto, a pluralidade de piezocerâmicas 3 e folhas metálicas 4 é submetida a uma força homogênea, melhorando com isso a precisão da montagem, reduzindo a influência sobre o processo de montagem pelo erro de paralelismo das duas superfícies de contato gerado pela superposição da pluralidade de piezocerâmicas 3 com a pluralidade de folhas metálicas 4, melhorando a eficiência de trabalho do transdutor ultrassônico 5, e assegurando a estabilidade e a confiabilidade de trabalho do transdutor ultrassônico 5.
[0031] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção, uma altura da estrutura de segmento esférico da porca 1 pode ser maior do que uma altura (i.e., profundidade) da superfície curva côncava da arruela 2 com a qual a porca 1 se correlaciona. A diferença entre a altura da estrutura de segmento esférico da porca 1 e a altura (i.e., profundidade) da superfície curva côncava da arruela 2 aumenta um ângulo de rotação da porca 1 em relação à arruela 2, melhorando ainda mais a precisão da montagem.
[0032] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção, um diâmetro de uma circunferência superior da superfície curva côncava da arruela 2 pode ser menor do que um diâmetro externo da arruela 2, de modo a formar uma superfície anular na extremidade da arruela 2 em contato com a porca 1. A superfície anular pode proteger a superfície curva côncava da arruela 2 do desgaste excessivo em uma borda da mesma. De preferência, a pluralidade de piezocerâmicas 3 e a pluralidade de folhas metálicas 4 têm diâmetros externos iguais ao diâmetro externo da arruela 2. Portanto, quando visto como um todo, o dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com a modalidade da presente invenção é de estrutura mais ordenada e compacta.
[0033] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção, como mostrado na Fig. 4, pode haver faces de aperto 6 usinadas sobre uma superfície lateral da porca 1 perto de uma extremidade plana das mesmas para apertar a porca 1. De preferência, o número de faces de aperto é um número par e as faces de aperto estão dispostas simetricamente em pares. Com as faces de aperto 6, é mais conveniente para um operador utilizar uma ferramenta para apertar firmemente a porca 1, melhorando ainda mais a precisão da montagem e melhorando mais assim a estabilidade e a confiabilidade de trabalho do dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico.
[0034] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com uma modalidade da presente invenção, como mostrado na Fig. 5, um diâmetro do orifício passante formado na arruela 2 não é menor do que um diâmetro externo de uma rosca externa do parafuso do transdutor ultrassônico 5. Deste modo, o parafuso do transdutor ultrassônico 5 pode passar livremente através do orifício passante da arruela 2, pelo que é conveniente para o trabalho de montagem.
[0035] No dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico de acordo com algumas modalidades da presente invenção, opcionalmente, o parafuso do transdutor ultrassônico 5 pode estender-se radialmente para fora em uma base do mesmo para formar uma superfície escalonada de modo a suportar a folha metálica 4 que está em contato com o transdutor ultrassônico 5, suportando assim a dita folha metálica 4, bem como a pluralidade de piezocerâmicas 3, e as outras folhas metálicas 4 restantes que estão superpostas sobre a dita folha metálica 4. De um modo preferido, um diâmetro externo da superfície escalonada é idêntico a um diâmetro externo da folha metálica 4.
[0036] Em comparação com a técnica anterior, o dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico da invenção é de projeto engenhoso, estrutura simples, conveniente para instalação e tem baixo custo de fabricação. Os problemas na técnica anterior, incluindo a baixa precisão de montagem, erro de montagem acumulativo grande e semelhantes, podem ser resolvidos pela presente invenção simplesmente pela adição de um componente. Quando o dispositivo de conexão para as piezocerâmicas do transdutor ultrassônico da invenção for usado para conversão de energia, haverá uma elevada estabilidade, elevada eficiência de conversão de energia, elevada confiabilidade e elevada eficiência de trabalho.
[0037] Finalmente, deve ser observado que as modalidades acima mencionadas são meramente ilustrativas das soluções técnicas da presente invenção, e não se destinam a ser limitativas. Embora a presente divulgação tenha sido descrita em detalhe com referência às modalidades anteriores, uma pessoa versada na técnica deve notar que as soluções técnicas descritas nas modalidades anteriores podem ser modificadas, ou algumas ou todas as características técnicas nelas contidas podem ser equivalentemente substituídas. Estas modificações ou substituições não fazem com que o espírito das soluções técnicas associadas saia do escopo das modalidades da presente invenção.
Claims (7)
1. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas de um transdutor ultrassônico (5), compreendendo: uma estrutura de parafuso com uma pluralidade de piezocerâmicas (3) e uma pluralidade de folhas metálicas (4) que são montadas sobre uma circunferência externa do parafuso e dispostas em intervalos, uma porca (1), e uma arruela (2) provida com um orifício passante através do qual passa o parafuso e que é localizada entre a porca (1) e as piezocerâmicas (3), caracterizado pelo fato de que uma extremidade da porca (1) contatando a arruela (2) é de uma estrutura de segmento esférico, um eixo da estrutura de segmento esférico é coincidente com um eixo da porca (1) e a outra extremidade da porca (1) é uma superfície plana; e a arruela (2) tem uma forma externa cilíndrica, uma extremidade da arruela (2) em contato com a porca (1) tem uma superfície curva côncava ajustada com a estrutura de segmento esférico da porca (1), um eixo da superfície curva côncava coincide com o eixo da arruela (2) e a outra extremidade da arruela (2) é uma superfície plana, uma altura da estrutura de segmento esférico da porca (1) é maior do que a altura da superfície curva côncava da arruela (2) ajustada com ela, e a porca (1) é provida com faces de aperto (6) para apertar a porca (1) sobre uma superfície lateral da porca (1) perto de uma extremidade plana da mesma, e a porca (1) tem um segmento cilíndrico proporcionado entre as faces de aperto (6) e a estrutura de segmento esférico.
2. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um diâmetro de uma circunferência superior da superfície curva côncava da arruela (2) é menor do que um diâmetro externo da arruela (2).
3. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de piezocerâmicas (3) e a pluralidade de folhas metálicas (4) têm diâmetros externos iguais a um diâmetro externo da arruela (2).
4. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o número das faces de aperto (6) é um número par e as faces de aperto (6) são dispostas simetricamente em pares.
5. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um diâmetro do orifício passante formado na arruela (2) é igual ou maior que um diâmetro externo de uma rosca externa do parafuso do transdutor ultrassônico (5).
6. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parafuso do transdutor ultrassônico (5) se estende radialmente para fora em uma base do mesmo para formar uma superfície escalonada para suportar uma folha metálica (4) em contato com o transdutor ultrassônico (5).
7. Dispositivo de conexão para as piezocerâmicas (3) do transdutor ultrassônico (5), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um diâmetro externo da superfície escalonada é o mesmo que um diâmetro externo da folha metálica (4).
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